JP6354678B2 - Contactless power transmission equipment - Google Patents

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Description

この発明は非接触送電装置に関し、特に、受電装置に対して非接触で送電する非接触送電装置に関する。   The present invention relates to a non-contact power transmission device, and more particularly to a non-contact power transmission device that transmits power to a power receiving device in a contactless manner.

特許文献１は非接触給電システムを開示する。この非接触給電システムは、給電装置と車両とを備える。給電装置は送電を行う一次コイルを備え、車両は受電を行う二次コイルを備える。また、給電装置は、駆動周波数に応じた交流電流を一次コイルに出力するインバータを含む。給電装置に対する車両の停車位置によって、インバータの最適な駆動周波数は変わる。そこで、この非接触給電システムにおいては、インバータの最適な駆動周波数を迅速に選定するためのフィードバック制御が実行される。   Patent Document 1 discloses a non-contact power feeding system. This non-contact power supply system includes a power supply device and a vehicle. The power supply apparatus includes a primary coil that transmits power, and the vehicle includes a secondary coil that receives power. The power feeding device includes an inverter that outputs an alternating current corresponding to the drive frequency to the primary coil. The optimum drive frequency of the inverter varies depending on the stop position of the vehicle with respect to the power supply device. Therefore, in this non-contact power supply system, feedback control for quickly selecting the optimum drive frequency of the inverter is executed.

特開２０１４−２０７７９５号公報JP 2014-207795 A 特開２０１３−１５４８１５号公報JP2013-154815A 特開２０１３−１４６１５４号公報JP2013-146154A 特開２０１３−１４６１４８号公報JP2013-146148A 特開２０１３−１１０８２２号公報JP 2013-110822 A 特開２０１３−１２６３２７号公報JP 2013-126327 A

上記特許文献１に開示されるように、非接触給電システムにおいては、送電装置と受電装置との位置関係が変わり得る。送電装置の一次コイルに対する受電装置の二次コイルの位置ずれ量（水平方向）が大きくなるほど、一次コイルと二次コイルとの結合係数は小さくなる。したがって、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれ量が大きい場合には、目標値の電力が受電装置で受電されるために、一次コイルに大きな電流を流す必要がある。   As disclosed in Patent Document 1, in the non-contact power supply system, the positional relationship between the power transmission device and the power reception device can change. As the positional deviation amount (horizontal direction) of the secondary coil of the power receiving device with respect to the primary coil of the power transmitting device increases, the coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil decreases. Therefore, when the amount of displacement of the secondary coil with respect to the primary coil is large, the power of the target value is received by the power receiving device, so that a large current needs to flow through the primary coil.

しかしながら、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じた場合には、一次コイルから生じた磁束の多くが受電装置が搭載された車両のボディに向かう。この場合には、車両のボディに渦電流が生じ、その結果、電力損失が生じる。   However, when a position shift of the secondary coil with respect to the primary coil occurs, most of the magnetic flux generated from the primary coil goes to the body of the vehicle on which the power receiving device is mounted. In this case, an eddy current is generated in the vehicle body, resulting in power loss.

一方、一次コイルと二次コイルとの結合係数が小さいからといって必ずしも一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じているわけではない。たとえば、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じていなくても、一次コイルと二次コイルとのギャップ（垂直方向）が大きい場合には、結合係数は小さくなる。この場合には、一次コイルと車両のボディとのギャップが大きいため、一次コイルに大きな電流が流れても、車両のボディにおいて大きな渦電流は生じない。一方、一次コイルに大きな電流が流れることで、所望の電力が受電装置で受電され得る。   On the other hand, just because the coupling coefficient between the primary coil and the secondary coil is small does not necessarily mean that the secondary coil is displaced relative to the primary coil. For example, the coupling coefficient is small when the gap (vertical direction) between the primary coil and the secondary coil is large even if the secondary coil is not misaligned with respect to the primary coil. In this case, since the gap between the primary coil and the vehicle body is large, even if a large current flows through the primary coil, a large eddy current does not occur in the vehicle body. On the other hand, when a large current flows through the primary coil, desired power can be received by the power receiving device.

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電コイル（一次コイル）と受電コイル（二次コイル）との間で位置ずれが生じた場合には、送電装置からの送電に起因して車両のボディに生じる渦電流による電力損失を抑制可能な非接触送電装置を提供することである。   This invention was made in order to solve such a subject, Comprising: The objective is when position shift arises between a power transmission coil (primary coil) and a receiving coil (secondary coil). Another object of the present invention is to provide a non-contact power transmission device capable of suppressing power loss due to eddy currents generated in the vehicle body due to power transmission from the power transmission device.

この発明のある局面に従う非接触送電装置は、車両に搭載された受電装置へ非接触で送電する非接触送電装置であって、送電コイルと、インバータと、制御部とを備える。送電コイルは、受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成される。インバータは、送電コイルへ電力を供給する。制御部は、インバータを制御する。また、制御部は、送電コイルに流れる電流が制限値を超えないようにインバータを制御する。制限値は、送電コイルと受電コイルとの結合係数、および送電コイルと車両のボディとのギャップに応じて決定される。そして、結合係数が一定である場合に、ギャップが第１のギャップであるときの制限値は、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの制限値よりも小さい。   A non-contact power transmission device according to an aspect of the present invention is a non-contact power transmission device that performs non-contact power transmission to a power receiving device mounted on a vehicle, and includes a power transmission coil, an inverter, and a control unit. The power transmission coil is configured to transmit power to the power reception coil of the power reception device in a contactless manner. The inverter supplies power to the power transmission coil. The control unit controls the inverter. Moreover, a control part controls an inverter so that the electric current which flows into a power transmission coil may not exceed a limit value. The limit value is determined according to the coupling coefficient between the power transmission coil and the power reception coil and the gap between the power transmission coil and the vehicle body. When the coupling coefficient is constant, the limit value when the gap is the first gap is smaller than the limit value when the gap is the second gap that is larger than the first gap.

仮に結合係数が一定であるとすると、送電コイルと受電コイルとのギャップが小さいほど、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ量は大きいという関係が成り立つ。受電コイルが車両に搭載されていることを考慮すると、結合係数が一定である場合には、送電コイルと車両のボディとのギャップが小さいほど、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ量は大きいという関係も成り立つ。   Assuming that the coupling coefficient is constant, the relationship is established that the smaller the gap between the power transmission coil and the power reception coil, the greater the amount of positional deviation between the power transmission coil and the power reception coil. Considering that the power receiving coil is mounted on the vehicle, when the coupling coefficient is constant, the smaller the gap between the power transmitting coil and the vehicle body, the greater the amount of positional deviation between the power transmitting coil and the power receiving coil. The relationship also holds.

この送電装置においては、制限値の設定にあたり、コイル間の結合係数と、送電コイルおよびボディのギャップとが参照される。つまり、送電コイルおよびボディのギャップが小さく、かつ、送電装置と受電装置との位置ずれ量が大きいときの制限値は、送電コイルおよびボディのギャップが大きく、かつ、位置ずれ量が小さいときの制限値よりも小さな値が設定される。送電コイルに流れる電流が小さくなれば、送電コイルから生じる磁束の大きさが小さくなる。したがって、送電装置と受電装置との位置ずれ量が大きかったとしても、送電コイルから生じた磁束に起因して車両のボディに生じる渦電流の大きさが小さくなり、渦電流を原因とする電力損失を抑制することができる。   In this power transmission device, the coupling coefficient between the coils and the gap between the power transmission coil and the body are referred to when setting the limit value. That is, the limit value when the gap between the power transmission coil and the body is small and the positional deviation amount between the power transmission device and the power receiving device is large is the limit value when the gap between the power transmission coil and the body is large and the positional deviation amount is small. A value smaller than the value is set. If the current flowing through the power transmission coil decreases, the magnitude of the magnetic flux generated from the power transmission coil decreases. Therefore, even if the amount of positional deviation between the power transmission device and the power reception device is large, the magnitude of eddy current generated in the vehicle body due to the magnetic flux generated from the power transmission coil is reduced, and power loss caused by eddy current is caused. Can be suppressed.

この発明によれば、受電装置における受電電力をなるべく目標値に近づけると共に、送電装置と受電装置との間で位置ずれが生じた場合に、送電装置からの送電に起因して車両のボディに生じる渦電流による電力損失を抑制可能な非接触送電装置を提供することができる。   According to the present invention, the received power in the power receiving device is brought close to the target value as much as possible, and when a positional deviation occurs between the power transmitting device and the power receiving device, the power is generated in the vehicle body due to power transmission from the power transmitting device. A contactless power transmission device capable of suppressing power loss due to eddy current can be provided.

この発明の実施の形態による送電装置が適用される電力伝送システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which a power transmission device according to an embodiment of the present invention is applied. 図１に示す送電部および受電部の回路構成の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the circuit structure of the power transmission part and power receiving part which are shown in FIG. 図１に示す送電装置と受電装置との位置関係について説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the power transmission apparatus and power receiving apparatus shown in FIG. 図１に示す電力伝送システムにおいて実行される送電電力制御の構成を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the structure of the transmission power control performed in the power transmission system shown in FIG. 図１に示す送電装置における制限値の算出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation method of the limit value in the power transmission apparatus shown in FIG. 図１に示す送電装置と受電装置とのギャップと制限値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gap and limit value of the power transmission apparatus and power receiving apparatus which are shown in FIG.

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

（電力伝送システムの全体構成）
図１は、この発明の実施の形態による非接触送電装置が適用される電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この電力伝送システムは、送電装置１０と、受電装置２０とを備える。受電装置２０は車両に搭載される。 (Overall configuration of power transmission system)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which a contactless power transmission device according to an embodiment of the present invention is applied. With reference to FIG. 1, the power transmission system includes a power transmission device 10 and a power reception device 20. The power receiving device 20 is mounted on a vehicle.

送電装置１０は、力率改善（ＰＦＣ（Power Factor Correction））回路２１０と、インバータ２２０と、フィルタ回路２３０と、送電部２４０とを含む。また、送電装置１０は、電源ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５０と、通信部２６０と、電圧センサ２７０と、電流センサ２７２とをさらに含む。   The power transmission device 10 includes a power factor correction (PFC) circuit 210, an inverter 220, a filter circuit 230, and a power transmission unit 240. The power transmission device 10 further includes a power supply ECU (Electronic Control Unit) 250, a communication unit 260, a voltage sensor 270, and a current sensor 272.

ＰＦＣ回路２１０は、交流電源１００（たとえば系統電源）から受ける交流電力を整流してインバータ２２０へ供給するとともに、入力電流を正弦波に近づけることで力率を改善することができる。このＰＦＣ回路２１０には、公知の種々のＰＦＣ回路を採用し得る。なお、ＰＦＣ回路２１０に代えて、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。   PFC circuit 210 rectifies AC power received from AC power supply 100 (for example, system power supply) and supplies it to inverter 220, and can improve the power factor by bringing the input current closer to a sine wave. Various known PFC circuits can be adopted as the PFC circuit 210. Instead of the PFC circuit 210, a rectifier that does not have a power factor improvement function may be employed.

インバータ２２０は、ＰＦＣ回路２１０から受ける直流電力を、所定の伝送周波数を有する送電電力（交流）に変換する。インバータ２２０によって生成された送電電力は、フィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ供給される。インバータ２２０は、たとえば単相ブリッジ回路によって構成される。   Inverter 220 converts the DC power received from PFC circuit 210 into transmitted power (AC) having a predetermined transmission frequency. The transmission power generated by the inverter 220 is supplied to the power transmission unit 240 through the filter circuit 230. Inverter 220 is formed of, for example, a single-phase bridge circuit.

フィルタ回路２３０は、インバータ２２０と送電部２４０との間に設けられ、インバータ２２０から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路２３０は、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。   Filter circuit 230 is provided between inverter 220 and power transmission unit 240 and suppresses harmonic noise generated from inverter 220. The filter circuit 230 is configured by, for example, an LC filter including an inductor and a capacitor.

送電部２４０は、伝送周波数を有する交流電力（送電電力）をインバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて受け、送電部２４０の周囲に生成される電磁界を通じて、受電装置２０の受電部３１０へ非接触で送電する。送電部２４０は、たとえば、受電部３１０へ非接触で送電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。   The power transmission unit 240 receives AC power (transmission power) having a transmission frequency from the inverter 220 through the filter circuit 230, and transmits power to the power reception unit 310 of the power reception device 20 in a non-contact manner through an electromagnetic field generated around the power transmission unit 240. To do. Power transmission unit 240 includes, for example, a resonance circuit for transmitting power to power reception unit 310 in a contactless manner. The resonance circuit may be configured by a coil and a capacitor. However, when a desired resonance state is formed only by the coil, the capacitor may not be provided.

電圧センサ２７０は、送電部２４０に供給される送電電圧を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電流センサ２７２は、送電部２４０に供給される送電電流を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電圧センサ２７０及び電流センサ２７２の検出値に基づいて、送電部２４０へ供給される送電電力を検出することができる。なお、電圧センサ２７０及び電流センサ２７２は、フィルタ回路２３０と送電部２４０との間に設けてもよい。   Voltage sensor 270 detects the power transmission voltage supplied to power transmission unit 240 and outputs the detected value to power supply ECU 250. Current sensor 272 detects a power transmission current supplied to power transmission unit 240 and outputs the detected value to power supply ECU 250. Based on the detection values of the voltage sensor 270 and the current sensor 272, the transmission power supplied to the power transmission unit 240 can be detected. Note that the voltage sensor 270 and the current sensor 272 may be provided between the filter circuit 230 and the power transmission unit 240.

電源ＥＣＵ２５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器からの信号を受けるとともに、送電装置１０における各種機器の制御を行なう。一例として、電源ＥＣＵ２５０は、所定の伝送周波数を有する送電電力をインバータ２２０が生成するように、インバータ２２０のスイッチング制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   The power supply ECU 250 includes a central processing unit (CPU), a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), receives signals from various sensors and devices, and controls various devices in the power transmission device 10. As an example, power supply ECU 250 performs switching control of inverter 220 such that inverter 220 generates transmission power having a predetermined transmission frequency. The various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

電源ＥＣＵ２５０により実行される主要な制御として、電源ＥＣＵ２５０は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送中に、送電装置１０における送電電力が目標値に近づくように、送電電力の検出値に基づくフィードバック制御（送電電力制御）を実行する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、送電電力が目標値に一致するように、送電電力の検出値に基づいてインバータ２２０を制御する。なお、送電電力の目標値は、受電装置２０の受電状況に基づき生成され、この実施の形態では、受電装置２０おいて生成されて送電装置１０へ送信される。   As main control executed by the power supply ECU 250, the power supply ECU 250 is based on the detected value of the transmission power so that the transmission power in the power transmission device 10 approaches the target value during power transmission from the power transmission device 10 to the power reception device 20. Feedback control (transmission power control) is executed. Specifically, power supply ECU 250 controls inverter 220 based on the detected value of the transmitted power so that the transmitted power matches the target value. Note that the target value of the transmitted power is generated based on the power reception status of the power receiving device 20. In this embodiment, the target value of the transmitted power is generated in the power receiving device 20 and transmitted to the power transmitting device 10.

また、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０と受電部３１０との結合係数、および送電部２４０と受電装置２０が搭載された車両のボディ６００（図３）とのギャップに応じて、送電部２４０に流れる電流の電流制限値を設定する。この電流制限値は、結合係数が一定である場合には、ギャップが小さいときの方がギャップが大きいときよりも小さな値となる。電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御する。電源ＥＣＵ２５０によるインバータ２２０の制御については、後ほど詳しく説明する。   Further, power supply ECU 250 flows to power transmission unit 240 according to the coupling coefficient between power transmission unit 240 and power reception unit 310 and the gap between power transmission unit 240 and vehicle body 600 (FIG. 3) on which power reception device 20 is mounted. Sets the current limit value of the current. This current limit value is smaller when the gap is small than when the gap is large when the coupling coefficient is constant. The power supply ECU 250 controls the inverter 220 so that the current flowing through the power transmission unit 240 does not exceed the current limit value. Control of inverter 220 by power supply ECU 250 will be described in detail later.

通信部２６０は、受電装置２０の通信部３７０と無線通信するように構成され、受電装置２０から送信される送電電力目標値（送電電力指令）を受信するほか、送電の開始／停止や受電装置２０の受電状況等の情報を受電装置２０とやり取りする。   The communication unit 260 is configured to wirelessly communicate with the communication unit 370 of the power receiving device 20 and receives a transmission power target value (transmission power command) transmitted from the power receiving device 20, and also starts / stops power transmission and receives the power. 20 exchanges information such as the power reception status with the power receiving apparatus 20.

一方、受電装置２０は、受電部３１０と、フィルタ回路３２０と、整流部３３０と、リレー回路３４０と、蓄電装置３５０とを含む。また、受電装置２０は、充電ＥＣＵ３６０と、通信部３７０と、電圧センサ３８０と、電流センサ３８２とをさらに含む。   On the other hand, power reception device 20 includes a power reception unit 310, a filter circuit 320, a rectification unit 330, a relay circuit 340, and a power storage device 350. Power receiving device 20 further includes a charging ECU 360, a communication unit 370, a voltage sensor 380, and a current sensor 382.

受電部３１０は、送電装置１０の送電部２４０から出力される電力（交流）を非接触で受電する。受電部３１０は、たとえば、送電部２４０から非接触で受電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。受電部３１０は、受電した電力をフィルタ回路３２０を通じて整流部３３０へ出力する。   The power receiving unit 310 receives the power (AC) output from the power transmission unit 240 of the power transmission device 10 in a non-contact manner. Power reception unit 310 includes, for example, a resonance circuit for receiving power from power transmission unit 240 in a contactless manner. The resonance circuit may be configured by a coil and a capacitor. However, when a desired resonance state is formed only by the coil, the capacitor may not be provided. The power receiving unit 310 outputs the received power to the rectifying unit 330 through the filter circuit 320.

フィルタ回路３２０は、受電部３１０と整流部３３０との間に設けられ、受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路３２０は、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。整流部３３０は、受電部３１０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３５０へ出力する。   The filter circuit 320 is provided between the power reception unit 310 and the rectification unit 330, and suppresses harmonic noise generated during power reception. The filter circuit 320 is configured by an LC filter including an inductor and a capacitor, for example. Rectifier 330 rectifies the AC power received by power receiver 310 and outputs the rectified power to power storage device 350.

蓄電装置３５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置３５０は、整流部３３０から出力される電力を蓄える。そして、蓄電装置３５０は、その蓄えられた電力を図示しない負荷駆動装置等へ供給する。なお、蓄電装置３５０として大容量のキャパシタも採用可能である。   The power storage device 350 is a rechargeable DC power supply, and is configured by a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The power storage device 350 stores the power output from the rectifying unit 330. Then, power storage device 350 supplies the stored power to a load driving device or the like (not shown). Note that a large-capacity capacitor can also be used as the power storage device 350.

なお、リレー回路３４０は、整流部３３０と蓄電装置３５０との間に設けられ、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電時にオンされる。なお、特に図示しないが、整流部３３０と蓄電装置３５０との間（たとえば、整流部３３０とリレー回路３４０との間）に、整流部３３０の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。   Relay circuit 340 is provided between rectifying unit 330 and power storage device 350 and is turned on when power storage device 350 is charged by power transmission device 10. Although not particularly illustrated, a DC-DC converter that adjusts the output voltage of rectifier 330 may be provided between rectifier 330 and power storage device 350 (for example, between rectifier 330 and relay circuit 340). Good.

電圧センサ３８０は、整流部３３０の出力電圧（受電電圧）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電流センサ３８２は、整流部３３０からの出力電流（受電電流）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電圧センサ３８０及び電流センサ３８２の検出値に基づいて、受電部３１０による受電電力（すなわち、蓄電装置３５０の充電電力）を検出することができる。なお、電圧センサ３８０及び電流センサ３８２は、受電部３１０と整流部３３０との間（たとえば、フィルタ回路３２０と整流部３３０との間）に設けてもよい。   Voltage sensor 380 detects the output voltage (power reception voltage) of rectification unit 330 and outputs the detected value to charging ECU 360. Current sensor 382 detects an output current (received current) from rectifying unit 330 and outputs the detected value to charging ECU 360. Based on the detection values of the voltage sensor 380 and the current sensor 382, the power received by the power receiving unit 310 (that is, the charging power of the power storage device 350) can be detected. Note that the voltage sensor 380 and the current sensor 382 may be provided between the power receiving unit 310 and the rectifying unit 330 (for example, between the filter circuit 320 and the rectifying unit 330).

充電ＥＣＵ３６０は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器からの信号を受けるとともに、受電装置２０における各種機器の制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   Charging ECU 360 includes a CPU, a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), receives signals from various sensors and devices, and controls various devices in power reception device 20. The various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

充電ＥＣＵ３６０により実行される主要な制御として、充電ＥＣＵ３６０は、送電装置１０からの受電中に、受電装置２０における受電電力が所望の目標値となるように、送電装置１０における送電電力の目標値を生成する。具体的には、充電ＥＣＵ３６０は、受電電力の検出値と目標値との偏差に基づいて、送電装置１０における送電電力の目標値を生成する。そして、充電ＥＣＵ３６０は、通信部３７０を制御することによって、生成された送電電力目標値を送電装置１０へ送信する。   As main control executed by the charging ECU 360, the charging ECU 360 sets the target value of the transmitted power in the power transmission device 10 so that the received power in the power receiving device 20 becomes a desired target value during power reception from the power transmission device 10. Generate. Specifically, charging ECU 360 generates a target value of transmitted power in power transmission device 10 based on the deviation between the detected value of received power and the target value. Then, charging ECU 360 controls communication unit 370 to transmit the generated transmission power target value to power transmission device 10.

通信部３７０は、送電装置１０の通信部２６０と無線通信するように構成され、充電ＥＣＵ３６０において生成される送電電力目標値（送電電力指令）を送電装置１０へ送信するほか、電力伝送の開始／停止に関する情報を送電装置１０とやり取りしたり、受電装置２０の受電状況（受電電圧や受電電流、受電電力等）を送電装置１０へ送信したりする。   The communication unit 370 is configured to wirelessly communicate with the communication unit 260 of the power transmission device 10, and transmits a transmission power target value (transmission power command) generated by the charging ECU 360 to the power transmission device 10, as well as start / Information regarding the stop is exchanged with the power transmission device 10, and the power reception status (power reception voltage, power reception current, power reception power, etc.) of the power reception device 20 is transmitted to the power transmission device 10.

図２は、図１に示した送電部２４０及び受電部３１０の回路構成の一例を示した図である。図２を参照して、送電部２４０は、コイル２４２と、キャパシタ２４４とを含む。キャパシタ２４４は、送電電力の力率を補償するために設けられ、コイル２４２に直列に接続される。受電部３１０は、コイル３１２と、キャパシタ３１４とを含む。キャパシタ３１４は、受電電力の力率を補償するために設けられ、コイル３１２に直列に接続される。なお、このような回路構成は、ＳＳ方式（一次直列二次直列方式）とも称される。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 2, power transmission unit 240 includes a coil 242 and a capacitor 244. Capacitor 244 is provided to compensate the power factor of transmitted power, and is connected in series to coil 242. Power receiving unit 310 includes a coil 312 and a capacitor 314. Capacitor 314 is provided to compensate the power factor of the received power, and is connected in series to coil 312. Such a circuit configuration is also referred to as an SS system (primary series / secondary series system).

なお、特に図示しないが、送電部２４０及び受電部３１０の構成は、このようなＳＳ方式のものに限定されない。たとえば、受電部３１０において、コイル３１２にキャパシタ３１４が並列接続されるＳＰ方式（一次直列二次並列方式）や、さらに送電部２４０において、コイル２４２にキャパシタ２４４が並列接続されるＰＰ方式（一次並列二次並列方式）等も採用され得る。   Although not particularly illustrated, the configurations of the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 are not limited to those of the SS system. For example, in the power receiving unit 310, the SP method (primary series secondary parallel method) in which the capacitor 314 is connected in parallel to the coil 312 or in the PP method (primary parallel in which the capacitor 244 is connected in parallel to the coil 242 in the power transmission unit 240. A secondary parallel system) may also be employed.

図３は、図１に示した送電装置１０と受電装置２０との位置関係について説明するための図である。図３を参照して、たとえば、送電装置１０は、地面に設置される。受電装置２０は、ボディ６００の底面に取り付けられている。ボディ６００は車両のボディであり金属で構成される。対象と対象との水平方向のずれ量のことをこの明細書では位置ずれ量と称する。たとえば、図３に示される送電装置１０と受電装置２０との水平方向のずれ量は、送電装置１０と受電装置２０との位置ずれ量である。また、対象と対象との垂直方向の距離のことをこの明細書ではギャップと称する。たとえば、図３に示される送電装置１０と受電装置２０との垂直方向の間隔は、送電装置１０と受電装置２０とのギャップである。   FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the power transmission device 10 and the power reception device 20 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 3, for example, power transmission device 10 is installed on the ground. The power receiving device 20 is attached to the bottom surface of the body 600. The body 600 is a vehicle body and is made of metal. In this specification, the amount of horizontal displacement between the target and the target is referred to as a positional shift amount. For example, the horizontal shift amount between the power transmission device 10 and the power reception device 20 illustrated in FIG. 3 is the positional shift amount between the power transmission device 10 and the power reception device 20. In addition, the vertical distance between the objects is referred to as a gap in this specification. For example, the vertical interval between the power transmission device 10 and the power reception device 20 illustrated in FIG. 3 is a gap between the power transmission device 10 and the power reception device 20.

なお、送電装置１０は、必ずしも地面に埋め込まれている必要はなく、たとえば、車庫の天井や壁に設置されてもよい。また、受電装置２０は、ボディ６００の天面、正面、背面、もしくは側面に設置されてもよい。たとえば、送電装置１０が車庫の天井に設置されている場合には、受電装置２０はボディ６００の天面に設置される。   In addition, the power transmission apparatus 10 does not necessarily need to be embedded in the ground, for example, may be installed in the ceiling or wall of a garage. The power receiving device 20 may be installed on the top surface, front surface, back surface, or side surface of the body 600. For example, when the power transmission device 10 is installed on the ceiling of a garage, the power reception device 20 is installed on the top surface of the body 600.

再び図１を参照して、この電力伝送システムにおいては、インバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ、所定の伝送周波数を有する交流電力（送電電力）が供給される。送電部２４０及び受電部３１０の各々は、コイルとキャパシタとを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部２４０及び受電部３１０の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。   Referring to FIG. 1 again, in this power transmission system, AC power (transmitted power) having a predetermined transmission frequency is supplied from inverter 220 to power transmission unit 240 through filter circuit 230. Each of power transmission unit 240 and power reception unit 310 includes a coil and a capacitor, and is designed to resonate at a transmission frequency. The Q value indicating the resonance intensity of the power transmission unit 240 and the power reception unit 310 is preferably 100 or more.

送電装置１０において、インバータ２２０から送電部２４０へ送電電力が供給されると、送電部２４０のコイルと受電部３１０のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部２４０から受電部３１０へエネルギー（電力）が移動する。受電部３１０へ移動したエネルギー（電力）は、フィルタ回路３２０及び整流部３３０を通じて蓄電装置３５０へ供給される。   In the power transmission device 10, when transmission power is supplied from the inverter 220 to the power transmission unit 240, the power transmission unit 240 transmits power to the power reception unit 310 through an electromagnetic field formed between the coil of the power transmission unit 240 and the coil of the power reception unit 310. Energy (electric power) moves. The energy (power) transferred to the power receiving unit 310 is supplied to the power storage device 350 through the filter circuit 320 and the rectifying unit 330.

そして、この電力伝送システムにおいては、受電装置２０における受電電力が所望の目標値となるように、送電装置１０において送電電力が調整される。具体的には、受電装置２０における受電電力とその目標値との偏差に基づいて、送電装置１０における送電電力の目標値が算出され、送電装置１０において送電電力とその目標値との偏差に基づくフィードバック制御が実行される。   And in this electric power transmission system, transmitted power is adjusted in the power transmission apparatus 10 so that the received power in the power receiving apparatus 20 becomes a desired target value. Specifically, the target value of the transmission power in the power transmission device 10 is calculated based on the deviation between the received power in the power reception device 20 and its target value, and based on the deviation between the transmission power and the target value in the power transmission device 10. Feedback control is executed.

なお、この実施の形態１では、受電装置２０の充電ＥＣＵ３６０によって、受電電力とその目標値との偏差に基づいて送電電力の目標値が算出され、その算出された送電電力目標値が受電装置２０から送電装置１０へ送信される。これに代えて、受電装置２０の受電状況（受電電力とその目標値との偏差を算出するのに必要な情報）を受電装置２０から送電装置１０へ送信し、送電装置１０の電源ＥＣＵ２５０によって送電電力の目標値を算出してもよい。   In the first embodiment, the charging ECU 360 of the power receiving device 20 calculates the target value of the transmitted power based on the deviation between the received power and the target value, and the calculated transmitted power target value is the power receiving device 20. To the power transmission device 10. Instead, the power reception status of the power receiving device 20 (information necessary for calculating the deviation between the received power and its target value) is transmitted from the power receiving device 20 to the power transmitting device 10 and transmitted by the power supply ECU 250 of the power transmitting device 10. A target value of power may be calculated.

このような電力伝送システムにおいては、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きくなるほど、コイル２４２とコイル３１２との結合係数は小さくなる。したがって、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれ量が大きい場合には、受電装置２０において目標値の電力が受電されるためには、コイル２４２に大きな電流を流す必要がある。   In such a power transmission system, the coupling coefficient between the coil 242 and the coil 312 decreases as the positional deviation amount between the coil 242 and the coil 312 increases. Therefore, when the positional deviation amount of the coil 312 with respect to the coil 242 is large, it is necessary to flow a large current through the coil 242 in order for the power receiving device 20 to receive the target power.

しかしながら、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じた場合には、コイル２４２から生じた磁束の多くが受電装置２０が搭載された車両のボディ６００に向かう。この場合には、ボディ６００に渦電流が生じ、その結果、電力損失が生じる。   However, when a position shift of the coil 312 with respect to the coil 242 occurs, most of the magnetic flux generated from the coil 242 goes to the body 600 of the vehicle on which the power receiving device 20 is mounted. In this case, an eddy current is generated in the body 600, resulting in a power loss.

一方、コイル２４２と、コイル３１２との結合係数が小さいからといって必ずしもコイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じているわけではない。たとえば、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じていなくても、コイル２４２とコイル３１２とのギャップが大きい場合には、結合係数は小さくなる。この場合には、コイル２４２と車両のボディ６００とのギャップも大きいため、コイル２４２に大きな電流が流れても、車両のボディ６００において大きな渦電流は生じない。一方、コイル２４２に大きな電流が流れることで、目標値の電力が受電装置２０で受電され得る。したがって、コイル２４２に流す電流の大きさを決めるにあたっては、コイル２４２，３１２間の結合係数のみを参照するのではなく、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量も考慮されるべきである。   On the other hand, just because the coupling coefficient between the coil 242 and the coil 312 is small, the positional deviation of the coil 312 with respect to the coil 242 does not necessarily occur. For example, the coupling coefficient is small when the gap between the coil 242 and the coil 312 is large even if the position of the coil 312 relative to the coil 242 does not occur. In this case, since the gap between the coil 242 and the vehicle body 600 is also large, a large eddy current does not occur in the vehicle body 600 even if a large current flows through the coil 242. On the other hand, when a large current flows through the coil 242, the power of the target value can be received by the power receiving device 20. Therefore, in determining the magnitude of the current flowing through the coil 242, not only the coupling coefficient between the coils 242 and 312 but also the amount of positional deviation between the coil 242 and the coil 312 should be considered.

ここで、仮にコイル２４２とコイル３１２との結合係数が一定であるとすると、コイル２４２とコイル３１２とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量は大きいという関係が成り立つ。コイル２４２が車両に搭載されていることを考慮すると、結合係数が一定である場合には、コイル２４２と車両のボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量は大きいという関係も成り立つ。   Here, assuming that the coupling coefficient between the coil 242 and the coil 312 is constant, the relationship that the amount of positional deviation between the coil 242 and the coil 312 increases as the gap between the coil 242 and the coil 312 decreases. Considering that the coil 242 is mounted on the vehicle, when the coupling coefficient is constant, the smaller the gap between the coil 242 and the vehicle body 600 is, the larger the positional deviation amount between the coil 242 and the coil 312 is. This relationship also holds.

そこで、この実施の形態の送電装置１０において、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２とコイル３１２との結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな電流をコイル２４２に流すようにインバータ２２０を制御する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御し、電流制限値は、コイル２４２とボディ６００とのギャップ、およびコイル間の結合係数により決定される。そして、結合係数が一定である場合に、ギャップが第１のギャップであるときの電流制限値は、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの電流制限値よりも小さい。   Therefore, in power transmission device 10 of this embodiment, power supply ECU 250 determines that when the coupling coefficient between coil 242 and coil 312 is constant and the gap between coil 242 and body 600 is the first gap, The inverter 220 is controlled so that a smaller current flows through the coil 242 than when the gap is a second gap that is larger than the first gap. Specifically, power supply ECU 250 controls inverter 220 so that the current flowing through coil 242 does not exceed the current limit value, and the current limit value depends on the gap between coil 242 and body 600 and the coupling coefficient between the coils. It is determined. When the coupling coefficient is constant, the current limit value when the gap is the first gap is smaller than the current limit value when the gap is the second gap that is larger than the first gap.

これにより、この送電装置１０においては、コイル２４２およびボディ６００のギャップが小さく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きいときの制限値は、コイル２４２およびボディ６００のギャップが大きく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さいときの制限値よりも小さくなる。コイル２４２に流れる電流が小さくなれば、コイル２４２から生じる磁束の大きさが小さくなる。したがって、コイル２４２から生じた磁束に起因して受電装置２０を搭載する車両のボディ６００で生じる渦電流の大きさが小さくなる。その結果、渦電流を原因とする電力損失を抑制することができる。また、コイル２４２およびボディ６００のギャップが大きく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さいときの制限値は、コイル２４２およびボディ６００のギャップが小さく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きいときの制限値よりも大きくなるため、受電装置２０の受電力をなるべく目標値に近づけることができる。   Thereby, in this power transmission device 10, when the gap between the coil 242 and the body 600 is small and the positional deviation amount between the coil 242 and the coil 312 is large, the limit value is that the gap between the coil 242 and the body 600 is large. And it becomes smaller than the limit value when the amount of positional deviation between the coil 242 and the coil 312 is small. If the current flowing through the coil 242 decreases, the magnitude of the magnetic flux generated from the coil 242 decreases. Therefore, the magnitude of the eddy current generated in the body 600 of the vehicle on which the power receiving device 20 is mounted due to the magnetic flux generated from the coil 242 is reduced. As a result, power loss caused by eddy current can be suppressed. The limit value when the gap between the coil 242 and the body 600 is large and the amount of positional deviation between the coil 242 and the coil 312 is small is that the gap between the coil 242 and the body 600 is small and the coil 242 and the coil 312 Therefore, the power received by the power receiving device 20 can be as close to the target value as possible.

このように、送電装置１０において電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御する。より具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないように送電電力の目標値を補正し、送電電力が補正後の目標値に近づくようにインバータを制御する。以下では、このような送電電力制御の構成について説明する。   Thus, in power transmission device 10, power supply ECU 250 controls inverter 220 so that the current flowing through coil 242 does not exceed the current limit value. More specifically, power supply ECU 250 corrects the target value of transmitted power so that the current flowing through coil 242 does not exceed the current limit value, and controls the inverter so that the transmitted power approaches the corrected target value. Below, the structure of such transmission power control is demonstrated.

（送電電力制御）
図４は、図１に示した電力伝送システムにおいて実行される送電電力制御の構成を示す制御ブロック図である。図４を参照して、送電電力制御部５００は、電力目標値補正部５５０と、フィードバック制御部５６０とを備える。電力目標値補正部５５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超過した場合に、送電電力の目標値を補正する。フィードバック制御部５６０は、送電電力の目標値と実績値とを入力としたフィードバック制御を実行する。 (Transmission power control)
FIG. 4 is a control block diagram showing a configuration of transmission power control executed in the power transmission system shown in FIG. Referring to FIG. 4, transmission power control unit 500 includes a power target value correction unit 550 and a feedback control unit 560. The power target value correction unit 550 corrects the target value of the transmission power when the current flowing through the coil 242 exceeds the current limit value. The feedback control unit 560 performs feedback control with the target value and the actual value of the transmission power as inputs.

電力目標値補正部５５０は、演算部５０２，５０８と、リミッタ回路５０４と、コントローラ５０６とを含む。演算部５０２は、コイル２４２を流れる電流の電流制限値Ｉａから、図１に示した電流センサ２７２において検出される電流Ｉｓを減算し、その演算値をリミッタ回路５０４へ出力する。電流制限値Ｉａは、コイル２４２とコイル３１２との結合係数、およびコイル２４２とボディ６００とのギャップに基づいて決定され、ギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな値となる。なお、電流制限値Ｉａは、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電開始前に決定され、たとえば充電開始前の受電装置２０の位置確認時に決定される。   The power target value correction unit 550 includes calculation units 502 and 508, a limiter circuit 504, and a controller 506. Arithmetic unit 502 subtracts current Is detected by current sensor 272 shown in FIG. 1 from current limit value Ia of the current flowing through coil 242, and outputs the calculated value to limiter circuit 504. The current limit value Ia is determined based on the coupling coefficient between the coil 242 and the coil 312 and the gap between the coil 242 and the body 600. When the gap is the first gap, the gap is more than the first gap. The value is smaller than that in the case of the large second gap. The current limit value Ia is determined before the power transmission device 10 starts charging the power storage device 350, and is determined, for example, at the time of confirming the position of the power receiving device 20 before the charging starts.

リミッタ回路５０４は、演算部５０２の出力が正値である場合には、０（ゼロ）をコントローラ５０６へ出力する。一方、リミッタ回路５０４は、演算部５０２の出力が負値である場合には、演算部５０２の出力をコントローラ５０６へ出力する。すなわち、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過しない場合には、送電電力の目標値は補正されず、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過する場合には、演算部５０２の出力に応じて送電電力の目標値が補正される。なお、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過した場合には、受電装置２０から送電電力の目標値を受信することにより受電装置２０の受電電力を目標値に近づける制御を停止し、受電装置２０の受電電力によらずに送電装置１０において送電電力の目標値を生成し、生成した目標値に送電電力を近づける制御を開始するようにしてもよい。電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過した場合には、送電電力の目標値が低下するように補正され、その結果、受電装置２０における受電電力は低下し、受電装置２０は、送電電力の目標値としてより高い値を要求してくるという処理の干渉が生じる恐れがあるからである。   The limiter circuit 504 outputs 0 (zero) to the controller 506 when the output of the calculation unit 502 is a positive value. On the other hand, the limiter circuit 504 outputs the output of the calculation unit 502 to the controller 506 when the output of the calculation unit 502 is a negative value. That is, when the current Is flowing through the coil 242 does not exceed the current limit value Ia, the target value of the transmission power is not corrected, and when the current Is flowing through the coil 242 exceeds the current limit value Ia, the arithmetic unit The target value of the transmission power is corrected according to the output of 502. When the current Is flowing through the coil 242 exceeds the current limit value Ia, the control to bring the received power of the power receiving device 20 close to the target value by receiving the target value of the transmitted power from the power receiving device 20 is stopped. The target value of the transmission power may be generated in the power transmission device 10 regardless of the received power of the power reception device 20, and control for bringing the transmission power closer to the generated target value may be started. When the current Is exceeds the current limit value Ia, the target value of the transmitted power is corrected so as to decrease. As a result, the received power in the power receiving device 20 decreases, and the power receiving device 20 receives the target value of the transmitted power. This is because there is a risk of processing interference in which a higher value is requested.

コントローラ５０６は、送電部２４０を流れる電流Ｉｓの電流制限値Ｉａに対する超過量に応じて、送電電力の補正値（たとえば、超過量に所定乗数を掛けて算出される送電電力の補正値）を演算し、その演算値を演算部５０８へ出力する。演算部５０８は、送電装置１０における送電電力Ｐｓの目標値である送電電力指令Ｐｓｒに対して、コントローラ５０６により演算された送電電力の補正値を加算し、その演算値を演算部５１０へ出力する。なお、送電電力指令Ｐｓｒは、たとえば、受電装置２０における受電電力の目標値と受電電力との偏差を入力とするＰＩ制御（比例積分制御）等を実行することで演算される。   The controller 506 calculates a transmission power correction value (for example, a transmission power correction value calculated by multiplying the excess amount by a predetermined multiplier) according to the excess amount of the current Is flowing through the power transmission unit 240 with respect to the current limit value Ia. Then, the calculated value is output to the calculation unit 508. The calculation unit 508 adds the correction value of the transmission power calculated by the controller 506 to the transmission power command Psr that is the target value of the transmission power Ps in the power transmission device 10, and outputs the calculated value to the calculation unit 510. . The transmission power command Psr is calculated, for example, by executing PI control (proportional integration control) or the like that receives the deviation between the target value of the received power and the received power in the power receiving device 20.

フィードバック制御部５６０は、演算部５１０と、コントローラ５１２と、制御対象５１４とを含む。演算部５１０は、演算部５０８で演算された補正後の送電電力指令から、送電装置１０において検出される送電電力Ｐｓを減算し、その演算値をコントローラ５１２へ出力する。なお、送電電力Ｐｓの検出値は、図１に示した電圧センサ２７０および電流センサ２７２の検出値に基づいて算出することができる。   The feedback control unit 560 includes a calculation unit 510, a controller 512, and a control target 514. Calculation unit 510 subtracts transmission power Ps detected by power transmission device 10 from the corrected transmission power command calculated by calculation unit 508, and outputs the calculated value to controller 512. The detected value of the transmission power Ps can be calculated based on the detected values of the voltage sensor 270 and the current sensor 272 shown in FIG.

コントローラ５１２は、演算部５０８による補正後の送電電力指令と送電電力Ｐｓとの偏差に基づいて、インバータ２２０（図１）の電圧指令値Ｖｒを生成する。コントローラ５１２は、たとえば、補正後の送電電力指令と送電電力Ｐｓとの偏差を入力とするＰＩ制御等を実行することによって操作量を算出し、その算出された操作量を電圧指令値Ｖｒとする。   The controller 512 generates a voltage command value Vr for the inverter 220 (FIG. 1) based on the deviation between the transmission power command corrected by the calculation unit 508 and the transmission power Ps. For example, the controller 512 calculates an operation amount by executing PI control or the like using a deviation between the corrected transmission power command and the transmission power Ps as an input, and sets the calculated operation amount as the voltage command value Vr. .

制御対象５１４は、送電装置１０に相当する。詳細には、コントローラ５１２により算出された電圧指令値Ｖｒがインバータ２２０（図１）に与えられ、インバータ２２０の電圧が電圧指令値Ｖｒに制御されることによって送電電力Ｐｓが発生する。この送電電力Ｐｓが送電部２４０から受電部３１０へ非接触で送電され、受電効率を考慮した受電電力が受電装置２０において検出される。   The control target 514 corresponds to the power transmission device 10. Specifically, the voltage command value Vr calculated by the controller 512 is given to the inverter 220 (FIG. 1), and the transmission power Ps is generated by controlling the voltage of the inverter 220 to the voltage command value Vr. The transmitted power Ps is transmitted from the power transmitting unit 240 to the power receiving unit 310 in a contactless manner, and the received power considering the power receiving efficiency is detected by the power receiving device 20.

送電電力制御部５００は、電源ＥＣＵ２５０に実装される。そして、この実施の形態では、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａよりも大きい場合には、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａ以下となるように送電電力の目標値が補正される。すなわち、コイル２４２に対してコイル３１２が位置ずれしているような場合にコイル２４２に流れる電流が小さくなり、受電装置２０が搭載されている車両のボディ６００に生じる渦電流の大きさが小さくなる。その結果、渦電流を原因とする電力損失は抑制される。   Transmission power control unit 500 is mounted on power supply ECU 250. In this embodiment, when the current Is flowing through the coil 242 is larger than the current limit value Ia, the target value of the transmission power is corrected so that the current Is flowing through the coil 242 is equal to or less than the current limit value Ia. The That is, when the coil 312 is displaced with respect to the coil 242, the current flowing through the coil 242 is reduced, and the magnitude of the eddy current generated in the body 600 of the vehicle on which the power receiving device 20 is mounted is reduced. . As a result, power loss caused by eddy current is suppressed.

（電流制限値の算出）
図５は、図１に示す送電装置１０における電流制限値の算出方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電開始前に実行され、たとえば充電開始前の受電装置２０の位置確認時に実行される。 (Calculation of current limit value)
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for calculating a current limit value in power transmission device 10 illustrated in FIG. 1. The process shown in this flowchart is executed before starting the charging of power storage device 350 by power transmission device 10, and is executed, for example, when confirming the position of power receiving device 20 before the start of charging.

図５を参照して、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２，３１２間の結合係数を推定する（ステップＳ１００）。結合係数は、たとえば、送電部２４０に流れる電流と、受電装置２０における受電電圧とから推定することができる。すなわち、コイル２４２，３１２間の結合係数ｋは、受電電圧Ｖ２と送電部２４０の電流Ｉ１との比に比例することが知られており、たとえば、受電装置２０の負荷抵抗が十分に大きい場合に、次式にて結合係数ｋを推定することができる。   Referring to FIG. 5, power supply ECU 250 estimates the coupling coefficient between coils 242 and 312 (step S100). The coupling coefficient can be estimated from, for example, the current flowing through the power transmission unit 240 and the received voltage in the power receiving device 20. That is, it is known that the coupling coefficient k between the coils 242 and 312 is proportional to the ratio between the power reception voltage V2 and the current I1 of the power transmission unit 240. For example, when the load resistance of the power reception device 20 is sufficiently large. The coupling coefficient k can be estimated by the following equation.

ｋ＝｛１／（ω・√（Ｌ１・Ｌ２））｝・｜Ｖ２｜／｜Ｉ１｜ …（１）
ここで、ωは伝送周波数、Ｌ１，Ｌ２はそれぞれコイル２４２，３１２のインダクタンスを示す。なお、受電電圧Ｖ２は、電圧センサ３８０（図１）によって検出することができ、送電部２４０の電流Ｉ１は、電流センサ２７２によって検出することができる。 k = {1 / (ω · √ (L1 · L2))} · | V2 | / | I1 | (1)
Here, ω is the transmission frequency, and L1 and L2 are the inductances of the coils 242, 312 respectively. The power reception voltage V2 can be detected by the voltage sensor 380 (FIG. 1), and the current I1 of the power transmission unit 240 can be detected by the current sensor 272.

コイル２４２，３１２間の結合係数が推定されると、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２とボディ６００とのギャップを推定する（ステップＳ１１０）。このギャップは、コイル２４２のインダクタンスと相関がある。具体的には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２のインダクタンスはボディ６００の影響を受けるため、インダクタンスは小さくなる。コイル２４２、ボディ６００間のギャップと、コイル２４２のインダクタンスとの関係を予め実験において求めておくことで、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２のインダクタンスからコイル２４２とボディ６００とのギャップを推定することができる。   When the coupling coefficient between coils 242 and 312 is estimated, power supply ECU 250 estimates the gap between coil 242 and body 600 (step S110). This gap is correlated with the inductance of the coil 242. Specifically, the smaller the gap between the coil 242 and the body 600, the smaller the inductance because the inductance of the coil 242 is affected by the body 600. The power supply ECU 250 can estimate the gap between the coil 242 and the body 600 from the inductance of the coil 242 by obtaining in advance an experiment the relationship between the gap between the coil 242 and the body 600 and the inductance of the coil 242. .

コイル２４２とボディ６００とのギャップが推定されると、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２，３１２間の結合係数およびギャップに基づいて、送電部２４０に流れる電流の上限値である電流制限値を決定する（ステップＳ１２０）。コイル２４２，３１２間の結合係数、ギャップ、および電流制限値の関係について次に説明する。   When the gap between coil 242 and body 600 is estimated, power supply ECU 250 determines a current limit value, which is the upper limit value of the current flowing through power transmission unit 240, based on the coupling coefficient and gap between coils 242 and 312 ( Step S120). Next, the relationship between the coupling coefficient between the coils 242, 312, the gap, and the current limit value will be described.

図６は、コイル２４２およびボディ６００間のギャップと、電流制限値との関係を示す図である。なお、この図６では、結合係数が任意の一定値である場合の関係が示されている。図６を参照して、横軸はギャップを示し、縦軸は電流制限値を示す。この実施の形態においては、結合係数が一定である場合には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、電流制限値として小さな値が設定される。   FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the gap between the coil 242 and the body 600 and the current limit value. FIG. 6 shows the relationship when the coupling coefficient is an arbitrary constant value. Referring to FIG. 6, the horizontal axis indicates a gap, and the vertical axis indicates a current limit value. In this embodiment, when the coupling coefficient is constant, the smaller the gap between the coil 242 and the body 600, the smaller the current limit value is set.

結合係数が一定である場合には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きい。このような場合に、コイル２４２に大きな電流を流すと、受電装置２０が搭載される車両のボディにおいて生じる渦電流が大きくなってしまう。一方、コイル２４２，３１２間のギャップが大きい場合には、送電電力が目標値となるためにコイル２４２に大きな電流を流す必要がある。この場合には、コイル２４２に大きな電流を流したとしても、コイル２４２，３１２間のギャップが大きいため、ボディ６００に大きな渦電流が生じない。そこで、この実施の形態において、電流制限値は、結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど小さな値となる。   When the coupling coefficient is constant, the smaller the gap between the coil 242 and the body 600, the larger the positional deviation amount between the coil 242 and the coil 312. In such a case, if a large current is passed through the coil 242, an eddy current generated in the body of the vehicle on which the power receiving device 20 is mounted increases. On the other hand, when the gap between the coils 242 and 312 is large, it is necessary to flow a large current through the coil 242 because the transmitted power becomes the target value. In this case, even if a large current is passed through the coil 242, a large eddy current does not occur in the body 600 because the gap between the coils 242, 312 is large. Therefore, in this embodiment, the current limit value becomes smaller as the gap between the coil 242 and the body 600 is smaller when the coupling coefficient is constant.

なお、図６に示されるギャップと電流制限値との関係は、コイル間の結合係数により変化させてもよい。たとえば、ギャップの変化に対する電流制限値の変化の傾きを変化させたり、ギャップが０（ゼロ）である場合の電流制限値を変化させたりしてもよい。しかしながら、ギャップが小さい場合の電流制限値がギャップが大きい場合の電流制限値以下となる傾向は結合係数の値に関わらず維持される。   Note that the relationship between the gap and the current limit value shown in FIG. 6 may be changed by the coupling coefficient between the coils. For example, the slope of the change of the current limit value with respect to the change of the gap may be changed, or the current limit value when the gap is 0 (zero) may be changed. However, the tendency that the current limit value when the gap is small is equal to or less than the current limit value when the gap is large is maintained regardless of the value of the coupling coefficient.

また、図６に示されるギャップと電流制限値との関係は、必ずしもこのような例には限定されない。たとえば、ギャップが所定値（Ｌ１）以下である場合には、電流制限値としてＩ１が設定され、ギャップが所定値（Ｌ１）より大きい場合には、電流制限値としてＩ２（＞Ｉ１）が設定されるような例でもよい。要するに、電流制限値は、結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな値となればよい。   Further, the relationship between the gap and the current limit value shown in FIG. 6 is not necessarily limited to such an example. For example, when the gap is less than or equal to a predetermined value (L1), I1 is set as the current limit value, and when the gap is larger than the predetermined value (L1), I2 (> I1) is set as the current limit value. Such an example may be used. In short, when the coupling coefficient is constant and the gap between the coil 242 and the body 600 is the first gap, the current limit value is when the gap is a second gap larger than the first gap. The value may be smaller than that.

再び図５に戻り、電流制限値が決定されると、処理は終了する。その後、送電開始のタイミングが訪れると、電源ＥＣＵ２５０は、決定した電流制限値を用いて送電電力制御を開始する。   Returning to FIG. 5 again, when the current limit value is determined, the process ends. Thereafter, when the power transmission start timing comes, power supply ECU 250 starts transmission power control using the determined current limit value.

このように、この実施の形態に従う送電装置１０によれば、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きく、かつ、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいときは、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さく、かつ、コイル２４２とボディ６００とのギャップが大きいときよりも電流制限値が小さくなるので、ボディ６００において生じる渦電流による電力損失を抑えることができ、かつ、受電装置２０における受電電力をなるべく目標値に近づけることができる。   Thus, according to power transmission device 10 according to the present embodiment, when the amount of positional deviation between coil 242 and coil 312 is large and the gap between coil 242 and body 600 is small, coil 242 and coil 312 And the current limit value is smaller than when the gap between the coil 242 and the body 600 is large, so that power loss due to eddy currents generated in the body 600 can be suppressed, and the power receiving device 20 Can be as close to the target value as possible.

なお、上記において、コイル２４２は、この発明における「送電コイル」の一実施例に対応し、インバータ２２０は、この発明における「インバータ」に対応し、電源ＥＣＵ２５０は、この発明における「制御部」に対応する。また、コイル３１２は、この発明における「受電コイル」の一実施例に対応し、ボディ６００は、この発明における「ボディ」の一実施例に対応する。   In the above, coil 242 corresponds to an example of “power transmission coil” in the present invention, inverter 220 corresponds to “inverter” in the present invention, and power supply ECU 250 corresponds to “control unit” in the present invention. Correspond. Coil 312 corresponds to an example of “power receiving coil” in the present invention, and body 600 corresponds to an example of “body” in the present invention.

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。この発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１０ 送電装置、２０ 受電装置、１００ 交流電源、２１０ ＰＦＣ回路、２２０ インバータ、２３０，３２０ フィルタ回路、２４０ 送電部、２４２，３１２ コイル、２４４，３１４ キャパシタ、２５０ 電源ＥＣＵ、２６０，３７０ 通信部、２７０，３８０ 電圧センサ、２７２，３８２ 電流センサ、３１０ 受電部、３３０ 整流部、３４０ リレー回路、３５０ 蓄電装置、３６０ 充電ＥＣＵ、５００ 送電電力制御部、５０２，５０８，５１０ 演算部、５０４ リミッタ回路、５０６，５１２ コントローラ、５１４ 制御対象、５５０ 電力目標値補正部、５６０ フィードバック制御部、６００ ボディ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power transmission device, 20 Power receiving device, 100 AC power supply, 210 PFC circuit, 220 Inverter, 230, 320 Filter circuit, 240 Power transmission part, 242, 312 Coil, 244, 314 Capacitor, 250 Power supply ECU, 260, 370 Communication part, 270 , 380 Voltage sensor, 272, 382 Current sensor, 310 Power receiving unit, 330 Rectifier, 340 Relay circuit, 350 Power storage device, 360 Charge ECU, 500 Transmission power control unit, 502, 508, 510 Calculation unit, 504 Limiter circuit, 506 , 512 controller, 514 control target, 550 power target value correction unit, 560 feedback control unit, 600 body.

Claims (2)

車両に搭載された受電装置へ非接触で送電する非接触送電装置であって、
前記受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成された送電コイルと、
前記送電コイルへ電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記送電コイルに流れる電流が制限値を超えないように前記インバータを制御し、
前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数が一定である場合に、前記送電コイルと前記車両のボディとのギャップが第１のギャップであるときの前記制限値は、前記ギャップが前記第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの前記制限値よりも小さい、非接触送電装置。 A non-contact power transmission device that transmits power in a non-contact manner to a power receiving device mounted on a vehicle,
A power transmission coil configured to transmit power to the power reception coil of the power reception device in a contactless manner;
An inverter for supplying power to the power transmission coil;
A control unit for controlling the inverter,
The control unit controls the inverter so that a current flowing through the power transmission coil does not exceed a limit value,
When the coupling coefficient between the power transmission coil and the power receiving coil is constant, the limit value when the gap between the power transmission coil and the vehicle body is the first gap is the gap is the first gap. A non-contact power transmission apparatus that is smaller than the limit value when the second gap is larger than the gap. 前記送電コイルと前記受電コイルとの位置ずれ量が第１の値であり、かつ、前記ギャップが前記第１のギャップであるときの前記制限値は、前記位置ずれ量が前記第１の値よりも小さい第２の値であり、かつ、前記ギャップが前記第２のギャップであるときの前記制限値よりも小さい、請求項１に記載の非接触送電装置。The limit value when the positional deviation amount between the power transmission coil and the power receiving coil is a first value and the gap is the first gap is such that the positional deviation amount is greater than the first value. The contactless power transmission device according to claim 1, wherein the second value is smaller than the limit value when the gap is the second gap.
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