JP6428420B2 - 非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、非接触給電システムに関する。

送電コイルを有する送電部と、送電コイルから非接触で電力を受ける受電コイルを有する受電部とを備える非接触給電システムに関する技術が知られている。このような技術として、例えば特許文献１に記載された電力伝送システムでは、送電部から出力された電力が反射して送電部へ戻る反射電力と、位置ずれとの間の関係が予め準備されている。この関係と検出した実際の反射電力とに基づいて、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが検出される。また、特許文献２に記載された駐車支援装置では、カメラによって撮影される画像に基づいて車両の受電ユニットと給電装置の送電ユニットとの位置関係が検知される。その検知結果に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両が制御される。また、特許文献３に記載された駐車支援装置では、車高の変化を検知するハイトセンサの出力に応じて、送電ユニット及び受電ユニット間の距離と受電状況との関係が予め定められる。この関係を用いて、ハイトセンサの出力及び受電状況に基づいて位置合わせが行なわれる。

特開２０１３−０７４６７３号公報 特開２０１１−１８８６７９号公報 再公表特許ＷＯ２０１１／１３２２７２号公報

上記特許文献１に記載された技術では、送電コイル又は受電コイルの取付位置等によって反射電力と位置ずれとの間の関係が変化する。そのため、例えば受電コイルを搭載する車両に応じてこの関係の再設定が必要となり煩雑であるという問題がある。また、上記特許文献２及び特許文献３に記載された技術では、カメラ及びハイトセンサ等の機器が必要である。そのため、これらの機器の増加に伴って非接触給電システムの制御の複雑化とコストアップとを招くという問題がある。

そこで、本発明は、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを簡易に判定できる非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る非接触給電システムは、送電コイルを含む第１共振回路を有する送電部と、受電コイルを含む第２共振回路を有し、送電部から非接触で電力を受ける受電部と、送電部から受電部への電力供給を制御する制御部と、を備え、制御部は、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれ量に応じて生じる電力供給に関する特性値の変化を検出し、特性値の変化に基づいて送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを判定する判定制御を実行する。

この非接触給電システムは、第１共振回路は送電コイルを含み、第２共振回路は受電コイルを含む。そして、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれ量に応じて生じる電力供給に関する特性値の変化が制御部によって検出される。この位置ずれ量に応じて、送電コイルと受電コイルとの結合度が変わり、受電部に印加される特性値が変化する。そのため、特性値の変化を検出することで送電コイルと受電コイルとの距離（送受電間距離）の変化を把握することができる。したがって、特性値の変化に基づいて送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを簡易に判定することが可能となる。

制御部は、判定制御が開始された後、位置ずれが許容範囲である場合に特性値が取り得る値の範囲よりも低い値から特性値が極大値となった後に減少する間、特性値が極大値よりも小さい閾値になった場合、位置ずれが許容範囲であると判定してもよい。この場合、判定制御が開始された後に、位置ずれが許容範囲である場合に特性値が取り得る値の範囲よりも低い値から特性値が極大値となる位置ずれ量が存在する。この性質を利用し、特性値が極大値となった後に減少する間、特性値が極大値よりも小さい閾値になった場合に位置ずれが許容範囲であるとすることができる。

特性値は、送電部からの電力供給によって受電部に印加される電圧であってもよい。この場合、電力供給に関する特性値の変化を容易に検出することができる。

非接触給電システムは、制御部によって位置ずれが許容範囲であると判定される場合、その旨を報知する報知部を更に備えてもよい。この場合、例えば非接触給電システムを搭載した車両の運転者は、位置ずれが許容範囲であるか否かを容易に認識することができる。

本発明によれば、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを簡易に判定できる非接触給電システムを提供することができる。

本発明の実施形態の非接触給電システムの概略図である。 図１中の非接触給電システムの構成を示すブロック図である。 制御部による判定制御の処理を示すフローチャートである。 （ａ）は許容範囲外に車両が位置する状態を示す図、（ｂ）は許容範囲に車両が至った状態を示す図、（ｃ）は許容範囲内に車両が位置する状態を示す図である。 送電部からの電力供給によって受電部に印加される電圧を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１及び図２に示されるように、非接触給電システム１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両２に搭載されたバッテリＢを充電するためのシステム（装置）である。なお、図１において、Ｙ方向は車両２の前後方向に対応し、Ｚ方向は車両２の上下方向に対応する。

非接触給電システム１は、地上側に設置された送電装置３と、車両２側に設けられる受電装置４とを備えて構成される。送電装置３は、車両２の受電装置４に対して電力（バッテリＢを充電するための電力）を非接触で伝送可能に構成されている。送電装置３は、例えば、地上を走行する車両２が予め定められた位置関係で停車しているときに電力を非接触で伝送する。

送電装置３は、送電部１０と、第１通信部１４と、制御部１５とを備えて構成される。送電部１０は、外部電源１３（例えば商用電源）に接続され、車両２に対して電力を非接触で伝送するための機器である。送電部１０は、第１電力変換器１１及び第１共振回路１２を含む。

第１電力変換器１１は、外部電源１３から供給される交流電力を高周波電力に変換する回路である。第１電力変換器１１は、送電装置３の本体３ａに格納されている。第１電力変換器１１は、例えば、整流器及びインバータ回路を備え、整流器は、外部電源１３からの交流電力を直流電力に変換（整流）し、インバータ回路は、この直流電力を、外部電源１３の交流電力よりも周波数が高い交流電力（高周波電力）に変換する。第１電力変換器１１は、変換した高周波電力を第１共振回路１２に伝送する。

第１共振回路１２は、第１電力変換器１１から供給される電力を非接触で車両２に供給する。第１共振回路１２は、地面Ｒに埋め込まれており、その上面が地面Ｒに面一となるように設置されている。なお、第１共振回路１２は、地面Ｒから突出するように設置されていてもよい。第１共振回路１２は、送電コイル１２ａを含む。送電コイル１２ａは、第１電力変換器１１から供給される電力を非接触で車両２に給電するためのコイルであり、例えば予め規定されたコイル形状及び寸法を有する。送電コイル１２ａの形状は、サーキュラー型であってもよいし、ソレノイド型であってもよい。第１共振回路１２は、第１電力変換器１１からの高周波電力を送電コイル１２ａに与えることにより、車両２に対する非接触給電を実現する。第１共振回路１２は、送電コイル１２ａ以外に、少なくとも１つのキャパシタを有し、更にインダクタを有することができる。キャパシタ及びインダクタは、送電コイル１２ａに並列又は直列に接続され、種々の回路トポロジーが形成される。

第１共振回路１２においては、第２共振回路２１との間で磁気結合回路が形成される。より詳しくは、磁気結合回路は、送電コイル１２ａと車両２に設けられた受電コイル２１ａとが近接した状態に位置させられることで形成される。この磁気結合回路は、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとが磁気的に結合して送電コイル１２ａから受電コイル２１ａへの非接触の給電が行われる回路を意味する。ここでの磁気結合回路は、「磁界共鳴方式」で給電を行う回路である。なお、磁気結合回路は、「電磁誘導方式」で給電を行う回路であってもよい。

第１共振回路１２は、送電コイル１２ａから車両２の受電コイル２１ａに対して磁気結合回路を介して送電を行うことにより、非接触給電を可能にしている。第１共振回路１２は、第１共振回路１２と第２共振回路２１との間の磁気結合回路の結合度Ｋに応じて、車両２に対して非接触で給電する。結合度Ｋは、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間における磁気的結合の度合いである。結合度Ｋは、送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａの仕様（例えば形状）や送受電間距離等に応じて変化し、０〜１の値を取り得る。結合度Ｋは、磁気的結合の度合いが強いほど１に近付き、磁気的結合の度合いが弱いほど０に近付く。

結合度Ｋは、送受電間距離が小さいほど磁気的結合の度合いが強くなる傾向があるため、１に近付く傾向がある。結合度Ｋは、送受電間距離が大きいほど磁気的結合の度合いが弱くなる傾向があるため、０に近付く傾向がある。ここで、送受電間距離は、上下方向に交差する方向（例えば図１におけるＹ方向）において送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとが離間する距離（すなわち車両２の前後方向及び左右方向における送電部１０と受電部２０との間の位置ずれ量）である。なお、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとが上下方向（図１におけるＺ方向）において離間する距離（すなわち車両２の高さ方向のギャップ）は、例えば受電部２０を搭載する車両２の種類に応じて変化する。

外部電源１３は、車両２に伝送すべき電力を生成するために必要となる電力を供給する電源であり、例えば電圧が２００［Ｖ］である三相交流電力を供給する。なお、この外部電源１３は、三相交流電力に限られることはなく、商用交流電源のような単相交流電力を供給する電源であってもよい。外部電源１３は、送電装置３の本体３ａに格納されている。

第１通信部１４は、無線で通信するためのインターフェースである。第１通信部１４は、送電装置３の本体３ａに設けられている。第１通信部１４は、車両２に設けられた第２通信部２３と通信する。第２通信部２３は、車両２に搭載されている。第１通信部１４としては、例えば無線ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いることができる。

制御部１５は、例えば、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を含む電子制御ユニットである。制御部１５は、送電部１０から受電部２０への電力供給を制御する。制御部１５は、送電部１０から受電部２０への供給する電力の大きさを変更するように送電部１０を制御する。制御部１５は、例えば、車両２側の受電部２０等において電気的に異常が生じた場合、送電部１０から受電部２０への電力供給を停止するように制御することができる。制御部１５が送電側に設けられていることにより、車両２側の受電部２０の大型化を抑制できる。

また、制御部１５は、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを判定する判定制御を実行する。ここでの許容範囲とは、送電コイル１２ａから受電コイル２１ａへの非接触給電が可能な位置ずれの範囲である。非接触給電が可能な位置ずれとは、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの位置関係が、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間で、所望効率で所望電力量の電力供給が可能な磁気結合回路が形成された位置関係となった場合の位置ずれである。つまり、ここでの許容範囲は、送電コイル１２ａから受電コイル２１ａへの電力供給の効率が最大となるような場合だけではなく、実用上問題ない程度の電力供給の効率が得られる場合の位置ずれを含む。制御部１５は、送電コイル１２ａから受電コイル２１ａへの電力供給の効率が最大となるように厳密に位置ずれを無くすというよりも、当該位置ずれがない状況に近付けるための制御を実行する。制御部１５は、位置ずれが許容範囲であると判定した場合、車両２の運転者に対して位置ずれが許容範囲である旨を後述の報知部３０に報知させる（停車要求の送信）。

制御部１５は、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間の位置ずれ量ＭＡに応じて生じる電力供給に関する特性値の変化を検出し、当該特性値の変化に基づいて判定制御を実行する。ここでは、特性値は、送電コイル１２ａからの電力供給によって受電コイル２１ａに印加される電圧Ｖ_２である。なお、特性値は、電圧ではなく受電コイル２１ａが受けとる電力の値であってもよい。制御部１５は、第１通信部１４を介して第２通信部２３と通信することで、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２の変化を検出する。

車両２は、受電装置４と、報知部３０と、バッテリＢと、充電回路（不図示）と、を備えている。なお、図１では省略しているが、車両２は、モータ、操作ハンドル、及びブレーキ等の走行に必要な構成を備えている。受電装置４は、受電部２０と、第２通信部２３とを備えて構成される。

受電部２０は、送電コイル１２ａから非接触で電力を供給され、供給された電力を受け取るための機器である。受電部２０は、第２共振回路２１及び第２電力変換器２２を含む。受電部２０は、送電コイル１２ａからの電力供給によって受電部２０に印加される電圧Ｖ_２を検出し、第２通信部２３に送信する。

第２共振回路２１は、第１共振回路１２から非接触で供給された電力を受け取り、第２電力変換器２２へ伝送する。第２共振回路２１は、車両２の底部に設けられている。第２共振回路２１は、受電コイル２１ａを含む。受電コイル２１ａは、送電コイル１２ａから非接触で供給されてくる電力（交流電力）を受け取るためのコイルであり、例えば送電コイル１２ａとほぼ同じコイル形状及び寸法を有する。受電コイル２１ａの形状は、サーキュラー型であってもよいし、ソレノイド型であってもよい。第２共振回路２１は、受電コイル２１ａ以外に、少なくとも１つのキャパシタを有し、更にインダクタを有することができる。キャパシタ及びインダクタは、受電コイル２１ａに並列又は直列に接続され、種々の回路トポロジーが形成される。

送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間の距離の変化により結合度Ｋが変わると、磁気結合回路のインピーダンスが変化する。第１共振回路１２及び第２共振回路２１の回路トポロジー及び第１電力変換器１１から出力される高周波電力の周波数によっては、位置ずれ発生時に特性値が極大値になることがある。例えば、送電部１０からの電力供給によって受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（電力供給に関する特性値）は、第１距離において極大値となる。この電圧Ｖ_２の極大値は、制御部１５によって検出されて判定制御を実行する際に用いられる。

第２共振回路２１には、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が極大値となる場合に、第２電力変換器２２に伝送する電力が過大となって第２電力変換器２２を構成する素子（例えば、キャパシタ）が破損することを防止するため、リミッタ（不図示）が設けられる。なお、電力過大により破損するおそれのある回路は、第２電力変換器２２に限定されるものではなく、第２共振回路２１や送電部１０も対象である。リミッタは、例えば受電部２０に印加される電圧Ｖ_２を抑制電圧Ｖ_Ｌ以下に抑制する。ここでは、抑制電圧Ｖ_Ｌは、例えば、バッテリＢの充電用の定格の電力で受電部２０に印加される電圧Ｖ_Ｂよりも大きい。電圧Ｖ_Ｂは、送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａが正対してバッテリＢを充電する状況において、送電部１０及び受電部２０等に異常がない場合に受電部２０に印加される電圧である。なお、リミッタは、電圧と共に電流を一定値以下に抑制してもよく、電圧に代えて電流を一定値以下に抑制してもよい。

第２電力変換器２２は、第２共振回路２１から伝送された高周波電力を整流して直流電力に変換する回路である。第２電力変換器２２は、車両２に搭載されている。第２電力変換器２２は、例えば、整流器及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路を備え、第２共振回路２１からの高周波電力を直流電力に変換する。第２電力変換器２２は、変換された直流電力をバッテリＢに供給する。バッテリＢは、車両２に搭載された再充電が可能な電池（例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池）であり、図示しない走行モータ等に電力を供給する。なお、この充電回路は、受電用制御部（図示せず）によって予め用意された受電用制御プログラムに基づいて制御されるようになっている。

第２通信部２３は、無線で通信するためのインターフェースである。第２通信部２３は、車両２に搭載されている。第２通信部２３は、地上側の第１通信部１４と通信する。第２通信部２３としては、例えば無線ＬＡＮ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いることができる。また、第２通信部２３は、後述の報知部３０に報知部３０を制御する信号を送信する。なお、第２通信部２３は、第１通信部１４と通信する機能と、報知部３０と通信する機能との双方を１つのハードウェアで実現されることに限定されるものではない。第１通信部１４との通信機能と、報知部３０との通信機能とのそれぞれを別々のハードウェアで実現してもよい。

報知部３０は、制御部１５によって送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの位置ずれが許容範囲であると判定される場合、その旨を車両２の運転者等に報知する。この場合、報知部３０は、位置ずれが許容範囲となった旨を報知するように第２通信部２３から信号を受信し、車両２を停車させてもよい旨を車両２の運転者に報知することで、車両２の運転者に車両２の停車を促す。報知部３０は、ナビゲーションシステム３１と、スピーカ３２とを含む。報知部３０は、ここではナビゲーションシステム３１に画像を表示させて視覚的に報知する（停車要求の表示）。なお、報知部３０は、スピーカ３２に音声を出力させて聴覚的に報知してもよく、第２通信部２３を介して車両２の乗員の携帯電話端末を用いて報知してもよい。

図３〜図５を参照して、制御部１５が実行する判定制御について説明する。なお、説明の簡略化のために、送受電間距離は、上下方向に交差する方向（図１におけるＹ方向である車両２の前後方向）において送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとが離間する距離とする。図５中の原点Ｏにおいて、位置ずれ量ＭＡが０、つまり送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間の距離がＹ方向において０となる。位置ずれ量ＭＡのプラスとマイナスは、車両２の前方向の位置ずれ又は後方向の位置ずれを意味する。

図３に示されるように、制御部１５によって判定制御が開始される（ステップＳ１）。続いて、制御部１５によって第１通信部１４と第２通信部２３との間の通信が開始される（ステップＳ２）。これにより、送電装置３によって受電装置４の存在が認識され、制御部１５によって判定制御が開始される。

このステップＳ１及びステップＳ２では、車両２が送電コイル１２ａから離れた状態であり、位置ずれ量ＭＡはＭＡ_１よりも小さい（図４（ａ）参照）。このときの位置ずれ量ＭＡの絶対値（送受電間距離）は、原点ＯからＭＡ_１までの距離よりも大きい。つまり、第１共振回路１２と第２共振回路２１との間において、車両２に対する所望の非接触給電を実現できる程度には磁気結合回路が形成されていない。そして、車両２が送電コイル１２ａに近付くように、車両２の運転者によって車両２の駐車が開始される（ステップＳ３）。

次に、制御部１５によって車両２の位置確認用の電力が伝送される（ステップＳ４）。このステップＳ４では、制御部１５によって、送電部１０からの電力供給によって受電部２０に電圧を印加させるための電力が、送電コイル１２ａから受電コイル２１ａに伝送される。位置確認用の電力は、バッテリＢの充電用の電力（例えば３．３ｋＷ）よりも小さい微弱電力とされる。この目的は、例えば受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が極大値となる場合に、受電部２０が供給される電力が過大となって破損することを防止することである。また、位置確認用の電力を微弱電力とすることで、送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａの周囲に放射する電磁波を低減することができる。

なお、例えば送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａが正対していない状況（非正対時）において受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が大きくなった（電圧上昇した）場合、その電圧上昇が共振による電圧Ｖ_２の極大値なのか、あるいは異常による電圧上昇なのかを区別することが望まれる。この点、一般的に、送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａが正対してバッテリＢを充電する状況（充電時）においてバッテリＢの充電用の電力で受電部２０に印加される正常充電時の電圧Ｖ_Ｂは、共振による電圧Ｖ_２の極大値（極大電圧Ｖ_Ｃ）よりも小さい。よって、例えば、非正対時において位置確認用の電力で抑制電圧Ｖ_Ｌに達するまで電圧上昇し、且つ、充電時においてバッテリＢの充電用の電力で電圧Ｖ_Ｂに達してそれ以上電圧上昇しない場合には、非正対時における電圧上昇は、共振による電圧Ｖ_２の極大値であると判断することができる。一方、非正対時において位置確認用の電力で抑制電圧Ｖ_Ｌに達するまで電圧上昇し、且つ、充電時においてバッテリＢの充電用の電力で電圧Ｖ_Ｂを超えるほど電圧上昇した場合には、非正対時における電圧上昇は、異常による電圧上昇である可能性があると判断することができる。

続いて、上記ステップＳ４において伝送された電力により受電部２０に印加される電圧Ｖ_２に係るデータ（受電データ）が、第２通信部２３によって第１通信部１４に送信される（ステップＳ５）。この受電データは、第１通信部１４を介して制御部１５によって受信される。この受電データに基づいて、制御部１５によって、駐車位置が推定され（ステップＳ６）、推定した駐車位置が許容範囲であるか否かが判定される（ステップＳ７）。このステップＳ７において制御部１５によって推定した駐車位置が許容範囲ではないと判定される場合、上記ステップＳ４へ移行され、上記ステップＳ４〜ステップＳ７までの処理が制御部１５によって繰り返される。このステップＳ６及びステップＳ７では、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２の変化を検出することで、制御部１５によって送受電間距離の変化が把握され、駐車位置が推定される。

そして、車両２が送電コイル１２ａに近付くと、ある第１距離において受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（特性値）が極大電圧Ｖ_Ｃとなる。更に車両２が送電コイル１２ａに近付くと、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が小さくなる。具体的には、制御部１５によって判定制御が開始された後、位置ずれが許容範囲である場合に受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が取り得る値の範囲よりも低い値から極大電圧Ｖ_Ｃとなった後に減少する間、電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃよりも小さい閾値になったか否かが制御部１５によって判定される。この閾値は、例えば、送電部１０及び受電部２０の各素子の耐電圧の内、最小の耐電圧よりも低い値であり、抑制電圧Ｖ_Ｌに設定される。ただし、閾値は、この例に限定されず、試験等によって設定されてもよい。

図５の例では、送電コイル１２ａからの電力供給によって受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（電力供給に関する特性値）は、位置ずれ量ＭＡ_Ｃにおいて極大電圧Ｖ_Ｃとなる。例えば、送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａがサーキュラー型である場合、極大電圧Ｖ_Ｃを生じさせる第１共振回路１２及び第２共振回路２１の位置関係は、Ｚ方向から見て第１共振回路１２及び第２共振回路２１が正対する位置を中心として同心円状に存在する。送電コイル１２ａからの電力供給によって受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（電力供給に関する特性値）は、位置ずれ量ＭＡ_Ｃにおいて極大電圧Ｖ_Ｃとなる。このような、極大電圧Ｖ_Ｃを生じさせる送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａの位置関係は、Ｚ方向から見て送電コイル１２ａ及び受電コイル２１ａが正対する位置を中心として同心円状に存在する。

位置ずれ量ＭＡがＭＡ_１〜ＭＡ_２の間の値の場合において電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃを含むのは、第１共振回路１２及び第２共振回路２１の磁気結合回路における複素インピーダンスが小さくなったためである。複素インピーダンスは、複素インピーダンスを複素平面上の点として表したスミスチャートを用いて説明することができる。スミスチャートにおいては、例えば複素インピーダンスの実数軸が横軸とされ、複素インピーダンスの虚数軸が縦軸とされている。スミスチャートでは、横軸の一端において複素インピーダンスが０Ω（短絡）となり、横軸の他端において複素インピーダンスが無限大（開放）となる。

複素インピーダンスの変化は、スミスチャートにおいて複素インピーダンスの絶対値及び偏角の変化として表される。そのため、スミスチャートにおいて複素インピーダンスを表す点は、複素インピーダンスの変化に伴ってスミスチャートの原点を中心として回転するように移動する。この移動に伴って複素インピーダンスが変化することで第１共振回路１２及び第２共振回路２１が共振し、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２が変化する。この現象を利用して、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２の変化を検出することで、制御部１５によって送受電間距離の変化が把握され、駐車位置が推定される。

判定制御は、図４（ａ）に例示されるようにＭＡ_１よりも小さい位置ずれ量ＭＡ（原点ＯからＭＡ_１までの距離よりも大きい送受電間距離）から開始されているため、判定制御が開始された後に、電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃとなる位置ずれ量ＭＡ_Ｃが存在することとなる。従って、制御部１５によって判定制御が開始された後、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（特性値）が極大電圧Ｖ_Ｃとなった後に減少する間、特性値が抑制電圧Ｖ_Ｌになったか否か（電圧Ｖ_２が位置ずれ許容範囲における振幅レベルとなったか否か）を判定することで、位置ずれが許容範囲であるか否かを簡易に判定することができる。

続いて、上記ステップＳ７において制御部１５によって推定した駐車位置が許容範囲であると判定される場合、制御部１５によって停車要求が報知部３０に送信され（ステップＳ８）、報知部３０によって停車要求がナビゲーションシステム３１に表示される（ステップＳ９）。例えば、「充電ＯＫ」等の表示がナビゲーションシステム３１に表示される。そして、車両２の運転者によって、表示された停車要求が認知され、車両２が停車される（ステップＳ１０）。この場合、車両２の運転者が停車要求を認知してから停止操作をするため、車両２が惰性で第２共振回路２１に向かって進み続ける。その結果、確実に許容範囲内で車両２を停めることができ、図４（ｃ）に示す駐車位置（最適範囲）に適切に車両２を停車させることができる。なお、車両２が最適範囲を通り過ぎた場合には、上記判定制御を再度実行することができる。

以上、非接触給電システム１では、送電部１０は送電コイル１２ａを含む第１共振回路１２を有し、受電部２０は受電コイル２１ａを含む第２共振回路２１を有する。そして、第１共振回路１２の送電コイル１２ａと第２共振回路２１の受電コイル２１ａとの間の位置ずれ量ＭＡに応じて生じる電力供給に関する特性値の変化が制御部１５によって検出される。この位置ずれ量ＭＡに応じて、送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの結合度Ｋが変わり、受電部２０に印加される電圧Ｖ_２（特性値）が変化する。そのため、電圧Ｖ_２（特性値）の変化を検出することで送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの距離（送受電間距離）の変化を把握することができる。したがって、特性値の変化に基づいて送電コイル１２ａと受電コイル２１ａとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを簡易に判定することが可能となる。

制御部１５は、判定制御が開始された後、位置ずれが許容範囲である場合に電圧Ｖ_２が取り得る値の範囲よりも低い値から電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃとなった後に減少する間、電圧Ｖ_２が抑制電圧Ｖ_Ｌになった場合、位置ずれが許容範囲であると判定する。ここでの抑制電圧Ｖ_Ｌは、位置ずれが許容範囲であるか否かを判定するための閾値であり、極大電圧Ｖ_Ｃよりも小さい。これにより、判定制御が開始された後に、位置ずれが許容範囲である場合に電圧Ｖ_２が取り得る値の範囲よりも低い値から電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃとなる位置ずれ量ＭＡ_Ｃが存在する。この性質を利用し、電圧Ｖ_２が極大電圧Ｖ_Ｃとなった後に減少する間、電圧Ｖ_２が抑制電圧Ｖ_Ｌになった場合に位置ずれが許容範囲であるとすることができる。

電圧Ｖ_２は、送電部１０からの電力供給によって受電部２０に印加される電圧である。これにより、電力供給に関する特性値の変化を容易に検出することができる。

非接触給電システム１は、制御部１５によって位置ずれが許容範囲であると判定される場合、その旨を報知する報知部３０を更に備えている。これにより、例えば非接触給電システム１を搭載した車両２の運転者は、位置ずれが許容範囲であるか否かを容易に認識することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、位置確認用の電力を、バッテリＢの充電用の電力（例えば３．３ｋＷ）よりも小さい微弱電力としたが、バッテリＢの充電用の電力と同様の大きさの電力としてもよい。

上記実施形態では、車両２を運転者が運転して駐車する際に非接触給電システム１により充電位置誘導をする例を示したが、例えば、車両２に搭載された駐車支援装置等による自動駐車の際に非接触給電システム１により充電位置誘導をしてもよい。

上記実施形態では、送電装置３が地上側に固定されており、受電装置４が車両２に搭載されて送電装置３に対して可動する例を示したが、例えば、停車している車両に搭載された受電装置４に対して、送電装置３が地上側において可動に構成されていてもよい。

１ 非接触給電システム
１０ 送電部
１２ 第１共振回路（共振回路）
１２ａ 送電コイル
１３ 外部電源
１５ 制御部
２０ 受電部
２１ 第２共振回路（共振回路）
２１ａ 受電コイル
３０ 報知部
ＭＡ 位置ずれ量

Claims (2)

1. 送電コイルを含む第１共振回路を有する送電部と、
   受電コイルを含む第２共振回路を有し、前記送電部から非接触で電力を受ける受電部と、
   前記送電部から前記受電部への電力供給を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記送電コイルと前記受電コイルとの間の位置ずれ量に応じて生じる前記電力供給に関する特性値の変化を検出し、前記特性値の変化に基づいて前記送電コイルと前記受電コイルとの間の位置ずれが許容範囲であるか否かを判定する判定制御を実行し、
   前記制御部は、前記判定制御が開始された後、前記位置ずれが許容範囲である場合に前記特性値が取り得る値の範囲よりも低い値から前記特性値が極大値となった後に減少する間、前記特性値が前記極大値よりも小さい閾値になった場合、前記位置ずれが許容範囲であると判定し、
   前記特性値は、前記送電部からの前記電力供給によって前記受電部に印加される電圧であり、
   前記第２共振回路には、前記受電部に印加される前記電圧を抑制電圧以下に抑制するリミッタが設けられており、
   前記閾値は、前記抑制電圧である、非接触給電システム。
2. 前記制御部によって前記位置ずれが前記許容範囲であると判定される場合、その旨を報知する報知部を更に備える、請求項１に記載の非接触給電システム。

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