JPWO2017029736A1 - Control device, wireless power transmission device, and moving body - Google Patents
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Abstract
【課題】ノイズの影響を抑制することができる制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体を提供する。【解決手段】一実施形態に係る制御装置は、メイン制御装置と、サブ制御装置と、を備える。メイン制御装置は、無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成する。サブ制御装置は、メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成し、パルス信号を電力回路に入力する。メイン制御装置とサブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である。A control device, a wireless power transmission device, and a moving body capable of suppressing the influence of noise are provided. A control device according to an embodiment includes a main control device and a sub-control device. The main control device generates a control signal for controlling the power circuit connected to the coil for wireless power transmission. The sub control device is connected to the main control device via the first communication cable, generates a pulse signal corresponding to the control signal, and inputs the pulse signal to the power circuit. The communication method between the main control device and the sub control device is digital differential communication or optical communication.
Description
本発明の実施形態は、制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体に関する。 Embodiments described herein relate generally to a control device, a wireless power transmission device, and a moving object.
一般に、無線電力伝送装置は、無線電力伝送用のコイルと、コイルに接続された電力回路と、電力回路を制御する制御装置と、を備える。このような無線電力伝送装置では、コイルからの磁界や、電力回路が備えるスイッチング素子からの高調波雑音の影響で、制御装置からの制御信号が歪み、電力回路が誤動作することがある。 In general, a wireless power transmission device includes a coil for wireless power transmission, a power circuit connected to the coil, and a control device that controls the power circuit. In such a wireless power transmission device, the control signal from the control device may be distorted due to the influence of the magnetic field from the coil or the harmonic noise from the switching element included in the power circuit, and the power circuit may malfunction.
従来、制御信号の歪みを抑制する方法として、スイッチング波形を調整することにより、スイッチング素子の高調波雑音を抑制する、という方法が提案されている。しかしながら、上記従来の方法では、コイルからの磁界の影響を抑制することはできなかった。 Conventionally, as a method of suppressing distortion of a control signal, a method of suppressing harmonic noise of a switching element by adjusting a switching waveform has been proposed. However, the conventional method cannot suppress the influence of the magnetic field from the coil.
ノイズの影響を抑制することができる制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体を提供する。 Provided are a control device, a wireless power transmission device, and a moving body that can suppress the influence of noise.
一実施形態に係る制御装置は、メイン制御装置と、サブ制御装置と、を備える。メイン制御装置は、無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成する。サブ制御装置は、メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成し、パルス信号を電力回路に入力する。メイン制御装置とサブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である。 A control device according to an embodiment includes a main control device and a sub control device. The main control device generates a control signal for controlling the power circuit connected to the coil for wireless power transmission. The sub control device is connected to the main control device via the first communication cable, generates a pulse signal corresponding to the control signal, and inputs the pulse signal to the power circuit. The communication method between the main control device and the sub control device is digital differential communication or optical communication.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１実施形態）
第１実施形態に係る無線電力伝送システム（以下、単に「システム」という）について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態に係るシステムは、移動体が備える電池を無線で充電するために利用することができる。移動体は、例えば、電気自動車、電車、路面電車、船、潜水艦、エレベータ、ロボット、モバイル機器であるが、これに限られない。電気自動車には、乗用車、バス、トラックなどが含まれる。(First embodiment)
A wireless power transmission system (hereinafter simply referred to as “system”) according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. The system which concerns on this embodiment can be utilized in order to charge the battery with which a mobile body is provided wirelessly. The moving body is, for example, an electric car, a train, a tram, a ship, a submarine, an elevator, a robot, or a mobile device, but is not limited thereto. Electric vehicles include passenger cars, buses, trucks and the like.
図１は、本実施形態に係るシステムの一例を示す図である。図１に示すように、このシステムは、送電装置１と、受電装置２と、を備える。図１の例では、電気自動車の充電のために利用されるシステムが示されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, this system includes a
送電装置１は、受電装置２に無線で電力を送電する無線電力伝送装置である。図１に示すように、送電装置１は、送電コイル１１と、送電回路１２と、制御装置１３と、無線機１４と、を備える。
The
送電コイル１１は、送電回路１２に接続された無線電力伝送用のコイルである。送電コイル１１は、送電回路１２から交流電力を供給され、供給された交流電力に応じた交流磁界を発生させる。送電コイル１１が発生させた交流磁界を介して、受電装置２に電力が送電される。送電コイル１１は、ソレノイドコイルであってもよいし、平面コイルであってもよい。
The
送電回路１２は、送電コイル１１、制御装置１３、及び電源４に接続された電力回路である。送電回路１２は、電源４から電力を供給され、供給された電力を所定の交流電力に変換し、変換した交流電力を送電コイル１１に供給する。送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子は、制御装置１３により制御される。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。
The
なお、電源４は、例えば、商用電源であるが、これに限られない。電源４が供給する電力は、交流電力であってもよいし、直流電力であってもよい。以下では、電源４が供給する電力は、交流電力であるものとする。 In addition, although the power supply 4 is a commercial power supply, for example, it is not restricted to this. The power supplied by the power source 4 may be AC power or DC power. Hereinafter, the power supplied from the power source 4 is assumed to be AC power.
制御装置１３は、送電回路１２及び無線機１４に接続される。制御装置１３は、無線機１４を介して受電装置２から情報を受信し、受信した情報に基づいて、送電回路１２を制御する。制御装置１３について、詳しくは後述する。
The
無線機１４は、無線信号を送受信するアンテナを備え、外部装置と無線で通信する。図１の例では、無線機１４は、受電装置２と無線で通信し、受電装置２や電気自動車３の情報を受信したり、送電装置１の情報を送信したりする。無線機１４は、受信した情報を、制御装置１３に入力する。
The
受電装置２は、送電装置１から無線で電力を受電する無線電力伝送装置である。図１の例では、受電装置２は、電気自動車３に搭載されている。図１に示すように、電気自動車３は、電池３１と、ＢＭＵ３２と、ＥＣＵ３３と、ユーザインターフェース３４と、受電装置２と、を備える。
The power receiving
電池３１は、受電装置２及びＢＭＵ３２に接続された蓄電池である。電池３１は、受電装置２から供給される直流電力により充電される。電池３１は、例えば、リチウム電池、水素電池、燃料電池などであるが、これに限られない。
The
ＢＭＵ（Battery Management Unit）３２は、電池３１及びＥＣＵ３３に接続され、電池３１を管理する。ＢＭＵ３２は、例えば、マイコンにより構成される。ＢＭＵ３２は、電池３１の情報（以下、「電池情報」という）を取得し、取得した電池情報をＥＣＵ３３に入力する。電池情報には、例えば、電池３１の動作状態（充電中又は放電中）、ＳＯＣ（State Of Charge）、ＳＯＨ（State Of Health）、電池電圧、電池電流、及びエラー情報などが含まれる。
A BMU (Battery Management Unit) 32 is connected to the
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３３は、ＢＭＵ３２、ユーザインターフェース３４、及び受電装置２に接続され、電気自動車３の制御や、充電管理および充電制御をする。ＥＣＵ３３は、例えば、マイコンにより構成される。
An ECU (Electronic Control Unit) 33 is connected to the
ＥＣＵ３３は、アクセルやブレーキからの入力に応じて、電気自動車３のモーターの駆動を制御する。また、ＥＣＵ３３は、電気自動車３からモーターの駆動情報を取得する。さらに、ＥＣＵ３３は、ＢＭＵ３２から電池情報を取得し、取得した電池情報や充電制御指令を受電装置２に入力する。またさらに、ＥＣＵ３３は、電池情報や電気自動車３のモーターの駆動情報などをユーザインターフェース３４に入力する。なお、ＥＣＵ３３は、ユーザインターフェース３４から入力された命令に応じて、電気自動車３の充電を制御してもよいし、電気自動車３の駆動系に接続され、駆動系から電気自動車３の駆動情報を取得し、取得した駆動情報を受電装置２に入力してもよい。
ECU33 controls the drive of the motor of
ユーザインターフェース３４は、ＥＣＵ３３及び受電装置２に接続される。ユーザインターフェース３４は、例えば、ディスプレイ、タッチパネル、及び釦などにより構成される。電気自動車３のユーザは、ユーザインターフェース３４を操作することにより、ＥＣＵや受電装置２に命令を入力することができる。例えば、ユーザは、ユーザインターフェース３４を操作することにより、無線電力伝送を開始又は終了させたり、電池情報を表示させたりすることができる。
The
受電装置２は、受電コイル２１と、受電回路２２と、制御装置２３と、無線機２４と、を備える。
The
受電コイル２１は、受電回路２２に接続された無線電力伝送用のコイルである。受電コイル２１は、送電コイル１１が発生させた交流磁界に応じた交流電力を発生させ、発生させた交流電力を受電回路２２に供給する。受電コイル２１は、ソレノイドコイルであってもよいし、平面コイルであってもよい。
The
受電回路２２は、受電コイル２１、制御装置２３、及び電池３１に接続された電力回路である。受電回路２２は、受電コイル２１から交流電力を供給され、供給された交流電力を所定の直流電力に変換し、変換した直流電力を電池３１に供給する。これにより、電池３１が充電される。受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子は、制御装置２３により制御される。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
The
制御装置２３は、受電回路２２、無線機２４、ＥＣＵ３３、及びユーザインターフェース３４に接続される。制御装置２３は、ＥＣＵ３３から入力された情報を、無線機２４を介して送電装置１に送信する。また、制御回路２３は、ユーザインターフェース３４から入力された命令に応じて、無線電力伝送の開始や終了を行なう。制御装置２３について、詳しくは後述する。
The
無線機２４は、無線信号を送受信するアンテナを備え、外部装置と無線で通信する。図１の例では、無線機２４は、送電装置１の無線機１４と無線で通信し、受電装置２や電気自動車３の情報を送信したり、送電装置１の情報を受信したりする。なお、受電装置２は、無線機２４を備えない構成も可能である。この場合、無線機２４の代わりに、電気自動車３が備える無線機を使用すればよい。
The
ここで、制御装置１３について、詳細に説明する。制御装置１３は、メイン制御装置１５と、サブ制御装置１６と、を備える。メイン制御装置１５とサブ制御装置１６とは、通信ケーブル１７（第１通信ケーブル）により有線で接続されており、所定の通信方式で信号をやりとりする。
Here, the
本実施形態では、メイン制御装置１５と、サブ制御装置１６と、の間の通信方式として、高い雑音耐性を有する通信方式が使用させる。このような通信方式には、デジタル差動通信及び光通信が含まれる。
In the present embodiment, a communication method having high noise resistance is used as a communication method between the
通信方式がデジタル差動通信である場合、通信ケーブル１７として、例えば、ツイストペアケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、デジタル差動信号がやりとりされる。デジタル差動信号とは、位相が反転した２つのデジタル信号の組のことである。
When the communication method is digital differential communication, for example, a twisted pair cable is used as the
また、通信方式が光通信である場合、通信ケーブル１７として、例えば、光ケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、光信号がやりとりされる。
When the communication method is optical communication, for example, an optical cable is used as the
以下では、通信方式は、デジタル差動通信であり、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、デジタル差動信号がやりとりされるものとする。
In the following, the communication method is digital differential communication, and digital differential signals are exchanged between the
メイン制御装置１５は、無線機１４を介して受信した情報に基づいて、送電回路１２を制御するための制御信号を生成する。この制御信号は、送電回路１２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータにより実現する電圧値や電流値を指定する信号である。メイン制御装置１５は、生成した制御信号を、デジタル差動信号として出力する。出力された制御信号は、通信ケーブル１７を介してサブ制御装置１６に入力される。メイン制御装置１５は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成される。
The
本実施形態において、メイン制御装置１５は、送電コイル１１及び送電回路１２から離れた位置に設置されるのが好ましい。具体的には、メイン制御装置１５は、サブ制御装置１６より、送電コイル１１及び送電回路１２から離れた位置に設置されるのが好ましい。これにより、メイン制御装置１５に対する、送電コイル１１からの磁界や送電回路１２からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制することができる。
In the present embodiment, the
サブ制御装置１６は、メイン制御装置１５から通信ケーブル１７を介して入力された制御信号に応じたパルス信号を生成する。このパルス信号は、送電回路１２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング回路の開閉を制御する信号である。より詳細には、パルス信号は、スイッチング素子のオン及びオフに対応する２値の信号である。サブ制御装置１６は、生成したパルス信号を、送電回路１２に入力する。スイッチング素子は、入力されたパルス信号の値に応じて開閉する。サブ制御装置１６は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ、ＣＰＵなどにより構成される。
The
パルス信号は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）信号、ＰＤＭ（Pulse Density Modulation）信号、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）信号、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）信号、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）信号などであるが、これに限られない。 The pulse signal is, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal, a PAM (Pulse Amplitude Modulation) signal, a PDM (Pulse Density Modulation) signal, a PPM (Pulse Position Modulation) signal, a PCM (Pulse Code Modulation) signal, or a PFM (Pulse Frequency). Modulation) signal, but not limited to this.
本実施形態において、サブ制御装置１６は、送電回路１２の近傍に設置されるのが好ましい。これにより、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路が短くなり、パルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
In the present embodiment, the
図２は、本実施形態に係る送電装置１の具体例を示す図である。図２は、電気自動車３に送電するために、駐車場などに設置された送電装置１を示している。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific example of the
図２の例では、送電回路１２、制御装置１３（メイン制御装置１５、サブ制御装置１６、及び通信ケーブル１７）、及び無線機１４は、筐体１８内に設置されている。
In the example of FIG. 2, the
さらに、筐体１８内において、サブ制御装置１６は、送電回路１２の近傍に設置され、メイン制御装置１５は、サブ制御装置１６より、送電回路１２から離れた位置に設置されている。
Further, in the
このような構成により、メイン制御装置１５と、送電コイル１１及び送電回路１２とが離れるため、メイン制御装置１５に対するノイズの影響を抑制できる。また、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路が短くなるため、パルス信号に対するノイズの影響を抑制できる。
With such a configuration, the
なお、図２の例では、送電コイル１１は、地中に設置されているが、地上に設置されてもよい。また、送電回路１２、メイン制御装置１５、サブ制御装置１６、及び無線機１４は、それぞれ異なる筐体に設置されてもよい。
In addition, in the example of FIG. 2, although the
さらに、送電コイル１１と送電回路１２との間の経路を短くするために、送電回路１２を地中に設置してもよい。これにより、送電コイル１１への送電効率を向上したり、送電回路１２からのスイッチング高調波の影響をさらに抑制したりすることができる。この場合、送電回路１２とサブ制御装置１６との間の信号経路が短くなるように、サブ制御装置１６を送電回路１２とともに地中に設置してもよい。
Further, in order to shorten the path between the
次に、制御装置２３について、詳細に説明する。制御装置２３は、制御装置１３と同様の構成を有する。すなわち、制御装置２３は、メイン制御装置２５と、サブ制御装置２６と、を備える。メイン制御装置２５とサブ制御装置１６とは、通信ケーブル２７（第１通信ケーブル）により有線で接続されており、所定の通信方式で信号をやりとりする。
Next, the
本実施形態では、メイン制御装置２５と、サブ制御装置２６と、の間の通信方式として、高い雑音耐性を有する通信方式が使用される。このような通信方式には、デジタル差動通信及び光通信が含まれる。
In the present embodiment, a communication method having high noise tolerance is used as a communication method between the
通信方式がデジタル差動通信である場合、通信ケーブル２７として、例えば、ツイストペアケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、デジタル差動信号がやりとりされる。
When the communication method is digital differential communication, for example, a twisted pair cable is used as the
また、通信方式が光通信である場合、通信ケーブル２７として、例えば、光ケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、光信号がやりとりされる。
When the communication method is optical communication, for example, an optical cable is used as the
以下では、通信方式は、デジタル差動通信であり、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、デジタル差動信号がやりとりされるものとする。
In the following, it is assumed that the communication method is digital differential communication, and a digital differential signal is exchanged between the
メイン制御装置２５は、無線機２４を介して受信した情報や、ＥＣＵ３３及びユーザインターフェース３４から入力された情報に基づいて、受電回路２２を制御するための制御信号を生成する。この制御信号は、受電回路２２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータにより実現する電圧値や電流値を指定する信号である。メイン制御装置２５は、生成した制御信号を、デジタル差動信号として出力する。出力された制御信号は、通信ケーブル２７を介してサブ制御装置２６に入力される。メイン制御装置２５は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ、ＣＰＵなどにより構成される。
The
本実施形態において、メイン制御装置２５は、受電コイル２１及び受電回路２２から離れた位置に設置されるのが好ましい。具体的には、メイン制御装置２５は、サブ制御装置２６より、受電コイル２１及び送電回路２２から離れた位置に設置されるのが好ましい。これにより、メイン制御装置２５に対する、受電コイル２１からの磁界や受電回路２２からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制することができる。
In the present embodiment, the
サブ制御装置２６は、メイン制御装置２５から通信ケーブル２７を介して入力された制御信号に応じたパルス信号を生成する。このパルス信号は、受電回路２２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング回路の開閉を制御する信号である。より詳細には、パルス信号は、スイッチング素子のオン及びオフに対応する２値の信号である。サブ制御装置２６は、生成したパルス信号を、受電回路２２に入力する。スイッチング素子は、入力されたパルス信号の値に応じて開閉する。サブ制御装置２６は、例えば、マイコンにより構成される。
The
パルス信号は、例えば、ＰＷＭ信号、ＰＡＭ信号、ＰＤＭ信号、ＰＰＭ信号、ＰＣＭ信号、ＰＦＭ信号などであるが、これに限られない。 Examples of the pulse signal include a PWM signal, a PAM signal, a PDM signal, a PPM signal, a PCM signal, and a PFM signal, but are not limited thereto.
本実施形態において、サブ制御回路２６は、受電回路２２の近傍に設置されるのが好ましい。これにより、サブ制御装置２６と受電回路２２との間の信号経路が短くなり、パルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
In the present embodiment, the
図３は、本実施形態に係る受電装置２の具体例を示す図である。図３は、電気自動車３に搭載された受電装置２を示している。なお、図３では、無線機２４は、図示省略されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the
図３の例では、受電コイル２１、受電回路２２、及びサブ制御装置２６は、電気自動車３の車体３５の底面に設置されている。これにより、受電コイル２１と受電回路２２との間の経路を短くすることができる。
In the example of FIG. 3, the
メイン制御装置２５、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５の後部に設置されている。車体３５の後部は、例えば、後部座席の背面や下方の部分である。
The
ユーザインターフェース３４は、運転席付近に設置されている。メイン制御装置１５と、サブ制御装置２６と、は通信ケーブル２７により接続されている。
The
このような構成により、メイン制御装置２５と、受電コイル２１及び受電回路２２と、が離れるため、メイン制御装置２５に対するノイズの影響を抑制できる。また、受電回路２２とサブ制御装置２６との間の信号経路を短くなるため、パルス信号に対するノイズの影響を抑制できる。
With such a configuration, the
なお、車体３５内に設置するためのスペースがない場合、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５の底面に設置してもよい。また、メイン制御装置２５、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５内の前部や中央部に設置してもよいし、それぞれ異なる部分に設置してもよい。
When there is no space for installation in the
以上説明した通り、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、制御信号を生成するメイン制御装置１５，２５と、メイン制御装置１５，２５と通信ケーブル１７，２７を介して接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成するサブ制御装置１６，２６と、を備える。
As described above, the
このような構成により、メイン制御装置１５，２５を、電力回路（送電回路１２及び受電回路２２）やコイル（送電コイル１１及び受電コイル２１）から離れた位置に設置することができる。したがって、メイン制御装置１５，２５に対するノイズの影響を抑制することができる。
With such a configuration, the
また、メイン制御装置１５，２５とサブ制御装置１６，２６とは、雑音耐性が高い通信方式で通信する。したがって、メイン制御装置１５，２５と、サブ制御装置１６，２６と、が離れていても、通信ケーブル１７，２７上の制御信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
Further, the
さらに、サブ制御回路１６，２６は、電力回路の近傍に設置される。これにより、サブ制御回路１６，２６と電力回路との間の信号経路上のパルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
Further, the
このように、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、コイルからの磁界や電力回路からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制できるため、制御信号やパルス信号に生じる歪みが抑制され、制御信号やパルス信号の歪み起因する電力回路の誤動作が抑制される。したがって、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、電力回路を精度よく制御することができる。
Thus, since the
また、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、メイン制御装置１５，２５と、サブ制御装置１６，２６と、により構成されるため、メイン制御装置１５，２５及びサブ制御装置１６，２６をそれぞれ小型化することができる。これにより、制御装置１３，２３の配置の自由度が向上し、電気自動車３などの移動体への搭載性を向上させることができる。結果として、制御装置１３，２３に関する各種のコストを削減することもできる。
Further, since the
例えば、メイン制御装置１５，２５を、外部環境の影響が小さい場所や、メンテナンス性が高い場所に設置することにより、メイン制御装置１５，２５の耐環境性を高めるコストや、メンテナンスのためのコストを削減できる。具体的には、図３に示すように、メイン制御装置２５を車体３５内に設置することにより、メイン制御装置２５に関する上記のコストを削減することができる。
For example, by installing the
また、サブ制御装置１６，２６を、外部環境の影響が大きい場所や、メンテナンス性が低い場所に設置する場合であっても、従来の制御装置に比べて、サブ制御装置１６，２６の耐環境性を高めるコストや、メンテナンスのためのコストを削減できる。これは、本実施形態におけるサブ制御装置１６，２６は、従来の制御装置に比べて、小型化可能なためである。
Even when the
例えば、従来の一体型の制御装置を電気自動車３に搭載する場合、制御装置を車体３５内に設置すると、誤り耐性の低いパルス信号の信号経路が長くなるため、ノイズの影響により電力回路が誤動作する恐れがある。このため、従来の制御装置では、ノイズの影響を抑制するために、制御装置全体を車体３５の底面に設置する必要があった。
For example, when the conventional integrated control device is mounted on the
しかしながら、制御装置を車体３５の底面に設置する場合、振動、水、温度、小石などの衝突から制御装置を保護するためのコストが発生する。従来の制御装置では、制御装置全体にこのような保護が必要となるため、耐環境性を高めるコストが大きくなる。これに対して、本実施形態に係るサブ制御装置１６，２６は、従来の制御装置によりも小型化可能なため、上記のような耐環境性を高めるコストを小さくすることができる。
However, when the control device is installed on the bottom surface of the
（第２実施形態）
第２実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図４〜図６を参照して説明する。本実施形態では、送電装置１の具体的な構成について説明する。図４は、送電装置１の一例を示す図である。以下では、送電回路１２、メイン制御装置１５、及びサブ制御装置１６について説明する。(Second Embodiment)
A wireless power transmission system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a specific configuration of the
送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２と、インバータ１２３と、モニタ検出部１２４と、ゲート駆動回路１２５と、を備える。
The
ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、電源４から交流電力を供給され、供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、スイッチング素子を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。
The AC / DC converter 121 is supplied with AC power from the power supply 4, converts the supplied AC power into DC power, and supplies the converted DC power to the DC /
なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、力率改善回路や、ＡＣトランスなどを備えてもよい。また、電源４が直流電力を供給する場合には、送電回路１２はＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を備えなくてもよい。さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子を備えない整流器であってもよい。この場合、ゲート駆動回路１２５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を駆動しなくてよい。
The AC / DC converter 121 may include a power factor correction circuit, an AC transformer, or the like. Further, when the power supply 4 supplies DC power, the
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１から直流電力を供給され、供給された直流電力の電圧を送電のための所定の電圧に変換し、変換した直流電力をインバータ１２３に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、スイッチング素子を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。なお、電源４が直流電力を供給する場合には、電源４からの直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に直接入力してもよい。
The DC /
インバータ１２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から直流電力を供給され、所定の周波数の交流電流に変換し、変換した交流電力を送電コイル１１に供給する。インバータ１２３は、スイッチング素子を備える。インバータ１２３のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２とインバータ１２３との間や、インバータ１２３と送電コイル１１との間には、所定の周波数を通過させるフィルタが接続されていてもよい。
The inverter 123 is supplied with direct current power from the DC /
モニタ検出部１２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３が入出力する電流値や電圧値を検出する。以下、モニタ検出部１２４が検出した電流値及び電圧値を、モニタ値と総称する。モニタ値は、アナログ値であるものとする。モニタ検出部１２４は、検出したモニタ値を、後述するＡＤ変換器１６１に入力する。
The monitor detection unit 124 detects current values and voltage values input and output by the AC / DC converter 121, the DC /
ゲート駆動回路１２５は、後述するＰＷＭ生成部１５３から入力されたＰＷＭ信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３のスイッチング素子を駆動する。図４の例では、ゲート駆動回路１２５は、１つ示されているが、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３をそれぞれ駆動する３つのゲート駆動回路１２５を備えてもよい。
The
メイン制御装置１５は、制御処理部１５１と、Ｉ／Ｆ変換部１５２と、を備える。
The
制御処理部１５１は、サブ制御装置１６を介して入力されたモニタ値や、無線機１４を介して入力された情報に基づいて、送電回路１２を制御するための制御信号を生成し、Ｉ／Ｆ変換部１５２に入力する。
The control processing unit 151 generates a control signal for controlling the
Ｉ／Ｆ変換部１５２は、サブ制御装置１６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介して後述するＩ／Ｆ変換部１６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１５２は、制御処理部１５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル１７を介して受電装置１６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１５２は、通信ケーブル１７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部１５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部１５１に入力する。
The I / F conversion unit 152 is a communication interface with the
サブ制御装置１６は、ＡＤ変換器１６１と、Ｉ／Ｆ変換部１６２と、ＰＷＭ生成部１６３と、を備える。
The
ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１６１は、モニタ検出部１２４からモニタ値を入力され、入力されたモニタ値をデジタル値に変換し、変換したモニタ値をＩ／Ｆ変換部１６２に入力する。なお、モニタ検出部１２４が、モニタ値をデジタル値として出力する場合、サブ制御装置１６は、ＡＤ変換器１６１を備えなくてもよい。
The AD converter (ADC) 161 receives the monitor value from the monitor detection unit 124, converts the input monitor value into a digital value, and inputs the converted monitor value to the I /
Ｉ／Ｆ変換部１６２は、メイン制御装置１５との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介してＩ／Ｆ変換部１５２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１６２は、ＡＤ変換器１６１から入力されたモニタ値をデジタル差動信号に変換し、変換したモニタ値を、通信ケーブル１７を介してメイン制御装置１５に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１６２は、通信ケーブル１７を介してメイン制御装置１５から入力された制御信号を、アナログ信号に変換し、変換した制御信号をＰＷＭ生成部１６３に入力する。
The I /
ＰＷＭ生成部１６３は、パルス信号としてＰＷＭ信号を生成するパルス生成部である。ＰＷＭ生成部１６３は、Ｉ／Ｆ変換部１６２から制御信号を入力され、入力された制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をゲート駆動回路１２５に入力する。ゲート駆動回路１２５がＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を駆動することにより、送電回路１２（ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３）が制御される。
The
なお、サブ制御装置１６は、パルス生成部として、ＰＷＭ生成部１６３の代わりに、ＰＡＭ信号を生成するＰＡＭ生成部、ＰＤＭ信号を生成するＰＤＭ生成部、ＰＰＭ信号を生成するＰＰＭ生成部、ＰＣＭ信号を生成するＰＣＭ生成部、又はＰＦＭ信号を生成するＰＦＭ生成部を備えてもよい。
The
以上のような構成により、ノイズの影響を抑制し、送電回路１２の誤動作を抑制し、送電回路１２を精度よく制御可能な制御装置１３を実現できる。また、サブ制御装置１６を小型化し、搭載性を向上させることができる。
With the configuration as described above, it is possible to realize the
なお、サブ制御装置１６は、送電回路１２とは別個に設けられてもよいし、送電回路１２と同一の基板上に設けられてもよい。サブ制御装置１６と送電回路１２とを同一基板上に設けることにより、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路をより短くし、ノイズの影響を更に抑制することができる。
The
また、デジタル差動信号は、パリティビットなどの誤り検出符号を備えてもよい。これにより、制御装置１３の雑音耐性をさらに向上することができる。
Further, the digital differential signal may include an error detection code such as a parity bit. Thereby, the noise tolerance of the
さらに、Ｉ／Ｆ変換部１５２，１６２は、相互に通信を監視し、通信に異常が発生した場合に通信を停止してもよい。Ｉ／Ｆ変換部１５２，１６２の間の通信が停止すると、制御信号がサブ制御装置１６に入力されないため、送電回路１２の動作が停止する。これにより、ノイズの影響によりメイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間の通信に異常が生じた場合であっても、送電回路１２を停止することができる。
Further, the I /
図５は、送電装置１の他の例を示す図である。図５の例では、メイン制御装置１５は、センサ１５３と、出力装置１５４と、を備える。他の構成は、図４と同様である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the
センサ１５３は、センシング結果を制御処理部１５１に入力する。センサ１５３は、例えば、送電コイル１１などの温度を検出する温度センサ、送電コイル１１上の異物を検出する異物検出センサ、受電コイル２１の位置を検出する位置検出センサなどである。メイン制御装置１５は、センサ１５３として、上記のセンサを１つ以上備えてもよい。
The sensor 153 inputs the sensing result to the control processing unit 151. The sensor 153 is, for example, a temperature sensor that detects the temperature of the
制御処理部１５１は、センサ１５３から入力されたセンシング結果に基づいて、送電回路１２を制御することができる。例えば、制御処理部１５１は、温度センサにより送電コイル１１の温度が所定値以上になったことが検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。また、制御処理部１５１は、異物検出センサにより送電コイル１１上に異物が検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。さらに、制御処理部１５１は、位置検出センサにより、受電コイル２１が送電コイル１１に対する所定の位置に配置された場合に、無線電力伝送を開始させてもよい。
The control processing unit 151 can control the
出力装置１５４は、制御処理部１５１から入力された情報を画像や音声により出力する。出力装置１５４は、例えば、表示用パネル、ＬＥＤ、ランプ、スピーカーなどにより構成される。出力装置１５４は、無線電力伝送の状態（準備中、実行中、停止中など）を出力してもよいし、センサ１５３により検出された異常を出力してもよい。無線電力伝送の状態は、送電回路１２の動作状態に相当する。
The
なお、センサ１５３及び出力装置１５４は、メイン制御装置１５とは別個に設けられてもよい。この場合、センサ１５３及び出力装置１５４と、メイン制御装置１５と、は通信ケーブルにより接続され、雑音耐性が高い通信方式で通信するのが好ましい。
Note that the sensor 153 and the
図６は、送電装置１の他の例を示す図である。図６の例では、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１と、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂと、２つのインバータ１２３ａ，１２３ｂと、モニタ検出部１２４と、ゲート駆動回路１２５と、を備える。図６において、モニタ検出部１２４及びゲート駆動回路１２５は、図示省略されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the
ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂにそれぞれ直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂは、インバータ１２３ａ，１２３ｂにそれぞれ直流電力を供給する。インバータ１２３ａ，１２３ｂは、送電コイル１１ａ，１１ｂにそれぞれ交流電力を供給する。
The AC / DC converter 121 supplies DC power to the DC /
このような構成により、１つの送電回路１２で、複数の送電コイル１１に交流電力を供給することができる。なお、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を２つ備えてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂが共用されてもよいし、インバータ１２３ａ，１２３ｂが共用されてもよい。さらに、送電回路１２は、３つ以上の送電コイル１１に交流電力を供給可能であってもよい。
With such a configuration, a single
図７は、送電装置１の他の例を示す図である。図７の例では、サブ制御装置１６は、送電停止部１６４を備える。他の構成は、図４と同様である。
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the
送電停止部１６４は、通信ケーブル１９（第２通信ケーブル）により制御処理部１５１と有線で接続される。通信ケーブル１９は、通信ケーブル１７とは独立した通信ケーブルである。送電停止部１６４は、通信ケーブル１９を介して、制御処理部１５１から停止信号を入力されると、送電回路１２の動作を停止させる。
The power
送電停止部１６４は、ゲート駆動回路１２５の動作を停止させることにより、送電回路１２の動作を停止させてもよい。また、送電停止部１６４は、ＰＷＭ生成部１６３の動作を停止させ、ＰＷＭ信号の出力を停止させることにより、送電回路１２の動作を停止させてもよい。送電停止部１６４が送電回路１２の動作を停止させることにより、送電装置１による送電が停止する。
The power
また、送電停止部１６４は、ＡＤ変換器１６１からモニタ値を取得し、モニタ値が異常値の場合に、送電回路１２の動作を停止させてもよい。停止方法は、上述の通りである。
Further, the power
このような構成により、通信ケーブル１７によるデジタル差動通信に異常が生じた場合であっても、制御処理部１５１は、送電回路１２の動作を停止させ、送電装置１による送電を停止させることができる。また、送電回路１２に異常が生じ、モニタ値が異常値となった場合に、送電回路１２の動作を停止させ、送電装置１による送電を停止させることができる。したがって、送電装置１の安全性を向上させることができる。
With such a configuration, even when an abnormality occurs in digital differential communication using the
（第３実施形態）
第３実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図８〜図１０を参照して説明する。本実施形態では、受電装置２の具体的な構成について説明する。図８は、受電装置２の一例を示す図である。以下では、受電回路２２、メイン制御装置２５、及びサブ制御装置２６について説明する。(Third embodiment)
A wireless power transmission system according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a specific configuration of the
受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２と、モニタ検出部２２４と、ゲート駆動回路２２５と、を備える。
The
ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、受電コイル２１から交流電力を供給され、供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２２２に供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、スイッチング素子を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１のスイッチング素子は、ゲート駆動回路２２５により駆動される。
The AC /
なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、スイッチング素子を備えない整流器であってもよい。この場合、ゲート駆動回路２２５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１を駆動しなくてよい。
The AC /
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１から直流電力を供給され、供給された直流電力の電圧を充電のための所定の電圧に変換し、変換した直流電力を電池３１に供給する。これにより、電池３１が充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２は、スイッチング素子を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２のスイッチング素子は、ゲート駆動回路２２５により駆動される。
The DC /
モニタ検出部２２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２が入出力する電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する。以下、モニタ検出部２２４が検出した電流値及び電圧値を、モニタ値と総称する。モニタ値は、アナログ値であるものとする。モニタ検出部２２４は、検出したモニタ値を、後述するＡＤ変換器２６１に入力する。
The monitor detection unit 224 detects at least one of a current value and a voltage value input / output by the AC /
ゲート駆動回路２２５は、後述するＰＷＭ生成部２６３から入力されたＰＷＭ信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２のスイッチング素子を駆動する。図８の例では、ゲート駆動回路２２５は、１つ示されているが、受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２をそれぞれ駆動する２つのゲート駆動回路２２５を備えてもよい。
The
メイン制御装置２５は、制御処理部２５１と、Ｉ／Ｆ変換部２５２と、を備える。
The
制御処理部２５１は、サブ制御装置２６を介して入力されたモニタ値や、無線機２４を介して入力された情報に基づいて、受電回路２２を制御するための制御信号を生成し、Ｉ／Ｆ変換部２５２に入力する。
The
Ｉ／Ｆ変換部２５２は、サブ制御装置２６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介して後述するＩ／Ｆ変換部２６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２５２は、制御処理部２５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル２７を介して受電装置２６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２５２は、通信ケーブル２７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部２５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部２５１に入力する。
The I / F conversion unit 252 is a communication interface with the
サブ制御装置２６は、ＡＤ変換器２６１と、Ｉ／Ｆ変換部２６２と、ＰＷＭ生成部２６３と、を備える。
The
ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２６１は、モニタ検出部２２４からモニタ値を入力され、入力されたモニタ値をデジタル値に変換し、変換したモニタ値をＩ／Ｆ変換部２６２に入力する。なお、モニタ検出部２２４が、モニタ値をデジタル値として出力する場合、サブ制御装置２６は、ＡＤ変換器２６１を備えなくてもよい。
The AD converter (ADC) 261 receives a monitor value from the monitor detection unit 224, converts the input monitor value into a digital value, and inputs the converted monitor value to the I /
Ｉ／Ｆ変換部２６２は、メイン制御装置２５との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介してＩ／Ｆ変換部２５２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２６２は、ＡＤ変換器２６１から入力されたモニタ値をデジタル差動信号に変換し、変換したモニタ値を、通信ケーブル２７を介してメイン制御装置２５に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２６２は、通信ケーブル２７を介してメイン制御装置２５から入力された制御信号を、アナログ信号に変換し、変換した制御信号をＰＷＭ生成部２６３に入力する。
The I /
ＰＷＭ生成部２６３は、パルス信号としてＰＷＭ信号を生成するパルス生成部である。ＰＷＭ生成部２６３は、Ｉ／Ｆ変換部２６２から制御信号を入力され、入力された制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をゲート駆動回路２２５に入力する。ゲート駆動回路２２５がＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を駆動することにより、受電回路２２（ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２）が制御される。
The
なお、サブ制御装置２６は、パルス生成部として、ＰＷＭ生成部２６３の代わりに、ＰＡＭ信号を生成するＰＡＭ生成部、ＰＤＭ信号を生成するＰＤＭ生成部、ＰＰＭ信号を生成するＰＰＭ生成部、ＰＣＭ信号を生成するＰＣＭ生成部、又はＰＦＭ信号を生成するＰＦＭ生成部を備えてもよい。
The
以上のような構成により、ノイズの影響を抑制し、受電回路２２の誤動作を抑制し、受電回路２２を精度よく制御可能な制御装置２３を実現できる。また、サブ制御装置２６を小型化し、搭載性を向上させることができる。
With the configuration as described above, it is possible to realize the
なお、サブ制御装置２６は、受電回路２２とは別個に設けられてもよいし、受電回路２２と同一の基板上に設けられてもよい。サブ制御装置２６と受電回路２２とを同一基板上に設けることにより、サブ制御装置２６と受電回路２２との間の信号経路をより短くし、ノイズの影響を更に抑制することができる。
The
また、デジタル差動信号は、パリティビットなどの誤り検出符号を備えてもよい。これにより、制御装置２３の雑音耐性をさらに向上することができる。
Further, the digital differential signal may include an error detection code such as a parity bit. Thereby, the noise tolerance of the
さらに、Ｉ／Ｆ変換部２５２，２６２は、相互に通信を監視し、通信に異常が発生した場合に通信を停止してもよい。Ｉ／Ｆ変換部２５２，２６２の間の通信が停止すると、制御信号がサブ制御装置２６に入力されないため、受電回路２２の動作が停止する。これにより、ノイズの影響によりメイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間の通信に異常が生じた場合であっても、受電回路２２を停止することができる。
Furthermore, the I /
図９は、受電装置２の他の例を示す図である。図９の例では、メイン制御装置２５は、センサ２５３と、出力装置２５４と、を備える。他の構成は、図８と同様である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the
センサ２５３は、センシング結果を制御処理部２５１に入力する。センサ２５３は、例えば、受電コイル２１などの温度を検出する温度センサ、受電コイル２１上の異物を検出する異物検出センサ、送電コイル１１の位置を検出する位置検出センサなどである。メイン制御装置２５は、センサ２５３として、上記のセンサを１つ以上備えてもよい。
The
制御処理部２５１は、センサ２５３から入力されたセンシング結果に基づいて、受電回路２２を制御することができる。例えば、制御処理部２５１は、温度センサにより受電コイル２１の温度が所定値以上になったことが検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。また、制御処理部２５１は、異物検出センサにより受電コイル２１上に異物が検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。さらに、制御処理部２５１は、位置検出センサにより、送電コイル１１が受電コイル２１に対する所定の位置に配置された場合に、無線電力伝送を開始させてもよい。
The
出力装置２５４は、制御処理部２５１から入力された情報を画像や音声により出力する。出力装置２５４は、例えば、表示用パネル、ＬＥＤ、ランプ、スピーカーなどにより構成される。出力装置２５４は、無線電力伝送の状態（準備中、実行中、停止中など）を出力してもよいし、センサ２５３により検出された異常を出力してもよい。無線電力伝送の状態は、受電回路２２の動作状態に相当する。
The
なお、センサ２５３及び出力装置２５４は、メイン制御装置２５とは別個に設けられてもよい。この場合、センサ２５３及び出力装置２５４と、メイン制御装置２５と、は通信ケーブルにより接続され、雑音耐性が高い通信方式で通信するのが好ましい。
The
図１０は、受電装置２の他の例を示す図である。図１０の例では、受電回路２２は、２つのＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂと、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂと、モニタ検出部２２４と、ゲート駆動回路２２５と、を備える。図１０において、モニタ検出部２２４及びゲート駆動回路２２５は、図示省略されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the
２つの受電コイル２１ａ，２１ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂにそれぞれ交流電力を供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂにそれぞれ直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂは、電池３１ａ，３１ｂにそれぞれ直流電力を供給する。
The two power receiving coils 21a and 21b supply AC power to the AC /
このような構成により、１つの受電回路２２で、複数の受電コイル２１からの電力を複数の電池３１に充電することができる。なお、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂが共用されてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂが共用されてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂが同一の電池３１に充電してもよい。さらに、受電回路２２は、３つ以上の受電コイル２１から受電可能であってもよいし、３つ以上の電池３１に充電可能であってもよい。
With such a configuration, the power from the plurality of power receiving coils 21 can be charged into the plurality of
図１１は、受電装置２の他の例を示す図である。図１１の例では、サブ制御装置２６は、受電停止部２６４を備える。他の構成は、図８と同様である。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the
受電停止部２６４は、通信ケーブル２９（第２通信ケーブル）により制御処理部２５１と有線で接続される。通信ケーブル２９は、通信ケーブル２７とは独立した通信ケーブルである。受電停止部２６４は、通信ケーブル２９を介して、制御処理部２５１から停止信号を入力されると、受電回路２２の動作を停止させる。
The power
受電停止部２６４は、ゲート駆動回路２２５の動作を停止させることにより、受電回路２２の動作を停止させてもよい。また、受電停止部２６４は、ＰＷＭ生成部２６３の動作を停止させ、ＰＷＭ信号の出力を停止させることにより、受電回路２２の動作を停止させてもよい。受電停止部２６４が受電回路２２の動作を停止させることにより、受電装置２による受電が停止する。
The power
また、受電停止部２６４は、ＡＤ変換器２６１からモニタ値を取得し、モニタ値が異常値の場合に、受電回路２２の動作を停止させてもよい。停止方法は、上述の通りである。
Further, the power
このような構成により、通信ケーブル２７によるデジタル差動通信に異常が生じた場合であっても、制御処理部２５１は、受電回路２２の動作を停止させ、受電装置２による受電を停止させることができる。また、受電回路２２に異常が生じ、モニタ値が異常値となった場合に、受電回路２２の動作を停止させ、受電装置２による受電を停止させることができる。したがって、受電装置２の安全性を向上させることができる。
With such a configuration, even if an abnormality occurs in digital differential communication using the
（第４実施形態）
第４実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図１２〜図１４を参照して説明する。以上の各実施形態では、サブ制御装置と、電力回路と、をそれぞれ１つずつ備える無線電力伝送装置について説明した。本実施形態では、サブ制御装置及び電力回路の少なくとも一方を複数備える無線電力伝送装置５について説明する。(Fourth embodiment)
A wireless power transmission system according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In each of the above embodiments, the wireless power transmission device including one sub control device and one power circuit has been described. In the present embodiment, a wireless
図１２は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の一例を示す図である。図１２の例では、無線電力伝送装置５は、２つのコイル５１ａ，５１ｂと、２つの電力回路５２ａ，５２ｂと、制御装置５３と、無線機５４と、を備える。制御装置５３は、メイン制御装置５５と、サブ制御装置５６と、通信ケーブル５７と、を備える。電力回路５２ａ，５２ｂは、コイル５１ａ，５１ｂにそれぞれ接続される。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the wireless
図１２の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、１つのサブ制御装置５６によりそれぞれ制御される。
In the example of FIG. 12, the
図１３は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の他の例を示す図である。図１３の例では、制御装置５３は、２つのサブ制御装置５６ａ，５６ｂと、２つの通信ケーブル５７ａ，５７ｂと、を備える。他の構成は、図１２と同様である。
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the wireless
図１３の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、サブ制御装置５６ａ，５６ｂによりそれぞれ制御される。また、サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、通信ケーブル５７ａ，５７ｂにより、メイン制御装置５５にそれぞれ接続される。サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、１つのメイン制御装置５５によりそれぞれ制御される。
In the example of FIG. 13, the
図１４は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の他の例を示す図である。図１４の例では、制御装置５３は、２つのサブ制御装置５６ａ，５６ｂと、通信ケーブル５７と、を備える。他の構成は、図１２と同様である。
FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the wireless
図１４の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、サブ制御装置５６ａ，５６ｂによりそれぞれ制御される。また、サブ制御装置５６ａは、通信ケーブル５７によりメイン制御装置５５に接続され、メイン制御装置５５により制御される。サブ制御装置５７ｂは、通信ケーブル５８によりサブ制御装置５６ａに接続され、サブ制御装置５６ａを介してメイン制御装置５５により制御される。通信ケーブル５８は、通信ケーブル５７と同様のケーブルであり、サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、デジタル差動通信又は光通信により通信するのが好ましい。
In the example of FIG. 14, the
以上のような構成により、電力回路５２及びサブ制御装置５６の少なくとも一方を複数備えた無線電力伝送装置５を実現できる。なお、図１２〜図１４の例では、無線電力伝送装置５は、コイル５１を２つ備えるが、３つ以上備えてもよい。この場合、無線電力伝送装置５は、電力回路５２及びサブ制御装置５６の少なくとも一方を３つ以上備えてもよい。
With the configuration as described above, the wireless
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
１：送電装置、２：受電装置、３：電気自動車、４：電源、５：無線電力伝送装置、１１：送電コイル、１２：送電回路、１３：制御装置、１４：無線機、１５：メイン制御装置、１６：サブ制御装置、１７：通信ケーブル、１８：筐体、１９：通信ケーブル、２１：受電コイル、２２：受電回路、２３：制御装置、２４：無線機、２５：メイン制御装置、２６：サブ制御装置、２７：通信ケーブル、３１：電池、３２：ＢＭＵ、３３：ＥＣＵ、３４：ユーザインターフェース、３５：車体、５１：コイル、５２：電力回路、５３：制御装置、５４：無線機、５５：メイン制御装置、５６：サブ制御装置、５７：通信ケーブル、５８：通信ケーブル、１２１：ＡＣ／ＤＣコンバータ、１２２：ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２３：インバータ、１２４：モニタ検出部、１２５：ゲート駆動回路、１５１：制御処理部、１５２：Ｉ／Ｆ変換部、１５３：センサ、１５４：出力装置、１６１：ＡＤ変換器、１６２：Ｉ／Ｆ変換部、１６３：ＰＷＭ生成部、１６４：送電停止部、２２１：ＡＣ／ＤＣコンバータ、２２２：ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２４：モニタ検出部、２２５：ゲート駆動回路、２５１：制御処理部、２５２：Ｉ／Ｆ変換部、２５３：センサ、２５４：出力装置、２６１：ＡＤ変換器、２６２：Ｉ／Ｆ変換部、２６３：ＰＷＭ生成部、２６４：受電停止部 1: power transmission device, 2: power reception device, 3: electric vehicle, 4: power supply, 5: wireless power transmission device, 11: power transmission coil, 12: power transmission circuit, 13: control device, 14: wireless device, 15: main control Device: 16: Sub-control device, 17: Communication cable, 18: Housing, 19: Communication cable, 21: Power receiving coil, 22: Power receiving circuit, 23: Control device, 24: Radio device, 25: Main control device, 26 : Sub-control device, 27: Communication cable, 31: Battery, 32: BMU, 33: ECU, 34: User interface, 35: Vehicle body, 51: Coil, 52: Power circuit, 53: Control device, 54: Radio, 55: main control device, 56: sub-control device, 57: communication cable, 58: communication cable, 121: AC / DC converter, 122: DC / DC converter, 123: inverter, 1 4: monitor detection unit, 125: gate drive circuit, 151: control processing unit, 152: I / F conversion unit, 153: sensor, 154: output device, 161: AD converter, 162: I / F conversion unit, 163 : PWM generation unit, 164: Power transmission stop unit, 221: AC / DC converter, 222: DC / DC converter, 224: Monitor detection unit, 225: Gate drive circuit, 251: Control processing unit, 252: I / F conversion unit 253: Sensor, 254: Output device, 261: AD converter, 262: I / F converter, 263: PWM generator, 264: Power reception stop unit
Ｉ／Ｆ変換部１５２は、サブ制御装置１６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介して後述するＩ／Ｆ変換部１６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１５２は、制御処理部１５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル１７を介してサブ制御装置１６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１５２は、通信ケーブル１７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部１５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部１５１に入力する。
The I / F conversion unit 152 is a communication interface with the
Ｉ／Ｆ変換部２５２は、サブ制御装置２６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介して後述するＩ／Ｆ変換部２６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２５２は、制御処理部２５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル２７を介してサブ制御装置２６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２５２は、通信ケーブル２７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部２５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部２５１に入力する。
The I / F conversion unit 252 is a communication interface with the
Claims (16)
前記メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、前記制御信号に応じたパルス信号を生成し、前記パルス信号を前記電力回路に入力するサブ制御装置と、
を備え、
前記メイン制御装置と前記サブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である制御装置。A main control device for generating a control signal for controlling a power circuit connected to a coil for wireless power transmission;
A sub-control device that is connected to the main control device by a first communication cable, generates a pulse signal according to the control signal, and inputs the pulse signal to the power circuit;
With
A control device in which a communication method between the main control device and the sub control device is digital differential communication or optical communication.
請求項１に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the pulse signal is a PWM signal.
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the sub-control device includes a PWM generation unit that generates a PWM signal based on the control signal.
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。The control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication is stopped when an abnormality occurs in communication between the sub control device and the main control device.
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the main control device generates the control signal based on a sensing result input from a sensor.
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。The control device according to claim 1, wherein the main control device causes the output device to output a state of wireless power transmission.
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。The said sub control apparatus is a control apparatus of any one of Claim 1 thru | or 6 provided with the stop part which stops operation | movement of the said electric power circuit.
請求項７に記載の制御装置。The control device according to claim 7, wherein the stop unit is connected to the main control device through a second communication cable and stops the operation of the power circuit when a stop signal is input from the main control device.
請求項７又は請求項８に記載の制御装置。The control device according to claim 7 or 8, wherein the stop unit stops the operation of the power circuit when at least one of a current value and a voltage value of the power circuit is an abnormal value.
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の制御装置。The control device according to any one of claims 1 to 9, comprising a plurality of the sub-control devices.
前記電力回路と、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備える無線電力伝送装置。The coil;
The power circuit;
A control device according to any one of claims 1 to 10,
A wireless power transmission device comprising:
前記メイン制御装置は、前記サブ制御装置より、前記電力回路から離れた位置に設置される
請求項１１に記載の無線電力伝送装置。The sub-control device is installed in the vicinity of the power circuit,
The wireless power transmission device according to claim 11, wherein the main control device is installed at a position farther from the power circuit than the sub control device.
請求項１１又は請求項１２に記載の無線電力伝送装置。The wireless power transmission device according to claim 11 or 12, wherein the power circuit includes a detection unit that detects at least one of a current value and a voltage value.
前記電力回路は、送電回路である
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。The coil is a power transmission coil,
The wireless power transmission device according to claim 11, wherein the power circuit is a power transmission circuit.
前記電力回路は、受電回路である
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。The coil is a power receiving coil;
The wireless power transmission device according to claim 11, wherein the power circuit is a power reception circuit.
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