KR20230146989A - 제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템 - Google Patents

제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230146989A
KR20230146989A KR1020230043707A KR20230043707A KR20230146989A KR 20230146989 A KR20230146989 A KR 20230146989A KR 1020230043707 A KR1020230043707 A KR 1020230043707A KR 20230043707 A KR20230043707 A KR 20230043707A KR 20230146989 A KR20230146989 A KR 20230146989A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
received power
duty
suppression
received
Prior art date
Application number
KR1020230043707A
Other languages
English (en)
Inventor
료스케 이케무라
쇼고 츠게
도시야 하시모토
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20230146989A publication Critical patent/KR20230146989A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/32—Constructional details of charging stations by charging in short intervals along the itinerary, e.g. during short stops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/67—Controlling two or more charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/01—Resonant DC/DC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/62—Vehicle position
    • B60L2240/622—Vehicle position by satellite navigation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(과제) 비접촉 전력 전송 시스템에 있어서, PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 경우에 오버슈트의 발생을 억제하는 것이 가능한 수전 장치의 제어 장치를 제공한다.
(해결 수단) 본 개시에 관련된 제어 장치는, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 또 억제 처리는, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시하는 것과, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 될 때까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하고 있다.

Description

제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템{CONTROL APPARATUS, CONTROL METHOD, COMPUTER PROGRAM RECORDED ON RECORDING MEDIUM, AND WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM}
본 개시는, 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어 장치, 제어 방법, 및 제어에 대한 프로그램에 관한 것이다. 또 송전 장치로부터 수전 장치에 전력을 비접촉으로 전송하는 비접촉 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
최근, 송전 장치로부터 수전 장치에 전력을 비접촉으로 전송하는 비접촉 전력 전송 시스템이 제안되어 있다. 비접촉 전력 전송 시스템에 관하여, 수전 전력이 과도하게 커지는 것에 의한 과전압의 발생 등으로부터 수전 장치를 보호하기 위해, 스위칭 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 기술이 생각되고 있다.
특허문헌 1 에는, 송전측으로부터의 전력을 와이어리스로 (비접촉으로) 수전하는 수전 코일 및 수전 코일에 접속되는 수전측 공진 콘덴서를 갖는 수전측 공진 회로와, 수전 코일이 수전한 전력을 정류하여 부하에 출력하는 정류 회로와, 정류 회로의 출력 전압을 검지하는 수전측 전압 검지부와, 수전측 공진 회로의 출력부와 정류 회로의 출력부 사이에 접속되는 스위칭 소자 및 수전측 공진 회로의 출력부와 스위칭 소자 사이에 삽입되는 정류 소자를 갖는 단락 회로와, 수전측 전압 검지부가 검지한 출력 전압의 값이 미리 설정된 기준 전압값을 초과했을 때 스위칭 소자를 동작시키는 제어 회로를 구비하는 와이어리스 수전 장치가 개시되어 있다.
일본 특허공보 제6361818호
수전 전력을 억제하기 위한 스위칭 제어로서, PWM 제어를 채용하는 것을 생각할 수 있다. PWM 제어는, 간이한 구성으로 실장할 수 있고, 듀티를 변화시킴으로써 간이하게 수전 전력을 조정할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, PWM 제어를 채용하는 경우, 듀티를 증가시킴으로써 수전 전력을 억제하려고 하는 바, 듀티의 변화에 대해 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커지는 영역 (이하,「전력 증가 영역」이라고도 칭한다.) 이 원리적으로 존재해 버린다. 이 때문에, 수전 전력을 억제하려고 할 때에, 수전 전력이 급증하여 정격의 상한을 초과해 버릴 우려가 있다. 나아가서는, 수전 장치를 적절히 보호할 수 없을 우려가 있다.
본 개시의 하나의 목적은, 상기의 과제를 감안하여, PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 경우에 있어서, 오버슈트의 발생을 억제하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것에 있다.
제 1 개시는, 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어 장치에 관한 것이다.
제 1 개시에 관련된 제어 장치는, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 또 억제 처리는, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시하는 것과, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 될 때까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하고 있다.
제 2 개시는, 제 1 개시에 관련된 제어 장치에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 제어 장치에 관한 것이다.
억제 처리는, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하고 있다.
제 3 개시는, 제 1 또는 제 2 개시에 관련된 제어 장치에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 제어 장치에 관한 것이다.
제 3 개시에 관련된 제어 장치는, 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 변화 특성의 정보를 격납하는 메모리를 포함하고 있다. 그리고 억제 처리에 있어서, 전력 증가 갭을 산출하는 것은, 현재의 수전 전력으로부터 송전 장치와 수전 장치 사이의 결합 계수를 추정하는 것과, 결합 계수와 수전 전력의 변화 특성으로부터 전력 증가 갭을 산출하는 것을 포함하고 있다.
제 4 개시는, 제 3 개시에 관련된 제어 장치에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 제어 장치에 관한 것이다.
제 4 개시에 관련된 제어 장치는, 수전을 실시할 것이 예측되는 송전 장치에 대해, 제원 정보 및 송전 장치를 특정하는 식별 정보를 취득하는 처리와, 수전을 개시하기 전에 식별 정보에 기초하여 수전을 실시하는 송전 장치를 특정하는 처리를 추가로 실행하도록 구성되어 있다. 그리고 억제 처리는, 특정한 송전 장치에 대한 제원 정보에 기초하여, 변화 특성을 산출하는 것을 추가로 포함하고 있다.
제 5 개시는, 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
제 5 개시에 관련된 제어 방법은, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 것을 포함하고 있다. 또, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 것은, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시하는 것과, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 될 때까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하고 있다.
제 6 개시는, 제 5 개시에 관련된 제어 방법에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 제어 방법에 관한 것이다.
수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 것은, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하고 있다.
제 7 개시는, 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어에 대한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
제 7 개시에 관련된 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램은, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 컴퓨터에 실행시키도록 구성되어 있다. 또 억제 처리는, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시하는 것과, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 될 때까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하고 있다.
제 8 개시는, 제 7 개시에 관련된 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
억제 처리는, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하고 있다.
제 9 개시는, 비접촉 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
제 9 개시에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템은, 수전 장치와, 수전 장치에 전력을 비접촉으로 전송하는 송전 장치와, 적어도 1 개의 프로세서와, 적어도 1 개의 프로세서와 결합되고 복수의 실행 가능한 인스트럭션을 격납하는 메모리를 포함하고 있다. 여기서, 복수의 실행 가능한 인스트럭션은, 적어도 1 개의 프로세서에, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 실행시키도록 구성되어 있다. 또 억제 처리는, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시하는 것과, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 될 때까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하고 있다.
제 10 개시는, 제 9 개시에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템에 대해, 추가로 이하의 특징을 갖는 비접촉 전력 전송 시스템에 관한 것이다.
억제 처리는, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않는 것과, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하고 있다.
본 개시에 의하면, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시한다. 또 PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 되는 영역을 지날 때까지 듀티를 증가시킨다. 이로써, PWM 제어를 개시하려고 할 때의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않는다. 또 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시킨다. 이로써, PWM 제어를 종료하려고 할 때의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 2 는, 스위칭 제어로서 PWM 제어를 채용하는 경우의 액티브 정류기에 가해지는 전압의 예를 나타내는 그래프이다.
도 3 은, 차량에 구비하는 배터리를 차량이 주행하면서 충전하는 충전 시스템에 비접촉 전력 전송 시스템을 적용하는 경우를 나타내는 개념도이다.
도 4 는, PWM 제어에 의해 듀티를 변화시켰을 때의 수전 전력의 변화 특성의 예를 나타내는 그래프이다.
도 5 는, 도 3 에 나타내는 경우에 있어서 수전 제어 장치가 수전 전력의 변화 특성을 산출하기 위한 처리를 실행할 때의 예를 나타내는 개념도이다.
도 6 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치가 PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 7 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치가 PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 실행하는 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 8 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치에 의한 억제 처리의 실시예를 나타내는 그래프이다.
도 9 는, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시형태에 있어서 각 요소의 개수, 수량, 양, 범위 등의 수를 언급한 경우, 특별히 명시한 경우나 원리적으로 분명하게 그 수가 특정되는 경우를 제외하고, 그 언급한 수에, 본 개시에 관련된 사상이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 나타내는 실시형태에 있어서 설명하는 구성 등은, 특별히 명시한 경우나 원리적으로 분명하게 그것에 특정되는 경우를 제외하고, 본 개시에 관련된 사상에 반드시 필수적인 것은 아니다. 또한, 각 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있으며, 그 중복 설명은 적절히 간략화 내지 생략한다.
1. 비접촉 전력 전송 시스템
본 실시형태는, 송전 장치로부터 수전 장치에 전력을 비접촉으로 전송하는 비접촉 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템의 구성예를 나타내는 회로도이다. 도 1 은, DC 전원 (1) 이 공급하는 전력에 의해 배터리 (2) 를 충전하는 충전 시스템에 비접촉 전력 전송 시스템을 적용하는 경우를 나타내고 있다. 요컨대, DC 전원 (1) 은 송전 장치 (110) 에 전력을 공급하고, 송전 장치 (110) 로부터 수전 장치 (210) 에 비접촉으로 전력이 송전된다. 그리고, 수전 장치 (210) 의 수전 전력에 의해 배터리 (2) 의 충전이 실시된다.
DC 전원 (1) 및 송전 장치 (110) 는, 전형적으로는, 지면, 바닥면, 벽면 등에 정치된다. 수전 장치 (210) 및 배터리 (2) 는, 전형적으로는, 충전의 대상이 되는 휴대 단말이나 차량 등의 이동체에 탑재된다. 배터리 (2) 는, 전형적으로는, 리튬 이온 전지나 니켈 수소 전지 등의 재충전 가능한 이차 전지이다.
도 1 에 나타내는 비접촉 전력 전송 시스템은, 송전 장치 (110) 에 포함되는 송전 코일 (116) 과, 수전 장치 (210) 에 포함되는 수전 코일 (216) 이 서로 자계 공진함으로써, 송전 코일 (116) 로부터 수전 코일 (216) 에 전력이 전송된다. 요컨대, 자계 공진 방식에 의한 전력 전송이 실시된다.
송전 장치 (110) 는, 평활 콘덴서 (111) 와, 인버터 (112) 와, 이미턴스 필터 (114) 와, 송전 회로 (115) 를 포함하고 있다. 여기서, 인버터 (112), 이미턴스 필터 (114), 및 송전 회로 (115) 는 각각 종속 접속하도록 구성되어 있다.
인버터 (112) 는, 직류 전력을 소정의 주파수의 교류 전력으로 변환하여 출력한다. 인버터 (112) 의 출력 전력은, 이미턴스 필터 (114) 를 통하여 송전 회로 (115) 에 공급된다.
인버터 (112) 는, 스위칭 디바이스 (113) 를 포함하는 단상 풀 브리지 회로에 의해 구성된다. 또 인버터 (112) 는, 송전 제어 장치 (100) 와 접속되어 있다. 송전 제어 장치 (100) 는, 검출 장치 (120) (예를 들어, 전류계나 전압계) 로부터 취득하는 정보에 기초하여, 스위칭 디바이스 (113) 의 스위칭 제어를 실시하는 제어 장치이다. 이로써, 인버터 (112) 의 출력 전력의 주파수와 크기가 제어된다. 나아가서는, 송전 장치 (110) 의 송전 전력이 제어된다. 특히, 인버터 (112) 의 출력 전력의 주파수는, 송전 회로 (115) 의 공진 주파수와 동등해지도록 조정된다. 이 의미에서, 송전 회로 (115) 의 공진 주파수는「구동 주파수」라고 바꿔 말할 수도 있다. 또한, 송전 장치 (110) 가 검출 장치 (120) 로부터 취득하는 정보는, 적어도 인버터 (112) 의 출력 전류 및 출력 전압을 포함하고 있다.
이미턴스 필터 (114) 는, 인버터 (112) 의 출력 전력의 전자 노이즈를 저감시킨다. 이미턴스 필터 (114) 는, 코일과 콘덴서에 의해 구성되어 있고, 로 패스 필터로서 기능한다. 또 송전 장치 (110) 의 임피던스를 조정한다.
송전 회로 (115) 는, 송전 코일 (116) 과, 공진 콘덴서 (117) 에 의해 구성되는 공진 회로이다. 송전 코일 (116) 은, 인버터 (112) 로부터 송전 회로 (115) 에 공진 주파수의 전력이 공급됨으로써, 수전 코일 (216) 과 자계 공진한다. 이로써, 송전 코일 (116) 로부터 수전 코일 (216) 에 전력이 전송된다.
수전 장치 (210) 는, 평활 콘덴서 (211) 와, 액티브 정류기 (212) 와, 이미턴스 필터 (214) 와, 수전 회로 (215) 를 포함하고 있다. 여기서, 액티브 정류기 (212), 이미턴스 필터 (214), 및 수전 회로 (215) 는 각각 종속 접속하도록 구성되어 있다.
수전 회로 (215) 는, 수전 코일 (216) 과, 공진 콘덴서 (217) 에 의해 구성되는 공진 회로이다. 수전 회로 (215) 의 공진 주파수는, 송전 회로 (115) 의 공진 주파수와 동등해지도록 구성되어 있다. 수전 코일 (216) 은, 송전 코일 (116) 과 자계 공진하고, 송전 코일 (116) 로부터 전송되는 전력을 수전한다.
이미턴스 필터 (214) 는, 수전 회로 (215) 가 수전하는 전력의 전자 노이즈를 저감시킨다. 이미턴스 필터 (214) 는, 코일과 콘덴서에 의해 구성되어 있고, 로 패스 필터로서 기능한다. 또 수전 장치 (210) 의 임피던스를 조정한다.
액티브 정류기 (212) 는, 수전 회로 (215) 가 수전하는 전력을 직류 전력으로 변환하여 출력한다. 액티브 정류기 (212) 의 출력 전력은, 평활 콘덴서 (211) 를 통하여 배터리 (2) 에 공급된다. 요컨대, 액티브 정류기 (212) 의 출력 전력이, 수전 장치 (210) 의 수전 전력이 된다.
액티브 정류기 (212) 는, 스위칭 디바이스 (213) 를 포함하는 단상 전파 정류 회로에 의해 구성된다. 또 액티브 정류기 (212) 는, 수전 제어 장치 (200) 와 접속되어 있다. 수전 제어 장치 (200) 는, 검출 장치 (220) 로부터 취득하는 정보에 기초하여, 스위칭 디바이스 (213) 의 스위칭 제어를 실시하는 제어 장치이다. 이로써, 액티브 정류기 (212) 의 출력 전력 (수전 장치 (210) 의 수전 전력) 이 제어된다.
보다 구체적으로는, 수전 제어 장치 (200) 는, 스위칭 디바이스 (213) 의 온오프를 전환함으로써, 액티브 정류기 (212) 에 있어서 일시적으로 단락 회로를 형성한다. 단락 회로를 형성할 때, 액티브 정류기 (212) 의 출력 전력은, 배터리 (2) 에 거의 공급되지 않는다. 따라서, 스위칭 제어에 의해 일시적으로 단락 회로를 형성함으로써, 액티브 정류기 (212) 의 출력 전력 (수전 장치 (210) 의 수전 전력) 을 억제할 수 있는 것이다. 수전 장치 (210) 에 있어서 수전 전력의 억제가 실시되고 있는 것은, 일시적으로 단락 회로가 형성되어 있는 점에서, 수전 장치 (210) 가「단락 모드」인 것으로 바꿔 말할 수도 있다. 이하, 수전 제어 장치 (200) 가 스위칭 제어에 의해 수전 전력을 억제하는 처리를「억제 처리」라고 칭한다.
억제 처리는, 수전 장치 (210) 나 배터리 (2) 의 보호를 목적으로 하여, 수전 전력이 수전 장치 (210) 나 배터리 (2) 의 정격에 의해 정해지는 상한을 초과하지 않도록 실행된다.
특히, 수전 제어 장치 (200) 는, 억제 처리에 관련된 스위칭 제어로서 PWM 제어를 채용한다. 요컨대, PWM 제어의 듀티가, 단락 회로를 형성하는 기간과 대응한다. 도 2 는, 스위칭 제어로서 PWM 제어를 채용하는 경우의 액티브 정류기 (212) 에 가해지는 전압의 예를 나타내는 그래프이다. 도 2 에는, 억제 처리를 실행하고 있지 않는 경우의 그래프 (파선) 와, PWM 제어에 의한 억제 처리를 실행하는 경우의 그래프 (실선) 가 나타나 있다. 이와 같이, PWM 제어에 의한 억제 처리를 실행할 때, 듀티 (Duty) 를 증가시킴으로써, 단락 회로가 형성되는 기간이 증가하여, 수전 전력의 억제를 보다 강하게 할 수 있다.
이상 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템이 구성된다. 또한, 도 1 에 나타내는 비접촉 전력 전송 시스템에서는, 송전 장치 (110) 는, DC 전원 (1) 으로부터 전력이 공급되지만, AC 전원으로부터 전력이 공급되도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 송전 장치 (110) 의 입력단 (入力段) 에 컨버터를 구비함으로써, 도 1 과 동일하게 구성할 수 있다.
또 본 실시형태에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템은, 복수의 송전 장치 (110) 또는 복수의 수전 장치 (210) 를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 차량에 구비하는 배터리 (2) 를 차량이 주행하면서 충전하는 충전 시스템에 비접촉 전력 전송 시스템을 적용하는 경우를 생각할 수 있다. 도 3 에, 비접촉 전력 전송 시스템을 차량 (3) 이 주행하면서 충전하는 충전 시스템에 적용하는 경우의 예를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 예에서는, 차량 (3) 이 주행로에 연속해서 배치하는 복수의 송전 장치 (110) 를 통과할 때에, 차량 (3) 에 구비하는 수전 장치 (210) 가 비접촉으로 전력을 수전함으로써 배터리 (2) 의 충전이 실시된다. 도 3 에서는, 2 개의 송전 장치 (110) 가 도시되어 있지만, 더욱 많은 송전 장치 (110) 가 보다 긴 거리에 걸쳐 배치되어 있어도 된다. 또 이 경우, 동일한 차량 (3) 이 복수 존재할 수 있는 것을 생각하면, 비접촉 전력 전송 시스템은, 복수의 수전 장치 (210) 를 포함한다.
그런데, 수전 제어 장치 (200) 가 PWM 제어에 의한 억제 처리를 실행하는 경우, 듀티를 증가시킴으로써 수전 전력을 억제하려고 하는 바, 듀티의 변화에 대해 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커지는 영역 (전력 증가 영역) 이 원리적으로 존재해 버린다. 이것은, 송전 장치 (110) 에서 본 수전 장치 (210) 의 겉보기의 임피던스가 변화하기 때문이다. 도 4 는, 결합 계수가 상이한 3 개의 경우 (대 (실선), 중 (파선), 소 (일점 쇄선)) 각각에 대해, 듀티를 변화시켰을 때의 수전 전력의 변화 특성을 나타내는 그래프이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 결합 계수가 상이하면 수전 전력의 변화 특성은 상이한 곡선을 그리는 한편으로, 어느 경우에 대해서도 전력 증가 영역 (10) 이 존재한다. 또 도 4 에는, 결합 계수가 상이한 각각의 곡선에 대해, 듀티 (Duty) 가 제로일 때 (억제를 실시하지 않을 때) 의 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 극대값 (동그라미표로 도시) 의 차분인 전력 증가 갭을 나타내고 있다.
이와 같이 전력 증가 영역 (10) 이 존재하기 때문에, PWM 제어에 의한 억제 처리를 실행할 때, 수전 전력이 급증하여 상한을 초과해 버리는 오버슈트가 발생할 우려가 있다. 특히, 오버슈트가 발생할 우려가 있는 상황으로서, PWM 제어를 개시하려고 할 때와 PWM 제어를 종료하려고 할 때를 들 수 있다. 예를 들어, 수전 전력이 상한에 가까워지는 것으로부터 PWM 제어를 개시하여 듀티를 증가시키면, 전력 증가 영역 (10) 에 있어서 수전 전력이 증가하여, 오버슈트가 발생할 우려가 있다. 또 수전 전력이 감소로 바뀐 것으로부터 PWM 제어를 종료하려고 듀티를 제로까지 감소시키면, 수전 전력의 억제가 수전 전력의 감소에 대해 과도하게 해소됨으로써 오버슈트가 발생할 우려가 있다.
오버슈트가 빈번히 발생하는 것은, 수전 장치 (210) 및 배터리 (2) 의 열화나 고장의 요인이 된다. 이 때문에, 오버슈트의 발생을 억제할 것이 요구된다. 그래서 본 실시형태에 관련된 비접촉 전력 전송 시스템에서는, 오버슈트의 발생을 억제하는 것을 목적으로 하여, 수전 제어 장치 (200) 가 실행하는 억제 처리에 특징을 갖고 있다. 특히, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, 억제 처리에 있어서, PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리와, PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 실행하는 처리에 특징을 갖고 있다. 이하, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 가 실행하는 특징적인 처리에 대해 설명한다.
2. 억제 처리
본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 에 대해, 도 4 에 나타내는 바와 같은 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 변화 특성을 미리 관리한다. 도 4 에 나타내는 바와 같은 수전 전력의 변화 특성은, 송전 장치 (110) 및 수전 장치 (210) 의 회로 정보로부터 정해진다. 여기서 회로 정보로서, 회로 구성, 구동 주파수, 송전 코일 (116) 및 수전 코일 (216) 의 인덕턴스, 저항값, 콘덴서 용량, 전원 전압 등이 예시된다. 요컨대, 송전 장치 (110) 와 수전 장치 (210) 의 세트에 대해 수전 전력의 변화 특성을 일의적으로 정할 수 있다. 예를 들어, 수전 제어 장치 (200) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같은 맵 정보를 미리 메모리에 격납한다.
그런데, 비접촉 전력 전송 시스템이 복수의 송전 장치 (110) 또는 복수의 수전 장치 (210) 를 포함하는 경우에는, 송전 장치 (110) 와 수전 장치 (210) 의 세트에 의해 수전 전력의 변화 특성이 상이한 것이 상정된다. 이 때문에, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 에 대해 수전 전력의 변화 특성을 취득하기 위해, 추가로 다음과 같은 처리를 실행하도록 구성되어 있어도 된다.
먼저, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 실시할 것이 예측되는 송전 장치 (110) 에 대해, 제원 정보 및 송전 장치 (110) 를 특정하는 정보 (식별 정보) 를 취득하는 처리를 실행한다. 여기서, 제원 정보는, 송전 장치 (110) 의 회로 정보를 포함한다. 식별 정보는, 예를 들어, 송전 장치 (110) 가 정치되는 위치 정보나 에어리어 정보이다. 혹은, 송전 장치 (110) 의 ID 정보이다. 수전 제어 장치 (200) 는, 취득한 제원 정보와 식별 정보를 대응시켜 관리한다. 또한 정보의 취득은, 예를 들어, 광역 통신 등에 의해 송전 장치 (110) 와 수전 장치 (210) 가 서로 멀어진 지점에 있어서 실시되어도 된다.
다음으로, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 개시하기 전에 사전에 취득한 식별 정보에 기초하여 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 를 특정하는 처리를 실행한다. 예를 들어, 식별 정보로서 위치 정보를 취득할 때, 수전 장치 (210) 의 위치가 어느 송전 장치 (110) 의 근방이 된 것으로부터, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 를 특정한다.
그리고, 수전 제어 장치 (200) 는, 특정한 송전 장치 (110) 에 대한 제원 정보에 기초하여 수전 전력의 변화 특성을 산출한다. 이것은, 예를 들어, 특정한 송전 장치 (110) 의 식별 정보로부터 대응하는 제원 정보를 참조하여, 송전 장치 (110) 의 제원 정보와 수전 장치 (210) 의 제원 정보로부터 산출함으로써 실시할 수 있다.
도 5 는, 도 3 에 나타내는 경우에 있어서, 수전 제어 장치 (200) 가 상기 서술하는 처리를 실행할 때의 예를 나타내는 개념도이다. 도 5 에 나타내는 예에 있어서, 수전 제어 장치 (200) 는, 주행할 것이 예측되는 (예를 들어, 차량 (3) 의 주행 계획으로부터 예측한다) 에어리어에 배치되는 송전 장치 (110) 의 송전 제어 장치 (100) 와 광역 통신을 실시하여, 식별 정보로서 송전 장치 (110) 의 위치를 포함하는 에어리어 정보를, 제원 정보로서 에어리어에 배치되는 송전 장치 (110) 의 회로 정보를 취득한다. 여기서 광역 통신으로서, 예를 들어, LTE 나 4G 등이 예시된다. 다음으로, 수전 제어 장치 (200) 는 GPS 위치 정보를 수시 취득하면서 주행하여, GPS 위치 정보와 에어리어 정보로부터 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 를 특정한다. 이로써, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 의 회로 정보를 취득할 수 있다. 그리고, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 에 대해 수전 전력의 변화 특성을 산출하고, 수전을 개시한다.
이와 같이 수전 제어 장치 (200) 가 처리를 실행함으로써, 비접촉 전력 전송 시스템이 복수의 송전 장치 (110) 또는 복수의 수전 장치 (210) 를 포함하는 경우에 있어서도, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 에 대한 수전 전력의 변화 특성을 수전을 개시하기 전에 미리 관리할 수 있다.
2-1. PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리
먼저 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 가 PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리에 대해 설명한다. 도 6 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 가 PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리를 나타내는 플로 차트이다. 도 6 에 나타내는 플로 차트는, PWM 제어가 개시되어 있지 않은 (수전 전력의 억제가 실시되어 있지 않은) 경우에 소정의 처리 주기마다 실행된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전을 실시하는 송전 장치 (110) 에 대해, 듀티의 변화에 대한 수전 전력의 변화 특성이 미리 관리되어 있는 것으로 한다.
스텝 S100 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 현재의 수전 장치 (210) 의 수전 전력을 취득한다. 예를 들어, 검출 장치 (220) 로부터 수전 장치 (210) 의 수전 전력을 취득한다. 혹은, 검출 장치 (220) 로부터 취득하는 수전 장치 (210) 의 출력 전류 및 출력 전압으로부터 산출하도록 구성되어 있어도 된다.
스텝 S100 후, 처리는 스텝 S110 으로 진행된다.
스텝 S110 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력의 변화 특성으로부터, 전력 증가 갭을 산출한다. 수전 전력의 변화 특성이 맵 정보 등에 의해 부여될 때, 송전 장치 (110) 와 수전 장치 (210) 사이의 결합 계수가 정해지면, 전력 증가 갭을 산출할 수 있다. 여기서, PWM 제어가 아직 개시되어 있지 않은 (Duty 제로) 것에 주목하면, 도 4 의 예에 나타내는 바와 같이, 스텝 S100 에 있어서 취득한 수전 전력으로부터 결합 계수를 추정할 수 있다. 이와 같이, 전력 증가 갭은, 스텝 S100 에 있어서 취득하는 수전 전력으로부터 결합 계수를 추정함으로써, 미리 관리하는 수전 전력의 변화 특성으로부터 산출할 수 있다.
스텝 S110 후, 처리는 스텝 S120 으로 진행된다.
스텝 S120 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 스텝 S100 에 있어서 취득한 수전 전력에 스텝 S110 에 있어서 산출한 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과하는지의 여부를 판정한다. 여기서, 소정의 마진은, 수전 전력의 관측 오차에 대해 충분히 부여되는 것이 바람직하다.
수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 초과하지 않는 경우 (스텝 S120 ; 아니오), 수전 제어 장치 (200) 는, 금회 처리에 있어서 PWM 제어를 개시하지 않고, 스텝 S100 으로 돌아와 처리를 반복한다.
수전 전력을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 초과하는 경우 (스텝 S120 ; 예), 수전 제어 장치 (200) 는, PWM 제어를 개시한다 (스텝 S130). 그리고 PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 전력 증가 영역 (10) 을 지날 때까지 (억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 되는 영역까지) 듀티를 증가시킨다 (스텝 S140). 또한 도 6 에 나타내는 플로 차트에 관련된 처리가 종료된 후에 있어서, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력의 크기에 따른 PWM 제어를 실시한다. 예를 들어, 수전 전력의 크기에 따른 피드백 제어에 의해, PWM 제어의 듀티가 부여된다.
이상 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 전력 증가 영역 (10) 을 지날 때까지 듀티를 증가시킨다. 이로써, PWM 제어를 개시한 후, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 되는 영역에 있어서 PWM 제어를 실시할 수 있다. 특히 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시한다. 이로써, 듀티를 증가시키는 동안의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의하면, PWM 제어를 개시하려고 할 때의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다. 또 이와 같이 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의해, 도 6 에 나타내는 플로 차트에 대응하는 수전 장치 (210) 의 제어 방법이 실현된다. 또한 도 6 에 나타내는 플로 차트에 대응하는 제어 방법은, 수전 장치 (210) 의 제어에 대한 프로그램에 적용하는 것도 가능하다.
2-2. PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 실행하는 처리
다음으로 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 가 PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 실행하는 처리에 대해 설명한다. 도 7 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 가 PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 실행하는 처리를 나타내는 플로 차트이다. 도 7 에 나타내는 플로 차트는, PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 소정의 처리 주기마다 실행된다.
스텝 S200 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 현재의 수전 장치 (210) 의 수전 전력을 취득한다.
스텝 S200 후, 처리는 스텝 S210 으로 진행된다.
스텝 S210 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 스텝 S200 에 있어서 취득한 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커지는지의 여부를 판정한다. 이것은, 미리 관리하는 수전 전력의 변화 특성에 기초하여, 현재의 듀티의 값과 수전 전력의 값의 세트의 좌표 위치로부터 판정할 수 있다 (도 4 에 나타내는 전력 증가 영역 (10) 을 참조).
수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 크지 않을 때 (스텝 S210 ; 아니오), 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력의 크기에 따른 PWM 제어 (통상 동작) 를 계속해서 실시한다 (스텝 S220).
수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때 (스텝 S210 ; 예), 처리는 스텝 S230 으로 진행된다.
스텝 S230 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력의 변화 특성으로부터, 전력 증가 갭을 산출한다. 여기서, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커지는 시점인 것에 주목하면, 변화 특성에 있어서 수전 전력은 전력 증가 영역 (10) 의 경계선 상이다. 따라서, 도 4 의 예에 나타내는 바와 같이, 스텝 S200 에 있어서 취득한 수전 전력으로부터 결합 계수를 추정할 수 있다. 나아가서는, 전력 증가 갭을 산출할 수 있다.
스텝 S230 후, 처리는 스텝 S240 으로 진행된다.
스텝 S240 에서, 수전 제어 장치 (200) 는, 스텝 S200 에 있어서 취득한 수전 전력에 스텝 S220 에 있어서 산출한 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회하는지의 여부를 판정한다. 여기서, 소정의 마진은, 수전 전력의 관측 오차에 대해 충분히 부여되는 것이 바람직하다. 특히, PWM 제어를 개시할 때에 실행하는 처리에 있어서의 마진과 동등해도 된다.
수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 하회하지 않는 경우 (스텝 S240 ; 아니오), 수전 제어 장치 (200) 는, 금회 처리에 있어서 듀티를 감소시키지 않도록 PWM 제어를 실시한다. 요컨대, 도 7 에 나타내는 플로 차트가 소정의 처리 주기마다 실행되는 경우에 있어서, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 하회할 때까지 듀티를 감소시키지 않도록 PWM 제어를 실시한다.
수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 하회하는 경우 (스텝 S240 ; 예), 수전 제어 장치 (200) 는, 듀티를 제로까지 감소시켜, PWM 제어를 종료한다. 또한, 스텝 S260 을 실행한 후, 도 7 에 나타내는 플로 차트의 처리의 반복적인 실행은 종료된다. 수전 제어 장치 (200) 는, 재차 PWM 제어가 개시된 후에 있어서, 도 7 에 나타내는 플로 차트의 반복적인 실행을 재개하게 된다.
이상 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지, 듀티를 감소시키지 않도록 PWM 제어를 실시한다. 또 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시켜 PWM 제어를 종료한다. 이로써, 듀티를 감소시키는 동안의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의하면, PWM 제어를 종료하려고 할 때의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다. 또 이와 같이 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의해, 도 7 에 나타내는 플로 차트에 대응하는 수전 장치 (210) 의 제어 방법이 실현된다. 또한 도 7 에 나타내는 플로 차트에 대응하는 제어 방법은, 수전 장치 (210) 의 제어에 대한 프로그램에 적용하는 것도 가능하다.
2-3. 실시예
이하, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의한 억제 처리의 실시예를 나타낸다. 도 8 은, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에 의한 억제 처리의 실시예를 나타내는 그래프이다. 도 8 에는, 수전 장치 (210) 의 수전 전력의 그래프와, 수전 제어 장치 (200) 에 의한 PWM 제어의 듀티의 그래프가 시간축을 대응시켜 나타나 있다. 또 도 8 은, 수전 장치 (210) 가 정치되는 송전 장치 (110) 에 가까워져 가고, 그 후, 수전 장치 (210) 가 송전 장치 (110) 로부터 멀어져 가는 경우의 실시예를 나타내고 있다.
도 8 에 나타내는 실시예에서는, 시각 t0 에 있어서, 수전 장치 (210) 가 수전을 개시 (전력의 전송이 개시) 하고 있다. 예를 들어, 수전 장치 (210) 가 송전 장치 (110) 의 위쪽에 다다를 때이다. 시각 t0 으로부터 시각 t1 까지의 동안에는, 수전 전력은 상한에 대해 충분히 작아, 수전 제어 장치 (200) 는, PWM 제어를 개시하지 않는다 (Duty 제로).
시각 t1 에 있어서, 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, 수전 제어 장치 (200) 는, PWM 제어를 개시한다. 그리고, 수전 전력이 전력 증가 영역 (10) 을 지날 때까지 듀티를 증가시킨다. 도 8 에 나타내는 실시예에서는, 시각 t2 까지 듀티를 증가시키고 있다. 여기서, PWM 제어의 개시에 있어서, 오버슈트의 발생이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
시각 t2 로부터 시각 t3 까지의 동안, 수전 제어 장치 (200) 는, 수전 전력에 따라 PWM 제어를 실시한다. 여기서, 수전 제어 장치 (200) 는, 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 되는 영역에서, PWM 제어를 실시할 수 있다. 나아가서는, 오버슈트를 발생시키지 않고, PWM 제어에 의해 효율이 양호한 수전 전력을 달성할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 에서는, PWM 제어를 개시할 때 수전 전력이 전력 증가 영역 (10) 을 초과할 때까지 듀티를 증가시키기 때문에, PWM 제어를 개시한 후 잠깐 동안 (시각 t2 로부터 잠깐 동안) 은 듀티가 일정값을 유지하는 것이 상정된다.
시각 t3 에 있어서, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커지는 것으로부터, 수전 제어 장치 (200) 는, 듀티를 감소시키지 않도록 PWM 제어를 실시한다.
시각 t4 에 있어서, 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 상한으로부터 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 수전 제어 장치 (200) 는, 듀티를 제로까지 감소시켜 PWM 제어를 종료한다. 도 8 에 나타내는 실시예에서는, 시각 t5 에 있어서, 듀티가 제로로 되어 있다. 여기서, PWM 제어의 종료에 있어서, 오버슈트의 발생이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
3. 수전 제어 장치의 구성
이하, 도 9 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 의 구성에 대해 설명한다. 도 9 는, 본 실시형태에 관련된 수전 제어 장치 (200) 의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 수전 제어 장치 (200) 는, 메모리 (201) 와, 프로세서 (205) 와, 통신 장치 (206) 를 구비하는 컴퓨터이다. 메모리 (201) 는, 프로세서 (205) 와 결합하고, 복수의 실행 가능한 인스트럭션 (204) 과, 처리의 실행에 필요한 데이터 (202) 를 격납하고 있다. 여기서 인스트럭션 (204) 은, 컴퓨터 프로그램 (203) 에 의해 부여된다. 이 의미에서, 메모리 (201) 는,「프로그램 메모리」라고 부를 수도 있다. 메모리 (201) 가 격납하는 데이터 (202) 에는, 수전 전력의 변화 특성의 정보가 포함된다.
통신 장치 (206) 는, 수전 제어 장치 (200) 의 외부의 장치와 정보를 송수신하는 장치이다. 통신 장치 (206) 로서, 송전 제어 장치 (100) 또는 송전 장치 (110) 와 광역 통신을 실시하는 장치, GPS 수신기 등이 예시된다. 통신 장치 (206) 가 수신하는 정보로서, 수전 장치 (210) 의 수전 전력, 수전 장치 (210) 의 제원 정보나 식별 정보, GPS 위치 정보 등이 예시된다. 또한, 통신 장치 (206) 를 통하여 수전 전력의 변화 특성을 부여하는 맵 정보를 취득해도 된다. 통신 장치 (206) 가 수신하는 정보는, 데이터 (202) 로서 메모리 (201) 에 격납된다.
인스트럭션 (204) 은, 프로세서 (205) 에 억제 처리를 실행시키도록 구성되어 있다. 특히, 도 6 및 도 7 에 나타내는 처리를 실행시키도록 구성되어 있다. 요컨대, 인스트럭션 (204) 에 따라 프로세서 (205) 가 동작함으로써, 데이터 (202) 에 기초하여 도 6 및 도 7 에 나타내는 처리의 실행이 실현된다.
4. 효과
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, PWM 제어를 개시한다. 또 PWM 제어를 개시했을 때, 수전 전력이 전력 증가 영역 (10) 을 지날 때까지 (억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력 이하가 되는 영역까지) 듀티를 증가시킨다. 또한, PWM 제어를 실시하고 있는 동안에 있어서, 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 수전 전력보다 커질 때, 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회할 때까지, 듀티를 감소시키지 않는다. 또 현재의 수전 전력에 전력 증가 갭을 더한 값이 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 듀티를 제로까지 감소시켜 PWM 제어를 종료한다. 이로써, PWM 제어에 의한 억제 처리에 있어서, 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다. 나아가서는, 수전 장치 (210) 및 배터리 (2) 의 열화나 고장의 리스크를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 자계 공진 방식의 비접촉 전력 전송 시스템에 대해 설명했지만, 전자 유도 방식 등의 다른 방식의 비접촉 전력 전송 시스템에 대해서도 동일하게 적용하는 것이 가능하다.
10 : 전력 증가 영역
100 : 송전 제어 장치
110 : 송전 장치
200 : 수전 제어 장치
201 : 메모리
204 : 인스트럭션
205 : 프로세서
210 : 수전 장치

Claims (10)

  1. 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어 장치로서,
    수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 실행하도록 구성되고,
    상기 억제 처리는,
    억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 상기 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, 상기 PWM 제어를 개시하는 것과,
    상기 PWM 제어를 개시했을 때, 상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력 이하가 되는 영역까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 억제 처리는,
    상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력보다 커질 때, 현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회할 때까지는 상기 듀티를 감소시키지 않는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 상기 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 듀티의 변화에 대한 상기 수전 전력의 변화 특성의 정보를 격납하는 메모리를 포함하고,
    상기 억제 처리에 있어서, 상기 전력 증가 갭을 산출하는 것은,
    현재의 상기 수전 전력으로부터 상기 송전 장치와 상기 수전 장치 사이의 결합 계수를 추정하는 것과,
    상기 결합 계수와 상기 변화 특성으로부터 상기 전력 증가 갭을 산출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    수전을 실시할 것이 예측되는 상기 송전 장치에 대해, 제원 정보 및 상기 송전 장치를 특정하는 식별 정보를 취득하는 처리와,
    수전을 개시하기 전에 상기 식별 정보에 기초하여 수전을 실시하는 상기 송전 장치를 특정하는 처리를 추가로 실행하도록 구성되고,
    상기 억제 처리는, 특정한 상기 송전 장치에 대한 상기 제원 정보에 기초하여, 상기 변화 특성을 산출하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
  5. 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어 방법으로서,
    수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 것을 포함하고,
    상기 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 것은,
    억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 상기 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, 상기 PWM 제어를 개시하는 것과,
    상기 PWM 제어를 개시했을 때, 상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력 이하가 되는 영역까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 것은,
    상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력보다 커질 때, 현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회할 때까지는 상기 듀티를 감소시키지 않는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 상기 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  7. 송전 장치로부터 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 장치의 제어에 대한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서,
    수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 컴퓨터에 실행시키도록 구성되어 있고,
    상기 억제 처리는,
    억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 상기 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, 상기 PWM 제어를 개시하는 것과,
    상기 PWM 제어를 개시했을 때, 상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력 이하가 되는 영역까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 억제 처리는,
    상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력보다 커질 때, 현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회할 때까지는 상기 듀티를 감소시키지 않는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 상기 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
  9. 수전 장치와,
    상기 수전 장치에 전력을 비접촉으로 전송하는 송전 장치와,
    적어도 1 개의 프로세서와,
    상기 적어도 1 개의 프로세서와 결합되고, 복수의 실행 가능한 인스트럭션을 격납하는 메모리를 포함하고,
    상기 복수의 실행 가능한 인스트럭션은, 상기 적어도 1 개의 프로세서에, 수전 전력의 크기에 따라 PWM 제어에 의해 상기 수전 전력을 억제하는 억제 처리를 실행시키도록 구성되고,
    상기 억제 처리는,
    억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력과 듀티의 변화에 대한 상기 수전 전력의 극대값의 차분인 전력 증가 갭을 산출하는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 수전 전력의 상한으로부터 소정의 마진을 뺀 값을 초과한 것을 받아, 상기 PWM 제어를 개시하는 것과,
    상기 PWM 제어를 개시했을 때, 상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력 이하가 되는 영역까지 상기 듀티를 증가시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전력 전송 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 억제 처리는,
    상기 수전 전력이 억제를 실시하지 않을 때의 상기 수전 전력보다 커질 때, 현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회할 때까지는 상기 듀티를 감소시키지 않는 것과,
    현재의 상기 수전 전력에 상기 전력 증가 갭을 더한 값이 상기 상한으로부터 상기 마진을 뺀 값을 하회한 것을 받아, 상기 듀티를 제로까지 감소시키는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 전력 전송 시스템.
KR1020230043707A 2022-04-13 2023-04-03 제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템 KR20230146989A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022066445A JP2023156841A (ja) 2022-04-13 2022-04-13 制御装置、制御方法、プログラム、非接触電力伝送システム
JPJP-P-2022-066445 2022-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230146989A true KR20230146989A (ko) 2023-10-20

Family

ID=88191779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230043707A KR20230146989A (ko) 2022-04-13 2023-04-03 제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230336095A1 (ko)
JP (1) JP2023156841A (ko)
KR (1) KR20230146989A (ko)
CN (1) CN116914949A (ko)
DE (1) DE102023108638A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6361818U (ko) 1986-10-09 1988-04-23

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10298069B2 (en) 2015-03-31 2019-05-21 Tdk Corporation Wireless power receiving device and wireless power transmission device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6361818U (ko) 1986-10-09 1988-04-23

Also Published As

Publication number Publication date
CN116914949A (zh) 2023-10-20
JP2023156841A (ja) 2023-10-25
DE102023108638A1 (de) 2023-10-19
US20230336095A1 (en) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106487078B (zh) 非接触电力传送系统以及送电装置
KR101775234B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
JP5988191B2 (ja) 電力伝送システム
US10076966B2 (en) Contactless power transmission device, contactless power reception device, and contactless power transmission system
US20130257168A1 (en) Apparatus, system, and method for detecting a foreign object in an inductive wireless power transfer system based on input power
US10411525B2 (en) System and method for frequency prediction
US20150061402A1 (en) Power reception device, power transmission device and power transfer system
CN103460555A (zh) 电力传输系统
JP6176547B2 (ja) 非接触給電装置及び非接触給電装置の始動方法
JP6547554B2 (ja) 送電装置及び非接触給電システム
KR102005563B1 (ko) 무선 전력 전송 시스템에서 이물질 감지 장치 및 방법
CN109510286B (zh) 供电装置、受电装置及非接触电力传输系统
JP6269570B2 (ja) 非接触送電装置
KR101996966B1 (ko) 무전전력전송 시스템 및 이의 구동 방법.
KR20230146989A (ko) 제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템
JP7021007B2 (ja) 非接触受電装置
JP7173698B2 (ja) 車両用非接触受電システム
JP2017127064A (ja) 車両及び電力伝送システム
JP2019213267A (ja) 非接触送電装置
JP2019103231A (ja) 非接触送電装置及び電力伝送システム
KR20230146455A (ko) 제어 장치, 제어 방법, 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램, 비접촉 전력 전송 시스템
JP2020115703A (ja) 非接触電力伝送システム
JP2014197935A (ja) 電力伝送システム
JP2022049475A (ja) 非接触充電システム
JP2017139854A (ja) 受電装置