WO2020241405A1

WO2020241405A1 - 走行中給電システム

Info

Publication number: WO2020241405A1
Application number: PCT/JP2020/019897
Authority: WO
Inventors: 満柴沼; 正樹金▲崎▼; 宜久山口
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-12-03
Also published as: JP2020195176A; US20220085658A1; EP3979463A1; CN113892224A; JP7243450B2; EP3979463A4

Abstract

給電装置（１００）から受電装置（２００）に本給電する前に給電前チェックを実行する期間を設け、給電前チェックでは、インバータ回路（３２）の出力電圧の実効値を給電側制御部（１６）が予め定められた第１電圧に固定し、ＤＣ－ＤＣコンバータ（２３８）の入力電圧を受電側制御部（２２０）が予め定められた第２電圧に固定した状態で、受電側制御部（２２０）は、給電装置（１００）から受電装置（２００）に供給される給電電力をチェックし、給電電力が予め定められた電力以上になった場合に、給電装置（１００）に本給電を開始させる。

Description

走行中給電システム

関連出願の相互参照

　本願は、２０１９年５月２７日に出願された出願番号２０１９－０９８１８７号の日本出願に基づく優先権を主張し、その開示の全てが参照により本願に組み込まれる。

　本開示は、走行中の車両に電力を供給する走行中給電システムに関する。

　特開２０１７－１４７８２１号公報には、車両の走行中において、ワイヤレスで電力を受電するワイヤレス受電装置が開示されている。このシステムは、ワイヤレス受電装置の受電部に生じた電圧または受電部に流れる電流に基づく検出値が基準値以上のとき、充電部の充電動作を開始させ、検出値が基準値を下回ったとき、充電部の充電動作を停止させてコンデンサ部から充電部に電力を供給する。

　しかし、給電側の給電装置の発生する電圧（インバータ電圧）次第では、受電装置のコンデンサに充電される電圧が変化するため、バッテリへの充電に適切な位置に車両が存在するか否かを判断することが困難になる場合がある。また、車両が適切な位置に存在しない場合には、給電装置のインバータ回路は、バッテリへの充電に寄与しない無駄な電流を流すことになり、損失が発生し、さらに漏洩磁界が発生する、という課題がある。

　本開示の一形態によれば、給電装置から受電装置に電力を給電する走行中給電システムが提供される。この走行中給電システムにおいて前記給電装置は、交流を出力するインバータ回路と、前記インバータ回路に接続され、交流の電力を送電する送電部と、前記インバータ回路を制御する給電側制御部と、給電側通信部と、を有し、前記受電装置は、前記送電部から送電された交流の電力を受電する受電部と、前記受電部に接続され、受電された交流を整流する整流回路と、前記整流回路に接続され、電圧を変換して出力するＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力に接続されたバッテリと、受電された電力で動作する負荷と、前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する受電側制御部と、受電側通信部と、を有し、前記給電前チェックでは、前記インバータ回路の出力電圧の実効値を前記給電側制御部が予め定められた第１電圧に固定し、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの入力電圧を前記受電側制御部が予め定められた第２電圧に固定した状態で、前記受電側制御部は、前記給電装置から前記受電装置に供給される電力をチェックし、前記給電装置から前記受電装置に供給される給電電力が予め定められた電力以上になった場合に、前記給電装置に本給電を開始させる。この形態によれば、バッテリへの充電に適切な位置に車両が存在するか否かを判断し、バッテリへの充電に寄与しない無駄な電流を流すことなく本給電を開始させることができる。

図１は、非接触給電システムを示す説明図であり、図２は、給電装置と受電装置の回路を示す説明図であり、図３は、給電装置の共振回路とフィルタ回路を示す説明図であり、図４は、給電における各回路の電圧と電流の時間変化と示す説明図であり、図５は、受電側の制御フローチャートであり、図６は、給電側の制御フローチャートである。

　図１に示すように、走行中給電システム３００は、道路１０５側の給電装置１００と、車両２０２側の受電装置２００とを備える。走行中給電システム３００は、車両２０２の走行中に給電装置１００から車両２０２に給電することが可能なシステムである。車両２０２は、例えば、電気自動車やハイブリッド車として構成される。図１において、ｘ軸方向は車両２０２の進行方向を示し、ｙ軸方向は車両２０２の幅方向を示し、ｚ軸方向は鉛直上方向を示す。

　道路１０５側の給電装置１００は、複数の送電用のコイル４０（以下「送電コイル４０」とも呼ぶ。）と、複数の送電コイル４０のそれぞれに交流電圧を供給する複数の送電回路３０と、送電回路３０あるいは送電コイル４０に対応して設けられた複数の車両位置検出部２０と、複数の送電回路３０に直流電圧を供給する電源回路１０と、給電側制御部１６と、車両位置検出部２０と、給電側通信部２２と、を備えている。

　複数の送電コイル４０は、道路１０５の地表から所定の深さに、ｘ方向に沿って設置されている。送電回路３０は、電源回路１０から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換して送電コイル４０に印加する回路であり、インバータ回路、共振回路を含んでいる。なお、インバータ回路と共振回路に加え、フィルタ回路を備えても良い。送電コイル４０と送電回路３０とを合わせて「電力供給セグメントＳＧ」と呼ぶ。なお、単に「セグメントＳＧ」と称する場合もある。電源回路１０は、直流の電力を送電回路３０に供給する回路である。例えば、電源回路１０は、商用電源から供給される交流を整流して直流を出力するＡＣ／ＤＣコンバータ回路として構成される。なお、電源回路１０が出力する直流は、完全な直流でなくてもよく、ある程度の変動（リップル）を含んでいても良い。

　車両位置検出部２０は、車両２０２の位置を検出する。車両位置検出部２０は、例えば、車両２０２に設けられた車両側位置センサ２２５と通信し、その通信強度を用いて、車両２０２が、セグメントＳＧの上に存在するか否かを検出する。複数の送電回路３０は、車両位置検出部２０で検出された車両２０２の位置に応じて、車両２０２に近い１つ以上の送電コイル４０を用いて送電を実行する。給電側制御部１６は、セグメントＳＧからの給電を制御する。なお、車両位置検出部２０は、カメラやサーチコイル、レーザを用いて、車両２０２の位置を検出してもよい。

　給電側通信部２２は、車両２０２に設けられた受電側通信部２２２と、通信を行う。この通信は、例えば、給電指示、本給電指示が含まれる。

　車両２０２は、バッテリ２１０と、補機バッテリ２１５と、受電側制御部２２０と、車両側位置センサ２２５と、受電回路２３０と、受電コイル２４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０と、インバータ回路２７０と、モータジェネレータ２８０と、補機２９０と、を備えている。受電コイル２４０は、受電回路２３０に接続されており、受電回路２３０の出力には、バッテリ２１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０の高圧側と、インバータ回路２７０と、が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０の低圧側には、補機バッテリ２１５と、補機２９０とが接続されている。インバータ回路２７０には、モータジェネレータ２８０が接続されている。

　受電コイル２４０は、送電コイル４０との間の電磁誘導によって誘導起電力を生じる装置である。受電回路２３０は、受電コイル２４０から出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、整流回路にて生成した直流の電圧を、バッテリ２１０の充電に適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路と、を含んでいる。受電回路２３０から出力される直流電圧は、バッテリ２１０の充電や、インバータ回路２７０を介したモータジェネレータ２８０の駆動に利用することができ、また、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０を用いて降圧することで、補機バッテリ２１５の充電や、補機２９０の駆動にも利用可能である。また、受電コイル２４０を複数個、設置する構成であってもよい。受電コイル２４０を複数設置することで、車両２０２の位置ずれに対し、ロバストな最適設計が可能になる。また、受電コイル２４０を複数設置した際は、受電回路２３０を多相化してもよい。多相化することで、受電回路２３０をひとつにすることができ、車両２０２の搭載スペースを抑制できる。

　バッテリ２１０は、モータジェネレータ２８０を駆動するための比較的高い直流電圧を出力する２次電池である。モータジェネレータ２８０は、３相交流モータとして動作し、車両２０２の走行のための駆動力を発生する。モータジェネレータ２８０は、車両２０２の減速時にはジェネレータとして動作し、電力を回生する。インバータ回路２７０は、モータジェネレータ２８０がモータとして動作するとき、バッテリ２１０の電力を３相交流に変換してモータジェネレータ２８０に供給する。インバータ回路２７０は、モータジェネレータ２８０がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータ２８０が回生した３相交流を直流に変換してバッテリ２１０に供給する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０は、バッテリ２１０の出力を、バッテリ２１０の出力電圧より低い電圧に変換して補機バッテリ２１５及び補機２９０に供給する。補機バッテリ２１５は、補機２９０を駆動するための２次電池であり、その電圧は比較的低い。補機２９０は、車両２０２の空調装置や電動パワーステアリング装置、ヘッドライト、ウインカ、ワイパー等の周辺装置や車両２０２の様々なアクセサリーを含む。

　受電側制御部２２０は、車両２０２内のインバータ２７０他、各部を制御する。受電側制御部２２０は、走行中非接触給電を受ける際には、受電回路２３０を制御して受電を実行する。

　図２に示すように、道路１０５側の給電装置１００は、送電回路３０と、送電コイル４０とを備える。送電回路３０は、インバータ回路３２と、共振回路３６と、を備える。インバータ回路３２は、４つのスイッチングトランジスタＴｒ１からＴｒ４と、コンデンサＣ３と、４つの保護ダイオードＤ１からＤ４と、を備える。４つのスイッチングトランジスタＴｒ１からＴｒ４は、Ｈブリッジ回路を構成している。スイッチングトランジスタＴｒ１とＴｒ３が直列に接続され、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ４が直列に接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、プラス側電源ラインＶ＋に接続され、スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は、マイナス側電源ラインＶ－に接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ１とＴｒ３の中間ノードＮ１と、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ４の中間ノードＮ２は、共振回路３６とを介して送電コイル４０に接続されている。各スイッチングトランジスタＴｒ１からＴｒ４には、それぞれ並列に保護ダイオードＤ１からＤ４が接続されている。コンデンサＣ３は、プラス側電源ラインＶ＋とマイナス側電源ラインＶ－との間に設けられた平滑コンデンサである。スイッチングトランジスタＴｒ１とＴｒ４がオンされるときは、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ３はオフであり、スイッチングトランジスタＴｒ２とＴｒ３がオンされるときは、スイッチングトランジスタＴｒ１とＴｒ４はオフである。

　共振回路３６は、送電コイル４０と、インバータ回路３２との間に直列に挿入されたコンデンサＣ１により形成されている。従って、本実施形態では、共振回路３６は、直列共振回路を形成している。なお、直列共振回路の代わりに、コンデンサＣ１が送電コイル４０と並列に接続される並列共振回路を形成するように構成しても良い。

　図３に示すように、インバータ回路３２と、共振回路３６との間にフィルタ回路を備えても良い。共振回路３６が直列共振回路の場合には、フィルタ回路として、例えば、２つのコイルと１つのコンデンサとを有するＴ型フィルタ回路３４が用いられても良い。また、共振回路３６が並列共振回路の場合には、フィルタ回路として、コイルとコンデンサとが直列に接続されたバンドパスフィルタ回路３５であってもよい。

　車両側の受電装置２００は、受電回路２３０と、受電コイル２４０とを備える。受電回路２３０は、共振回路２３６と、整流回路２３２と、ＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８と、を備える。共振回路２３６は、受電コイル２４０と直列に接続されたコンデンサＣ２１により形成されている。したがって、本実施形態では、共振回路２３６は、直列共振回路である。なお、直列共振回路の代わりに、コンデンサＣ２１が受電コイル２４０と並列に接続される並列共振回路を用いても良い。共振回路２３６と、整流回路２３２との間に、送電装置１００と同様のフィルタ回路を備えても良い。

　整流回路２３２は、ブリッジ整流回路であり、４つの整流ダイオードＤ２１～Ｄ２４と平滑コンデンサＣ２３とを備える。整流ダイオードＤ２１とＤ２３とが直列に接続され、その中間ノードＮ３に共振回路２３６のコンデンサＣ２１が接続されており、ダイオード整流Ｄ２２とＤ２４とが直列に接続され、その中間ノードＮ４に受電コイル２４０が接続されている。整流ダイオードＤ２１のカソードとＤ２２のカソードはノードＮｐに接続され、整流ダイオードＤ２３のアノードとＤ２４のアノードはノードＮｎに接続されている。平滑コンデンサＣ２３は、ノードＮｐとノードＮｎに接続されている。

　ＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８は、整流回路２３２により整流された直流の電圧を昇圧または降圧してバッテリ２１０に供給する回路である。ＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８は、４つのスイッチングトランジスタＴｒ２５からＴｒ２８と、インダクタＬ２８と、保護ダイオードＤ２５からＤ２８と、平滑コンデンサＣ２８と、を備える。ノードＮｐとノードＮｎの間で、スイッチングトランジスタＴｒ２５とＴｒ２７が直列に接続され、また、スイッチングトランジスタＴｒ２６とＴｒ２８が直列に接続されている。インダクタＬ２８は、スイッチングトランジスタＴｒ２５とＴｒ２７の中間ノードＮ５と、スイッチングトランジスタＴｒ２６とＴｒ２８の中間ノードＮ６とに接続されている。各スイッチングトランジスタＴｒ２５からＴｒ２８には、それぞれ並列に保護ダイオードＤ２５からＤ２８が接続されている。平滑コンデンサＣ２８は、４つのスイッチングトランジスタＴｒ２５からＴｒ２８よりもバッテリ２１０側に設けられている。

　バッテリ２１０には、インバータ回路２７０を介して、モータジェネレータ２８０が接続されている。

　車両２０２が、図４に示すように、セグメントＳＧが設置されていない通常路を走行している場合には、道路１０５側の給電装置１００のインバータ回路３２のスイッチングトランジスタＴｒ１からＴｒ４は。いずれもオフであり、インバータ回路３２の出力Ｖ１はゼロであり、出力電流Ｉ１もゼロである。この場合、送電コイル４０には、電圧が掛からず電流も流れないため、車両２０２の受電コイル２４０にも電圧、電流が生じない。整流回路２３２の出力電圧Ｖ２はゼロであり、整流回路２３２の出力電流Ｉ２もゼロである。

　車両２０２の運転者は、車両２０２に給電を受けたい場合、図４に示すように、セグメントＳＧが設置されていない通常路からセグメントＳＧが設置されている給電路に車線変更する。時刻ｔ１において、車両２０２の受電側制御部２２０は、車両２０２がセグメントＳＧから給電可能な位置に移動したことを検知すると、受電側制御部２２０は、給電前チェックを実行する。給電可能な位置がどうかについては、受電側制御部２２０は、例えば、車両位置検出部２０と車両側位置センサ２２５との間の通信の強度により判断してもよい。車両位置検出部２０の信号が指向性を有している場合には、車両側位置センサ２２５が車両位置検出部２０に対し特定の範囲に存在すれば、通信が可能となる。

　給電前チェックでは、受電側制御部２２０は、給電側制御部１６に対して、インバータ回路３２の出力電圧の実効値Ｖ_１を予め定められた第１電圧に固定させる。第１電圧は、本給電を実行する場合のインバータ回路３２の出力電圧よりも低い電圧である。給電側制御部１６は、インバータ回路３２の出力のデューティ比を制御することで、インバータ回路３２の出力電圧の実効値Ｖ_１を予め定められた第１電圧に設定できる。なお、第１電圧は、送電コイル４０と受電コイル２４０の相対的な位置関係が電力伝送できる状態にあるとき、低い値であることが好ましく、可能なら電力伝送できる最小に設定する。給電チェック期間中に無駄な損失を発生させないためである。さらに出力電圧を第１電圧に設定する際は、過渡的な電流変化をさけるために、フィルタ処理を実行するのが望ましい。図４に示すように、過渡現象を避けるために、出力電圧を第１電圧に固定するときの出力電圧の実効値Ｖ１の波形を、フィルタ透過後を模擬した波形としてもよい。受電側制御部２２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８のスイッチングトランジスタＴｒ２５からＴｒ２８を駆動して、ＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８の入力電圧Ｖ_２を第２電圧に固定する。第２電圧は、負荷である補機２９０の消費電力から設定され、機２９０の消費電力が大きいほど大きい値に設定される。インバータ回路３２の出力電流の実効値をＩ_１、整流回路２３２の出力電流をＩ_２とする。電流Ｉ_１、Ｉ_２は、送電コイル４０と受電コイルとの間の結合係数ｋにより変化する。図４に示すように、車両２０２がセグメントＳＧの真上に車線変更してくると、結合係数ｋは大きくなる。なお、給電装置１００の給電電力をＰ_１、受電装置２００の受電電力をＰ_２とする。Ｐ_１＝Ｖ_１＊Ｉ_１であり、Ｐ_２＝Ｖ_２＊Ｉ_２である。

　電圧Ｖ_１、Ｖ_２と、電流Ｉ_１、Ｉ_２と、送電コイル４０のインダクタンスＬ_１、電気抵抗Ｒ_１と、受電コイル２４０のインダクタンスＬ_２、電気抵抗Ｒ_２と、結合係数ｋとの間には、以下の式（１）で表される関係がある。式（１）を結合係数ｋについて解くと式（２）が得られる。インバータ回路３２の周波数をｆとすると、式（２）において、ω＝２πｆである。また、式（２）において、結合係数ｋの値は、０以上１以下の値であり、送電コイル４０と受電コイル２４０の相対的な位置により変動し、送電コイル４０と受電コイル２４０とが近づくと大きくなる。

　車両２０２が車線変更をして給電路に進入すると、送電コイル４０と受電コイル２４０の相対的な位置が近づき、結合係数ｋが大きくなる。すなわち、この場合、Ｖ_２を一定とすると、出力電流Ｉ_２が大きくなる。そして、時刻ｔ２において、整流回路２３２の出力電流Ｉ_２が閾値Ｉ_ｔｈを超える。閾値Ｉ_ｔｈは、本給電をするか否かを判断するための判断するための判定値である。受電側制御部２２０は、閾値Ｉ_ｔｈを、給電前チェックを開始する時における、負荷である補機２９０の消費電力Ｐ_aと、電力伝送効率η_ｐと、バッテリ２１０のバッテリ電圧Ｖ_ｂとを用い、以下の式（３）で示される値に設定する。電力伝送効率η_ｐは、送電コイル４０と、受電コイル２４０との間の電力伝送効率及びＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８における変換効率とを合わせたものであり、実験的に求められる。
　Ｉ_ｔｈ＝（Ｐ_a／η_ｐ）／Ｖ_ｂ　…（３）
　閾値Ｉ_ｔｈをこのように算出し、設定すると、整流回路２３２の出力電流Ｉ_２が閾値Ｉ_ｔｈを越えた場合、負荷である補機２９０により給電電力が消費されても、バッテリ２１０に電力を充電できる。

　整流回路２３２の出力電流をＩ_２が閾値Ｉ_ｔｈを超えたことを検知すると、受電側制御部２２０は、受電側通信部２２２から給電側通信部２２を経由する通信により、給電側制御部１６に対して、本給電指示を行う。受電側制御部２２０。本給電は、給電側制御部１６がインバータ回路３２の出力電圧の実効値Ｖ_１を、第１電圧よりも上げで給電する処理である。例えば、給電側制御部１６は、時刻ｔ１の時に比べインバータ回路３２のデューティ比を大きくすることで、インバータ回路３２の出力電圧の実効値Ｖ_１を第１電圧よりも上げることができる。

　図５を用いて、受電側制御部２２０が行う受電フローチャートについて説明する。ステップＳ１００では、受電側制御部２２０は、車両側位置センサ２２５が、車両位置検出部２０から受ける信号に基づいて、車両２０２が給電路に進入したことを検知すると、ステップＳ１１０に移行する。

　ステップＳ１１０では、受電側制御部２２０は、給電側制御部１６に対して、チェック用の給電を行うように指示する。この指示は、受電側通信部２２２から給電側通信部２２を経由する通信により、行われる。

　ステップＳ１２０では、受電側制御部２２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２３８を駆動することで、ＤＣ－ＤＣコンバータ２３８の入力電圧を予め定められた第２電圧に固定し、整流回路から流れる電流Ｉ_２を監視する。電流Ｉ_２が閾値Ｉ_ｔｈ以上となった場合には、給電前チェックがＯＫであると判断して、ステップＳ１３０に移行する、電流Ｉ_２が閾値Ｉ_ｔｈ以上の場合には、給電前チェックがＯＫでないとして、ステップＳ１７０に移行する。

　ステップＳ１３０では、受電側制御部２２０は、給電側制御部１６に対して、本給電を指示する。

　続くステップＳ１４０では、受電側制御部２２０は、バッテリ２１０の入力電流がマイナスか否かを判断する。バッテリ２１０の入力電流がマイナスとは、バッテリ２１０に電力が充電されず、逆にバッテリ２１０電力が供給されていることを意味する。バッテリ２１０の入力電流がマイナスの場合には、受電側制御部２２０は、処理をステップＳ１９０に移行し、バッテリ２１０の入力電流がマイナスでない場合には、処理をステップＳ１５０に移行する。

　ステップＳ１５０では、受電側制御部２２０は、車両側位置センサ２２５が、車両位置検出部２０から受ける信号に基づいて、車両２０２が給電路から離脱したことを検知すると、処理をステップＳ１６０に移行する。ステップＳ１６０では、受電側制御部２２０は、受電側制御部１６に対して、給電停止を指示する。

　ステップＳ１７０では、受電側制御部２２０は、車両側位置センサ２２５が、車両位置検出部２０から受ける信号に基づいて、車両２０２が給電路から離脱したことを検知すると、処理をステップＳ１８０に移行する。ステップＳ１８０では、受電側制御部２２０は、受電側制御部１６に対して、チェック用給電の停止を指示する。車両２０２が、給電路に近づいても、その後、離れる場合があるからである。車両２０２が給電路から離脱していない場合には、受電側制御部２２０は、処理をステップＳ１２０に移行し、給電前チェックを続ける。

　ステップＳ１９０では、受電側制御部２２０は、受電側制御部１６に対して、給電停止を指示し、その後、処理をステップＳ１１０に移行する。

　図６を用いて、給電側制御部１６が行う給電フローチャートについて説明する。ステップＳ２００で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０からチェック用の給電の指示（ステップＳ１１０）を受けると、ステップＳ２１０に処理を移行する。ステップＳ２１０では、受電側制御部２２０インバータ回路３２の出力電圧Ｖ１が第１電圧となるように、インバータ回路３２のスイッチングトランジスタＴｒ１～Ｔｒ４のオン・オフを制御する。

　ステップＳ２２０で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０から本給電の指示（ステップＳ１３０）を受けると、ステップＳ２３０に処理を移行する。本給電の指示を受けていない場合には、給電側制御部１６は、処理をステップＳ２６０に移行する。

　ステップＳ２３０では、受電側制御部２２０インバータ回路３２の出力電圧Ｖ１が第１電圧よりも高い本給電の電圧となるように、インバータ回路３２のスイッチングトランジスタＴｒ１～Ｔｒ４のオン・オフを制御する。

　ステップＳ２４０で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０から給電の停止の指示（ステップＳ１６０あるいはＳ１９０）を受信すると、ステップＳ２５０に移行して、給電を停止する。ステップＳ２４０で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０から給電の停止の指示を受信していない場合には、ステップＳ２３０に移行して、本給電を継続する。

　ステップＳ２６０で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０からチェック用給電の停止の指示（ステップＳ１８０）を受信すると、ステップＳ２５０に移行して、給電を停止する。ステップＳ２６０で、給電側制御部１６は、受電側制御部２２０からチェック用給電の停止の指示を受信していない場合には、ステップＳ２１０に移行して、チェック用給電を継続する。

　以上、本実施形態によれば、このように、給電側制御部１６がインバータ回路３２の出力電圧の実効値Ｖ_１を予め定められた第１電圧に固定し、受電側制御部２２０がＤＣ－ＤＣコンバータ回路２３８の入力電圧Ｖ_２を予め定められた第２電圧に固定した状態で、想定された電力を受電し、バッテリ２１０に充電できることができるかを、簡素にチェックできる。

　なお、電圧Ｖ２を固定すると、受電した電力は、電流Ｉ_２に比例する。ここで、電流Ｉ_２の測定は電力の測定に比べると容易である。したがって、受電側制御部２２０は、上述したように、整流回路２３２から出力される電流Ｉ_２を閾値Ｉ_ｔｈと比較することで、本給電に移行させるか否かを容易に判断できる。なお、受電側制御部２２０は、受電前チェック期間における給電装置１００から受電装置２００に供給される電力が予め定められた電力以上になった場合に、給電装置１００に本給電を開始させてもよい。

　また、給電装置１００から受電装置２００に電力を供給する場合に、結合係数ｋが小さく電力伝送効率が低い時に本給電せず、十分な電力伝送効率になってから本給電を開始するので、全体の給電効率を向上させることができる。

　なお、受電した電力がバッテリ２１０を介さずにモータジェネレータ２８０により消費される場合には、モータジェネレータ２８０の消費電力をＰ_ｍとすると、受電側制御部２２０は、閾値Ｉ_ｔｈを、以下の式（４）で示される値に設定してもよい。
　Ｉ_ｔｈ＝（Ｐ_a／η_ｐ－Ｐ_ｍ）／Ｖ_ｂ　…（４）
　閾値Ｉ_ｔｈをこのように算出し、設定すると、整流回路２３２の出力電流Ｉ_２が閾値Ｉ_ｔｈを越えた場合、モータジェネレータ２８０の消費電力Ｐ_３ｍを考慮しても、バッテリ２１０に電力を充電できる。

　本実施形態において、送電部として、送電コイル４０を有し、受電部として受電コイル２４０を有し、送電部から受電部への電力給電が、非接触で行われる場合を例にとって説明したが、送電部として送電端子を有し、受電部として受電端子を有し、送電部から受電部への電力給電が、送電端子と受電端子とが接触して行われる場合であってもよい。接触式の場合、抵抗の影響を除けば、結合係数ｋは実質的に１である。受電側制御部２２０は、チェック用の給電の指示をして、直ちに電流Ｉ_２を閾値Ｉ_ｔｈと比較し、本給電の実行を判断できる。

　上記実施形態では、給電側通信部２２と、受電側通信部２２２とを備え、給電側通信部２２と、受電側通信部２２２との間でチェック用給電、本給電の指示が通信された。給電側制御部１６と、受電側制御部２２０との間の通信は、例えば、送電コイル４０と受電コイル２４０との間の交流に信号を重畳させることで行われても良い。

　本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

Claims

　給電装置（１００）から受電装置（２００）に電力を給電する走行中給電システム（３００）であって、
　前記給電装置は、
　　交流を出力するインバータ回路（３２）と、
　　前記インバータ回路に接続され、交流の電力を送電する送電部（４０）と、
　　前記インバータ回路を制御する給電側制御部（１６）と、
　を有し、
　前記受電装置は、
　　前記送電部から送電された交流の電力を受電する受電部（２４０）と、
　　前記受電部に接続され、受電された交流を整流する整流回路（２３２）と、
　　前記整流回路に接続され、電圧を変換して出力するＤＣ－ＤＣコンバータ（２３８）と、
　　前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力に接続されたバッテリ（２１０）と、
　　受電された電力で動作する負荷（２９０）と、
　　前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する受電側制御部（２２０）と、
　を有し、
　前記給電装置から前記受電装置に本給電する前に給電前チェックを実行する期間を設け、
　前記給電前チェックでは、前記インバータ回路の出力電圧の実効値を前記給電側制御部が予め定められた第１電圧に固定し、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの入力電圧を前記受電側制御部が予め定められた第２電圧に固定した状態で、前記受電側制御部は、前記給電装置から前記受電装置に供給される給電電力をチェックし、前記給電電力が予め定められた電力以上になった場合に、前記給電装置に本給電を開始させる、
　走行中給電システム。
　請求項１に記載の走行中給電システムであって、
　前記受電側制御部は、前記第２電圧を、前記給電前チェックを開始する時における前記負荷の消費電力に応じて設定する、走行中給電システム。
　請求項１または請求項２に記載の走行中給電システムであって、
　前記送電部は、送電コイル（４０）であり、
　前記受電部は、受電コイル（２４０）であり、
　前記送電部から前記受電部への電力給電は、非接触で行われる、走行中給電システム。
　請求項３に記載の走行中給電システムであって、
　前記給電前チェックにおいて、前記受電側制御部は、前記給電電力を前記受電コイルの電流と電圧とから算出する、走行中給電システム。
　請求項１から請求項４のいずれかに記載の走行中給電システムであって、
　前記受電側制御部は、前記給電電力が予め定められた電力以上になったことを、前記整流回路から流れる電流が閾値以上となったことにより判断する、走行中給電システム。
　請求項５に記載の走行中給電システムであって、
　前記閾値は、（前記負荷の消費電力／前記ＤＣ－ＤＣコンバータにおける効率）／（前記バッテリの電圧）で算出される電流の値である、走行中給電システム。
　請求項５に記載の走行中給電システムであって、さらに、
　前記バッテリを介さずに受電した電力により駆動されるモータジェネレータを備え、
　前記閾値は、（（前記負荷の消費電力／前記ＤＣ－ＤＣコンバータにおける効率）－モータジェネレータの消費電力）／（前記バッテリの電圧）で算出される電流の値である、走行中給電システム。
　請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の走行中給電システムであって、
　前記受電側制御部は、本給電を開始させた後、前記バッテリに入力される電流を検知し、前記バッテリへの入力電流がゼロよりも大きい場合には、本給電を継続し、前記バッテリへの入力電流がゼロ以下となった場合には、本給電を停止して前記給電前チェックを実行する、走行中給電システム。