WO2024062758A1 - 給電装置 - Google Patents

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WO2024062758A1
WO2024062758A1 PCT/JP2023/026775 JP2023026775W WO2024062758A1 WO 2024062758 A1 WO2024062758 A1 WO 2024062758A1 JP 2023026775 W JP2023026775 W JP 2023026775W WO 2024062758 A1 WO2024062758 A1 WO 2024062758A1
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WO
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sensor
voltage
power
current
inverter circuit
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PCT/JP2023/026775
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English (en)
French (fr)
Inventor
和峰 木村
俊哉 橋本
眞 橋本
宜久 山口
恵亮 谷
和良 大林
正樹 金▲崎▼
優一 竹村
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
株式会社デンソー
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a power supply device.
  • a power supply device in which a plurality of power transmission coils for contactless power transmission to a vehicle are arranged along a lane to transmit power to a running vehicle (Japanese Patent Laid-Open No. 2019-426219).
  • the power supply device In order to control the power supply device and calculate the power to be supplied, the power supply device is provided with a sensor that detects the current and voltage flowing through its circuit. If an abnormality occurs in these sensors, it becomes impossible to accurately detect current or voltage, and it becomes impossible to control the power supply device or calculate power supply appropriately.
  • an object of the present disclosure is to enable diagnosis of abnormality in a sensor provided in a power supply device.
  • the gist of this disclosure is as follows.
  • a power supply device that transmits power in a non-contact manner
  • a power supply device comprising: a DC power supply; an inverter circuit connected to the DC power supply; a resonant circuit connected to the inverter circuit and including a power transmission coil; a sensor for detecting a current value flowing through these circuits or a voltage value applied to these circuits; and a control device connected to the inverter circuit and the sensor;
  • the control device controls the inverter circuit to convert the DC voltage supplied from the DC power source into an AC voltage and supply it to the resonant circuit, and when diagnosing an abnormality in the sensor, it controls the inverter circuit to supply the DC voltage supplied from the DC power source to the resonant circuit without converting it into an AC voltage, and diagnoses the abnormality of the sensor based on the detection value of the sensor at this time.
  • the sensor includes a first sensor that detects a current value or a voltage value between the DC power supply and the inverter circuit, and a second sensor that detects a current value or a voltage value between the inverter circuit and the resonant circuit,
  • the power supply device according to claim 1 or 2, wherein when a DC voltage is supplied to the resonant circuit, if the current value or voltage value detected by the first sensor is identical to the current value or voltage value detected by the second sensor, the control device diagnoses that the first sensor and the second sensor are normal.
  • the sensor includes a sensor that detects a current value or a voltage value between the inverter circuit and the resonant circuit, The power supply device according to (1) or (2) above, wherein the control device determines that the sensor is normal when a current value or a voltage value detected by the sensor when a DC voltage is supplied to the resonant circuit is within a predetermined range.
  • the sensor includes a current sensor for detecting a current value, The power supply device according to any one of (1) to (4), wherein the control device diagnoses an abnormality in the current sensor based on a parameter related to ringing that occurs in the current value detected by the current sensor when a DC voltage is supplied to the resonant circuit.
  • the sensor includes a current sensor for detecting a current value
  • the power supply device according to any one of (1) to (5), wherein the control device controls the inverter circuit to supply a predetermined AC voltage to the resonant circuit after ringing occurring in the resonant circuit due to a DC voltage being supplied to the resonant circuit has converged, and diagnoses an abnormality in the current sensor based on the detection value of the current sensor at this time.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a contactless power supply system including a ground power supply device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an inverter circuit and a power transmission side resonant circuit.
  • FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2, schematically showing the configuration of an inverter circuit and a power transmission side resonant circuit.
  • FIG. 4 is a diagram similar to FIG. 2, schematically showing the configurations of the inverter circuit and the power transmission side resonant circuit.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of current in the inverter circuit and the power transmission side resonant circuit during power transmission.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the state of the electronic circuit when diagnosing a sensor abnormality.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a contactless power supply system including a ground power supply device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an inverter circuit and a power transmission side re
  • FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the current flowing through the electronic circuit when the inverter circuit is switched from the cutting mode to the DC mode.
  • FIG. 8 is a diagram showing temporal changes in the voltage flowing through the electronic circuit when the inverter circuit is switched from the disconnection mode to the DC mode.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of diagnostic processing for diagnosing sensor abnormality.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the flow of diagnostic processing for diagnosing sensor abnormality.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a contactless power supply system 100 including a ground power supply device 1 according to the first embodiment.
  • the contactless power supply system 100 includes a ground power supply device 1 and a vehicle 5 that can receive power from the ground power supply device 1 .
  • contactless power transmission is performed from the ground power supply device 1 to the vehicle 5 by magnetic field resonance coupling (magnetic field resonance).
  • magnetic field resonance magnetic field resonance
  • contactless power transmission is performed not only when the vehicle 5 is stopped but also while the vehicle 5 is running.
  • the ground power supply device 1 has a power transmission coil 35 configured to transmit power to the vehicle 5 in a non-contact manner, and the vehicle 5 has a power receiving coil 22 configured to receive power in a non-contact manner.
  • the power transmission coil 35 When power is supplied to the power transmission coil 35 of the ground power supply device 1, the power transmission coil 35 generates a magnetic field.
  • the power receiving coil 22 of the vehicle 5 When the power receiving coil 22 of the vehicle 5 is located on the power transmitting coil 35 , a current flows through the power receiving coil 22 due to the magnetic field generated by the power transmitting coil 35 , so that the power receiving coil 22 receives power.
  • the vehicle 5 includes a motor 11, a battery 12, a power control unit (PCU) 13, a power receiving unit 14, and an electronic control unit (ECU) 15.
  • the vehicle 5 is an electric vehicle (BEV) in which a motor 11 drives the vehicle 5, or a hybrid vehicle (HEV) in which an internal combustion engine drives the vehicle 5 in addition to the motor 11.
  • BEV electric vehicle
  • HEV hybrid vehicle
  • the motor 11 is, for example, an AC synchronous motor, and functions as an electric motor and a generator.
  • the motor 11 functions as an electric motor and is driven using electric power stored in a battery 12 as a power source.
  • the output of the motor 11 is transmitted to the wheels via a reduction gear and an axle.
  • the battery 12 is a rechargeable secondary battery, and is composed of, for example, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or the like.
  • the battery 12 stores electric power necessary for running the vehicle 5 (for example, electric power for driving the motor 11).
  • the battery 12 is charged.
  • the battery 12 may be chargeable by an external power source other than the ground power supply device 1 via a charging port provided in the vehicle 5.
  • the PCU 13 is electrically connected to the motor 11 and battery 12.
  • PCU 13 includes an inverter, a boost converter, and a DC/DC converter.
  • the inverter converts the DC power supplied from the battery 12 into AC power, and supplies the AC power to the motor 11.
  • the boost converter boosts the voltage of the battery 12 as necessary when the electric power stored in the battery 12 is supplied to the motor 11.
  • the DC/DC converter steps down the voltage of the battery 12 when the electric power stored in the battery 12 is supplied to an electronic device such as a headlight.
  • the power receiving unit 14 receives power from the power transmitting coil 35 and supplies the received power to the battery 12.
  • the power receiving unit 14 includes a power receiving side resonant circuit 21 , a power receiving side rectifying circuit 24 , and a charging circuit 25 .
  • the power receiving side resonant circuit 21 is arranged at the bottom of the vehicle 5 so that the distance from the road surface is small.
  • the power receiving side resonant circuit 21 includes a power receiving coil 22 and a power receiving side resonant capacitor 23.
  • the power receiving coil 22 is configured such that a current flows through the power receiving coil 22 when a magnetic field is generated around the power receiving coil 22 .
  • the power receiving coil 22 and the power receiving side resonance capacitor 23 constitute a resonator.
  • Various parameters of the power receiving coil 22 and the power receiving side resonant capacitor 23 are based on the resonance frequency of the power receiving side resonant circuit 21. is determined to match the resonant frequency of the power transmission side resonant circuit 33.
  • the resonant frequency of the power receiving side resonant circuit 21 is ⁇ 10% of the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 33.
  • the resonant frequency of the power receiving side resonant circuit 21 does not necessarily have to match the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 33 as long as it is within the range.
  • the power receiving side rectifier circuit 24 is electrically connected to the power receiving side resonant circuit 21 and the charging circuit 25.
  • the power receiving side rectifier circuit 24 rectifies the AC power supplied from the power receiving side resonant circuit 21, converts it into DC power, and supplies the DC power to the charging circuit 25.
  • the power receiving side rectifier circuit 24 is, for example, an AC/DC converter.
  • the charging circuit 25 is electrically connected to the power receiving side rectifier circuit 24 and the battery 12.
  • the charging circuit 25 converts the DC power supplied from the power receiving rectifier circuit 24 to a voltage level of the battery 12 and supplies the voltage level to the battery 12 .
  • the charging circuit 25 is, for example, a DC/DC converter.
  • the ECU 15 performs various controls on the vehicle 5.
  • the ECU 15 is electrically connected to the charging circuit 25 of the power receiving unit 14 and controls the charging circuit 25 to control charging of the battery 12 with the power transmitted from the power transmitting coil 35 .
  • the ECU 15 is electrically connected to the PCU 13 and controls the PCU 13 to control the transfer of electric power between the battery 12 and the motor 11 .
  • the ground power supply device 1 includes a power supply 2, a power transmission side rectifier circuit 31, an inverter circuit 32, a power transmission side resonance circuit 33, and a controller 34.
  • one ground power supply device 1 includes, for example, a plurality of power transmission coils 35 embedded in a line in a lane of a road.
  • the power supply 2 supplies power to the power transmission side resonant circuit 33 via the power transmission side rectifier circuit 31 and the inverter circuit 32.
  • the power supply 2 is, for example, a commercial AC power supply that supplies single-layer AC power.
  • the power source 2 may be another AC power source that supplies three-phase AC power, or may be a DC power source such as a fuel cell.
  • the power transmission side rectifier circuit 31 is electrically connected to the power supply 2 and the inverter circuit 32.
  • the power transmission side rectifier circuit 31 rectifies the AC power supplied from the power source 2 , converts it into DC power, and supplies the DC power to the inverter circuit 32 .
  • the power transmission side rectifier circuit 31 is, for example, an AC/DC converter.
  • one power transmission side rectifier circuit 31 is provided in one ground power supply device 1. Since the power transmission side rectification circuit 31 supplies DC power to the inverter circuit 32, in this embodiment, the power supply 2 and the power transmission side rectification circuit 31 function as a DC power supply. Note that if the power source 2 is a DC power source, the power transmission side rectifier circuit 31 may be omitted. Note that the power transmission side rectifier circuit 31 may be buried underground or may be provided above ground.
  • the inverter circuit 32 is electrically connected to the power transmission side rectifier circuit 31 and the power transmission side resonant circuit 33.
  • the inverter circuit 32 converts the DC power supplied from the power transmission side rectifier circuit 31 into AC power with a higher frequency than the AC power of the power source 2 (high frequency AC power), and supplies the high frequency AC power to the power transmission side resonant circuit 33. do.
  • one ground power supply device 1 includes the number of inverter circuits 32 corresponding to the number of power transmission coils 35.
  • Each inverter circuit 32 is connected to a corresponding one mutually different power transmission side resonant circuit 33.
  • a specific circuit configuration of the inverter circuit 32 will be described later with reference to FIG. 2. Note that the inverter circuit 32 may be buried underground or provided above the ground.
  • the power transmission side resonant circuit 33 is connected to the inverter circuit 32.
  • a plurality of power supply devices are provided in one ground power supply device 1.
  • Each power transmission side resonant circuit 33 has a power transmission coil 35 and a power transmission side resonance capacitor 36.
  • the power transmission coil 35 when high frequency power is supplied from the inverter circuit 32, the power transmission coil 35 generates an alternating magnetic field.
  • the power transmission coil 35 and the power transmission side resonance capacitor 36 constitute a resonator.
  • the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 33 is It is determined to be a predetermined setting value.
  • the predetermined setting value is, for example, 10 kHz to 100 GHz, preferably 85 kHz, which is defined by the SAE TIR J2954 standard as a frequency band for contactless power transmission.
  • all the power transmission side resonant circuits 33 are configured such that various parameters of the power transmission coil 35 and the power transmission side resonance capacitor 36 are the same. In other words, all the power transmission side resonant circuits 33 have the same configuration.
  • the controller 34 is, for example, a general-purpose computer, and performs various controls on the ground power supply device 1.
  • the controller 34 functions as a control device that controls the power supply device.
  • the controller 34 is electrically connected to the inverter circuit 32 and controls the inverter circuit 32 to control power transmission by the power transmission coil 35 .
  • the controller 34 specifies the power transmission coil 35 on which the vehicle 5 is located based on the detected value of an arbitrary sensor (not shown), and supplies power to the specified power transmission coil 35.
  • the inverter circuit 32 is controlled to supply .
  • the controller 34 includes a processor that executes various processes, and a memory that stores programs for causing the processor to execute various processes and various data used when the processor executes the various processes.
  • the power transmission coil 35 and the power transmission side resonance capacitor 36 of the power transmission side resonance circuit 33 are buried underground.
  • the power transmission coil 35 is arranged so that its center is located in the center of the charging section.
  • the power transmission coil 35 is arranged so that its center is located in the center of the lane.
  • the contactless power transfer system 100 configured in this way, when the power receiving coil 22 of the vehicle 5 faces the power transmitting coil 35 of the ground power feeding device 1 as shown in FIG.
  • an alternating magnetic field is generated by the power transmission coil 35.
  • vibrations of the alternating magnetic field are transmitted to the power receiving coil 22.
  • an induced current flows through the power receiving coil 22 due to electromagnetic induction, and an induced electromotive force is generated in the power receiving side resonant circuit 21 due to the induced current. That is, power is transmitted from the power transmitting side resonant circuit 33 to the power receiving unit 14 including the power receiving side resonant circuit 21.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configurations of the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33.
  • the inverter circuit 32 includes four switching transistors 41 to 44, a smoothing capacitor 45, and a first normal mode choke coil 46.
  • the four switching transistors 41 to 44 constitute an H-bridge circuit.
  • the first switching transistor 41 and the third switching transistor 43 are connected in series, and the second switching transistor 42 and the fourth switching transistor 44 are connected in series.
  • the two sets of switching transistors 41 to 44 connected in series are connected to a positive electrode line 47 connected to the positive electrode of the power transmission rectifier circuit 31 and a negative electrode line 48 connected to the negative electrode of the power transmission rectifier circuit 31. Ru.
  • the first switching transistor 41 and the second switching transistor 42 are connected to the positive electrode line 47.
  • the third switching transistor 43 and the fourth switching transistor 44 are connected to the negative electrode line 48 .
  • the first switching transistor 41 and the second switching transistor 42 are connected to the first output terminal 49 of the inverter circuit 32 .
  • the third switching transistor 43 and the fourth switching transistor 44 are connected to the second output terminal 50 of the inverter circuit 32 . Therefore, the first switching transistor 41 is provided between the positive line 47 and the first output terminal 49, and the second switching transistor 42 is provided between the positive line 47 and the second output terminal 50.
  • a third switching transistor 43 is provided between the negative line 48 and the first output terminal 49, and a fourth switching transistor 44 is provided between the negative line 48 and the second output terminal 50.
  • These switching transistors 41 to 44 are connected to a controller 34, and turned on and off by the controller 34.
  • a smoothing capacitor 45 is provided between the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48.
  • the smoothing capacitor 45 is used to smooth the current rectified by the power transmission side rectifier circuit 31.
  • the first normal mode choke coil 46 is connected in series to each of the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48.
  • the first normal mode choke coil 46 is connected to the positive line 47 and the negative line 48 on the side closer to the power transmission rectifier circuit 31 than the switching transistors 41 to 44 and the smoothing capacitor 45, respectively.
  • the first normal mode choke coil 46 can reduce normal mode noise generated in the inverter circuit 32 and the power transmission side resonance circuit 33.
  • the inverter circuit 32 may be provided with other filter elements for noise reduction.
  • an X capacitor and a Y capacitor may be provided between the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48.
  • a common mode choke coil may be provided in which a conducting wire connected in series to the positive electrode line 47 and a conducting wire connected in series to the negative electrode line 48 are wound around one core material.
  • the inverter circuit 32 may not be provided with a filter element.
  • the power transmission side resonant circuit 33 includes the power transmission coil 35 and the power transmission side resonance capacitor 36.
  • the power transmission side resonant circuit 33 includes a second normal mode choke coil 51 and an X capacitor 52.
  • One end of the power transmission coil 35 is connected to a first line 53 connected to the first output terminal 49 of the inverter circuit 32. Further, the other end of the power transmission coil 35 is connected to a second line 54 connected to the second output terminal 50 of the inverter circuit 32 . Therefore, the first output end 49 of the inverter circuit 32 is connected to one end of the power transmission coil 35. On the other hand, the second output end 50 of the inverter circuit 32 is connected to the other end of the power transmission coil 35.
  • two power transmission side resonant capacitors 36 are connected in series to the first line 53 and the second line 54, respectively.
  • the power transmission side resonance capacitor 36 may be provided in any manner as long as it constitutes a resonator together with the power transmission coil 35. Therefore, the power transmission side resonant capacitor 36 may be connected in series to only one of the first line 53 and the second line 54, or may be connected in parallel to the power transmission coil 35 between the first line 53 and the second line 54. May be connected.
  • the second normal mode choke coil 51 is connected in series to each of the first line 53 and the second line 54.
  • the second normal mode choke coil 51 is connected to the first line 53 and the second line 54, respectively, between the output terminals 49, 50 of the inverter circuit 32 and the X capacitor 52.
  • the second normal mode choke coil 51 can reduce normal mode noise generated in the power transmission side resonant circuit 33.
  • the X capacitor 52 is a capacitor provided between the first line 53 and the second line 54.
  • the X capacitor 52 can reduce normal mode noise generated in the power transmission side resonant circuit 33.
  • the power transmission side resonant circuit 33 may be provided with other filter elements for noise reduction.
  • a Y capacitor may be provided between the first line 53 and the second line 54.
  • a common mode choke coil may be provided in which a conducting wire connected in series to the first line 53 and a conducting wire connected in series to the second line 54 are wound around a single core material.
  • the power transmission side resonant circuit 33 may not be provided with a filter element.
  • the filter element is not limited to the immittance conversion filter, and may be of other circuit types.
  • the filter circuit may be a fourth-order filter 55 as shown in FIG. 3, a bandpass filter 56 as shown in FIG. 4, or the like.
  • the ground power supply device 1 of the present embodiment further includes sensors 61 to 64 that detect the current flowing through the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33 and the voltage applied to the inverter circuit 32 and the power transmission side resonance circuit 33. These sensors 61 to 64 are connected to the controller 34 and send detection results to the controller 34.
  • the first current sensor 61 is provided on the positive electrode line 47 between the power transmission side rectifier circuit 31 and the inverter circuit 32.
  • the first current sensor 61 detects the value of the current flowing through the positive electrode line 47.
  • the first current sensor 61 may be provided at other positions, such as between the switching transistors 41 and 42 and the first normal mode choke coil 46, as long as it is connected in series to the positive electrode line 47.
  • the first current sensor 61 may be provided on the negative electrode line 48.
  • the second current sensor 62 is provided on the first line 53 between the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33.
  • the second current sensor 62 detects the value of the current flowing through the first line 53.
  • the second current sensor 62 may be provided at other positions, such as between the power transmission coil 35 and the second normal mode choke coil 51, as long as it is connected in series with the first line 53.
  • the second current sensor 62 may be provided on the negative electrode line 48.
  • the first voltage sensor 63 is provided between the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48 between the power transmission side rectifier circuit 31 and the inverter circuit 32.
  • the first voltage sensor 63 detects the voltage value between the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48. Note that if the first voltage sensor 63 is connected between the positive electrode line 47 and the negative electrode line 48, it can be connected to other positions such as between the switching transistors 41 and 42 and the first normal mode choke coil 46. may be provided.
  • the second voltage sensor 64 is provided between the first line 53 and the second line 54 between the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33.
  • the second voltage sensor 64 detects the voltage value between the first line 53 and the second line 54. Note that if the second voltage sensor 64 is connected between the first line 53 and the second line 54, it can be connected to other positions such as between the power transmission coil 35 and the second normal mode choke coil 51. may be provided.
  • the ground power supply device 1 of this embodiment is provided with four sensors 61 to 64 that detect current or voltage.
  • the ground power supply device 1 only needs to be provided with at least one of these sensors.
  • a plurality of first current sensors 61, second current sensors 62, first voltage sensors 63, and second voltage sensors 64 may each be provided. In this case, each sensor is placed at a different location.
  • one of the plurality of second current sensors 62 is arranged on the first line 53 between the first output terminal 49 of the inverter circuit 32 and the second normal mode choke coil 51, and another one is arranged on the first line 53 between the first output terminal 49 of the inverter circuit 32 and the second normal mode choke coil 51 It is arranged in the first line 53 between the coil 35 and the power transmission side resonant capacitor 36.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of current in the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33 during power transmission.
  • the switching transistors 41 to 44 of the inverter circuit 32 are selectively connected, and AC power is output from the output terminals 49 and 50 of the inverter circuit 32.
  • the first connection state and the second connection state are alternately repeated intermittently so that AC power is output.
  • the first switching transistor 41 and the fourth switching transistor 44 are turned on, and the second switching transistor 42 and the third switching transistor 43 are turned off.
  • the positive line 47 is connected to the first output end 49 and thus to the first line 53 .
  • the negative line 48 is connected to the second output terminal 50 and thus to the second line 54 .
  • the second switching transistor 42 and the third switching transistor 43 are turned on, and the first switching transistor 41 and the fourth switching transistor 44 are turned off. be done.
  • the positive line 47 is connected to the second output terminal 50 and thus to the second line 54 .
  • the negative line 48 is connected to the first output terminal 49 and thus to the first line 53 .
  • the first connection state and the second connection state as described above are repeated intermittently and alternately in the inverter circuit 32, so that, for example, 85kHz AC power is output from the output terminals 49 and 50 of the inverter circuit 32. be done.
  • the AC power is supplied to the power transmission side resonance circuit 33, and as a result, an alternating magnetic field is generated in the power transmission coil 35. That is, in the present embodiment, when transmitting power to the ground power supply device 1 in a non-contact manner, the controller 34 converts the DC voltage supplied from the power transmission side rectifier circuit 31 into AC voltage and supplies it to the power transmission side resonance circuit 33.
  • the inverter circuit 32 is controlled so as to.
  • the ground power supply device 1 is provided with sensors 61 to 64 that detect current values or voltage values.
  • the detected values of these sensors 61 to 64 are input to the controller 34.
  • the controller 34 controls the inverter circuit 32 (controls the switching transistors 41 to 44), calculates the amount of power supplied by the ground power supply device 1, etc. based on the current value or voltage value detected by the sensors 61 to 64. I do. Therefore, if an abnormality occurs in the sensors 61 to 64 and the sensors 61 to 64 no longer detect a value corresponding to the actual current or voltage, it becomes impossible to properly control the inverter circuit 32, and the ground power supply device 1 makes it impossible to appropriately calculate the amount of power supplied. Therefore, in this embodiment, abnormality diagnosis of the sensors 61 to 64 is performed.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the state of the electronic circuit when diagnosing an abnormality of the sensors 61 to 64.
  • the first switching transistor 41 and the fourth switching transistor 44 of the inverter circuit 32 are turned on and this state is maintained.
  • the second switching transistor 42 and the third switching transistor 43 are turned off and maintained in that state.
  • a direct current flows through the power transmission side resonant circuit 33. That is, in this embodiment, when diagnosing an abnormality of the sensors 61 to 64, the inverter circuit 32 is configured to supply the DC voltage supplied from the power transmission side rectifier circuit 31 to the power transmission side resonant circuit 33 without converting it into AC voltage. is controlled.
  • the power supply 2 or the power transmission side rectifier circuit 31 may be controlled so that its output voltage becomes a lower voltage than when transmitting power.
  • the inverter circuit 32 unlike the example shown in FIG. 6B, the second switching transistor 42 and the third switching transistor 43 are turned on, and the first switching transistor 41 and the fourth switching transistor 44 are turned off. may be made into
  • FIG. 7 is a diagram showing temporal changes in the current flowing through the electronic circuit when the inverter circuit 32 is switched from the cutting mode to the DC mode.
  • FIG. 7 shows, for example, temporal changes in the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62.
  • FIG. 7 shows the change when the inverter circuit 32 is switched from the disconnection mode to the DC mode at time t 0 .
  • the ringing generated in this manner has a similar waveform if the voltage of the DC power supplied from the power transmission side rectifier circuit 31 is the same. Therefore, the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 shown in FIG. 7 has a similar waveform each time the inverter circuit 32 is switched to the DC mode. Therefore, for example, the first positive peak value Ipd 1 and the first negative current value of the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 after the inverter circuit 32 is switched to the DC mode.
  • the peak value Ipd 2 is approximately the same design value corresponding to the voltage of the DC power every time.
  • the inverter circuit 32 is maintained in the DC mode and DC current continues to be supplied to the power transmission side resonant circuit 33, such ringing converges at time t1 , as shown in FIG.
  • the power transmission side resonance capacitor 36 is connected in series to the first line 53, the second line 54, and the power transmission coil 35. Therefore, when a charge corresponding to the voltage of the power transmitting rectifier circuit 31 accumulates in the power transmitting side resonant capacitor 36, current no longer flows through the power transmitting side resonant circuit 33. Therefore, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 converges to approximately zero.
  • FIG. 8 is a diagram showing temporal changes in the voltage flowing through the electronic circuit when the inverter circuit 32 is switched from the cutting mode to the DC mode.
  • FIG. 8 shows, for example, a temporal change in the voltage value detected by the first voltage sensor 63 or the second voltage sensor 64.
  • FIG. 8 also shows a change when the inverter circuit 32 is switched from the cutting mode to the DC mode at time t 0 .
  • the voltage value detected by the first voltage sensor 63 or the second voltage sensor 64 oscillates up and down due to ringing. Thereafter, when the inverter circuit 32 is maintained in the DC mode and the DC voltage continues to be supplied to the power transmission side resonant circuit 33, the ringing converges at time t1 , as shown in FIG. Therefore, after time t 1 , the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 detect the same constant voltage value.
  • the voltage values detected by the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 at this time are designed values corresponding to the voltage of the DC power.
  • the first positive peak value Ipd 1 and the first negative peak value Ipd 2 detected after the inverter circuit 32 is switched to the DC mode are different from the design values. Therefore, in this embodiment, the presence or absence of an abnormality in the first current sensor 61 or the second current sensor 62 is diagnosed based on whether or not the first positive peak value Ipd 1 is within a predetermined range near the design value.
  • the presence or absence of an abnormality in the first current sensor 61 or the second current sensor 62 is diagnosed based on whether or not the first negative peak value Ipd 2 is within a predetermined range near the design value.
  • the predetermined range is, for example, ⁇ several percent or several tens of percent of the design value.
  • the inverter circuit 32 is switched to DC mode, and after the ringing has converged, the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 are Different voltage values are detected. Therefore, in this embodiment, after the ringing converges, the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 determine whether the voltage values detected by the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 are the same. The presence or absence of an abnormality in the voltage sensor 64 is diagnosed. That is, in this embodiment, an abnormality in the voltage sensors 63, 64 is diagnosed based on the detected values of the voltage sensors 63, 63 after the ringing has converged.
  • the controller 34 determines that these sensors 63 and 64 are normal. I judge that. On the other hand, if the voltage values detected by the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 are not the same, the controller 34 determines that one of the sensors 63 and 64 is abnormal. Note that, in addition to the case where the difference between the two voltages is zero, the two voltages are determined to be the same when the difference is within 1% or within several percent.
  • the controller 34 determines that there is an abnormality in the voltage sensor that detects a value different from the design value. It is determined that this is occurring.
  • abnormalities in the sensors 61 to 64 are diagnosed based on the detected values of the sensors 61 to 64 when the inverter circuit 32 is controlled to the DC mode. This makes it possible to diagnose abnormalities in the sensors 61 to 64 provided in the ground power supply device 1. In particular, by controlling the inverter circuit 32 to the DC mode, there is no need to add any components for diagnosing abnormalities in the sensors 61 to 64, and it is possible to diagnose abnormalities in the sensors 61 to 64 at relatively low cost. can.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the flow of diagnostic processing for diagnosing abnormalities in the sensors 61 to 64.
  • the illustrated diagnostic processing is executed by the controller 34 at arbitrary timings (for example, at regular intervals).
  • the controller 34 in diagnosing the abnormality of the sensors 61 to 64, the controller 34 first switches the inverter circuit 32 from the disconnection mode to the DC mode (step S11). Next, the controller 34 determines the peak value Ipd of the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 (for example, the first positive peak value Ipd 1 , the first negative peak value Ipd 2 ). (Step S12).
  • the controller 34 judges whether the peak value Ipd acquired in step S12 is within a predetermined range ⁇ around the corresponding set value Irefd (step S13). Therefore, for example, the controller 34 judges whether the difference between the first positive peak value Ipd 1 and the first set value Irefd 1 corresponding to the first positive peak value is within a predetermined range ⁇ . If it is judged in step S13 that the peak value Ipd is within the predetermined range around the set value Irefd, the controller 34 judges that the first current sensor 61 or the second current sensor 62 is normal (step S14).
  • step S13 judges that the peak value Ipd is not within the predetermined range around the set value Irefd.
  • step S16 determines whether the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 has converged. For example, if the detected current value remains within a predetermined current width for a predetermined time, it is determined that the current value has converged. If it is determined in step S16 that the detected current value has not converged, step S16 is repeated.
  • step S16 determines whether or not the detected current value has converged. If it is determined in step S17 that the detected current value has converged, the voltage value V 1 detected by the first voltage sensor 63 at this time and the voltage detected by the second voltage sensor 64 It is determined whether or not the value V 2 is the same (step S17). If it is determined in step S17 that the detected voltage value V 1 of the first voltage sensor 63 and the detected voltage value V 2 of the second voltage sensor 64 are the same, the controller 34 It is determined that both of the two voltage sensors 64 are normal (step S18).
  • step S18 determines whether the detected voltage value V1 of the first voltage sensor 63 and the detected voltage value V2 of the second voltage sensor 64 are not the same.
  • the controller 34 controls the first voltage sensor 63 and the detected voltage value V2 of the second voltage sensor 64. It is determined that an abnormality has occurred in one of the second voltage sensors 64 (step S19).
  • the controller 34 uses the voltage sensor 63 that detects a value that is different from the design value between the detected voltage value V 1 of the first voltage sensor 63 and the detected voltage value V 2 of the second voltage sensor 64. , 64 is determined to be abnormal.
  • the controller 34 switches the inverter circuit 32 from the DC mode to the disconnection mode (step S20). This ends the diagnostic process.
  • the abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 is performed based on the first positive peak value Ipd 1 and the first negative peak value Ipd 2 .
  • abnormality diagnosis may be performed based on the second and subsequent peak values on the plus side and minus side.
  • abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 may be performed based on parameters other than the peak value related to ringing, such as the rate of increase in current immediately after the inverter circuit 32 is switched to the DC mode.
  • abnormality diagnosis of the voltage sensors 63 and 64 is performed based on whether or not the detected voltage values of the two voltage sensors 63 and 64 after ringing converges are the same.
  • the abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 may be performed based on whether the detected current values of the two current sensors 61 and 62 after the ringing has converged are the same.
  • it is necessary that the current sensors 61 and 62 detect fluctuations in the current value due to ringing. may be assumed.
  • the inverter circuit 32 when the inverter circuit 32 is set to the DC mode, the voltage sensor 63 , 64 abnormalities have been diagnosed. However, when the inverter circuit 32 is set to the DC mode, it is difficult to determine whether the detected voltage values of the voltage sensors 63 and 64 are within a predetermined range near the design value after the ringing has converged. Based on this, it may be determined whether or not there is an abnormality in the voltage sensors 63 and 64. Similarly, when the inverter circuit 32 is set to DC mode, the detected voltage value of each current sensor 61, 62 after ringing converges to a predetermined value near the design value (zero in this embodiment). The presence or absence of an abnormality in the current sensors 61 and 62 may be determined based on whether or not they are within the range.
  • two current sensors 61 and 62 and two voltage sensors 63 and 64 are provided.
  • only one current sensor and one voltage sensor may be provided.
  • the second current sensor 62 and the second voltage sensor 64 are provided between the inverter circuit 32 and the power transmission side resonant circuit 33, and the first current sensor 61 and the first voltage sensor 63 are omitted.
  • the ground power supply device 1 is provided with both current sensors 61 and 62 and voltage sensors 63 and 64, but only one of these (for example, only current sensors 61 and 62) is provided. may be provided.
  • the inverter circuit 32 when diagnosing the abnormality of the sensors 61 to 64, the inverter circuit 32 is switched from the disconnection mode to the DC mode.
  • the sensors 61 to 64 may be diagnosed for abnormality when the inverter circuit 32 is switched from a mode other than the cutting mode to the DC mode.
  • ground power supply device 1 according to a second embodiment will be described.
  • the configuration and control of the ground power supply device 1 according to the second embodiment are basically the same as the configuration and control of the ground power supply device 1 according to the first embodiment. Below, the explanation will focus on parts that are different from the ground power supply device according to the first embodiment.
  • abnormalities in the current sensors 61 and 62 are diagnosed based on parameters (peak values) related to ringing.
  • the inverter circuit 32 is switched to the AC mode, and the current sensor 61 is switched to the AC mode based on the detected values of the current sensors 61 and 62 at this time. Abnormality diagnosis is performed.
  • the inverter circuit 32 is maintained in the DC mode until the ringing converges (until time t1 in FIG. 7). Then, similarly to the first embodiment, an abnormality diagnosis of these voltage sensors 63 and 64 is performed based on the detected voltage values of the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64 immediately after the ringing has converged.
  • the inverter circuit 32 is switched to AC mode.
  • the controller 34 controls the inverter circuit 32 to supply a predetermined AC voltage to the power transmission side resonant circuit 33.
  • the inverter circuit 32 or the power transmission side rectifier circuit 31 is controlled so that the output power is lower than when transmitting power. Specifically, the output power is reduced by lengthening the time during the first connection state, the second connection state, or the disconnection time between these in the inverter circuit 32. Alternatively, the output power is reduced by lowering the output voltage from the power transmission side rectifier circuit 31.
  • the inverter circuit 32 or the power transmission side rectifier circuit 31 is controlled based on the voltage values detected by the first voltage sensor 63 and the second voltage sensor 64.
  • abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 is performed based on the detected values of the current sensors 61 and 62 when the inverter circuit 32 is set to the AC mode. For example, based on whether the peak value on the plus side or minus side of the current value detected by the current sensors 61, 62 that is fluctuating is within a predetermined range near the design value, Abnormality diagnosis is performed. Specifically, when the peak value on the plus side or minus side of the detected current value of the current sensors 61, 62 is within a predetermined range, the current sensors 61, 62 are determined to be normal. On the other hand, when the positive or negative peak values of the detected current values of the current sensors 61 and 62 are not within a predetermined range, it is determined that the current sensors 61 and 62 are abnormal.
  • the inverter circuit 32 or the power transmission side rectifier circuit 31 is controlled based on the detected values of the voltage sensors 63 and 64. Therefore, since the abnormality diagnosis of the voltage sensors 63 and 64 has already been completed, the inverter circuit 32 or the power transmission side rectifier circuit 31 is appropriately controlled based on the detected values of these voltage sensors 63 and 64. Therefore, abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 can also be appropriately performed.
  • abnormality diagnosis is performed based on the peak values of the current values detected by the current sensors 61 and 62 when the inverter circuit 32 is set to AC mode.
  • the abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 may be performed based on parameters other than the peak value related to the alternating current, such as the maximum rate of increase in the detected current value of the current sensors 61 and 62.
  • the abnormality diagnosis of the current sensors 61 and 62 may be performed based on parameters related to ringing, as in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the diagnostic process for diagnosing abnormalities in the sensors 61-64.
  • the illustrated diagnostic process is executed by the controller 34 at any timing (for example, at regular intervals). Note that steps S31-S35 in FIG. 10 are similar to steps S11 and S16-S19 in FIG. 9, and therefore will not be described here. Also, in this embodiment, when it is determined that there is an abnormality in the voltage sensors 63, 64 (step S35), the determination of an abnormality in the current sensors (steps S36-S40) is skipped.
  • the controller 34 switches the inverter circuit 32 from DC mode to AC mode (Step S36).
  • the controller 34 acquires the peak value Ipa of the current value detected by the first current sensor 61 or the second current sensor 62 (step S37).
  • the controller 34 determines whether the peak value Ipa acquired in step S34 is within a predetermined range ⁇ around the corresponding set value Irefa (step S38). If it is determined in step S38 that the peak value Ipa is within a predetermined range near the set value Irefa, the controller 34 determines that the first current sensor 61 or the second current sensor 62 is normal (step S39).
  • step S40 determines that an abnormality has occurred in the first current sensor 61 or the second current sensor 62.
  • the controller 34 switches the inverter circuit 32 from the DC mode to the disconnection mode (Step S41). This ends the diagnostic process.

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Abstract

非接触で電力を送電する給電装置は、直流電源と、直流電源に接続されたインバータ回路３２と、インバータ回路に接続されて送電コイル３５を含む共振回路３３と、これら回路を流れる電流値又はこれらに加わる電圧値を検出するセンサ６１～６４と、インバータ回路及び前記センサに接続された制御装置と、を有する。制御装置は、給電装置に非接触で電力を送電させるときには、直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換して振回路に供給するようインバータ回路を制御する。制御装置は、センサの異常を診断するときには、直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換せずに共振回路に供給するようにインバータ回路を制御すると共に、このときのセンサの検出値に基づいて前記センサの異常を診断する。

Description

給電装置
　本開示は、給電装置に関する。
　非接触で車両へ送電するための送電コイルが車線に沿って複数配置されて、走行中の車両へ電力を送電する、給電装置が知られている（特開２０１９－４２６２１９号公報）。
　給電装置の制御や給電電力の算出のために、給電装置には、その回路を流れる電流や電圧を検出するセンサが設けられる。これらセンサに異常が生じると、電流や電圧を正確に検出することができなくなり、給電装置の制御や給電電力の算出を適切に行うことができなくなる。
　上記課題に鑑みて、本開示の目的は、給電装置に設けられたセンサの異常を診断することができるようにすることにある。
　本開示の要旨は以下のとおりである。
　（１）非接触で電力を送電する給電装置であって、
　直流電源と、該直流電源に接続されたインバータ回路と、該インバータ回路に接続されて送電コイルを含む共振回路と、これら回路を流れる電流値又はこれら回路に加わる電圧値を検出するセンサと、前記インバータ回路及び前記センサに接続された制御装置と、を有し、
　前記制御装置は、当該給電装置に非接触で電力を送電させるときには、前記直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換して前記共振回路に供給するよう前記インバータ回路を制御し、前記センサの異常を診断するときには、前記直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換せずに共振回路に供給するように前記インバータ回路を制御すると共に、このときの前記センサの検出値に基づいて前記センサの異常を診断する、給電装置。
　（２）前記制御装置は、前記共振回路に直流電流が供給されることによって前記共振回路に生じるリンギングが収束した後の前記センサの検出値に基づいて前記センサの異常を診断する、上記（１）に記載の給電装置。
　（３）前記センサは、前記直流電源と前記インバータ回路との間において電流値又は電圧値を検出する第１センサと、前記インバータ回路と前記共振回路との間において電流値又は電圧値を検出する第２センサと、を有し、
　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されているときに、前記第１センサによって検出された電流値又は電圧値と、前記第２センサによって検出された電流値又は電圧値とが同一である場合には、前記第１センサ及び前記第２センサは正常であると診断する、上記（１）又は（２）に記載の給電装置。
　（４）前記センサは、前記インバータ回路と前記共振回路との間において電流値又は電圧値を検出するセンサを含み、
　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されているときに前記センサによって検出された電流値又は電圧値が予め設定された所定の範囲内にあるときに前記センサは正常であると判断する、上記（１）又は（２）に記載の給電装置。
　（５）前記センサは電流値を検出する電流センサを含み、
　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されることによって前記電流センサによって検出された電流値に生じるリンギングに関するパラメータに基づいて、前記電流センサの異常を診断する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の給電装置。
　（６）前記センサは電流値を検出する電流センサを含み、
　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されることによって前記共振回路に生じるリンギングが収束した後に、前記共振回路に予め定められた交流電圧を供給するように前記インバータ回路を制御すると共に、このときの前記電流センサの検出値に基づいて、前記電流センサの異常を診断する、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の給電装置。
図１は、地上給電装置を含む非接触給電システムの構成を概略的に示す図である。 図２は、インバータ回路及び送電側共振回路の構成を概略的に示す図である。 図３は、インバータ回路及び送電側共振回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。 図４は、インバータ回路及び送電側共振回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。 図５は、送電時におけるインバータ回路及び送電側共振回路での電流の流れを説明するための図である。 図６は、センサの異常診断を行うときの電子回路の状態を概略的に示す図である。 図７は、インバータ回路が切断モードから直流モードに切り替えられたときに電子回路に流れる電流の時間的な変化を示す図である。 図８は、インバータ回路が切断モードから直流モードに切り替えられたときに電子回路に流れる電圧の時間的な変化を示す図である。 図９は、センサの異常を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、センサの異常を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
第一実施形態
＜非接触給電システムの概要＞
　図１は、第一実施形態に係る地上給電装置１を含む非接触給電システム１００の構成を概略的に示す図である。非接触給電システム１００は、地上給電装置１と、地上給電装置１から電力を受電可能な車両５とを有する。非接触給電システム１００では、地上給電装置１から車両５へ磁界共振結合（磁界共鳴）による非接触電力伝送が行われる。本実施形態では、車両５が停車しているときのみならず、車両５の走行中にも非接触電力伝送が行われる。
　地上給電装置１は、非接触で車両５に送電するように構成された送電コイル３５を有し、車両５は、非接触で電力を受電するように構成された受電コイル２２を有する。地上給電装置１の送電コイル３５に電力が供給されると送電コイル３５により磁界が生成される。車両５の受電コイル２２が送電コイル３５上に位置すると、送電コイル３５によって発生した磁界により受電コイル２２に電流が流れ、よって受電コイル２２により電力が受電される。
＜車両の構成＞
　次に、図１を参照して、車両５の構成について説明する。図１に示されるように、車両５は、モータ１１、バッテリ１２、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１３、受電ユニット１４、及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５を有する。車両５は、モータ１１が車両５を駆動する電動車両（ＢＥＶ）、又はモータ１１に加えて内燃機関が車両５を駆動するハイブリッド車両（ＨＥＶ）である。
　モータ１１は、例えば交流同期モータであり、電動機及び発電機として機能する。モータ１１は、電動機として機能し、バッテリ１２に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ１１の出力は減速機及び車軸を介して車輪に伝達される。
　バッテリ１２は、充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等から構成される。バッテリ１２は車両５の走行に必要な電力（例えばモータ１１の駆動電力）を蓄える。受電ユニット１４が受電した電力がバッテリ１２に供給されると、バッテリ１２が充電される。なお、バッテリ１２は、車両５に設けられた充電ポートを介して地上給電装置１以外の外部電源によっても充電可能であってもよい。
　ＰＣＵ１３はモータ１１及びバッテリ１２に電気的に接続される。ＰＣＵ１３は、インバータ、昇圧コンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータを有する。インバータは、バッテリ１２から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ１１に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ１２に蓄えられた電力がモータ１１に供給されるときに、必要に応じてバッテリ１２の電圧を昇圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、バッテリ１２に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ１２の電圧を降圧する。
　受電ユニット１４は、送電コイル３５から受電し、受電した電力をバッテリ１２に供給する。受電ユニット１４は、受電側共振回路２１、受電側整流回路２４及び充電回路２５を有する。
　受電側共振回路２１は、路面との距離が小さくなるように車両５の底部に配置される。受電側共振回路２１は、受電コイル２２及び受電側共振コンデンサ２３を有する。受電コイル２２は、周りに磁界が生じると、受電コイル２２に電流が流れるように構成される。受電コイル２２と受電側共振コンデンサ２３とは共振器を構成する。受電コイル２２及び受電側共振コンデンサ２３の各種パラメータ（受電コイル２２の外径及び内径、受電コイル２２の巻数、受電側共振コンデンサ２３の静電容量、等）は、受電側共振回路２１の共振周波数が送電側共振回路３３の共振周波数と一致するように定められる。なお、受電側共振回路２１の共振周波数と送電側共振回路３３の共振周波数とのずれ量が小さければ、例えば受電側共振回路２１の共振周波数が送電側共振回路３３の共振周波数の±１０％の範囲内であれば、受電側共振回路２１の共振周波数は送電側共振回路３３の共振周波数と必ずしも一致している必要はない。
　受電側整流回路２４は受電側共振回路２１及び充電回路２５に電気的に接続される。受電側整流回路２４は、受電側共振回路２１から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力を充電回路２５に供給する。受電側整流回路２４は例えばＡＣ／ＤＣコンバータである。
　充電回路２５は受電側整流回路２４及びバッテリ１２に電気的に接続される。充電回路２５は、受電側整流回路２４から供給された直流電力をバッテリ１２の電圧レベルに変換してバッテリ１２に供給する。送電コイル３５から送電された電力が受電ユニット１４によってバッテリ１２に供給されると、バッテリ１２が充電される。充電回路２５は例えばＤＣ／ＤＣコンバータである。
　ＥＣＵ１５は車両５の各種制御を行う。例えば、ＥＣＵ１５は、受電ユニット１４の充電回路２５に電気的に接続され、送電コイル３５から送電された電力によるバッテリ１２の充電を制御すべく充電回路２５を制御する。また、ＥＣＵ１５は、ＰＣＵ１３に電気的に接続され、バッテリ１２とモータ１１との間の電力の授受を制御すべくＰＣＵ１３を制御する。
＜地上給電装置の構成＞
　次に、図１を参照して、地上給電装置１の構成について概略的に説明する。図１に示されるように、地上給電装置１は、電源２と、送電側整流回路３１と、インバータ回路３２と、送電側共振回路３３と、コントローラ３４と、を有する。本実施形態では、一つの地上給電装置１は、例えば、道路の車線に一列に埋め込まれた複数の送電コイル３５を有する。
　電源２は、送電側整流回路３１及びインバータ回路３２を介して、送電側共振回路３３に電力を供給する。電源２は、例えば、単層交流電力を供給する商用交流電源である。なお、電源２は、三相交流電力を供給する他の交流電源であってもよいし、燃料電池のような直流電源であってもよい。
　送電側整流回路３１は、電源２及びインバータ回路３２に電気的に接続される。送電側整流回路３１は、電源２から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力をインバータ回路３２に供給する。送電側整流回路３１は例えばＡＣ／ＤＣコンバータである。本実施形態では、一つの地上給電装置１に一つの送電側整流回路３１が設けられる。送電側整流回路３１はインバータ回路３２に直流電力を供給するものであるため、本実施形態では、電源２及び送電側整流回路３１は直流電源として機能する。なお、電源２が直流電源である場合には、送電側整流回路３１は省略されてもよい。なお、送電側整流回路３１は、地中に埋め込まれてもよいし、地上に設けられてもよい。
　インバータ回路３２は送電側整流回路３１及び送電側共振回路３３に電気的に接続される。インバータ回路３２は、送電側整流回路３１から供給された直流電力を、電源２の交流電力よりも高い周波数の交流電力（高周波交流電力）に変換し、高周波交流電力を送電側共振回路３３に供給する。本実施形態では、一つの地上給電装置１は、送電コイル３５の数に対応する数のインバータ回路３２を有する。各インバータ回路３２は、それぞれ対応する一つの互いに異なる送電側共振回路３３に接続される。インバータ回路３２の具体的な回路構成については図２を参照して後述する。なお、インバータ回路３２は、地中に埋め込まれてもよいし、地上に設けられてもよい。
　送電側共振回路３３は、インバータ回路３２に接続される。一つの地上給電装置１に複数設けられる。各送電側共振回路３３は、送電コイル３５と送電側共振コンデンサ３６とを有する。各送電側共振回路３３では、インバータ回路３２から高周波電力が供給されると、送電コイル３５が交番磁界を発生させる。送電コイル３５と送電側共振コンデンサ３６とは共振器を構成する。送電コイル３５及び送電側共振コンデンサ３６の各種パラメータ（送電コイル３５の外形及び内径、送電コイル３５の巻数、送電側共振コンデンサ３６の静電容量、等）は、送電側共振回路３３の共振周波数が所定の設定値になるように定められる。所定の設定値は、例えば１０ｋＨｚ～１００ＧＨｚであり、好ましくは、非接触電力伝送用の周波数帯域としてＳＡＥ　ＴＩＲ　Ｊ２９５４規格によって定められた８５ｋＨｚである。また、本実施形態では、全ての送電側共振回路３３は、送電コイル３５及び送電側共振コンデンサ３６の各種パラメータが互いに同一になるように構成される。換言すると、全ての送電側共振回路３３は、同一の構成を有する。
　コントローラ３４は、例えば汎用コンピュータであり、地上給電装置１の各種制御を行う。特に、コントローラ３４は、電源装置を制御する制御装置として機能する。例えば、コントローラ３４は、インバータ回路３２に電気的に接続され、送電コイル３５による送電を制御すべくインバータ回路３２を制御する。具体的には、例えば、コントローラ３４は、任意のセンサ（図示せず）の検出値に基づいて車両５が上に位置している送電コイル３５を特定すると共に、特定された送電コイル３５に電力を供給するようにインバータ回路３２を制御する。コントローラ３４は、各種処理を実行するプロセッサと、プロセッサに各種処理を実行させるためのプログラム及びプロセッサが各種処理を実行するときに使用される各種データ等を記憶するメモリと、を有する。
　なお、送電側共振回路３３の送電コイル３５及び送電側共振コンデンサ３６は地中に埋め込まれる。特に、送電コイル３５は、その中心が充電区画の中央に位置するように配置される。或いは、送電コイル３５は、その中心が車線の中央に位置するように配置される。
　このように構成された非接触給電システム１００では、図１に示されるように車両５の受電コイル２２が地上給電装置１の送電コイル３５と対向しているときに、送電側共振回路３３に交流電力が供給されて送電コイル３５によって交番磁界が生成される。このように交番磁界が生成されると、交番磁界の振動が受電コイル２２に伝達される。この結果、電磁誘導によって受電コイル２２に誘導電流が流れ、誘導電流によって受電側共振回路２１に誘導起電力が発生する。すなわち、送電側共振回路３３から受電側共振回路２１を含む受電ユニット１４へ電力が伝送される。
＜電子回路の説明＞
　次に、図２を参照して、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３を含む電子回路について説明する。図２は、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３の構成を概略的に示す図である。
　インバータ回路３２は、図２に示されるように、４つのスイッチングトランジスタ４１～４４と、平滑コンデンサ４５と、第１ノーマルモードチョークコイル４６と、を有する。
　４つのスイッチングトランジスタ４１～４４は、Ｈブリッジ回路を構成している。第１スイッチングトランジスタ４１と第３スイッチングトランジスタ４３とが直列に接続され、第２スイッチングトランジスタ４２と第４スイッチングトランジスタ４４とが直列に接続される。それぞれ直列に接続された２組のスイッチングトランジスタ４１～４４は、送電側整流回路３１の正極に接続された正極ライン４７と、送電側整流回路３１の負極に接続された負極ライン４８とに接続される。
　具体的には、第１スイッチングトランジスタ４１及び第２スイッチングトランジスタ４２が正極ライン４７に接続される。一方、第３スイッチングトランジスタ４３及び第４スイッチングトランジスタ４４が負極ライン４８に接続される。また、第１スイッチングトランジスタ４１と第２スイッチングトランジスタ４２の間がインバータ回路３２の第１出力端４９に接続される。一方、第３スイッチングトランジスタ４３と第４スイッチングトランジスタ４４との間がインバータ回路３２の第２出力端５０に接続される。したがって、正極ライン４７と第１出力端４９との間に第１スイッチングトランジスタ４１が設けられ、正極ライン４７と第２出力端５０との間に第２スイッチングトランジスタ４２が設けられる。また、負極ライン４８と第１出力端４９との間に第３スイッチングトランジスタ４３が設けられ、負極ライン４８と第２出力端５０との間に第４スイッチングトランジスタ４４が設けられる。これらスイッチングトランジスタ４１～４４は、コントローラ３４に接続されて、コントローラ３４によってオンオフが制御される。
　平滑コンデンサ４５は、正極ライン４７と負極ライン４８との間に設けられる。平滑コンデンサ４５は、送電側整流回路３１において整流された電流を平滑にするのに用いられる。
　第１ノーマルモードチョークコイル４６は、正極ライン４７及び負極ライン４８それぞれに直列に接続される。特に、第１ノーマルモードチョークコイル４６は、スイッチングトランジスタ４１～４４及び平滑コンデンサ４５よりも送電側整流回路３１側において正極ライン４７及び負極ライン４８それぞれに接続される。第１ノーマルモードチョークコイル４６は、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３において生じるノーマルモードノイズを低減することができる。
　なお、インバータ回路３２には、ノイズ低減のために他のフィルタ素子が設けられてもよい。例えば、正極ライン４７と負極ライン４８との間にＸコンデンサ、Ｙコンデンサが設けられてもよい。或いは、正極ライン４７に直列に接続された導線と負極ライン４８に直列に接続された導線とを一つの芯材に巻いたコモンモードチョークコイルが設けられてもよい。或いは、インバータ回路３２にはフィルタ素子が設けられなくてもよい。
　送電側共振回路３３は、上述したように、送電コイル３５と送電側共振コンデンサ３６と、を有する。加えて、送電側共振回路３３は、第２ノーマルモードチョークコイル５１と、Ｘコンデンサ５２と、を有する。
　送電コイル３５は、その一端が、インバータ回路３２の第１出力端４９に接続された第１ライン５３に接続される。また、送電コイル３５は、その他端が、インバータ回路３２の第２出力端５０に接続された第２ライン５４に接続される。したがって、インバータ回路３２の第１出力端４９は送電コイル３５の一端に接続される。一方、インバータ回路３２の第２出力端５０は送電コイル３５の他端に接続される。
　また、本実施形態では、２つの送電側共振コンデンサ３６が、それぞれ第１ライン５３及び第２ライン５４に直列に接続される。なお、送電側共振コンデンサ３６は、送電コイル３５と共に共振器を構成すれば、如何なる態様で設けられてもよい。したがって、送電側共振コンデンサ３６は、第１ライン５３及び第２ライン５４のうち一方のみに直列に接続されてもよいし、第１ライン５３及び第２ライン５４の間で送電コイル３５と並列に接続されてもよい。
　第２ノーマルモードチョークコイル５１は、第１ライン５３及び第２ライン５４それぞれに直列に接続される。特に、第２ノーマルモードチョークコイル５１は、インバータ回路３２の出力端４９、５０とＸコンデンサ５２との間において第１ライン５３及び第２ライン５４それぞれに接続される。第２ノーマルモードチョークコイル５１は、送電側共振回路３３において生じるノーマルモードノイズを低減することができる。
　Ｘコンデンサ５２は、第１ライン５３と第２ライン５４との間に設けられたコンデンサである。Ｘコンデンサ５２は、送電側共振回路３３において生じるノーマルモードノイズを低減することができる。
　なお、送電側共振回路３３には、ノイズ低減のために他のフィルタ素子が設けられてもよい。例えば、第１ライン５３と第２ライン５４との間にＹコンデンサが設けられてもよい。或いは、第１ライン５３に直列に接続された導線と第２ライン５４に直列に接続された導線とを一つの芯材に巻いたコモンモードチョークコイルが設けられてもよい。或いは、送電側共振回路３３にはフィルタ素子が設けられなくてもよい。また、フィルタ素子（フィルタ回路）はイミタンス変換フィルタに限らず他の回路形式であってもよい。例えば、フィルタ回路は、図３に示したような４次フィルタ５５や図４に示したバンドパスフィルタ５６などであってもよい。
　また、本実施形態の地上給電装置１は、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３を流れる電流並びにインバータ回路３２及び送電側共振回路３３に印加される電圧を検出するセンサ６１～６４を更に有する。これらセンサ６１～６４は、コントローラ３４に接続されると共に、検出結果をコントローラ３４に送信する。
　第１電流センサ６１は、送電側整流回路３１とインバータ回路３２との間において正極ライン４７に設けられる。第１電流センサ６１は、正極ライン４７を通って流れる電流の値を検出する。なお、第１電流センサ６１は、正極ライン４７に直列に接続されていれば、スイッチングトランジスタ４１、４２と第１ノーマルモードチョークコイル４６との間等、他の位置に設けられてもよい。或いは、第１電流センサ６１は、負極ライン４８に設けられてもよい。
　第２電流センサ６２は、インバータ回路３２と送電側共振回路３３との間において第１ライン５３に設けられる。第２電流センサ６２は、第１ライン５３を通って流れる電流の値を検出する。なお、第２電流センサ６２は、第１ライン５３と直列に接続されていれば、送電コイル３５と第２ノーマルモードチョークコイル５１との間等、他の位置に設けられてもよい。或いは、第２電流センサ６２は、負極ライン４８に設けられてもよい。
　第１電圧センサ６３は、送電側整流回路３１とインバータ回路３２との間において正極ライン４７と負極ライン４８との間に設けられる。第１電圧センサ６３は、正極ライン４７と負極ライン４８との間の電圧値を検出する。なお、第１電圧センサ６３は、正極ライン４７と負極ライン４８との間でこれらに接続されていれば、スイッチングトランジスタ４１、４２と第１ノーマルモードチョークコイル４６との間等、他の位置に設けられてもよい。
　第２電圧センサ６４は、インバータ回路３２と送電側共振回路３３との間において第１ライン５３と第２ライン５４との間に設けられる。第２電圧センサ６４は、第１ライン５３と第２ライン５４との間の電圧値を検出する。なお、第２電圧センサ６４は、第１ライン５３と第２ライン５４との間でこれらに接続されていれば、送電コイル３５と第２ノーマルモードチョークコイル５１との間等、他の位置に設けられてもよい。
　なお、本実施形態の地上給電装置１では、電流又は電圧を検出する４つのセンサ６１～６４が設けられる。しかしながら、地上給電装置１にはこれらセンサのうち少なくともいずれか一つのみが設けられればよい。また、第１電流センサ６１、第２電流センサ６２、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４は、それぞれ複数設けられてもよい。この場合、各センサは異なる箇所に配置される。例えば、複数の第２電流センサ６２のうちの一つがインバータ回路３２の第１出力端４９と第２ノーマルモードチョークコイル５１との間において第１ライン５３に配置されると共に、別の一つが送電コイル３５と送電側共振コンデンサ３６との間において第１ライン５３に配置される。
＜送電時の動作＞
　次に、図５を参照して、送電時におけるインバータ回路３２及び送電側共振回路３３での電流の流れについて説明する。図５は、送電時におけるインバータ回路３２及び送電側共振回路３３での電流の流れを説明するための図である。
　送電時には、インバータ回路３２のスイッチングトランジスタ４１～４４が選択的に接続されて、インバータ回路３２の出力端４９、５０から交流電力が出力される。具体的には、インバータ回路３２では、交流電力が出力されるように、第１接続状態と第２接続状態が断続的に交互に繰り返される。
　第１接続状態では、図５（Ａ）に示されるように、第１スイッチングトランジスタ４１及び第４スイッチングトランジスタ４４がオンにされて、第２スイッチングトランジスタ４２及び第３スイッチングトランジスタ４３がオフにされる。この場合、正極ライン４７が、第１出力端４９に接続され、よって第１ライン５３に接続される。一方、負極ライン４８が、第２出力端５０に接続され、よって第２ライン５４に接続される。
　また、第２接続状態では、図５（Ｂ）に示されるように、第２スイッチングトランジスタ４２及び第３スイッチングトランジスタ４３がオンにされて、第１スイッチングトランジスタ４１及び第４スイッチングトランジスタ４４がオフにされる。この場合、正極ライン４７が、第２出力端５０に接続され、よって第２ライン５４に接続される。一方、負極ライン４８が、第１出力端４９に接続され、よって第１ライン５３に接続される。
　送電時には、インバータ回路３２において上述したような第１接続状態と第２接続状態が断続的に交互に繰り返されることによって、インバータ回路３２の出力端４９、５０から、例えば、８５ｋＨｚの交流電力が出力される。このようにインバータ回路３２から交流電力が出力されると、交流電力が送電側共振回路３３に供給され、その結果、送電コイル３５において交番磁界が発生する。すなわち、本実施形態では、コントローラ３４は、地上給電装置１に非接触で電力を送電させるときには、送電側整流回路３１から供給された直流電圧を交流電圧に変換して送電側共振回路３３に供給するように、インバータ回路３２を制御する。
＜センサ異常の検出＞
　ところで、上述したように、地上給電装置１には、電流値又は電圧値を検出するセンサ６１～６４が設けられる。これらセンサ６１～６４の検出値は、コントローラ３４に入力される。コントローラ３４は、センサ６１～６４によって検出された電流値又は電圧値に基づいて、インバータ回路３２の制御（スイッチングトランジスタ４１～４４の制御）や、地上給電装置１によって給電された電力量の算出等を行う。したがって、センサ６１～６４に異常が生じて、センサ６１～６４が実際の電流又は電圧に対応する値を検出しなくなると、インバータ回路３２の制御を適切に行うことができなくなると共に、地上給電装置１によって給電された電力量を適切に算出することができなくなる。そこで、本実施形態では、センサ６１～６４の異常診断が行われる。
　図６～図９を参照して、センサ６１～６４の異常診断について説明する。図６は、センサ６１～６４の異常診断を行うときの電子回路の状態を概略的に示す図である。
　図６（Ａ）に示されるように、異常診断を行うときには、まず、インバータ回路３２の全てのスイッチングトランジスタ４１～４４がオフにされる。これにより、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３には電流が流れず、第１電流センサ６１及び第２電流センサ６２によって検出される電流値はゼロである。
　その後、図６（Ｂ）に示されるように、インバータ回路３２の第１スイッチングトランジスタ４１及び第４スイッチングトランジスタ４４がオンにされ、その状態が維持される。加えて、第２スイッチングトランジスタ４２及び第３スイッチングトランジスタ４３がオフにされ、その状態が維持される。この結果、送電側共振回路３３には直流電流が流れる。すなわち、本実施形態では、センサ６１～６４の異常診断を行うときには、送電側整流回路３１から供給された直流電圧を交流電圧に変換せずに送電側共振回路３３に供給するようにインバータ回路３２が制御される。
　なお、このとき、電源２又は送電側整流回路３１は、その出力電圧が送電を行うときに比べて低い電圧になるように制御されてもよい。また、インバータ回路３２は、図６（Ｂ）に示した例とは異なり、第２スイッチングトランジスタ４２及び第３スイッチングトランジスタ４３がオンにされて、第１スイッチングトランジスタ４１及び第４スイッチングトランジスタ４４がオフにされてもよい。
　インバータ回路３２が図６（Ａ）に示された状態（切断モード）から図６（Ｂ）に示された状態（直流モード）に切り替えられると、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３にはリンギングが生じる。
　図７は、インバータ回路３２が切断モードから直流モードに切り替えられたときに電子回路に流れる電流の時間的な変化を示す図である。図７は、例えば、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値の時間的な変化を示している。特に、図７は、時刻ｔ0においてインバータ回路３２が切断モードから直流モードに切り替えられた場合の変化を表している。
　図７に示されるように、時刻ｔ0においてインバータ回路３２が切り替えられるまでは、インバータ回路３２が切断モードにあるため、電子回路に電流は流れない。時刻ｔ0においてインバータ回路３２が直流モードに切り替えられると、送電側共振回路３３に直流電流が供給されることによってリンギングが生じ、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値が上下に振動する。このようなリンギングは、インバータ回路３２及び送電側共振回路３３にコイルやコンデンサが含まれていることによって発生する。
　このようにして生じるリンギングは、送電側整流回路３１から供給される直流電力の電圧が同一であれば、同じような波形を有する。したがって、図７に示される第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値は、インバータ回路３２が直流モードに切り替えられる度に同様な波形を有する。このため、例えば、インバータ回路３２が直流モードに切り替えられた後に第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値の最初のプラス側のピーク値Ｉｐｄ1、及び最初のマイナス側のピーク値Ｉｐｄ2は、毎回、直流電力の電圧に対応したほぼ同じ設計値になる。
　その後、インバータ回路３２が直流モードに維持されて送電側共振回路３３に直流電流が供給され続けると、図７に示されるように、このようなリンギングは時刻ｔ1において収束する。本実施形態の送電側共振回路３３では、送電側共振コンデンサ３６が、第１ライン５３、第２ライン５４及び送電コイル３５に直列に接続される。このため、送電側共振コンデンサ３６に送電側整流回路３１の電圧に対応する電荷が溜まると、送電側共振回路３３に電流が流れなくなる。したがって、図７に示されるように、本実施形態では、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値はほぼゼロに収束する。
　図８は、インバータ回路３２が切断モードから直流モードに切り替えられたときに電子回路に流れる電圧の時間的な変化を示す図である。図８は、例えば、第１電圧センサ６３又は第２電圧センサ６４によって検出される電圧値の時間的な変化を示している。図８も、時刻ｔ0においてインバータ回路３２が切断モードから直流モードに切り替えられた場合の変化を示している。
　図８に示されるように、時刻ｔ0以降、リンギングによって、第１電圧センサ６３又は第２電圧センサ６４によって検出される電圧値が上下に振動する。その後、インバータ回路３２が直流モードに維持されて送電側共振回路３３に直流電圧が供給され続けると、図８に示されるように、時刻ｔ1においてリンギングは収束する。したがって、時刻ｔ1以降は、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって互いに同一の一定の電圧値が検出される。特に、このとき第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって検出される電圧値は、直流電力の電圧に対応した設計値になる。
　ここで、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２に異常が生じていて正確な電流値が検出できない場合を考える。このような場合、インバータ回路３２が直流モードに切り替えられた後に検出される最初のプラス側ピーク値Ｉｐｄ1及び最初のマイナス側ピーク値Ｉｐｄ2は、それぞれ設計値とは異なる値になる。したがって、本実施形態では、斯かる最初のプラス側のピーク値Ｉｐｄ1が設計値近傍の予め定められた所定の範囲内であるか否かに基づいて、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２の異常の有無を診断する。加えて、本実施形態では、斯かる最初のマイナス側のピーク値Ｉｐｄ2が設計値近傍の予め定められた所定の範囲内であるか否かに基づいて、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２の異常の有無を診断する。なお、所定の範囲は、例えば、設計値の±数％、又は十数％である。
　加えて、第１電圧センサ６３又は第２電圧センサ６４に異常が生じている場合、インバータ回路３２が直流モードに切り替えられ、その後リンギングが収束した後に、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって互いに異なる電圧値が検出される。したがって、本実施形態では、リンギングが収束した後に、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって検出された電圧値が互いに同一であるか否かに基づいて、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４の異常の有無を診断する。すなわち、本実施形態では、リンギングが収束した後の電圧センサ６３、６３の検出値に基づいて電圧センサ６３、６４の異常を診断する。具体的には、リンギングが収束した後に、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって検出された電圧値が互いに同一である場合には、コントローラ３４は、これらセンサ６３、６４は正常であると判断する。一方、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって検出された電圧値が互いに同一でない場合には、コントローラ３４は、これらセンサ６３、６４のうちいずれか一方は異常であると判断する。なお、両電圧の差がゼロである場合に加えて、１％以内、又は数％以内である場合には、両電圧は同一であると判断される。
　特に、このようにリンギングが収束した後に、異常が生じていない電圧センサ６３、６４の検出電圧値は、直流電力の電圧に対応したほぼ同じ設計値になる。したがって、本実施形態では、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４によって検出された電圧値が互いに同一でない場合には、コントローラ３４は、設計値から離れた値を検出する電圧センサに異常が生じていると判断する。
　このように本実施形態では、インバータ回路３２が直流モードに制御されているときの、センサ６１～６４の検出値に基づいて、これらセンサ６１～６４の異常を診断する。これによって地上給電装置１に設けられたセンサ６１～６４の異常を診断することができる。特に、インバータ回路３２を直流モードに制御することは、センサ６１～６４の異常診断のために何ら構成部品を追加する必要がなく、比較的低コストでセンサ６１～６４の異常を診断することができる。
　図９は、センサ６１～６４の異常を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。図示した診断処理は、コントローラ３４によって、任意のタイミング（例えば、一定時間毎）に実行される。
　図９に示されるように、センサ６１～６４の異常診断にあたっては、コントローラ３４は、まず、インバータ回路３２を切断モードから直流モードへ切り替える（ステップＳ１１）。次いで、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値のピーク値Ｉｐｄ（例えば、最初のプラス側のピーク値Ｉｐｄ1、最初のマイナス側のピーク値Ｉｐｄ2）を取得する（ステップＳ１２）。
　次いで、コントローラ３４は、ステップＳ１２において取得されたピーク値Ｉｐｄが対応する設定値Ｉｒｅｆｄ近傍の所定の範囲α内であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。したがって、例えば、コントローラ３４は、最初のプラス側のピーク値Ｉｐｄ1と最初のプラス側のピーク値に対応する第１設定値Ｉｒｅｆｄ1との差が所定の範囲α内であるか否かを判定する。ステップＳ１３においてピーク値Ｉｐｄが設定値Ｉｒｅｆｄ近傍の所定の範囲内であると判定された場合には、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２は正常であると判定する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３においてピーク値Ｉｐｄが設定値Ｉｒｅｆｄ近傍の所定の範囲内でないと判定された場合には、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２に異常が生じていると判定する（ステップＳ１５）。
　その後、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出された電流値が収束したか否かを判定する（ステップＳ１６）。例えば、検出された電流値が所定時間に亘って所定の電流幅内に収まっていた場合に、電流値が収束したと判定される。ステップＳ１６において、検出された電流値が収束していないと判定されたされた場合には、ステップＳ１６が繰り返される。
　一方、ステップＳ１６において、検出された電流値が収束していると判定された場合、このときに第１電圧センサ６３によって検出された電圧値Ｖ1と、第２電圧センサ６４によって検出された電圧値Ｖ2とが同一であるか否かが判定される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において第１電圧センサ６３の検出電圧値Ｖ1と第２電圧センサ６４の検出電圧値Ｖ2とが同一であると判定された場合には、コントローラ３４は、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４はいずれも正常であると判定する（ステップＳ１８）。一方、ステップＳ１８において第１電圧センサ６３の検出電圧値Ｖ1と第２電圧センサ６４の検出電圧値Ｖ2とが同一でないと判定された場合には、コントローラ３４は、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４のいずれかに異常が生じていると判定する（ステップＳ１９）。特に、本実施形態では、コントローラ３４は、第１電圧センサ６３の検出電圧値Ｖ1と第２電圧センサ６４の検出電圧値Ｖ2とのうち、設計値から離れた値を検出する電圧センサ６３、６４に異常が生じていると判断する。
　その後、コントローラ３４は、インバータ回路３２を直流モードから切断モードへ切り替える（ステップＳ２０）。これによって、診断処理が終了する。
＜変形例＞
　なお、上記実施形態では、最初のプラス側のピーク値Ｉｐｄ1、最初のマイナス側のピーク値Ｉｐｄ2に基づいて、電流センサ６１、６２の異常診断が行われている。しかしながら、２番目以降のプラス側及びマイナス側のピーク値に基づいて異常診断が行われてもよい。また、例えば、インバータ回路３２が直流モードに切り替えられた直後の電流の上昇速度など、リンギングに関するピーク値以外のパラメータに基づいて、電流センサ６１、６２の異常診断が行われてもよい。
　また、上記実施形態では、リンギング収束後の二つの電圧センサ６３、６４の検出電圧値が同一であるか否かに基づいて、電圧センサ６３、６４の異常診断が行われている。しかしながら、リンギング収束後の二つの電流センサ６１、６２の検出電流値が同一であるか否かに基づいて、電流センサ６１、６２の異常診断が行われてもよい。ただし、この場合、電流センサ６１、６２に異常が生じていて検出電流値がゼロから変動しない場合と区別するために、電流センサ６１、６２によってリンギングに伴う電流値の変動が検出されていることが前提とされてもよい。
　さらに、上記実施形態では、インバータ回路３２が直流モードに設定されているときに、リンギングの収束後に二つの電圧センサ６３、６４の検出電圧値が同一であるか否かに基づいて、電圧センサ６３、６４の異常診断が行われている。しかしながら、インバータ回路３２が直流モードに設定されているときに、リンギングの収束後に各電圧センサ６３、６４の検出電圧値が、設計値近傍の予め定められた所定の範囲内であるか否かに基づいてその電圧センサ６３、６４の異常の有無を判断してもよい。同様に、インバータ回路３２が直流モードに設定されているときに、リンギングの収束後に各電流センサ６１、６２の検出電圧値が、設計値（本実施形態ではゼロ）近傍の予め定められた所定の範囲内であるか否かに基づいてその電流センサ６１、６２の異常の有無を判断してもよい。
　また、上記実施形態では、２つの電流センサ６１、６２と、２つの電圧センサ６３、６４とが設けられている。しかしながら、１つの電流センサ及び１つの電圧センサのみが設けられてもよい。この場合には、例えば、インバータ回路３２と送電側共振回路３３との間に第２電流センサ６２及び第２電圧センサ６４が設けられ、第１電流センサ６１及び第１電圧センサ６３が省略される。また、上記実施形態では、地上給電装置１には、電流センサ６１、６２と電圧センサ６３、６４の両方が設けられているが、これらのうち一方のみ（例えば、電流センサ６１、６２のみ）が設けられてもよい。
　また、上記実施形態では、センサ６１～６４の異常診断を行うにあたって、インバータ回路３２を切断モードから直流モードに切り替えている。しかしながら、インバータ回路３２を切断モード以外のモードから直流モードに切り替えたときに、センサ６１～６４の異常診断を行っても良い。
第二実施形態
　次に、図１０を参照して、第二実施形態に係る地上給電装置１について説明する。第二実施形態に係る地上給電装置１の構成及び制御は基本的に第一実施形態に係る地上給電装置１の構成及び制御と同様である。以下では、第一実施形態に係る地上給電装置と異なる部分を中心に説明する。
　第一実施形態に係る地上給電装置１では、リンギングに関するパラメータ（ピーク値）に基づいて電流センサ６１、６２の異常が診断されていた。しかしながら、本実施形態では、リンギングが収束するまでインバータ回路３２を直流モードに維持した後に、インバータ回路３２を交流モードに切り替え、このときの電流センサ６１、６２の検出値に基づいて電流センサ６１の異常診断が行われる。
　具体的には、本実施形態では、リンギングが収束するまで（図７の時刻ｔ1まで）、インバータ回路３２が直流モードに維持される。そして、第一実施形態と同様に、リンギングの収束直後の第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４の検出電圧値に基づいて、これら電圧センサ６３、６４の異常診断が行われる。
　その後、本実施形態では、インバータ回路３２が交流モードに切り替えられる。交流モードでは、図５を参照して説明したように、第１接続状態と第２接続状態とが断続的に交互に繰り返されて、インバータ回路３２の出力端４９、５０から、例えば、８５ｋＨｚの交流電力が出力される。したがって、コントローラ３４は、送電側共振回路３３に予め定められた交流電圧を供給するようにインバータ回路３２を制御する。しかしながら、このときには、送電を行うときに比べて、出力電力が低くなるように、インバータ回路３２又は送電側整流回路３１が制御される。具体的には、インバータ回路３２における第１接続状態中、第２接続状態中、又はこれらの間の切断時間を長くすることによって、出力電力が低下される。或いは、送電側整流回路３１による出力電圧を低くすることによって出力電力が低下される。このとき、インバータ回路３２又は送電側整流回路３１は、第１電圧センサ６３及び第２電圧センサ６４の検出電圧値に基づいて制御される。
　そして、本実施形態では、インバータ回路３２が交流モードに設定されているときの電流センサ６１、６２の検出値に基づいてこれら電流センサ６１、６２の異常診断が行われる。例えば、変動している電流センサ６１、６２の検出電流値のプラス側又はマイナス側のピーク値が設計値近傍の予め定められた範囲内であるか否かに基づいて、電流センサ６１、６２の異常診断が行われる。具体的には、電流センサ６１、６２の検出電流値のプラス側又はマイナス側のピーク値が予め定められた範囲内であるときには、電流センサ６１、６２は正常であると判定される。一方、電流センサ６１、６２の検出電流値のプラス側又はマイナス側のピーク値が予め定められた範囲内にないときには、電流センサ６１、６２には異常が生じていると判定される。
　本実施形態によれば、電圧センサ６３、６４の異常診断が完了した後に、この電圧センサ６３、６４の検出値に基づいてインバータ回路３２又は送電側整流回路３１が制御される。したがって、既に電圧センサ６３、６４の異常診断が完了しているため、これら電圧センサ６３、６４の検出値に基づいてインバータ回路３２又は送電側整流回路３１は適切に制御される。このため、電流センサ６１、６２の異常診断も適切に行うことができる。
　なお、本実施形態では、インバータ回路３２が交流モードに設定されているときの、電流センサ６１、６２の検出電流値のピーク値に基づいて異常診断が行われている。しかしながら、電流センサ６１、６２の検出電流値の最大上昇速度等、交流電流に関するピーク値以外のパラメータに基づいて電流センサ６１、６２の異常診断が行われてもよい。また、本実施形態においても、第一実施形態と同様にリンギングに関するパラメータにも基づいて、電流センサ６１、６２の異常診断が行われてもよい。
　図１０は、センサ６１～６４の異常を診断する診断処理の流れを示すフローチャートである。図示した診断処理は、コントローラ３４によって、任意のタイミング（例えば、一定時間毎）に実行される。なお、図１０のステップＳ３１～Ｓ３５は、図９のステップＳ１１、Ｓ１６～Ｓ１９と同様であるため説明を省略する。また、本実施形態では、電圧センサ６３、６４に異常があると判定されたときには（ステップＳ３５）、電流センサの異常判定（ステップＳ３６～Ｓ４０）はスキップされる。
　図１０に示されるように、電圧センサの異常診断が完了すると、コントローラ３４は、インバータ回路３２を直流モードから交流モードへ切り替える（ステップＳ３６）。次いで、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２によって検出される電流値のピーク値Ｉｐａを取得する（ステップＳ３７）。その後、コントローラ３４は、ステップＳ３４において取得されたピーク値Ｉｐａが対応する設定値Ｉｒｅｆａ近傍の所定の範囲β内か否かを判定する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８においてピーク値Ｉｐａが設定値Ｉｒｅｆａ近傍の所定の範囲内であると判定された場合には、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２は正常であると判定する（ステップＳ３９）。一方、ステップＳ３８においてピーク値Ｉｐａが設定値Ｉｒｅｆａ近傍の所定の範囲内でないと判定された場合には、コントローラ３４は、第１電流センサ６１又は第２電流センサ６２に異常が生じていると判定する（ステップＳ４０）。
　その後、コントローラ３４は、インバータ回路３２を直流モードから切断モードへ切り替える（ステップＳ４１）。これによって、診断処理が終了する。
　以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
　１　　地上給電装置
　５　　車両
　１４　　受電ユニット
　３１　　送電側整流回路
　３２　　インバータ回路
　３３　　送電側共振回路
　３４　　コントローラ
　３５　　送電コイル
　６１、６２　　電流センサ
　６３、６４　　電圧センサ

Claims (6)

  1. 　非接触で電力を送電する給電装置であって、
    　直流電源と、該直流電源に接続されたインバータ回路と、該インバータ回路に接続されて送電コイルを含む共振回路と、これら回路を流れる電流値又はこれら回路に加わる電圧値を検出するセンサと、前記インバータ回路及び前記センサに接続された制御装置と、を有し、
    　前記制御装置は、当該給電装置に非接触で電力を送電させるときには、前記直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換して前記共振回路に供給するよう前記インバータ回路を制御し、前記センサの異常を診断するときには、前記直流電源から供給された直流電圧を交流電圧に変換せずに共振回路に供給するように前記インバータ回路を制御すると共に、このときの前記センサの検出値に基づいて前記センサの異常を診断する、給電装置。
  2. 　前記制御装置は、前記共振回路に直流電流が供給されることによって前記共振回路に生じるリンギングが収束した後の前記センサの検出値に基づいて前記センサの異常を診断する、請求項１に記載の給電装置。
  3. 　前記センサは、前記直流電源と前記インバータ回路との間において電流値又は電圧値を検出する第１センサと、前記インバータ回路と前記共振回路との間において電流値又は電圧値を検出する第２センサと、を有し、
    　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されているときに、前記第１センサによって検出された電流値又は電圧値と、前記第２センサによって検出された電流値又は電圧値とが同一である場合には、前記第１センサ及び前記第２センサは正常であると診断する、請求項１又は２に記載の給電装置。
  4. 　前記センサは、前記インバータ回路と前記共振回路との間において電流値又は電圧値を検出するセンサを含み、
    　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されているときに前記センサによって検出された電流値又は電圧値が予め設定された所定の範囲内にあるときに前記センサは正常であると判断する、請求項１又は２に記載の給電装置。
  5. 　前記センサは電流値を検出する電流センサを含み、
    　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されることによって前記電流センサによって検出された電流値に生じるリンギングに関するパラメータに基づいて、前記電流センサの異常を診断する、請求項１～４のいずれか１つに記載の給電装置。
  6. 　前記センサは電流値を検出する電流センサを含み、
    　前記制御装置は、前記共振回路に直流電圧が供給されることによって前記共振回路に生じるリンギングが収束した後に、前記共振回路に予め定められた交流電圧を供給するように前記インバータ回路を制御すると共に、このときの前記電流センサの検出値に基づいて、前記電流センサの異常を診断する、請求項１～５のいずれか１つに記載の給電装置。
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JP2019080477A (ja) * 2017-10-27 2019-05-23 トヨタ自動車株式会社 充電システム

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