WO2024095600A1 - 異常診断方法 - Google Patents
異常診断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024095600A1 WO2024095600A1 PCT/JP2023/032212 JP2023032212W WO2024095600A1 WO 2024095600 A1 WO2024095600 A1 WO 2024095600A1 JP 2023032212 W JP2023032212 W JP 2023032212W WO 2024095600 A1 WO2024095600 A1 WO 2024095600A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- power supply
- power
- vehicle
- ground
- coil
- Prior art date
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 114
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 157
- 238000012840 feeding operation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 65
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
-
- 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
- B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
-
- 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
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
-
- 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
- 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
- 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
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Definitions
- This disclosure relates to a method for diagnosing abnormalities in ground power supply equipment.
- a ground power supply device in which multiple power transmission coils for contactlessly transmitting power to vehicles are arranged along a lane, transmitting power to vehicles while they are moving (JP Patent Publication No. 2019-526219).
- abnormalities can occur in ground power supply equipment, it is necessary to diagnose such abnormalities. However, if abnormality diagnosis is performed based only on the detection results of the values of various parameters when power is supplied under one power supply condition, it may not be possible to diagnose the abnormality accurately.
- the objective of this disclosure is to make it possible to more accurately diagnose abnormalities in ground power supply devices.
- the gist of this disclosure is as follows:
- a method for diagnosing an abnormality in a ground power supply device that transmits electric power to a vehicle in a non-contact manner comprising: performing a power supply operation under a plurality of different power supply conditions when the vehicle is located above a power transmission coil of the ground power supply device; diagnosing an abnormality in the ground power feeding device based on values of parameters related to power feeding detected while performing power feeding operations under a plurality of different power feeding conditions.
- the vehicle includes a plurality of power receiving coils capable of receiving power under different power supply conditions, and the power receiving coils are disposed on the vehicle so as to be spaced apart from each other in a traveling direction of the vehicle;
- the vehicle includes a power receiving coil that can be moved relative to the vehicle so that power supply conditions change, The abnormality diagnosis method according to any one of (1) to (4) above, wherein the power receiving coil is moved when the vehicle is located over the power transmitting coil, thereby performing power supplying operations under different power supplying conditions.
- the abnormality diagnosis method according to any one of (1) to (6), wherein, in diagnosing an abnormality in the ground power supply device, the ground power supply device is determined to be normal when the value of the detected parameter related to power supply is within a normal range corresponding to each power supply condition, and it is determined that an abnormality has occurred in the ground power supply device when the value of the detected parameter related to power supply is outside the normal range corresponding to each power supply condition.
- the plurality of different power supply conditions include a plurality of power supply conditions in which the positions of the vehicle's power receiving coils are shifted from each other in a lateral direction relative to the vehicle's traveling direction.
- the abnormality diagnosis method includes a plurality of power supply conditions in which a position of the power receiving coil of the vehicle is shifted from each other in a direction perpendicular to a ground surface on which the vehicle travels.
- the plurality of different power supply conditions include a plurality of power supply conditions in which different command values regarding power supply are transmitted from the vehicle to the ground power supply device.
- An abnormality diagnosis device that diagnoses an abnormality in a ground power supply device that transmits electric power to a vehicle in a non-contact manner, a power receiving device configured to perform a power supply operation under a plurality of different power supply conditions when the vehicle is located above a power transmitting coil of the ground power supply device; a diagnosis unit that diagnoses an abnormality in the ground power feeding device based on values of parameters related to power feeding detected while performing power feeding operations under a plurality of different power feeding conditions.
- An abnormality diagnosis device that diagnoses an abnormality in a ground power supply device that transmits electric power to a vehicle in a non-contact manner, transmitting a signal to the ground power feeding device so that a power feeding operation is performed under a plurality of different power feeding conditions when the vehicle is located over a power transmitting coil of the ground power feeding device; 1.
- An abnormality diagnosis device configured to diagnose an abnormality in the ground power feeding device based on values of parameters related to power feeding detected while performing power feeding operations under a plurality of different power feeding conditions.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a contactless power supply system.
- FIG. 2 is a schematic diagram of the controller and devices connected to the controller.
- FIG. 3 is a schematic diagram of the ground controller and devices connected to the ground controller.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of an arrangement of magnetic field detectors provided on a road.
- FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the vehicle-side controller and devices connected to the vehicle-side controller.
- FIG. 6 is a sequence diagram illustrating a flow of a power supply operation in the contactless power supply system.
- FIG. 7 is a bottom view that shows a schematic bottom view of the diagnostic vehicle.
- FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the abnormality diagnosis process performed in the vehicle-side controller.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a contactless power supply system.
- FIG. 2 is a schematic diagram of the controller and devices connected to the controller.
- FIG. 3 is a schematic diagram of the ground controller
- FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a diagnosis vehicle according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a bottom view similar to FIG. 7, but showing a schematic bottom view of the diagnostic vehicle.
- FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a diagnosis vehicle according to the fourth embodiment.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a schematic configuration of a diagnosis vehicle according to the fifth embodiment.
- Fig. 1 is a diagram that shows a schematic overall configuration of the contactless power supply system 100.
- the contactless power supply system 100 includes a server 1, a ground power supply device 2 provided on a road R, and a vehicle 3 traveling on the road R, and is configured to be able to perform contactless power transmission from the ground power supply device 2 to the vehicle 3 by magnetic field resonant coupling (magnetic field resonance).
- the contactless power transmission is performed while the vehicle 3 is traveling or parked.
- the server 1 is also configured to be able to communicate with the ground power supply device 2 and the vehicle 3.
- driving refers to a state in which the vehicle 3 is positioned on the road in order to drive. Therefore, the term “driving” includes not only a state in which the vehicle 3 is actually driving at any speed greater than zero, but also a state in which the vehicle is stopped on the road, for example, while waiting at a traffic light.
- the server 1 includes an external communication module 11, a storage device 12, and a processor 13.
- the server 1 may also include input devices such as a keyboard and a mouse, and an output device such as a display.
- the external communication module 11 communicates with devices outside the server 1 (such as the ground power supply device 2 and the vehicle 3).
- the external communication module 11 includes an interface circuit for connecting the server 1 to the communication network 15.
- the external communication module 11 is configured to be able to communicate with each of the ground power supply devices 2 and the vehicles 3 via the communication network 15 and the wireless base station 16.
- the external communication module 11 is configured to be able to communicate with the ground side communication device 26 of the ground power supply device 2 and the vehicle side communication device 38 of the vehicle 3.
- wide-area wireless communication is used as wireless communication between the wireless base station 16 and the ground power supply device 2 and the vehicle 3.
- Wide-area wireless communication is communication with a longer communication distance than narrow-area wireless communication, specifically, for example, communication with a communication distance of 10 meters to 10 kilometers.
- various wireless communication with a long communication distance can be used, and for example, communication conforming to any communication standard such as 3GPP (registered trademark), 4G established by IEEE, LTE, 5G, WiMAX, etc. is used.
- the storage device 12 has a storage medium such as a volatile semiconductor memory (e.g., RAM), a non-volatile semiconductor memory (e.g., ROM), a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or an optical recording medium.
- the storage device 12 stores computer programs for executing various processes by the processor 13, and various data used when the various processes are executed by the processor 13.
- the processor 13 has one or more CPUs and their peripheral circuits.
- the processor 13 may further have an arithmetic circuit such as a GPU, a logical arithmetic unit, or a numerical arithmetic unit.
- the processor 13 executes various types of arithmetic processing based on computer programs stored in the storage device 12 of the server 1.
- Fig. 2 is a diagram that shows a schematic configuration of the ground power supply device 2 and the vehicle 3.
- the ground power supply device 2 includes a power transmitting device 4, a power source 21, and a ground-side controller 22.
- the power source 21 and the ground-side controller 22 may be embedded in the road R, or may be located at a location other than the road R (including on the ground).
- the power source 21 supplies power to the power transmission device 4.
- the power source 21 is, for example, a commercial AC power source that supplies single-phase AC power.
- the power source 21 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 device 4 transmits power supplied from the power source 21 to the vehicle 3 in a contactless manner.
- the power transmission device 4 has a power transmission side rectifier circuit 41, an inverter circuit 42, and a power transmission side resonant circuit 43.
- the power transmission side resonant circuit 43 of the power transmission device 4 and in particular the power transmission coil 44 of the power transmission side resonant circuit 43, is embedded (underground) in the road R on which the vehicle 3 travels, for example, in the center of the lane on which the vehicle 3 travels.
- the power transmission side rectifier circuit 41 and the inverter circuit 42 of the power transmission device 4 may be embedded underground or may be disposed above ground.
- the power transmission side rectifier circuit 41 is electrically connected to the power source 21 and the inverter circuit 42.
- the power transmission side rectifier circuit 41 rectifies the AC power supplied from the power source 21, converts it to DC power, and supplies the DC power to the inverter circuit 42.
- the power transmission side rectifier circuit 41 is, for example, an AC/DC converter. Note that if the power source 21 is a DC power source, the power transmission side rectifier circuit 41 may be omitted.
- the inverter circuit 42 is electrically connected to the power transmission side rectifier circuit 41 and the power transmission side resonant circuit 43.
- the inverter circuit 42 converts the DC power supplied from the power transmission side rectifier circuit 41 into AC power (high frequency power) with a higher frequency than the AC power of the power source 21, and supplies the high frequency power to the power transmission side resonant circuit 43.
- the power transmission side resonant circuit 43 has a resonator composed of a power transmission coil 44 and a power transmission side capacitor 45.
- Various parameters of the power transmission coil 44 and the power transmission side capacitor 45 are determined so that the resonant frequency of the power transmission side resonant circuit 43 becomes a predetermined set value.
- the predetermined set value is, for example, 10 kHz to 100 GHz, and is preferably 85 kHz, which is determined by the SAE TIR J2954 standard as the frequency band for contactless power transmission.
- the power transmission coil 44 of the power transmission side resonant circuit 43 is positioned so that its center is located in the center of the lane.
- the power transmission side resonant circuit 43 When high-frequency power supplied from the inverter circuit 42 is applied to the power transmission side resonant circuit 43, the power transmission side resonant circuit 43 generates an alternating magnetic field for transmitting power.
- the ground controller 22 is, for example, a general-purpose computer, and performs various controls of the ground power supply device 2.
- the ground controller 22 is electrically connected to the inverter circuit 42 of the power transmission device 4, and controls the inverter circuit 42 to control the power transmission by the power transmission device 4.
- the ground controller 22 controls the ground communication device 26, which will be described later.
- FIG. 3 is a schematic diagram of the ground controller 22 and the devices connected to the ground controller 22.
- the ground controller 22 includes a communication interface 221, a memory 222, and a processor 223.
- the communication interface 221, the memory 222, and the processor 223 are connected to each other via signal lines.
- the communication interface 221 has an interface circuit for connecting the ground controller 22 to various devices that make up the ground power supply device 2 (e.g., the inverter circuit 42, various sensors 23 to 25 described below, the ground communication device 26, etc.).
- the ground controller 22 communicates with other devices via the communication interface 221.
- the memory 222 includes, for example, a volatile semiconductor memory (e.g., RAM), a non-volatile semiconductor memory (e.g., ROM), etc.
- the memory 222 stores computer programs for executing various processes in the processor 223, various data used when the various processes are executed by the processor 223, etc.
- the processor 223 has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits.
- the processor 223 may further have an arithmetic circuit such as a logical arithmetic unit or a numerical arithmetic unit.
- the processor 223 executes various processes based on computer programs stored in the memory 222.
- the ground power supply device 2 further includes a ground circuit sensor 23, a foreign object sensor 24, a ground magnetic field sensor 25, and a ground communication device 26.
- the ground circuit sensor 23 is an example of a detector that detects the state of the power transmission device 4 of the ground power supply device 2, particularly the state of the circuits included in the power transmission device 4.
- the ground circuit sensor 23 includes, for example, a current sensor that detects the current flowing through various circuits of the power transmission device 4 (particularly the power transmission side resonant circuit 43, the inverter circuit 42, and the power transmission side rectifier circuit 41), a power transmission device voltage sensor that detects the voltage applied to the various circuits of the power transmission device 4, and a temperature sensor that detects the temperature of various devices of the power transmission device 4.
- the output of the ground circuit sensor 23 is input to the ground controller 22.
- the foreign object sensor 24 is an example of a detector that detects the presence or absence of a foreign object on the road in which the power transmission coils 44 of the power transmission device 4 are embedded, particularly on each power transmission coil 44. Examples of foreign objects include metals and living organisms.
- the output of the foreign object sensor 24 is input to the ground controller 22.
- the ground magnetic field sensor 25 is an example of a detector that detects the strength of the surrounding magnetic field.
- the ground magnetic field sensor 25 is, for example, a magneto-impedance (MI) sensor, a Hall sensor, a magneto-resistive (MR) sensor, etc.
- the ground magnetic field sensor 25 is used to detect the presence or absence of a positional deviation of the power receiving device 5 relative to the power transmitting device 4 in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle 3 (hereinafter referred to as the "lateral direction"), in particular, the positional deviation of the power receiving coil 52 relative to the power transmitting coil 44 (hereinafter referred to as the "lateral deviation").
- FIG. 4 is a diagram showing an example of an arrangement of ground-side magnetic field sensors 25 provided on road R.
- the ground-side magnetic field sensors 25 are arranged on the road on which the power transmission device 4 is provided, in front of the power transmission-side resonant circuit 43 of the power transmission device 4 in the traveling direction of the vehicle 3.
- multiple ground-side magnetic field sensors 25 are arranged side by side in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle 3.
- the ground-side magnetic field sensors 25 are arranged underground (under the road surface) or on the road surface.
- the ground magnetic field sensor 25 is electrically connected to the ground controller 22, and the output of the ground magnetic field sensor 25 is transmitted to the ground controller 22. Therefore, in this embodiment, the output from the ground magnetic field sensor 25 is input to the ground controller 22, and the ground controller 22 detects the presence or absence of lateral misalignment between the power receiving coil 52 and the power transmitting coil 44 based on this output. In particular, the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating circuit 61 provided in the vehicle 3 is detected by the ground magnetic field sensor 25, and the ground controller 22 detects lateral misalignment based on the magnetic field strength detected in this manner.
- the ground side controller 22 can detect the presence or absence of lateral misalignment between the power receiving coil 52 and the power transmitting coil 44 by comparing the magnetic field intensities detected by multiple ground side magnetic field sensors 25.
- the presence or absence of lateral misalignment is detected using an alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating circuit 61.
- lateral misalignment may be detected using something other than a magnetic field, for example, lateral misalignment may be detected by sonar using ultrasonic waves.
- the lateral misalignment detection device detects the presence or absence of lateral misalignment, but it may also detect the amount of lateral misalignment of the vehicle 3 from the center of the lane. In this case, if the amount of lateral misalignment detected by the lateral misalignment detection device is equal to or greater than a predetermined reference value, the lateral misalignment detection device determines that lateral misalignment has occurred.
- the ground communication device 26 is configured to be able to communicate with the server 1 using wide-area wireless communication.
- the ground communication device 26 may be configured to be able to communicate with the vehicle 3 using wide-area wireless communication and narrow-area wireless communication.
- Narrow-area wireless communication is communication with a shorter communication distance than wide-area wireless communication, specifically, for example, communication with a communication distance of less than 10 meters.
- narrow-area wireless communication various short-distance wireless communication with a short communication distance can be used, for example, communication conforming to any communication standard (e.g., Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark)) established by IEEE, ISO, IEC, etc.
- RFID Radio Frequency Identification
- DSRC dedicated Short Range Communication
- the vehicle 3 includes a power receiving device 5, a motor 31, a battery 32, a power control unit (PCU) 33, and a vehicle-side controller 34.
- the vehicle 3 is an electric vehicle (BEV) in which the motor 31 drives the vehicle 3.
- the vehicle 3 may be a hybrid vehicle (HEV) in which an internal combustion engine drives the vehicle 3 in addition to the motor 31.
- BEV electric vehicle
- HEV hybrid vehicle
- the motor 31 is, for example, an AC synchronous motor, and functions as an electric motor and a generator.
- the motor 31 is driven by electricity stored in the battery 32 as a power source.
- the output of the motor 31 is transmitted to the wheels 30 via a reduction gear and an axle.
- the battery 32 is a rechargeable secondary battery, and is composed of, for example, a lithium-ion battery, a nickel-metal hydride battery, etc.
- the battery 32 stores the power required for the vehicle 3 to run (for example, the driving power of the motor 31).
- the battery 32 is charged when power received by the power receiving device 5 from the power transmitting device 4 is supplied.
- the charging rate (SOC: State Of Charge) of the battery 32 is restored.
- the battery 32 may also be rechargeable by an external power source other than the ground power supply device 2 via a charging port provided on the vehicle 3.
- the PCU 33 is electrically connected to the battery 32 and the motor 31.
- the PCU 33 has an inverter, a boost converter, and a DC/DC converter.
- the inverter converts the DC power supplied from the battery 32 into AC power and supplies the AC power to the motor 31.
- the boost converter boosts the voltage of the battery 32 as necessary when the power stored in the battery 32 is supplied to the motor 31.
- the DC/DC converter reduces the voltage of the battery 32 when the power stored in the battery 32 is supplied to electronic devices such as headlights.
- the power receiving device 5 receives power from the power transmitting device 4 and supplies the received power to the battery 32.
- the power receiving device 5 has a power receiving side resonant circuit 51, a power receiving side rectifier circuit 54, and a charging circuit 55.
- the receiving side resonant circuit 51 is arranged at the bottom of the vehicle 3 so as to reduce the distance from the road surface. In this embodiment, the receiving side resonant circuit 51 is arranged in the center of the vehicle 3 in the lateral direction.
- the receiving side resonant circuit 51 has a configuration similar to that of the transmitting side resonant circuit 43, and has a resonator composed of a receiving coil 52 and a receiving side capacitor 53.
- Various parameters of the receiving coil 52 and the receiving side capacitor 53 are determined so that the resonant frequency of the receiving side resonant circuit 51 matches the resonant frequency of the transmitting side resonant circuit 43.
- the deviation between the resonant frequency of the power receiving side resonant circuit 51 and the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 43 is small, for example, if the resonant frequency of the power receiving side resonant circuit 51 is within a range of ⁇ 20% of the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 43, the resonant frequency of the power receiving side resonant circuit 51 does not necessarily have to match the resonant frequency of the power transmitting side resonant circuit 43.
- the receiving side rectifier circuit 54 is electrically connected to the receiving side resonant circuit 51 and the charging circuit 55.
- the receiving side rectifier circuit 54 rectifies the AC power supplied from the receiving side resonant circuit 51, converts it to DC power, and supplies the DC power to the charging circuit 55.
- the receiving side rectifier circuit 54 is, for example, an AC/DC converter.
- the charging circuit 55 is electrically connected to the receiving rectifier circuit 54 and the battery 32.
- the charging circuit 55 converts the DC power supplied from the receiving rectifier circuit 54 to the voltage level of the battery 32 and supplies it to the battery 32.
- the charging circuit 55 is, for example, a DC/DC converter.
- the charging circuit 55 switches the connection between the receiving rectifier circuit 54 and the battery 32 on and off according to commands from the vehicle controller 34.
- the vehicle-side controller 34 performs various controls of the vehicle 3.
- the vehicle-side controller 34 is electrically connected to the charging circuit 55 of the power receiving device 5, and controls the charging circuit 55 to control the charging of the battery 32 with the power transmitted from the power transmitting device 4.
- the vehicle-side controller 34 is also electrically connected to the PCU 33, and controls the PCU 33 to control the exchange of power between the battery 32 and the motor 31.
- the vehicle-side controller 34 controls the vehicle-side communication device 38.
- FIG. 5 is a schematic diagram of the vehicle-side controller 34 and the devices connected to the vehicle-side controller 34.
- the vehicle-side controller 34 has a communication interface 341, a memory 342, and a processor 343.
- the communication interface 341, the memory 342, and the processor 343 are connected to each other via signal lines.
- the communication interface 341 has an interface circuit for connecting the vehicle-side controller 34 to an in-vehicle network that complies with standards such as CAN (Controller Area Network).
- CAN Controller Area Network
- the vehicle-side controller 34 communicates with other devices via the communication interface 341.
- Memory 342 includes, for example, a volatile semiconductor memory (e.g., RAM) and a non-volatile semiconductor memory (e.g., ROM). Memory 342 stores computer programs for executing various processes in processor 343, various data used when various processes are executed by processor 343, and the like.
- a volatile semiconductor memory e.g., RAM
- a non-volatile semiconductor memory e.g., ROM
- Processor 343 has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits. Processor 343 may further have an arithmetic circuit such as a logical arithmetic unit or a numerical arithmetic unit. Processor 343 executes various processes based on computer programs stored in memory 342.
- CPUs Central Processing Units
- Processor 343 may further have an arithmetic circuit such as a logical arithmetic unit or a numerical arithmetic unit.
- Processor 343 executes various processes based on computer programs stored in memory 342.
- the vehicle 3 further includes a GNSS receiver 35, a storage device 36, a plurality of vehicle-side sensors 37, an alternating magnetic field generating circuit 61, an AC power generating circuit 64, and a vehicle-side communication device 38.
- the GNSS receiver 35, the storage device 36, the vehicle-side sensors 37, the AC power generating circuit 64, and the vehicle-side communication device 38 are electrically connected to the vehicle-side controller 34 via an in-vehicle network.
- the GNSS receiver 35 detects the current position of the vehicle 3 (e.g., the latitude and longitude of the vehicle 3) based on positioning information obtained from multiple (e.g., three or more) positioning satellites.
- the output of the GNSS receiver 35 i.e., the current position of the vehicle 3 detected by the GNSS receiver 35, is transmitted to the vehicle-side controller 34.
- a GPS receiver is used as the GNSS receiver 35.
- the storage device 36 stores data.
- the storage device 36 includes, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), or an optical recording medium.
- the storage device 36 stores map information.
- the map information includes information about roads, as well as information about the installation position of the ground power supply device 2, and information about the position of checkpoints corresponding to the ground power supply device 2.
- the vehicle-side controller 34 obtains the map information from the storage device 36.
- the vehicle-side sensors 37 detect the state of the vehicle 3.
- the vehicle-side sensors 37 include, as sensors for detecting the state of the vehicle 3, a speed sensor for detecting the speed of the vehicle 3, a battery temperature sensor for detecting the temperature of the battery 32, a power receiving device temperature sensor for detecting the temperature of various devices of the power receiving device 5 (particularly, the power receiving side resonant circuit 51 and the power receiving side rectifier circuit 54), a battery current sensor for detecting the charging current value and discharging current value of the battery 32, a power receiving device current sensor for detecting the current flowing through the various devices of the power receiving device 5, and a power receiving device voltage sensor for detecting the voltage applied to the various devices of the power receiving device 5.
- the output of the vehicle-side sensors 37 is input to the vehicle-side controller 34.
- the alternating magnetic field generating circuit 61 is used to detect lateral displacement of the power receiving device 5 relative to the power transmitting device 4.
- the alternating magnetic field generating circuit 61 generates an alternating magnetic field that is detected by the ground magnetic field sensor 25.
- the alternating magnetic field generating circuit 61 is disposed at the bottom of the vehicle 3 so as to reduce the distance to the road surface. In this embodiment, the alternating magnetic field generating circuit 61 is disposed in the center of the vehicle 3 in the lateral direction.
- the alternating magnetic field generating circuit 61 has a configuration similar to that of the power transmission side resonant circuit 43, and has a resonator composed of a magnetic field generating coil 62 and a magnetic field generating capacitor 63. Various parameters of the magnetic field generating coil 62 and the magnetic field generating capacitor 63 are determined so that the resonant frequency of the alternating magnetic field generating circuit 61 becomes a predetermined set value.
- the predetermined set value is set to a value different from the resonant frequency of the power transmission side resonant circuit 43.
- the AC power generating circuit 64 is electrically connected to the battery 32 and the alternating magnetic field generating circuit 61.
- the AC power generating circuit 64 generates AC power and supplies the AC power to the alternating magnetic field generating circuit 61.
- the AC power generating circuit 64 supplies the AC power to the alternating magnetic field generating circuit 61 in accordance with commands from the vehicle-side controller 34.
- the vehicle-side communication device 38 is configured to be able to communicate with the server 1 using wide-area wireless communication.
- the vehicle-side communication device 38 may be configured to be able to communicate with the ground-side communication device 26 of the ground power supply device 2 using wide-area wireless communication and short-range wireless communication.
- Fig. 6 is a sequence diagram illustrating a flow of a power supply operation in the contactless power supply system 100.
- the vehicle controller 34 of the vehicle 3 determines whether the vehicle 3 has passed a checkpoint (or whether the vehicle 3 has approached a checkpoint) that is set at a point just before the road R where the power transmission coil 44 of the power transmission device 4 is embedded (step S11). For example, if a gate is installed at the checkpoint, the vehicle controller 34 determines that the vehicle 3 has passed the checkpoint when the vehicle communication device 38 receives a signal generated from the gate. At this time, the vehicle controller 34 can receive information about the checkpoint, including the position information of the checkpoint, from the gate.
- the vehicle controller 34 determines whether the vehicle 3 has passed the checkpoint based on the current position of the vehicle 3 detected based on the output of the GNSS receiver 35 and the position information of the storage device 36. Note that the method of determining whether the vehicle 3 has passed the checkpoint is not limited to the above method, and any method can be used.
- the vehicle-side controller 34 transmits a request to issue a system usage ticket, which is a virtual ticket for contactless power supply, to the server 1 together with the identification information of the vehicle 3 and information regarding the checkpoint that has been passed (step S12).
- the server 1 When the server 1 receives a request to issue a system usage ticket from the vehicle 3, it identifies the vehicle 3 based on the identification information, and issues a first ticket and a second ticket if the vehicle 3 satisfies any power supply requirements (step S13).
- the first ticket is a system usage ticket to be sent to the identified vehicle 3 that made the issuance request, and is a system usage ticket prepared for each vehicle 3 that has the authority to use the power transmission device 4 corresponding to the checkpoint.
- the second ticket is a system usage ticket to be sent to the ground power supply device 2, and is a system usage ticket that corresponds to the first ticket.
- the server 1 transmits a first ticket to the vehicle 3 that requested the issuance of the system usage ticket, and transmits a second ticket to the ground power supply device 2 having the power transmission device 4 corresponding to the checkpoint that was determined to have been passed by the vehicle 3 in step S11 (step S14).
- the vehicle controller 34 of the vehicle 3 When the vehicle controller 34 of the vehicle 3 receives the first ticket, it periodically and directly transmits a signal including the first ticket to the ground power supply device 2 by short-range wireless communication using the vehicle communication device 38 (step S15). At this time, the vehicle controller 34 also transmits a signal including information related to power supply (e.g., command values such as the required power supply or the required amount of power supply, and information related to the power receiving device 5 (e.g., the number of turns and vertical height position of the power receiving coil 52)). In addition, the vehicle controller 34 controls the power receiving device 5, particularly the charging circuit 55, so that power can be received when the vehicle 3 runs over the power transmission coil 44 or is parked (step S16).
- information related to power supply e.g., command values such as the required power supply or the required amount of power supply, and information related to the power receiving device 5 (e.g., the number of turns and vertical height position of the power receiving coil 52)
- the vehicle controller 34 controls the power receiving device 5, particularly the charging circuit 55
- the ground-side controller 22 determines whether the server 1 has already received a second ticket corresponding to the first ticket contained in the received signal (step S17). In other words, the ground-side controller 22 determines whether or not it has a second ticket corresponding to the first ticket.
- the ground controller 22 determines in step S17 that the vehicle 3 possesses a second ticket corresponding to the first ticket, it determines that the vehicle 3 traveling or parked on the power transmission coil 44 is a vehicle 3 that has permission to use the system. In this case, the ground controller 22 determines whether the power transmission permission condition is met (step S18). Specifically, the ground controller 22 determines whether there is any lateral misalignment between the power transmission coil 44 and the power receiving coil 52 based on the output of the ground magnetic field sensor 25. The ground controller 22 also determines whether there is any foreign object on the road R on which the power transmission coil 44 is provided based on the output of the foreign object sensor 24.
- step S18 If it is determined in step S18 that the power transmission permission conditions are met, for example, if it is determined that no lateral displacement has occurred and no foreign object is present on the road R, the ground controller 22 determines that power transmission from the power transmission coil 44 is possible. In this case, based on the power supply request information transmitted from the vehicle 3 in step S15, the ground controller 22 controls the power transmission device 4 so that power can be transmitted to the vehicle 3 when the vehicle 3 runs or is parked on the power transmission device 4 (step S19). As a result, when the vehicle 3 runs or is parked on the power transmission device 4, it receives power from the power transmission device 4 (step S20).
- the vehicle controller 34 of the vehicle 3 calculates the average received power and the amount of received power based on the output of the vehicle sensor 37, etc., and transmits the calculation results to the server 1 (step S21).
- the ground controller 22 of the ground power supply device 2 calculates the average transmitted power and the amount of transmitted power based on the output of the ground circuit sensor 23, etc., and transmits the calculation results to the server 1 (step S22).
- An abnormality may occur in the ground power supply device 2 of the contactless power supply system 100 configured as described above.
- Various abnormalities may occur in the ground power supply device 2.
- a short circuit or the like may cause an appropriate magnetic field to not be generated even when power is supplied to the power transmission side resonant circuit 43, or a malfunction of the ground side magnetic field sensor 25 may cause a lateral deviation to not be properly detected. Therefore, an abnormality diagnosis for diagnosing such abnormalities occurring in the ground power supply device 2 is required.
- an abnormality diagnosis is performed to diagnose abnormalities in the ground power supply device 2.
- an abnormality diagnosis is performed when a diagnostic vehicle 71 that performs an abnormality diagnosis on the ground power supply device 2 is traveling and passes over the power transmission device 4, particularly the power transmission coil 44, of the ground power supply device 2 to be inspected.
- FIG. 7 is a bottom view showing a schematic diagram of the bottom of the diagnosis vehicle 71.
- the configuration of the diagnosis vehicle 71 is basically the same as that of the general vehicle 3 described above. The following description focuses on the parts of the configuration of the diagnosis vehicle 71 that are different from that of the general vehicle 3.
- the diagnosis vehicle 71 mainly diagnoses abnormalities in the ground power supply device 2 using the power receiving device 5 and the vehicle-side controller 34. Therefore, the power receiving device 5 and the vehicle-side controller 34 constitute an abnormality diagnosis device that diagnoses abnormalities in the ground power supply device 2, and the diagnosis vehicle 71 has an abnormality diagnosis device.
- the diagnostic vehicle 71 has multiple power receiving coils 52. More specifically, the diagnostic vehicle 71 has multiple power receiving resonant circuits 51, each having one power receiving coil 52.
- the multiple power receiving coils 52 i.e., the multiple power receiving resonant circuits 51, are arranged on the diagnostic vehicle 71 in a state where they are shifted from each other in the lateral direction. Furthermore, the multiple power receiving coils 52 are arranged on the diagnostic vehicle 71 so as to be spaced apart from each other in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- the diagnosis vehicle 71 has three power receiving coils 52: a first power receiving coil 52-1, a second power receiving coil 52-2, and a third power receiving coil 52-3.
- the first power receiving coil 52-1 is disposed in the lateral center at the front of the diagnosis vehicle 71. Therefore, the first power receiving coil 52-1 is disposed in a normal position in the lateral direction, which is the same as the position of the power receiving coil 52 of a general vehicle 3.
- the second power receiving coil 52-2 is disposed in the longitudinal center of the diagnosis vehicle 71, on one side of the lateral center of the diagnosis vehicle 71 (on the left side in FIG. 7).
- the third power receiving coil 52-3 is disposed in the rear of the diagnosis vehicle 71, on the opposite side of the lateral center of the diagnosis vehicle 71 (on the right side in FIG. 7). Therefore, the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3 are disposed in abnormal positions in the lateral direction, which are different from the position of the power receiving coil 52 of a general vehicle 3.
- the multiple power receiving resonant circuits 51, each including one power receiving coil 52, of the diagnosis vehicle 71 are connected to one power receiving rectifier circuit 54 via a switch 73 (see FIG. 9).
- the vehicle side sensor 37 can detect the current flowing through each power receiving resonant circuit 51 and the voltage applied to each power receiving resonant circuit 51.
- the vehicle side controller 34 can therefore detect the power received by each power receiving resonant circuit 51 based on the output of the vehicle side sensor 37.
- the diagnosis vehicle 71 has a plurality of alternating magnetic field generating circuits 61.
- the magnetic field generating coils 62 of the plurality of alternating magnetic field generating circuits 61 are provided in the diagnosis vehicle 71 in a state where they are shifted from each other in the lateral direction.
- the first magnetic field generating coil 62-1 is disposed in front of the first power receiving coil 52-1, and thus in the lateral center of the diagnosis vehicle 71. Therefore, the first magnetic field generating coil 62-1 is disposed in the normal position, which is the same as the position of the alternating magnetic field generating circuit 61 of a general vehicle 3.
- the second magnetic field generating coil 62-2 is disposed in front of the second power receiving coil 52-2, and thus on one side (left side in FIG. 7) of the lateral center of the diagnosis vehicle 71.
- the third magnetic field generating coil 62-3 is disposed in front of the third power receiving coil 52-3, and thus on the opposite side (right side in FIG. 7) of the lateral center of the diagnosis vehicle 71 from the one side. Therefore, the second magnetic field generating coil 62-2 and the third magnetic field generating coil 62-3 are placed in an abnormal position that differs from the position of the alternating magnetic field generating circuit 61 of a general vehicle 3.
- the diagnostic vehicle 71 has a vehicle-side magnetic field sensor 72.
- the vehicle-side magnetic field sensor 72 is an example of a detector that detects the surrounding magnetic field strength, similar to the ground-side magnetic field sensor 25.
- the vehicle-side magnetic field sensor 72 detects the magnetic field strength around the power receiving coil 52 when power is being transmitted from the power transmitting device 4 to the power receiving device 5.
- one vehicle-side magnetic field sensor 72 is provided adjacent to each power receiving coil 52.
- the diagnostic vehicle 71 also has a display device (not shown) that displays the results of the abnormality diagnosis of the ground power supply device 2.
- the display device is electrically connected to the vehicle-side controller 34, and displays the results of the abnormality diagnosis according to commands from the vehicle-side controller 34.
- the ground power supply device 2 when the diagnostic vehicle 71 configured in this manner passes over the power transmission coil 44 of the ground power supply device 2, the ground power supply device 2 performs a power supply operation as shown in FIG. 6, in the same manner as when a general vehicle 3 passes. Therefore, the first ticket and power supply request information are sent from the diagnostic vehicle 71 to the ground power supply device 2 (step S15 in FIG. 6). Then, when the ground controller 22 determines that the diagnostic vehicle 71 holds a second ticket corresponding to the first ticket and that the power transmission permission condition is met, it controls the power transmission device 4 so that power can be transmitted to the diagnostic vehicle 71 (step S19 in FIG. 6).
- the multiple power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 pass over the power transmission coil 44 in sequence.
- the power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 are arranged with a lateral offset from each other. Therefore, each time the power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 are positioned over the power transmission coil 44, a power supply operation is performed under different power supply conditions (conditions in which the relative positions of the power transmission coil 44 and the power receiving coil 52 in the lateral direction are different from each other). Therefore, in this embodiment, when the diagnostic vehicle 71 passes over the power transmission coil 44, the power receiving coils 52 are positioned over the power transmission coil 44 in sequence, so that a power supply operation is performed under different power supply conditions.
- the multiple power receiving coils 52 are configured to be able to receive power under multiple different power supply conditions for each power receiving coil 52. That is, the power receiving device 5 is configured to perform a power supply operation under multiple different power supply conditions.
- the first power receiving coil 52-1 is placed in a normal position, so the power supply operation is performed in the first power receiving coil 52-1 under power supply conditions that allow normal power supply operation.
- the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3 are placed in abnormal positions, so the power supply operation is performed in the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3 under power supply conditions that cause an abnormality in power supply.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed based on the values of parameters related to power supply detected while power supply operations are performed under a plurality of different power supply conditions.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed by the vehicle-side controller 34 based on the values of such parameters related to power supply. Therefore, the vehicle-side controller 34 functions as a diagnostic unit that diagnoses an abnormality of the ground power supply device 2 based on the values of such parameters.
- the ground side controller 22 detects the presence or absence of lateral misalignment based on the alternating magnetic field generated by the first magnetic field generating coil 62-1, based on the output of the ground side magnetic field sensor 25. Then, if the ground side controller 22 determines that no lateral misalignment has occurred and the power transmission permission condition is met, power is transmitted from the power transmission coil 44 to the power receiving coil 52. After that, when the power transmission ends, the vehicle side controller 34 calculates the average received power and the amount of received power during the power transmission.
- the power supply operation is performed under the power supply conditions under which the power supply operation is performed normally. Therefore, if the ground magnetic field sensor 25 is operating normally, the ground power supply device 2 detects that there is no lateral misalignment and transmits power from the power transmitting coil 44. Furthermore, if the power transmitting device 4 including the power transmitting coil 44 is operating normally, the average received power and the amount of received power during power transmission will be values within the normal ranges set in advance for these power supply conditions.
- the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3 reach the ground magnetic field sensor 25, and the presence or absence of lateral misalignment is detected based on the alternating magnetic field generated by the second magnetic field generating coil 62-2 and the third magnetic field generating coil 62-3.
- the average received power or the amount of received power during the power transmission is calculated.
- the power supply operation is performed under power supply conditions that cause an abnormality in the power supply. Therefore, if the ground magnetic field sensor 25 is operating normally, the ground power supply device 2 detects a lateral misalignment and does not transmit power from the power transmitting coil 44.
- the average received power and the amount of received power during power transmission will be values within a preset normal range corresponding to this power supply condition (a range lower than the normal range corresponding to the power supply condition under which the power supply operation is performed normally). Therefore, when power is transmitted from the power transmitting coil 44 as a result of the power supply operation, it is determined that an abnormality has occurred in the ground magnetic field sensor 25. Furthermore, if power is transmitted from the power transmission coil 44 as a result of the power supply operation, and the average power received or the amount of power received during power transmission is outside the normal range, it is determined that an abnormality has occurred in the power transmission device 4.
- abnormalities in the ground-side magnetic field sensor 25 of the ground power supply device 2 and the power transmission device 4 are diagnosed based on the values of parameters related to power supply detected while performing power supply operations under a number of different power supply conditions (specifically, for example, the presence or absence of power transmission by the power transmission coil 44, and the average power received or the amount of power received during power transmission). Therefore, abnormalities can be detected with higher accuracy than when abnormality diagnosis is performed based on the detection results while performing power supply operations under only one power supply condition.
- FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the abnormality diagnosis process performed by the vehicle controller 34.
- the abnormality diagnosis process shown in the figure is executed each time the diagnosis vehicle 71 passes by one of the power transmission coils 44.
- the vehicle controller 34 sets the counter n to 1 (step S31).
- the vehicle controller 34 judges whether or not the magnetic field generating coil 62 has no lateral displacement and the receiving coil 52 has received power under the nth power supply condition (in this embodiment, the first power supply condition is a power supply condition in which the first magnetic field generating coil 62-1 and the first receiving coil 52-1 are used) (step S32).
- the vehicle controller 34 judges whether or not the magnetic field generating coil 62 has lateral displacement and the receiving coil 52 has not received power under the nth power supply condition (step S33).
- step S34 If it is judged in steps S32 and S33 that the magnetic field generating coil 62 has no lateral displacement and the receiving coil 52 has not received power, or if it is judged that the magnetic field generating coil 62 has lateral displacement and the receiving coil 52 has received power, the vehicle controller 34 judges that the ground magnetic field sensor 25 has an abnormality (step S34).
- the vehicle controller 34 determines whether or not the average received power or the amount of received power during power transmission is within the normal range corresponding to the nth power supply condition under the nth power supply condition (step S35). If the vehicle controller 34 determines that the average received power or the amount of received power is not within the normal range corresponding to the nth power supply condition, it determines that an abnormality has occurred in the power transmission device 4 (step S36).
- step S37 the vehicle controller 34 judges whether the counter n has reached the number N of power supply conditions prepared in the diagnosis vehicle 71 (3 in this embodiment) (step S37). If it is judged that the counter n has not reached the number N of power supply conditions, n is incremented by 1 to become the new n (step S38), and steps S32 to S36 are repeated. On the other hand, if it is judged in step S37 that the counter n has reached the number N of power supply conditions, the vehicle controller 34 judges whether there has been no abnormality judgment of the ground magnetic field sensor 25 in step S34 or the power transmission device 4 in step S36 (step S39). If it is judged in step S39 that there has been no abnormality judgment, the vehicle controller 34 judges that both the ground magnetic field sensor 25 and the power transmission device 4 are normal.
- the diagnostic vehicle 71 has a plurality of power receiving coils 52 and a plurality of magnetic field generating coils 62.
- the diagnostic vehicle 71 may have only one power receiving coil 52 that is movable laterally and only one magnetic field generating coil 62 that is movable laterally.
- the diagnostic vehicle 71 stops over each power transmitting coil 44, and when positioned over each power transmitting coil 44, moves the power receiving coil 52 and the magnetic field generating coil 62 to a plurality of different positions while the vehicle is stopped.
- a power supply operation is performed when the power receiving coil 52 and the magnetic field generating coil 62 are in each position.
- a power supply operation is performed under a plurality of different power supply conditions.
- an abnormality diagnosis of the power transmission device 4 is performed based on the average received power or the amount of received power calculated in the vehicle-side controller 34.
- an abnormality diagnosis of the power transmission device 4 may also be performed based on the magnetic field strength detected by the vehicle-side magnetic field sensor 72 during the power supply operation. In this case, if the magnetic field strength detected by the vehicle-side magnetic field sensor 72 during the power supply operation is within the normal range corresponding to the power supply conditions, the power transmission device 4 is determined to be normal. On the other hand, if the magnetic field strength detected by the vehicle-side magnetic field sensor 72 during the power supply operation is outside the normal range corresponding to the power supply conditions, it is determined that an abnormality has occurred in the power transmission device 4.
- the first receiving coil 52-1 is placed in a normal position
- the second receiving coil 52-2 and the third receiving coil 52-3 are placed in abnormal positions.
- all receiving coils 52 may be placed in normal positions (positions shifted laterally from each other to an extent that is acceptable as normal positions).
- all receiving coils 52 may be placed in abnormal positions.
- multiple receiving coils 52 may be placed in normal positions, and the remaining multiple receiving coils 52 may be placed in abnormal positions.
- the method of diagnosing an abnormality in the ground power supply device 2 according to the second embodiment is basically the same as the diagnosis method according to the first embodiment. The following description will focus on the parts that are different from the first embodiment.
- FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a diagnostic vehicle 71 according to the second embodiment.
- the diagnostic vehicle 71 has a plurality of power receiving coils 52. More specifically, the diagnostic vehicle 71 has a plurality of power receiving side resonant circuits 51, each having one power receiving coil 52.
- the multiple power receiving coils 52 are arranged on the diagnostic vehicle 71 while being offset from each other in the vertical direction (a direction perpendicular to the ground on which the diagnostic vehicle 71 runs).
- the multiple power receiving coils 52 are also arranged on the diagnostic vehicle 71 in the lateral center so as to be spaced apart from each other in the direction of travel of the diagnostic vehicle 71.
- the diagnosis vehicle 71 has three power receiving coils 52: a first power receiving coil 52-1, a second power receiving coil 52-2, and a third power receiving coil 52-3.
- the first power receiving coil 52-1 is disposed in a position in front of the diagnosis vehicle 71, farther from the road R than its position in a general vehicle 3.
- the second power receiving coil 52-2 is disposed in the center of the diagnosis vehicle 71 in the longitudinal direction, in the same normal position as its position in a general vehicle 3.
- the third power receiving coil 52-3 is disposed in a position in the rear of the diagnosis vehicle 71, closer to the road R than its position in a general vehicle 3. Therefore, the first power receiving coil 52-1 and the third power receiving coil 52-3 are disposed in abnormal positions in the vertical direction that are different from the positions of the power receiving coils 52 in a general vehicle 3.
- the ground power supply device 2 performs a power supply operation as shown in FIG. 6, in the same manner as when a general vehicle 3 passes over.
- the multiple power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 pass over the power transmission coil 44 in sequence.
- the power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 are arranged offset from each other in the vertical direction. Therefore, each time each power receiving coil 52 of the diagnostic vehicle 71 is positioned over the power transmission coil 44, a power supply operation is performed under different power supply conditions (conditions in which the relative positions of the power transmission coil 44 and the power receiving coil 52 in the vertical direction are different from each other). Therefore, in this embodiment as well, when the diagnostic vehicle 71 passes over the power transmission coil 44, the power receiving coils 52 are positioned over the power transmission coil 44 in sequence, and thus the power supply operation is performed under different power supply conditions.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed based on whether the average received power or the amount of received power calculated by the vehicle-side controller 34 is within a normal range corresponding to the power supply conditions.
- the diagnostic vehicle 71 may also have only one power receiving coil 52 that can move vertically. In this case, the diagnostic vehicle 71 stops over each power transmitting coil 44, and when positioned over each power transmitting coil 44, moves the power receiving coil 52 to multiple different positions while the vehicle is stopped.
- This embodiment may also be combined with the first embodiment, and the diagnostic vehicle 71 may have multiple power receiving coils 52 and magnetic field generating coils 62 that are offset laterally and vertically.
- the method of diagnosing an abnormality in the ground power supply device 2 according to the third embodiment is basically the same as the diagnosis methods according to the first and second embodiments. The following description will focus on the differences between the first and second embodiments.
- FIG. 10 is a bottom view similar to FIG. 7, but showing the bottom of the diagnostic vehicle 71.
- the diagnostic vehicle 71 according to this embodiment has a plurality of receiving coils 52. More specifically, the diagnostic vehicle 71 has a plurality of receiving-side resonant circuits 51, each having one receiving coil 52.
- the receiving-side resonant circuits 51 have different resonance-related parameters. Specifically, in this embodiment, the receiving coils 52 have different numbers of turns.
- the receiving coils 52 are arranged in the horizontal center of the diagnostic vehicle 71 so as to be spaced apart from each other in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- the diagnosis vehicle 71 has three power receiving coils 52: a first power receiving coil 52-1, a second power receiving coil 52-2, and a third power receiving coil 52-3.
- the first power receiving coil 52-1 is disposed at the front of the diagnosis vehicle 71 and has a greater number of turns than the number of turns in a general vehicle 3.
- the second power receiving coil 52-2 is disposed at the center of the diagnosis vehicle 71 in the longitudinal direction and has the same normal number of turns as the number of turns in a general vehicle 3.
- the third power receiving coil 52-3 is disposed at the rear of the diagnosis vehicle 71 and has a smaller number of turns than the number of turns in a general vehicle 3. Therefore, the first power receiving coil 52-1 and the third power receiving coil 52-3 have an abnormal number of turns different from the number of turns in a general vehicle 3.
- the ground power supply device 2 performs a power supply operation as shown in FIG. 6, in the same manner as when a general vehicle 3 passes.
- the diagnostic vehicle 71 passes over the power transmission coil 44, the multiple power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 pass over the power transmission coil 44 in sequence.
- the power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 are configured with a different number of turns. Therefore, each time each power receiving coil 52 of the diagnostic vehicle 71 is positioned over the power transmission coil 44, a power supply operation is performed under different power supply conditions. Therefore, in this embodiment as well, when the diagnostic vehicle 71 passes over the power transmission coil 44, the power receiving coils 52 are positioned over the power transmission coil 44 in sequence, and thus a power supply operation is performed under different power supply conditions.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed based on whether the average received power or the amount of received power calculated by the vehicle-side controller 34 is within a normal range corresponding to the power supply conditions.
- the number of turns of the receiver coil 52 is different from one another.
- the multiple receiver-side resonant circuits 51 may have different values of parameters related to resonance other than the number of turns of the receiver coil 52.
- such parameters include the outer diameter and inner diameter of the transmitter coil 44, the capacitance of the transmitter capacitor 45, etc.
- this embodiment may be combined with the first and second embodiments.
- the diagnostic vehicle 71 may have multiple receiver coils 52 with different numbers of turns that are shifted in the horizontal and vertical directions.
- the method of diagnosing an abnormality in the ground power supply device 2 according to the fourth embodiment is basically the same as the diagnosis methods according to the first to third embodiments. The following description will focus on the differences from the first to third embodiments.
- FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a diagnostic vehicle 71 according to the fourth embodiment.
- the diagnostic vehicle 71 has a plurality of power receiving coils 52.
- the multiple power receiving coils 52 are arranged in the lateral center so as to be spaced apart from each other in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- all of the power receiving side resonant circuits 51 having all of the power receiving coils 52 are configured identically except for their positions in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- imitation objects 74, 75 that mimic foreign objects that may be located on the road R are placed below some of the power receiving coils 52.
- no imitation object is placed below the first power receiving coil 52-1 that is placed at the front of the diagnosis vehicle 71.
- a imitation object 74 that mimics a living body is placed below the second power receiving coil 52-2 that is placed at the center in the front-to-rear direction of the diagnosis vehicle 71.
- a metallic imitation object 75 is placed below the third power receiving coil 52-3 that is placed at the rear of the diagnosis vehicle 71.
- the multiple power receiving coils 52 of the diagnostic vehicle 71 pass over the power transmission coil 44 in sequence.
- the power supply operation is performed in a state in which different foreign object imitation objects 74, 75 are located between the power receiving coil 52 and the power transmission coil 44.
- the power supply operation is performed in a state in which no foreign object imitation object is located between the power receiving coil 52 and the power transmission coil 44.
- the power supply operation is performed under different power supply conditions, namely, a power supply condition in which the foreign object imitation objects 74, 75 are located between the diagnostic vehicle 71 and the ground power supply device 2, and a power supply condition in which the foreign object imitation objects 74, 75 are not located between the diagnostic vehicle 71 and the ground power supply device 2.
- the foreign object imitation objects 74, 75 are arranged below the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3. Therefore, when the second power receiving coil 52-2 and the third power receiving coil 52-3 pass over the power transmitting coil 44, if the foreign object sensor 24 is operating normally, a foreign object is detected and power is not transmitted from the power transmitting coil 44. In addition, if power is transmitted from the power transmitting coil 44, and if the power transmitting device 4 including the power transmitting coil 44 is operating normally, the average received power and the amount of received power during power transmission will be values within a preset normal range corresponding to this power supply condition (a range different from the normal range corresponding to the power supply condition under which the power supply operation is normally performed).
- the diagnostic vehicle 71 may have only one power receiving coil 52, and may be configured so that different simulative foreign objects can be placed alternately below the power receiving coil 52. This embodiment may also be combined with the first to third embodiments. For example, the diagnostic vehicle 71 may have multiple power receiving coils 52 with different numbers of turns that are offset in the lateral and vertical directions, and simulative foreign objects placed below some of the power receiving coils 52.
- the method of diagnosing an abnormality in the ground power supply device 2 according to the fifth embodiment is basically the same as the diagnosis methods according to the first to fourth embodiments. The following description will focus on the differences from the first to fourth embodiments.
- FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a diagnostic vehicle 71 according to the fifth embodiment.
- the diagnostic vehicle 71 has a plurality of power receiving coils 52.
- the multiple power receiving coils 52 are arranged in the lateral center so as to be spaced apart from each other in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- all of the power receiving side resonant circuits 51 having all of the power receiving coils 52 are configured identically except for their positions in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- the vehicle controller 34 of the diagnostic vehicle 71 transmits a signal including the first ticket and information related to power supply to the ground power supply device 2 (step S15 in FIG. 6)
- the vehicle controller 34 transmits a signal including a different command value for each power receiving resonant circuit 51 having each power receiving coil 52.
- the vehicle controller 34 transmits, for example, a signal including a different required power supply for each power receiving resonant circuit 51.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed based on whether the average received power or the amount of received power calculated by the vehicle-side controller 34 is within a normal range corresponding to the power supply conditions.
- the diagnostic vehicle 71 has three power receiving resonant circuits 51, and transmits a signal including a different command value for each power receiving resonant circuit 51.
- the diagnostic vehicle 71 may have one power receiving resonant circuit 51.
- the diagnostic vehicle 71 stops over the target power transmitting coil 44, and changes the command value multiple times while the power supply operation is being performed. In this case, too, the power supply operation is performed under different power supply conditions each time the command value is changed.
- this embodiment may be combined with the first to fourth embodiments.
- the diagnostic vehicle 71 may have multiple power receiving coils 52 with different numbers of turns that are offset in the horizontal and vertical directions, and transmit a signal including a different command value for each power receiving resonant circuit 51 to the ground power supply device 2.
- the method for diagnosing an abnormality in the ground power supply device 2 according to the sixth embodiment is basically the same as the diagnosis methods according to the first to fifth embodiments. The following description will focus on the differences from the first to fifth embodiments.
- the diagnostic vehicle 71 has a configuration similar to that of the diagnostic vehicle 71 according to the fifth embodiment. Therefore, in the diagnostic vehicle 71, multiple power receiving coils 52 are arranged in the center in the lateral direction so as to be spaced apart from each other in the traveling direction of the diagnostic vehicle 71.
- the vehicle controller 34 of the diagnosis vehicle 71 transmits a signal including the first ticket to the ground power supply device 2 (step S15 in FIG. 6)
- the vehicle controller 34 transmits a different first ticket for each power receiving side resonant circuit 51.
- the vehicle controller 34 of the diagnosis vehicle 71 transmits, for example, a normal first ticket for the first power receiving side resonant circuit 51-1, and transmits an abnormal first ticket (for example, an expired first ticket or a first ticket that does not correspond to the second ticket) for the second power receiving side resonant circuit 51-2 and the third power receiving side resonant circuit 51-3.
- a signal including a different first ticket is transmitted to each power receiving resonant circuit 51, so that when the diagnostic vehicle 71 passes the power transmission coil 44 of the ground power supply device 2, power is transmitted from the power transmission coil 44 in accordance with the first ticket.
- different first tickets are transmitted from the diagnostic vehicle 71 to the ground power supply device 2, so that when the diagnostic vehicle 71 passes over the power transmission coil 44, power supply operations are performed under different power supply conditions.
- an abnormality diagnosis of the ground power supply device 2 is performed based on whether or not a power supply operation corresponding to the transmitted first ticket is performed. For example, if power is received in the first power receiving side resonant circuit 51-1 corresponding to a normal first ticket, the ground power supply device 2 is determined to be normal. On the other hand, if power is not received in the first power receiving side resonant circuit 51-1 corresponding to a normal first ticket, the ground power supply device 2 is determined to be abnormal. Also, if power is received in the second power receiving side resonant circuit 51-2 and the third power receiving side resonant circuit 51-3 corresponding to an abnormal first ticket, the ground power supply device 2 is determined to be abnormal. On the other hand, if power is not received in the second power receiving side resonant circuit 51-2 and the third power receiving side resonant circuit 51-3 corresponding to an abnormal first ticket, the ground power supply device 2 is determined to be normal.
- This embodiment may be combined with the first to fifth embodiments.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
車両3へ非接触で電力を送電する地上給電装置2の異常を診断する異常診断方法は、車両が地上給電装置の送電コイル44上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作を行うことと、複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて地上給電装置の異常を診断することと、を含む。
Description
本開示は、地上給電装置の異常診断方法に関する。
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地上給電装置が知られている(特表2019-526219号公報)。
地上給電装置には異常が生じることがあるため、地上給電装置の異常を診断する必要がある。しかしながら、一つの給電条件において給電した場合の各種パラメータの値の検出結果のみに基づいて異常診断を行うと、必ずしも正確に異常を診断することができない可能性がある。
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、地上給電装置の異常をより正確に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)車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断方法であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作を行うことと、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断することと、を含む、異常診断方法。
(2)前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、上記(1)に記載の異常診断方法。
(3)前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電に異常が生じる給電条件である、上記(1)又は(2)に記載の異常診断方法。
(4)前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電が正常に行われる給電条件である、上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(5)前記車両は、異なる給電条件にて受電することができる複数の受電コイルを備え、これら受電コイルは前記車両の進行方向において互いに離間するように前記車両に配置され、
前記車両が前記送電コイル上を通過するときに前記受電コイルが前記送電コイル上に順次位置することによって、各受電コイル毎に異なる給電条件において給電操作が行われる、上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(6)前記車両は、給電条件が変わるように前記車両に対して移動することができる受電コイルを備え、
前記車両が前記送電コイル上に位置するときに前記受電コイルが移動することによって、異なる給電条件において給電操作が行われる、上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(7)前記地上給電装置の異常の診断では、前記検出された給電に関するパラメータの値が各給電条件に対応する正常範囲内の値であるときには前記地上給電装置は正常であると判定され、前記検出された給電に関するパラメータの値が、各給電条件に対応する前記正常範囲外の値であるときには前記地上給電装置には異常が生じている判定される、上記(1)~(6)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(8)前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両の進行方向に対して横方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、上記(1)~(7)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(9)前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両が走行する地面に対して垂直な方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、上記(1)~(8)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(10)前記複数の異なる給電条件は、前記車両から前記地上給電装置に対して、給電に関する互いに異なる指令値が送信された複数の給電条件を含む、上記(1)~(9)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(11)前記複数の異なる給電条件は、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置された給電条件と、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置されていない給電条件と、を含む、上記(1)~(10)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(12)車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように構成された受電装置と、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する診断部と、を有する、異常診断装置。
(13)車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように前記地上給電装置に信号を送信し、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する、ように構成された、異常診断装置。
(14)前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、上記(12)又は(13)に記載の異常診断装置。
(15)上記(12)~(14)のいずれか1つに記載された異常診断装置を有する、車両。
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作を行うことと、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断することと、を含む、異常診断方法。
(2)前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、上記(1)に記載の異常診断方法。
(3)前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電に異常が生じる給電条件である、上記(1)又は(2)に記載の異常診断方法。
(4)前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電が正常に行われる給電条件である、上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(5)前記車両は、異なる給電条件にて受電することができる複数の受電コイルを備え、これら受電コイルは前記車両の進行方向において互いに離間するように前記車両に配置され、
前記車両が前記送電コイル上を通過するときに前記受電コイルが前記送電コイル上に順次位置することによって、各受電コイル毎に異なる給電条件において給電操作が行われる、上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(6)前記車両は、給電条件が変わるように前記車両に対して移動することができる受電コイルを備え、
前記車両が前記送電コイル上に位置するときに前記受電コイルが移動することによって、異なる給電条件において給電操作が行われる、上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(7)前記地上給電装置の異常の診断では、前記検出された給電に関するパラメータの値が各給電条件に対応する正常範囲内の値であるときには前記地上給電装置は正常であると判定され、前記検出された給電に関するパラメータの値が、各給電条件に対応する前記正常範囲外の値であるときには前記地上給電装置には異常が生じている判定される、上記(1)~(6)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(8)前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両の進行方向に対して横方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、上記(1)~(7)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(9)前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両が走行する地面に対して垂直な方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、上記(1)~(8)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(10)前記複数の異なる給電条件は、前記車両から前記地上給電装置に対して、給電に関する互いに異なる指令値が送信された複数の給電条件を含む、上記(1)~(9)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(11)前記複数の異なる給電条件は、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置された給電条件と、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置されていない給電条件と、を含む、上記(1)~(10)のいずれか1つに記載の異常診断方法。
(12)車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように構成された受電装置と、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する診断部と、を有する、異常診断装置。
(13)車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように前記地上給電装置に信号を送信し、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する、ように構成された、異常診断装置。
(14)前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、上記(12)又は(13)に記載の異常診断装置。
(15)上記(12)~(14)のいずれか1つに記載された異常診断装置を有する、車両。
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全体構成>
まず、図1を参照して、非接触給電システム100の全体的な構成について説明する。図1は、非接触給電システム100の全体構成を概略的に示す図である。図1に示されるように、非接触給電システム100は、サーバ1と、道路Rに設けられる地上給電装置2と、道路R上を走行する車両3とを有し、地上給電装置2から車両3へ磁界共振結合(磁界共鳴)による非接触電力伝送を行うことができるように構成される。非接触電力伝送は、車両3の走行中又は駐停車中に行われる。また、サーバ1は、地上給電装置2及び車両3と互いに通信することができるように構成される。
<非接触給電システムの全体構成>
まず、図1を参照して、非接触給電システム100の全体的な構成について説明する。図1は、非接触給電システム100の全体構成を概略的に示す図である。図1に示されるように、非接触給電システム100は、サーバ1と、道路Rに設けられる地上給電装置2と、道路R上を走行する車両3とを有し、地上給電装置2から車両3へ磁界共振結合(磁界共鳴)による非接触電力伝送を行うことができるように構成される。非接触電力伝送は、車両3の走行中又は駐停車中に行われる。また、サーバ1は、地上給電装置2及び車両3と互いに通信することができるように構成される。
なお、走行中という用語は、車両3が走行のために道路上に位置する状態を意味する。したがって、走行中という用語は、車両3が実際にゼロよりも大きい任意の速度で走っている状態のみならず、例えば信号待ちなどによって道路上で停止している状態も含む。
<サーバの構成>
図1を参照して、サーバ1の構成について説明する。図1に示されるように、サーバ1は、外部通信モジュール11と、記憶装置12と、プロセッサ13とを備える。また、サーバ1は、キーボード及びマウスといった入力装置、及び、ディスプレイといった出力装置を有していてもよい。
図1を参照して、サーバ1の構成について説明する。図1に示されるように、サーバ1は、外部通信モジュール11と、記憶装置12と、プロセッサ13とを備える。また、サーバ1は、キーボード及びマウスといった入力装置、及び、ディスプレイといった出力装置を有していてもよい。
外部通信モジュール11は、サーバ1外の機器(地上給電装置2、車両3など)と通信を行う。外部通信モジュール11は、サーバ1を通信ネットワーク15に接続するためのインターフェース回路を備える。外部通信モジュール11は、通信ネットワーク15及び無線基地局16を介して、複数の地上給電装置2及び複数の車両3のそれぞれと通信可能に構成される。特に、外部通信モジュール11は、地上給電装置2の地上側通信装置26及び車両3の車両側通信装置38と通信可能に構成される。無線基地局16と地上給電装置2及び車両3との間の無線通信としては、例えば、広域無線通信が用いられる。広域無線通信は、狭域無線通信に比べて通信距離が長い通信であり、具体的には例えば通信距離が10メートルから10キロメートルの通信である。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができ、例えば、3GPP(登録商標)、IEEEによって策定された4G、LTE、5G、WiMAX等の任意の通信規格に準拠した通信が用いられる。
記憶装置12は、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体等の記憶媒体を有する。記憶装置12は、プロセッサ13によって各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ13によって各種処理が実行されるときに使用される各種データを記憶する。
プロセッサ13は、一つ又は複数のCPU及びその周辺回路を有する。プロセッサ13は、GPU、又は論理演算ユニット若しくは数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ13は、サーバ1の記憶装置12に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行する。
<地上給電装置の構成>
次に、図2を参照して、地上給電装置2の構成について説明する。図2は、地上給電装置2及び車両3の構成を概略的に示す図である。図2に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4、電源21及び地上側コントローラ22を備える。電源21及び地上側コントローラ22は、道路R内に埋め込まれてもよいし、道路R内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
次に、図2を参照して、地上給電装置2の構成について説明する。図2は、地上給電装置2及び車両3の構成を概略的に示す図である。図2に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4、電源21及び地上側コントローラ22を備える。電源21及び地上側コントローラ22は、道路R内に埋め込まれてもよいし、道路R内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
電源21は、送電装置4に電力を供給する。電源21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21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。
送電装置4は、電源21から供給された電力を非接触で車両3へ送電する。送電装置4は、送電側整流回路41、インバータ回路42及び送電側共振回路43を有する。送電装置4の送電側共振回路43、特に送電側共振回路43の送電コイル44は、図2に示されるように、車両3が走行する道路R内(地中)に、例えば車両3が走行する車線の中央に、埋め込まれる。なお、送電装置4の送電側整流回路41及びインバータ回路42は、地中に埋め込まれてもよいし、地上に配置されてもよい。
送電側整流回路41は、電源21及びインバータ回路42に電気的に接続される。送電側整流回路41は、電源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、直流電力をインバータ回路42に供給する。送電側整流回路41は例えばAC/DCコンバータである。なお、電源21が直流電源である場合には、送電側整流回路41は省略されてもよい。
インバータ回路42は送電側整流回路41及び送電側共振回路43に電気的に接続される。インバータ回路42は、送電側整流回路41から供給された直流電力を、電源21の交流電力よりも高い周波数の交流電力(高周波電力)に変換し、高周波電力を送電側共振回路43に供給する。
送電側共振回路43は、送電コイル44及び送電側コンデンサ45から構成される共振器を有する。送電コイル44及び送電側コンデンサ45の各種パラメータ(送電コイル44の外径及び内径、送電コイル44の巻数、送電側コンデンサ45の静電容量等)は、送電側共振回路43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。
送電側共振回路43の送電コイル44は、その中心が車線の中央に位置するように配置される。インバータ回路42から供給された高周波電力が送電側共振回路43に印加されると、送電側共振回路43は、送電するための交番磁界を発生させる。
地上側コントローラ22は、例えば汎用コンピュータであり、地上給電装置2の各種制御を行う。例えば、地上側コントローラ22は、送電装置4のインバータ回路42に電気的に接続され、送電装置4による電力送信を制御すべくインバータ回路42を制御する。さらに、地上側コントローラ22は、後述する地上側通信装置26を制御する。
図3は、地上側コントローラ22及び地上側コントローラ22に接続された機器の概略的な構成図である。地上側コントローラ22は、通信インターフェース221、メモリ222及びプロセッサ223を備える。通信インターフェース221、メモリ222及びプロセッサ223は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース221は、地上給電装置2を構成する各種機器(例えば、インバータ回路42、後述する各種センサ23~25、地上側通信装置26など)に地上側コントローラ22を接続するためのインターフェース回路を有する。地上側コントローラ22は、通信インターフェース221を介して他の機器と通信する。
メモリ222は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)等を有する。メモリ222は、プロセッサ223において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ223によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
プロセッサ223は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ223は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ223は、メモリ222に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
また、図3に示されるように、地上給電装置2は、地上側回路センサ23、異物センサ24、地上側磁界センサ25及び地上側通信装置26を更に備える。
地上側回路センサ23は、地上給電装置2の送電装置4の状態、特に送電装置4に含まれる回路の状態を検出する検出器の一例である。本実施形態では、地上側回路センサ23は、例えば、送電装置4の各種回路(特に、送電側共振回路43、インバータ回路42及び送電側整流回路41)に流れる電流を検出する電流センサ、送電装置4の各種回路に加わる電圧を検出する送電装置電圧センサ、送電装置4の各種機器の温度を検出する温度センサ等を含む。地上側回路センサ23の出力は、地上側コントローラ22に入力される。
異物センサ24は、送電装置4の送電コイル44が埋め込まれた道路上、特に各送電コイル44上の異物の有無を検出する検出器の一例である。異物としては、例えば、金属や、生体などが含まれる。異物センサ24の出力は、地上側コントローラ22に入力される。
地上側磁界センサ25は、周囲の磁界強度を検出する検出器の一例である。地上側磁界センサ25は、例えば、磁気インピーダンス(MI:Magneto-Impedance)センサ、ホールセンサ、磁気抵抗効果(MR:Magneto Resistive)センサ等である。本実施形態では、地上側磁界センサ25は、車両3の進行方向に垂直な方向(以下、「横方向」という)における送電装置4に対する受電装置5の位置ズレ、特に送電コイル44に対する受電コイル52の位置ズレ(以下、「横ズレ」という)の有無を検出するのに用いられる。
図4は、道路Rに設けられた地上側磁界センサ25の配列の一例を示す図である。図4に示されるように、地上側磁界センサ25は、送電装置4が設けられた道路において、車両3の進行方向において送電装置4の送電側共振回路43よりも手前に配置される。また、車両3の進行方向に対して垂直な方向に複数並んで配置される。さらに、地上側磁界センサ25は地中(路面の下)又は路面の上に配置される。地上側磁界センサ25の周囲の車両3から横ズレ検知用の交番磁界が発せられると、地上側磁界センサ25は位置ズレ検知用の交番磁界を検出する。
地上側磁界センサ25は地上側コントローラ22に電気的に接続され、地上側磁界センサ25の出力は地上側コントローラ22に送信される。したがって、本実施形態では、地上側コントローラ22には、地上側磁界センサ25からの出力が入力され、地上側コントローラ22は、この出力に基づいて、受電コイル52と送電コイル44との間の横ズレの有無を検出する。特に、車両3に設けられた交番磁界発生回路61によって発生された交番磁界が地上側磁界センサ25によって検出され、地上側コントローラ22はこのようにして検出された磁界強度に基づいて横ズレを検出する。
ここで、受電コイル52と送電コイル44との間の横ズレが小さい場合、すなわち車両3が車線の中央付近を走行している場合には、車線の中央に配置された地上側磁界センサ25によって検出される磁界の強度が最も強くなる。一方、受電コイル52と送電コイル44との間の横ズレが大きい場合、すなわち車両3が車線の中央からずれて走行している場合には、車線の中央から離れて配置された地上側磁界センサ25によって検出される磁界の強度が最も強くなる。したがって、地上側コントローラ22は、複数の地上側磁界センサ25によって検出された磁界強度を比較することによって、受電コイル52と送電コイル44との間の横ズレの有無を検出することができる。
なお、本実施形態では、は、交番磁界発生回路61によって発生された交番磁界を用いて横ズレの有無が検出されている。しかしながら、磁界以外を用いて横ズレが検出されてもよく、例えば、超音波を用いたソナー等によって横ズレが検出されてもよい。また、本実施形態では、横ズレ検出装置は、横ズレの有無を検出しているが、車線の中央からの車両3の横ズレ量を検出してもよい。この場合、横ズレ検出装置によって検出された横ズレ量が所定の基準値以上である場合に、横ズレ検出装置は横ズレが生じていると判断する。
地上側通信装置26は、上述したように、サーバ1と広域無線通信を用いて通信できるように構成される。加えて、地上側通信装置26は、車両3と広域無線通信及び狭域無線通信を用いて通信できるように構成されてもよい。狭域無線通信は、広域無線通信に比べて通信距離が短い通信であり、具体的には例えば通信距離が10メートル未満の通信である。狭域無線通信としては、通信距離が短い種々の近距離無線通信を用いることができ、例えば、IEEE、ISO、IEC等によって策定された任意の通信規格(例えば、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標))に準拠した通信が用いられる。また、狭域無線通信を行うための技術としては、例えば、RFID(Radio Frequency Identification)、DSRC(dedicated Short Range Communication)等が用いられる。
<車両の構成>
一方、車両3は、図2に示されるように、受電装置5、モータ31、バッテリ32、パワーコントロールユニット(PCU)33及び車両側コントローラ34を有する。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(BEV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HEV)であってもよい。
一方、車両3は、図2に示されるように、受電装置5、モータ31、バッテリ32、パワーコントロールユニット(PCU)33及び車両側コントローラ34を有する。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(BEV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HEV)であってもよい。
モータ31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31は、バッテリ32に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ31の出力は減速機及び車軸を介して車輪30に伝達される。
バッテリ32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32は車両3の走行に必要な電力(例えばモータ31の駆動電力)を蓄える。送電装置4から受電装置5が受電した電力が供給されると、バッテリ32が充電される。バッテリ32が充電されると、バッテリ32の充電率(SOC:State Of Charge)が回復する。なお、バッテリ32は、車両3に設けられた充電ポートを介して地上給電装置2以外の外部電源によっても充電可能であってもよい。
PCU33はバッテリ32及びモータ31に電気的に接続される。PCU33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32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31に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がモータ31に供給されるときに、必要に応じてバッテリ32の電圧を昇圧する。DC/DCコンバータは、バッテリ32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32の電圧を降圧する。
受電装置5は、送電装置4から受電し、受電した電力をバッテリ32に供給する。受電装置5は、受電側共振回路51、受電側整流回路54及び充電回路55を有する。
受電側共振回路51は、路面との距離が小さくなるように車両3の底部に配置される。本実施形態では、受電側共振回路51は、横方向において車両3の中央に配置される。受電側共振回路51は、送電側共振回路43と同様の構成を有し、受電コイル52及び受電側コンデンサ53から構成される共振器を有する。受電コイル52及び受電側コンデンサ53の各種パラメータ(受電コイル52の外径及び内径、受電コイル52の巻数、受電側コンデンサ53の静電容量等)は、受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路43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51の共振周波数と送電側共振回路43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51の共振周波数が送電側共振回路43の共振周波数の±20%の範囲内であれば、受電側共振回路51の共振周波数は送電側共振回路43の共振周波数と必ずしも一致している必要はない。
図2に示されるように受電コイル52が送電コイル44と対向しているときに、送電側共振回路43によって交番磁界が生成されると、交番磁界の振動が、送電側共振回路43と同一の共振周波数で共鳴する受電側共振回路51に伝達される。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路51に誘導電流が流れ、誘導電流によって受電側共振回路51において誘導起電力が発生する。
受電側整流回路54は受電側共振回路51及び充電回路55に電気的に接続される。受電側整流回路54は、受電側共振回路51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55に供給する。受電側整流回路54は例えばAC/DCコンバータである。
充電回路55は受電側整流回路54及びバッテリ32に電気的に接続される。充電回路55は、受電側整流回路54から供給された直流電力をバッテリ32の電圧レベルに変換してバッテリ32に供給する。送電装置4から送電された電力が受電装置5によってバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電される。充電回路55は例えばDC/DCコンバータである。また、充電回路55は、車両側コントローラ34からの指令に従って、受電側整流回路54とバッテリ32との接続のオン、オフを切り替える。
車両側コントローラ34は車両3の各種制御を行う。例えば、車両側コントローラ34は、受電装置5の充電回路55に電気的に接続され、送電装置4から送信された電力によるバッテリ32の充電を制御すべく充電回路55を制御する。また、車両側コントローラ34は、PCU33に電気的に接続され、バッテリ32とモータ31との間の電力の授受を制御すべくPCU33を制御する。さらに、車両側コントローラ34は、車両側通信装置38を制御する。
図5は、車両側コントローラ34及び車両側コントローラ34に接続された機器の概略的な構成図である。車両側コントローラ34は、通信インターフェース341、メモリ342及びプロセッサ343を有する。通信インターフェース341、メモリ342及びプロセッサ343は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース341は、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内ネットワークに車両側コントローラ34を接続するためのインターフェース回路を有する。車両側コントローラ34は、通信インターフェース341を介して他の機器と通信する。
メモリ342は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)及び不揮発性の半導体メモリ(例えばROM)を有する。メモリ342は、プロセッサ343において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ343によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
プロセッサ343は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ343は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ343は、メモリ342に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
また、図1及び図5に示されるように、車両3は、GNSS受信機35、ストレージ装置36、複数の車両側センサ37、交番磁界発生回路61、交流電力発生回路64及び車両側通信装置38を更に備える。GNSS受信機35、ストレージ装置36、車両側センサ37、交流電力発生回路64及び車両側通信装置38は車内ネットワークを介して車両側コントローラ34に電気的に接続される。
GNSS受信機35は、複数(例えば3つ以上)の測位衛星から得られる測位情報に基づいて、車両3の現在位置(例えば車両3の緯度及び経度)を検出する。GNSS受信機35の出力、すなわちGNSS受信機35によって検出された車両3の現在位置は車両側コントローラ34に送信される。GNSS受信機35として、例えば、GPS受信機が用いられる。
ストレージ装置36は、データを記憶する。ストレージ装置36は、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体を備える。本実施形態では、ストレージ装置36は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路に関する情報に加えて、地上給電装置2の設置位置情報、地上給電装置2に対応するチェックポイントの位置情報等の情報が含まれる。車両側コントローラ34はストレージ装置36から地図情報を取得する。
車両側センサ37は、車両3の状態を検出する。本実施形態では、車両側センサ37は、車両3の状態を検出するセンサとして、車両3の速度を検出する速度センサ、バッテリ32の温度を検出するバッテリ温度センサ、受電装置5の各種機器(特に、受電側共振回路51及び受電側整流回路54)の温度を検出する受電装置温度センサ、バッテリ32の充電電流値及び放電電流値を検出するバッテリ電流センサ、受電装置5の各種機器に流れる電流を検出する受電装置電流センサ、及び受電装置5の各種機器に加わる電圧を検出する受電装置電圧センサを含む。車両側センサ37の出力は、車両側コントローラ34に入力される。
交番磁界発生回路61は、送電装置4に対する受電装置5の横ズレを検出するのに用いられる。特に、交番磁界発生回路61は、地上側磁界センサ25によって検出される交番磁界を発生させる。交番磁界発生回路61は、路面との距離が小さくなるように車両3の底部に配置される。本実施形態では、交番磁界発生回路61は、横方向において車両3の中央に配置される。
交番磁界発生回路61は、送電側共振回路43と同様の構成を有し、磁界生成コイル62及び磁界生成用コンデンサ63から構成される共振器を有する。磁界生成コイル62及び磁界生成用コンデンサ63の各種パラメータは、交番磁界発生回路61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、送電側共振回路43の共振周波数とは異なる値に設定される。
交流電力発生回路64は、バッテリ32及び交番磁界発生回路61に電気的に接続される。交流電力発生回路64は、交流電力を発生させ、交流電力を交番磁界発生回路61に供給する。交流電力発生回路64は、車両側コントローラ34からの指令に従って、交流電力を交番磁界発生回路61に供給する。
車両側通信装置38は、上述したように、サーバ1と広域無線通信を用いて通信できるように構成される。加えて、車両側通信装置38は、地上給電装置2の地上側通信装置26と広域無線通信及び狭域無線通信を用いて通信できるように構成されてもよい。
<給電操作の流れ>
次に、図6を参照して、非接触給電システム100における給電操作の流れについて説明する。図6は、非接触給電システム100における給電操作の流れを概略的に示すシーケンス図である。
次に、図6を参照して、非接触給電システム100における給電操作の流れについて説明する。図6は、非接触給電システム100における給電操作の流れを概略的に示すシーケンス図である。
車両3の車両側コントローラ34は、送電装置4の送電コイル44が埋め込まれた道路Rの手前の地点に設定されているチェックポイントを車両3が通過したか否か(或いはチェックポイントに車両3が接近したか否か)を判定する(ステップS11)。チェックポイントを通過したか否かは、例えば、チェックポイントにゲートが設置されている場合には、車両側通信装置38がゲートから発生された信号を受信したときに、車両側コントローラ34は車両3がチェックポイントを通過したと判定する。このとき、車両側コントローラ34は、チェックポイントの位置情報などを含むチェックポイントに関する情報をゲートから受信することができる。また、チェックポイントに関する情報がストレージ装置36に含まれている場合には、車両側コントローラ34は、GNSS受信機35の出力に基づいて検出された車両3の現在位置と、ストレージ装置36の位置情報とに基づいて、車両3がチェックポイントを通過したか否かを判定する。なお、チェックポイントを通過したか否かの判定方法は、上記方法に限られず、任意の方法を用いることができる。
ステップS11において車両3がチェックポイントを通過したと判定されると、車両側コントローラ34は、非接触給電を行うための仮想的なチケットであるシステム利用チケットの発行要求を、車両3の識別情報及び通過したチェックポイントに関する情報と共に、サーバ1へ送信する(ステップS12)。
サーバ1は、車両3からシステム利用チケットの発行要求を受信すると、識別情報に基づいて車両3を特定し、車両3が任意の給電要件を満たす場合に、第1チケット及び第2チケットを発行する(ステップS13)。第1チケットは、特定された発行要求元の車両3へ送信するためのシステム利用チケットであり、チェックポイントに対応する送電装置4を利用する権限を有する車両3毎に用意されるシステム利用チケットである。一方、第2チケットは、地上給電装置2に送信するためのシステム利用チケットであり、第1チケットに対応するシステム利用チケットである。
システム利用チケットが発行されると、サーバ1は、システム利用チケットの発行要求元の車両3に第1チケットを送信し、ステップS11において車両3が通過したと判定されたチェックポイントに対応する送電装置4を有する地上給電装置2に第2チケットを送信する(ステップS14)。
車両3の車両側コントローラ34は、第1チケットを受信すると、車両側通信装置38を用いて、狭域無線通信により第1チケットを含む信号を地上給電装置2へ周期的且つ直接的に発信する(ステップS15)。車両側コントローラ34は、このとき、給電に関する情報(例えば、要求給電電力又は要求給電電力量などの指令値、及び受電装置5に関する情報(例えば、受電コイル52の巻数や鉛直方向の高さ位置など))を含む信号も併せて発信する。加えて、車両側コントローラ34は、車両3が送電コイル44の上を走行したとき又は駐停車したときに電力を受電できるように受電装置5、特に充電回路55を制御する(ステップS16)。
車両3の車両側通信装置38によって発信された信号が地上側通信装置26において受信されると、地上側コントローラ22は、受信した信号に含まれる第1チケットに対応する第2チケットを既にサーバ1が受け取っているか否かを判定する(ステップS17)。すなわち、地上側コントローラ22は、第1チケットに対応する第2チケットを所持しているか否かを判定する。
ステップS17において地上側コントローラ22は第1チケットに対応する第2チケットを所持していると判定された場合には、送電コイル44上を走行又は駐停車する車両3はシステム利用許可を得ている車両3であると判断する。この場合、地上側コントローラ22は、送電許可条件が成立しているか否かを判定する(ステップS18)。具体的には、地上側コントローラ22は、送電コイル44と受電コイル52との間で横ズレが生じていないか否かを、地上側磁界センサ25の出力に基づいて判定する。また、地上側コントローラ22は、送電コイル44が設けられた道路R上に異物が存在していないか否かを、異物センサ24の出力に基づいて判定する。
ステップS18において送電許可条件が成立していると判定された場合、例えば、横ズレは生じておらず且つ道路R上に異物は存在しないと判定された場合には、地上側コントローラ22は、送電コイル44からの送電は可能であると判断する。この場合、地上側コントローラ22は、ステップS15において車両3から発信された給電要求情報に基づいて、車両3が送電装置4上を走行又は駐停車したときに車両3に電力を送電することができるように送電装置4を制御する(ステップS19)。この結果、車両3は、送電装置4上を走行又は駐停車すると、送電装置4から電力を受電する(ステップS20)。
その後、送電装置4から受電装置5への電力伝送が完了すると、車両3の車両側コントローラ34は、車両側センサ37等の出力に基づいて受電平均電力や、受電電力量を算出し、算出結果をサーバ1に送信する(ステップS21)。一方、地上給電装置2の地上側コントローラ22は、地上側回路センサ23の出力等に基づいて送電平均電力や送電電力量を算出し、算出結果をサーバ1に送信する(ステップS22)。
<異常の診断>
このように構成された非接触給電システム100の地上給電装置2には、異常が生じることがある。地上給電装置2に生じる異常としては様々なものが考えられる。具体的には、例えば、短絡等により送電側共振回路43に電力を供給しても適切な磁界が発生しないこと、地上側磁界センサ25の故障により横ズレが適切に検出されないこと、などが考えられる。したがって、このような地上給電装置2に生じる異常を診断する異常診断が必要になる。
このように構成された非接触給電システム100の地上給電装置2には、異常が生じることがある。地上給電装置2に生じる異常としては様々なものが考えられる。具体的には、例えば、短絡等により送電側共振回路43に電力を供給しても適切な磁界が発生しないこと、地上側磁界センサ25の故障により横ズレが適切に検出されないこと、などが考えられる。したがって、このような地上給電装置2に生じる異常を診断する異常診断が必要になる。
そこで、本実施形態では、地上給電装置2の異常を診断する異常診断が行われる。特に、本実施形態では、地上給電装置2の異常診断を行う診断車両71が、走行中であって、検査対象となる地上給電装置2の送電装置4上、特に送電コイル44上を通過したときに異常診断が行われる。
図7は、診断車両71の底面を概略的に示す底面図である。診断車両71の構成は、基本的に上述した一般の車両3の構成と同様である。以下では、診断車両71の構成の、一般の車両3とは異なる部分を中心に説明する。なお、本実施形態では、診断車両71は主に受電装置5及び車両側コントローラ34により地上給電装置2の異常診断を行う。したがって、受電装置5及び車両側コントローラ34は、地上給電装置2の異常を診断する異常診断装置を構成し、診断車両71は異常診断装置を有する。
図7に示されるように、本実施形態に係る診断車両71は、複数の受電コイル52を有する。より詳細には、診断車両71は、それぞれ一つの受電コイル52を有する受電側共振回路51を複数有する。複数の受電コイル52、すなわち複数の受電側共振回路51は、互いに横方向にずれた状態で診断車両71に配置される。また、複数の受電コイル52は、診断車両71の進行方向において互いに離間するように診断車両71に配置される。
図7に示される例では、診断車両71は、第1受電コイル52-1、第2受電コイル52-2、第3受電コイル52-3の3つの受電コイル52を有する。第1受電コイル52-1は、診断車両71の前方において横方向中央に配置される。したがって、第1受電コイル52-1は、横方向において、一般の車両3の受電コイル52の位置と同じ、正常な位置に配置される。第2受電コイル52-2は、診断車両71の前後方向中央において、診断車両71の横方向中央よりも一方側(図7では左側)に配置される。第3受電コイル52-3は、診断車両71の後方において、診断車両71の横方向中央よりも上記一方側とは反対側(図7では右側)に配置される。したがって、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3は、横方向において、一般の車両3の受電コイル52の位置とは異なる、異常な位置に配置される。
診断車両71のそれぞれ一つの受電コイル52を含む複数の受電側共振回路51は、スイッチ73(図9参照)を介して、一つの受電側整流回路54に接続される。また、車両側センサ37は、各受電側共振回路51を流れる電流及び各受電側共振回路51に加わる電圧を検出することができる。したがって、車両側コントローラ34は、車両側センサ37の出力に基づいて、各受電側共振回路51が受電した電力を検出することができる。
また、本実施形態に係る診断車両71は、複数の交番磁界発生回路61を有する。複数の交番磁界発生回路61の磁界生成コイル62は、互いに横方向にずれた状態で診断車両71に設けられる。図7に示される例では、第1磁界生成コイル62-1は第1受電コイル52-1の前方に、よって診断車両71の横方向中央に配置される。したがって、第1磁界生成コイル62-1は、一般の車両3の交番磁界発生回路61の位置とは同じ、正常な位置に配置される。第2磁界生成コイル62-2は第2受電コイル52-2の前方に、よって診断車両71の横方向中央よりも一方側(図7では左側)に配置される。第3磁界生成コイル62-3は第3受電コイル52-3の前方に、よって診断車両71の横方向中央よりも上記一方側とは反対側(図7では右側)に配置される。したがって、第2磁界生成コイル62-2及び第3磁界生成コイル62-3は、一般の車両3の交番磁界発生回路61の位置とは異なる、異常な位置に配置される。
加えて、本実施形態に係る診断車両71は、車両側磁界センサ72を有する。車両側磁界センサ72は、地上側磁界センサ25と同様な、周囲の磁界強度を検出する検出器の一例である。車両側磁界センサ72は、送電装置4から受電装置5への電力伝送が行われているときに、受電コイル52の周りの磁界強度を検出する。本実施形態では、図7に示されるように、各受電コイル52に隣接して一つずつ車両側磁界センサ72が設けられる。
また、診断車両71は、地上給電装置2の異常診断の結果を表示する表示装置(図示せず)を更に有する。表示装置は、車両側コントローラ34に電気的に接続され、車両側コントローラ34からの指令に従って異常診断の結果を表示する。
そして、本実施形態では、このように構成された診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44上を通過するときに通過するときに、一般の車両3が通過するときと同様に、図6に示されるような地上給電装置2による給電操作が行われる。したがって、診断車両71から第1チケット及び給電要求情報が地上給電装置2に送られる(図6のステップS15)。そして、地上側コントローラ22は、第1チケットに対応する第2チケットを所持していると判定し且つ送電許可条件が成立していると判定した場合には、診断車両71に電力を送電することができるように送電装置4を制御する(図6のステップS19)。
上述したように構成された診断車両71が送電コイル44上を通過すると、診断車両71の複数の受電コイル52が送電コイル44上を順次通過する。そして、診断車両71の受電コイル52は、互いに横方向にズレて配置されている。したがって、診断車両71の各受電コイル52が送電コイル44に位置する毎に、異なる給電条件(送電コイル44と受電コイル52との横方向の相対位置が互いに異なる条件)で給電操作が行われる。したがって、本実施形態では、診断車両71が送電コイル44上を通過するときに、受電コイル52が送電コイル44上に順次位置することによって、互いに異なる給電条件において、給電操作が行われる。換言すると、本実施形態では、複数の受電コイル52は、各受電コイル52毎に、複数の異なる給電条件において受電することができるように構成されている。すなわち、受電装置5は、複数の異なる給電条件おいて給電操作が行われるように構成されている。
特に、本実施形態では、第1受電コイル52-1は正常な位置に配置されているため、第1受電コイル52-1では、給電操作が正常に行われる給電条件で給電操作が行われる。一方、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3は異常な位置に配置されているため、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3では、給電に異常が生じる給電条件で給電操作が行われる。
本実施形態では、このようにして異なる複数の給電条件において給電操作が行われる間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。特に、本実施形態では、車両側コントローラ34により、斯かる給電に関するパラメータの値に基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。したがって、車両側コントローラ34は、斯かるパラメータの値に基づいて地上給電装置2の異常を診断する診断部として機能する。
図7に示される例では、診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44に向かって進むと、まず、第1磁界生成コイル62-1が地上側磁界センサ25上に到達する。したがって、地上側コントローラ22は、地上側磁界センサ25の出力に基づいて、第1磁界生成コイル62-1によって発生した交番磁界に基づいて横ズレの有無を検出する。そして、地上側コントローラ22によって横ズレが発生しておらず送電許可条件が成立していると判定された場合には、送電コイル44から受電コイル52への電力伝送が行われる。その後、電力伝送が終わると、車両側コントローラ34によって電力伝送中の受電平均電力や受電電力量が算出される。
第1磁界生成コイル62-1及び第1受電コイル52-1は正常な位置に配置されているため、これらについては給電操作が正常に行われる給電条件において給電操作が行われる。したがって、地上側磁界センサ25が正常に動作していれば地上給電装置2では横ズレが無いことが検出されて送電コイル44からの送電が行われる。また、送電コイル44を含む送電装置4が正常に動作していれば、電力伝送中の受電平均電力や受電電力量は、この給電条件に対応する予め設定された正常範囲内の値になる。したがって、給電操作が行われた結果、送電コイル44からの送電が行わなかった場合、又は送電コイル44からの送電が行われたものの電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量が正常範囲外の値であった場合には、地上側磁界センサ25又は送電装置4には異常が生じていると判定される。
その後、診断車両71が進むと、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3が地上側磁界センサ25上に到達し、第2磁界生成コイル62-2及び第3磁界生成コイル62-3によって生じた交番磁界に基づいて横ズレの有無が検出される。加えて、送電コイル44から第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3への電力伝送が行われた場合には、電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量が算出される。
第2磁界生成コイル62-2及び第3磁界生成コイル62-3並びに第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3は正常な位置に配置されていないため、これらについては給電に異常が生じる給電条件において給電操作が行われる。したがって、地上側磁界センサ25が正常に動作していれば地上給電装置2では横ズレが有ることが検出されて送電コイル44からの送電は行われない。また、仮に送電コイル44からの送電が行われた場合には、送電コイル44を含む送電装置4が正常に動作していれば、電力伝送中の受電平均電力や受電電力量は、この給電条件に対応する予め設定された正常範囲(給電操作が正常に行われる給電条件に対応する正常範囲よりも低い範囲)内の値になる。したがって、給電操作が行われた結果、送電コイル44からの送電が行われたときには、地上側磁界センサ25には異常が生じていると判定される。また、給電操作が行われた結果、送電コイル44からの送電が行われると共に、電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量が正常範囲外の値であった場合には、送電装置4には異常が生じていると判定される。
そして、第1受電コイル52-1から第3受電コイル52-3までが送電コイル44を通過した結果、地上側磁界センサ25及び送電装置4のいずれにも異常が生じていると判定されなかった場合には、地上側磁界センサ25及び送電装置4はいずれも正常であると判定される。したがって、送電コイル44による送電の有無が給電条件に対応する状態だった場合(例えば、横ズレが生じていないという給電条件の場合には送電コイル44による送電が行われる)、地上側磁界センサ25には異常が生じていないと判定されることになる。また、電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量が給電条件に対応する正常範囲内の値であった場合には、送電装置4には異常が生じていないと判定されることになる。
本実施形態によれば、異なる複数の給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値(具体的には、例えば、送電コイル44による送電の有無、及び電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量)に基づいて地上給電装置2の地上側磁界センサ25及び送電装置4の異常が診断される。したがって、一つの給電条件のみで給電操作を行う間の検出結果に基づいて異常診断を行う場合に比べて、高い精度で異常を検出することができる。
図8は、車両側コントローラ34において行われる異常診断処理の流れを示すフローチャートである。図示した異常診断処理は、診断車両71が一つの送電コイル44を通過する毎に実行される。
図8に示されるように、まず、車両側コントローラ34は、カウンタnを1にセットする(ステップS31)。次いで、車両側コントローラ34は、n番目の給電条件(本実施形態では、1番目の給電条件は、第1磁界生成コイル62-1及び第1受電コイル52-1が用いられる給電条件)では磁界生成コイル62には横ズレはなくて且つ受電コイル52による受電があったか否かを判定する(ステップS32)。加えて、車両側コントローラ34は、n番目の給電条件では磁界生成コイル62には横ズレがあって且つ受電コイル52による受電は無かったか否かを判定する(ステップS33)。車両側コントローラ34は、ステップS32及びS33において、磁界生成コイル62には横ズレはなくて且つ受電コイル52による受電がないと判定された場合及び磁界生成コイル62に横ズレがあって且つ受電コイル52による受電があると判定された場合には、地上側磁界センサ25には異常があると判定する(ステップS34)。
次いで、車両側コントローラ34は、n番目の給電条件では、電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量がn番目の給電条件に対応する正常範囲内であるか否かを判定する(ステップS35)。車両側コントローラ34は、受電平均電力又は受電電力量がn番目の給電条件に対応する正常範囲内でないと判定された場合には、送電装置4には異常が生じていると判定する(ステップS36)。
次いで、車両側コントローラ34は、カウンタnが診断車両71に用意されている給電条件の数N(本実施形態では3)に到達しているか否かを判定する(ステップS37)。カウンタnが給電条件の数Nに到達していないと判定された場合には、nに1を加算したものが新たなnとされて(ステップS38)、ステップS32からS36が繰り返される。一方、ステップS37においてカウンタnが給電条件の数Nに到達していると判定された場合には、車両側コントローラ34は、これまでステップS34の地上側磁界センサ25の異常判定又はステップS36の送電装置4の異常判定が無かったか否かを判定する(ステップS39)。ステップS39においてこれまで異常判定が無かったと判定された場合には、車両側コントローラ34は、地上側磁界センサ25及び送電装置4はいずれも正常であると判定する。
<変形例>
上記実施形態では、診断車両71は、複数の受電コイル52及び複数の磁界生成コイル62を有している。しかしながら、診断車両71は、横方向に移動可能な受電コイル52を一つのみ、及び横方向に移動可能な磁界生成コイル62を一つのみ有してもよい。この場合、診断車両71は、各送電コイル44上で停車すると共に、各送電コイル44上に位置するときに受電コイル52及び磁界生成コイル62を停車中に異なる複数の位置に移動させる。この結果、受電コイル52及び磁界生成コイル62が各位置にあるときに、給電操作が行われる。これにより、異なる複数の給電条件において給電操作が行われる。
上記実施形態では、診断車両71は、複数の受電コイル52及び複数の磁界生成コイル62を有している。しかしながら、診断車両71は、横方向に移動可能な受電コイル52を一つのみ、及び横方向に移動可能な磁界生成コイル62を一つのみ有してもよい。この場合、診断車両71は、各送電コイル44上で停車すると共に、各送電コイル44上に位置するときに受電コイル52及び磁界生成コイル62を停車中に異なる複数の位置に移動させる。この結果、受電コイル52及び磁界生成コイル62が各位置にあるときに、給電操作が行われる。これにより、異なる複数の給電条件において給電操作が行われる。
また、上記実施形態では、給電操作後に、車両側コントローラ34において算出された受電平均電力又は受電電力量に基づいて、送電装置4の異常診断が行われる。しかしながら、給電操作中に車両側磁界センサ72によって検出された磁界強度に基づいて送電装置4の異常診断が行われてもよい。この場合、給電操作中に車両側磁界センサ72によって検出された磁界強度が給電条件に対応する正常範囲内である場合には、送電装置4は正常であると判定される。一方、給電操作中に車両側磁界センサ72によって検出された磁界強度が給電条件に対応する正常範囲外である場合には、送電装置4には異常が生じていると判定される。
また、上記実施形態では、第1受電コイル52-1は正常な位置に配置され、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3は異常な位置に配置されている。しかしながら、全ての受電コイル52が正常な位置(正常な位置として許容できる程度に互いに横方向にずらされた位置)に配置されてもよい。同様に、全ての受電コイル52が異常な位置に配置されてもよい。或いは、複数の受電コイル52が正常な位置に配置され、残りの複数の受電コイル52が異常な位置に配置されてもよい。
第二実施形態
次に、図9を参照して、第二実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第二実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
次に、図9を参照して、第二実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第二実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
図9は、第二実施形態に係る診断車両71の構成を概略的に示す図である。図9に示されるように、本実施形態においても、診断車両71は、複数の受電コイル52を有する。より詳細には、診断車両71は、それぞれ一つの受電コイル52を有する受電側共振回路51を複数有する。複数の受電コイル52は、互いに鉛直方向(診断車両71が走行する地面に対して垂直な方向)にずれた状態で診断車両71に配置される。また、複数の受電コイル52は、診断車両71の進行方向において互いに離間するように横方向中央に診断車両71に配置される。
図9に示される例では、診断車両71は、第1受電コイル52-1、第2受電コイル52-2、第3受電コイル52-3の3つの受電コイル52を有する。第1受電コイル52-1は、診断車両71の前方において一般の車両3における位置よりも道路Rから離れた位置に配置される。第2受電コイル52-2は、診断車両71の前後方向中央において、一般の車両3における位置と同じ正常な位置に配置される。第3受電コイル52-3は、診断車両71の後方において、一般の車両3における位置よりも道路Rに近い位置に配置される。したがって、第1受電コイル52-1及び第3受電コイル52-3は、鉛直方向において、一般の車両3の受電コイル52の位置とは異なる、異常な位置に配置される。
本実施形態では、このように構成された診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44上を通過するときに、一般の車両3が通過するときと同様に、図6に示されるような地上給電装置2による給電操作が行われる。診断車両71が送電コイル44上を通過すると、診断車両71の複数の受電コイル52が送電コイル44上を順次通過する。そして、診断車両71の受電コイル52は、互いに鉛直方向にズレて配置されている。したがって、診断車両71の各受電コイル52が送電コイル44上に位置する毎に、異なる給電条件(送電コイル44と受電コイル52との鉛直方向の相対位置が互いに異なる条件)で給電操作が行われる。したがって、本実施形態でも、診断車両71が送電コイル44上を通過するときに、受電コイル52が送電コイル44上に順次位置することによって、互いに異なる給電条件において、給電操作が行われる。
そして、本実施形態においても、互いに異なる給電条件で給電操作が行われたときに車両側コントローラ34において算出された受電平均電力又は受電電力量が、給電条件に対応する正常範囲内であるか否かに基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。
なお、本実施形態においても、診断車両71は、鉛直方向に移動可能な受電コイル52を一つのみ有してもよい。この場合、診断車両71は、各送電コイル44上で停車すると共に、各送電コイル44上に位置するときに受電コイル52を停車中に異なる複数の位置に移動させる。また、本実施形態と第一実施形態とを組み合わせてもよく、診断車両71は、横方向及び鉛直方向にずれた複数の受電コイル52及び磁界生成コイル62を有してもよい。
第三実施形態
次に、図10を参照して、第三実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第三実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態及び第二実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態及び第二実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
次に、図10を参照して、第三実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第三実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態及び第二実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態及び第二実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
図10は、診断車両71の底面を概略的に示す、図7と同様な底面図である。図10に示されるように、本実施形態に係る診断車両71は、複数の受電コイル52を有する。より詳細には、診断車両71は、それぞれ一つの受電コイル52を有する受電側共振回路51を複数有する。複数の受電側共振回路51は、互いに異なる共振に関するパラメータを有する。具体的には、本実施形態では、複数の受電コイル52は互いに異なる巻数を有する。また、複数の受電コイル52は、診断車両71の進行方向において互いに離間するように横方向中央に診断車両71に配置される。
図10に示される例では、診断車両71は、第1受電コイル52-1、第2受電コイル52-2、第3受電コイル52-3の3つの受電コイル52を有する。第1受電コイル52-1は、診断車両71の前方において配置され、一般の車両3における巻数よりも多い巻数とされる。第2受電コイル52-2は、診断車両71の前後方向中央に配置され、一般の車両3における巻数と同一な正常の巻数とされる。第3受電コイル52-3は、診断車両71の後方において配置され、一般の車両3における巻数よりも少ない巻数とされる。したがって、第1受電コイル52-1及び第3受電コイル52-3は、一般の車両3における巻数とは異なる異常な巻数とされる。
本実施形態では、このように構成された診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44上を通過するときに、一般の車両3が通過するときと同様に、図6に示されるような地上給電装置2による給電操作が行われる。診断車両71が送電コイル44上を通過すると、診断車両71の複数の受電コイル52が送電コイル44上を順次通過する。そして、診断車両71の受電コイル52は、互いに巻数がズレて構成されている。したがって、診断車両71の各受電コイル52が送電コイル44上に位置する毎に、異なる給電条件で給電操作が行われる。したがって、本実施形態でも、診断車両71が送電コイル44上を通過するときに、受電コイル52が送電コイル44上に順次位置することによって、互いに異なる給電条件において、給電操作が行われる。
そして、本実施形態においても、互いに異なる給電条件で給電操作が行われたときに車両側コントローラ34において算出された受電平均電力又は受電電力量が、給電条件に対応する正常範囲内であるか否かに基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。
なお、本実施形態では、複数の受電側共振回路51の共振に関するパラメータのうち受電コイル52の巻数が互いに異なっている。しかしながら、複数の受電側共振回路51では、受電コイル52の巻数以外の共振に関するパラメータの値が互いに異なっていてもよい。具体的には、このようなパラメータとしては、送電コイル44の外径及び内径、送電側コンデンサ45の静電容量等が挙げられる。また、本実施形態と第一実施形態及び第二実施形態とを組み合わせてもよく、例えば、診断車両71は、横方向及び鉛直方向にずれた巻数の異なる複数の受電コイル52を有してもよい。
第四実施形態
次に、図11を参照して、第四実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第四実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態~第三実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第三実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
次に、図11を参照して、第四実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第四実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態~第三実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第三実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
図11は、第四実施形態に係る診断車両71の構成を概略的に示す図である。図11に示されるように、本実施形態においても、診断車両71は複数の受電コイル52を有する。また、本実施形態では、複数の受電コイル52は、診断車両71の進行方向において互いに離間するように横方向中央に配置される。また、全ての受電コイル52を有する全ての受電側共振回路51は、診断車両71の進行方向の位置を除いて同一に構成される。
加えて、本実施形態に係る診断車両71では、一部の受電コイル52の下方には、道路R上に位置しうる異物を模した異物模擬物体74、75が配置される。図11に示した例では、診断車両71の前方に配置された第1受電コイル52-1の下には異物模擬物体は配置されない。一方、診断車両71の前後方向中央に配置された第2受電コイル52-2の下には生体物を模擬した異物模擬物体74が配置される。加えて、診断車両71の後方に配置された第3受電コイル52-3の下には金属製の異物模擬物体75が配置される。これら異物模擬物体74、75は、診断車両71に取り付けられ、よって診断車両71と共に移動する。
このように構成された診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44上を通過するときには、診断車両71の複数の受電コイル52が送電コイル44上を順次通過する。特に、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3が送電コイル44上を通過するときには、受電コイル52と送電コイル44との間に互いに異なる異物模擬物体74、75が位置する状態で給電操作が行われる。一方、第1受電コイル52-1が送電コイル44上を通過するときには、受電コイル52と送電コイル44との間には異物模擬物体は位置しない状態で給電操作が行われる。すなわち、本実施形態では、診断車両71と地上給電装置2との間に異物模擬物体74、75が配置された給電条件と、診断車両71と地上給電装置2との間に異物模擬物体74、75が配置されていない給電条件との、互いに異なる給電条件において給電操作が行われる。
特に、本実施形態では、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3の下方には異物模擬物体74、75が配置される。したがって、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3が送電コイル44上を通過するときには、異物センサ24が正常に動作していれば、異物が検出されて、送電コイル44からの送電は行われない。また、仮に送電コイル44からの送電が行われた場合には、送電コイル44を含む送電装置4が正常に動作していれば、電力伝送中の受電平均電力や受電電力量は、この給電条件に対応する予め設定された正常範囲(給電操作が正常に行われる給電条件に対応する正常範囲とは異なる範囲)内の値になる。したがって、給電操作が行われた結果、第2受電コイル52-2及び第3受電コイル52-3に対して送電コイル44からの送電が行われたときには、異物センサ24には異常が生じていると判定される。また、給電操作が行われた結果、送電コイル44からの送電が行われると共に、電力伝送中の受電平均電力又は受電電力量が正常範囲外の値であった場合には、送電装置4には異常が生じていると判定される。
なお、診断車両71は、受電コイル52を一つのみ有し、異なる異物模擬物体を受電コイル52の下方に代わる代わる配置することができるように構成されてもよい。また、本実施形態と第一実施形態から第三実施形態とを組み合わせてもよく、例えば、診断車両71は、診断車両71は、横方向及び鉛直方向にずれた巻数の異なる複数の受電コイル52と一部の受電コイル52の下方に配置された異物模擬物体とを有してもよい。
第五実施形態
次に、図12を参照して、第五実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第五実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態から第四実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第四実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
次に、図12を参照して、第五実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第五実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態から第四実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第四実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
図12は、第五実施形態に係る診断車両71の構成を概略的に示す図である。図12に示されるように、本実施形態においても、診断車両71は複数の受電コイル52を有する。また、本実施形態では、複数の受電コイル52は、診断車両71の進行方向において互いに離間するように横方向中央に配置される。また、全ての受電コイル52を有する全ての受電側共振回路51は、診断車両71の進行方向の位置を除いて同一に構成される。
加えて、本実施形態では、診断車両71の車両側コントローラ34は、第1チケット及び給電に関する情報を含む信号を地上給電装置2に送信するとき(図6のステップS15)に、各受電コイル52を有する受電側共振回路51毎に異なる指令値を含む信号を送信する。具体的には、車両側コントローラ34は、例えば、各受電側共振回路51毎に、異なる要求給電電力を含む信号を送信する。
このように各受電側共振回路51毎に異なる要求給電電力を含む信号が送信されることにより、診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44上を通過するときに、送電コイル44からは受電コイル52毎に異なる電力が送電される。したがって、診断車両71の各受電コイル52が送電コイル44上に位置する毎に、異なる給電条件で給電操作が行われる。すなわち、本実施形態では、診断車両71から地上給電装置2に対して給電に関する互いに異なる指令値が送信されることにより、診断車両71が送電コイル44上を通過するときに、互いに異なる給電条件において給電操作が行われる。換言すると、本実施形態では、異常診断装置を構成する車両側コントローラ34は、異なる給電条件において給電操作が行われるように地上給電装置2に信号を送信する。
そして、本実施形態においても、互いに異なる給電条件で給電操作が行われたときに車両側コントローラ34において算出された受電平均電力又は受電電力量が、給電条件に対応する正常範囲内であるか否かに基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。
なお、上記実施形態では、診断車両71は3つの受電側共振回路51を有し、各受電側共振回路51毎に異なる指令値を含む信号を送信している。しかしながら、診断車両71は一つの受電側共振回路51を有してもよい。この場合には、診断車両71は対象となる送電コイル44上で停車すると共に、給電操作が行われている間に、複数回に亘って指令値を変更する。この場合も、指令値を変更する毎に、異なる給電条件において給電操作が行われることになる。また、本実施形態と第一実施形態から第四実施形態とが組み合わせられてもよく、例えば、診断車両71は、横方向及び鉛直方向にずれた巻数の異なる複数の受電コイル52を有し且つ受電側共振回路51毎に異なる指令値を含む信号を地上給電装置2に送信してもよい。
第六実施形態
次に、第六実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第六実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態から第五実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第五実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
次に、第六実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法について説明する。第六実施形態に係る地上給電装置2の異常の診断手法は、基本的に第一実施形態から第五実施形態に係る診断手法と同様である。以下では、第一実施形態から第五実施形態とは異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、診断車両71は、第五実施形態に係る診断車両71と同様な構成を有する。したがって、診断車両71では、複数の受電コイル52が、診断車両71の進行方向において互いに離間するように横方向中央に配置される。
加えて、本実施形態では、診断車両71の車両側コントローラ34は、第1チケットを含む信号を地上給電装置2に送信するとき(図6のステップS15))に、各受電側共振回路51毎に異なる第1チケットを送信する。具体的には、診断車両71の車両側コントローラ34は、例えば、第1受電側共振回路51-1については正常な第1チケットを送信すると共に、第2受電側共振回路51-2及び第3受電側共振回路51-3については異常な第1チケット(例えば、有効期限の切れた第1チケットや、第2チケットに対応していない第1チケットなど)を送信する。
このように各受電側共振回路51毎に異なる第1チケットを含む信号が送信されることにより、診断車両71が地上給電装置2の送電コイル44を通過するときに、送電コイル44からは第1チケットに対応して送電が行われる。すなわち、本実施形態では、診断車両71から地上給電装置2に対して互いに異なる第1チケットが送信されることにより、診断車両71が送電コイル44上を通過するときに、互いに異なる給電条件において給電操作が行われる。
そして、本実施形態においても、互いに異なる給電条件で給電操作が行われたときに、送信した第1チケットに対応する給電操作が行われているか否かに基づいて、地上給電装置2の異常診断が行われる。例えば、正常な第1チケットに対応する第1受電側共振回路51-1において受電した場合には、地上給電装置2は正常であると判定される。一方、正常な第1チケットに対応する第1受電側共振回路51-1において受電しない場合には、地上給電装置2は異常であると判定される。また、異常な第1チケットに対応する第2受電側共振回路51-2及び第3受電側共振回路51-3において受電した場合には、地上給電装置2は異常であると判定される。一方、異常な第1チケットに対応する第2受電側共振回路51-2及び第3受電側共振回路51-3において受電しない場合には、地上給電装置2は正常であると判定される。
なお、本実施形態と第一実施形態から第五実施形態とが組み合わせられてもよい。
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。
Claims (15)
- 車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断方法であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作を行うことと、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断することと、を含む、異常診断方法。 - 前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、請求項1に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電に異常が生じる給電条件である、請求項1又は2に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件のうちの少なくとも一つは、給電が正常に行われる給電条件である、請求項1~3のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 前記車両は、異なる給電条件にて受電することができる複数の受電コイルを備え、これら受電コイルは前記車両の進行方向において互いに離間するように前記車両に配置され、
前記車両が前記送電コイル上を通過するときに前記受電コイルが前記送電コイル上に順次位置することによって、各受電コイル毎に異なる給電条件において給電操作が行われる、請求項1~4のいずれか1項に記載の異常診断方法。 - 前記車両は、給電条件が変わるように前記車両に対して移動することができる受電コイルを備え、
前記車両が前記送電コイル上に位置するときに前記受電コイルが移動することによって、異なる給電条件において給電操作が行われる、請求項1~4のいずれか1項に記載の異常診断方法。 - 前記地上給電装置の異常の診断では、前記検出された給電に関するパラメータの値が各給電条件に対応する正常範囲内の値であるときには前記地上給電装置は正常であると判定され、前記検出された給電に関するパラメータの値が、各給電条件に対応する前記正常範囲外の値であるときには前記地上給電装置には異常が生じている判定される、請求項1~6のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両の進行方向に対して横方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件は、前記車両の受電コイルの位置が前記車両が走行する地面に対して垂直な方向に互いにずれた複数の給電条件を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件は、前記車両から前記地上給電装置に対して、給電に関する互いに異なる指令値が送信された複数の給電条件を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 前記複数の異なる給電条件は、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置された給電条件と、前記車両と前記地上給電装置との間に異物が配置されていない給電条件と、を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の異常診断方法。
- 車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように構成された受電装置と、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する診断部と、を有する、異常診断装置。 - 車両へ非接触で電力を送電する地上給電装置の異常を診断する異常診断装置であって、
前記車両が前記地上給電装置の送電コイル上に位置するときに複数の異なる給電条件において給電操作が行われるように前記地上給電装置に信号を送信し、
複数の異なる給電条件において給電操作を行う間に検出された給電に関するパラメータの値に基づいて前記地上給電装置の異常を診断する、ように構成された、異常診断装置。 - 前記複数の異なる給電条件における給電操作は、前記車両の走行中であって前記車両が前記送電コイル上を通過するときに行われる、請求項12又は請求項13に記載の異常診断装置。
- 請求項12~14のいずれか1項に記載された異常診断装置を有する、車両。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022175469A JP2024066131A (ja) | 2022-11-01 | 2022-11-01 | 異常診断方法 |
JP2022-175469 | 2022-11-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024095600A1 true WO2024095600A1 (ja) | 2024-05-10 |
Family
ID=90930171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/032212 WO2024095600A1 (ja) | 2022-11-01 | 2023-09-04 | 異常診断方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024066131A (ja) |
WO (1) | WO2024095600A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020178471A (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社デンソー | 走行中給電システム及びその電気特性の異常値判定方法 |
WO2022157835A1 (ja) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Tdk株式会社 | 送電装置、及び、電力伝送システム |
JP2022121069A (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 異常判定装置及び異常判定方法 |
JP2022156340A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 株式会社デンソー | 非接触給電システムの異常検知装置及び異常検知方法 |
-
2022
- 2022-11-01 JP JP2022175469A patent/JP2024066131A/ja active Pending
-
2023
- 2023-09-04 WO PCT/JP2023/032212 patent/WO2024095600A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020178471A (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 株式会社デンソー | 走行中給電システム及びその電気特性の異常値判定方法 |
WO2022157835A1 (ja) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Tdk株式会社 | 送電装置、及び、電力伝送システム |
JP2022121069A (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 異常判定装置及び異常判定方法 |
JP2022156340A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 株式会社デンソー | 非接触給電システムの異常検知装置及び異常検知方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024066131A (ja) | 2024-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105083046B (zh) | 用于电动车辆充电系统的超声定位 | |
KR102406107B1 (ko) | 조절 가능한 플럭스 각도를 갖는 전기 자동차를 위한 무선 충전 시스템 | |
US9260029B2 (en) | Vehicle electric power supply system | |
JP5423833B2 (ja) | 車両 | |
CN106828118B (zh) | 车辆的受电装置、送电装置和非接触送受电系统 | |
JP5474463B2 (ja) | 非接触受電装置およびそれを備える電動車両 | |
CN105189184A (zh) | 受电装置、送电装置、电力传送系统及停车辅助装置 | |
US20150057932A1 (en) | Vehicle guidance apparatus and vehicle guidance method | |
JP2014193095A (ja) | 非接触給電システム | |
WO2024095600A1 (ja) | 異常診断方法 | |
US20230024229A1 (en) | Ground power supply apparatus | |
US20220402387A1 (en) | Ground power supplying apparatus, method for controlling ground power supplying apparatus, and nontransitory computer recording medium | |
BR102022008076A2 (pt) | Sistema de fornecimento de energia sem contato, método de estimativa de posição, corpo móvel e dispositivo de fornecimento de energia | |
US20230003811A1 (en) | Abnormality detection device and abnormality detection method thereof | |
JP7524845B2 (ja) | サーバ | |
JP7314918B2 (ja) | 制御装置、非接触給電診断プログラム、及び、非接触給電システム | |
US20230001805A1 (en) | Server | |
WO2024101027A1 (ja) | サーバ、給電システム及び電力価格設定方法 | |
US20220402379A1 (en) | Power supply assistance apparatus, vehicle, and power supply device | |
JP7435550B2 (ja) | 車両 | |
US20220402389A1 (en) | Vehicle, ground power supplying apparatus, and noncontact power supplying system | |
JP2024061263A (ja) | 地上給電装置 | |
JP2023020322A (ja) | 地上給電装置 | |
JP2023132300A (ja) | 異常診断システム及び異常判定方法 | |
JP2023153614A (ja) | 移動体、地上給電装置及びコンピュータプラグラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23885366 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |