(57)【要約】  車両は、車両（１００）の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置（１１０）と、車両内部で電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置（１８４）とを含む。受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される。好ましくは、受電装置が受電に使用する電磁界の周波数が送電装置が送電に使用する電磁界の周波数よりも低くなるように、受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とが設定される。より好ましくは、受電装置が車両外部に設置された外部送電装置から非接触で受電する電力は、送電装置が非接触で電気機器に送電する電力よりも大きい。
2012164743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１００）の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置（１１０）と、
前記車両内部で電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置（１８４）とを備え、
前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と前記送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される、車両。
【請求項２】
前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数が前記送電装置が送電に使用する電磁界の周波数よりも低くなるように、前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と前記送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とが設定される、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記受電装置が車両外部に設置された外部送電装置から非接触で受電する電力は、前記送電装置が非接触で前記電気機器に送電する電力よりも大きい、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
車両を駆動する駆動装置（１７２，１７４）と、
前記駆動装置に電力を供給する主バッテリ（１５０）と、
前記主バッテリとは別に設けられた補機バッテリ（１８２）とをさらに備え、
前記補機バッテリの電圧は、前記主バッテリの電圧よりも低く、
前記送電装置は前記補機バッテリから電力を受けて前記電気機器に送電を行なう、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
乗員の操作に応じて車両の動作状態を走行可能状態と走行不可能状態に設定する制御部（１８０）をさらに備え、
前記制御部は、前記走行可能状態においては前記受電装置によって受電された電力を前記主バッテリに充電することを許可し、かつ前記送電装置から前記電気機器に電力を供給することを許可し、前記走行不可能状態においては前記受電装置によって受電された電力を前記主バッテリに充電することを許可し、かつ前記送電装置から前記電気機器に電力を供給することを禁止する、請求項４に記載の車両。
【請求項６】
車両内部で使用される電気機器（４００）であって、
前記車両は、
外部送電装置から前記車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置（１１０）と、
前記電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置（１８４）とを含み、
前記電気機器は、
前記車両の前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数とは異なる電磁界の周波数を使用して、前記送電装置から送電される電力を受ける受電部（４１０）を備える、電気機器。
【請求項７】
前記受電部は、前記車両の前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数よりも高い電磁界の周波数を使用して、前記送電装置から送電される電力を受ける、請求項６に記載の電気機器。
【請求項８】
車両（１００）と、
前記車両に電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する外部送電装置（２００）と、
前記車両内部で使用することができる電気機器（４００）とを備え、
前記車両は、
前記外部送電装置から前記車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置（１１０）と、
前記電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置（１８４）とを含み、
前記受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と前記送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される、電力送受電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両、電気機器および電力送受電システムに関し、特に、非接触で送受電を行なう車両、電気機器および電力送受電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やプラグインハイブリッド自動車など、外部から車載の蓄電装置に充電が可能に構成された車両が実用化されている。充電を自動で行なうことや、そのために駐車位置を誘導する技術も検討されている。また、携帯型電話のバッテリの充電等のため、車内電気機器に対して、車内で給電を行なうことについてもニーズがある。【０００３】
特開２００７−１０４８６８号公報（特許文献１）は、車内にて携帯電話機のバッテリを電磁誘導により充電する充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０４８６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１０４１２号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／０５２７８５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
充電や給電時にケーブルや配線によって接続をしなければならないのは煩わしいので、車両のバッテリと車内電気機器に対して非接触で充電または給電することについてのニーズがある。上記の特開２００７−１０４８６８号公報では、車両のバッテリに対して外部から充電を行なうことについては記載されておらず、携帯電話機と車両のバッテリを共に非接触で充電する場合については具体的検討はなされていない。【０００６】
車内電気機器への送電方式と車両のバッテリを充電するための受電方式については、それぞれの特徴を考慮しなければ効率よく送受電することができない場合もある。たとえば、近年、電磁界共鳴による非接触送受電が検討されているが、車内電気機器と車両のバッテリをともに電磁界共鳴を用いて給電または充電すると、低出力な車内電気機器に影響を与え機器が故障する可能性もある。【０００７】
本発明の目的は、車両の走行のための電力を外部から非接触で受電が可能であるとともに、車内電気機器に供給する電力を非接触で送電することが可能な車両、電気機器および電力送受電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、車両であって、車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置と、車両内部で電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置とを含む。受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される。【０００９】
好ましくは、受電装置が受電に使用する電磁界の周波数が送電装置が送電に使用する電磁界の周波数よりも低くなるように、受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とが設定される。【００１０】
より好ましくは、受電装置が車両外部に設置された外部送電装置から非接触で受電する電力は、送電装置が非接触で電気機器に送電する電力よりも大きい。【００１１】
さらに好ましくは、車両は、車両を駆動する駆動装置と、駆動装置に電力を供給する主バッテリと、主バッテリとは別に設けられた補機バッテリとをさらに含む。補機バッテリの電圧は、主バッテリの電圧よりも低く、送電装置は補機バッテリから電力を受けて電気機器に送電を行なう。【００１２】
さらに好ましくは、車両は、乗員の操作に応じて車両の動作状態を走行可能状態と走行不可能状態に設定する制御部をさらに含む。制御部は、走行可能状態においては受電装置によって受電された電力を主バッテリに充電することを許可し、かつ送電装置から電気機器に電力を供給することを許可し、走行不可能状態においては受電装置によって受電された電力を主バッテリに充電することを許可し、かつ送電装置から電気機器に電力を供給することを禁止する。【００１３】
この発明は、他の局面では、車両内部で使用される電気機器である。車両は、外部送電装置から車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置と、電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置とを含む。電気機器は、車両の受電装置が受電に使用する電磁界の周波数とは異なる電磁界の周波数を使用して、送電装置から送電される電力を受ける受電部を含む。【００１４】
好ましくは、受電部は、車両の受電装置が受電に使用する電磁界の周波数よりも高い電磁界の周波数を使用して、送電装置から送電される電力を受ける。【００１５】
この発明は、さらに他の局面では、電力送受電システムであって、車両と、車両に電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する外部送電装置と、車両内部で使用することができる電気機器とを含む。車両は、外部送電装置から車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電装置と、電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する送電装置とを含む。受電装置が受電に使用する電磁界の周波数と送電装置が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両の走行のための電力を外部から非接触で受電することと、車内電気機器に供給する電力を非接触で送電することを互いに影響を及ぼすことなく実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態による車両用給電システムの全体構成図である。
【図２】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図３】電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
【図４】受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間の距離を説明するための図である。
【図５】本実施の形態に示される車両と給電装置の送受電に関する概略構成を示した図である。
【図６】図１、図５に示した車両１００の詳細を示す構成図である。
【図７】車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０について、より詳細に説明するための回路図である。
【図８】図６における共鳴機器給電ユニット１８４および車内電気機器の受電部の構成を示した回路図である。
【図９】図８の共鳴機器給電ユニット１８４の車両における配置例を説明するための図である。
【図１０】車内電気機器のコイルと機器給電ユニットのコイルとの距離を説明するための図である。
【図１１】図６の制御装置１８０が実行する電力送受電の許可に関連する制御を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図６の制御装置１８０が実行する電力送受電の許可に関連する変形例の制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態による車両用給電システムの全体構成図である。
図１を参照して、電力送受電システム１０は、車両１００と、給電装置２００とを含む。車両１００は、受電ユニット１１０と、通信ユニット１３０とを含む。
【００２０】
受電ユニット１１０は、車体底面に設置され、給電装置２００の送電ユニット２２０から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、後に説明する自己共振コイルを含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。通信ユニット１３０は、車両１００と給電装置２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２１】
給電装置２００は、高周波電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、通信ユニット２４０とを含む。高周波電源装置２１０は、たとえばコネクタ２１２を介して供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。なお、高周波電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１ＭＨｚ〜数十ＭＨｚである。
【００２２】
送電ユニット２２０は、たとえば駐車場の床面に設置され、高周波電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、自己共振コイルを含み、この自己共振コイルが受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。通信ユニット２４０は、給電装置２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２３】
ここで、給電装置２００から車両１００への給電に際し、車両１００を給電装置２００へ誘導して車両１００の受電ユニット１１０と給電装置２００の送電ユニット２２０との位置合わせを行なう必要がある。すなわち、車両１００は、後述する車内電気機器とは異なり、位置合わせが簡単ではない。車内電気機器では、ユーザが手で持ち上げて充電器等の給電ユニットの適切な位置に置くことが簡単に行える。しかし、車両は、ユーザが車両を操作し適切な位置に車両を停車させる必要があり、手で持ち上げて位置を調整するというわけにはいかない。
【００２４】
このため、給電装置２００から車両１００への給電は、位置ずれに対して許容度が大きい方式を採用することが望ましい。電磁誘導方式は、送信距離は短距離であり位置ずれに対しても許容度が小さいと言われている。電磁誘導方式を車両への給電に採用しようとすると、運転者の精度の高い運転技術が要求されたり、高精度な車両誘導装置を車両に搭載することが必要となったり、ラフな駐車位置でも対応可能なようにコイル位置を移動させる可動部が必要となったりする可能性がある。
【００２５】
電磁界による共鳴方式は、送信距離が数ｍであっても比較的大電力を送信することが可能であり、位置ずれに対する許容度も電磁誘導方式よりも一般的に大きいと言われている。このため、この実施の形態による電力送受電システム１０では、共鳴法を用いて給電装置２００から車両１００への給電が行なわれる。
【００２６】
図２は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
図２を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００２７】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜数十ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００２８】
なお、図１との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図１の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図１の送電ユニット２２０に対応する。
【００２９】
図３は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
図３を参照して、電磁界は３つの成分を含む。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。
【００３０】
この中でも波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域があるが、共鳴法では、この近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、近接場を利用して、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次自己共振コイル）から他方の共鳴器（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この近接場は遠方にエネルギー（電力）を伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。
【００３１】
図４は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間の距離を説明するための図である。
【００３２】
図４を参照して、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間の距離Ｄ１は、電磁誘導方式の伝送距離よりも大きい距離である。この距離Ｄ１は、共鳴方式によって送電が可能な距離でもある。なお、この距離Ｄ１は送電ユニット２２０および受電ユニット１１０の自己共振コイルの形状やサイズを変えれば変更可能である。
【００３３】
図５は、本実施の形態に示される車両と給電装置の送受電に関する概略構成を示した図である。
【００３４】
図５を参照して、給電装置２００は、送電ユニット２２０と、高周波電源装置２１０と、通信ユニット２４０とを含む。車両１００は、通信ユニット１３０と、受電ユニット１１０と、整流器１４０と、リレー１４６と、抵抗１４４と受電電圧計測部（電圧センサ１９０）と、図示しない蓄電装置に充電を行なう充電装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）とを含む。
【００３５】
通信ユニット２４０と通信ユニット１３０とが無線で通信を行ない、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の位置合わせを行なうための情報をやり取りする。抵抗１４４を一時的にリレー１４６で送電ユニットの出力に接続することによって、電圧センサ１９０の出力が受電条件を満たすか否かの電圧情報を得ることができる。この電圧情報を得るための微弱電力の送電要求が通信ユニット１３０，２４０を介して車両１００から給電装置２００に伝えられる。
【００３６】
図６は、図１、図５に示した車両１００の詳細を示す構成図である。
図６を参照して、車両１００は、メインバッテリ１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。
【００３７】
車両１００は、さらに、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とを含む。
【００３８】
車両１００は、さらに、制御装置１８０と、車両起動ボタン１２０と、通信ユニット１３０と、給電ボタン１２２とを含む。
【００３９】
この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００４０】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、メインバッテリ１５０の充電状態（「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）」とも称される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、メインバッテリ１５０が充電される。
【００４１】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７４は、メインバッテリ１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００４２】
また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、メインバッテリ１５０に蓄えられる。
【００４３】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を使用することができる。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００４４】
メインバッテリ１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を含む。メインバッテリ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される電力も蓄える。そして、メインバッテリ１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、メインバッテリ１５０として大容量のキャパシタも採用可能である。メインバッテリ１５０は、給電装置２００（図１）から供給される電力やモータジェネレータ１７２，１７４からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００４５】
システムメインリレーＳＭＲ１は、メインバッテリ１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、メインバッテリ１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、メインバッテリ１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧をメインバッテリ１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路を含む。
【００４６】
インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路を含む。
【００４７】
二次自己共振コイル１１２は、両端がスイッチ（リレー１１３）を介してコンデンサ１１１に接続されており、スイッチ（リレー１１３）が導通状態となったときに給電装置２００の一次共振コイルと電磁場を介して共鳴する。この共鳴により図１、図５の給電装置２００から受電が行なわれる。なお、図６ではコンデンサ１１１を設けた例を示したが、コンデンサに代えてコイルの浮遊容量によって共振するように、一次自己共振コイルとの調整をしてもよい。
【００４８】
なお、二次自己共振コイル１１２については、給電装置２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ＞１００）大きくなり、かつその結合度を示すκが小さくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００４９】
二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。
【００５０】
整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力をメインバッテリ１５０の電圧レベルに変換してメインバッテリ１５０へ出力する。
【００５１】
システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２とメインバッテリ１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、メインバッテリ１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、メインバッテリ１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＲを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。
【００５２】
整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間には直列に接続された抵抗１４４およびリレー１４６が設けられる。リレー１４６は、車両１００が非接触給電を行なう場合に車両位置を調整する際に制御装置１８０によって導通状態に制御される。
【００５３】
制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。制御装置１８０は、生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。
【００５４】
微弱電力を送信し電圧ＶＲに基づいて受電状態を判断することができる。したがって、運転者または車両誘導システムは、電圧ＶＲに基づいて車両の位置合わせを行なう。
【００５５】
車両の位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、通信ユニット１３０を介して給電装置２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。
【００５６】
車両１００は、さらに、補機バッテリ１８２と、電力線ＰＬ１，ＮＬと補機バッテリ１８２との間に設けられ、メインバッテリ１５０の電圧を降圧し補機負荷および補機バッテリ１８２に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ１８１と、共鳴機器給電ユニット１８４とを含む。
【００５７】
共鳴機器給電ユニット１８４は、補機負荷の一つであるが、非接触で車内電気機器に給電を行なう。本実施の形態では共鳴機器給電ユニット１８４の非接触の給電方式は共鳴方式を採用している。代表例としては、車内電気機器は携帯電話であり、機器給電ユニットは携帯電話のバッテリに充電を行なうユニットであるが、必ずしも車内電気機器はバッテリを搭載している必要はなく、非接触で給電が行なわれるものであればよい。車内電気機器の他の例としては、パーソナルコンピュータ、音楽機器、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ゲーム機、無線通信機器などを挙げることができる。これらは、限定されないが、可搬の小型のものである場合が多い。
【００５８】
好ましくは、受電ユニット１１０が車両外部に設置された外部送電装置から非接触で受電する電力は、共鳴機器給電ユニット１８４が非接触で車内電気機器に送電する電力よりも大きい。また、車両のメインバッテリ１５０の容量は、車内電気機器たとえば携帯電話などに内蔵されているバッテリの容量よりもはるかに大きい。
【００５９】
車両のメインバッテリ１５０に充電する場合は共鳴法を採用し、車内電気機器に給電する場合にはメインバッテリ１５０の充電とは周波数の異なる電磁波を用いた共鳴法を採用することによって、２つの非接触送受電において互いの影響を無くすることができる。共鳴法の場合には、共鳴部の共鳴周波数を一般の車内電気機器の共鳴周波数とは異なるように選択しておくことによって、車内電気機器に影響を与えずに車両のメインバッテリ１５０に充電を行なうことができる。共鳴部（受電ユニット１１０の二次自己共振コイル１１２）の共振周波数は、コイル径に関係する受電ユニットのインダクタンスＬとコイルに接続するコンデンサの容量Ｃによって定まるＬＣ成分で決定される。携帯型車内電気機器は、車両ほどサイズが大きくないので車両側に一般車内電気機器に搭載ができない程度のインダクタンスＬを搭載するようにしても良い。
【００６０】
図７は、車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０について、より詳細に説明するための回路図である。
【００６１】
図７を参照して、高周波電源装置２１０は、高周波交流電源２１３と、電源のインピーダンスを示す抵抗２１１とで表わされる。
【００６２】
送電ユニット２２０は、高周波電源装置２１０に接続される一次コイル２３２と、電磁誘導により一次コイル２３２と磁気的に結合される一次自己共振コイル２３４と、一次自己共振コイル２３４の両端に接続されたコンデンサ２４２とを含む。
【００６３】
受電ユニット１１０は、一次自己共振コイル２３４と電磁場を介して共鳴する二次自己共振コイル１１２と、二次自己共振コイル１１２の両端に直列に接続されるコンデンサ１１１およびリレー１１３とを含む。リレー１１３は、受電する場合に導通状態に制御される。
【００６４】
受電ユニット１１０は、二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合される二次コイル１１４をさらに含む。二次コイル１１４で受電された交流電力は整流器１４０で整流される。整流器１４０の出力にはコンデンサＣ１が接続されており、車両と給電設備との位置を調整する場合に用いられるリレー１４６および抵抗１４４がコンデンサＣ１の電極間に接続されている。整流器１４０の出力側にはさらに充電器（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）が接続され適切な充電電圧に電圧が変換され、変換後の充電電圧はバッテリ（メインバッテリ１５０）に与えられる。
【００６５】
抵抗１４４は、たとえば５０Ωのインピーダンスに設定されており、この値は高周波電源装置２１０の抵抗２１１で表わされるインピーダンスとマッチングするように調整されている。
【００６６】
電圧センサ１９０は、車両に非接触給電が行なわれる際に車両の停止位置を調整する際には抵抗１４４の両端の電圧を検出して、検出値ＶＲを制御装置１８０に出力する。
【００６７】
一方、車両位置の調整が完了し外部電源から車両に非接触給電により充電が行なわれている場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２に対する入力電圧を検出値ＶＲとして電圧センサ１９０が検出する。
【００６８】
図８は、図６における共鳴機器給電ユニット１８４および車内電気機器の受電部の構成を示した回路図である。
【００６９】
図８を参照して、車両の送受電システムは、電気機器の充電を行なう車両に組み込まれた共鳴機器給電ユニット１８４と、共鳴機器給電ユニット１８４によって給電される車内電気機器４００に内蔵された受電部４１０を含んで構成される。
【００７０】
車内電気機器４００は、たとえば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＰＤＡ、携帯型の音楽プレイヤー、その他の携帯型の電気機器である。
【００７１】
車内電気機器４００は、受電部４１０と、通信部４６０と、整流器４８０と、充電接続回路４７０と、バッテリ４９０と、電源スイッチ４１５と、負荷回路４２０と、機器制御部４０２と、電流センサ４７１と、電圧センサ４７２とを含む。受電部４１０は、二次共鳴コイル４１１と、コンデンサ４１２と、二次コイル４１３とを含む。
【００７２】
二次共鳴コイル４１１は、共鳴機器給電ユニット１８４に含まれる一次共鳴コイル５２１から、電磁場を用いて電磁共鳴により受電する。
【００７３】
この二次共鳴コイル４１１については、共鳴機器給電ユニット１８４の一次共鳴コイル５２１との距離や、一次共鳴コイル５２１および二次共鳴コイル４１１の共鳴周波数等に基づいて、一次共鳴コイル５２１と二次共鳴コイル４１１との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）が大きくなるようにおよびその結合度を示すκ等が小さくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００７４】
コンデンサ４１２は、二次共鳴コイル４１１の両端に接続され、二次共鳴コイル４１１とともにＬＣ共振回路を形成する。コンデンサ４１２の容量は、二次共鳴コイル４１１の有するインダクタンスに応じて、所定の共鳴周波数となるように適宜設定される。なお、二次共鳴コイル４１１自身の有する浮遊容量で所望の共振周波数が得られる場合には、コンデンサ４１２が省略される場合がある。
【００７５】
二次コイル４１３は、二次共鳴コイル４１１と同軸上に設けられ、電磁誘導により二次共鳴コイル４１１と磁気的に結合可能である。この二次コイル４１３は、二次共鳴コイル４１１により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器４８０へ出力する。
【００７６】
整流器４８０は、二次コイル４１３から受ける交流電力を整流し、その整流された直流電力を、充電接続回路４７０を介してバッテリ４９０に出力する。整流器４８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のコンデンサ（いずれも図示せず）を含む構成とすることができる。整流器４８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能であるが、整流器４８０が受電部４１０に含まれる場合もあり、発生する電磁場に伴うスイッチング素子の誤動作等を防止するために、ダイオードブリッジのような静止型の整流器とすることがより好ましい。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、整流器４８０により整流された直流電力がバッテリ４９０へ直接出力される構成としているが、整流後の直流電圧が、バッテリ４９０が許容できる充電電圧と異なる場合には、整流器４８０とバッテリ４９０との間に、電圧変換するためのＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）が設けられてもよい。
【００７８】
電圧センサ４７２は、整流器４８０とバッテリ４９０とを結ぶ電力線対間に設けられる。電圧センサ４７２は、整流器４８０の二次側の直流電圧、すなわち共鳴機器給電ユニット１８４から受電した受電電圧を検出し、その検出値ＶＣを機器制御部４０２に出力する。
【００７９】
電流センサ４７１は、整流器４８０とバッテリ４９０とを結ぶ電力線に設けられる。電流センサ４７１は、バッテリ４９０への充電電流を検出し、その検出値ＩＣを機器制御部４０２へ出力する。
【００８０】
充電接続回路４７０は、整流器４８０とバッテリ４９０とに電気的に接続される。充電接続回路４７０は、機器制御部４０２からの制御信号ＳＥ１２により制御され、整流器４８０からバッテリ４９０への電力の供給と遮断とを切換える。
【００８１】
バッテリ４９０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリ４９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００８２】
バッテリ４９０は、充電接続回路４７０を介して整流器４８０と接続される。バッテリ４９０は、受電部４１０で受電され整流器４８０で整流された電力を蓄電する。また、バッテリ４９０は、電源スイッチ４１５を介して負荷回路４２０とも接続される。バッテリ４９０は、車両駆動力を発生させるための電力を負荷回路４２０へ供給する。バッテリ４９０の出力はたとえば３．６Ｖ程度である。
【００８３】
バッテリ４９０には、いずれも図示しないが、バッテリ４９０の電圧ＶＢおよび入出力される電流ＩＢを検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる。これらの検出値は、機器制御部４０２へ出力される。機器制御部４０２は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、バッテリ４９０の充電状態（「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）」とも称される。）を演算または推定する。
【００８４】
電源スイッチ４１５は、バッテリ４９０と負荷回路４２０とを結ぶ電力線に設けられる。そして、電源スイッチ４１５は、機器制御部４０２からの制御信号ＳＥ１１によって制御され、バッテリ４９０と負荷回路４２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。
【００８５】
通信部４６０は、車内電気機器４００と共鳴機器給電ユニット１８４との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。通信部４６０は、機器制御部４０２からの、バッテリ４９０についてのＳＯＣを含むバッテリ情報ＩＮＦＯを共鳴機器給電ユニット１８４へ出力する。また、通信部４６０は、共鳴機器給電ユニット１８４からの送電の開始および停止を指示する信号ＳＴＲＴ，ＳＴＰを共鳴機器給電ユニット１８４へ出力する。
【００８６】
機器制御部４０２は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車内電気機器４００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００８７】
機器制御部４０２は、ユーザの操作や位置あわせ完了などによる充電開始信号ＴＲＧを受けると、所定の条件が成立したことに基づいて、送電の開始を指示する信号ＳＴＲＴを、通信部４６０を介して共鳴機器給電ユニット１８４へ出力する。また、機器制御部４０２は、バッテリ４９０が満充電になったこと、またはユーザによる操作などに基づいて、送電の停止を指示する信号ＳＴＰを、通信部４６０を介して共鳴機器給電ユニット１８４へ出力する。
【００８８】
共鳴機器給電ユニット１８４は、電源装置５１０と、送電部５２０とを含む。電源装置５１０は、通信部５３０と、制御装置である送電ＥＣＵ５４０と、高周波電源部５５０と、整合器５６０とを含む。また、送電部５２０は、一次共鳴コイル５２１と、コンデンサ５２２と、一次コイル５２３とを含む。
【００８９】
高周波電源部５５０は、送電ＥＣＵ５４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、図６の補機バッテリ１８２またはＤＣ／ＤＣコンバータ１８１から受ける電力を高周波（周波数ｆ＝ｆ２）の電力に変換する。
【００９０】
そして、高周波電源部５５０は、その変換した高周波電力を、整合器５６０を介して一次コイル５２３へ供給する。なお、高周波電源部５５０が生成する高周波電力の周波数ｆ２は、たとえば１Ｍ〜数十ＭＨｚである。この周波数ｆ２は、図５の高周波電源装置の周波数ｆ１と異なるように、周波数ｆ１、ｆ２が設定される。周波数ｆ２を周波数ｆ１よりも低く設定してもよいが、周波数ｆ２は、図５の高周波電源装置の周波数ｆ１よりも高く設定されるほうが好ましい。
【００９１】
整合器５６０は、共鳴機器給電ユニット１８４と車内電気機器４００との間のインピーダンスをマッチングさせるための回路である。整合器５６０は、可変コンデンサおよび可変インダクタを含んで構成される。整合器５６０は、車内電気機器４００から送信されるバッテリ情報ＩＮＦＯの基づいて送電ＥＣＵ５４０から与えられる制御信号ＡＤＪにより制御され、共鳴機器給電ユニット１８４のインピーダンスが車内電気機器４００側のインピーダンスに合致するように可変コンデンサおよび可変インダクタが調整される。また、整合器５６０は、インピーダンス調整が完了したことを示す信号ＣＯＭＰを送電ＥＣＵ５４０へ出力する。
【００９２】
一次共鳴コイル５２１は、車内電気機器４００の受電部４１０に含まれる二次共鳴コイル４１１へ、電磁共鳴により電力を転送する。
【００９３】
この一次共鳴コイル５２１については、車内電気機器４００の二次共鳴コイル４１１との距離や、一次共鳴コイル５２１および二次共鳴コイル４１１の共鳴周波数等に基づいて、一次共鳴コイル５２１と二次共鳴コイル４１１との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）が大きくなるように、かつその結合度を示すκ等が小さくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００９４】
コンデンサ５２２は、一次共鳴コイル５２１の両端に接続され、一次共鳴コイル５２１とともにＬＣ共振回路を形成する。コンデンサ５２２の容量は、一次共鳴コイル５２１の有するインダクタンスに応じて、所定の共鳴周波数となるように適宜設定される。なお、一次共鳴コイル５２１自身の有する浮遊容量で所望の共振周波数が得られる場合には、コンデンサ５２２が省略される場合がある。
【００９５】
一次コイル５２３は、一次共鳴コイル５２１と同軸上に設けられ、電磁誘導により一次共鳴コイル５２１と磁気的に結合可能である。一次コイル５２３は、整合器５６０を介して供給された高周波電力を、電磁誘導によって一次共鳴コイル５２１に伝達する。
【００９６】
通信部５３０は、上述のように、共鳴機器給電ユニット１８４と車内電気機器４００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。通信部５３０は、車内電気機器４００側の通信部４６０から送信されるバッテリ情報ＩＮＦＯ、ならびに、送電の開始および停止を指示する信号ＳＴＲＴ，ＳＴＰを受信し、これらの情報を送電ＥＣＵ５４０へ出力する。また、通信部５３０は、整合器５６０からのインピーダンス調整が完了したことを示す信号ＣＯＭＰを送電ＥＣＵ５４０から受け、それを車内電気機器４００側へ出力する。
【００９７】
送電ＥＣＵ５４０は、いずれも図８には図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、電源装置５１０における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００９８】
なお、本実施の形態では、車内電気機器４００としてバッテリ４９０を内蔵する例を示したが、車内電気機器４００に必ずしもバッテリ４９０は必要でない。車内電気機器４００に非接触で給電を行なうものであれば、車内電気機器４００にバッテリ４９０を内蔵していなくても良い。
【００９９】
図９は、図８の共鳴機器給電ユニット１８４の車両における配置例を説明するための図である。
【０１００】
図９を参照して、共鳴機器給電ユニット１８４は、運転席５０２からも助手席５０４からも使用することができる車室内の位置に配置することが好ましい。好ましくは、センターコンソール５０６のトレーやダッシュボードのポケットなどに共鳴機器給電ユニット１８４を設けるとよい。
【０１０１】
このような位置とすれば、図１に示した受電ユニット１１０からも遠いため、車内電気機器への給電と受電ユニット１１０での受電が互いに影響を与える可能性が低くなる。あくまでも例示であり限定されるものではないが、図９にはセンターコンソール５０６に共鳴機器給電ユニット１８４を設け、車内電気機器４００を置くトレー底面を機器配置面１９１とした例を示す。
【０１０２】
図１０は、車内電気機器のコイルと機器給電ユニットのコイルとの距離を説明するための図である。
【０１０３】
図１０を参照して、車内電気機器４００に内蔵または装着された受電側コイル４０４は、共鳴機器給電ユニット１８４の給電側コイル１９４との距離が距離Ｄ２になるように車内電気機器４００および共鳴機器給電ユニット１８４の筐体が設計されている。図１０では距離Ｄ２が図４で示した距離Ｄ１よりも小さい例が示される。ただし、共鳴方式は電磁誘導方式とは異なり、非接触電力伝送を行なう距離が３〜４ｍであっても実用的な効率が得られる。したがって、共鳴機器給電ユニット１８４が車内電気機器４００に送電する電力が十分小さい場合には図９、図１０に示すように車内電気機器４００を指定の箇所に置かなくても、たとえばユーザが手に持った状態でも充電することも可能である。
【０１０４】
なお、好ましくは、位置合わせを正確に行なったほうが電力伝送効率が良い。車内電気機器４００は、電気的には共鳴機器給電ユニット１８４とは非接触であるが、物理的には筐体同士が接触するような機器配置面１９１を共鳴機器給電ユニット１８４に設ける。筐体には位置合わせのための凹凸や磁石などが設けられており、ユーザは車内電気機器４００を手で持ち上げて共鳴機器給電ユニット１８４の機器配置面１９１上に置いて位置調整を手で行なうことにより位置ずれがない状態とすることが容易にできる。この点が、図１の送電ユニット２２０と受電ユニット１１０の位置合わせとは大きく異なる。
【０１０５】
以上説明したように、車載バッテリへの受電と車内電気機器への給電を両方とも非接触で行なう場合、互いに異なる周波数の共鳴周波数を用いた共鳴方式を使用する。これにより低出力の車内機器が車載バッテリへの受電用の共鳴周波数と共鳴して車内機器が受電してしまうことを避けることができる。そして、車載バッテリへの受電を行ないながら、車内においても車内電気機器への非接触給電を行なうことが可能となる。
【０１０６】
また、一般に共鳴周波数を低周波数化すると、特に大電力を扱う場合に共鳴コイルなどのユニットのコストを低減することができる。逆に小電力を扱う場合には、共鳴周波数を高周波数化しやすい。そこで、小電力である車内電気機器への給電ユニットの共鳴周波数よりも、大電力の車載バッテリへの受電ユニットの共鳴周波数を低く設定することで、総合的な車両のコストを低減させることができる。
【０１０７】
図１１は、図６の制御装置１８０が実行する電力送受電の許可に関連する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【０１０８】
図６、図１１を参照して、まず処理が開始されると、制御装置１８０は、ステップＳ１において、車両が車両走行不可状態であるか否かを判断する。
【０１０９】
たとえば、車両は、車両が車両走行不可状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）である場合に車両起動ボタン１２０を一度押すことによって車両が走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態）となり、シフトレンジをドライブレンジに設定しアクセルペダルを踏むと車両が発進可能となる。
【０１１０】
そして、車両が走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態）である場合に車両起動ボタン１２０をもう一度押すことによって、車両が車両走行不可状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）となり、アクセルペダルを踏んでも車両が発進しない状態となる。
【０１１１】
走行可能状態では図６のシステムメインリレーＳＭＲ１は導通しており、モータジェネレータ１７２，１７４に通電が可能であり、エンジン１７６も運転が可能である。
【０１１２】
一方、走行不可状態では図６のシステムメインリレーＳＭＲ１は非導通であり、モータジェネレータ１７２，１７４に通電が禁止され、エンジン１７６も運転が禁止されている。
【０１１３】
ステップＳ１において、車両が走行不可状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ）状態であればステップＳ２に処理が進み、車両が走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ）状態であればステップＳ７に処理が進む。
【０１１４】
ステップＳ２においては、制御装置１８０は、メインバッテリ１５０に対して充電要求があるか否かを判断する。メインバッテリ１５０に対する充電要求は、たとえば、運転者が操作する入力装置（図６の給電ボタン１２２など）から与えられてもよいし、図１の送電ユニット２２０と受電ユニット１１０の位置決めが完了したことを示す信号とメインバッテリ１５０の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）に基づいて制御装置１８０自身が発生してもよい。
【０１１５】
ステップＳ２において、メインバッテリ１５０に対する充電要求がある場合にはステップＳ２からステップＳ３に処理が進み、充電要求がない場合にはステップＳ２からステップＳ５に処理が進む。
【０１１６】
ステップＳ３では、システムメインリレーＳＭＲ２がオン状態とされる一方でシステムメインリレーＳＭＲ１はオフ状態に制御される。そして、ステップＳ４において、メインバッテリ１５０の充電は許可される一方で、車内電気機器への給電は禁止される。この状態では、メインバッテリ１５０を充電中に運転者が車両から離れている状態も想定される。
【０１１７】
ステップＳ５では、システムメインリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２は共にオフ状態に制御される。そして、ステップＳ６において、メインバッテリ１５０の充電および車内電気機器への給電はいずれも禁止される。
【０１１８】
ステップＳ１において、車両が走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ）状態であり、ステップＳ７に処理が進んだ場合には、システムメインリレーＳＭＲ１はオン状態に制御され、車両はモータジェネレータ１７２，１７４に通電可能な状態となる。この状態では、車内に運転者が留まっていることが想定され、図示しないエアコンやオーディオ機器等の補機類も使用可能とされる。そして、ステップＳ８においてメインバッテリ１５０への充電要求が有るか否かが判断される。
【０１１９】
ステップＳ８においてメインバッテリ１５０への充電要求が有った場合にはステップＳ９に処理が進み、充電要求が無かった場合にはステップＳ１１に処理が進む。
【０１２０】
ステップＳ９では、システムメインリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２は共にオン状態に制御される。そして、ステップＳ１０において、メインバッテリ１５０の充電および車内電気機器への給電はいずれも許可される。
【０１２１】
ステップＳ１１では、システムメインリレーＳＭＲ２がオフ状態とされる一方でシステムメインリレーＳＭＲ１はオン状態に制御される。そして、ステップＳ１２において、メインバッテリ１５０の充電は禁止される一方で、車内電気機器への給電は許可される。
【０１２２】
ステップＳ４、Ｓ６、Ｓ１０、Ｓ１２のいずれかの処理が終了すると、ステップＳ１３において制御はメインルーチンに戻される。
【０１２３】
図１２は、図６の制御装置１８０が実行する電力送受電の許可に関連する変形例の制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【０１２４】
図６、図１２を参照して、まず処理が開始されると制御装置１８０は、ステップＳ２１においてメインバッテリ１５０に対して充電中であるか否かを判断する。ステップＳ２１においてメインバッテリ１５０の充電中でなければステップＳ２４に処理が進み、メインバッテリ１５０の充電中であれば、ステップＳ２２に処理が進む。
【０１２５】
ステップＳ２２では、現在の車両の状態が走行不可状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）か否かが判断される。ステップＳ２２において車両の状態が走行不可状態であった場合にはステップＳ２３に処理が進み、走行不可状態ではなかった場合つまり走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態）であった場合にはステップＳ２４に処理が進む。
【０１２６】
ステップＳ２３では、メインバッテリ１５０が充電可能であり車内電気機器に対して給電が禁止された状態となるように、制御装置１８０はシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２、共鳴機器給電ユニット１８４を制御する。
【０１２７】
一方、ステップＳ２４では、メインバッテリ１５０への充電要求が受付可能であり車内電気機器に対して給電要求を受付可能であるように、制御装置１８０はシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２、共鳴機器給電ユニット１８４を制御する。
【０１２８】
一般に、メインバッテリ１５０に充電中に運転者が車両から離れる場合には、その前に運転者が車両を走行不可状態に設定する。このような場合には、車内電気機器への給電が禁止されることによって、運転者等の乗員が不在である場合に車内電気機器に給電がされ不測の事態が発生することを避けることができる。
【０１２９】
また、メインバッテリ１５０の充電中に運転者等が車両内部に待機しており冷暖房を作動させたり音響装置を作動させたりすることも考えられる。このように乗員が車室内にいることが想定される場合には、車内電気機器への非接触給電も許可し利便性を高めることができる。
【０１３０】
最後に、本実施の形態について再び図面を参照しながら総括する。図６を参照して、車両１００は、車両１００の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電ユニット１１０と、車両内部で電気機器に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する共鳴機器給電ユニット１８４とを含む。受電ユニット１１０が受電に使用する電磁界の周波数と共鳴機器給電ユニット１８４が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される。
【０１３１】
好ましくは、受電ユニット１１０が受電に使用する電磁界の周波数（図５のｆ１）が共鳴機器給電ユニット１８４が送電に使用する電磁界の周波数（図８のｆ２）よりも低くなるように、受電ユニット１１０が受電に使用する電磁界の周波数（図５のｆ１）と共鳴機器給電ユニット１８４が送電に使用する電磁界の周波数（図８のｆ２）とが設定される。
【０１３２】
より好ましくは、受電ユニット１１０が車両外部に設置された給電装置２００から非接触で受電する電力は、共鳴機器給電ユニット１８４が非接触で車内電気機器４００に送電する電力よりも大きい。
【０１３３】
さらに好ましくは、車両１００は、車両１００を駆動するモータジェネレータ１７２，１７４と、モータジェネレータ１７２，１７４に電力を供給するメインバッテリ１５０と、メインバッテリ１５０とは別に設けられた補機バッテリ１８２とをさらに含む。補機バッテリ１８２の電圧は、メインバッテリ１５０の電圧よりも低く、共鳴機器給電ユニット１８４は補機バッテリ１８２から電力を受けて車内電気機器４００に送電を行なう。
【０１３４】
さらに好ましくは、車両は、起動ボタン１２０等への乗員の操作に応じて車両の動作状態を走行可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態）と走行不可能状態（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態）に設定する制御装置１８０をさらに含む。図１２に示すように、制御装置１８０は、走行可能状態においては（ステップＳ２２でＮＯ）受電ユニット１１０によって受電された電力をメインバッテリ１５０に充電することを許可し、かつ共鳴機器給電ユニット１８４から車内電気機器４００に電力を供給することを許可する。また、制御装置１８０は、走行不可能状態においては（ステップＳ２２でＹＥＳ）受電ユニット１１０によって受電された電力をメインバッテリ１５０に充電することを許可し、かつ共鳴機器給電ユニット１８４から車内電気機器４００に電力を供給することを禁止する。
【０１３５】
この発明は、他の局面では、車両内部で使用される車内電気機器４００である。車両１００は、給電装置２００から車両１００の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電ユニット１１０と、車内電気機器４００に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する共鳴機器給電ユニット１８４とを含む。車内電気機器４００は、車両１００の受電ユニット１１０が受電に使用する電磁界の周波数よりも高い電磁界の周波数を使用して、共鳴機器給電ユニット１８４から送電される電力を受ける受電部４１０を含む。
【０１３６】
この発明は、さらに他の局面では、電力送受電システムであって、車両１００と、車両１００に電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する給電装置２００と、車両内部で使用することができる車内電気機器４００とを含む。車両１００は、外部の給電装置２００から車両の走行のための電力を電磁界共鳴によって非接触で受電する受電ユニット１１０と、車内電気機器４００に供給する電力を電磁界共鳴によって非接触で送電する共鳴機器給電ユニット１８４とを含む。受電ユニット１１０が受電に使用する電磁界の周波数と共鳴機器給電ユニット１８４が送電に使用する電磁界の周波数とは異なるように設定される。
【０１３７】
なお、本実施の形態では、図６、図７等に二次自己共振コイル１１２と二次コイル１１４を含む例を示したが、本願発明はこのような構成に限定されるものではなく、電磁誘導によって二次自己共振コイル１１２と二次コイル１１４との間の送電を行なわないものであっても適用可能である。すなわち、車両の受電に共鳴方式を使用するものであればよく、電磁誘導による受電を行なうコイルが無いものにも適用可能である。
【０１３８】
なお、本実施の形態では、図６、図７、図８等に一次自己共振コイル、一次コイル、二次自己共振コイル、二次コイルを含む例を示したが、本願発明はこのような構成に限定されるものではなく、電磁誘導によって二次自己共振コイル１１２と二次コイル１１４との間の送電や一次コイルと２３２一次自己共振コイル２３４との間の送電を行なわないもの、および電磁誘導によって二次自己共振コイル４１１と二次コイル４１３との間の送電や一次コイル５２３と一次自己共振コイル５２１との間の送電を行なわないものであっても適用可能である。すなわち、車両への送受電や車内電気機器への送受電に共鳴方式を使用するものであればよく、共鳴方式の送受電の経路上に電磁誘導による送受電を行なうコイルが無いものにも適用可能である。
【０１３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  電力送受電システム、１００  車両、１１０  受電ユニット、１１１，２４２，４１２，５２２，Ｃ１  コンデンサ、１１２，３４０  二次自己共振コイル、１１３，１４６  リレー、１１４，３５０，４１３  二次コイル、１２０  車両起動ボタン、１２２  給電ボタン、１３０，２４０  通信ユニット、１４０，４８０  整流器、１４２，１８１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１４４，２１１  抵抗、１５０  メインバッテリ、１６２  昇圧コンバータ、１６４，１６６  インバータ、１７２，１７４  モータジェネレータ、１７６  エンジン、１７７  動力分割装置、１７８  駆動輪、１８０  制御装置、１８２  補機バッテリ、１８４  共鳴機器給電ユニット、１９０，４７２  電圧センサ、１９１  機器配置面、１９４  給電側コイル、２００  給電装置、２１０  高周波電源装置、２１２  コネクタ、２１３  高周波交流電源、２２０  送電ユニット、２３２，３２０，５２３  一次コイル、２３４，３３０  一次自己共振コイル、３１０  高周波電源、３６０  負荷、４００  車内電気機器、４０２  機器制御部、４０４  受電側コイル、４１０  受電部、４１１  二次共鳴コイル、４１５  電源スイッチ、４２０  負荷回路、４６０，５３０  通信部、４７０  充電接続回路、４７１  電流センサ、４９０  バッテリ、５０２  運転席、５０４  助手席、５０６  センターコンソール、５１０  電源装置、５２０  送電部、５２１  一次共鳴コイル、５５０  高周波電源部、５６０  整合器、ＰＬ１，ＮＬ  電力線、ＰＬ２  正極線、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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