(57)【要約】【課題】車両の走行中に非接触で給電する際の漏洩磁束を低減できる技術を提供する。【解決手段】非接触給電装置１００は、道路に設置された複数の１次コイル１１２と、複数の１次コイル１１２のうちの一部の１次コイルを送電実施コイルＰＳＣとして用いて、送電実施コイルＰＳＣから車両２００に搭載された２次コイル２１２への送電を実行させる送電制御部１５０と、を備える。送電制御部１５０は、複数の１次コイル１１２のうちの送電実施コイルＰＳＣとは異なる特定の１次コイルＣＣを用いて送電実施コイルＰＳＣへの通電により発生する漏洩磁束を低減する。特定の１次コイルＣＣを用いる代わりに、２次コイル２１２を用いて漏洩磁束を限定してもよい。【選択図】図４
2020022340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（２００）の走行中に非接触で前記車両に給電する非接触給電装置（１００）であって、
道路に設置された複数の１次コイル（１１２）と、
前記複数の１次コイルのうちの一部の１次コイルを送電実施コイルとして用いて、前記送電実施コイルから前記車両に搭載された２次コイル（２１２）への送電を実行させる送電制御部（１５０）と、
を備え、
前記送電制御部は、前記複数の１次コイルのうちの前記送電実施コイルとは異なる特定の１次コイルを用いて前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する、非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御部は、前記特定の１次コイルに前記漏洩磁束を低減する方向の電流を流すように前記特定の１次コイルに接続されている回路素子を制御する、非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御部は、前記特定の１次コイルに流す電流を前記漏洩磁束の低減に適した位相で発生させる、非接触給電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御部は、前記特定の１次コイルに流す電流を、前記送電実施コイルに流す電流よりも小さく設定する、非接触給電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の非接触給電装置であって、更に、
前記漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部（１６０）を備え、
前記送電制御部は、前記漏洩磁束検出部で検出された漏洩磁束に応じて前記特定の１次コイルに流す電流を調整する、非接触給電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触給電装置であって、更に、
前記送電実施コイルと前記２次コイルとの間のギャップを検出するコイル位置検出部（１５０）を備え、
前記送電制御部は、前記複数の１次コイルの中から前記特定の１次コイルを選択する際に、前記特定の１次コイルと前記送電実施コイルとの間の距離を前記ギャップに応じて決定する、非接触給電装置。
【請求項７】
請求項２〜３のいずれか一項に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御部は、前記車両とは異なる他の車両への送電を実行する１次コイルを前記特定の１次コイルとして使用する、非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御部は、前記特定の１次コイルの両端を短絡させることによって前記漏洩磁束を低減する、非接触給電装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の非接触給電装置であって、
前記複数の１次コイルには磁性体ヨーク（２１４）が設けられており、
前記磁性体ヨークは、前記複数の１次コイルの配列方向に沿って一定のピッチで設けられた複数の切断部を有する、非接触給電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の非接触給電装置であって、
前記切断部は、前記１次コイルへの通電によって生じる磁極の中心に相当する位置に設けられている、非接触給電装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の非接触給電装置であって、
前記切断部は、前記切断部を含む前記磁性体ヨークの合成比透磁率が１００未満となるように形成されている、非接触給電装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の非接触給電装置であって、
各１次コイルは、互いに巻き方向が逆方向であり隣接して配置された２つのコイルで構成されたＤＤコイルである、非接触給電装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＤコイルを構成する前記２つのコイルは、２つのインバーターで別個に駆動されており、
前記特定の１次コイルは、前記車両の進行方向の前方にある前方キャンセルＤＤコイルと、前記車両の進行方向の後方にある後方キャンセルＤＤコイルとを含み、
前記送電制御部は、前記前方キャンセルＤＤコイルと前記後方キャンセルＤＤコイルとを同時に用いて前記漏洩磁束の低減を実行する場合に、前記前方キャンセルＤＤコイルを構成する前記２つのコイルのうちの一方のみのコイルと、前記後方キャンセルＤＤコイルを構成する前記２つのコイルのうちの一方のみのコイルとが、Ｎ極とＳ極とを構成するように通電を実行する、非接触給電装置。
【請求項１４】
請求項９に記載の非接触給電装置であって、
前記複数の１次コイルは、前記複数の切断部の前記ピッチの２倍のピッチで配列されている、非接触給電装置。
【請求項１５】
道路に設置された複数の１次コイル（１１２）と、車両（２００）に搭載された２次コイル（２１２）とを用いて前記車両の走行中に非接触で前記車両に給電する非接触給電システムであって、
前記複数の１次コイルのうちの一部の１次コイルを送電実施コイルとして用いて、前記送電実施コイルからの送電を実行させる送電制御部（１５０）と、
前記２次コイルの動作を制御する制御装置（２９０）と、
を備え、
（ａ）前記送電制御部が、前記複数の１次コイルのうちの前記送電実施コイルとは異なる特定の１次コイルを用いて前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第１処理と、
（ｂ）前記制御装置が、前記２次コイルによる受電を行っていない場合に、前記２次コイルに電流を流すことによって前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第２処理と、
のうちの少なくとも一方の処理を実行する、非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両の走行中に非接触で車両に給電する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、非接触で車両に給電する技術が開示されている。この従来技術では、車両の停止中に給電を行う際に、キャンセルコイルを用いて漏洩磁束を低減する。キャンセルコイルは、送電コイルの裏側と受電コイルの裏側にそれぞれ設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１０７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、送電コイルや受電コイルとは別個にキャンセルコイルを設ける必要があるので、装置が大型化してしまいコストも増大するという問題がある。また、上記従来技術は、停車中の給電技術に関するものであり、車両の走行中に給電する技術には適用できないという問題がある。そこで、車両の走行中に非接触で給電する際の漏洩磁束を低減できる技術が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、車両（２００）の走行中に非接触で前記車両に給電する非接触給電装置が提供される。この非接触給電装置は、道路に設置された複数の１次コイル（１１２）と、前記複数の１次コイルのうちの一部の１次コイルを送電実施コイルとして用いて、前記送電実施コイルから前記車両に搭載された２次コイル（２１２）への送電を実行させる送電制御部（１５０）と、を備え、前記送電制御部は、前記複数の１次コイルのうちの前記送電実施コイルとは異なる特定の１次コイルを用いて前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する。
【０００６】
この非接触給電装置によれば、複数の１次コイルの他にキャンセルコイルを別個に設けることなく漏洩磁束を低減することが可能である。
【０００７】
本開示の他の形態によれば、道路に設置された複数の１次コイル（１１２）と、車両（２００）に搭載された２次コイル（２１２）とを用いて前記車両の走行中に非接触で前記車両に給電する非接触給電システムが提供される。この非接触給電システムは、
、前記複数の１次コイルのうちの一部の１次コイルを送電実施コイルとして用いて、前記送電実施コイルからの送電を実行させる送電制御部（１５０）と、前記２次コイルの動作を制御する制御装置（２９０）と、を備え、（ａ）前記送電制御部が、前記複数の１次コイルのうちの前記送電実施コイルとは異なる特定の１次コイルを用いて前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第１処理と、（ｂ）前記制御装置が、前記２次コイルによる受電を行っていない場合に、前記２次コイルに電流を流すことによって前記送電実施コイルへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第２処理と、のうちの少なくとも一方の処理を実行する。
【０００８】
この非接触給電システムによれば、複数の１次コイルの他にキャンセルコイルを別個に設けることなく漏洩磁束を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】走行中非接触給電システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】走行車線に設定された給電区間を示す説明図。
【図３】１次コイルと２次コイルのコイル構成の例を示す説明図。
【図４】第１実施形態における送電実施コイルとキャンセルコイルを示す説明図。
【図５】キャンセルコイルにより漏洩磁束が減少する様子を示す説明図。
【図６Ａ】送電回路と送電コイル部の回路構成の一例を示す説明図。
【図６Ｂ】送電回路と送電コイル部の回路構成の他の例を示す説明図。
【図７】１次コイル／２次コイル間のギャップＧと送電実施コイル／キャンセルコイル間の距離Ｌとの関係の一例を示すグラフ。
【図８】第２実施形態における送電実施コイルとキャンセルコイルを示す説明図。
【図９】第２実施形態における送電回路と送電コイル部の回路構成の一例を示す説明図。
【図１０】第２実施形態における制御目標コイルの例を示す説明図。
【図１１】第３実施形態における送電実施コイルとキャンセルコイルを示す説明図。
【図１２】第３実施形態において給電区間を走行する２台の車両の例を示す説明図。
【図１３】第４実施形態における送電実施コイルとキャンセルコイルを示す説明図。
【図１４】他の実施形態において給電区間を走行する車両の例示す説明図。
【図１５】更に他の実施形態において給電区間を走行する車両の例を示す説明図。
【図１６Ａ】１次コイルの磁性体ヨークに切断部を設けた構成を示す説明図。
【図１６Ｂ】切断部を有する磁性体ヨークの磁気抵抗を示す説明図。
【図１６Ｃ】磁性体ヨークの切断幅と合成比透磁率の関係を示すグラフ。
【図１６Ｄ】磁性体ヨークの合成比透磁率と結合係数及び漏洩電磁界との関係を示すグラフ。
【図１７Ａ】切断部の無い磁性体ヨークを用いた場合の漏洩磁束を説明図。
【図１７Ｂ】切断部を有する磁性体ヨークを用いた場合の漏洩磁束を説明図。
【図１８】１次コイルの磁性体ヨークに切断部を設けた他の構成を示す説明図。
【図１９】１次コイルのＤＤコイルに対して１つの送電回路で通電する回路構成を採用した場合のキャンセルコイルの使用状態を示す説明図。
【図２０】１次コイルのＤＤコイルに対して２つの送電回路で通電する回路構成を採用した場合のキャンセルコイルの使用状態を示す説明図。
【図２１】図２１のＤＤコイルの一方のコイルを省略した場合の例を示す説明図。
【図２２Ａ】１次コイルのＤＤコイルに対して２つの送電回路で通電する回路構成を採用した場合の送電実施コイルとキャンセルコイルの使用状態を示す説明図。
【図２２Ｂ】図２２Ａの構成でのキャンセルコイルの電流位相と車両進行方向に沿った漏洩電磁界との関係を示すグラフ。
【図２２Ｃ】図２２Ａの構成でのキャンセルコイルの電流位相と車幅方向に沿った漏洩電磁界を示すグラフ。
【図２３Ａ】図２２ＡのＤＤコイルの一方のコイルを省略した場合を示す説明図。
【図２３Ｂ】図２３Ａの構成でのキャンセルコイルの電流位相と車両進行方向に沿った漏洩電磁界を示すグラフ。
【図２３Ｃ】図２３Ａの構成でのキャンセルコイルの電流位相と車幅方向に沿った漏洩電磁界を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
A. 第１実施形態：
図１に示すように、走行中非接触給電システムは、道路ＲＳに設置された非接触給電装置１００と、道路ＲＳを走行する車両２００とを含み、車両２００の走行中に非接触給電装置１００から車両２００に非接触で給電することが可能なシステムである。車両２００は、例えば、電気自動車やハイブリッド車として構成される。図１において、ｘ軸方向は車両２００の進行方向を示し、ｙ軸方向は車両２００の幅方向を示し、ｚ軸方向は鉛直上方向を示す。後述する他の図におけるｘ，ｙ，ｚ軸の方向も、図１と同じ方向を示している。
【００１１】
非接触給電装置１００は、複数の送電コイル部１１０と、複数の送電コイル部１１０に交流電圧を供給する複数の送電回路１２０と、複数の送電回路１２０に直流電圧を供給する電源回路１３０と、受電コイル位置検出部１４０と、送電を制御する送電制御部１５０とを備えている。
【００１２】
複数の送電コイル部１１０は、道路ＲＳの進行方向に沿って設置されている。個々の送電コイル部１１０は、１次コイルを含んでいる。１次コイルを「送電コイル」とも呼ぶ。送電コイル部１１０の具体的な構成例については後述する。１次コイルは送電コイル部１１０として構成されている必要はなく、道路ＲＳの進行方向に沿って複数の１次コイルが設置されていればよい。
【００１３】
複数の送電回路１２０は、電源回路１３０から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換して送電コイル部１１０の１次コイルに印加するインバータ回路である。電源回路１３０は、直流電圧を送電回路１２０に供給する回路である。例えば、電源回路１３０は、外部電源の交流電圧を整流して直流電圧を出力するＡＣ／ＤＣコンバータ回路として構成される。電源回路１３０が出力する直流電圧は、完全な直流電圧でなくてもよく、或る程度の変動（リップル）を含んでいても良い。
【００１４】
受電コイル位置検出部１４０は、車両２００に搭載されている受電コイル部２１０のｘ方向の位置を検出する。受電コイル位置検出部１４０は、例えば、複数の送電回路１２０における送電電力や送電電流の大きさから受電コイル部２１０の位置を検出しても良く、或いは、車両２００との無線通信や車両２００の位置を検出するセンサを利用して受電コイル部２１０の位置を検出しても良い。複数の送電回路１２０は、受電コイル位置検出部１４０で検出された受電コイル部２１０の位置に応じて、受電コイル部２１０に近い１つ以上の送電コイル部１１０を用いて送電を実行する。送電を実行する送電コイル部１１０に含まれる１次コイルを「送電実施コイル」とも呼ぶ。
【００１５】
車両２００は、受電コイル部２１０と、受電回路２２０と、メインバッテリ２３０と、モータジェネレータ２４０と、インバータ回路２５０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０と、補機バッテリ２７０と、補機２８０と、制御装置２９０と、通信装置２９５とを備えている。
【００１６】
受電コイル部２１０は、２次コイルを含んでおり、送電コイル部１１０の１次コイルとの間の電磁誘導によって誘導起電力を生じる装置である。２次コイルを「受電コイル」とも呼ぶ。受電回路２２０は、受電コイル部２１０から出力される交流電圧を、メインバッテリ２３０の充電に適した直流電圧に変換する回路である。例えば、受電回路２２０は、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、その直流電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ回路とを含む回路として構成される。受電回路２２０から出力される直流電圧は、メインバッテリ２３０の充電に利用することができ、また、補機バッテリ２７０の充電や、モータジェネレータ２４０の駆動、及び、補機２８０の駆動にも利用可能である。
【００１７】
メインバッテリ２３０は、モータジェネレータ２４０を駆動するための比較的高い直流電圧を出力する２次電池である。モータジェネレータ２４０は、３相交流モータとして動作し、車両２００の走行のための駆動力を発生する。モータジェネレータ２４０は、車両２００の減速時にはジェネレータとして動作し、３相交流電圧を発生する。インバータ回路２５０は、モータジェネレータ２４０がモータとして動作するとき、メインバッテリ２３０の直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータ２４０に供給する。インバータ回路２５０は、モータジェネレータ２４０がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータ２４０が出力する３相交流電圧を直流電圧に変換してメインバッテリ２３０に供給する。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２６０は、メインバッテリ２３０の直流電圧を、より低い直流電圧に変換して補機バッテリ２７０及び補機２８０に供給する。補機バッテリ２７０は、補機２８０を駆動するための比較的低い直流電圧を出力する２次電池である。補機２８０は、空調装置や電動パワーステアリング装置等の周辺装置である。
【００１９】
制御装置２９０は、車両２００内の各部を制御する。制御装置２９０は、走行中非接触給電を受ける際には、受電回路２２０を制御して受電を実行する。通信装置２９５は、車車間通信や路車間通信などを実行する無線通信装置である。例えば、通信装置２９５は、路車間通信として受電コイル位置検出部１４０と通信することが可能である。
【００２０】
非接触給電装置１００の受電コイル位置検出部１４０は、受電コイル部２１０の位置として、送電コイル部１１０の１次コイルと受電コイル部２１０の２次コイルとの間のギャップＧも検出することが好ましい。例えば、受電コイル位置検出部１４０は、車両２００との無線通信によって路面から受電コイル部２１０の２次コイルまでの高さ情報を取得し、この高さ情報を使用して送電コイル部１１０の１次コイルと受電コイル部２１０の２次コイルとの間のギャップＧを決定するようにしてもよい。１次コイルと２次コイルとの間のギャップＧは、１次コイルと２次コイルの鉛直方向（ｚ方向）の距離を意味する。
【００２１】
図２に示すように、２つの走行車線ＲＬ１１，ＲＬ１２と２つの対向車線ＲＬ２１，ＲＬ２２が存在する道路において、車両２００が走行している走行車線ＲＬ１１に給電区間ＰＳＡが設定されている場合を想定する。この給電区間ＰＳＡには、図１で説明した非接触給電装置１００が設置されている。走行車線ＲＬ１１，ＲＬ２の外側には歩道ＳＷ１が設けられており、対向車線ＲＬ２１，ＲＬ２２の外側にも歩道ＳＷ２が設けられている。歩道ＳＷ１には歩行者ＨＭが存在する。車両２００の隣の走行車線ＲＬ１２には、２輪車ＢＫが走行している。
【００２２】
図２に示す例では、給電区間ＰＳＡの入口に赤外線等を用いた非接触センサ１４２が設けられており、この非接触センサ１４２を用いて給電区間ＰＳＡに進入する車両２００を検出する。受電コイル位置検出部１４０は、非接触センサ１４２からの検出結果と、路車間通信で取得する車両２００の車速とを用いて、車両２００の位置及びその受電コイル部２１０の位置を検出することが可能である。
【００２３】
図３に示すように、送電コイル部１１０は、１次コイル１１２と、磁性体ヨーク１１４とを有している。受電コイル部２１０は、２次コイル２１２と、磁性体ヨーク２１４とを有している。１次コイル１１２は、単相コイルとして構成されている。２次コイル２１２は、Ａ相コイル２１２ａとＢ相コイル２１２ｂを含む２相コイルとして構成されている。各コイル１１２，２１２ａ，２１２ｂは、２以上の巻数を有する集中巻コイルとして構成されているが、図３では簡略化して描かれている。各コイルのコイル線を示す丸の中に付されている黒丸「・」とバツ印「×」は、電流方向が逆方向であることを示している。１次コイル１１２を２相以上の多相コイルとして構成しても良い。また、２次コイル２１２を単相コイルとして構成しても良く、或いは、３相コイルとして構成しても良い。
【００２４】
磁性体ヨーク１１４，２１４はいわゆるバックヨークであり、コイル１１２，２１２の周辺の磁束密度を高めるために使用されている。送電コイル部１１０の磁性体ヨーク１１４は、１次コイル１１２の裏側に配置されている。「１次コイル１１２の裏側」とは、１次コイル１１２と２次コイル２１２の間のギャップと反対の側を意味する。同様に、受電コイル部２１０の磁性体ヨーク２１４は、２次コイル２１２の裏側に配置されている。磁性体ヨーク１１４，２１４とは別に、１次コイル１１２と２次コイル２１２に磁性体コアを設けてもよい。また、磁性体ヨーク１１４，２１４の裏側に、非磁性金属製の磁気シールド板をそれぞれ設けてもよい。
【００２５】
１次コイル１１２に印加する交流電圧の周波数は、１次コイル１１２から２次コイル２１２への送電に関して、車両２００の走行中にも２次コイル２１２がほぼ停止していると見なせる程度に十分に高い周波数に設定される。図３において、２次コイル２１２がｘ方向に一定速度で移動すると仮定すると、２次コイル２１２の移動周波数ｆ212を次式で算出できる。
【数１】
2020022340.tif 000003
ここで、ｐ112は１次コイル１１２のピッチ［ｍ］、ｖ212は２次コイル２１２の移動速度［ｍ／ｓ］である。
この移動周波数ｆ212は、２次コイル２１２が複数の１次コイル１１２の配列方向に沿って進行するときの周波数であると考えることができる。例えば、走行中非接触給電における２次コイル２１２の移動周波数ｆ212が数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの範囲の場合には、１次コイル１１２に印加する交流電圧の周波数は数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの範囲の値に設定される。このように、１次コイル１１２に印加する交流電圧の周波数を２次コイル２１２の移動周波数ｆ212よりも十分に大きな値に設定すれば、１次コイル１１２から２次コイル２１２への送電に関しては、車両２００の走行中にも２次コイル２１２がほぼ停止していると見なすことができる。
【００２６】
図４に示すように、第１実施形態において、受電コイル部２１０の直下にある送電コイル部１１０の１次コイル１１２は、受電コイル部２１０への送電を実施する送電実施コイルＰＳＣとして機能する。送電実施コイルＰＳＣからｘ方向の前後に距離Ｌだけ離れた２つの送電コイル部１１０の１次コイルは、キャンセルコイルＣＣとして選択される。キャンセルコイルＣＣは、送電実施コイルＰＳＣへの通電により発生する漏洩磁束を低減するために使用される。２つの１次コイル１１２の距離Ｌは、２つの１次コイル１１２の中心同士の距離を意味する。距離Ｌの設定については後述する。
【００２７】
図５に示すように、第１実施形態ではキャンセルコイルＣＣの両端を短絡させることによって漏洩磁束を低減する。図５には、送電実施コイルＰＳＣのみに通電し、他の１次コイル１１２には通電していない場合に発生する主磁束ＭＦと漏洩磁束ＬＦ０とが描かれている。キャンセルコイルＣＣを短絡すると、漏洩磁束ＬＦ０によってキャンセルコイルＣＣに起電力が生じて、漏洩磁束ＬＦ０と逆向きの磁束を発生する電流がキャンセルコイルＣＣに流れる。この結果、キャンセルコイルＣＣの近傍の漏洩磁束ＬＦ０が低減して、低減後の漏洩磁束ＬＦ１となる。この結果、電子機器や通信機器の誤作動、及び、人体暴露を防止することが可能となる。キャンセルコイルＣＣの短絡は、以下で説明するような回路構成を利用して実行することができる。
【００２８】
図６Ａに示すように、送電回路１２０は、電源回路１３０に接続されており、電源回路１３０から直流電圧を受けている。送電回路１２０は、４つのスイッチ２１〜２４を有するフルブリッジ回路２０と、コンデンサ２６とで構成されたインバータ回路を含んでいる。コンデンサ２６は省略可能である。この例では、４つのスイッチ２１〜２４のそれぞれは、還流ダイオードＦＷＤが並列に接続されたトランジスタ素子である。４つのスイッチ２１〜２４のスイッチング信号は、送電制御部１５０から供給される。フルブリッジ回路２０の２つの出力端子には、バンドパスフィルタ１２２を介して１次コイル１１２が接続されている。１次コイル１１２には、共振コンデンサ１１６が並列に接続されている。但し、共振コンデンサ１１６を１次コイル１１２と直列に接続してもよい。バンドパスフィルタ１２２は省略しても良く、或いは、バンドパスフィルタ１２２の代わりにハイパスフィルタやローパスフィルタ等の他のフィルタ回路を用いても良い。図６Ａの回路構成において、１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用する際には、２つの上アームスイッチ２１，２３の両方をオンとするか、又は、２つの下アームスイッチ２２，２４の両方をオンとすることによって、キャンセルコイルＣＣとしての１次コイル１１２の両端を短絡させることが可能である。図６Ａでは共振コンデンサ１１６が１次コイル１１２と並列に接続されて共振回路を構成しているので、この共振回路の全体が短絡される。
【００２９】
図６Ｂに示すように、送電コイル部１１０に短絡用のスイッチ３１，３２を設けても良い。この例では、スイッチ３１，３２のそれぞれは、還流ダイオードＦＷＤが並列に接続されたトランジスタ素子である。また、２つのスイッチ３１，３２は互いに逆向きに接続されており、２つのスイッチ３１，３２の直列接続が１次コイル１１２に並列に接続されている。スイッチ３１，３２のスイッチング信号は、送電制御部１５０から供給される。これらの２つのスイッチ３１，３２を同時にオンすることによって、キャンセルコイルＣＣとしての１次コイル１１２の両端を短絡することが可能である。図６Ｂでは、共振コンデンサ１１６が１次コイル１１２に直列に接続されているが、共振コンデンサ１１６を１次コイル１１２と並列に接続してもよい。図６Ｂでは共振コンデンサ１１６が１次コイル１１２と直列に接続されているので、スイッチ３１，３２によって共振回路が短絡されるのではなく、１次コイル１１２のみが短絡される点で図６Ａの構成と異なっている。図６Ｂの回路において、送電コイル部１１０の前段にフィルタ回路を設けても良い。この場合には、スイッチ３１，３２をフィルタ回路とフルブリッジ回路２０との間に設けることによって、コイル１１２を短絡するのと同等の効果が得られる回路構成としてもよい。
【００３０】
図４には、実軸Ｒｅと虚軸Ｉｍを有する複素数平面において、電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉａ，Ｉｂの位相関係を示している。これらの電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉａ，Ｉｂを用いて、キャンセルコイルＣＣを短絡することによる漏洩磁束の低減効果について補足する。１次コイル側に電流Ｉ１を流すと、電力伝送が生じるため、コンデンサの影響で２次側に９０度ずれて電流Ｉ２が流れる。ここで、コンデンサを含まずにキャンセルコイルＣＣのみを短絡した場合と、コンデンサを含んでキャンセルコイルＣＣを短絡した場合のそれぞれの動作は以下の通りとなる。まず、コンデンサを含まずキャンセルコイルＣＣを短絡すると、１次側の電流Ｉ１と同位相でキャンセルコイルＣＣに電流Ｉａが生じる。この理由は、キャンセルコイルＣＣに鎖交する磁束の変化を抑えようと誘導電流が流れるためである。キャンセルコイルＣＣには磁束変化が生じないように電流Ｉａが流れるため漏洩磁束が低減する。一方、コンデンサを含んでキャンセルコイルＣＣを短絡した場合は、２次側の電流Ｉ２と逆の位相で電流Ｉｂが流れる。この理由は、コンデンサを含んでいるため、キャンセルコイルＣＣのみを短絡した場合に比べて位相が９０度ずれるためである。この結果、２次側の電流Ｉ２に対して１８０度反転した位相で電流Ｉｂが流れるため、漏洩磁束の低減が可能となる。
【００３１】
図７に示すように、送電実施コイルＰＳＣとキャンセルコイルＣＣの間の距離Ｌは、送電実施コイルＰＳＣと２次コイル２１２の間のギャップＧ（図４参照）が大きくなるほど大きな値に設定することが好ましい。この理由は、ギャップＧが小さいときに送電実施コイルＰＳＣに近い１次コイル１１２をキャンセルコイルとして使用すると、キャンセルコイルＣＣが主磁束ＭＦを減少させてしまい、効率を低下させてしまう可能性があるからである。図７の関係は、後述する他の実施形態にも適用可能である。なお、ギャップＧに拘わらずに距離Ｌを一定値としてもよい。この場合には、距離Ｌは、予め実験的又は経験的に決定される。
【００３２】
なお、図２のように、給電を受ける車両２００の近傍に歩行者ＨＭや２輪車ＢＫが存在する場合には、歩行者ＨＭや２輪車ＢＫに対してｙ方向に並ぶ１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用しないようにすることが好ましい。この理由は、歩行者ＨＭや２輪車ＢＫの横にある１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用すると、その周囲の磁界が変わって歩行者ＨＭや２輪車ＢＫの運転手に悪影響が及ぶ可能性があるからである。歩行者ＨＭや２輪車ＢＫの位置は、例えば、車両２００に搭載されている周辺センサ（カメラやレーダー等）の検出結果を、非接触給電装置１００が路車間通信により取得することによって検出することが可能である。
【００３３】
以上のように、第１実施形態では、送電制御部１５０は、複数の１次コイル１１２のうち、送電実施コイルＰＳＣとは異なる特定の１次コイル１１２であるキャンセルコイルＣＣを用いて送電実施コイルＰＳＣへの通電により発生する漏洩磁束を低減する。従って、複数の１次コイル１１２の他にキャンセルコイルを別個に設けることなく漏洩磁束を低減することが可能である。特に、第１実施形態では、キャンセルコイルＣＣの両端を短絡させることによって漏洩磁束を低減するので、キャンセルコイルＣＣに無駄な電流を流すことなく漏洩磁束を低減できる。
【００３４】
B. 第２実施形態：
図８に示すように、第２実施形態では、非接触給電装置１００は、各送電コイル部１１０における漏洩磁束を検出する漏洩磁束検出部１６０を備えている。漏洩磁束検出部１６０で検出された漏洩磁束が大きな送電コイル部１１０の１次コイル１１２は、キャンセルコイルＣＣとして使用される。第２実施形態では、送電回路１２０を用いてキャンセルコイルＣＣにキャンセル電流Ｉｃｃを流すことによって、漏洩磁束を低減する。キャンセルコイルＣＣに流すキャンセル電流Ｉｃｃの位相は、漏洩磁束を低減できるように設定されている。図８の例では、キャンセル電流Ｉｃｃの位相は、送電実施コイルＰＳＣに流す送電電流Ｉｓｃの位相から１８０度ずれている。
【００３５】
図９に示すように、キャンセルコイルＣＣに流すキャンセル電流Ｉｃｃは、漏洩磁束検出部１６０で検出された漏洩磁束に応じて調整される。送電回路１２０には、１次コイル１１２の電圧を測定する電圧センサ４０と、インバータ回路の出力電流を測定する電流センサ５０が設けられている。１次コイル１１２には、漏洩磁束に応じた電圧が発生する。漏洩磁束検出部１６０は、電圧センサ４０で測定された電圧に応じて１次コイル１１２の位置における漏洩磁束を検出する。送電制御部１５０は、送電回路１２０を用いてキャンセルコイルＣＣに電圧を印加することによって、漏洩磁束を低減するキャンセル電流Ｉｃｃを発生させる。通常は、キャンセル電流Ｉｃｃを、送電電流Ｉｓｃよりも小さく設定することが好ましい。こうすれば、比較的小さな電流をキャンセルコイルＣＣに流すことによって漏洩磁束を低減できる。
【００３６】
漏洩磁束検出部１６０を使用して漏洩磁束を検出すれば、キャンセルコイルＣＣのキャンセル電流Ｉｃｃの方向や電流量を、漏洩磁束を低減するために適切な方向や電流量に調整することが可能である。キャンセル電流Ｉｃｃの調整には、フィードバック制御やフィードフォワード制御などの任意の制御方法を使用することができる。キャンセルコイルＣＣの電流制御によって漏洩磁束を低減するターゲット（制御目標コイル）としては、キャンセルコイルＣＣそのものを使用しても良く、或いは、キャンセルコイルＣＣとは異なる１次コイル１１２を使用してもよい。
【００３７】
図１０に示す例では、制御目標コイルＴＣとして、給電区間ＰＳＡの特定の位置（具体的には給電区間ＰＳＡの端部）に存在する１次コイル１１２が使用されている。なお、制御目標コイルＴＣとキャンセルコイルＣＣ以外の１次コイル１１２の図示は省略されている。図１０の場合には、キャンセルコイルＣＣの電流を制御することによって、制御目標コイルＴＣにおける漏洩磁束を低減することができる。このような制御目標コイルＴＣは、周囲の環境を考慮して予め設定しておくことが可能である。このような制御目標コイルＴＣを使用する場合には、キャンセルコイルＣＣの電流制御における制御量として、例えば、制御目標コイルＴＣにおける漏洩磁束を使用可能である。漏洩磁束を示す指標値としては、制御目標コイルＴＣの誘起電圧を使用可能である。図９でも説明したように、漏洩磁束による制御目標コイルＴＣの誘起電圧は、電圧センサ４０によって測定可能である。なお、誘起電圧の目標値は、０Ｖとしても良く、或いは、０Ｖに近い許容電圧値としてもよい。
【００３８】
以上のように、第２実施形態では、送電制御部１５０は、キャンセルコイルＣＣに漏洩磁束を低減する方向の電流を流すようにキャンセルコイルＣＣに接続されている回路素子を制御するので、キャンセルコイルＣＣに電流を流すことによって漏洩磁束を低減することが可能である。上述した第２実施形態では、漏洩磁束検出部１６０で検出された漏洩磁束に応じてキャンセルコイルＣＣの選択や、キャンセル電流の電流量及び位相の調整を実行していたが、漏洩磁束検出部１６０を省略してもよい。この場合に、例えば、送電実施コイルＰＳＣから予め定められた距離Ｌの位置に存在する１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして選択し、また、キャンセル電流Ｉｃｃの電流量及び位相を予め定められた値に設定するようにしても良い。
【００３９】
C. 第３実施形態：
図１１に示すように、第３実施形態では、同じ走行車線上を２台の車両２００ａ，２００ｂが走行している状態を想定する。この場合に、第１の車両２００ａに送電を行う送電実施コイルＰＳＣａには第１の送電電流Ｉｓｃ１が流れ、第２の車両２００ｂに送電を行う送電実施コイルＰＳＣｂには第２の送電電流Ｉｓｃ２が流れる。第３実施形態では、第２の送電電流Ｉｓｃ２は、第１の送電電流Ｉｓｃ１により発生する漏洩磁束が低減されるように、その位相が調整される。図１１の例では、第２の送電電流Ｉｓｃ２の位相は、第１の送電電流Ｉｓｃ１の位相から１８０度ずれた逆位相となっている。
【００４０】
但し、２つの送電電流Ｉｓｃ１，Ｉｓｃ２を同位相とした方が漏洩磁束の低減の点で好ましい場合も存在する。例えば、ｘ方向に配列された複数の１次コイル１１２として、互いに逆向きに巻かれた１次コイル１１２がｘ方向に沿って交互に配置されているような場合を想定する。このとき、２台の車両２００ａ，２００ｂの距離ＶＬによっては、２つの送電実施コイルＰＳＣａ，ＰＳＣｂのコイルの巻き方が逆である場合がある。このような場合には、２つの送電実施コイルＰＳＣａ，ＰＳＣｂの送電電流Ｉｓｃ１，Ｉｓｃ２を同位相とした方が漏洩磁束の低減の点で好ましい。２台の車両２００ａ，２００ｂの受電コイル部２１０の位置関係は、受電コイル位置検出部１４０による受電コイル部２１０の検出結果に応じて検出することが可能である。
【００４１】
２台の車両２００ａ，２００ｂが同じ給電区間ＰＳＡを走行する場合には、図１１で説明したようにそれぞれのインバータ電流Ｉｓｃ１，Ｉｓｃ２を逆位相とすることが好ましい場合が多い。しかしながら、２番目の車両２００ｂが給電区間ＰＳＡに進入したタイミングで直ちにそのインバータ電流Ｉｓｃ２の位相を最初の車両２００ａ用のインバータ電流Ｉｓｃ１の位相から反転させると、大きな電力脈動が生じる可能性がある。そこで、２台の車両２００ａ，２００ｂの位置情報を使用しながら、徐々にインバータ電流Ｉｓｃ１，Ｉｓｃ２の位相差を変更するようにしてもよい。或いは、一方の車両（例えば後方の車両２００ｂ）を一旦停止させた後に、そのインバータ電流の位相を反転させるようにしてもよい。
【００４２】
このように、第３実施形態では、送電制御部１５０は、第１の車両２００ａへの送電により発生する漏洩磁束を低減するために、第１の車両２００ａとは異なる他の車両２００ａへの送電を実行する１次コイル１１２を使用して漏洩磁束を低減することができる。
【００４３】
D. 第４実施形態：
図１２に示すように、第４実施形態も、同じ走行車線上を２台の車両２００ａ，２００ｂが走行している状態を想定する点は第３実施形態と同じである。第４実施形態では、２台の車両２００ａ，２００ｂにそれぞれ送電を行う送電実施コイルＰＳＣａ，ＰＳＣｂとは別の１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用して漏洩磁束を低減する。
【００４４】
第４実施形態による漏洩磁束の低減は、特に、２台の車両２００ａ，２００ｂの受電コイル部２１０同士の距離ＶＬ（すなわち２次コイル同士の距離）が予め定められた閾値よりも大きなときに実行することが好ましい。例えば、距離ＶＬが閾値以下の場合には第３実施形態に従って漏洩磁束を低減し、距離ＶＬが閾値よりも大きな場合には、第４実施形態に従って漏洩磁束を低減してもよい。但し、距離ＶＬに拘わらずに、２台の車両２００ａ，２００ｂが前後に走行する場合に、第４実施形態に従って漏洩磁束を低減するようにしてもよい。２台の車両２００ａ，２００ｂの受電コイル部２１０同士の距離ＶＬは、受電コイル位置検出部１４０による受電コイル部２１０の位置の検出結果に応じて決定できる。
【００４５】
第４実施形態では、送電制御部１５０は、２台の車両２００ａ，２００ｂが前後に走行している状態において、２台の車両２００ａ，２００ｂへの送電に使用する送電実施コイルＰＳＣａ，ＰＳＣｂとは別の１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用するので、２台の車両２００ａ，２００ｂの間の距離が大きな場合にも漏洩磁束を低減することができる。
【００４６】
E. 他の実施形態：
上述した各種の実施形態の他に、以下で説明するような種々の実施形態を採用することが可能である。
【００４７】
図１３に示すように、走行車線ＲＬ１２と対向車線ＲＬ２２に給電区間ＰＳＡ１，ＰＳＡ２がそれぞれ設定される場合がある。このような場合に、走行車線ＲＬ１２を車両２００が走行する際に、送電実施コイルＰＳＣへの通電による漏洩磁束を低減するために、送電実施コイルＰＳＣの近傍に存在する対向車線ＲＬ２２の１次コイル１１２をキャンセルコイルＣＣとして使用しても良い。図１３の例では、送電実施コイルＰＳＣとｙ方向に並ぶ位置の１次コイル１１２がキャンセルコイルＣＣとして使用されている。こうすれば、車両２００の左右方向の漏洩磁束を低減することが可能である。この場合にも、ｘ方向については、上述した各種の実施形態で説明した方法に従ってキャンセルコイルＣＣを選択することが可能である。
【００４８】
図１４に示すように、同じ進行方向を有する複数の走行車線ＲＬ１１，ＲＬ１２に給電区間ＰＳＡ１，ＰＳＡ２が平行して設定されている場合も想定し得る。このような場合には、第１の給電区間ＰＳＡ１に設置された１次コイル１１２と、第２の給電区間ＰＳＡ２に設置された１次コイル１１２において、送電に位相差を設けることによってそれぞれの漏洩磁束を低減することが好ましい。具体的には、例えば、第１の給電区間ＰＳＡ１に設置された１次コイル１１２の送電電流と、これとｙ方向に並ぶ第２の給電区間ＰＳＡ２に設置された１次コイル１１２の送電電流の位相を１８０度異なる逆位相としてもよい。こうすれば、走行車線の進行方向に垂直な方向における漏洩磁束を低減することが可能となる。
【００４９】
また、図１４の例では、歩道ＳＷ１の外側に店舗ＳＰと駐車場ＰＰとが設けられており、駐車場ＰＰには車両の停車中に非接触給電を行うための給電パッドＰＳＰが設置されている。このような場合に、停車中給電用の給電パッドＰＳＰの１次コイルをキャンセルコイルＣＣとして使用して、給電区間ＰＳＡ１，ＰＳＡ２における走行中給電による漏洩磁束を低減するようにしてもよい。この場合には、例えば、給電区間ＰＳＡ１，ＰＳＡ２に設けられた非接触給電装置１００（図１）の送電制御部１５０が、漏洩磁束低減のための制御の実行要求を、無線通信を利用して給電パッドＰＳＰに発信することができる。
【００５０】
図１５に示すように、同一の給電区間ＰＳＡを複数の車両２００ａ〜２００ｃが同時に走行しながら給電を受ける場合には、車両毎に送電量が異なる場合がある。図１５の例では、第１の車両２００ａには１０ｋＷで送電が実行され、第２の車両２００ｂには３０ｋＷで送電が実行され、第３の車両２００ｃには２０ｋＷで送電が実行されている。送電量の違いは、各車両２００に搭載されたメインバッテリ２３０の容量の差や、メインバッテリ２３０の充電量（すなわちＳＯＣ）の差、走行中の勾配の差などにより生じ得る。この場合には、複数の車両２００ａ〜２００ｃへの送電量に応じて、全体として漏洩磁束が少なくなるようにそれぞれの送電電流の位相を調整することが好ましい。例えば、図１５の例では、第２の車両２００ｂへの送電電流の位相を、第１の車両２００ａ及び第３の車両２００ｃへの送電電流の位相と逆位相にすることが好ましい。このような制御は、同一の給電区間ＰＳＡを４台以上の車両２００が同時に走行しながら給電を受ける場合にも適応可能である。
【００５１】
上述した各種の実施形態では、複数の１次コイル１１２のうちのいずれかの１次コイル１１２を用いて漏洩磁束を低減していたが、２次コイル２１２を用いて漏洩磁束を低減するようにしても良い。具体的には、例えば、メインバッテリ２３０の充電量（すなわちＳＯＣ）が十分に高い車両２００が給電区間を走行する場合には、その車両２００の制御装置２９０が、メインバッテリ２３０の電力を使用して２次コイル２１２に電流を流すことによって、漏洩磁束を低減することが可能である。換言すれば、漏洩磁束の低減処理として、（ａ）送電制御部１５０が、複数の１次コイル１１２のうちの送電実施コイルＰＳＣとは異なる特定の１次コイルＣＣを用いて送電実施コイルＰＳＣへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第１処理と、（ｂ）車両２００の制御装置２９０が、２次コイル２１２による受電を行っていない場合に、２次コイル２１２に電流を流すことによって送電実施コイルＰＳＣへの通電により発生する漏洩磁束を低減する第２処理と、のうちの少なくとも一方の処理を実行するようにしてもよい。
【００５２】
図１６Ａに示すように、１次コイル１１２の磁性体ヨーク１１４に、１次コイル１１２の配列方向ｘに沿って一定のピッチＰで設けられた複数の切断部１１４ｇを設けるようにしてもよい。切断部１１４ｇは、１次コイル１１２の配列方向ｘに沿った大きさがゼロでないギャップである。但し、切断部１１４ｇのギャップを非磁性体材料で埋めていてもよい。図１６Ａの例では、切断部１１４ｇのピッチＰは、１次コイル１１２のピッチと等しい。切断部１１４ｇは、１次コイル１１２への通電によって生じる磁極の中心に相当する位置に設けられていることが好ましい。後述するように、磁性体ヨーク１１４に切断部１１４ｇを設けることによって、漏洩電磁界を低減することが可能である。
【００５３】
図１６Ｂに示すように、切断部１１４ｇを含む磁性体ヨーク１１４の磁気抵抗Ｒｍは、次式で与えられる。
【数２】
2020022340.tif 000004
ここで、Ａは磁性体ヨーク１１４の断面積、Ｌは磁気抵抗Ｒｍの計算対象となる磁性体ヨーク１１４の長さ、gは切断部１１４ｇの長さである切断幅、μ０は真空の透磁率、μ１は空気の比透磁率、μｒは磁性体ヨーク１１４を形成する磁性体材料の比透磁率、μ’は合成比透磁率である。切断幅ｇは、ゼロでない値に設定される。磁性体ヨーク１１４の長さＬは、切断部１１４ｇのピッチの整数倍の値とすることが好ましい。合成比透磁率μ’は、切断部１１４ｇを有する磁性体ヨーク１１４が一様な物質で形成されているものと仮定したときの比透磁率に相当する。
【００５４】
図１６Ｃに示すように、磁性体ヨーク１１４の切断幅gが増大するほど合成比透磁率μ’が低下する。また、図１６Ｄに示すように、合成比透磁率μ’を小さくすれば、１次コイル１１２と２次コイル２１２の結合係数を大幅に低減させることなく、漏洩電磁界を低減することができる。そこで、合成比透磁率μ’は、１００未満となるように形成されていることが好ましい。すなわち、図１６Ｃの特性において、切断幅gは、合成比透磁率μ’が１００となる値Ｇｍよりも大きな値に設定されていることが好ましい。こうすれば、給電効率を過度に低減させることなく、漏洩電磁界を低下させることができる。なお、合成比透磁率μ’を小さくすると１次コイル１１２と２次コイル２１２の結合係数も減少して給電効率も低下するので、この点を考慮すると合成比透磁率μ’は１０以上の値とすることが好ましく、５０以上の値とすることが更に好ましい。
【００５５】
図１７Ａと図１７Ｂを比較すれば分かるように、磁性体ヨーク１１４に切断部１１４ｇを設けることによって、漏洩電磁界を低減することが可能である。図１７Ａに示すように、送電実施コイルＰＳＣから生じた主磁束ＭＦは、磁性体ヨーク１１４を伝搬する。１次コイル１１２の磁性体ヨーク１１４に切断部が無い場合には、磁性体ヨーク１１４を伝搬する磁束が減衰し難いので、主磁束ＭＦが遠方まで達する。従って、主磁束ＭＦに起因して磁性体ヨーク１１４を伝搬する磁束ＦＸ１は、かなり大きい。一方、空気を介して流れる漏洩磁束ＬＦに起因して磁性体ヨーク１１４を伝搬する磁束ＦＸ２は、主磁束ＭＦに起因する磁束ＦＸ１とは逆向きとなる。漏洩電磁界の観測点ＭＰがこれらの磁束ＦＸ１，ＦＸ２が流れる位置に存在する場合には、かなり大きな電磁界が漏洩していることが測定される可能性がある。また、漏洩磁束の観測点ＭＰにおいて、２つの異なる向きの磁束が存在する可能性があり、キャンセルコイル等での低減が難しくなる。また、主磁束のうちの磁束ＦＸ１が磁性体ヨーク１１４を介して遠方まで伝搬してしまうため、漏洩磁束が大きくなってしまう可能性がある。
【００５６】
これに対して、図１７Ｂに示すように、磁性体ヨーク１１４に切断部１１４ｇを設けることによって、主磁束ＭＦに起因して磁性体ヨーク１１４を伝搬する磁束ＦＸ１を小さくすることができるので、漏洩電磁界の観測点ＭＰ付近で磁束の向きをほぼ一方向にすることが可能となる。この結果、キャンセルコイルＣＣによって漏洩電磁界を十分に低減させることが可能となる。
【００５７】
図１８に示すように、図１６Ａに示した構成から、１次コイル１１２の数が半分になるように１次コイル１１２を間引くようにしてもよい。すなわち、１次コイル１１２は、複数の切断部１１４ｇのピッチＰの２倍のピッチで配列するようにしてもよい。このような構成については更に後述する。
【００５８】
図１９の例では、１次コイル１１２は、第１コイル１１２ｄ１と第２コイル１１２ｄ２とで構成されたＤＤコイルである。第１コイル１１２ｄ１と第２コイル１１２ｄ２は、互いに逆方向に巻かれており、また、互いに接するように構成されている。また、この例では、１組の１次コイル１１２は、１つの送電回路１２０すなわち１つのインバータで駆動される。従って、ＤＤコイルである１組の１次コイル１１２がキャンセルコイルＣＣとして選択されて通電されると、第１コイル１１２ｄ１と第２コイル１１２ｄ２のうちの一方がＳ極で他方がＮ極となるように励磁される。図１９では、車両の進行方向ｘの前方にある前方キャンセルコイルＣＣ１と、車両の進行方向ｘの後方にある後方キャンセルコイルＣＣ２とが使用されている。このとき、２組のキャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２によって４つの磁極が発生し、これに応じて空気中を伝搬する磁束ＦＣ１，ＦＣ２が発生する。また、電力伝送によっても漏洩磁束ＬＦが発生する。電力伝送で生じる漏洩磁束ＬＦは一方向しか向いていないが、キャンセル電流により生じる磁束ＦＣ１，ＦＣ２は、互いに逆方向である。また、互いに逆方向に磁束ＦＣ１，ＦＣ２が発生してしまうため、これらの磁束ＦＣ１，ＦＣ２のうちの一方は２次コイル２１２から発生した磁束と同一方向となり、他方は２次コイル２１２から発生した磁束と反対方向となってしまう。そのため、磁束同士が強め合うところと弱めあうところが生じてしまい、漏洩電磁界が低減しない。
【００５９】
一方、図２０の例では、ＤＤコイルとして構成された１組の１次コイル１１２のうち、第１コイル１１２ｄ１と第２コイル１１２ｄ２は、それぞれ別の送電回路１２０ｄ１，１２ｄ２で駆動される。この場合には、前方キャンセルコイルＣＣ１及び後方キャンセルコイルＣＣ２として、ＤＤコイルを構成する２つのコイル１１２ｄ１，１１２ｄ２のうちの一方のみをそれぞれ使用することが好ましい。この場合には、前方キャンセルコイルＣＣ１と後方キャンセルコイルＣＣ２のうちの一方がＳ極で他方がＮ極となるようにコイルの選択やキャンセル電流の方向を設定することができる。こうすれば、キャンセルコイルへの通電に起因して空気中を伝搬する磁束ＦＣが図１９に比べて少なくなり、漏洩磁束を低減することが可能となる。また、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２への通電に起因して空気中を伝搬する磁束ＦＣが受電コイル部２１０で発生する磁束ＬＦと反対方向となり、互いに打ち消しあうため、漏洩電磁界が低減する。
【００６０】
図２１に示すように、図２０の構成から、ＤＤコイルを構成する２つのコイルのうちの一方を省略したものである。この１次コイル１１２の構成は、図１８に示した構成と等価である。すなわち、１次コイル１１２は、複数の切断部１１４ｇのピッチＰの２倍のピッチで配列されている。この構成によっても、図２０の構成とほぼ同様の効果を得ることができる。前方キャンセルコイルＣＣ１と後方キャンセルコイルＣＣ２に流す電流は、互いの磁極を反転させるために、１８０°の位相差を有するように設定される。更に、この構成では、１次コイル１１２の数が少ないので、送電回路１２０の数を減らすことが可能となる。
【００６１】
図２２Ａは、図２０の構成において、１次コイル１１２と２次コイル２１２に流れる電流の振幅と位相を示している。この例では、ＤＤコイルとしてそれぞれ構成された２組の１次コイル１１２が送電実施コイルＰＳＣ１，ＰＳＣ２として使用されている。２次コイル２１２は、Ａ相コイル２１２ａとＢ相コイル２１２ｂで構成された２相コイルである。図２２Ａの下部に示すように、送電実施コイルＰＳＣ１，ＰＳＣ２の電流Ｉ１，Ｉ２は、互いに等しい振幅Ａ１及び位相を有する。２次コイル２１２のＡ相コイル２１２ａの電流ＩａとＢ相コイル２１２ｂの電流Ｉｂは、互いに等しい振幅Ａ２を有するが、位相は１８０度異なる。また、２次コイル２１２の電流Ｉａ，Ｉｂの位相は、送電実施コイルＰＳＣ１，ＰＳＣ２の電流Ｉ１，Ｉ２の位相から９０度ずれている。前方キャンセルコイルＣＣ１と後方キャンセルコイルＣＣ２は、巻き方向が異なるコイルを用いて同位相で通電することにより、又は、同じ巻き方向のコイルを用いて１８０度の位相差をもって通電することにより構成することができ、これによって、漏洩電磁界を低減することができる。
【００６２】
図２２Ｂ及び図２２Ｃに示すように、図２２Ａの構成において、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２を用いた場合の漏洩電磁界Ｇ１は、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２を用いない場合の漏洩電磁界Ｇ０から低減することが可能である。これらの図に示すように、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相により、車両進行方向及び車幅方向に沿った漏洩電磁界が変化する。すなわち、図２２Ｂに示すように、車両進行方向の漏洩電磁界は、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相と、２次コイル２１２のＡ相コイル２１２ａの電流位相との位相差を０度としたときに最も少ない。一方、図２２Ｃに示すように、車幅方向の漏洩電磁界は、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相と、２次コイル２１２のＡ相コイル２１２ａの電流位相との位相差を１８０度としたときに最も少ない。例えば、車幅方向の漏洩電磁界を低減したい場合には、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相を、Ａ相コイル２１２ａの電流位相と１８０度±１０度の範囲の位相差を有するように設定することが好ましい。
【００６３】
図２３Ａは、図２１の構成において、１次コイル１１２と２次コイル２１２に流れる電流の振幅と位相を示している。この例では、ＤＤコイルでない単一のコイルとしてそれぞれ構成された２つの１次コイル１１２が送電実施コイルＰＳＣ１，ＰＳＣ２として使用されている。２次コイル２１２は、Ａ相コイル２１２ａとＢ相コイル２１２ｂで構成された２相コイルである。図２３Ａの下部に示すように、送電実施コイルＰＳＣ１，ＰＳＣ２の電流Ｉ１，Ｉ２と、２次コイル２１２の電流Ｉａ，Ｉｂは、図２２Ａの場合と位相が異なる。
【００６４】
図２３Ｂに示すように、車両進行方向の漏洩電磁界は、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相と、２次コイル２１２のＡ相コイル２１２ａの電流位相との位相差を９０度としたときに最も少ない。一方、図２３Ｃに示すように、車幅方向の漏洩電磁界は、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相と、２次コイル２１２のＡ相コイル２１２ａの電流位相との位相差を２７０度としたときに最も少ない。例えば、車幅方向の漏洩電磁界を低減したい場合には、キャンセルコイルＣＣ１，ＣＣ２の電流位相を、Ａ相コイル２１２ａの電流位相と２７０度±１０度の範囲の位相差を有するように設定することが好ましい。
【００６５】
本開示は上述した実施形態やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。また、上述した種々の特徴的な構成は、互いに矛盾しない限り、任意に組み合わせて採用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…非接触給電装置、１１０…送電コイル部、１１２…１次コイル、１２０…送電回路、１３０…電源回路、１４０…受電コイル位置検出部、１５０…送電制御部、１６０…漏洩磁束検出部、２００…車両、２１０…受電コイル部、２１２…２次コイル
【図１】
2020022340.tif 000005
【図２】
2020022340.tif 000006
【図３】
2020022340.tif 000007
【図４】
2020022340.tif 000008
【図５】
2020022340.tif 000009
【図６Ａ】
2020022340.tif 000010
【図６Ｂ】
2020022340.tif 000011
【図７】
2020022340.tif 000012
【図８】
2020022340.tif 000013
【図９】
2020022340.tif 000014
【図１０】
2020022340.tif 000015
【図１１】
2020022340.tif 000016
【図１２】
2020022340.tif 000017
【図１３】
2020022340.tif 000018
【図１４】
2020022340.tif 000019
【図１５】
2020022340.tif 000020
【図１６Ａ】
2020022340.tif 000021
【図１６Ｂ】
2020022340.tif 000022
【図１６Ｃ】
2020022340.tif 000023
【図１６Ｄ】
2020022340.tif 000024
【図１７Ａ】
2020022340.tif 000025
【図１７Ｂ】
2020022340.tif 000026
【図１８】
2020022340.tif 000027
【図１９】
2020022340.tif 000028
【図２０】
2020022340.tif 000029
【図２１】
2020022340.tif 000030
【図２２Ａ】
2020022340.tif 000031
【図２２Ｂ】
2020022340.tif 000032
【図２２Ｃ】
2020022340.tif 000033
【図２３Ａ】
2020022340.tif 000034
【図２３Ｂ】
2020022340.tif 000035
【図２３Ｃ】
2020022340.tif 000036