(57)【要約】【課題】受電コイルに送電する送電コイルの切り替えを適切に行なう。【解決手段】給電装置１００と、移動体２００に搭載され、給電装置に対して相対的な位置が変動する受電装置２０５と、を有し、給電装置から受電装置に非接触で電力が供給される非接触給電システムにおいて、受電装置は、少なくとも１つの受電コイル２１２を含む受電共振回路２１０を備え、給電装置は、受電コイルを介して受電装置に電力を送電する少なくとも１つの送電コイル１１２を含む送電共振回路１１０を有する複数のセグメントＳｅｇと、受電装置に電力を送電するセグメントにおける送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、送電を停止するセグメントと、送電を開始するセグメントの動作を制御する制御装置１４０と、を備える。【選択図】図１
2020191730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置（１００）と、移動体（２００）に搭載され、前記給電装置に対して相対的な位置が変動する受電装置（２０５）と、を有し、前記給電装置から前記受電装置に非接触で電力が供給される非接触給電システムであって、
前記受電装置は、少なくとも１つの受電コイル（２１２）を含む受電共振回路（２１０）を備え、
前記給電装置は、
前記受電コイルを介して前記受電装置に電力を送電する少なくとも１つの送電コイル（１１２）を含む送電共振回路（１１０）を有する複数のセグメント（Ｓｅｇ）と、
前記受電装置に電力を送電するセグメントにおける前記送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、前記受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、前記送電を停止するセグメントと、前記送電を開始するセグメントの動作を制御する制御装置（１４０）と、
を備える、非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記制御装置は、前記送電を継続するセグメントにおける前記電力に関する情報と、前記送電を停止するセグメントにおける前記電力に関する情報を比較した結果に従って、前記送電を継続するセグメントの前記送電コイルと、前記受電装置の前記受電コイルとの相対的な位置関係を推定し、推定結果に従って前記送電を停止するセグメントおよび前記送電を開始するセグメントの切り替えのタイミングを決定する、非接触給電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電システムであって、
前記電力に関する情報の比較は、前記送電を継続するセグメントにおける前記電力に関する情報の値と、前記送電を停止するセグメントにおける前記電力に関する情報の値と、の差の絶対値または比の絶対値によって行われる、非接触給電システム。
【請求項４】
請求項２に記載の非接触給電システムであって、
前記電力に関する情報の比較は、前記送電を停止するセグメントにおける前記電力に関する情報の値と、前記送電を停止するセグメントの切り替えのタイミングよりも前において、前記送電を停止するセグメント以外の他のセグメントの送電が切り替えられ、前記送電を停止するセグメントが前記送電を継続する状態であった際に前記送電コイルに供給される電力に関する情報の値と、の差の絶対値または比の絶対値によって行われる、非接触給電システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の非接触給電システムであって、
前記セグメントの切り替えのタイミングは、前記送電を停止するセグメントの前記電力に関する情報の値と、前記送電を開始するセグメントの前記送電コイルに供給される電力に関する情報の値と、を比較することにより、前記送電を継続するセグメントの前記送電コイルと前記受電装置の前記受電コイルとの相対的な位置関係を推定し、推定結果に従って前記送電を停止するセグメントおよび前記送電を開始するセグメントの切り替えのタイミングを補正する、非接触給電システム。
【請求項６】
給電装置（１００）から、移動体（２００）に搭載され、前記給電装置に対して相対的な位置が変動する受電装置（２０５）に非接触で電力が供給される非接触給電システムの制御方法であって、
前記受電装置は、少なくとも１つの受電コイル（２１２）を含む受電共振回路（２１０）を備え、
前記給電装置は、前記受電コイルを介して前記受電装置に電力を送電する少なくとも１つの送電コイル（１１２）を含む送電共振回路（１１０）を有する複数のセグメント（Ｓｅｇ）を備え、
前記受電装置に電力を送電するセグメントにおける前記送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、前記受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、前記送電を停止するセグメントと、前記送電を開始するセグメントの動作を制御する、非接触給電システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触で移動体に電力を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の方向に走行する移動体としての車両に対して非接触で電力を供給する給電装置において、移動体が走行する方向に送電コイルを並べ、送電する送電コイルを移動体の移動に合わせて切り替えることで連続的に給電することが開示されている。具体的には、送電コイルのコイル面内に、受電コイルが一部分でも侵入した場合に、送電コイルの切り替えを行って、侵入された送電コイルによる送電を行っている。また、所定の方向以外の方向に向けて、送電コイルのコイル面の面積を拡大することにより、車両の進行方向がずれた場合に、給電効率の低下を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２２１４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記送電コイルの切り替え方式では、受電コイルが送電コイルに対して、正対して対向しない場合でも送電コイルの切り替えを行う場合があるため、移動体が受電する電力が低下してしまい、移動体が要求する電力を満たさず、移動体の電力制御に悪影響を及ぼすという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、給電装置（１００）と、移動体（２００）に搭載され、前記給電装置に対して相対的な位置が変動する受電装置（２０５）と、を有し、前記給電装置から前記受電装置に非接触で電力が供給され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において、前記受電装置は、少なくとも１つの受電コイル（２１２）を含む受電共振回路（２１０）を備える。前記給電装置は、前記受電コイルを介して前記受電装置に電力を送電する少なくとも１つの送電コイル（１１２）を含む送電共振回路（１１０）を有する複数のセグメント（Ｓｅｇ）と、前記受電装置に電力を送電するセグメントにおける前記送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、前記受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、前記送電を停止するセグメントと、前記送電を開始するセグメントの動作を制御する制御装置（１４０）と、を備える。
この非接触給電システムによれば、受電装置に電力を送電するセグメントにおける送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、送電を停止するセグメントと、送電を開始するセグメントの動作を制御することができる。これにより、例えば、受電コイルが送電コイルに対して正対して対向している状態で、送電を停止するセグメント及び送電を開始するセグメントの切り替えを適切に行うことができ、受電装置が受電する電力が低下することを抑制することができる。
【０００６】
本開示の他の一形態によれば、給電装置（１００）から、移動体（２００）に搭載され、前記給電装置に対して相対的な位置が変動する受電装置（２０５）に非接触で電力が供給される非接触給電システムの制御方法が提供される。前記受電装置は、少なくとも１つの受電コイル（２１２）を含む受電共振回路（２１０）を備える。前記給電装置は、前記受電コイルを介して前記受電装置に電力を送電する少なくとも１つの送電コイル（１１２）を含む送電共振回路（１１０）を有する複数のセグメント（Ｓｅｇ）を備える。上記非接触給電システムの制御方法では、前記受電装置に電力を送電するセグメントにおける前記送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、前記受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、前記送電を停止するセグメントと、前記送電を開始するセグメントの動作を制御する。
この非接触給電システムの制御方法によれば、受電装置に電力を送電するセグメントにおける送電コイルに供給される電力に関する情報を比較することにより、受電装置への電力の送電を継続するセグメントと、送電を停止するセグメントと、送電を開始するセグメントの動作を制御することができる。これにより、例えば、受電コイルが送電コイルに対して正対して対向している状態で、送電を停止するセグメント及び送電を開始するセグメントの切り替えを適切に行うことができ、受電装置が受電する電力が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】非接触給電システムの全体構成を示すブロック図。
【図２】給電装置の１つのセグメントと受電装置を示すブロック図。
【図３】給電装置と受電装置の位置関係の一例を示す説明図。
【図４】送電コイルに対する受電コイルの位置に応じた電力変動量を示す説明図。
【図５】図４の第１位置を切り替え位置とした場合の受電電力の変動を示す説明図。
【図６】図４の第２位置を切り替え位置とした場合の受電電力の変動を示す説明図。
【図７】送電を停止するセグメントの電流と送電を継続するセグメントの電流を比較して示す説明図。
【図８】切り替えタイミング決定処理の一例を示す説明図。
【図９】切り替えタイミング決定処理の他の一例を示す説明図。
【図１０】第２実施形態における給電装置と受電装置の位置関係の一例を示す説明図。
【図１１】第３実施形態における給電装置と受電装置の位置関係の一例を示す説明図。
【図１２】送電を停止するセグメントの電流と送電を開始するセグメントの電流を比較して示す説明図。
【図１３】切り替えタイミング補正処理の一例を示す説明図。
【図１４】切り替えタイミング補正の具体的な一例を示す説明図。
【図１５】他の実施形態の給電装置を含む非接触給電システムの全体構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１に示すように、非接触給電システムは、道路ＲＳに設置された給電装置１００と、移動体として道路ＲＳを走行する車両２００に搭載された受電装置２０５とを含み、車両２００の走行中に車両２００に電力を供給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。
【０００９】
給電装置１００は、複数のセグメントＳｅｇと、複数のセグメントＳｅｇに直流電力を供給する電源回路１３０と、複数のセグメントＳｅｇの動作を制御する制御装置１４０とを備えている。各セグメントＳｅｇは、送電共振回路１１０と、送電共振回路１１０に交流電力を供給する送電回路１２０と、を備えている。
【００１０】
送電共振回路１１０は、道路ＲＳの路面上あるいは路面中に設置された送電コイル１１２と、不図示の共振コンデンサを有している。各セグメントＳｅｇの送電コイル１１２は、車両２００の進行方向（「道路ＲＳの延在方向」とも呼ぶ）に沿って設置されている。
【００１１】
送電回路１２０は、電源回路１３０から供給される直流電力を高周波の交流電力に変換して、送電共振回路１１０の送電コイル１１２に供給する回路である。送電回路１２０の具体的な構成例については後述する。電源回路１３０は、直流電力を送電回路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。
【００１２】
なお、図１は、複数のセグメントＳｅｇのうち、１番目のセグメントＳｅｇ１〜４番目のセグメントＳｅｇ４の４つのセグメントが示されており、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２の上方に後述する受電装置２０５の受電コイル２１２が位置している状態を例に示している。
【００１３】
制御装置１４０は、送電コイル１１２に対する受電コイル２１２の位置に従って、各セグメントＳｅｇの送電回路１２０の動作を制御して、電力を送電するセグメントの切り替えを制御する。送電コイル１１２に対する受電コイル２１２の位置関係は、例えば、各セグメントＳｅｇにおいて、送電回路１２０から送電コイル１１２に供給される電流の計測情報ＤＩに基づいて推定される。制御装置１４０は、推定した位置関係に適した各セグメントＳｅｇの送電回路１２０の動作状態となるように、各セグメントＳｅｇの送電回路１２０に対して、動作状態を制御する制御情報ＳＤを供給する。なお、図１には、１番目〜４番目の各セグメントＳｅｇ１〜Ｓｅｇ４の各送電回路１２０から各送電コイル１１２に供給される電流の計測情報ＤＩ１〜ＤＩ４が制御装置１４０に供給されている状態が示されている。また、各送電回路１２０に対して、制御情報ＳＤ１〜ＳＤ４が供給されている状態が示している。制御装置１４０は、電力を送電するセグメントの切り替えを制御する。なお、この制御装置１４０の制御によるセグメントの切り替え動作については、後述する。
【００１４】
車両２００は、受電装置２０５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とを備えている。受電装置２０５は、受電共振回路２１０と受電回路２２０とを有している。
【００１５】
受電共振回路２１０は、車両２００の底面に設置された受電コイル２１２と、不図示の共振コンデンサを含んでおり、送電共振回路１１０との間の電磁誘導現象によって受電コイルに誘導された交流電力を得る装置である。なお、受電コイル２１２の送電コイル１１２側を向くコイル面と、送電コイル１１２の受電コイル２１２側を向くコイル面の進行方向の大きさは、ほほ同等である。コイル面は、ループ状の配線によって囲まれ、ループ状のコイルとして機能する面であり、図１においては、基本的にはｘｙ平面に沿った面である。受電回路２２０は、受電共振回路２１０から出力される交流電力を直流電力に変換する回路である。受電回路２２０の具体的な構成例については後述する。受電回路２２０から出力される直流電力は、負荷としてのメインバッテリ２３０の充電に利用することができる。また、受電回路２２０から出力される直流電力は、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。
【００１６】
メインバッテリ２３０は、モータジェネレータ２４０を駆動するための直流電力を出力する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相交流電力を発生する。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の直流電力を３相交流電力に変換してモータジェネレータ２４０を駆動する。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相交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ２３０に供給する。
【００１７】
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を駆動するための直流電力を出力する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。
【００１８】
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。
【００１９】
給電装置１００の１つのセグメントＳｅｇと、車両２００の受電装置２０５は、例えば、図２に示す回路で構成されている。図２は、２番目のセグメントＳｅｇ２と受電装置２０５との間で送電が行なわれている状態を一例に示している。
【００２０】
送電共振回路１１０は、直列に接続された送電コイル１１２と共振コンデンサ１１６とを有している。受電共振回路２１０も、送電共振回路１１０と同様に、直列に接続された受電コイル２１２と共振コンデンサ２１６とを有している。送電共振回路１１０および受電共振回路２１０には、一次直列二次直列コンデンサ方式（「ＳＳ方式」とも呼ばれる）が適用されている。また、送電側が単相の送電コイル１１２で構成され、受電側が単相の受電コイル２１２で構成された送電側単相−受電側単相の非接触給電方式が適用されている。
【００２１】
送電回路１２０は、電源回路１３０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１２２と、伝送する交流電力の基本周波数成分よりも高い高周波成分を低減させるフィルタ回路１２４とを備えている。フィルタ回路１２４としては、イミタンス変換回路やローパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路等のフィルタ回路が用いられる。なお、フィルタ回路１２４は省略可能である。
【００２２】
フィルタ回路１２４と送電共振回路１１０とを接続する一対の配線の一方には、送電コイル１１２を流れる電流を計測する電流センサＳＡが設けられており、電流センサＳＡが計測した結果は計測情報ＤＩ２として制御装置１４０（図１）に供給される。また、送電コイル１１２の両端間には、送電コイル１１２に印加される電圧を計測する電圧センサＳＶが設けられており、電圧センサＳＶが計測した結果は計測情報ＤＶ２として制御装置１４０に供給される。
【００２３】
制御装置１４０は、後述するように、受電コイル２１２への送電に関わるセグメントＳｅｇにおいて取得された計測情報ＤＶ，ＤＩに基づいて、送電に関わるセグメントＳｅｇのインバータ回路１２２の動作条件を決定する。そして、制御装置１４０は、インバータ回路１２２の動作状態を制御する制御情報ＳＤを各セグメントＳｅｇのインバータ回路１２２に供給する。各セグメントＳｅｇの送電状態の切り替えは、インバータ回路１２２を動作状態とするか停止状態とするかによって実行される。
【００２４】
受電回路２２０は、受電する交流電力の基本周波数成分よりも高い周波数成分を低減させるフィルタ回路２２４と、フィルタ回路２２４からの交流電力を直流電力に変換する整流回路２２６と、メインバッテリ２３０の充電に適した直流電圧の電力に変換する電力変換回路としてのＤＣ／ＤＣコンバータ回路２２８とを備えている。フィルタ回路２２４にも、フィルタ回路１２４と同様に、イミタンス変換回路やローパスフィルタ回路、バンドパスフィルタ回路等のフィルタ回路が用いられる。なお、フィルタ回路２２４は省略可能である。
【００２５】
以下の説明は、図３に示すように、車両２００が進行方向であるｘ方向に沿って走行し、受電コイル２１２が、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２上を通過中である場合を例に説明する。また、２番目のセグメントＳｅｇ２が送電継続状態において、１番目のセグメントＳｅｇ１は送電状態から送電停止状態に切り替えられ、３番目のセグメントＳｅｇ３は送電停止状態から送電状態に切り替えられるものとする。また、この切り替えが行なわれる位置を「切り替え位置」とする。
【００２６】
図４に示すように、２番目の送電コイル１１２−２に対する受電コイル２１２の進行方向の位置によって、受電装置２０５で受電する電力の変動量は変化する。受電コイル２１２のコイル面の中心位置が、送電コイル１１２−２のコイル面の中心位置Ｐｃと一致する位置関係の場合の変動量は最も小さくなる。これに対して、受電コイル２１２のコイル面の中心位置が、送電コイル１１２−２のコイル面の中心位置Ｐｃから進行方向の前方側（「奥側」とも呼ぶ）あるいは後方側（「手前側」とも呼ぶ）に離れるほど、受電する電力の変動量は大きくなる。なお、以下では、コイルのコイル面の中心位置を単に「コイルの中心位置」とも呼ぶ。また、受電コイル２１２の中心位置が、送電コイル１１２−２の中心位置Ｐｃと一致することは、「受電コイル２１２が送電コイル１１２−２に対して正対して対向する」ことに相当する。なお、「一致」には、受電コイル２１２の中心位置が、以下で説明する範囲Ｒ内にある状態も含まれる。
【００２７】
例えば、図４に示すように、電力の変動量の許容値として予め設定される許容変動量Ｐｌａ以下の範囲を示す一定の範囲Ｒの進行方向の手前側の第１位置Ｐｓ１を切り替え位置とした場合には、図５に示すように、受電電力の変動が大きくなる。また、一定の範囲Ｒの進行方向の奥側の位置を切り替え位置とした場合も、同様である。これに対して、一定の範囲Ｒ内の第２位置Ｐｓ２を切り替え位置とすれば、図６に示すように、受電電力の変動を小さくすることができる。なお、一定の範囲Ｒは、進行方向における位置（Ｐｃ−Ｒ／２）から位置（Ｐｃ＋Ｒ／２）までの範囲である（図４参照）。
【００２８】
進行方向において、受電コイル２１２の中心位置が送電コイル１１２−２のコイル面内の一定の範囲Ｒ内にある場合に、その位置を切り替え位置とする切り替えタイミングの決定は、例えば、以下のようにして行なわれる。
【００２９】
受電コイル２１２の中心位置が、自身の送電コイル１１２−２のコイル面の上方にあり、送電が継続される２番目のセグメントＳｅｇ２では（図３参照）、送電コイル１１２−２に流れる電流Ｉ２は、図７の下段に示すように、受電コイル２１２の中心位置に応じて変化する。すなわち、受電コイル２１２の中心位置が範囲Ｒよりも進行方向の手前側では、範囲Ｒに近づくのに従って大きくなり、範囲Ｒ内において最も大きな状態、より具体的には、中心位置Ｐｃにおいて最も大きな状態となる。また、電流Ｉ２は、受電コイル２１２の中心位置が、範囲Ｒから離れるのに従って小さくなっていく。
【００３０】
一方、受電コイル２１２の中心位置が、自身の送電コイル１１２−１のコイル面から離れていき、送電が停止される１番目のセグメントＳｅｇ１では（図３参照）、送電コイル１１２−１に流れる電流Ｉ１は、図７の上段に示すように、進行方向における受電コイル２１２の中心位置が離れていくのに応じて減少していく。但し、図７の上段に示した電流Ｉ１は、送電コイル１１２−１に流れる電流の変化の様子を説明するため、１番目のセグメントＳｅｇ１の送電を停止することなく継続状態とした場合が例として示されている。
【００３１】
従って、送電が継続される２番目のセグメントＳｅｇ２の電流Ｉ２と、その手前の送電が停止される１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１に着目して、これらを比較すれば、受電コイル２１２の中心位置が上記範囲Ｒ内の位置にあるか否かを推定することができる。そして、受電コイル２１２の中心位置が上記範囲Ｒ内の切り替え位置にあるタイミングで、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替えることができる。
【００３２】
制御装置１４０は、例えば、図８に示す切り替えタイミング決定処理を繰り返し実行することにより、送電を停止する１番目のセグメントＳｅｇ１および送電を停止する３番目のセグメントＳｅｇ３の動作の切り替えを実行することができる。まず、送電を継続する２番目のセグメントＳｅｇ２の電流Ｉ２と、送電を停止する１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１を計測する（ステップＳ１２）。そして、電流Ｉ２と電流Ｉ１の差の絶対値｜Ｉ２−Ｉ１｜が閾値Ｔｄよりも大きいか否か判断する（ステップＳ１４）。閾値Ｔｄは、受電コイル２１２の中心位置が送電コイル１１２−２のコイル面の範囲Ｒの境界に対応する値であり、実測等によってあらかじめ設定される。
【００３３】
｜Ｉ２−Ｉ１｜≦Ｔｄの場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、受電コイル２１２の位置が範囲Ｒ内の切り替え位置には無いと推定されるので、ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。一方、｜Ｉ２−Ｉ１｜＞Ｔｄの場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、受電コイル２１２の位置が範囲Ｒ内の切り替え位置にあると推定されるので、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替える（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。
【００３４】
以上の処理を繰り返すことにより、受電コイル２１２の中心位置が上記２番目の送電コイル１１２−２の上記範囲Ｒ内の切り替え位置にあるタイミングで、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替えることができる。
【００３５】
また、制御装置１４０は、例えば、図９に示す切り替えタイミング決定処理を繰り返し実行することにより、送電を停止する１番目のセグメントＳｅｇ１および送電を停止する３番目のセグメントＳｅｇ３の動作の切り替えを実行することができる。図９は、図８のステップＳ１４の判断処理がステップＳ１４ｂの判断処理に置き換えられている点が異なっている。ステップＳ１４ｂでは、電流Ｉ２に対する電流Ｉ１の比の絶対値｜Ｉ１／Ｉ２｜が閾値Ｔｒよりも大きいか否か判断する（ステップＳ１４）。閾値Ｔｒは、受電コイル２１２の中心位置が送電コイル１１２−２のコイル面の範囲Ｒの境界に対応する値であり、実測等によってあらかじめ設定される。
【００３６】
｜Ｉ１／Ｉ２｜≧Ｔｒの場合（ステップＳ１４ｂ：ＮＯ）には、受電コイル２１２の位置が範囲Ｒ内の切り替え位置には無いと推定されるので、ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。一方、｜Ｉ１／Ｉ２｜＜Ｔｒの場合（ステップＳ１４ｂ：ＹＥＳ）には、受電コイル２１２の位置が範囲Ｒ内の切り替え位置にあると推定されるので、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替える（ステップＳ１６）。
【００３７】
この処理の場合においても、受電コイル２１２の中心位置が上記２番目の送電コイル１１２−２の上記範囲Ｒ内の切り替え位置にあるタイミングで、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替えることができる。
【００３８】
なお、図８，図９の切り替えタイミング決定処理では、説明を容易にするために、図３に示した状態、すなわち、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２のコイル面の上方に受電コイル２１２の中心位置がある場合を例に説明したが、受電コイル２１２の中心位置が他のセグメントの送電コイル１１２のコイル面上にある場合も同様である。例えば、３番目のセグメントＳｅｇ３の送電が開始された場合、３番目のセグメントＳｅｇ３を上記２番目のセグメントＳｅｇ２とし、２番目のセグメントＳｅｇ２を上記１番目のセグメントＳｅｇ１とし、４番目のセグメントＳｅｇ４を上記３番目のセグメントＳｅｇ３として、同様の処理が実行されるようにすればよい。
【００３９】
以上説明したように、上記非接触給電システムの給電装置１００では、セグメントＳｅｇの送電コイル１１２に供給される電流を比較することで、送電を停止するセグメント、および、送電を開始するセグメントを切り替える適切なタイミングを求め、求めた適切なタイミングで送電を開始するセグメントおよび送電を停止するセグメントの切り替えを行なうことができる。これにより、送電が継続されるセグメントから電力の供給が効果的に行なわれるとともに、送電が停止されるセグメントから供給されなくなる電力と、送電が開始されるセグメントから供給される電力と、のバランスを適切に図ることが可能となる。この結果、セグメントの切り替えによって発生する受電装置２０５が受電する電力の低下を効果的に抑制することができる。また、上記のように、給電装置１００側の送電コイル１１２に供給される電流の比較により、セグメントを切り替えることができるので、車両２００との間で通信等により受電コイル２１２の位置情報を取得しなくても良く、受電する電力の低下を抑制することが可能であり、給電装置１００側の設備構成の簡素化を図ることができる。
【００４０】
Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態では、上記のように（図８あるいは図９参照）、送電が継続される２番目のセグメントＳｅｇ２の電流Ｉ２と送電が停止される１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１とを比較することで、受電コイル２１２の中心位置が、許容される切り替え位置を示す範囲Ｒ内にあるか否か判断していた。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、以下のようにしてもよい。なお、第２実施形態の非接触給電システムの構成は、第１実施形態の非接触給電システム（図１参照）と同じである。
【００４１】
図１０に示すように、２番目のセグメントＳｅｇ２ではなく、１番目のセグメントＳｅｇ１の送電コイル１１２−１（図３参照）のコイル面の上方に受電コイル２１２がある際には、その送電コイル１１２−１に対応する切り替え位置Ｓｐ１で、０番目のセグメントＳｅｇ０（図３には不図示）の送電が停止され、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電が開始される。この切り替え位置Ｓｐ１において、１番目のセグメントＳｅｇ１に流れる電流は、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２に対応する切り替え位置Ｓｐ２における２番目のＳｅｇ２の電流Ｉ２と同様として扱うことができる。そこで、切り替え位置Ｓｐ１における１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１ｃを計測して記録しておく。そして、電流Ｉ１ｃと電流Ｉ１とを比較することで、受電コイル２１２の中心位置が、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２において許容される切り替え位置を示す範囲Ｒ内にあるか否か判断するようにしてもよい。このようにしても、第１実施形態と同様に、受電コイル２１２の中心位置が２番目の送電コイル１１２−２の上記範囲Ｒ内の切り替え位置にあるタイミングで、１番目のセグメントＳｅｇ１を送電状態から停止状態に切り替えるとともに、３番目のセグメントＳｅｇ３を停止状態から送電状態に切り替えることができる。
【００４２】
Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態では、図１１に示すように、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２の進行方向の位置Ｐ２を切り替え位置として、第１実施形態で説明したように、送電を行なうセグメントの切り替えを行なった場合を例として、切り替えタイミングの補正について説明する。なお、第３実施形態の非接触給電システムの構成は、第１実施形態の非接触給電システム（図１参照）と同じである。
【００４３】
図１２の上段および下段に示すように、切り替え位置Ｐ２が送電コイル１１２−２の中心位置Ｐｃに一致している場合には、基本的には、送電を停止する１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１と、送電を開始する３番目のセグメントＳｅｇ３の電流Ｉ３は同じとなる。これに対して、切り替え位置Ｐ２が中心位置Ｐｃよりも進行方向の手前側にずれ、範囲Ｒよりも手前側にずれるほど、電流Ｉ１は大きくなり電流Ｉ３は小さくなる。また、切り替え位置Ｐ２が中心位置Ｐｃ進行方向の前方側にずれ、範囲Ｒよりも前方側にずれるほど、電流Ｉ１は小さくなり電流Ｉ３は大きくなる。なお、図１１の上段の電流Ｉ１は、送電コイル１１２−１に流れる電流の変化の様子を説明するため、１番目のセグメントＳｅｇ１の送電が切り替えなく継続状態であった場合が例として示されている。同様に、図１１の下段の電流Ｉ３も、送電コイル１１２−３に流れる電流の変化の様子を説明するため、３番目のセグメントＳｅｇ３の送電が切り替えなく継続状態であった場合が例としてしまれている。
【００４４】
そこで、以下で説明するように、電流Ｉ１と電流Ｉ３を比較した比較結果に応じて、切り替え位置Ｐ２での切り替えタイミングに対して、受電コイル２１２の中心位置が次ぎのセグメントＳｅｇ３の送電コイル１１２−３の上方位置にある場合の切り替え位置を示す切り替えタイミングを補正するようにしてもよい。なお、以下では、受電コイル２１２の中心位置が次ぎのセグメントＳｅｇ３の送電コイル１１２−３の上方位置にある場合の切り替え位置を示す切り替えタイミングを、例えば、「次ぎのセグメントＳｅｇ３の切りタイミング」のように記載することもある。
【００４５】
制御装置１４０（図１参照）は、例えば、図１３に示す切り替えタイミング補正処理を繰り返し実行することにより、切り替え位置Ｐ２以降の切り替え位置を決定することができる。まず、切り替え位置Ｐ２における切り替えによる送電停止直前の１番目のセグメントＳｅｇ１の電流Ｉ１を計測する（ステップＳ２１）するともに、送電開始直後の３番目のセグメントＳｅｇ３の電流Ｉ３を計測する（ステップＳ２２）。そして、電流Ｉ１の絶対値｜Ｉ１｜と電流Ｉ３の絶対値｜Ｉ３｜の差［｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜］が、−Ｓ以上Ｓ以下（Ｓは一定の正の値である）であるか否か判断する(ステップＳ２３）。また、−Ｓ≦｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜≦Ｓでない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）には、差［｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜］が、Ｓよりも大きいか否か判断する(ステップＳ２４）。−Ｓ以上Ｓ以下の範囲は、切り替え位置Ｐ２として許容される範囲Ｒ（図４参照）に対応する差［｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜］の範囲を示しており、Ｓの値は実測等によってあらかじめ設定される。
【００４６】
そこで、−Ｓ≦｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜≦Ｓの場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）には、切り替え位置Ｐ２は範囲Ｒ内にあると推定される。従って、この場合には、受電コイル２１２の中心位置が次ぎのセグメントＳｅｇ３の送電における切り替え位置を示す切り替えタイミングの補正を行なわず、切り替え位置Ｐ２と同じ切り替えタイミングとする（ステップＳ２５）。また、Ｓ＜｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜の場合（ステップＳ２３：ＮＯ及びステップＳ２４：ＹＥＳ）には、切り替え位置Ｐ２は範囲Ｒよりも進行方向に対して奥側（「前方側」とも呼ぶ）にずれた位置にあると推定される。そこで、この場合には、次ぎのセグメントＳｅｇの切り替え位置を示す切り替えタイミングを進行方向手前側に補正する（ステップＳ２６）。また、｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜＜−Ｓの場合（ステップＳ２３：ＮＯ及びステップＳ２４：ＮＯ）には、切り替え位置Ｐ２は範囲Ｒより進行方向に対して手前側（「後方側」とも呼ぶ）にずれた位置にあると推定される。そこで、この場合には、次ぎのセグメントＳｅｇの切り替え位置を示す切り替えタイミングを進行方向奥側に補正する（ステップＳ２７）。これにより、切り替え位置Ｐ２の次ぎのセグメントＳｅｇ３の切り替えタイミングを、切り替え位置Ｐ２に対応する切り替えタイミングに対して補正して、次ぎのセグメントＳｅｇ３の切り替え位置を決定することができる。
【００４７】
そして、ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７の処理後は、ステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。これにより、切り替え位置Ｐ２以降の各セグメントＳｅｇの切り替えタイミングを順次補正して、切り替え位置Ｐ２以降の各セグメントＳｅｇの切り替え位置を決定することができる。
【００４８】
なお、図１３の切り替えタイミング補正処理では、説明を容易にするため、図１１に示した状態、すなわち、２番目のセグメントＳｅｇ２の送電コイル１１２−２のコイル面上に受電コイル２１２の中心位置があり、切り替え位置Ｐ２で１番目と３番目のセグメントＳｅｇ１，Ｓｅｇ３の切り替えるように設定されている場合を例に説明した。受電コイル２１２の中心位置が３番目のセグメントＳｅｇ３の送電コイル１１２−３以降のコイル面上にある場合も同様である。例えば、車両２００が移動し、３番目のセグメントＳｅｇ３の送電が開始された場合、このセグメントＳｅｇ３を上記２番目のセグメントＳｅｇ２とし、２番目のセグメントＳｅｇ２を上記１番目のセグメントＳｅｇ１とし、４番目のセグメントＳｅｇ４を上記３番目のセグメントＳｅｇ３として、同様の処理が実行されるようにすればよい。
【００４９】
ここで、ステップＳ２６，Ｓ２７における切り替えタイミングの補正は、例えば、以下のようにして行なうことができる。図１４に示すように、切り替え位置Ｐｎ（ｎはセグメントの番号）での車両速度をＶｎ、各セグメントの送電コイル１１２間の距離をｄ、現在の切り替え位置Ｐｎと次の切り替え位置Ｐｎ＋１との間の切り替えの時間の間隔をｔｎ、間隔の補正値をαとする。この場合、間隔ｔｎは、下式（１）で表される。例えば、切り替え位置Ｐ２から次ぎの切り替え位置Ｐ３までの間隔ｔ２は、下式（２）で示される。
ｔｎ＝ｔｎ−１・（１±α）＋（Ｖｎ−１−Ｖｎ）／ｄ  ・・・（１）
ｔ２＝ｔ１・（１±α）＋（Ｖ１−Ｖ２）／ｄ  ・・・（２）
【００５０】
上式（１）に示すように、次のセグメントの切り替え位置までの間隔ｔｎを補正値αで増加または減少させることにより、ステップＳ２６，Ｓ２７における補正を行なうことができる。具体的には、ステップＳ２６では補正値αで間隔ｔｎ（図１３の例ではｔ２）を減少させる補正を行ない、ステップＳ２７では補正値αで間隔ｔｎ（図１３の例ではｔ２）を増加させる補正を行なう。なお、補正値αは、あらかじめ定めた一定値とされる。但し、これに限定されるものではなく、補正値αを、停止するセグメントの電流（図１３の例では電流Ｉ１）の絶対値と、開始するセグメントの電流（図１３の例では電流Ｉ３）の絶対値の差（図１３の例では［｜Ｉ１｜−｜Ｉ３｜］）に応じた変数としてもよい。
【００５１】
また、ステップＳ２６，Ｓ２７における切り替えタイミングの補正は、以下のようにして行なうこともできる。すなわち、図８のステップＳ１４の判断処理で用いられる閾値Ｔｄを、下式（３）に示すように補正値αｄで補正し、また、図９のステップＳ１４ｂの判断処理で用いられる閾値Ｔｒを下式（４）に示すように補正値αｒで補正するようにしてもよい。
Ｔｄｎ＝Ｔｄｎ−１・（１±αｄ）  ・・・（３）
Ｔｒｎ＝Ｔｒｎ−１・（１±αｒ）  ・・・（４）
なお、Ｔｄｎ，Ｔｒｎは、切り替え位置Ｐｎにおける閾値である。また、補正値αｄ，αｒは、上記補正値αと同様に、一定値であってもよいし、変数であってもよい。
【００５２】
Ｄ．他の実施形態：
（１）上記実施形態の非接触給電システムの給電装置１００は、図１に示すように、セグメントＳｅｇごとに、制御装置１４０によって送電の動作が制御される送電回路１２０を備えている構成を例に説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、図１５に示す給電装置１００Ｃを備える非接触給電システムであってもよい。
【００５３】
給電装置１００Ｃは、給電装置１００（図１参照）とは異なり、１つの送電回路１２０が各セグメントＳｅｇに共通して設けられている。各セグメントＳｅｇには、自身の送電共振回路１１０と送電回路１２０との間に送電回路１２０との接続を開閉するスイッチ回路１２８が設けられている。各スイッチ回路１２８の開閉は、制御装置１４０から各スイッチ回路１２８に供給される制御情報ＳＤに従って実行される。これにより、各セグメントＳｅｇの送電状態の切り替えが制御される。この構成においても、上記実施形態と同様にセグメントの切り替え位置を制御することができる。
【００５４】
（２）上記実施形態では、送電共振回路１１０の送電コイル１１２を流れる電流を「送電コイルに供給される電力に関する情報」として用いて、送電を行なうセグメントＳｅｇの切り替えを制御する構成を例として説明したが、インバータ回路１２２の入力電流あるいは出力電流を「送電コイルに供給される電力に関する情報」として用いてもよい。また、送電コイル１１２間に印加される電圧を電力に関する情報として用いて、送電を行なうセグメントＳｅｇの切り替えを制御する構成としてもよい。
【００５５】
（３）上記実施形態では、送電側の送電コイル１１２も受電側の受電コイル２１２も単相の場合を例に説明している。しかしながら、これに限定されるものではない。送電側を複数相の送電コイルの構成としてもよい。また、受電側を複数相の受電コイルの構成としてもよい。例えば、送電側は単相の導電コイルで受電側は２相あるいは３相以上の複数相の受電コイルの構成としてもよい。また、送電側は２相あるいは３相以上の複数相の送電コイルの構成で、受電側は単相、あるいは、複数相の受電コイルの構成であってもよい。複数相の送電コイルあるいは受電コイルの構成の場合にも、実施形態で説明したように、送電コイルに流れる電流等の電力に関する情報として用いて、送電を行なうセグメントＳｅｇの切り替えを制御することができる。なお、送電側が複数相の場合には、インバータ回路１２２の入力電流あるいは出力電流を電力に関する情報とし用いるほうが、切り替え位置の決定や補正を行なう制御が容易である。
【００５６】
（４）上記実施形態では、直列共振を利用した送電共振回路および受電共振回路を例に説明したが、これに限定されるものではなく、並列共振を利用した送電共振回路および受電共振回路としてもよく、いずれか一方は直列共振で他方は並列共振を利用した共振回路としてもよい。
【００５７】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００，１００Ｃ…給電装置、１１０…送電共振回路、１１２…送電コイル、１４０…制御装置、２００…車両、２０５…受電装置、２１０…受電共振回路、２１２…受電コイル、Ｓｅｇ…セグメント
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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