(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた受電装置に搭載された受電ユニットに、非接触で送電可能に構成された送電コイルを含む送電ユニットと、
前記受電ユニットの種類に応じて、前記受電装置の受電時において電力が伝送される前記送電コイルに対する前記受電装置の案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを備える、非接触送電装置。
【請求項２】
前記案内ユニットは、前記受電ユニットと前記送電ユニットの種類が同じ場合には、前記受電ユニットの中心位置と前記送電ユニットの中心位置とが重なるような前記受電ユニットの位置を前記案内位置とし、前記受電ユニットと前記送電ユニットの種類が異なる場合には、前記受電ユニットの中心位置と前記送電ユニットの中心位置とがずれるような前記受電ユニットの位置を前記案内位置とする、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項３】
前記種類は、送電時に前記送電ユニットおよび前記受電ユニットに生じる磁束分布に影響する前記送電ユニットまたは前記受電ユニットの構成部品の構造に基づいて分類される、請求項２に記載の非接触送電装置。
【請求項４】
前記案内ユニットは、前記受電ユニットの種類が両端型であった場合には、前記受電装置への前記受電ユニットの搭載方向も考慮して、前記案内位置を決定する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項５】
前記案内ユニットは、前記車両の受電時の駐車位置を前記案内位置として前記車両のユーザに対して報知する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項６】
前記案内ユニットは、前記車両の受電時の駐車位置が定まるように前記車両の駐車支援を行なう、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項７】
前記送電ユニットの固有周波数と前記受電ユニットの固有周波数との差は±１０％以内である、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項８】
前記受電ユニットと前記送電ユニットとの結合係数は、０．１以下である、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項９】
前記送電ユニットは、前記受電ユニットと前記送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電ユニットと前記送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記受電ユニットに電力を送電する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項１０】
送電装置から非接触で受電可能とされ、車両に設けられた受電装置であって、
前記送電装置に搭載された送電ユニットの送電コイルから非接触で受電可能に構成された受電ユニットと、
前記送電ユニットの種類に応じて、前記受電装置の受電時において電力伝送する前記送電コイルに対する前記受電装置の案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを備える、非接触受電装置。
【請求項１１】
前記案内ユニットは、前記受電ユニットと前記送電ユニットの種類が同じ場合には、前記受電ユニットの中心位置と前記送電ユニットの中心位置とが重なるような前記受電ユニットの位置を前記案内位置とし、前記受電ユニットと前記送電ユニットの種類が異なる場合には、前記受電ユニットの中心位置と前記送電ユニットの中心位置とがずれるような前記受電ユニットの位置を前記案内位置とする、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１２】
前記種類は、受電時に前記送電ユニットおよび前記受電ユニットに生じる磁束分布に影響する前記送電ユニットまたは前記受電ユニットの構成部品の構造に基づいて分類される、請求項１１に記載の非接触受電装置。
【請求項１３】
前記案内ユニットは、前記送電ユニットの種類が両端型であった場合には、前記送電装置への前記送電ユニットの搭載方向も考慮して、前記案内位置を決定する、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１４】
前記案内ユニットは、前記車両の受電時の駐車位置を前記案内位置として前記車両のユーザに対して報知する、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１５】
前記案内ユニットは、前記車両の受電時の駐車位置が定まるように前記車両の駐車支援を行なう、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１６】
前記送電ユニットの固有周波数と前記受電ユニットの固有周波数との差は±１０％以内である、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１７】
前記受電ユニットと前記送電ユニットとの結合係数は、０．１以下である、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１８】
前記受電ユニットは、前記受電ユニットと前記送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電ユニットと前記送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記送電ユニットから電力を受電する、請求項１０に記載の非接触受電装置。
【請求項１９】
非接触送受電システムであって、
車両に設けられた受電装置と、
前記受電装置に非接触で送電することが可能な送電装置とを備え、
前記送電装置は、
前記受電装置に搭載された受電ユニットに非接触で送電可能に構成された送電コイルを含む送電ユニットと、
前記受電ユニットの種類に応じて、前記受電装置の受電時に電力伝送する前記送電コイルに対する案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを含む、非接触送受電システム。
【請求項２０】
非接触送受電システムであって、
送電コイルを含む送電装置と、
前記送電装置の送電コイルから非接触で受電することが可能とされ、車両に搭載された受電装置とを備え、
前記受電装置は、
前記送電装置に搭載された送電ユニットから非接触で受電可能に構成された受電ユニットと、
前記送電ユニットの種類に応じて、前記受電装置の受電時に電力伝送する前記送電コイルに対する案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを含む、非接触送受電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触送電装置、非接触受電装置、および非接触送受電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、接続などの手間が少ないとして、非接触で機器に送受電する技術が注目されている。携帯型機器や電気自動車などの充電に対しても非接触充電が実用化されている。
【０００３】
特開２０１１−１５５４９号公報は、車両用の非接触電力伝送装置の位置合わせ技術の一例を開示する。この例では、車両の後方を撮影するためのカメラで撮影された画像によって、空間位置を把握して駐車位置を案内したり自動駐車したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２０１１−１５５４９号公報には、送受電に用いられるコイルユニットの詳細については記載されていない。送電ユニット、受電ユニットに用いるために、複数のタイプのコイルユニットが検討されている。
【０００６】
非接触給電では、コイルの形状、巻線方法、磁気コアの形状などによって、コイルユニットに発生する磁束分布またはコイルユニットが受電するのに好適な磁束分布が異なる。対となる送電部と受電部の磁束分布が異なると、効率良く送受電を行なうことができない。送電部と受電部との磁束分布が不一致だからといって全く送受電できないのも不便である。
【０００７】
また、コイルタイプによっては、位置ズレがない時よりも位置ズレがあるときのほうが伝送効率が良い場合がある。このため、コイルタイプに関わらず同じ位置に受電装置を案内すると伝送効率が悪くなるケースも生じ得る。
【０００８】
この発明の目的は、送電ユニットと受電ユニットとを送電効率が良い状態で位置合わせを行なうことができる非接触送電装置、非接触受電装置、および非接触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】
【０００９】
この発明は、要約すると、非接触送電装置であって、車両に設けられた受電装置に搭載された受電ユニットに、非接触で送電可能に構成された送電コイルを含む送電ユニットと、受電ユニットの種類に応じて、受電装置の受電時において電力が伝送される送電コイルに対する受電装置の案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを備える。
【００１０】
好ましくは、案内ユニットは、受電ユニットと送電ユニットの種類が同じ場合には、受電ユニットの中心位置と送電ユニットの中心位置とが重なるような受電ユニットの位置を案内位置とし、受電ユニットと送電ユニットの種類が異なる場合には、受電ユニットの中心位置と送電ユニットの中心位置とがずれるような受電ユニットの位置を案内位置とする。
【００１１】
より好ましくは、受電ユニットおよび送電ユニットの種類は、送電時に送電ユニットおよび受電ユニットに生じる磁束分布に影響する送電ユニットまたは受電ユニットの構成部品の構造に基づいて分類される。
【００１２】
好ましくは、案内ユニットは、受電ユニットの種類が両端型であった場合には、受電装置への受電ユニットの搭載方向も考慮して、案内位置を決定する。
【００１３】
好ましくは、案内ユニットは、車両の受電時の駐車位置を案内位置として車両のユーザに対して報知する。
【００１４】
好ましくは、案内ユニットは、車両の受電時の駐車位置が定まるように車両の駐車支援を行なう。
【００１５】
好ましくは、送電ユニットの固有周波数と受電ユニットの固有周波数との差は±１０％以内である。
【００１６】
好ましくは、受電ユニットと送電ユニットとの結合係数は、０．１以下である。
好ましくは、送電ユニットは、受電ユニットと送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電ユニットと送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、受電ユニットに電力を送電する。
【００１７】
この発明は、他の局面では、送電装置から非接触で受電可能とされ、車両に設けられた受電装置であって、送電装置に搭載された送電ユニットの送電コイルから非接触で受電可能に構成された受電ユニットと、送電ユニットの種類に応じて、受電装置の受電時において電力伝送する送電コイルに対する受電装置の案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを備える。
【００１８】
好ましくは、案内ユニットは、受電ユニットと送電ユニットの種類が同じ場合には、受電ユニットの中心位置と送電ユニットの中心位置とが重なるような受電ユニットの位置を案内位置とし、受電ユニットと送電ユニットの種類が異なる場合には、受電ユニットの中心位置と送電ユニットの中心位置とがずれるような受電ユニットの位置を案内位置とする。
【００１９】
好ましくは、送電ユニットおよび受電ユニットの種類は、受電時に送電ユニットおよび受電ユニットに生じる磁束分布に影響する送電ユニットまたは受電ユニットの構成部品の構造に基づいて分類される。
【００２０】
好ましくは、案内ユニットは、送電ユニットの種類が両端型であった場合には、送電装置への送電ユニットの搭載方向も考慮して、案内位置を決定する。
【００２１】
好ましくは、案内ユニットは、車両の受電時の駐車位置を案内位置として車両のユーザに対して報知する。
【００２２】
好ましくは、案内ユニットは、車両の受電時の駐車位置が定まるように車両の駐車支援を行なう。
【００２３】
好ましくは、送電ユニットの固有周波数と受電ユニットの固有周波数との差は±１０％以内である。
【００２４】
好ましくは、受電ユニットと送電ユニットとの結合係数は、０．１以下である。
好ましくは、受電ユニットは、受電ユニットと送電ユニットの間に形成され、かつ特定
の周波数で振動する磁界と、受電ユニットと送電ユニットの間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、送電ユニットから電力を受電する。
【００２５】
この発明は、さらに他の局面では、非接触送受電システムであって、車両に設けられた受電装置と、受電装置に非接触で送電することが可能な送電装置とを備える。送電装置は、受電装置に搭載された受電ユニットに非接触で送電可能に構成された送電コイルを含む送電ユニットと、受電ユニットの種類に応じて、受電装置の受電時に電力伝送する前記送電コイルに対する案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを含む。
【００２６】
この発明は、さらに他の局面では、非接触送受電システムであって、送電コイルを含む送電装置と、送電装置の送電コイルから非接触で受電することが可能とされ、車両に搭載された受電装置とを備える。受電装置は、送電装置に搭載された送電ユニットから非接触で受電可能に構成された受電ユニットと、送電ユニットの種類に応じて、受電装置の受電時に電力伝送する前記送電コイルに対する案内位置を変更し、車両を案内する案内ユニットとを含む。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、送電ユニットと受電ユニットとを送電効率が良い状態で位置合わせを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】非接触送受電システムの一例を示す全体ブロック図である。
【図２】共鳴法による送電の原理を説明するための模式的な図である。
【図３】電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。
【図４】送電部９３および受電部９６の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を示した図である。
【図５】固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電ユニット中の共鳴コイルに供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。
【図６】電流源または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７】図１に示した電力送受電システム１０の詳細な構成を示す回路図である。
【図８】送電ユニットおよび受電ユニットの変形例を示した図である。
【図９】中心型のコイルユニットを説明するための図である。
【図１０】中心型のコイルユニットの磁束の通過経路を説明するための図である。
【図１１】両端型のコイルユニットを説明するための図である。
【図１２】両端型のコイルユニットの磁束の通過経路を説明するための図である。
【図１３】両端前後型のコイルユニットを説明するための図である。
【図１４】両端左右型のコイルユニットを説明するための図である。
【図１５】実施の形態１の非接触送受電システムの動作を説明するための図である。
【図１６】実施の形態１において車両と送電装置で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図１７】送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含む場合の位置ずれ量について説明するための図である。
【図１８】図１７に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと結合係数κの変化について示した図である。
【図１９】送電ユニットおよび受電ユニットがともに両端型コイルを含む場合の位置ずれ量について説明するための図である。
【図２０】図１９に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと結合係数κの変化について示した図である。
【図２１】コイルタイプが異なる場合の位置ずれが無い状態を示した図である。
【図２２】図２１に示した場合のΔＹ方向に沿ったコイルユニットの断面を示した図である。
【図２３】コイルタイプが異なる場合の縦ずれが発生した状態を示した図である。
【図２４】図２３に示した場合のΔＹ方向に沿ったコイルユニットの断面を示した図である。
【図２５】コイルタイプが異なる場合の横ずれが発生した状態を示した図である。
【図２６】図２１、図２２、図２５に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと結合係数κの変化について示した図である。
【図２７】送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。
【図２８】送電ユニットが中心型コイルを含み、受電ユニットが両端前後型のコイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。
【図２９】送電ユニットが中心型コイルを含み、受電ユニットが両端左右型のコイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。
【図３０】実施の形態２の非接触送受電システムの動作を説明するための図である。
【図３１】実施の形態２において車両と送電装置で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図３２】変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
［非接触送受電システムの全体構成］
図１は、非接触送受電システムの一例を示す全体ブロック図である。車両１００は、駆動源として回転電機を用いる電気自動車が例示されるが、非接触で受電するものであれば、他の自動車であってもよいし、さらに、受電対象は車両でなくてもよい。
【００３１】
図１を参照して、この非接触電力伝送システムは、送電装置２００と、車両１００とを備える。送電装置２００は、電源部２５０と、送電ユニット２２０と、通信部２３０とを含む。車両１００は、受電ユニット１１０と、整流器１８０と、蓄電装置１９０と、動力生成装置１１８とを含む。
【００３２】
電源部２５０は、電源１２から電力を受けて高周波の交流電力を生成する。電源１２は、商用電源であっても、独立電源装置であってもよい。送電ユニット２２０は、電源部２５０から高周波の交流電力の供給を受け、受電ユニット１１０へ非接触で電力を伝送する。一例として、送電ユニット２２０は、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。
【００３３】
一方、車両１００において、受電ユニット１１０は、送電装置２００側の送電ユニット２２０から送出される電力を非接触で受電して整流器１８０へ出力する。一例として、受電ユニット１１０も、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。
【００３４】
整流器１８０は、受電ユニット１１０から受ける交流電力を直流電力に変換し、その変換された直流電力を蓄電装置１９０へ出力することによって蓄電装置１９０を充電する。蓄電装置１９０は、整流器１８０から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置１１８によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置１９０は、その蓄えられた電力を動力生成装置１１８へ供給する。なお、蓄電装置１９０として大容量のキャパシタも採用可能である。
【００３５】
動力生成装置１１８は、蓄電装置１９０に蓄えられる電力を用いて車両１００の走行駆動力を発生する。図１には特に図示しないが、動力生成装置１１８は、たとえば、蓄電装置１９０から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置１１８は、蓄電装置１９０を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。
【００３６】
この非接触電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電ユニット２２０の固有周波数は、車両１００の受電ユニット１１０の固有周波数と同じである。ここで、送電ユニット２２０（受電ユニット１１０）の固有周波数とは、送電ユニット２２０（受電ユニット１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電ユニット２２０（受電ユニット１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗をゼロまたは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、送電ユニット２２０（受電ユニット１１０）の共振周波数とも称される。
【００３７】
また、固有周波数が「同じ」とは、完全に同じ場合だけでなく、固有周波数が実質的に同じ場合も含む。固有周波数が「実質的に同じ」とは、たとえば、送電ユニット２２０の固有周波数と受電ユニット１１０の固有周波数との差が、送電ユニット２２０または受電ユニット１１０の固有周波数の１０％以内の場合を意味する。
【００３８】
本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、送電ユニット２２０の固有周波数と、受電ユニット１１０の固有周波数との差は、受電ユニット１１０または送電ユニット２２０の固有周波数の１０％以下である。このような範囲に各送電ユニット２２０および受電ユニット１１０の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を高めることができる。その一方で、固有周波数の差が受電ユニット１１０または送電ユニット２２０の固有周波数の１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％より小さくなり、蓄電装置１９０の充電時間が長くなるなどの弊害が生じる。
【００３９】
そして、送電ユニット２２０は、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送電する。送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との結合係数κは、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κを０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。また、結合係数κと共鳴強度を示すＱ値との積が所定値（たとえば１．０）以上になるように送電ユニット２２０，受電ユニット１１０が設計される。
【００４０】
このように、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電装置２００の送電ユニット２２０から車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で電力が伝送される。
【００４１】
なお、上記のように、この非接触電力伝送システムにおいては、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ非接触で電力が伝送される。電力伝送における、このような送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、または「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。
【００４２】
送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とに、たとえばメアンダライン等のアンテナを各々採用することも可能である。この場合には、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。
【００４３】
図２は、共鳴法による送電の原理を説明するための模式的な図である。
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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、本実施の形態に係る電力送受電システムにおいては、送電ユニットと受電ユニットとを電磁界によって共鳴（共振）させることで送電ユニットから受電ユニットに電力を送電しており、送電ユニットと受電ユニットとの間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κを０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。一般的に、電磁誘導を利用した電力伝送では、送電部と受電部と間の結合係数（κ）は１．０に近いものとなっている。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、図３および図４を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図３は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す。電力伝送システム８９は、送電ユニット９０と、受電ユニット９１とを備え、送電ユニット９０は、電磁誘導コイル９２と、送電部９３とを含む。送電部９３は、共鳴コイル９４と、共鳴コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。
【００４８】
受電ユニット９１は、受電部９６と、電磁誘導コイル９７とを備える。受電部９６は、共鳴コイル９９とこの共鳴コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。
【００４９】
共鳴コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。共鳴コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、送電部９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、受電部９６の固有周波数ｆ２は、下記の式（２）によって示される。
【００５０】
ｆ１＝１／{２π（Ｌｔ×Ｃ１）1/2}・・・（１）
ｆ２＝１／{２π（Ｌｒ×Ｃ２）1/2}・・・（２）
図４は、送電部９３および受電部９６の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を示した図である。図４においては、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合が示されている。
【００５１】
なお、このシミュレーションにおいては、共鳴コイル９４および共鳴コイル９９の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部９３に供給される電流の周波数は一定である。
【００５２】
図４に示すグラフのうち、横軸は、固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は、一定周波数での伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記式（３）によって示される。
【００５３】
（固有周波数のズレ）＝{（ｆ１−ｆ２）／ｆ２}×１００（％）・・・（３）
図４からも明らかなように、固有周波数のズレ（％）が±０％の場合には、電力伝送効率は、１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は、４０％となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は、１０％となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は、５％となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、受電部９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が受電部９６の固有周波数の５％以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（JMAG（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。
【００５４】
ここで、図１の送電ユニット２２０中の共鳴コイルの周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される電流の周波数との関係について説明する。送電ユニット２２０中の共鳴コイルから受電ユニット１１０中の共鳴コイルに電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電ユニット２２０中の共鳴コイルおよび受電ユニット１１０中の共鳴コイルの間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電ユニット２２０および受電ユニット１１０の固有周波数（共振周波数）を固有周波数ｆ０とし、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される電流の周波数を周波数ｆ３とし、受電ユニット１１０中の共鳴コイルおよび送電ユニット２２０中の共鳴コイルの間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。
【００５５】
図５は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、図１の送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。
【００５６】
図５に示すグラフにおいて、横軸は、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピ
ークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。
【００５７】
たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような第１の手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、図１に示す送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数を一定として、キャパシタのキャパシタンスを変化させることで、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタのキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電ユニット２２０中の共鳴コイルおよび受電ユニット１１０中の共鳴コイルに流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電ユニット２２０と電源部２５０との間に設けられた整合器を利用する手法や、受電側のコンバータを利用する手法などを採用することもできる。
【００５８】
また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数を調整する手法である。たとえば、図５において、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、送電ユニット２２０中の共鳴コイルには周波数が周波数ｆ４または周波数ｆ５の電流を送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する。そして、周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数が周波数ｆ６の電流を送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する。この場合では、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電ユニット２２０中の共鳴コイルおよび受電ユニット１１０中の共鳴コイルに流れる電流の周波数を変化させることになる。
【００５９】
第１の手法では、送電ユニット２２０中の共鳴コイルを流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電ユニット２２０中の共鳴コイルを流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給される。送電ユニット２２０中の共鳴コイルに特定の周波数の電流が流れることで、送電ユニット２２０中の共鳴コイルの周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電ユニット１１０は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電ユニット２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電ユニット２２０中の共鳴コイルおよび受電ユニット１１０中の共鳴コイルの水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電ユニット２２０中の共鳴コイルに供給する電流の周波数を調整する場合がある。
【００６０】
本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。図６は、電流源または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６を参照して、電磁界は３つの成分から成る。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。なお、電磁界の波長を「λ」とすると
、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／2πとあらわすことができる。
【００６１】
「静電磁界」は、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であり、本実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（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、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電ユニット２２０および受電ユニット１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電ユニット２２０から他方の受電ユニット１１０へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギー（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。
【００６２】
このように、この電力伝送システムにおいては、送電部と受電部とを電磁界によって共振（共鳴）させることで送電部と受電部との間で非接触で電力が送電される。このような受電部と送電部との間に形成される電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。そして、送電部と受電部との間の結合係数κは、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κを０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。
【００６３】
［非接触送受電の構成の詳細説明］
図７は、図１に示した電力送受電システム１０の詳細な構成を示す回路図である。図７を参照して、車両１００は、受電ユニット１１０および通信部１６０に加えて、整流器１８０と、充電リレー（ＣＨＲ）１７０と、蓄電装置１９０と、システムメインリレー（ＳＭＲ）１１５と、パワーコントロールユニットＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、制御装置である車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３００と、電流センサ１７１と、電圧センサ１７２とを含む。受電ユニット１１０は、コイル１１１（以下二次自己共振コイル１１１といい、「共鳴コイル」などと適宜の呼び方をしてもよい）と、コンデンサ１１２と、二次コイル１１３とを含む。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車などが含まれる。
【００６５】
二次自己共振コイル１１１は、送電装置２００に含まれる一次自己共振コイル２２１から、電磁場を用いて電磁共鳴により受電する。
【００６６】
この二次自己共振コイル１１１については、送電装置２００の一次自己共振コイル２２１との距離や、一次自己共振コイル２２１および二次自己共振コイル１１１の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２２１と二次自己共振コイル１１１との共鳴強度を示すＱ値が大きくなり（たとえば、Ｑ＞１００）、その結合度を示す結合係数（κ）等が小さく（たとえば０．３以下、好ましくは０．１以下）となるようにその巻数やコイル間距離が適宜設定される。
【００６７】
コンデンサ１１２は、二次自己共振コイル１１１の両端に接続され、二次自己共振コイル１１１とともにＬＣ共振回路を形成する。コンデンサ１１２の容量は、二次自己共振コイル１１１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、二次自己共振コイル１１１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１１２が省略される場合がある。
【００６８】
二次コイル１１３は、二次自己共振コイル１１１と同軸上に設けられ、電磁誘導により二次自己共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１３は、二次自己共振コイル１１１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１８０へ出力する。
【００６９】
整流器１８０は、二次コイル１１３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、ＣＨＲ１７０を介して蓄電装置１９０に出力する。整流器１８０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１８０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１８０が受電ユニット１１０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。
【００７０】
なお、本実施の形態においては、整流器１８０により整流された直流電力が蓄電装置１９０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、蓄電装置１９０が許容できる充電電圧と異なる場合には、整流器１８０と蓄電装置１９０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。
【００７１】
整流器１８０の出力部分には、直列に接続された位置検出用の負荷抵抗１７３とリレー１７４とが接続されている。本格的な充電が開始される前に、送電装置２００から車両へはテスト用信号として微弱な電力が送電される。このとき、リレー１７４は車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３によって制御され、導通状態とされる。
【００７２】
電圧センサ１７２は、整流器１８０と蓄電装置１９０とを結ぶ電力線対間に設けられる。電圧センサ１７２は、整流器１８０の二次側の直流電圧、すなわち送電装置２００から受電した受電電圧を検出し、その検出値ＶＣを車両ＥＣＵ３００に出力する。車両ＥＣＵ３００は、電圧ＶＣによって受電効率を判断し、通信部１６０を経由して送電装置に受電効率に関する情報を送信する。
【００７３】
電流センサ１７１は、整流器１８０と蓄電装置１９０とを結ぶ電力線に設けられる。電流センサ１７１は、蓄電装置１９０への充電電流を検出し、その検出値ＩＣを車両ＥＣＵ３００へ出力する。
【００７４】
ＣＨＲ１７０は、整流器１８０と蓄電装置１９０とに電気的に接続される。ＣＨＲ１７０は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流器１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。
【００７５】
蓄電装置１９０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０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。
【００７６】
蓄電装置１９０は、ＣＨＲ１７０を介して整流器１８０と接続される。蓄電装置１９０は、受電ユニット１１０で受電され整流器１８０で整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１９０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００７７】
蓄電装置１９０には、いずれも図示しないが、蓄電装置１９０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、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）」とも称される。）を演算する。
【００７８】
ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線に介挿される。そして、ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。
【００７９】
ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータやインバータを含む。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて蓄電装置１９０からの電圧を変換する。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、コンバータで変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。
【００８０】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００８１】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１９０の充電電力に変換される。
【００８２】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１９０を充電することも可能である。
【００８３】
通信部１６０は、上述のように、車両１００と送電装置２００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１６０は、車両ＥＣＵ３００からの、蓄電装置１９０についてのＳＯＣを含むバッテリ情報ＩＮＦＯを送電装置２００へ出力する。また、通信部１６０は、送電装置２００からの送電の開始および停止を指示する信号ＳＴＲＴ，ＳＴＰを送電装置２００へ出力する。
【００８４】
車両ＥＣＵ３００は、いずれも図７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、車両１００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。
【００８５】
車両ＥＣＵ３００は、ユーザの操作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１６０を介して送電装置２００へ出力する。また、車両ＥＣＵ３００は、蓄電装置１９０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１６０を介して送電装置２００へ出力する。
【００８６】
送電装置２００は、充電スタンド２１０と、送電ユニット２２０とを含む。充電スタンド２１０は、通信部２３０に加えて、制御装置である送電ＥＣＵ２４０と、電源部２５０と、表示部２４２と、料金受領部２４６とをさらに含む。また、送電ユニット２２０は、
コイル２２１（以下一次自己共振コイル２２１といい、「共鳴コイル」などと適宜の呼び方をしてもよい）と、コンデンサ２２２と、一次コイル２２３とを含む。
【００８７】
電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、商用電源などの交流電源から受ける電力を高周波の電力に変換する。そして、電源部２５０は、その変換した高周波電力を一次コイル２２３へ供給する。
【００８８】
なお、図７には、インピーダンス変換を行なう整合器が記載されていないが、電源部２５０と送電ユニット２２０の間または受電ユニット１１０と整流器１８０の間に整合器を設ける構成としても良い。
【００８９】
一次自己共振コイル２２１は、車両１００の受電ユニット１１０に含まれる二次自己共振コイル１１１へ、電磁共鳴により電力を転送する。
【００９０】
一次自己共振コイル２２１については、車両１００の二次自己共振コイル１１１との距離や、一次自己共振コイル２２１および二次自己共振コイル１１１の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２２１と二次自己共振コイル１１１との共鳴強度を示すＱ値が大きくなり（たとえば、Ｑ＞１００）、その結合度を示す結合係数κ等が小さくなるようにその巻数やコイル間距離が適宜設定される。結合係数κは、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κを０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。
【００９１】
コンデンサ２２２は、一次自己共振コイル２２１の両端に接続され、一次自己共振コイル２２１とともにＬＣ共振回路を形成する。コンデンサ２２２の容量は、一次自己共振コイル２２１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、一次自己共振コイル２２１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２２２が省略される場合がある。
【００９２】
一次コイル２２３は、一次自己共振コイル２２１と同軸上に設けられ、電磁誘導により一次自己共振コイル２２１と磁気的に結合可能である。一次コイル２２３は、整合器２６０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自己共振コイル２２１に伝達する。
【００９３】
通信部２３０は、上述のように、送電装置２００と車両１００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２３０は、車両１００側の通信部１６０から送信されるバッテリ情報ＩＮＦＯ、および、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ＥＣＵ２４０へ出力する。
【００９４】
料金受領部２４６には充電に先立って、現金、プリペイドカード、クレジットカードなどが挿入される。送電ＥＣＵ２４０は電源部２５０に微弱電力によるテスト信号を送信させる。ここで、「微弱電力」とは、認証後にバッテリを充電する充電電力よりも小さい電力、あるいは、位置合わせの際に送電する電力であって、間欠的に送電する電力も含んでも良い。
【００９５】
車両ＥＣＵ３００はテスト信号を受信するために、リレー１７４をオン状態とし、ＣＨＲ１７０をオフ状態とするように制御信号ＳＥ２，ＳＥ３を送信する。そして電圧ＶＣに基づいて受電効率および充電効率を算出する。車両ＥＣＵ３００は、算出した充電効率または受電効率を通信部１６０によって送電装置２００に送信する。
【００９６】
送電装置２００の表示部２４２は、充電効率やそれに対応する充電電力単価をユーザに対して表示する。表示部２４２は、たとえばタッチパネルのように入力部としての機能も有しており、充電電力単価をユーザが承認するか否かの入力を受け付けることができる。
【００９７】
送電ＥＣＵ２４０は、充電電力単価が承認された場合には電源部２５０に本格的な充電を開始させる。充電が完了すると料金受領部２４６において料金が精算される。
【００９８】
送電ＥＣＵ２４０は、いずれも図７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、充電スタンド２１０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。
【００９９】
なお、送電装置２００から車両１００への電力伝送については、図３、図４で説明した送電ユニット９０および受電ユニット９１についての関係が成立する。図７の電力伝送システムにおいては、送電ユニット２２０の固有周波数と、受電ユニット１１０の固有周波数との差は、送電ユニット２２０の固有周波数または受電ユニット１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電ユニット２２０および受電ユニット１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。
【０１００】
車両１００は、さらに、送電装置２００と通信を行ない、送電ユニット２２０が車両１００の受電ユニット１１０に適合するか否かの判断結果を表示する表示部１４２を含む。
【０１０１】
図８は、送電ユニットおよび受電ユニットの変形例を示した図である。
図８に示すように、図７の電磁誘導コイル１１３，２２３を介在させないようにしてもよい。図８の構成では、送電装置２００には送電ユニット２２０Ｋが設けられ、車両１００には受電ユニット１１０Ｋが設けられる。
【０１０２】
送電ユニット２２０Ｋは、電源部２５０に接続された自己共振コイル２２１と、自己共振コイル２２１と並列的に電源部２５０に接続されたキャパシタ２２２とを含む。
【０１０３】
受電ユニット１１０Ｋは、整流器１８０に接続された自己共振コイル１２１と、自己共振コイル１２１と並列的に整流器１８０に接続されたコンデンサ１１２とを含む。
【０１０４】
他の部分の構成については、図８の構成は図７で説明した構成と同じであるので説明は繰返さない。
【０１０５】
［送電ユニット、受電ユニットのコイルタイプ］
送電ユニット、受電ユニットのコイルタイプは代表的には、磁束が中心を通過する中心型（円型コイルタイプ：Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｃｏｉｌ  Ｔｙｐｅ）と、磁束が一方端から他方端に抜ける両端型（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｃｏｉｌ  Ｔｙｐｅ）とがある。両端型は、磁束が通過する方向が車両の前後方向であるか左右方向であるかによって、両端前後型と両端左右型とにさらに分類される。両端型コイルは、ソレノイド型コイルと呼ぶこともある。
【０１０６】
図９は、中心型のコイルユニットを説明するための図である。
図９を参照して、中心型のコイルユニットは、送電ユニットは送電コイル２２１Ａを含み、受電ユニットは受電コイル１１１Ａを含む。
【０１０７】
図１０は、中心型のコイルユニットの磁束の通過経路を説明するための図である。
図９、図１０を参照して、中心型のコイルユニットは、円形のコイルの中央部分に磁束が通る。円形コイルの外形円の中心付近であって、巻線が存在せず中空となっている部分を中央部と呼ぶことにする。送電コイル２２１Ａの中央部から受電コイル１１１Ａの中央部に抜けた磁束は、磁性材４１１Ａの内部を外側に向けて通過して、コイル巻線の外側を戻り、磁性材４２１Ａの内部を中央部に向けて通過して、送電コイル２２１Ａの中央部に戻る。送電ユニットには交流電流が流れるので、コイルに流れる電流の向きが反転すると磁束の向きも反転する。
【０１０８】
図１１は、両端型のコイルユニットを説明するための図である。
図１１を参照して、両端型のコイルユニットは、送電ユニットは送電コイル２２１Ｂを含み、受電ユニットは受電コイル１１１Ｂを含む。送電コイル２２１Ｂは、平板状の磁性材４２１Ｂに巻回される。受電コイル１１１Ｂは、平板状の磁性材４１１Ｂに巻回される。
【０１０９】
図１２は、両端型のコイルユニットの磁束の通過経路を説明するための図である。
図１１、図１２を参照して、両端型のコイルユニットは、磁性材に巻回されたコイルの中央部分（磁性材内部）に磁束が通る。送電コイル２２１Ｂの一方端から他方端に向けて磁性材４２１Ｂの内部を通った磁束は、受電コイル１１１Ｂの一方端に向かい、受電コイル１１１Ｂの一方端から他方端に向けて磁性材４１１Ｂの内部を通り、送電コイル２２１Ｂの一方端に戻る。送電ユニットには交流電流が流れるので、コイルに流れる電流の向きが反転すると磁束の向きも反転する。
【０１１０】
図１の送電ユニット２２０、受電ユニット１１０の位置にそれぞれ両端型の送電コイル２２１Ｂ、受電コイル１１１Ｂを配置する場合には、コイルに磁束が通過する方向は、中心型のコイルユニットとは異なり、車両前後方向または車両左右方向（車幅方向）とすることができる。
【０１１１】
図１３は、両端前後型のコイルユニットを説明するための図である。
図１３を参照して、両端前後型の受電コイル１１１ＢＹは、磁束の通過方向が車両の前後方向となるように車両に配置されている。言い換えれば、受電コイル１１１ＢＹは、コイル巻回軸方向が車両の前後方向となるように車両に配置されている。
【０１１２】
図１４は、両端左右型のコイルユニットを説明するための図である。
図１４を参照して、両端左右型の受電コイル１１１ＢＸは、磁束の通過方向が車両の左右方向（車幅方向）となるように車両に配置されている。言い換えれば、受電コイル１１１ＢＹは、コイル巻回軸方向が車両の左右方向となるように車両に配置されている。
【０１１３】
図１３、図１４では、両端型のコイルユニットが車両１００に配置された場合を例に示して説明したが、送電装置においても、磁束の通過方向が車両の駐車時の前後方向か左右方向かによって、両端型のコイルユニットは、両端前後型、両端左右型のコイルユニットに分類できる。
【０１１４】
［送電装置と受電装置の通信内容］
［実施の形態１］
図１５は、実施の形態１の非接触送受電システムの動作を説明するための図である。
【０１１５】
図１５を参照して、車両１００Ａは中心型の受電コイル１１１Ａが搭載された車両である。車両１００Ｂは両端型の受電コイル１１１Ｂが搭載された車両である。
【０１１６】
車両１００Ａ，１００Ｂは、自車が搭載するコイルユニットのタイプが中心型であるのか、両端前後型、両端左右型であるのかを含むメッセージＭ１を送電装置の通信部２３０に送信する。中心型、両端前後型、両端左右型という各コイルタイプを示す情報は、コイルユニット中をどのように磁束が通るかを表わす磁束通過特性を示す情報の一例である。送信する情報は、磁束通過特性を示す情報であれば、他の形式で表現されてもよい。
【０１１７】
車両側から送信されたメッセージＭ１に基づいて、車両が充電インフラで充電可能か否かが判断され、車両に対してその結果を示すメッセージＭ２が返信される。
【０１１８】
このメッセージＭ２を受信して充電可否を表示部に表示することによって、ユーザは、駐車位置に車両を駐車させなくても、その充電施設で充電が可能か否かを知ることができる。したがって、ユーザが充電施設を利用するか否かを判断する際に便利である。
【０１１９】
その際に、実施の形態１では、車両が搭載する受電ユニットのコイルタイプに合う駐車位置を送電装置が選択し、その位置を車両に連絡することによって車両を案内する。
【０１２０】
図１６は、実施の形態１において車両と送電装置で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【０１２１】
図７、図１６を参照して、車両１００では、ステップＳ４１０において、車両ＥＣＵ３００によって、充電要求の有無が監視されている。ユーザの操作などによる充電開始信号ＴＲＧが入力されたことが検出されると、車両ＥＣＵ３００は通信部１６０を経由して送電装置２００に充電要求がある旨を送信する。そしてステップＳ４１０からステップＳ４２０に処理が進む。
【０１２２】
一方、送電装置２００では、ステップＳ５１０において、送電ＥＣＵ２４０によって、充電要求の有無が監視されている。車両１００の通信部１６０から充電要求があった旨が送信され、通信部２３０を経由して送電ＥＣＵ２４０が充電要求を検出すると、ステップＳ５１０からステップＳ５２０に処理が進む。
【０１２３】
車両１００ではステップＳ４２０において、受電ユニット１１０のコイルタイプに関する情報が通信部１６０によって送電装置２００に向けて送信され、送電装置２００ではステップＳ５２０において受電ユニット１１０のコイルタイプに関する情報が通信部２３０によって受信され、ステップＳ５３０において送電ユニット２２０のコイルタイプが判定される。コイルタイプに関する情報は、たとえば、コイルが中心型か、両端型か、両端前後型か、両端左右型かといった情報を含む。
【０１２４】
さらに、ステップＳ５４０において、送電ＥＣＵ２４０は、ステップＳ５２０で受信した受電ユニット１１０のコイルタイプに関する情報に基づいて、受電ユニット１１０のコイルタイプが送電ユニット２２０が構成しうるコイルタイプに適合するか否かを判断する。コイルタイプが適合する場合には、充電可能と判断され、不適合である場合には充電不可能と判断される。
【０１２５】
ステップＳ５４０においてコイルタイプが不適合であった場合には、ステップＳ６１０に処理が進み、送電ＥＣＵ２４０は、充電不可の判定を確定させ、表示部２４２に充電不可表示を表示させるとともに、車両１００に判定結果を送信し、送電装置２００側の処理はステップＳ６２０で処理終了となる。
【０１２６】
一方、ステップＳ５４０においてコイルタイプが適合であった場合、すなわち車両のコ
イルタイプに対応可能な送電コイルが選択可能である場合には、ステップＳ５５０に処理が進み、送電ＥＣＵ２４０は、充電可能の判定を確定させ、表示部２４２に判定結果を表示させるとともに、車両１００に判定結果を送信する。
【０１２７】
車両１００では、ステップＳ４３０において通信部１６０によって判定結果が受信され、ステップＳ４４０において車両ＥＣＵ３００は液晶ディスプレイなどの表示部１４２に判定結果を表示させる。なお、表示部１４２への表示に代えて音声で判定結果を運転者に報知しても良い。
【０１２８】
送電装置２００では、ステップＳ５５０で充電可能表示がされた後には、ステップＳ５６０において、車両１００のコイルタイプが中心型か否かが判断される。ステップＳ５５０においてコイルタイプが中心型であると判断された場合には、ステップＳ５７０に処理が進み、送電ＥＣＵ２４０は、中心型に対応可能な駐車位置（目標位置）を選択する。
【０１２９】
ステップＳ５６０においてコイルタイプが中心型ではないと判断された場合には、ステップＳ５８０に処理が進み、送電ＥＣＵ２４０は、両端型に対応可能な駐車位置（目標位置）を選択する。
【０１３０】
なお、ステップＳ５６０からステップＳ５８５に至る経路において、さらにコイルタイプが両端前後型か両端左右型かを判定し、対応する駐車位置（目標位置）を選択するようにしてもよい。
【０１３１】
ステップＳ５７０またはＳ５８０で駐車位置が選択された後には、ステップＳ５８５に処理が進み、駐車位置がユーザに報知される。たとえば、駐車位置をユーザに知らせるために、駐車枠を光らせてもよいし、車両に駐車位置を示す情報を送信してもよい。
【０１３２】
続いて、ステップＳ５９０において、送電ＥＣＵ２４０は車両に対する充電シーケンスを開始し、ステップＳ６００において充電処理のルーチンに処理が移動する。
【０１３３】
車両側では、ステップＳ４５０において、送電装置からの充電可否判定結果に基づいて充電可能か否かが判断される。ステップＳ４５０において充電不可能であれば、ステップＳ４８０に処理が進み、車両側での充電処理は終了する。
【０１３４】
ステップＳ５８５において車両に駐車位置を示す情報を送信する場合には、車両は、ステップＳ４５２において受信した情報に基づいて表示部１４２に駐車位置を示す枠などを表示する。さらにステップＳ４５４に示すように、目標駐車位置に車両を駐車させるための駐車支援制御を行なってもよい。駐車支援制御は、完全に車両を自動で動かすものであってもよいし、ハンドル操作を自動で行ない、前進・後退速度についてはユーザがアクセルペダル等で指示するものであってもよい。また、駐車支援制御は、ハンドル操作量を画面等に示し、ハンドル操作はユーザが手動で行なうものであってもよい。
【０１３５】
駐車位置が確定したら、ステップＳ４６０に処理が進む。ステップＳ５９０における充電シーケンスの開始に合わせて、車両側にも充電開始を指示する旨の通信が行なわれ、車両側でもステップＳ４６０で充電シーケンスが開始される。そして、ステップＳ４７０において充電処理のルーチンに処理が移動する。
【０１３６】
次に、ステップＳ５７０、Ｓ５８０で選択される駐車位置について詳細に説明する。
図１７は、送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含む場合の位置ずれ量について説明するための図である。図１８は、図１７に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと比結合係数κ／κｍａｘの変化について示した図である。なお、以下図１８、
図２０、図２６では結合係数はｋと表記しているがκと同じ意味で使用している。また、κｍａｘまたはｋｍａｘは、送電ユニットと受電ユニットが同じタイプのコイルの場合の位置ずれゼロのときの結合係数である。
【０１３７】
図１７、図１８を参照して、送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含むものである場合には、横ずれ量（ΔＸ）が０、かつ、縦ずれ量（ΔＹ）が０であるときに比結合係数κ／κｍａｘが１に近くなり、伝送効率も最大となる。そして、図１８に示されるように、横ずれ量の増加とともに比結合係数κ／κｍａｘが減少し、縦ずれ量の増加時も横ずれ量が増加したときと同様な減少率で比結合係数κ／κｍａｘが減少している。
【０１３８】
すなわち、送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含むものである場合には、横ずれが発生した場合と縦ずれが発生した場合にはあまり差がない。
【０１３９】
図１９は、送電ユニットおよび受電ユニットがともに両端型コイルを含む場合の位置ずれ量について説明するための図である。図２０は、図１９に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと比結合係数κ／κｍａｘの変化について示した図である。
【０１４０】
図１９、図２０を参照して、送電ユニットおよび受電ユニットがともに両端型コイルを含むものである場合には、横ずれ量（ΔＸ）が０、かつ、縦ずれ量（ΔＹ）が０であるときに比結合係数κ／κｍａｘが１に近くなり、伝送効率も最大となる。そして、図２０に示されるように、縦ずれ量の増加とともに比結合係数κ／κｍａｘが減少する。横ずれ量の増加時も比結合係数κ／κｍａｘは減少がみられるが、縦ずれ量の増加時に比べて比結合係数κ／κｍａｘの減少量は少なくなっている。
【０１４１】
すなわち、送電ユニットおよび受電ユニットがともに両端型コイルを含むものである場合には、横ずれ（図１９のΔＸ方向）が発生した場合のほうが縦ずれ（図１９のΔＹ方向）が発生した場合よりも比結合係数κ／κｍａｘの低下度合いが少ない。つまり、横ずれに強いといえる。また、図１８と図２０の破線で示す円の部分を比較すると、中心型コイル同士よりも両端型コイル同士のほうが横ずれに強いともいえる。
【０１４２】
次に送電ユニットと受電ユニットのコイルタイプが異なる場合について説明する。
図２１は、コイルタイプが異なる場合の位置ずれが無い状態を示した図である。
【０１４３】
図２２は、図２１に示した場合のΔＹ方向に沿ったコイルユニットの断面を示した図である。
【０１４４】
図２１、図２２において、下側のユニットが中心型コイルユニットであり、上側のユニットが両端型コイルユニットである。そして、図２１、図２２に示すように縦ずれ量ΔＹ＝０の場合、２つのコイルユニットは磁気結合が弱い状態となる。下側の中心型コイルユニットの磁束はコイル中央から上に向けて通過しようとするが、上側の両端型コイルユニットの中心部分は磁束を通過させない形態になっているので、磁気回路が形成されない。
【０１４５】
図２３は、コイルタイプが異なる場合の縦ずれが発生した状態を示した図である。
図２４は、図２３に示した場合のΔＹ方向に沿ったコイルユニットの断面を示した図である。縦ずれ量ΔＹが０から所定値に増加すると、図２４に示すように中心型コイルユニットの中央部分から両端型コイルユニットの端部に磁束が向かい、両端型コイルユニットのコアの内部を紙面左右方向に磁束が通過可能となる。したがって、図２４の破線矢印に示すような磁気回路が形成される。このため、２つのコイルユニットの比結合係数κ／κｍａｘは縦ずれ量ΔＹが所定値になるまで増加する。そして縦ずれ量ΔＹが所定値を超え
ると、縦ずれ量ΔＹの増加に対する比結合係数κ／κｍａｘの変化は減少に転ずる。
【０１４６】
図２５は、コイルタイプが異なる場合の横ずれが発生した状態を示した図である。横ずれ量ΔＸが０から増加しても、横からみると図２２の状態のまま変わらない。つまり、２つのコイルユニットは磁気結合が不可能な状態のままとなる。下側の中心型コイルユニットの磁束はコイル中央から上に向けて通過しようとするが、上側の両端型コイルユニットの中心部分は磁束を通過させない形態になっているので、磁気回路が形成されない。
【０１４７】
図２６は、図２１、図２２、図２５に示した場合の縦方向ずれ、横方向ずれと比結合係数κ／κｍａｘの変化について示した図である。図２６に示すように、異なるコイルタイプのユニットで送受電を行なう場合には、縦ずれについては、ΔＹ＝０から所定値までは縦ずれ量が増加するに従い比結合係数κ／κｍａｘも増加し、縦ずれ量ΔＹが所定値を超えると縦ずれ量が増加すると比結合係数κ／κｍａｘは減少する。そして、縦ずれ量ΔＹ＝０であれば横ずれ量ΔＸが増加しても比結合係数κ／κｍａｘはゼロのままである。すなわち横ずれ時に給電できない。
【０１４８】
図２７は、送電ユニットおよび受電ユニットがともに中心型コイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。送電ユニット２２０と受電ユニット１１０はともに中心型コイルを含んでいる。このような場合には、コイルユニットの中心同士を一致させるように車両１００の駐車位置が決定される。
【０１４９】
図２８は、送電ユニットが中心型コイルを含み、受電ユニットが両端前後型のコイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。送電ユニット２２０は中心型コイルを含んでいる。受電ユニット１１１ＢＹは両端前後型のコイルを含んでいる。このような場合には、コイルユニットの中心が車両前後方向にΔＹずれた位置となるように車両１００の駐車位置が決定される。ΔＹは、コイルタイプやサイズなどに基づいて決定される値である。
【０１５０】
図２９は、送電ユニットが中心型コイルを含み、受電ユニットが両端左右型のコイルを含む場合の駐車位置（目標位置）を説明するための図である。送電ユニット２２０は中心型コイルを含んでいる。受電ユニット１１１ＢＸは両端左右型のコイルを含んでいる。このような場合には、コイルユニットの中心が車両前後方向にΔＸずれた位置となるように車両１００の駐車位置が決定される。ΔＸは、コイルタイプやサイズなどに基づいて決定される値である。
【０１５１】
図２８および図２９に示すように駐車位置を決めることによって、図２４に示したような磁束の通過経路が形成され、結合係数κが大きくなり、送受電効率が向上する。
【０１５２】
なお、図２１から図２９では、送電ユニットが中心型コイルユニットであり受電ユニットが両端型コイルユニットである場合を例にして説明をしたが、送電ユニットが両端型コイルユニットであり受電ユニットが中心型コイルユニットである場合にも同様に位置ズレ量ΔＸ、ΔＹをある値を設定して駐車することによって、位置ズレしていない場合よりも送電効率を上げることができる。
【０１５３】
また、図２１から図２９において位置ずれは受電ユニットの中心と送電ユニットの中心との位置関係でずれ量を特定した。受電ユニットまたは送電ユニットが中心型の場合には、円状に巻回されたコイルの外形円の中心が受電ユニットまたは送電ユニットの中心とすることができる。受電ユニットまたは送電ユニットが両端型の場合には、平板に巻回されたコイル部分が矩形であればその矩形の対角線の交点付近を受電ユニットまたは送電ユニットの中心とすることができる。なお位置ずれ量は、中心以外の基準点をさだめて、基準
点同士のずれを見てもよい。
【０１５４】
実施の形態１では、通信によって車両の充電装置のコイル構造等の情報を受信し、充電装置のコイルタイプを判定後、１）充電可能な駐車エリアを決定、２）車両停車位置をユーザへ明示、３）充電シーケンスを開始、のいずれかを実施する送電装置を説明した。
【０１５５】
これにより、どのような受電装置を搭載する車両が来ても、充電実施をスムーズに開始することができ、ユーザの利便性が向上する。
【０１５６】
実施の形態１について再び図を参照しながら総括する。図７および図１５を参照して、実施の形態１の非接触送電装置は、受電装置に搭載された受電ユニット１１０に非接触で送電可能に構成された送電ユニット２２０と、受電ユニット１１０の種類に応じて、受電装置の受電時における受電装置の案内位置を変更する案内ユニット（送電ＥＣＵ２４０）とを備える。
【０１５７】
好ましくは、図１６のステップＳ５７０，Ｓ５８０で実行されるように、案内ユニット（送電ＥＣＵ２４０）は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の種類が同じ場合には、受電ユニット１１０の中心位置と送電ユニット２２０の中心位置とが重なるような受電ユニット１１０の位置（図２７に示す）を案内位置とし、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の種類が異なる場合には、受電ユニット１１１ＢＸ，１１１ＢＹの中心位置と送電ユニット２２０の中心位置とがずれるような受電ユニット１１１ＢＸ，１１１ＢＹの位置（図２８または図２９に示す）を案内位置とする。
【０１５８】
より好ましくは、受電ユニット１１０および送電ユニット２２０の種類は、送電時に送電ユニットおよび受電ユニットに生じる磁束分布に影響する送電ユニットまたは受電ユニットの構成部品の構造（中心型、両端型のようなコイルタイプ、コイルの巻き方、コアの形状や材質など）に基づいて分類される。
【０１５９】
好ましくは、案内ユニット（送電ＥＣＵ２４０）は、受電ユニットの種類が両端型であった場合には、図２８、図２９に示すように、受電装置への受電ユニット１１１ＢＸ，１１１ＢＹの搭載方向も考慮して、案内位置を決定する。
【０１６０】
好ましくは、受電装置は車両である。案内ユニット（送電ＥＣＵ２４０）は、図１６のステップＳ５８５において、図２７〜図２９に示すような車両の受電時の駐車位置を案内位置として車両のユーザに対して報知する。
【０１６１】
好ましくは、受電装置は車両である。案内ユニット（送電ＥＣＵ２４０）は、図２７〜図２９に示すような車両の受電時の駐車位置が定まるように、図１６のステップＳ５８５において、車両の駐車支援として駐車位置の報知を行なう。
【０１６２】
好ましくは、送電ユニット２２０の固有周波数と受電ユニット１１０の固有周波数との差は±１０％以内である。
【０１６３】
好ましくは、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０との結合係数は、０．１以下である。
【０１６４】
好ましくは、送電ユニット２２０は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、受電ユニット１１０に電力を送電する。
【０１６５】
［実施の形態２］
実施の形態１では、送電装置が駐車目標位置情報を決定し、運転者に知らせたり、車両に送信したりする例を示した。駐車目標位置情報の決定は、車両で行なうようにしてもよい。
【０１６６】
図３０は、実施の形態２の非接触送受電システムの動作を説明するための図である。
図３０を参照して、車両１００Ａは中心型の受電コイル１１１Ａが搭載された車両である。車両１００Ｂは両端型の受電コイル１１１Ｂが搭載された車両である。このとき、充電インフラである送電装置２００には、中心型または両端型のいずれかの送電ユニット２２０が設置されているとする。
【０１６７】
送電装置の通信部２３０は、送電装置に設置されているコイルユニットのタイプが中心型であるのか、両端前後型、両端左右型であるのかを含むメッセージＭ３を送電装置の通信部２３０に送信する。中心型、両端前後型、両端左右型という各コイルタイプを示す情報は、磁束通過特性を示す情報の一例である。送信する情報は、磁束通過特性を示す情報であれば、他の形式で表現されてもよい。
【０１６８】
送電装置側から送信されたメッセージＭ３に基づいて、車両１００Ａ，１００Ｂの各ＥＣＵは、充電インフラで充電可能か否かを判断し、車両ユーザにその結果を表示する。
【０１６９】
充電可否を表示部に表示することによって、ユーザは、駐車位置に車両を駐車させなくても、その充電施設で充電が可能か否かを知ることができる。したがって、ユーザが充電施設を利用するか否かを判断する際に便利である。
【０１７０】
そして、車両に搭載された駐車支援装置は、コイルユニットのタイプに応じて車両の駐車位置を調整して案内する。たとえば、駐車位置の調整は図２７〜図２９に示したように行なえばよい。
【０１７１】
なお、充電インフラに対して、充電するか否かのメッセージＭ４を返してもよい。
図３１は、実施の形態２において車両と送電装置で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【０１７２】
図３０、図３１を参照して、車両１００では、ステップＳ８１０において、車両ＥＣＵ３００によって、充電要求の有無が監視されている。ユーザの操作などによる充電開始信号ＴＲＧの入力されたことが検出されると、車両ＥＣＵ３００は通信部１６０を経由して送電装置２００に充電要求がある旨を送信する。そしてステップＳ８１０からステップＳ８２０に処理が進む。
【０１７３】
一方、送電装置２００では、ステップＳ７１０において、送電ＥＣＵ２４０によって、充電要求の有無が監視されている。車両１００の通信部１６０から充電要求があった旨が送信され、通信部２３０を経由して送電ＥＣＵ２４０が充電要求を検出すると、ステップＳ７１０からステップＳ７２０に処理が進む。
【０１７４】
送電装置２００ではステップＳ７２０において、送電ユニット２２０のコイルタイプに関する情報が通信部２３０によって車両１００に向けて送信され、車両１００ではステップＳ８２０において送電ユニット２２０のコイルタイプに関する情報が通信部１６０によって受信され、ステップＳ８３０において送電ユニット２２０のコイルタイプが判定される。コイルタイプに関する情報は、たとえば、コイルが中心型か、両端型か、両端前後型か、両端左右型かといった情報を含む。
【０１７５】
さらに、ステップＳ８４０において、車両ＥＣＵ３００は、ステップＳ８２０で受信した送電ユニットのコイルタイプに関する情報に基づいて、送電ユニットのコイルタイプが受電ユニットが構成しうるコイルタイプに適合するか否かを判断する。コイルタイプが適合する場合には、充電可能と判断され、不適合である場合には充電不可能と判断される。
【０１７６】
ステップＳ８４０においてコイルタイプが不適合であった場合には、ステップＳ９１０に処理が進み、車両ＥＣＵ３００は、充電不可の判定を確定させ、表示部１４２に表示させるとともに、送電装置２００に判定結果を送信し、車両側の処理はステップＳ９２０で処理終了となる。
【０１７７】
一方、ステップＳ８４０においてコイルタイプが適合であった場合、すなわち送電装置のコイルタイプに対応可能な受電コイルが選択可能である場合には、ステップＳ８５０に処理が進み、車両ＥＣＵ３００は、充電可能の判定を確定させ、表示部１４２に表示させるとともに、送電装置２００に判定結果を送信する。
【０１７８】
送電装置２００では、ステップＳ７３０において通信部２３０によって判定結果が受信され、ステップＳ７４０において送電ＥＣＵ２４０は液晶ディスプレイなどの表示部２４２に判定結果を表示させる。なお、表示部２４２への表示に代えて音声で判定結果を運転者に報知しても良い。
【０１７９】
車両１００では、ステップＳ８５０で充電可能表示がされた後には、ステップＳ８６０において、送電装置２００のコイルタイプが中心型か否かが判断される。ステップＳ８５０においてコイルタイプが中心型であると判断された場合には、ステップＳ８７０に処理が進み、車両ＥＣＵ３００は、中心型に対応可能な駐車位置（目標位置）を選択する。
【０１８０】
ステップＳ８６０においてコイルタイプが中心型ではないと判断された場合には、ステップＳ８８０に処理が進み、車両ＥＣＵ３００は、両端型に対応可能な駐車位置（目標位置）を選択する。なお、ステップＳ８６０からステップＳ８８０の経路において、さらに送電装置２００のコイルタイプが両端前後型か両端左右型かを判定し、対応する構成を選択するようにしてもよい。なお、この場合の前後型、左右型は、それぞれ、車両前後に対応する駐車スペースの方向、車両左右に対応する駐車スペースの方向に、送電コイルの磁束通過方向が一致するように、駐車スペースに送電コイルが配置されていることを意味する。
【０１８１】
ステップＳ８７０またはＳ８８０でコイルの構成が選択された後には、車両は、ステップＳ８８２において受信した情報に基づいて表示部１４２に目標駐車位置を示す枠などを表示する。たとえば、駐車枠をカメラ画像上の白線などから自動で認識し、認識した駐車枠の中に目標駐車位置を示す枠をコイルタイプに基づいて決定してもよい。その場合、駐車枠は自動認識しなくても、ユーザがカメラ画像などを見ながら、矢印キーなどを使用して表示画面上に設定するようにしてもよい。
【０１８２】
さらにステップＳ８８４に示すように、目標駐車位置に車両を駐車させるための駐車支援制御を行なってもよい。駐車支援制御は、完全に車両を自動で動かすものであってもよいし、ハンドル操作を自動で行ない、前進・後退速度についてはユーザがアクセルペダル等で指示するものであってもよい。また、駐車支援制御は、ハンドル操作量を画面等に示し、ハンドル操作はユーザが手動で行なうものであってもよい。
【０１８３】
駐車位置が確定したら、ステップＳ８９０に処理が進む。ステップＳ８９０において、車両ＥＣＵ３００は車両に対する充電シーケンスを開始し、ステップＳ９００において充
電処理のルーチンに処理が移動する。
【０１８４】
送電装置２００では、ステップＳ７５０において、車両からの充電可否判定結果に基づいて充電可能か否かが判断される。ステップＳ７５０において充電不可能であれば、ステップＳ７８０に処理が進み、送電装置２００での充電処理は終了する。
【０１８５】
ステップＳ７５０において充電可能であれば、ステップＳ７６０に処理が進む。ステップＳ８９０における充電シーケンスを開始に合わせて、車両から送電装置へ充電開始する旨の通信が行なわれ、送電装置側でもステップＳ７６０で充電シーケンスが開始される。そして、ステップＳ７７０において充電処理のルーチンに処理が移動する。
【０１８６】
実施の形態２では、通信によって送電装置のコイル構造等の情報を受信し、送電装置のコイルタイプを判定後、１）充電可能な駐車エリアを決定、２）車両停車位置をユーザへ明示、３）充電シーケンスを開始、のいずれかを実施する車両を説明した。
【０１８７】
これにより、どのような送電装置であっても、充電実施をスムーズに開始することができ、ユーザの利便性が向上する。
【０１８８】
実施の形態２について再び図を参照しながら総括する。図７および図３０を参照して、実施の形態２の非接触受電装置は、送電装置から非接触で受電可能な受電装置であって、送電装置に搭載された送電ユニット２２０から非接触で受電可能に構成された受電ユニット１１０と、送電ユニット２２０の種類に応じて、受電装置の受電時における受電装置の案内位置を変更する案内ユニット（車両ＥＣＵ３００）とを備える。
【０１８９】
好ましくは、図３１のステップＳ８７０，Ｓ８８０に示されるように、案内ユニット（車両ＥＣＵ３００）は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の種類が同じ場合には、受電ユニット１１０の中心位置と送電ユニット２２０の中心位置とが重なるような受電ユニットの位置（図２７に示す）を案内位置とし、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の種類が異なる場合には、受電ユニット１１１ＢＸ，１１１ＢＹの中心位置と送電ユニット２２０の中心位置とがずれるような受電ユニット１１１ＢＸ，１１１ＢＹの位置（図２８または図２９に示す）を案内位置とする。
【０１９０】
好ましくは、送電ユニット２２０および受電ユニット１１０の種類は、受電時に送電ユニットおよび受電ユニットに生じる磁束分布に影響する送電ユニットまたは受電ユニットの構成部品の構造（中心型、両端型のようなコイルタイプ、コイルの巻き方、コアの形状や材質など）に基づいて分類される。
【０１９１】
好ましくは、案内ユニット（車両ＥＣＵ３００）は、送電ユニットの種類が両端型であった場合には、送電装置への送電ユニットの搭載方向（駐車スペースへの配置の方向）も考慮して、案内位置を決定する。
【０１９２】
好ましくは、受電装置は車両であり、案内ユニット（車両ＥＣＵ３００）は、図３１のステップＳ８８２に示すように、車両の受電時の駐車位置を案内位置として車両のユーザに対して報知する。
【０１９３】
好ましくは、受電装置は車両に搭載され、案内ユニット（車両ＥＣＵ３００）は、図３１のステップＳ８８４に示すように、車両の受電時の駐車位置が定まるように車両の駐車支援を行なう。
【０１９４】
好ましくは、送電ユニット２２０の固有周波数と受電ユニット１１０の固有周波数との
差は±１０％以内である。
【０１９５】
好ましくは、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０との結合係数は、０．１以下である。
【０１９６】
好ましくは、受電ユニット１１０は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、送電ユニット２２０から電力を受電する。
［変形例］
実施の形態１，２では、非接触送受電システムが車両に搭載されているコイルタイプに基づいて、送電ユニットと受電ユニットとの位置ずれ量を調整する例について説明したが、位置ずれ量の調整ではなく、駐車位置そのものを変更してもよい。
【０１９７】
図３２は、変形例について説明するための図である。図３２を参照して、車両１００から充電スタンド２１０にメッセージＭ５が送信される。メッセージＭ５には、車両に搭載されている受電ユニットのコイルタイプについての情報が含まれている。
【０１９８】
充電スタンド２１０は、中心型のコイルを含む送電ユニット２２０Ａが設置された駐車スペースと両端型のコイルを含む送電ユニット２２０Ｂが設置された駐車スペースを管理している。
【０１９９】
車両１００には、両端型のコイルを含む受電ユニット１１０Ｂが搭載されている。充電スタンド２１０は、車両１００からメッセージＭ５を受け取ると、車両１００が搭載している受電ユニットの種類に対応する送電ユニットが配置されている駐車スペースに車両１００を誘導する。
【０２００】
誘導方法は、どのようなものであってもよい。たとえば、車両が両端型コイルを搭載している場合には、図３２に示すように、両端型コイルが配置された駐車スペースに設置された誘導灯２４２Ｂを点灯または点滅させる一方で、中心型コイルが配置された駐車スペースに設置された誘導灯２４２Ａは消灯させておくような誘導方法を用いることができる。
【０２０１】
車両が中心型コイルを搭載している場合には、図３２の場合と逆に、中心型コイルが配置された駐車スペースに設置された誘導灯２４２Ａを点灯または点滅させる一方で、両端型コイルが配置された駐車スペースに設置された誘導灯２４２Ｂは消灯させておくような誘導方法を用いることができる。
【０２０２】
他の誘導方法としては、充電スタンド２１０が車両１００に駐車スペースの位置を連絡して、これに応じて車両１００が車両１００内部の表示装置に駐車スペース番号を表示したり、駐車スペース位置を示すマップや画像を表示したりしてもよい。
【０２０３】
なお、本実施の形態は、受電装置が車両である例を示したが、受電装置が携帯型機器の場合であっても、本発明は適用可能である。
【０２０４】
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、特許請求の範囲によって示され、特許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】
【０２０５】
１０  電力送受電システム、１２  電源、８９  電力伝送システム、９０，２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ，２２０Ｋ  送電ユニット、９１，１１０，１１０Ｂ，１１０Ｋ  受電ユニット、９２，９７，１１３，２２３  電磁誘導コイル、９３  送電部、９４，９９  共鳴コイル、９５，９８  キャパシタ、９６  受電部、１００，１００Ａ，１００Ｂ  車両、１１１  コイル、１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１ＢＸ，１１１ＢＹ  受電コイル、１１２，２２２  コンデンサ、１１３，３５０  二次コイル、１１８  動力生成装置、１２１，２２１  自己共振コイル、１３０  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギヤ、１４２，２４２  表示部、１５０  駆動輪、１６０，２３０  通信部、１７１  電流センサ、１７２  電圧センサ、１７３  負荷抵抗、１７４  リレー、１８０  整流器、１９０  蓄電装置、２００  送電装置、２１０  充電スタンド、２２１Ａ，２２１Ｂ  送電コイル、２２３，３２０  一次コイル、２４０  送電ＥＣＵ、２４２Ａ，２４２Ｂ  誘導灯、２４６  料金受領部、２５０  電源部、２６０  整合器、３００  車両ＥＣＵ、３１０  高周波電源、３６０  負荷、４１１Ａ，４１１Ｂ，４２１Ａ，４２１Ｂ  磁性材、ＰＣＵ  パワーコントロールユニット。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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