(57)【要約】  非接触送受電システムは、送電装置（２００Ａまたは２００Ｂ）に設けられ、非接触で車両に送電を行なうための送電部（２２０）と、車両に設けられ、非接触で送電部（２２０）から電力を受電するための受電部（１１０）と、送電部（２２０）および受電部（１１０）の少なくとも一方を制御する制御装置（２４０，３００）とを備える。制御装置（２４０，３００）は、送電部（２２０）から送電される電力の受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行なう。このしきい値は、制御装置（２４０，３００）に対して可変に設定可能である。好ましくは、制御装置は、送電装置に対応して定められる第１しきい値と、車両に対応して定められる第２しきい値とのうち、高い方をしきい値に設定する。
2013088488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置に設けられ、非接触で車両に送電を行なうための送電部（２２０）と、
前記車両に設けられ、非接触で前記送電部から電力を受電するための受電部（１１０）と、
前記送電部および前記受電部の少なくとも一方を制御する制御装置（２４０，３００）とを備え、
前記制御装置は、前記送電部から送電される電力の前記受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、
前記しきい値は、可変に設定可能である、非接触送受電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記送電装置に対応して定められる第１しきい値と、前記車両に対応して定められる第２しきい値とのうち、高い方を前記しきい値に設定する、請求項１に記載の非接触送受電システム。
【請求項３】
送電装置に設けられる送電部（２２０）から非接触で電力を受電するための受電部（１１０）と、
前記受電部を制御する制御装置（３００）とを備え、
前記制御装置は、前記送電部から送電される電力の前記受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、
前記しきい値は、可変に設定可能である、車両。
【請求項４】
前記制御装置は、ユーザからの入力に基づいて前記しきい値を設定する、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記送電装置から送信される情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項３に記載の車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記送電装置の設置場所に関する情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項３に記載の車両。
【請求項７】
前記制御装置は、給電時間に関する情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項３に記載の車両。
【請求項８】
前記制御装置は、前記送電装置に対応して予め定められた第１しきい値が前記車両に対応して予め定められた第２しきい値以上である場合には、前記しきい値を前記第１しきい値以上に設定し、前記第１しきい値が前記第２しきい値未満である場合には、前記しきい値を前記第２しきい値以上に設定する、請求項３に記載の車両。
【請求項９】
車両の受電部（１１０）に対して非接触で電力を送電するための送電部（２２０）と、
前記送電部を制御する制御装置（２４０）とを備え、
前記制御装置は、前記送電部から送電される電力の前記受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、
前記しきい値は、可変に設定可能である、送電装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、ユーザからの入力に基づいて前記しきい値を設定する、請求項９に記載の送電装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記車両から送信される情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項９に記載の送電装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記送電装置の設置場所に関する情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項９に記載の送電装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、給電時間に関する情報に基づいて前記しきい値を設定する、請求項９に記載の送電装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記送電装置に対応して予め定められた第１しきい値が前記車両に対応して予め定められた第２しきい値以上である場合には、前記しきい値を前記第１しきい値以上に設定し、前記第１しきい値が前記第２しきい値未満である場合には、前記しきい値を前記第２しきい値以上に設定する、請求項９に記載の送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触送受電システム、車両および送電装置に関し、特に車両との間で電力授受を非接触で行なう非接触送受電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−３４５５８８号公報（特許文献１）は、非接触給電装置において、電動車の停止位置がずれても効率を損なうことなく給電を可能とする技術を開示している。【０００３】
この非接触給電装置は、電動車の有する二次コイルに電磁結合する一次コイルと、二次コイル側の受電状態を取得する通信部と、一次コイル側の給電状態を取得する給電状態取得部と、給電状態取得部によって得られた一次コイル側の給電状態及び通信部によって得られた二次コイル側の受電状態から効率を取得する効率取得部と、効率取得部によって得られた効率を最大とするように一次コイルの位置を移動させる位置決め部と、効率が所定の値以下のときに、通信部を介して二次コイル側にリトライ信号を送信するリトライ指示部と、非接触給電装置を制御する制御部と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４５５８８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１５７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００６−３４５５８８号では、受電効率が所定の値以下の場合には給電せずにリトライされてしまう。しかし、状況によってはある程度受電効率が低くても早く充電を開始したいと車両のユーザが考えることがある。車両のユーザや送電装置の管理者にとって望ましい状態での充電が達成されることが求められる。【０００６】
この発明の目的は、車両のユーザや送電装置の管理者にとって望ましい状態での車両と送電装置の電力授受が実現できる非接触送受電システム、車両および送電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、要約すると、非接触送受電システムであって、送電装置に設けられ、非接触で車両に送電を行なうための送電部と、車両に設けられ、非接触で送電部から電力を受電するための受電部と、送電部および受電部の少なくとも一方を制御する制御装置とを備える。制御装置は、送電部から送電される電力の受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、このしきい値は、可変に設定可能である。【０００８】
好ましくは、制御装置は、送電装置に対応して定められる第１しきい値と、車両に対応して定められる第２しきい値とのうち、高い方をしきい値に設定する。【０００９】
この発明は、他の局面では、車両であって、送電装置に設けられる送電部から非接触で電力を受電するための受電部と、受電部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、送電部から送電される電力の受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、このしきい値は、可変に設定可能である。【００１０】
好ましくは、制御装置は、ユーザからの入力に基づいてしきい値を設定する。
好ましくは、制御装置は、送電装置から送信される情報に基づいてしきい値を設定する。【００１１】
好ましくは、制御装置は、送電装置の設置場所に関する情報に基づいてしきい値を設定する。【００１２】
好ましくは、制御装置は、給電時間に関する情報に基づいてしきい値を設定する。
好ましくは、制御装置は、送電装置に対応して予め定められた第１しきい値が車両に対応して予め定められた第２しきい値以上である場合には、しきい値を第１しきい値以上に設定し、第１しきい値が第２しきい値未満である場合には、しきい値を第２しきい値以上に設定する。【００１３】
この発明は、さらに他の局面では、送電装置であって、車両の受電部に対して非接触で電力を送電するための送電部と、送電部を制御する制御装置とを備える。制御装置は、送電部から送電される電力の受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行ない、このしきい値は、可変に設定可能である。【００１４】
好ましくは、制御装置は、ユーザからの入力に基づいてしきい値を設定する。
好ましくは、制御装置は、車両から送信される情報に基づいてしきい値を設定する。【００１５】
好ましくは、制御装置は、送電装置の設置場所に関する情報に基づいてしきい値を設定する。【００１６】
好ましくは、制御装置は、給電時間に関する情報に基づいてしきい値を設定する。
好ましくは、制御装置は、送電装置に対応して予め定められた第１しきい値が車両に対応して予め定められた第２しきい値以上である場合には、しきい値を第１しきい値以上に設定し、第１しきい値が第２しきい値未満である場合には、しきい値を第２しきい値以上に設定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両のユーザや送電装置の管理者にとって望ましい状態での車両への給電が実現できる可能性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態に係る非接触送受電システム１０Ａの全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る非接触送受電システム１０Ｂの全体構成図である。
【図３】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図４】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５】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６】送電装置と受電装置との間の固有周波数のズレと効率の関係を示す図である。
【図７】図２に示した非接触送受電システム１０Ｂの詳細構成図である。
【図８】送電装置および車両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９】位置ずれについての第１の例を説明するための図である。
【図１０】位置ずれについての第２の例を説明するための図である。
【図１１】図８のステップＳ３およびＳ１０３で実行される受電効率判定しきい値の設定処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１のステップＳ３およびＳ１０３の変形例であるステップＳ３ＡおよびＳ１０３Ａで実行される受電効率判定しきい値の設定処理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】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態に係る非接触送受電システム１０Ａの全体構成図である。図１は、家庭等で車両のバッテリに充電する例を示している。
【００２１】
図１を参照して、非接触送受電システム１０Ａは、車両１００と、送電装置２００Ａとを含む。車両１００は、受電部１１０と、通信部１６０とを含む。送電装置２００Ａは、高周波電源装置２１０Ａと、送電部２２０と、通信部２３０とを含む。
【００２２】
受電部１１０は、車体底面に設置され、送電装置２００Ａの送電部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、受電部１１０は、後に説明するコイル（以下、自己共振コイルといい、「共鳴コイル」などと適宜の呼び方をしてもよい）を含み、送電部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部２２０から非接触で受電する。通信部１６０は、車両１００と送電装置２００Ａ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】
高周波電源装置２１０Ａは、たとえば家庭用電力メータ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部２２０へ出力する。
【００２４】
送電部２２０は、たとえば駐車場の床面に設置され、高周波電源装置２１０Ａから供給される高周波電力を車両１００の受電部１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電部２２０は、自己共振コイルを含み、この自己共振コイルが受電部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部１１０へ非接触で送電する。通信部２３０は、送電装置２００Ａ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。
【００２５】
図２は、この発明の実施の形態に係る非接触送受電システム１０Ｂの全体構成図である。図２は、充電スタンド等で車両のバッテリに充電する例を示している。
【００２６】
図２を参照して、非接触送受電システム１０Ｂは、車両１００と、送電装置２００Ｂとを含む。送電装置２００Ｂは、認証サーバ２７０に登録された車両データを参照して車両の認証を行なう。車両１００は、図１と共通するので、受電部１１０等の説明は繰返さない。
【００２７】
図２に示すような共用の送電装置の場合には、充電した車両のユーザ（所有者または使用者）に充電ごとに課金をすることが考えられる。また、課金しない場合でも充電対象の車両を限定したい場合も考えられる（たとえば、送電装置が会社所有のものであり、会社所有の車両に限定して充電したい場合や、送電装置に適合していない車両を排除したい場合など）。
【００２８】
このような場合、車両のユーザを特定するために、または車両を特定するために、車両と送電装置との間で通信を行なって認証を実行する。認証とはユーザや車両の特定を行なうものであれば、必ずしも課金を伴わなくても良い。なお、通信を行なった後に課金を行なう際に認証を行なわない場合があっても良い。
【００２９】
送電装置２００Ｂは、高周波電源装置２１０Ｂと、送電部２２０とを含む。高周波電源装置２１０Ｂは、表示部２４２と、料金受領部２４６と、通信部２３０とを含む。高周波電源装置２１０Ｂは、たとえば商用交流電力を高周波の電力に変換して送電部２２０へ出力する。なお、高周波電源装置２１０Ｂは、太陽光発電装置、風力発電装置などの電源装置から電力の供給を受けるものであっても良い。
【００３０】
送電部２２０は、図１の場合と共通するので説明は繰返さない。
ここで、図１の送電装置２００Ａまたは図２の送電装置２００Ｂから車両１００への給電に際し、車両１００を送電部２２０付近へ誘導して車両１００の受電部１１０と送電部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、位置合わせが簡単ではない。携帯型機器では、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なえる。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、細かい位置調整が困難である。
【００３１】
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る。このため、この実施の形態による非接触送受電システム１０Ａおよび１０Ｂでは、共鳴方式を用いて送電装置２００Ａ、２００Ｂから車両１００への給電が行なわれる。
【００３２】
なお、本実施の形態に係る非接触送受電システムにおいては、送電部２２０の固有周波数と、受電部１１０の固有周波数は、同じ固有周波数とされている。
【００３３】
「送電部の固有周波数」とは、送電部のコイルおよびキャパシタを含む電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部のコイルおよびキャパシタを含む電気回路で、制動力または電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、「送電部の共振周波数」と呼ばれる。
【００３４】
同様に、「受電部の固有周波数」とは、受電部のコイルおよびキャパシタを含む電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。また、受電部のコイルおよびキャパシタを含む電気回路で、制動力または電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、「受電部の共振周波数」と呼ばれる。
【００３５】
本明細書において、「同じ固有周波数」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、送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差が送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以内の場合を意味する。
【００３６】
図３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３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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、本実施の形態に係る非接触送受電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鳴（共振）させることで送電部から受電部に電力を送電しており、送電部と受電部との間の結合係数（κ）は、好ましくは０．１以下である。なお、結合係数（κ）は、この値に限定されるものではなく電力伝送が良好となる種々の値をとりうる。なお、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。
【００３９】
なお、図１および図２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の受電部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の送電部２２０に対応する。
【００４０】
なお、上記のように本実施の形態に係る非接触送受電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鳴させることで送電部から受電部に電力を送電させている。このような電力伝送における送電部と受電部との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）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」という。
【００４１】
「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】
本明細書中で説明した送電部と受電部とは、コイル形状のアンテナが採用されているため、送電部と受電部とは主に、磁界（磁場）によって結合しており、送電部と受電部とは、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」している。
【００４３】
なお、送電部と受電部として、たとえば、メアンダラインなどのアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部と受電部とは主に、電界（電場）によって結合している。このときには、送電部と受電部とは、「電界（電場）共振結合」している。
【００４４】
図４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４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。
【００４５】
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。
【００４６】
図５は、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６は、送電装置と受電装置との間の固有周波数のズレと効率の関係を示す図である。
【００４７】
図５および図６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。電力伝送システム８９は、送電装置９０と、受電装置９１とを備える。送電装置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】
受電装置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）
ここで、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において、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図３に示す。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。
【００５１】
図６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。
【００５２】
（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％）・・・（３）
図６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実用的なレベルに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と、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。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。
【００５３】
以上説明した共鳴方式のように、位置ずれ許容度が大きい方式を採用したとしても、位置合わせがうまくいくほど高い受電効率が得られる。したがって、位置合わせ時に位置合わせを完了させるためにまたは本格的な受電を開始させるために受電効率が十分か否かを判定するための基準（受電効率を判定するしきい値）が必要である。
【００５４】
たとえば、ユーザが個人で、個人の家庭で車両の蓄電装置に充電する場合には、家庭の分電盤から送電装置に電力供給される。その場合、送電装置が使用する電力量（すなわち送電量）に基づいて電力会社がユーザに課金するため、位置合わせに多少苦労してでも受電効率を高くしたいとユーザが考える可能性がある。
【００５５】
また、ユーザが個人で、充電スタンド等の給電事業者から家庭外で車両の蓄電装置に充電する場合には、送電量ではなく、車両が受電した電力量に基づいて課金されるというように取り決められる可能性もある。充電量あたりの単位電力量あたりの価格（以下、電力単価という）が左右される受電効率によって料金体系はユーザに受け入れられにくい可能性があるからである。そのような場合、ユーザは受電効率をさほど気にせず、位置合わせに時間をかけずに早く充電を開始したいと考える可能性がある。
【００５６】
そこで、本実施の形態では、受電を継続するか否かを判断するための基準として受電効率を判定するためのしきい値を用い、このしきい値を固定せず可変に設定することが可能であるように、車両または送電装置が構成されている。
【００５７】
図７は、図２に示した非接触送受電システム１０Ｂの詳細構成図である。なお、図１に示した非接触送受電システム１０Ａについては、車両１００については共通であり、送電装置２００Ａは、認証サーバ２７０、料金受領部２４６が設けられていない他は、送電装置２００Ｂと同様な構成を有するので、代表的に非接触送受電システム１０Ｂについて説明することとする。
【００５８】
図７を参照して、車両１００は、受電部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、カーナビゲーション装置３０１とを含む。受電部１１０は、二次自己共振コイル１１１と、コンデンサ１１２と、二次コイル１１３とを含む。
【００５９】
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。
【００６０】
二次自己共振コイル１１１は、送電装置２００Ｂ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。
【００６１】
この二次自己共振コイル１１１については、送電装置２００Ｂ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０．１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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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が受電部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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。車両の認証が完了して本格的な充電が開始される前に、送電装置２００Ｂ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。
【００６７】
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２００Ｂ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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、受電部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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
通信部１６０は、上述のように、車両１００と送電装置２００Ｂ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２００Ｂへ出力する。また、通信部１６０は、送電装置２００Ｂ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２００Ｂへ出力する。
【００７９】
車両ＥＣＵ３００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。
【００８０】
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２００Ｂ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２００Ｂへ出力する。
【００８１】
送電装置２００Ｂは、高周波電源装置２１０Ｂと、送電部２２０とを含む。高周波電源装置２１０Ｂ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、送電部２２０は、一次自己共振コイル２２１と、コンデンサ２２２と、一次コイル２２３とを含む。
【００８２】
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。
【００８３】
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と送電部２２０の間または受電部１１０と整流器１８０の間に整合器を設ける構成としても良い。
【００８４】
一次自己共振コイル２２１は、車両１００の受電部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。
【００８５】
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κ等が小さく（たとえば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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
通信部２３０は、上述のように、送電装置２００Ｂ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、送電の開始および停止を指示する信号ＳＴＲＴ，ＳＴＰ、および車両の認証に関する情報を受信し、これらの情報を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。
【００８９】
送電ＥＣＵ２４０は、いずれも図１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、高周波電源装置２１０Ｂ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。
【００９０】
送電ＥＣＵ２４０と車両ＥＣＵ３００とは通信部１６０，２３０を経由して連携し、車両の送電装置の送受電に関する制御を行なう。通信が成立すると、非接触充電に対応する車両であるか否かが判明する。
【００９１】
非接触送受電を実行する場合には、車両側の受電部と送電装置側の送電部との位置合わせが重要である。そして、本実施の形態の送受電システムは、送電部から送電された電力が受電部で受電される電力を使用して、送電部と受電部との位置合わせを行なう。
【００９２】
通信した車両が非接触充電に対応する車両であれば、位置合わせのために送電部２４０は電源部２５０に所定電力によるテスト信号を送信させる。所定電力は、送受電の効率を確認することができる電力であればよいが、微弱電力とすることが好ましい。なお、微弱電力とは、本格的な送電時の電力（バッテリに充電を行なう充電電力や、車載のエアコンなどの負荷を駆動する駆動電力など）より小さい電力を含む。また微弱電力は、位置合わせのために送電する電力であって、間欠的に送電する電力を含んでも良い。
【００９３】
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。そして受電部１１０で受電した電力が車両側の電圧センサ１７２で検出され、電圧ＶＣに基づいて受電効率が算出される。車両ＥＣＵ３００は、算出した受電効率を通信部１６０によって送電装置２００Ｂに送信する。電圧ＶＣに基づいて、受電効率が受電または充電の適否、継続／中止または許可／禁止を判定するための受電効率のしきい値（以下、受電効率判定しきい値という）を超えるように車両位置の調整が行なわれる。
【００９４】
運転者が車両を操作して移動させることによって車両位置の調整が行なわれてもよく、また駐車支援システムを使用して車両が自動で移動するようにして車両位置の調整が行なわれてもよい。
【００９５】
車両の位置が決定し、受電効率に問題ないことが確認されると、車両を特定するため、または課金者を特定するために認証が行なわれる。認証は、車両１００から通信部１６０，２３０を経由して送電装置２００Ｂに送信される認証情報を認証サーバ２７０に照会することによって行なわれる。認証が完了すると以後の充電電力は車両のユーザに課金されることになる。認証前に、受電効率や電力単価などの情報がユーザに伝達されるとより好ましい。
【００９６】
送電装置２００Ｂの表示部２４２は、受電効率やそれに対応する、充電電力量の単価（たとえば、Ｘ円／ｋＷｈなどの電力単価）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、受電効率やそれに対応する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】
送電装置２００Ｂの表示部２４２での表示に代えてまたは加えて、車両１００の運転席等に設けられた画面にこれらを表示させ、車両から直接ユーザの承認データが送電ＥＣＵ２４０に送信されてくるようにすればより好ましい。
【００９８】
送電ＥＣＵ２４０は、電力単価が承認された場合には認証を実行した後に電源部２５０に本格的な充電を開始させる。そして、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。
【００９９】
課金は、認証された車両情報にもとづいて行なわれるが、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料金受領部２４６に挿入された場合には、これらによって清算されるようにしてもよい。
【０１００】
図８は、送電装置および車両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。
【０１０１】
図７、図８を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１において、送電装置２００Ｂでは、送電ＥＣＵ２４０が通信部２３０を用いて車両に対して通信を実行する。またステップＳ１０１において車両１００では車両ＥＣＵ３００が通信部１６０を用いて送電装置に対して通信を実行する。
【０１０２】
送電装置２００Ｂでは送電ＥＣＵ２４０がステップＳ２において通信が成立するか否かを判断する。通信が成立していなければ再びステップＳ１に処理が戻る。
【０１０３】
一方、車両１００では送電ＥＣＵ２４０がステップＳ１０２において通信が成立するか否かを判断する。通信が成立していなければ再びステップＳ１０１に処理が戻る。なお、この通信が成立した判断は車両ＥＣＵ３００、送電ＥＣＵ２４０の少なくともいずれか一方で行なわれておればよく、判断結果を他方に通信で伝達してもよい。
【０１０４】
ステップＳ２、ステップＳ１０２において通信が成立したと判断された場合には、それぞれステップＳ３、ステップＳ１０３に処理が進む。ステップＳ３、ステップＳ１０３では、受電効率判定しきい値の設定処理が行なわれる。このしきい値の設定処理については、後に図１１、図１２を用いて説明する。
【０１０５】
続いて、ステップＳ１０４では車両ＥＣＵ３００は通信部１６０，２３０を経由して送電ＥＣＵ２４０に所定電力の送電を要求する。所定電力は、送受電の効率を確認することができる電力であればよい。本実施の形態では、好ましい例として所定電力として微弱電力Ｐｎの送電を要求している。この要求に応じて送電ＥＣＵ２４０は、ステップＳ４において、電源部２５０に微弱電力の送電を指令する。そして送電部２２０に通電されることによって、車両の受電部１１０に向けて非接触の微弱電力の送電が行なわれる。
【０１０６】
なお、ステップＳ４において送信される所定電力は、後にステップＳ１２で送電が許可される最大電力Ｐｍより小さな電力であり、好ましくは、１０分の１以下の強度である。
【０１０７】
微弱電流の送信時には、それに先立って車両ＥＣＵ３００がリレー１７４をオンさせている。そしてこの微弱電力を受電部１１０で受電し受電電圧を電圧センサ１７２で検出し、検出電圧を所定のしきい値電圧と比較することにより送電部と受電部との距離が所定距離以内になったか否かが判断される。このとき使用されるしきい値電圧がステップＳ３またはＳ１０３で設定された受電効率判定しきい値に対応する。なお、この判断処理は、車両ＥＣＵ３００で行なわれてもよいし、送電ＥＣＵ２４０で行なわれてもよい。また、車両ＥＣＵ３００、送電ＥＣＵ２４０で個別に判断され、それらの結果の通信によって最終的な判断がされてもよい。
【０１０８】
また、受電効率は、電圧センサ１７２で検出する電圧以外（たとえば、電流や電力等）で判断しても良い。また、抵抗１７３やリレー１７４を使用せずに、蓄電装置１９０に充電される電力や蓄電装置１９０への充電効率で判断してもよい。
【０１０９】
車両ＥＣＵ３００で判断が行なわれる場合には、ステップＳ１０５で電圧センサ１２７の検出値と受電効率判定しきい値との比較が行なわれ、その判断結果が通信部１６０，２３０を経由して送電ＥＣＵ２４０に送信される。
【０１１０】
また、送電ＥＣＵ２４０で判断が行なわれる場合には、ステップＳ５で電圧センサ１２７の検出値が通信部１６０，２３０を経由して送電ＥＣＵ２４０に送信され、送電ＥＣＵ２４０において検出値と受電効率判定しきい値の比較が行なわれる。
【０１１１】
なお、車両ＥＣＵ３００で判断が行なわれる場合、送電ＥＣＵ２４０で判断が行なわれる場合のいずれにおいても、たとえばドライバーが車内のナビゲーション画面で視認できるように、現在の受電効率と受電効率判定しきい値とを隣接して表示させるようにしても良い。または、ナビゲーション画面に表示される現在の受電効率自体を、しきい値の変化に基づいて、変更して表示させても良い。（たとえば、受電効率を表示し、受電効率が９０％以上とかレベル４以上ならば充電を許可するような場合、受電効率の表示値が受電効率判定しきい値に基づいて設定される。現実の受電効率が８０％である状態において、受電効率判定しきい値が高いときは表示値としては７０％と表示され、受電効率判定しきい値が低いときは表示値としては９５％と表示されるようにしても良い。）
ステップＳ５において、送電部２２０から送電される電力の受電部１１０での受電効率が受電効率判定しきい値以上ではないと判断された場合にはステップＳ６に処理が進み、微弱電力Ｐｎの送信が所定時間継続したか否かが判断される。
【０１１２】
一方、ステップＳ１０５において、送電部２２０から送電される電力の受電部１１０での受電効率が受電効率判定しきい値以上ではないと判断された場合にはステップＳ１０６に処理が進み、微弱電力Ｐｎの送信が所定時間継続したか否かが判断される。
【０１１３】
ステップＳ６、ステップＳ１０６の送信または受信の継続時間の判断は、送電ＥＣＵ２４０、車両ＥＣＵ３００の少なくともいずれか一方で行なわれており、他方のＥＣＵに通信で結果が伝達されていればよい。送信または受信の継続時間の上限はごく短時間（たとえば１時間以内）に設定されている。
【０１１４】
ステップＳ６で微弱電力Ｐｎの送信時間が所定時間に達していなかった場合にはステップＳ７に処理が進み、車両の駐車位置の位置案内処理が実行される。そして、ステップＳ４に処理が戻り、微弱電力Ｐｎの送信が継続される。またステップＳ１０６において微弱電力Ｐｎの受信時間が所定時間に達していなかった場合にはステップＳ１０７に処理が進み、車両の駐車位置の位置案内処理が実行される。そして、ステップＳ４に処理が戻り、微弱電力Ｐｎの受信が継続される。
【０１１５】
このように微弱電力Ｐｎの送受信が継続されている間に、車両のユーザはステップＳ７またはＳ１０７の位置案内処理に基づいて、車両位置を動かして位置合わせを行なう。位置案内処理においては、位置ずれ量の有無、位置ずれ量の増減、車両の進行方向などが車両の運転者に示される。
【０１１６】
図９は、位置ずれについての第１の例を説明するための図である。図９を参照して、受電部の共鳴コイル１１１と送電部の共鳴コイル２２１との水平位置ずれ量Ｄ１、適正垂直位置Ｈ１からのズレ量や回転方向θのずれ量によって、受電効率が変化する。
【０１１７】
図１０は、位置ずれについての第２の例を説明するための図である。図１０を参照して、受電部の共鳴コイル１１１Ａと送電部の共鳴コイル２２１Ａとの水平位置ずれ量Ｄ１、適正垂直位置Ｈ１からのズレ量や回転方向θのずれ量によって、受電効率が変化する。
【０１１８】
このような、ずれ量を最適値に合わせることによって受電効率をなるべく良くすることが好ましい。なお、この位置合わせは自動操舵を含む自動走行によって行なわれてもよい。
【０１１９】
再び、図８を参照して、ステップＳ６で微弱電力Ｐｎの送信時間が所定時間に達した場合にはステップＳ８に処理が進み、微弱電力Ｐｎの送信が禁止される。またステップＳ１０６において微弱電力Ｐｎの受信時間が所定時間に達した場合にはステップＳ１０８に処理が進み、微弱電力Ｐｎの受信が停止される。所定時間は、時間切れを判断するためのしきい値となる時間である。これらの場合には、位置合わせが時間内に完了しなかったということであり、時間切れとなる。
【０１２０】
たとえば、微弱電力を送電中に位置合わせが行なわれないまま長時間経過することも考えられる。このような場合に、所定時間経過後に送電を停止することにより、送電装置の消費電力を低減できる。また、意図的に位置合わせしない車両に対しても、課金前の電力の送電が継続されるのを防止することができる。
【０１２１】
ステップＳ８、ステップＳ１０８の送信禁止指令または受信停止指令は、送電ＥＣＵ２４０、車両ＥＣＵ３００の少なくともいずれか一方で行なわれており、他方のＥＣＵに通信で結果が伝達されていればよい。
【０１２２】
ステップＳ８、ステップＳ１０８においてそれぞれ送信禁止、受信停止の処理が行なわれたのちには、それぞれステップＳ９、ステップＳ１０９において送受電処理は停止される。
【０１２３】
一方で、送電装置２００Ｂでは、ステップＳ５において、送電部２２０から送電される電力の受電部１１０での受電効率が判定しきい値以上であると判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進む。ステップＳ１０では車両位置が給電位置として良好である旨の判定が確定する。
【０１２４】
同様に、車両１００でも、ステップＳ１０５において、送電部２２０から送電される電力の受電部１１０での受電効率が判定しきい値以上であると判断された場合には、ステップＳ１１０に処理が進む。ステップＳ１１０では車両位置が受電位置として良好である旨の判定が確定する。
【０１２５】
そして、ステップＳ１１および／またはステップＳ１１１において、ユーザに情報を伝達する処理が行なわれる。この情報は、受電状況（受電効率や受電効率に関連する値）や受電単価などを含む。ユーザに情報を伝達する方法としては、車両内に設けられた液晶画面に表示してもよいし、音声を使用してもよい。また送電装置に設けられた画面に表示してもよいし、送電装置から音声で報知してもよい。
【０１２６】
以上の処理で微弱電力を使用した位置合わせが完了したことになる。
続いて、ユーザに伝達された情報をもとに、ユーザが充電を行なうか否かが決定される。たとえば、受電効率が予定よりも低い場合には、その充電スタンドと車両との相性が悪いとユーザが判断し、充電を行なわないことも考えられる。そのような場合には、ステップＳ１３およびステップＳ１１３における認証完了とはならないため、ステップＳ９、ステップＳ１０９において充電処理は停止する。このようにユーザの意思に沿わない送受電を避けることができる。
【０１２７】
一方、ユーザが充電することを選択した場合には、必要な車両情報を認証サーバ２７０のデータと照合して車両が充電許可車であった場合には、ステップＳ１３およびステップＳ１１３において認証が完了とる。
【０１２８】
認証が完了すると、送電装置２００ＢではステップＳ１４において最大電力Ｐｍの送信を許可する。そしてステップＳ１１４において車両ＥＣＵ３００は充電電力Ｐｒを送電装置２００Ｂに要求する。要求された充電電力Ｐｒが最大電力Ｐｍ以下であれば要求通りの電力が送電装置２００Ｂから車両１００に送電されることになる。
【０１２９】
そしてステップＳ１５において送電装置２００Ｂは送電を開始し、ステップＳ１１５において車両１００は受電を開始する。
【０１３０】
図１１は、図８のステップＳ３およびＳ１０３で実行される受電効率判定しきい値の設定処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【０１３１】
図１１を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ２０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力が有るか否かが判断される。
【０１３２】
ステップＳ２０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力が無かった場合には、ステップＳ２０３に処理が進み、予め車両または送電装置に設定されている通常しきい値Ｅ０が受電効率判定しきい値として設定される。一方、ステップＳ２０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力があった場合には、ステップＳ２０２に処理が進み、受信または入力されたしきい値ＥＡが受電効率判定しきい値として設定される。
【０１３３】
ステップＳ２０１で入力される情報の例としては、たとえば、車両に設けられた「自宅」ボタンによる入力が考えられる。より具体的には、ドライバーが車両の「自宅」ボタンで自宅であることを指定した状態で駐車を行なう場合、あるいは、車両に設けられた「充電」ボタンを押した後に、「自宅」ボタンによって自宅であることが指定できる場合である。なお「自宅」ボタン以外にも「充電スタンド」など、他の場所であることを指定するボタンで充電場所を指定しても良い。
【０１３４】
このように、場所を指定する理由としては、場所によって課金条件が異なる可能性があることが考えられる。たとえば、自宅では、送電装置が送電した電力量に基づいて課金が行なわれるが、商業充電スタンドでは、車両に充電された電力量に基づいて課金が行なわれる可能性もある。そのような場合、車両のユーザは、自宅では効率良く充電するために駐車位置合わせに時間をかけるが、商業充電スタンドでは、早く充電開始をしたいので駐車位置合わせに時間をかけたくない。したがって、充電場所によって、充電開始の判定のための受電効率しきい値を変更するほうが良い場合がありうる。
【０１３５】
なお、充電ボタンを押したときの車両の位置をカーナビゲーション装置で自宅や充電スタンドなどであるかを判定し、車両ＥＣＵがその場所に応じた受電効率判定しきい値を設定するようにしても良い。
【０１３６】
また、蓄電装置１９０に対する充電効率で受電効率を判断しても良い。受電しきい値情報として、「受電効率（または受電効率）８０％以上」や「満充電までＸ時間以内」、「位置合わせ９０％以上」などであっても良い。また「受電レベル（または充電レベル）１〜５」などのような人為的な値で受電効率を指定するものであっても良い。
【０１３７】
上記のような処理は、車両側に限らず送電装置側で行なうようにしても良い。たとえば、送電装置も、設置場所によってこのような受電効率判定しきい値を変更することが考えられる。このような場合、たとえば送電装置の設置時に、送電装置が自宅に設置されているのか、商業または共同充電スタンドとして設置されているのかというような、送電装置の設置場所に関する情報を送電装置に入力することによって、送電装置のＥＣＵが対応する受電効率判定しきい値を設定するようにしても良い。なお、設置場所に関する情報に加えて、給電時間に関する情報（たとえば、充電予定時間が１時間である等）に基づいて受電効率判定しきい値を設定するようにしても良い。
【０１３８】
また、ステップＳ２０１の情報がボタン等で入力される場合について説明したが、情報を車両が送電装置から受信して受電効率判定しきい値を設定したり、情報を送電装置が車両から受信して受電効率判定しきい値を設定したりしても良い。
【０１３９】
送電装置が送信する受電効率しきい値情報は、充電対象の車両によって変更しても良い。たとえば、ある施設において来客の車両よりも従業員の車両の方が受電効率判定しきい値を高くなるように設定しても良い。
【０１４０】
図１２は、図１１のステップＳ３およびＳ１０３の変形例であるステップＳ３ＡおよびＳ１０３Ａで実行される受電効率判定しきい値の設定処理を説明するためのフローチャートである。
【０１４１】
図１２を参照して、処理が開始されるとまずステップＳ３０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力が有るか否かが判断される。このような情報としては、たとえば、車両に設けられた「自宅」ボタンによる入力が考えられる。より具体的には、車両のユーザが車両の「自宅」ボタンで自宅であることを指定した状態で駐車を行なう場合、あるいは、車両に設けられた「充電」ボタンを押した後に、「自宅」ボタンによって自宅であることが指定できる場合である。なお「自宅」ボタン以外にも「充電スタンド」など、他の場所であることを指定するボタンで場所を指定しても良い。
【０１４２】
このように、場所を指定する理由としては、図１１の場合と同様であるので説明は繰返さない。
【０１４３】
ステップＳ３０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力が無かった場合には、ステップＳ３０５に処理が進み、予め車両または送電装置に設定されている通常しきい値Ｅ０が受電効率判定しきい値として設定される。
【０１４４】
一方、ステップＳ３０１において、しきい値ＥＡに関する情報の受信または入力があった場合には、ステップＳ３０２に処理が進み、受信または入力された内容からしきい値ＥＡが算出される。そして、ステップＳ３０３において、通常しきい値Ｅ０としきい値ＥＡとの大小が判断される。
【０１４５】
ステップＳ３０３において、ＥＡ＞Ｅ０が成立した場合にはステップＳ３０４に処理が進み、成立しなかった場合にはステップＳ３０５に処理が進む。ステップＳ３０４に処理が進んだ場合には受電効率判定しきい値は、しきい値ＥＡに設定される。またステップＳ３０５に処理が進んだ場合には通常しきい値Ｅ０に処理が設定される。
【０１４６】
ステップＳ３０４またはＳ３０５において判定しきい値が設定されるとステップＳ３０６に処理が進み制御は図８のフローチャートに戻る。
【０１４７】
図１２において、車両が通常しきい値Ｅ０を持ち、ユーザからの入力に基づいて決定されたしきい値ＥＡが非常に低かった場合を考える。たとえば、買い物の時間に充電が可能である商業施設が、集客のためにしきい値を低く設定する場合が考えられる。受電効率を高く設定すると位置合わせに精度を要し、駐車に時間がかかるため、たとえば、顧客が敬遠したり、駐車場に渋滞が発生する可能性があったりするからである。
【０１４８】
しかし、受電効率が低すぎると、時間当たりの充電量が少なくなるので、車両のユーザ側からすれば、買い物時間内に充電が完了しないことも避けたい。したがって、図１２のフローチャートに示したように、受電効率が高いほうを採用すれば、長時間経過しても充電量がわずかとなるといった事態を回避することができる。
【０１４９】
なお、車両の受電効率判定しきい値と送電装置の受電効率判定しきい値のうち、低いほうが採用される場合があっても良い。たとえば、車両には、課金対象が車両のユーザであるときのみ使用されるしきい値ＥＡが設定されており、送電装置には、しきい値ＥＢ（ただしＥＢ＜ＥＡ）が設定されているとする。この送電装置で充電する場合の課金対象が給電事業者であれば、しきい値ＥＡは採用されない。したがって、見かけ上はＥＢ＜ＥＡであってもＥＢが判定しきい値として採用される。このように、課金対象によって、受電しきい値がいくつか設定されており、状況によって適宜選択されても良い。
【０１５０】
最後に、本実施の形態について再び図面を参照して総括する。本実施の形態の非接触送受電システムは、送電装置２００Ａまたは２００Ｂに設けられ、非接触で車両に送電を行なうための送電部２２０と、車両に設けられ、非接触で送電部２２０から電力を受電するための受電部１１０と、送電部２２０および受電部１１０の少なくとも一方を制御する制御装置（送電ＥＣＵ２４０，車両ＥＣＵ３００）とを備える。制御装置は、送電部２２０から送電される電力の受電部における受電効率がしきい値より大きい場合に送受電がされるように制御を行なう。このしきい値は、送電ＥＣＵ２４０，車両ＥＣＵ３００に対して可変に設定可能である。
【０１５１】
この「しきい値」は、ユーザが充電開始指示を入力できるようになるためのしきい値、充電が自動的に開始されるためのしきい値、しきい値未満の効率である場合にユーザが充電開始指示をしたとしても充電開始を許可しないためのしきい値等を含みうる。しきい値を可変に設定可能とすることによって、ユーザや充電設備管理者にとって、より望ましい状態で充電することが可能となる。
【０１５２】
好ましくは、制御装置は、送電装置２００Ａまたは２００Ｂに対応して定められる第１しきい値と、車両１００に対応して定められる第２しきい値とのうち、高い方をしきい値に設定する。この場合、受電効率を第１しきい値、第２しきい値の両方と比較しても良いし、第１しきい値と第２しきい値を比較して高い方を使用するしきい値として決定した後にこのしきい値と受電効率とを比較しても良い。
【０１５３】
なお、受電効率に応じて蓄電装置１９０に対する充電効率も変化するので、充電効率で受電効率を判断しても良い。
【０１５４】
一般的に、給電量に基づく電力料金が車両のユーザまたは給電事業者に課金される。電力料金が車両のユーザに課金される場合には、車両のユーザが受電効率判定しきい値を高く設定しておくことによって、受電効率が悪くても受電され、充電量に対して割高の課金が行なわれることを避けることができる。また、車両のユーザが受電効率判定しきい値を低く設定しておくことによって、受電効率がある程度低くても受電可能とできるので、駐車に要する時間を短縮したい車両のユーザの要求にも応えることができる。
【０１５５】
また、電力料金が給電事業者に課金される場合には、給電事業者が受電効率判定しきい値を高く設定しておくことによって、受電効率が悪くても受電され、充電量に対して割高の課金が行なわれることを避けることができる。また、給電事業者が受電効率判定しきい値を低く設定しておくことによって、受電効率がある程度低くても受電可能とできるので、駐車に要する時間を短縮したい車両のユーザの要求にも応えることができる。
【０１５６】
車両側と給電設備側の両方のしきい値を越えてから許可されることによって、給電量に基づく電力料金の課金者がいずれであったとしても適切な（納得のできる）料金請求が可能となる。
【０１５７】
この発明は、他の局面では、車両１００であって、送電装置２００Ａまたは２００Ｂに設けられる送電部２２０から非接触で電力を受電するための受電部１１０と、受電部１１０を制御する制御装置（車両ＥＣＵ３００）とを備える。制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、送電部２２０から送電される電力の受電部１１０における受電効率がしきい値より大きい場合（図８のＳ１０５においてＹＥＳ）に送受電がされるように制御を行なう（図８のＳ１４，Ｓ１１４）。このしきい値は、可変に設定可能である。
【０１５８】
「送受電がされるように制御を行なう」とは、テストのために送受電を行なって効率をしきい値に基づいて判断して、充電のための送受電を引き続き行なう許可をすることの他に、送受電を伴わずに推定した受電効率がしきい値より大きい場合に、充電のための送受電を開始することも含む。また、「送受電がされるように制御を行なう」とは、受電効率が車両側の受電効率しきい値を超えさえすれば充電が許可される場合と、受電効率が車両側の受電効率しきい値を超えることが充電許可の一つの条件であり、たとえば、給電設備側の受電効率しきい値も超えなければ充電システムとしては充電が許可されない場合との両方を含む。
【０１５９】
好ましくは、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、ユーザからの入力に基づいてしきい値を設定する。
【０１６０】
好ましくは、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、送電装置から送信される情報に基づいてしきい値を設定する。
【０１６１】
好ましくは、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、送電装置２００Ａまたは２００Ｂの設置場所に関する情報に基づいてしきい値を設定する。「設置場所に関する情報」は、自宅か、充電スタンドかというような場所情報を含む。
【０１６２】
好ましくは、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、送電装置２００Ａまたは２００Ｂの給電時間に関する情報に基づいてしきい値を設定する。「給電時間に関する情報」は、何時間後に充電終了しているか、深夜電力時間帯で充電したい、というような時間情報を含む。受電効率が低いと充電に長時間を要する。従って、充電時間が長く取れない場合には、受電効率のしきい値を高く設定し、充電時間が長く取れる場合にはしきい値を低く設定するようにしても良い。また、充電コストが安い時間帯に充電指定している場合には、しきい値を低く設定するようにしても良い。
【０１６３】
より好ましくは、送電装置２００Ａまたは２００Ｂから送信される情報は、送電装置２００Ａまたは２００Ｂに対応して予め定められた第１しきい値を含む。制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、車両１００に対応して予め定められた第２しきい値を記憶する。制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、送電装置２００Ａまたは２００Ｂに対応して予め定められた第１しきい値が車両１００に対応して予め定められた第２しきい値以上である場合には、しきい値を第１しきい値以上に設定し、第１しきい値が第２しきい値未満である場合には、しきい値を第２しきい値以上に設定する。
【０１６４】
すなわち、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、第１しきい値および第２しきい値に基づいて使用するしきい値を設定する。この場合、給電設備側の受電しきい値情報に基づく要求受電効率に相当するしきい値（第１しきい値）が、車両１００側の要求受電効率に相当するしきい値（第２しきい値）を下回るときは、継続して車両１００側の要求受電効率に相当するしきい値（第２しきい値）が使用されてもよい。「しきい値を第２しきい値以上に設定する」とは、第２しきい値を継続して使用することも含む。
【０１６５】
このようにしきい値を設定することによって、車両側の効率のしきい値が送電装置側のしきい値情報に完全に依存する場合のように、送電装置側から指定されるしきい値が非常に低いにもかかわらず充電が許可されてしまうと、充電に長時間を要してしまうといった事態を避けることができる。
【０１６６】
好ましくは、制御装置（車両ＥＣＵ３００）は、設定されたしきい値以上の受電効率が得られるように車両の位置案内に関する制御を実行する。なお、位置案内としては、受電効率がしきい値を超えたときに、音や表示画面の変化によって、ドライバーが受電効率の増減を認識しやすくするものも含む。また位置案内は、自動操舵等を行なう駐車支援システムであっても良い。
【０１６７】
好ましくは、送電装置２００Ａまたは２００Ｂの送電部２２０の固有周波数と車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は±１０％以内である。
【０１６８】
好ましくは、受電部１１０と送電装置２００Ａまたは２００Ｂの送電部２２０との結合係数は、０．１以下である。
【０１６９】
好ましくは、受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電部と送電部の間に形成され、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、送電装置２００Ａまたは２００Ｂの送電部２２０から電力を受電する。
【０１７０】
なお、本実施の形態において、送信情報や記憶されている情報で示される受電効率のしきい値は、厳密に適用される必要はなく、多少のバラツキ等を考慮してそのしきい値近傍に受電効率が達すれば充電を許可するように、車両または送電装置においてマージンを設けて設定するのでも良い。受電効率と設定されるしきい値は、直接的に比較されなくても良く、それらに関連するパラメータによって比較しても良いし、種々の演算等を介在させて間接的に受電効率としきい値とを比較しても良い。たとえば、受電効率と関連するパラメータとしては、送電部と受電部との水平位置ずれ量、垂直距離、回転角など種々の値を使用することができる。
【０１７１】
また、本実施の形態では、しきい値の設定を駐車案内の前に行なう例を示したが、駐車後に受電効率のしきい値を設定するようにしても良い。
【０１７２】
また、本実施の形態では、送電ユニット、受電ユニットに電磁誘導コイルが含まれている場合を例示したが、本発明は送電ユニット、受電ユニットのいずれか一方または両方に電磁誘導コイルが含まれない場合（自己共振コイルのみ使用する場合）であっても適用することが可能である。
【０１７３】
具体的には、図７の送電装置２００Ｂ（または図１の送電装置２００Ａ）側においては、電磁誘導コイル２２３を設けずに、共鳴コイル２２１に電源部２５０を直接接続してもよい。また、車両１００側においては、電磁誘導コイル１１３を設けずに、共鳴コイル１１１に整流器１８０を直接接続してもよい。
【０１７４】
なお、以上の本実施の形態では充電時を例に挙げて説明したが、受電した電力が充電以外の用途に使用される場合であっても本発明は適用可能である。たとえば、受電した電力で車両の補機類等の負荷を駆動する場合でも同様な効果が得られる。
【０１７５】
また、本実施の形態では、共鳴方式で非接触給電を行なう例について詳細に説明したが、共鳴方式の他の方式であっても本実施の形態を変形して適用することができる。位置合わせなどに送電装置からの受電効率を用いるものであれば、共鳴方式の他の方式（例えば電磁誘導、マイクロ波などを使用する非接触送受電方式など）にも適用可能である。
【０１７６】
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】
【０１７７】
１０Ａ，１０Ｂ  非接触送受電システム、８９  電力伝送システム、９０，２００Ａ，２００Ｂ  送電装置、９１  受電装置、９２，９７，１１３，２２３  電磁誘導コイル、９３，２２０，２４０  送電部、９４，９９，１１１，１１１Ａ，２２１，２２１Ａ  共鳴コイル（自己共振コイル）、９５，９８  キャパシタ、９６，１１０  受電部、１００  車両、１１２，２２２  コンデンサ、１１３  二次コイル、１２７，１７２  電圧センサ、１３０  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギヤ、１５０  駆動輪、１６０，２３０  通信部、１７１  電流センサ、１７３  負荷抵抗、１７４  リレー、１８０  整流器、１９０  蓄電装置、２１０Ａ，２１０Ｂ  高周波電源装置、２１２  家庭用電力メータ、２２３  一次コイル、２４０  送電ＥＣＵ、２４２  表示部、２４６  料金受領部、２５０  電源部、２６０  整合器、２７０  認証サーバ、３００  車両ＥＣＵ、３０１  カーナビゲーション装置、３１０  高周波電源、３６０  負荷、ＰＣＵ  パワーコントロールユニット。
【図１】
2013088488.tif 000003
【図２】
2013088488.tif 000004
【図３】
2013088488.tif 000005
【図４】
2013088488.tif 000006
【図５】
2013088488.tif 000007
【図６】
2013088488.tif 000008
【図７】
2013088488.tif 000009
【図８】
2013088488.tif 000010
【図９】
2013088488.tif 000011
【図１０】
2013088488.tif 000012
【図１１】
2013088488.tif 000013
【図１２】
2013088488.tif 000014
【国際調査報告】
2013088488.tif 000015
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