(57)【要約】【課題】車高が変化したときにインピーダンス整合がずれるのを防ぐことを可能とした非接触電力伝送システムを提供する。【解決手段】非接触電力伝送システムは、電源（２３０）からの電力を車両（１００）に搭載された受電コイル（１１０）に非接触で送電するための送電コイル（２１０）と、送電コイルに接続され、自己のインピーダンスを調整可能に構成された多段整合器（２２０）と、車両に設けられ、車両のドアのロックおよびアンロックを検出する検出部（１７０）と、検出部がアンロックを検出すると電力伝送を停止し、検出部がアンロックを検出した後さらにロックを検出すると、電源と送電コイルとのインピーダンスおよび受電コイルと送電コイルとのインピーダンスを整合させるように多段整合器を調整してから電力伝送を再開する制御部（１８０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力を車両に搭載された受電コイルに非接触で送電するための送電コイルと、
前記送電コイルに接続され、自己のインピーダンスを調整可能に構成された多段整合器と、
前記車両に設けられ、前記車両のドアのロックおよびアンロックを検出する検出部と、
前記検出部が前記ドアのアンロックを検出すると送電を停止し、前記検出部が前記ドアのアンロックを検出した後さらに前記ドアのロックを検出すると、電源と前記送電コイルとのインピーダンスおよび受電コイルと前記送電コイルとのインピーダンスをそれぞれ整合させるように前記多段整合器を調整してから前記送電を再開する制御部とを備える、非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送システムに関し、より具体的には、非接触電力伝送システムの電力伝送効率を改善するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電源からの電力を、電磁界を利用して送電コイルから受電コイルに伝送する非接触給電システムが提案されている。そのような非接触給電システムでは、電力伝送効率を向上させるために、送電コイルと受電コイルとの距離（電力伝送距離）に応じて送電コイル側および／または受電コイル側でインピーダンスを調節する（インピーダンス整合を行なう）ことが好ましい。
【０００３】
たとえば、特開２０１３−０７４６７３号公報は、車両の蓄電装置を充電するための非接触電力伝送システムにおいて、電源と送電コイルとの間にインピーダンス整合器を設けることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０７４６７３号公報
【特許文献２】特開２０１３−００５６１４号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非接触電力伝送システムによって車両の蓄電装置を充電する場合、車両の下方の地上に設けられた送電コイルと、車両に搭載された受電コイルとの間で電力伝送を行なうことが考えられる。その場合、電力伝送距離は車両の車高に依存する。
【０００６】
使用者（乗員など）が車両から荷物を降ろしたり車両に荷物を載せたりすると、車両の重量とともに車高が変化する。車高が変化すると電力伝送距離も変化し、インピーダンス整合がずれてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、車高が変化したときにインピーダンス整合がずれるのを防ぐことを可能とした非接触電力伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、要約すると、電源からの電力を車両に搭載された受電コイルに非接触で送電するための送電コイルと、送電コイルに接続され、自己のインピーダンスを調整可能に構成された多段整合器と、車両に設けられ、車両のドアのロックおよびアンロックを検出する検出部と、検出部がドアのアンロックを検出すると電力伝送を停止し、検出部がドアのアンロックを検出した後さらにドアのロックを検出すると、電源と送電コイルとのインピーダンスおよび受電コイルと送電コイルとのインピーダンスを整合させるように多段整合器を調整してから電力伝送を再開する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、車高が変化したときにインピーダンス整合がずれるのを防ぐことができるため、電力伝送効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態による非接触電力伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】多段整合器２２０の概略構成を説明するための図である。
【図３】図１に示す車両１００の蓄電装置１３０の充電の際に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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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り返さない。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態による非接触電力伝送システムの概略構成を示す図である。この非接触電力伝送システム１０は、車両１００の外部に設けられた送電装置２００によって車両１００の蓄電装置１３０を充電する。
【００１３】
送電装置２００は、電力源３００から電力を受けて高周波の交流電力を生成する電源部２３０と、電源部２３０から高周波電力を受けて車両１００に含まれる受電コイル１１０へ非接触で電力を伝送するための送電コイル２１０と、電源部２３０と送電コイル２１０との間に設けられた多段整合器２２０とを含む。また、送電装置２００は、送電装置２００と車両１００との間で通信を行なうための通信部２４０を含む。通信部２４０を用いることにより、送電装置２００は、車両１００からの指示に基づいて送電の開始または停止を行なう。
【００１４】
車両１００は、受電コイル１１０が受電した電力を整流する整流回路１２０と、整流回路１２０により整流された電力を蓄える蓄電装置１３０と、蓄電装置１３０の電力を利用して車両１００の動力を生成する動力生成装置１４０と、通信部２４０と通信を行なうための通信部１５０とを含む。蓄電装置１３０は、動力生成装置１４０によって発電される電力を蓄えることもできる。通信部１５０は、送電装置２００に送電の開始または停止を指示するための信号を通信部２４０に送信する。
【００１５】
また、車両１００は、車両１００のドア（図示しない）をロックまたはアンロックするためのドアロック１６０と、車両１００の車高（あるいは送電コイル２１０と受電コイル１１０との位置ずれ）やドアのロックまたはアンロックを検出する検出部１７０と、検出部１７０の検出結果に基づき、車両１００の蓄電装置１３０の充電を制御する制御部１８０とをさらに含む。制御部１８０は、車両１００に含まれる各要素を制御するだけでなく、通信部１５０を用いることにより送電装置２００も制御する。
【００１６】
送電装置２００に含まれる多段整合器２２０は、自己のインピーダンスを切り替えて変化させる（調整する）ことができるように構成されたインピーダンス調整機構である。多段整合器２２０のインピーダンスを変化させることによって、電源部２３０と送電コイル２１０とのインピーダンスおよび受電コイル１１０と送電コイル２１０とのインピーダンスをそれぞれ整合させる（インピーダンス整合を行なう）ことが可能になる。ここでの整合は、電源部２３０から送電コイル２１０に効率良く電力が供給され、また、送電コイル２１０と受電コイル１１０との間の電力の伝送効率が最も高くなる整合状態であることを意図する。多段整合器２２０の詳細については、後に図２を参照して説明する。なお、図１において、多段整合器２２０の代わりに可変整合器を用いてもよい。可変整合器は、容量可変コンデンサやインダクタンス可変コイルなどを含み、自己のインピーダンスをリニアに調整することができる。
【００１７】
整合状態となるための多段整合器２２０の切り替え状態の決定は、たとえば、検出部１７０が検出する車両１００の車高（あるいは送電コイル２１０と受信コイル１１０との位置ずれ）に基づいて行なわれる。各車高において整合状態となる多段整合器２２０の切り替え状態は、予めシミュレーションや実験などによって得られる。そのようなデータは、たとえば制御部１８０の有する記憶部（図示しない）に記憶させておくことができる。制御部１８０は、記憶部に記憶されたデータと、検出部１７０が検出する車高とに基づいて、整合状態となる多段整合器２２０の切り替え状態を決定する。
【００１８】
あるいは、送電コイル２１０と受電コイル１１０との間で電力伝送を行ないながら多段整合器２２０を切り替えて行き、受電コイル１１０が受電する電力が最大になった状態を、整合状態となるための多段整合器２２０の切り替え状態として決定することもできる。その際の電力伝送に使用する電力は、充電時の電力よりも小さい電力（微小電力）で行ない得る。
【００１９】
図２は、多段整合器２２０の概略構成を説明するための図である。図２に示すように、多段整合器２２０は、整合器１から整合器Ｎの各整合器を含む。各整合器は、たとえば、スイッチ（図示しない）を介して、多段整合器２２０の入力端子および出力端子に接続される。スイッチの切り替え状態をさまざまに組み合わせることによって、多段整合器２２０のインピーダンスを所望のインピーダンスに切り替えることができる。各整合器は、たとえば、インダクタンスおよびキャパシタンスを含む回路で構成され得る。
【００２０】
以上の構成により、図１に示す非接触電力伝送システム１０では、多段整合器２２０を切り替えて（調整して）整合状態とすることで、電力伝送効率を高めることができる。
【００２１】
ところで、車両１００の車高が変化すると、送電コイル２１０と受電コイル１１０との間の距離（伝送距離）も変化し、整合がずれてしまう。そのため、車高が変化した（すなわち整合がずれた）ときは、再び整合状態となるように多段整合器２２０を切り替えることが望ましい。
【００２２】
車高が変化する要因として、乗員などの使用者が、車両１００から荷物を降ろしたり車両１００に荷物を載せたりすることによる重量の変化によって、サスペンションの伸縮量が変化することが考えられる。その場合、使用者は、車両１００のドアを開閉させるためにドアをロック／アンロックする。そこで、この実施の形態による非接触電力伝送システム１０は、車両１００のドアのロック／アンロックを検出すると、インピーダンス整合を行なう。
【００２３】
図３は、図１に示す車両１００の蓄電装置１３０の充電の際に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。なお、車両１００で行なわれる処理は、図１に示す制御部１８０によって実行される。
【００２４】
図１および図３を参照して、車両１００の蓄電装置１３０は、整合状態で充電されている（ステップＳ１０１）。
【００２５】
車両１００の蓄電装置１３０の充電中に使用者（ユーザ）が車両１００のドアロックを解除すると（ステップＳ２０１）、車両１００はアンロックを検出する（ステップＳ１０２）。
【００２６】
ステップＳ１０２においてアンロックを検出した車両１００は、送電装置２００に送電停止を要求する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
車両１００から送電停止の要求を受けた送電装置２００は、送電を停止する（ステップＳ３０１）。これにより、車両１００の蓄電装置１３０の充電は中断される（ステップＳ１０４）。
【００２８】
車両１００の蓄電装置１３０の充電が中断されている間、ユーザは、車両１００から乗降や荷物の積み降ろしなどの作業を行なう。その作業が終了すると、ユーザは、車両１００のドアをロックし（ステップＳ２０２）、車両１００はドアロックを検出する（ステップＳ１０５）。
【００２９】
車両１００がドアロックを検出すると、整合状態となる多段整合器２２０の切り替え状態が決定される（ステップＳ１０６）。この決定は、たとえば上述のように、制御部１８０の有する記憶部に記憶されたデータと、検出部１７０が検出する車高とに基づいて行なわれる。整合状態となる多段整合器２２０の切り替え状態が決定された後、車両１００は送電装置２００に、その切り替え状態となるように多段整合器２２０を切り替えるよう要求する（ステップＳ１０７）。
【００３０】
車両１００から切り替え要求を受けた送電装置２００は多段整合器２２０を切り替え（ステップＳ３０２）、切り替えが完了すると、その旨を車両１００に通知する（ステップＳ３０３）。
【００３１】
車両１００は、送電装置２００から多段整合器２２０の切り替えが完了した旨の通知を受けると（ステップS１０８）、送電装置２００に送電開始を要求する（ステップＳ１０９）。
【００３２】
車両１００から送電開始の要求を受けた送電装置２００は、送電を開始する（ステップＳ３０４）。これにより車両１００の蓄電装置１３０の充電が再開され（ステップＳ１１０）、図３のフローチャートは終了する（ステップＳ１１１）。
【００３３】
この実施の形態による非接触電力伝送システム１０によると、車両１００のドアのアンロックを検出すると車両１００の蓄電装置１３０の充電が中止され、ドアのロックを検出した後に、インピーダンス整合が行なわれる。乗員の乗降や荷物の積み降ろしなどの作業によって車両１００の車高が変化した場合であっても、最適な電力伝送効率によって電力伝送を行なうことができる。
【００３４】
最後に、本発明の実施の形態について総括する。
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る非接触電力伝送システムは、電源（２３０）からの電力を車両（１００）に搭載された受電コイル（１１０）に非接触で送電するための送電コイル（２１０）と、送電コイル（１１０）に接続され、自己のインピーダンスを調整可能に構成された多段整合器（２２０）と、車両（１００）に設けられ、車両（１００）のドアのロックおよびアンロックを検出する検出部（１７０）と、検出部（１７０）がドアのアンロックを検出すると電力伝送を停止し、検出部（１７０）がドアのアンロックを検出した後さらにドアのロックを検出すると、電源（２３０）と送電コイル（２１０）とのインピーダンスおよび受電コイル（１１０）と送電コイル（２１０）とのインピーダンスを整合させるように多段整合器（２２０）を調整してから電力伝送を再開する制御部（１８０）とを備える。
【００３５】
この非接触電力伝送システム（１０）によると、車高が変化したときにインピーダンス整合がずれるのを防ぐことができるため、電力伝送効率を向上させることが可能になる。
【００３６】
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、上記した実施の形態の説明でなくて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】
【００３７】
１０  非接触電力伝送システム、１００  車両、１１０  受電コイル、１２０  整流回路、１３０  蓄電装置、１４０  動力生成装置、１５０，２４０  通信部、１６０  ドアロック、１７０  検出部、１８０  制御部、２００  送電装置、２１０  送電コイル、２２０  多段整合器、２３０  電源部、３００  電力源。
【図１】
2015033247.tif 000003
【図２】
2015033247.tif 000004
【図３】
2015033247.tif 000005