(57)【要約】【課題】高効率で給電が可能な駐車位置に車両を誘導し、給電を行う非接触給電システム及び受電装置を提供することを目的としている。【解決手段】地上側に設置されるとともに電力を送電する送電コイル９と、車両２１に搭載されるとともに送電コイル９から送電された電力を非接触により受電する受電コイル１０と、受電された電力が給電される蓄電装置４と、受電された電圧を検出する受電電圧検出回路１３と、を備え、電力を一定の出力で送出し、受電された電圧が最大値となる位置に車両２１を誘導する情報を提示し、当該位置において蓄電装置４に給電を行う。【選択図】図１
2015116023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上側に設置されるとともに電力を送電する送電コイルと、
車両に搭載されるとともに前記送電コイルから送電された前記電力を非接触により受電する受電コイルと、
前記受電された電力が給電される蓄電装置と、
前記受電された電力を検出する受電電力検出手段と、を備え、
前記送電する電力を一定の出力に設定し、前記受電された電力が最大値となる位置に前記車両を誘導する情報を提示し、前記位置において前記蓄電装置に給電を行うことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
地上側に設置されるとともに電力を送電する送電コイルと、
車両に搭載されるとともに前記送電コイルから送電された前記電力を非接触により受電する受電コイルと、
前記受電された電力が給電される蓄電装置と、
前記受電された電力を検出する受電電力検出手段と、
前記車両を自動運転により制御する自動運転制御装置と、を備え、
前記送電する電力を一定の出力に設定し、前記受電された電力が最大値となる位置に前記自動運転制御装置により前記車両を誘導し、前記位置において前記蓄電装置に給電を行うことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項３】
表示装置が前記車両に設けられ、前記表示装置に前記車両を誘導する情報を表示させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記一定の出力は、前記給電時の電力よりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触給電システム。
【請求項５】
車両に搭載されるとともに外部に設置された送電装置から送電された電力を非接触により受電する受電コイルと、
前記受電された電力を検出する受電電力検出手段と、を備え、
前記送電する電力が一定の出力に設定され、前記受電された電力が最大値となる位置にて前記車両に搭載された蓄電装置に給電を行うように前記車両を誘導する情報を提示することを特徴とする受電装置。
【請求項６】
車両に搭載されるとともに外部に設置された送電装置から送電された電力を非接触により受電する受電コイルと、
前記受電された電力を検出する受電電力検出手段と、
前記車両を自動運転により制御する自動運転制御装置と、を備え、
前記送電する電力を一定の出力に設定し、前記受電された電力が最大値となる位置にて前記車両に搭載された蓄電装置に給電を行うように前記自動運転制御装置により前記車両を誘導することを特徴とする受電装置。
【請求項７】
表示装置が前記車両に設けられ、前記表示装置に前記車両を誘導する情報を表示させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の受電装置。
【請求項８】
前記一定の出力は、前記給電時の電力よりも小さいことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車およびハイブリッド自動車等の車載の蓄電池に、非接触で外部の給電施設から充電を行うための非接触給電システム及び受電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された蓄電池に、プラグ接続を用いずに非接触で給電施設から充電を行えるようにするための非接触給電システムが提案されている。車両に搭載された蓄電池への充電を、非接触で行えるようになれば、電気コードの着脱等の手間が不要になる。そこで、例えば、駐車場等に設置された給電側の一次コイル（給電部）に交流電流を供給することにより、車両の底面に設置された受電側の二次コイル（受電部）に電磁誘導による交流電流を発生させ、当該受電側の二次コイルから蓄電池に電力を供給する充電装置が提案されている。
【０００３】
非接触給電では、地上側にある送電コイルと車両側にある受電コイルの位置関係によって給電効率が変化する。そのため、非接触給電を行うために自動車を駐車する際には、地上側の送電コイルと車両側の受電コイルを、高効率で給電できる位置に合わせる必要がある。従来の技術では、駐車位置を最適な位置に合わせるために、受電コイルに生じる電圧値を指標としている。受電コイルに生じる電圧値は、給電効率によって異なるので、給電効率が高い場合の電圧値をコイル、キャパシタの特性値から算出し、受電コイルに生じる電圧の測定値が、算出された電圧値に近づくか、あるいは、算出された電圧値になると、操縦者に知らせたり、あるいは自動運転システムに指示を出したりすることで、車両を高効率で給電できる駐車位置に誘導することができる。
【０００４】
このような非接触充電装置の例として、例えば、特許文献１に示される非接触給電システムでは、非接触の給電を行うために車両１０が送電コイル２１に対して駐車するときに、受電コイル１２１で受電する目標受電電圧を算出し、駐車動作中に、受電コイル１２１で受電する受電電圧が目標受電電圧に近づくように車両１０を誘導する。受電側の車両を送電側の装置に対して受電効率上、良好な位置に誘導することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の非接触給電システムにおいては、高効率で給電が可能となる最適な駐車位置の指標となる受電コイルに生じる受電電圧を、送電コイル、受電コイルおよび共振コンデンサの特性値から算出する必要があり、また、この送電コイル、受電コイルおよび共振コンデンサの特性値を事前に別途、測定しておく必要があった。また、経年変化や温度による特性値の変化により、誤差が生じてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、送電コイルや受電コイル、共振コンデンサの特性値に依存すること無く、より簡易に最適な駐車位置に車両を誘導する非接触給電システム及び受電装置を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る非接触給電システムは、地上側に設置されるとともに電力を送電する送電コイルと、車両に搭載されるとともに送電コイルから送電された電力を非接触により受電する受電コイルと、受電された電力が給電される蓄電装置と、受電された電力を検出する受電電力検出手段と、を備え、送電する電力を一定の出力に設定し、受電された電力が最大値となる位置に車両を誘導する情報を提示し、当該位置において蓄電装置に給電を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る受電装置は、車両に搭載されるとともに外部に設置された送電装置から送電された電力を非接触により受電する受電コイルと、受電された電力を検出する受電電力検出手段と、を備え、送電する電力が一定の出力に設定され、受電された電力が最大値となる位置にて車両に搭載された蓄電装置に給電を行うように車両を誘導する情報を提示することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の非接触給電システム及び受電装置によれば、車両が非接触給電を行うために駐車位置に駐車しようとするときに、地上側の送電コイルから一定の出力で電力を送り、受電コイルの受電電力が最大値に近づくように車両を誘導することにより、給電効率が最大となる位置に車両を誘導することができ、高効率で蓄電装置に給電することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る非接触給電システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における受電電圧検出回路の回路構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における駐車動作時の非接触給電システムの状態を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る非接触給電システムにおける受電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る非接触給電システムにおける送電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係る非接触給電システムの他の実施態様（その１）の構成を示す図である。
【図７】実施の形態１の他の実施態様（その１）における受電電流検出回路の第１の例の回路構成を示す図である。
【図８】実施の形態１の他の実施態様（その１）における受電電流検出回路の第２の例の回路構成を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る非接触給電システムの他の実施態様（その２）の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１における最適駐車位置に対する車両の誘導表示画面例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る非接触給電システムの他の実施態様（その３）の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る非接触給電システムの構成を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る非接触給電システムにおける受電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２に係る非接触給電システムにおける送電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る非接触給電システムについて、図１から図１４を参照して説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る非接触給電システムの構成を示す図であり、図２は、非接触給電システムの受電電圧検出回路の回路構成を示す図である。図３は、駐車動作時の非接触給電システムの状態を示す図である。図４は、受電装置の誘導処理手順を示すフローチャートであり、図５は、送電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。また、図６は、最適駐車位置に対する誘導表示例を示す図である。
【００１４】
まず、図１および図２を用いて、実施の形態１に係る非接触給電システムの構成について説明する。非接触給電システムは、地上側の送電装置１と、車両側の受電装置２と、送電装置１を介して受電装置２に電力を供給する電源３と、受電装置２に供給された電力を蓄える蓄電装置４と、で構成されている。また、蓄電装置４には、モータ用インバータ１７が接続されており、蓄電池のエネルギがモータ用インバータ１７により変換され、モータジェネレータ１８を駆動させることによって、車両２１を駆動する。
【００１５】
送電装置１は、駐車場などの地上側に設置されており、また、系統電源や蓄電池などの電源３に接続され、電源３から電力が供給される。送電装置１は、電源３から供給された交流電力を直流電力に変換する整流回路５と、整流回路５から出力された直流電力を高周波電力に変換するインバータ６と、インバータ６に接続され、受電装置２との通信を行う通信機７と、インバータ６からの高周波電力を高周波磁界に変換して送出するために直列に接続された共振コンデンサ８および送電コイル９と、で構成されている。
【００１６】
受電装置２は、送電コイル９から送出された高周波磁界により形成された誘導電流から高周波電力を出力するために直列に接続された受電コイル１０および共振コンデンサ１１と、出力された高周波電力を直流電力に変換する整流回路１２と、整流回路１２から出力された直流電力を抵抗１３ａの両端にかかる受電電圧Ｖを検出する受電電圧検出回路１３と、受電電圧検出回路１３を介して直流電力の電圧を変換し、蓄電装置４に電力を供給する昇降圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）１４と、受電電圧検出回路１３にて検出された受電電圧Ｖを測定するとともに受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂの開閉動作を行う制御装置１５と、制御装置１５からの指令により送電装置１の通信機７との通信を行う通信機１６と、で構成されている。なお、ここでは、受電電力検出手段として、受電電圧を検出する受電電圧検出回路１３を用いた実施の形態について説明する。
【００１７】
次に、非接触給電システムの動作について説明する。
電源３から供給された電力は、電源３が系統電源のような交流である場合には、整流回路５で直流に整流され、平滑される。整流回路５は、例えば、ダイオードブリッジ、平滑用リアクトルおよび平滑用コンデンサで構成される。なお、整流回路５は平滑用リアクトルを用いずに構成される場合であってもよい。整流回路５で平滑された電力は、整流回路５の後段に接続されたインバータ６で高周波電力に変換される。インバータ６には、通信機７が接続されており、通信機７が通信機１６から受け取った信号により、所定の動作を行う。
【００１８】
通信機７が、通信機１６から車両２１が駐車動作を開始したことを知らせる信号を受け取ったとき、インバータ６からの電力を一定の出力で送出する。通信機７が、通信機１６から車両２１の駐車が完了したことを知らせる信号を受信したときは、蓄電装置４の蓄電池に通常の充電を開始する。インバータ６は、インバータ６からの出力電力を一定に保つことができるフィードバック制御機能を備えている。
【００１９】
この制御を行うために、インバータ６には、出力電流と出力電圧を測定することができる、例えば、マイコン等の装置が備えられており、常に出力電力を一定にすることができるよう、測定された出力電圧値と出力電流値に応じて、インバータ６のスイッチング素子のオン／オフ比を制御する機能を有している。
【００２０】
インバータ６の出力端には、共振コンデンサ８と送電コイル９が直列に接続され、インバータ６から送電コイル９に高周波電流が供給され、送電コイル９の周囲に高周波磁界が形成される。送電コイル９は、リッツ線などの導線を渦巻状やソレノイド状に巻回して形成してものを使用することができる。また、送電コイル９には、受電コイル１０との結合係数を向上させるために、フェライトコアを挿入してもよいが、フェライトコアを用いない送電コイル９であってもよい。
【００２１】
受電装置２では、送電コイル９が作る高周波磁界によって、受電コイル１０に誘導電流が生じ、受電コイル１０と並列に接続された共振コンデンサ１１とで構成された回路により、送電装置１から受電された高周波電力は、整流回路１２により直流電力に変換される。ここで、受電コイル１０も送電コイル９と同様、リッツ線などの導線で形成されたコイルであり、送電コイル９との結合係数を向上させるために、フェライトコアを挿入してもよいが、フェライトコアを用いない送電コイル９であってもよい。また、整流回路１２はダイオードブリッジと平滑用リアクトル、平滑用コンデンサで構成される。なお、整流回路１２は平滑用リアクトルを用いずに構成してもよい。
【００２２】
整流回路１２の後段には受電電圧検出回路１３が接続されており、図２に示すように、受電電圧検出回路１３は、直列に接続された抵抗１３ａとスイッチ１３ｂとで構成されている。このスイッチ１３ｂは、ＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子等で構成される。また、このスイッチ１３ｂの開閉操作は、制御装置１５において行われる。
【００２３】
非接触給電システムが車両２１の駐車動作時には、制御装置１５からの指令により受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂは導通状態にされ、非接触給電システムが蓄電池充電動作時には、制御装置１５からの指令により受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂは遮断状態にされる。また、車両２１の駐車動作時には、制御装置１５によって受電電圧検出回路１３の抵抗１３ａの両端にかかる受電電圧Ｖが測定される。通信機１６は、制御装置１５に接続されており、通信機７との通信を行う。
【００２４】
通信機１６は、車両２１の駐車動作の開始時には、駐車動作が開始されたことを知らせる信号を通信機７に送信する。また、通信機１６は、車両２１の駐車が完了したときは、駐車が完了したことを知らせる信号を通信機７に送信する。
【００２５】
受電電圧検出回路１３の後段には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が接続されている。非接触給電システムが蓄電池充電動作時には、整流回路１２で平滑された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４により適切な電圧に変換されたあと、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の後段に接続された蓄電装置４に電力が供給される。この蓄電装置４としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などが用いられる。また、駐車動作時には、蓄電装置４の蓄電池に充電が行われず、蓄電装置４は車両２１を駆動するためのモータ用インバータ１７に接続され、モータに電力に供給するため、非接触給電システムは、図３に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と蓄電装置４とが切り離された状態となる。
【００２６】
続いて、本実施の形態における非接触給電システムの処理手順について、図４、図５のフローチャートを参照して説明する。図４は、受電装置２の誘導処理手順を示すフローチャートであり、図５は、送電装置１の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【００２７】
最初に、車両２１の制御装置１５で駐車動作が開始されたか否かの判定を行う（ステップＳ１０）。車両２１の駐車動作が開始されている場合には、ステップＳ１２に移行し、制御装置１５が通信機１６を介して地上の通信機７に駐車動作が開始されたことを知らせる駐車開始信号を送信する。駐車動作が行われていない場合には、駐車動作が開始されるまで、ステップＳ１０で駐車動作開始の判定を継続する。
【００２８】
通信機７は、通信機１６から駐車開始信号を受信したか否かの判定を行う（ステップＳ３０）。駐車開始信号が受信された場合には、車両２１を最適駐車位置に誘導するために、インバータ６からの電力が一定の出力となるように制御を行い、一定の出力での送電を開始する（ステップＳ３２）。駐車開始信号が受信されていない場合には、駐車開始信号が受信されまで、ステップＳ３０で駐車開始信号の受信の判定を継続する。この際の電力は、蓄電装置４を充電する場合の電力よりも小さな電力で送電を行う。それによって、駐車動作中の無駄な電力消費が抑制され、受電装置２および送電装置１の回路やコイルの発熱、破壊を防止でき、また漏れ磁束を抑制することができる。
【００２９】
通信機１６が駐車開始信号を通信機７に送信後、制御装置１５により受電装置２の受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオンにする（ステップＳ１４）。ここでは、まだ駐車動作を行っているので、図３に示すように、ＤＣ／ＤＣ１４と蓄電装置４は、切り離された状態である。受電装置２の受電コイル１０は、送電コイル９と磁界結合しており、非接触で、送電装置１から、電力の供給を受ける。送電された電力は、整流回路１２を介して受電電圧検出回路１３にて受電電圧Ｖの測定を行う（ステップＳ１６）。送電装置１のインバータ６により、送電コイル９と受電コイル１０の位置関係に関わらず、常に、インバータ６からの出力電力は一定に保たれているので、車両２１が移動し、送電コイル９に対して、受電コイル１０が接近すると、給電効率ηが向上し、受電電圧検出回路１３で測定される受電電圧Ｖは、給電効率ηの向上とともに大きくなり、給電効率ηが最大になったときに、受電電力Ｐｏｕｔも最大となる。
【００３０】
ここで、受電電圧検出回路１３にて測定される受電コイル１０での受電電力をＰｏｕｔ、給電効率をη、送電装置１の送電コイル９からの送電電力をＰｉｎとすると、
Ｐｏｕｔ＝η×Ｐｉｎ                            （１）
で表される。また、この受電電力をＰｏｕｔは、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧をＶ、負荷抵抗１３ａをＲとすると（図２）、
Ｐｏｕｔ＝Ｖ２／Ｒ                              （２）
となる。（２）式より、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖが最大であるときに、受電電力Ｐｏｕｔが最大となる。したがって、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖをモニタしながら駐車動作を行い、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖが最大になるところで、ドライバーにその情報を提供することで、車両２１を給電効率ηが最大になる場所に誘導することができる。この方法では、受電電圧Ｖをモニタするだけで、給電効率ηがわかるため、車両２１の位置検出が容易であり、また、追加部品が少なくて済み低コストで実現することができることから、電圧検出および最適駐車位置への誘導の演算処理を少なくすることができる。
【００３１】
また、図６の他の実施態様（その１）の構成に示すように、受電電力検出手段として、受電電圧検出回路１３ではなく、受電電流検出回路２３を用いてもよく、図７の受電電流検出回路２３の第１の回路構成例に示すように、この受電電力をＰｏｕｔは、受電電流検出回路２３のシャント抵抗２３ｃに流れる電流をＩ、負荷抵抗２３ａをＲとすると、
Ｐｏｕｔ＝Ｉ２Ｒ                                （３）
となる。（３）式より、受電電流検出回路２３に流れる電流Ｉが最大であるときに、受電電力Ｐｏｕｔが最大となる。したがって、受電電流検出回路２３に流れる電流Ｉをモニタしながら駐車動作を行い、受電電流検出回路２３に流れる電流Ｉが最大になるところで、ドライバーにその情報を提供することで、電圧検出の場合と同様、車両２１を給電効率ηが最大になる場所に誘導することができる。ここで、図８の受電電流検出回路２３の第２の回路構成例に示すように、電流検出にシャント抵抗２３ｃの替わりにカレントトランス
２３ｄを用いてもよい。
【００３２】
また、図９の他の実施態様（その２）の構成に示すように、受電電力検出手段として、受電電圧検出回路１３ではなく、受電電圧の検出と受電電流の検出の両方を備えた受電電力検出回路３３を用いてもよく、受電電力Ｐｏｕｔをモニタしながら駐車動作を行い、受電電力Ｐｏｕｔが最大になるところで、ドライバーにその情報を提供することで、車両２１を給電効率ηが最大になる場所に誘導することができる。
【００３３】
ステップＳ１６で、受電電圧検出回路１３にて受電電圧Ｖの測定を行った結果を制御装置１５により、カーナビゲーションシステムなどの情報表示が可能な表示装置２０に、現在の車両位置情報を表示させる（ステップＳ１８）。例えば、表示装置２０に、車両２１が最適駐車位置に近づいていることの状況を示す図１０（ａ）の表示Ａを表示し、ドライバーに車両を誘導する情報を提供する。さらに、ステップＳ２０において、制御装置１５は、受電電圧検出回路１３で測定された受電電圧Ｖが減少したか否かの判定を行う。送電コイル９と受電コイル１０の相対位置が接近し、給電効率ηが増加するに従って、受電電圧検出回路１３の受電電圧Ｖが増加する。受電電圧Ｖが増加しなくなった位置、減少に転じた位置を最適駐車位置としている。受電電圧検出回路１３の受電電圧Ｖが増加中の場合は、ステップＳ１６に戻り、受電電圧検出回路１３で受電電圧Ｖの測定を継続し、表示装置２０に現在の状況を表示して、ドライバーに車両操作を誘導する情報を提供する。
【００３４】
ステップＳ２０において、受電電圧検出回路１３で測定された受電電圧Ｖが、増加から減少に転じたと判定された場合には、ステップＳ２２において、車両２１が最適駐車位置に来たと判断し、制御装置１５により、表示装置２０に、車両２１が最適駐車位置にあることの状況を示す図１０（ｂ）の表示Ｂを表示し、ドライバーにその情報を提供する。
【００３５】
さらに、ステップＳ２４において、車両２１が最適駐車位置にあると表示装置２０に表示された情報に基づきドライバーが車両２１を停止させ、駐車が完了すると、制御装置１５は受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオフにし、通信機１６を介して通信機７に駐車が完了したとの情報を送信する。受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオフにさせることにより、蓄電装置４に充電する際に受電電圧検出回路１３で無駄な電力を消費することが無くなる。
【００３６】
ステップＳ３４では、通信機７が通信機１６から駐車が完了したとの情報を受信したかどうかの判定を行い、ステップＳ２４から駐車完了の情報を受信した場合には、ステップＳ３６に移り、送電装置１は、インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電を終了させる。駐車完了の情報を受信していない場合には、ステップＳ３４に戻り、インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電を継続する。
【００３７】
インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電が終了すると、ステップＳ３８とステップＳ２６に移り、送電装置１は、給電用電力の送電動作を開始し（ステップＳ３８）、受電装置２は、蓄電装置４の蓄電池の充電動作を開始する（ステップＳ２６）。ここで、蓄電池の充電動作に移行する際には、非接触給電システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と蓄電装置４が受電電圧検出回路１３を介して整流回路１２と回路的に接続された状態となる。
【００３８】
従来の特許文献１では、送電装置の送電コイルと共振コンデンサの特性値を、受電装置に送信し、受電装置の受電コイルと共振コンデンサの特性値から、給電効率が最大となるときの受電装置での受電電圧値を算出し、その電圧値を指標として、車両を誘導する。この方法では、各素子の特性値を予め測定記憶しておく必要があり、また、使用状態や使用状況による特性値の変化に対応することができない。
【００３９】
これに対して、本発明では、非接触給電で蓄電装置４に充電を行うために車両２１が駐車動作を行う際、送電装置１が、常に送電コイル９からの送電電力が一定となるように制御し、受電コイル１０の受電電圧Ｖを受電電圧検出回路１３においてモニタし、受電電圧Ｖが最大となるように車両２１を誘導する。したがって、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖが最大となるとき、給電効率ηは最大となるので、本発明の制御機構を有していれば、車種の違いによる受電コイル１０の位置の違い、送電コイル９、受電コイル１０、共振コンデンサ８、共振コンデンサ１１の特性値の違いに依らず、また、それらの情報を、送電装置１から受電装置２に送信することなしに、車両２１を、給電効率ηの最大点となる位置に誘導することができる汎用性の高い非接触給電システムを得ることができる。
【００４０】
なお、図１１の他の実施態様（その３）の構成に示すように、受電電圧検出回路１３は、整流回路１２の前段にある構成であってもよい。また、受電電流検出回路２３、受電電力検出回路３３を用いる場合であっても、これらが、整流回路１２の前段にある構成でも、後段にある構成でもどちらであってもよい。
【００４１】
このように、実施の形態１に係る非接触給電システムによれば、車両が非接触給電を行うために駐車位置に駐車しようとするときに、地上側の送電コイルからの電力を一定の出力に設定し、受電コイルの受電電力が最大値に近づくように車両を誘導することにより、給電効率が最大となる位置に車両を誘導することができ、高効率で蓄電装置に給電することができるという効果がある。
【００４２】
実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る非接触給電システムの構成を示す図である。図１３は、受電装置の誘導処理手順を示すフローチャートであり、図１４は、送電装置の誘導処理手順を示すフローチャートである。図１に示す実施の形態１に係る非接触給電システムと図１２に示す実施の形態２に係る非接触給電システムとの相違点は、実施の形態１では、給電効率が最大となる最適駐車位置についての情報をカーナビゲーションシステムなどのディスプレイに表示することによって、ドライバーに車両２１が最適駐車位置に駐車できるよう誘導するのに対して、実施の形態２では、自動運転制御装置１９を備え、最適駐車位置についての情報を自動運転制御装置１９に送り、自動運転システムによって、車両２１を制御し、最適駐車位置に駐車させるものである。
【００４３】
まず、図１２を用いて、実施の形態２に係る非接触給電システムの構成について説明する。実施の形態２の非接触給電システムでは、モータ用インバータ１７に自動運転制御装置１９が接続されている点を除き、図１の実施の形態１と同様であるので、他の構成要素についての説明を省略する。モータ用インバータ１７は、自動運転制御装置１９により制御され、モータジェネレータ１８を駆動させることによって、車両２１を運転制御する。制御装置１５は、自動運転制御装置１９に、最適駐車位置であるかどうかの情報を送信する。
【００４４】
続いて、本実施の形態における非接触給電システムの処理手順について、図１３、図１４のフローチャートを参照して説明する。図１３は、受電装置２の誘導処理手順を示すフローチャートであり、図１４は、送電装置１の誘導処理手順を示すフローチャートである。
【００４５】
最初に、車両２１の制御装置１５で駐車動作が開始されたか否かの判定を行う（ステップＳ４０）。車両２１の駐車動作が開始されている場合には、ステップＳ４２に移行し、制御装置１５が通信機１６を介して地上の通信機７に駐車動作が開始されたことを知らせる駐車開始信号を送信する。駐車動作が行われていない場合には、駐車動作が開始されるまで、ステップＳ４０で駐車動作開始の判定を継続する。
【００４６】
通信機７は、通信機１６から駐車開始信号を受信したか否かの判定を行う（ステップＳ６０）。駐車開始信号が受信された場合には、車両２１を最適駐車位置に誘導するために、インバータ６からの電力が一定の出力となるように制御を行い、一定の出力での送電を開始する（ステップＳ６２）。駐車開始信号が受信されていない場合には、駐車開始信号が受信されまで、ステップＳ６０で駐車開始信号の受信の判定を継続する。この際の電力は、蓄電装置４を充電する場合の電力よりも小さな電力で送電を行う。それによって、駐車動作中の無駄な電力消費が抑制され、受電装置２および送電装置１の回路やコイルの発熱、破壊を防止でき、また漏れ磁束を抑制することができる。
【００４７】
通信機１６が駐車開始信号を通信機７に送信後、制御装置１５により受電装置２の受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオンにする（ステップＳ４４）。ここでは、まだ駐車動作を行っているので、図３に示すように、ＤＣ／ＤＣ１４と蓄電装置４は、切り離された状態である。受電装置２の受電コイル１０は、送電コイル９と磁界結合しており、非接触で、送電装置１から、電力の供給を受ける。送電された電力は、整流回路１２を介して受電電圧検出回路１３にて受電電圧Ｖの測定を行う（ステップＳ４６）。送電装置１のインバータ６により、送電コイル９と受電コイル１０の位置関係に関わらず、常に、インバータ６からの出力電力は一定に保たれているので、車両２１が移動し、送電コイル９に対して、受電コイル１０が接近すると、給電効率ηが向上し、受電電圧検出回路１３で測定される受電電圧Ｖは、給電効率ηの向上とともに大きくなり、給電効率ηが最大になったときに、受電電力Ｐｏｕｔも最大となる。
【００４８】
したがって、制御装置１５が受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖをモニタしながら駐車動作を行い、受電電圧検出回路１３にかかる受電電圧Ｖが最大になったところで、自動運転制御装置１９が駐車動作を完了することで、車両２１を給電効率ηが最大になる場所に誘導することができる。
【００４９】
ステップＳ４６で、受電電圧検出回路１３にて受電電圧Ｖの測定を行った結果を制御装置１５が、自動運転制御装置１９に車両２１が最適駐車位置に接近中であることを送信する（ステップＳ４８）。さらに、ステップＳ５０において、制御装置１５は、受電電圧検出回路１３で測定された受電電圧Ｖが減少したか否かの判定を行う。送電コイル９と受電コイル１０の相対位置が接近し、給電効率ηが増加するに従って、受電電圧検出回路１３の受電電圧Ｖが増加する。受電電圧Ｖが増加しなくなった位置、減少に転じた位置を最適駐車位置としている。受電電圧検出回路１３の受電電圧Ｖが増加中の場合は、ステップＳ４６に戻り、受電電圧検出回路１３で受電電圧Ｖの測定を継続し、表示装置２０に現在の状況を表示する。
【００５０】
ステップＳ５０において、受電電圧検出回路１３で測定された受電電圧Ｖが、増加から減少に転じたと判定された場合には、車両２１が最適駐車位置に来たと判断し、ステップＳ５２において、制御装置１５から自動運転制御装置１９に車両２１が最適駐車位置にある信号を送信するともに、表示装置２０に車両２１の位置情報を表示し、ドライバーにもその情報を提供する。
【００５１】
さらに、ステップＳ５２において、自動運転制御装置１９が、制御装置１５から車両２１が最適駐車位置にあるという信号を受信すると、車両２１を停止させる。駐車が完了すると、制御装置１５は、受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオフにし、通信機１６を介して通信機７に駐車が完了したとの情報を送信する。受電電圧検出回路１３のスイッチ１３ｂをオフにさせることにより、蓄電装置４に充電する際に受電電圧検出回路１３で
無駄な電力を消費することが無くなる。
【００５２】
ステップＳ６４では、通信機７が通信機１６から駐車が完了したとの情報を受信したかどうかの判定を行い、ステップＳ５２から駐車完了の情報を受信した場合には、ステップＳ６６に移り、送電装置１は、インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電を終了させる。駐車完了の情報を受信していない場合には、ステップＳ６４に戻り、インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電を継続する。
【００５３】
インバータ６からの位置誘導用の一定電力の送電が終了すると、ステップＳ６８とステップＳ５４に移り、送電装置１は、給電用電力の送電動作を開始し（ステップＳ６８）、受電装置２は、蓄電装置４の蓄電池の充電動作を開始する（ステップＳ５４）。ここで、蓄電池の充電動作に移行する際には、非接触給電システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４と蓄電装置４が受電電圧検出回路１３を介して整流回路１２と回路的に接続された状態となる。
【００５４】
このように、実施の形態２に係る非接触給電システムによれば、車両が非接触給電を行うために駐車位置に駐車しようとするときに、地上側の送電コイルからの電力を一定の出力に設定し、受電コイルの受電電力が最大値に近づくように自動運転制御装置により車両を誘導することにより、給電効率が最大となる位置に車両を誘導することができ、高効率で蓄電装置に給電することができるという効果がある。
【００５５】
なお、本実施の形態では、送電装置を地上面に設置する例について説明したが、壁面等に設置してもよく、駐車場等の駐車領域において地上面や壁面等、設置可能な場所に設置し、これに対向させて車両側の受電装置も設置すればよく、これに限定されるものではない。
【００５６】
また、本実施の形態では、地上側に設置された送電装置から車両側に設置された受電装置に電力を送る場合について説明したが、地上面に受電装置、車両側に送電装置を設けることにより、車両の蓄電装置から地上側に電力を送ることも可能である。
【００５７】
また、本実施の形態では、非接触による給電方法として、二つのコイル間に発生する誘導電流から高周波電力による給電を利用する方式について説明したが、例えば、電磁界の共鳴現象を利用した電磁界共鳴方式、マイクロ波を使った無線電力伝送方式を利用してもよい。
【００５８】
また、本発明の非接触給電システム及び受電装置において、対象となる車両としては、外部の給電施設からの充電により供給される電力によって走行することが可能な動力源がモータのみの電気自動車であってもよいし、内燃機関とモータを併用するハイブリッド車両であってもよい。さらには、車両は、直流を電源とする燃料電池を搭載した燃料電池車であってもよい。
【００５９】
また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【００６０】
また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００６１】
１  送電装置、２  受電装置、３  電源、４  蓄電装置、５，１２  整流回路、６  インバータ、７，１６  通信機、９  送電コイル、１０  受電コイル、１３  受電電圧検出回路、１４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５  制御装置、１７  モータ用インバータ、１８  モータジェネレータ、１９  自動運転制御装置、２０  表示装置、２１  車両、２３  受電電流検出回路、３３  受電電力検出回路。
【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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