(57)【要約】【課題】ノイズの影響を抑制することができる制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体を提供する。【解決手段】一実施形態に係る制御装置は、メイン制御装置と、サブ制御装置と、を備える。メイン制御装置は、無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成する。サブ制御装置は、メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成し、パルス信号を電力回路に入力する。メイン制御装置とサブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である。
2017029736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成するメイン制御装置と、
前記メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、前記制御信号に応じたパルス信号を生成し、前記パルス信号を前記電力回路に入力するサブ制御装置と、
を備え、
前記メイン制御装置と前記サブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である制御装置。
【請求項２】
前記パルス信号は、ＰＷＭ信号である
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記サブ制御装置は、前記制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部を備える
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記サブ制御装置と前記メイン制御装置との間の通信に異常が発生した場合、前記通信を停止する
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記メイン制御装置は、センサから入力されたセンシング結果に基づいて、前記制御信号を生成する
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記メイン制御装置は、無線電力伝送の状態を出力装置により出力させる
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記サブ制御装置は、前記電力回路の動作を停止させる停止部を備える
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記停止部は、前記メイン制御装置と第２通信ケーブルにより接続され、前記メイン制御装置から停止信号を入力されると、前記電力回路の動作を停止させる
請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記停止部は、前記電力回路の電流値及び電圧値の少なくとも一方が異常値の場合、前記電力回路の動作を停止させる
請求項７又は請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記サブ制御装置を複数備える
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記コイルと、
前記電力回路と、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備える無線電力伝送装置。
【請求項１２】
前記サブ制御装置は、前記電力回路の近傍に設置され、
前記メイン制御装置は、前記サブ制御装置より、前記電力回路から離れた位置に設置される
請求項１１に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１３】
前記電力回路は、電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する検出部を備える
請求項１１又は請求項１２に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１４】
前記コイルは、送電コイルであり、
前記電力回路は、送電回路である
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１５】
前記コイルは、受電コイルであり、
前記電力回路は、受電回路である
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置を備える移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線電力伝送装置は、無線電力伝送用のコイルと、コイルに接続された電力回路と、電力回路を制御する制御装置と、を備える。このような無線電力伝送装置では、コイルからの磁界や、電力回路が備えるスイッチング素子からの高調波雑音の影響で、制御装置からの制御信号が歪み、電力回路が誤動作することがある。【０００３】
従来、制御信号の歪みを抑制する方法として、スイッチング波形を調整することにより、スイッチング素子の高調波雑音を抑制する、という方法が提案されている。しかしながら、上記従来の方法では、コイルからの磁界の影響を抑制することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６６０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ノイズの影響を抑制することができる制御装置、無線電力伝送装置、及び移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る制御装置は、メイン制御装置と、サブ制御装置と、を備える。メイン制御装置は、無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成する。サブ制御装置は、メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成し、パルス信号を電力回路に入力する。メイン制御装置とサブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る無線電力伝送システムの一例を示す図。
【図２】第１実施形態に係る送電装置の具体例を示す図。
【図３】第１実施形態に係る受電装置の具体例を示す図。
【図４】第２実施形態に係る送電装置の一例を示す図。
【図５】第２実施形態に係る送電装置の他の例を示す図。
【図６】第２実施形態に係る送電装置の他の例を示す図。
【図７】第２実施形態に係る送電装置の他の例を示す図。
【図８】第３実施形態に係る受電装置の一例を示す図。
【図９】第３実施形態に係る受電装置の他の例を示す図。
【図１０】第３実施形態に係る受電装置の他の例を示す図。
【図１１】第３実施形態に係る受電装置の他の例を示す図。
【図１２】第４実施形態に係る無線電力伝送装置の一例を示す図。
【図１３】第４実施形態に係る無線電力伝送装置の他の例を示す図。
【図１４】第４実施形態に係る無線電力伝送装置の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る無線電力伝送システム（以下、単に「システム」という）について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態に係るシステムは、移動体が備える電池を無線で充電するために利用することができる。移動体は、例えば、電気自動車、電車、路面電車、船、潜水艦、エレベータ、ロボット、モバイル機器であるが、これに限られない。電気自動車には、乗用車、バス、トラックなどが含まれる。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るシステムの一例を示す図である。図１に示すように、このシステムは、送電装置１と、受電装置２と、を備える。図１の例では、電気自動車の充電のために利用されるシステムが示されている。
【００１１】
送電装置１は、受電装置２に無線で電力を送電する無線電力伝送装置である。図１に示すように、送電装置１は、送電コイル１１と、送電回路１２と、制御装置１３と、無線機１４と、を備える。
【００１２】
送電コイル１１は、送電回路１２に接続された無線電力伝送用のコイルである。送電コイル１１は、送電回路１２から交流電力を供給され、供給された交流電力に応じた交流磁界を発生させる。送電コイル１１が発生させた交流磁界を介して、受電装置２に電力が送電される。送電コイル１１は、ソレノイドコイルであってもよいし、平面コイルであってもよい。
【００１３】
送電回路１２は、送電コイル１１、制御装置１３、及び電源４に接続された電力回路である。送電回路１２は、電源４から電力を供給され、供給された電力を所定の交流電力に変換し、変換した交流電力を送電コイル１１に供給する。送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子は、制御装置１３により制御される。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。
【００１４】
なお、電源４は、例えば、商用電源であるが、これに限られない。電源４が供給する電力は、交流電力であってもよいし、直流電力であってもよい。以下では、電源４が供給する電力は、交流電力であるものとする。
【００１５】
制御装置１３は、送電回路１２及び無線機１４に接続される。制御装置１３は、無線機１４を介して受電装置２から情報を受信し、受信した情報に基づいて、送電回路１２を制御する。制御装置１３について、詳しくは後述する。
【００１６】
無線機１４は、無線信号を送受信するアンテナを備え、外部装置と無線で通信する。図１の例では、無線機１４は、受電装置２と無線で通信し、受電装置２や電気自動車３の情報を受信したり、送電装置１の情報を送信したりする。無線機１４は、受信した情報を、制御装置１３に入力する。
【００１７】
受電装置２は、送電装置１から無線で電力を受電する無線電力伝送装置である。図１の例では、受電装置２は、電気自動車３に搭載されている。図１に示すように、電気自動車３は、電池３１と、ＢＭＵ３２と、ＥＣＵ３３と、ユーザインターフェース３４と、受電装置２と、を備える。
【００１８】
電池３１は、受電装置２及びＢＭＵ３２に接続された蓄電池である。電池３１は、受電装置２から供給される直流電力により充電される。電池３１は、例えば、リチウム電池、水素電池、燃料電池などであるが、これに限られない。
【００１９】
ＢＭＵ（Battery Management Unit）３２は、電池３１及びＥＣＵ３３に接続され、電池３１を管理する。ＢＭＵ３２は、例えば、マイコンにより構成される。ＢＭＵ３２は、電池３１の情報（以下、「電池情報」という）を取得し、取得した電池情報をＥＣＵ３３に入力する。電池情報には、例えば、電池３１の動作状態（充電中又は放電中）、ＳＯＣ（State Of Charge）、ＳＯＨ（State Of Health）、電池電圧、電池電流、及びエラー情報などが含まれる。
【００２０】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３３は、ＢＭＵ３２、ユーザインターフェース３４、及び受電装置２に接続され、電気自動車３の制御や、充電管理および充電制御をする。ＥＣＵ３３は、例えば、マイコンにより構成される。
【００２１】
ＥＣＵ３３は、アクセルやブレーキからの入力に応じて、電気自動車３のモーターの駆動を制御する。また、ＥＣＵ３３は、電気自動車３からモーターの駆動情報を取得する。さらに、ＥＣＵ３３は、ＢＭＵ３２から電池情報を取得し、取得した電池情報や充電制御指令を受電装置２に入力する。またさらに、ＥＣＵ３３は、電池情報や電気自動車３のモーターの駆動情報などをユーザインターフェース３４に入力する。なお、ＥＣＵ３３は、ユーザインターフェース３４から入力された命令に応じて、電気自動車３の充電を制御してもよいし、電気自動車３の駆動系に接続され、駆動系から電気自動車３の駆動情報を取得し、取得した駆動情報を受電装置２に入力してもよい。
【００２２】
ユーザインターフェース３４は、ＥＣＵ３３及び受電装置２に接続される。ユーザインターフェース３４は、例えば、ディスプレイ、タッチパネル、及び釦などにより構成される。電気自動車３のユーザは、ユーザインターフェース３４を操作することにより、ＥＣＵや受電装置２に命令を入力することができる。例えば、ユーザは、ユーザインターフェース３４を操作することにより、無線電力伝送を開始又は終了させたり、電池情報を表示させたりすることができる。
【００２３】
受電装置２は、受電コイル２１と、受電回路２２と、制御装置２３と、無線機２４と、を備える。
【００２４】
受電コイル２１は、受電回路２２に接続された無線電力伝送用のコイルである。受電コイル２１は、送電コイル１１が発生させた交流磁界に応じた交流電力を発生させ、発生させた交流電力を受電回路２２に供給する。受電コイル２１は、ソレノイドコイルであってもよいし、平面コイルであってもよい。
【００２５】
受電回路２２は、受電コイル２１、制御装置２３、及び電池３１に接続された電力回路である。受電回路２２は、受電コイル２１から交流電力を供給され、供給された交流電力を所定の直流電力に変換し、変換した直流電力を電池３１に供給する。これにより、電池３１が充電される。受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子は、制御装置２３により制御される。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００２６】
制御装置２３は、受電回路２２、無線機２４、ＥＣＵ３３、及びユーザインターフェース３４に接続される。制御装置２３は、ＥＣＵ３３から入力された情報を、無線機２４を介して送電装置１に送信する。また、制御回路２３は、ユーザインターフェース３４から入力された命令に応じて、無線電力伝送の開始や終了を行なう。制御装置２３について、詳しくは後述する。
【００２７】
無線機２４は、無線信号を送受信するアンテナを備え、外部装置と無線で通信する。図１の例では、無線機２４は、送電装置１の無線機１４と無線で通信し、受電装置２や電気自動車３の情報を送信したり、送電装置１の情報を受信したりする。なお、受電装置２は、無線機２４を備えない構成も可能である。この場合、無線機２４の代わりに、電気自動車３が備える無線機を使用すればよい。
【００２８】
ここで、制御装置１３について、詳細に説明する。制御装置１３は、メイン制御装置１５と、サブ制御装置１６と、を備える。メイン制御装置１５とサブ制御装置１６とは、通信ケーブル１７（第１通信ケーブル）により有線で接続されており、所定の通信方式で信号をやりとりする。
【００２９】
本実施形態では、メイン制御装置１５と、サブ制御装置１６と、の間の通信方式として、高い雑音耐性を有する通信方式が使用させる。このような通信方式には、デジタル差動通信及び光通信が含まれる。
【００３０】
通信方式がデジタル差動通信である場合、通信ケーブル１７として、例えば、ツイストペアケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、デジタル差動信号がやりとりされる。デジタル差動信号とは、位相が反転した２つのデジタル信号の組のことである。
【００３１】
また、通信方式が光通信である場合、通信ケーブル１７として、例えば、光ケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、光信号がやりとりされる。
【００３２】
以下では、通信方式は、デジタル差動通信であり、メイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間では、デジタル差動信号がやりとりされるものとする。
【００３３】
メイン制御装置１５は、無線機１４を介して受信した情報に基づいて、送電回路１２を制御するための制御信号を生成する。この制御信号は、送電回路１２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータにより実現する電圧値や電流値を指定する信号である。メイン制御装置１５は、生成した制御信号を、デジタル差動信号として出力する。出力された制御信号は、通信ケーブル１７を介してサブ制御装置１６に入力される。メイン制御装置１５は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成される。
【００３４】
本実施形態において、メイン制御装置１５は、送電コイル１１及び送電回路１２から離れた位置に設置されるのが好ましい。具体的には、メイン制御装置１５は、サブ制御装置１６より、送電コイル１１及び送電回路１２から離れた位置に設置されるのが好ましい。これにより、メイン制御装置１５に対する、送電コイル１１からの磁界や送電回路１２からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制することができる。
【００３５】
サブ制御装置１６は、メイン制御装置１５から通信ケーブル１７を介して入力された制御信号に応じたパルス信号を生成する。このパルス信号は、送電回路１２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング回路の開閉を制御する信号である。より詳細には、パルス信号は、スイッチング素子のオン及びオフに対応する２値の信号である。サブ制御装置１６は、生成したパルス信号を、送電回路１２に入力する。スイッチング素子は、入力されたパルス信号の値に応じて開閉する。サブ制御装置１６は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ、ＣＰＵなどにより構成される。
【００３６】
パルス信号は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）信号、ＰＤＭ（Pulse Density Modulation）信号、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）信号、ＰＣＭ（Pulse Code Modulation）信号、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）信号などであるが、これに限られない。
【００３７】
本実施形態において、サブ制御装置１６は、送電回路１２の近傍に設置されるのが好ましい。これにより、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路が短くなり、パルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る送電装置１の具体例を示す図である。図２は、電気自動車３に送電するために、駐車場などに設置された送電装置１を示している。
【００３９】
図２の例では、送電回路１２、制御装置１３（メイン制御装置１５、サブ制御装置１６、及び通信ケーブル１７）、及び無線機１４は、筐体１８内に設置されている。
【００４０】
さらに、筐体１８内において、サブ制御装置１６は、送電回路１２の近傍に設置され、メイン制御装置１５は、サブ制御装置１６より、送電回路１２から離れた位置に設置されている。
【００４１】
このような構成により、メイン制御装置１５と、送電コイル１１及び送電回路１２とが離れるため、メイン制御装置１５に対するノイズの影響を抑制できる。また、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路が短くなるため、パルス信号に対するノイズの影響を抑制できる。
【００４２】
なお、図２の例では、送電コイル１１は、地中に設置されているが、地上に設置されてもよい。また、送電回路１２、メイン制御装置１５、サブ制御装置１６、及び無線機１４は、それぞれ異なる筐体に設置されてもよい。
【００４３】
さらに、送電コイル１１と送電回路１２との間の経路を短くするために、送電回路１２を地中に設置してもよい。これにより、送電コイル１１への送電効率を向上したり、送電回路１２からのスイッチング高調波の影響をさらに抑制したりすることができる。この場合、送電回路１２とサブ制御装置１６との間の信号経路が短くなるように、サブ制御装置１６を送電回路１２とともに地中に設置してもよい。
【００４４】
次に、制御装置２３について、詳細に説明する。制御装置２３は、制御装置１３と同様の構成を有する。すなわち、制御装置２３は、メイン制御装置２５と、サブ制御装置２６と、を備える。メイン制御装置２５とサブ制御装置１６とは、通信ケーブル２７（第１通信ケーブル）により有線で接続されており、所定の通信方式で信号をやりとりする。
【００４５】
本実施形態では、メイン制御装置２５と、サブ制御装置２６と、の間の通信方式として、高い雑音耐性を有する通信方式が使用される。このような通信方式には、デジタル差動通信及び光通信が含まれる。
【００４６】
通信方式がデジタル差動通信である場合、通信ケーブル２７として、例えば、ツイストペアケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、デジタル差動信号がやりとりされる。
【００４７】
また、通信方式が光通信である場合、通信ケーブル２７として、例えば、光ケーブルが用いられる。そして、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、光信号がやりとりされる。
【００４８】
以下では、通信方式は、デジタル差動通信であり、メイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間では、デジタル差動信号がやりとりされるものとする。
【００４９】
メイン制御装置２５は、無線機２４を介して受信した情報や、ＥＣＵ３３及びユーザインターフェース３４から入力された情報に基づいて、受電回路２２を制御するための制御信号を生成する。この制御信号は、受電回路２２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータにより実現する電圧値や電流値を指定する信号である。メイン制御装置２５は、生成した制御信号を、デジタル差動信号として出力する。出力された制御信号は、通信ケーブル２７を介してサブ制御装置２６に入力される。メイン制御装置２５は、例えば、マイコン、ＦＰＧＡ、ＣＰＵなどにより構成される。
【００５０】
本実施形態において、メイン制御装置２５は、受電コイル２１及び受電回路２２から離れた位置に設置されるのが好ましい。具体的には、メイン制御装置２５は、サブ制御装置２６より、受電コイル２１及び送電回路２２から離れた位置に設置されるのが好ましい。これにより、メイン制御装置２５に対する、受電コイル２１からの磁界や受電回路２２からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制することができる。
【００５１】
サブ制御装置２６は、メイン制御装置２５から通信ケーブル２７を介して入力された制御信号に応じたパルス信号を生成する。このパルス信号は、受電回路２２を構成するＡＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング回路の開閉を制御する信号である。より詳細には、パルス信号は、スイッチング素子のオン及びオフに対応する２値の信号である。サブ制御装置２６は、生成したパルス信号を、受電回路２２に入力する。スイッチング素子は、入力されたパルス信号の値に応じて開閉する。サブ制御装置２６は、例えば、マイコンにより構成される。
【００５２】
パルス信号は、例えば、ＰＷＭ信号、ＰＡＭ信号、ＰＤＭ信号、ＰＰＭ信号、ＰＣＭ信号、ＰＦＭ信号などであるが、これに限られない。
【００５３】
本実施形態において、サブ制御回路２６は、受電回路２２の近傍に設置されるのが好ましい。これにより、サブ制御装置２６と受電回路２２との間の信号経路が短くなり、パルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
【００５４】
図３は、本実施形態に係る受電装置２の具体例を示す図である。図３は、電気自動車３に搭載された受電装置２を示している。なお、図３では、無線機２４は、図示省略されている。
【００５５】
図３の例では、受電コイル２１、受電回路２２、及びサブ制御装置２６は、電気自動車３の車体３５の底面に設置されている。これにより、受電コイル２１と受電回路２２との間の経路を短くすることができる。
【００５６】
メイン制御装置２５、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５の後部に設置されている。車体３５の後部は、例えば、後部座席の背面や下方の部分である。
【００５７】
ユーザインターフェース３４は、運転席付近に設置されている。メイン制御装置１５と、サブ制御装置２６と、は通信ケーブル２７により接続されている。
【００５８】
このような構成により、メイン制御装置２５と、受電コイル２１及び受電回路２２と、が離れるため、メイン制御装置２５に対するノイズの影響を抑制できる。また、受電回路２２とサブ制御装置２６との間の信号経路を短くなるため、パルス信号に対するノイズの影響を抑制できる。
【００５９】
なお、車体３５内に設置するためのスペースがない場合、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５の底面に設置してもよい。また、メイン制御装置２５、電池３１、ＢＭＵ３２、及びＥＣＵ３３は、車体３５内の前部や中央部に設置してもよいし、それぞれ異なる部分に設置してもよい。
【００６０】
以上説明した通り、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、制御信号を生成するメイン制御装置１５，２５と、メイン制御装置１５，２５と通信ケーブル１７，２７を介して接続され、制御信号に応じたパルス信号を生成するサブ制御装置１６，２６と、を備える。
【００６１】
このような構成により、メイン制御装置１５，２５を、電力回路（送電回路１２及び受電回路２２）やコイル（送電コイル１１及び受電コイル２１）から離れた位置に設置することができる。したがって、メイン制御装置１５，２５に対するノイズの影響を抑制することができる。
【００６２】
また、メイン制御装置１５，２５とサブ制御装置１６，２６とは、雑音耐性が高い通信方式で通信する。したがって、メイン制御装置１５，２５と、サブ制御装置１６，２６と、が離れていても、通信ケーブル１７，２７上の制御信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
【００６３】
さらに、サブ制御回路１６，２６は、電力回路の近傍に設置される。これにより、サブ制御回路１６，２６と電力回路との間の信号経路上のパルス信号に対するノイズの影響を抑制することができる。
【００６４】
このように、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、コイルからの磁界や電力回路からのスイッチング高調波などのノイズの影響を抑制できるため、制御信号やパルス信号に生じる歪みが抑制され、制御信号やパルス信号の歪み起因する電力回路の誤動作が抑制される。したがって、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、電力回路を精度よく制御することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る制御装置１３，２３は、メイン制御装置１５，２５と、サブ制御装置１６，２６と、により構成されるため、メイン制御装置１５，２５及びサブ制御装置１６，２６をそれぞれ小型化することができる。これにより、制御装置１３，２３の配置の自由度が向上し、電気自動車３などの移動体への搭載性を向上させることができる。結果として、制御装置１３，２３に関する各種のコストを削減することもできる。
【００６６】
例えば、メイン制御装置１５，２５を、外部環境の影響が小さい場所や、メンテナンス性が高い場所に設置することにより、メイン制御装置１５，２５の耐環境性を高めるコストや、メンテナンスのためのコストを削減できる。具体的には、図３に示すように、メイン制御装置２５を車体３５内に設置することにより、メイン制御装置２５に関する上記のコストを削減することができる。
【００６７】
また、サブ制御装置１６，２６を、外部環境の影響が大きい場所や、メンテナンス性が低い場所に設置する場合であっても、従来の制御装置に比べて、サブ制御装置１６，２６の耐環境性を高めるコストや、メンテナンスのためのコストを削減できる。これは、本実施形態におけるサブ制御装置１６，２６は、従来の制御装置に比べて、小型化可能なためである。
【００６８】
例えば、従来の一体型の制御装置を電気自動車３に搭載する場合、制御装置を車体３５内に設置すると、誤り耐性の低いパルス信号の信号経路が長くなるため、ノイズの影響により電力回路が誤動作する恐れがある。このため、従来の制御装置では、ノイズの影響を抑制するために、制御装置全体を車体３５の底面に設置する必要があった。
【００６９】
しかしながら、制御装置を車体３５の底面に設置する場合、振動、水、温度、小石などの衝突から制御装置を保護するためのコストが発生する。従来の制御装置では、制御装置全体にこのような保護が必要となるため、耐環境性を高めるコストが大きくなる。これに対して、本実施形態に係るサブ制御装置１６，２６は、従来の制御装置によりも小型化可能なため、上記のような耐環境性を高めるコストを小さくすることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図４〜図６を参照して説明する。本実施形態では、送電装置１の具体的な構成について説明する。図４は、送電装置１の一例を示す図である。以下では、送電回路１２、メイン制御装置１５、及びサブ制御装置１６について説明する。
【００７１】
送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２と、インバータ１２３と、モニタ検出部１２４と、ゲート駆動回路１２５と、を備える。
【００７２】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、電源４から交流電力を供給され、供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、スイッチング素子を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。
【００７３】
なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、力率改善回路や、ＡＣトランスなどを備えてもよい。また、電源４が直流電力を供給する場合には、送電回路１２はＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を備えなくてもよい。さらに、ＡＣ／ＤＣコンバータは、スイッチング素子を備えない整流器であってもよい。この場合、ゲート駆動回路１２５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を駆動しなくてよい。
【００７４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１から直流電力を供給され、供給された直流電力の電圧を送電のための所定の電圧に変換し、変換した直流電力をインバータ１２３に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、スイッチング素子を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。なお、電源４が直流電力を供給する場合には、電源４からの直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に直接入力してもよい。
【００７５】
インバータ１２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２から直流電力を供給され、所定の周波数の交流電流に変換し、変換した交流電力を送電コイル１１に供給する。インバータ１２３は、スイッチング素子を備える。インバータ１２３のスイッチング素子は、ゲート駆動回路１２５により駆動される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２とインバータ１２３との間や、インバータ１２３と送電コイル１１との間には、所定の周波数を通過させるフィルタが接続されていてもよい。
【００７６】
モニタ検出部１２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３が入出力する電流値や電圧値を検出する。以下、モニタ検出部１２４が検出した電流値及び電圧値を、モニタ値と総称する。モニタ値は、アナログ値であるものとする。モニタ検出部１２４は、検出したモニタ値を、後述するＡＤ変換器１６１に入力する。
【００７７】
ゲート駆動回路１２５は、後述するＰＷＭ生成部１５３から入力されたＰＷＭ信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３のスイッチング素子を駆動する。図４の例では、ゲート駆動回路１２５は、１つ示されているが、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３をそれぞれ駆動する３つのゲート駆動回路１２５を備えてもよい。
【００７８】
メイン制御装置１５は、制御処理部１５１と、Ｉ／Ｆ変換部１５２と、を備える。
【００７９】
制御処理部１５１は、サブ制御装置１６を介して入力されたモニタ値や、無線機１４を介して入力された情報に基づいて、送電回路１２を制御するための制御信号を生成し、Ｉ／Ｆ変換部１５２に入力する。
【００８０】
Ｉ／Ｆ変換部１５２は、サブ制御装置１６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介して後述するＩ／Ｆ変換部１６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１５２は、制御処理部１５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル１７を介して受電装置１６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１５２は、通信ケーブル１７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部１５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部１５１に入力する。
【００８１】
サブ制御装置１６は、ＡＤ変換器１６１と、Ｉ／Ｆ変換部１６２と、ＰＷＭ生成部１６３と、を備える。
【００８２】
ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１６１は、モニタ検出部１２４からモニタ値を入力され、入力されたモニタ値をデジタル値に変換し、変換したモニタ値をＩ／Ｆ変換部１６２に入力する。なお、モニタ検出部１２４が、モニタ値をデジタル値として出力する場合、サブ制御装置１６は、ＡＤ変換器１６１を備えなくてもよい。
【００８３】
Ｉ／Ｆ変換部１６２は、メイン制御装置１５との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介してＩ／Ｆ変換部１５２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１６２は、ＡＤ変換器１６１から入力されたモニタ値をデジタル差動信号に変換し、変換したモニタ値を、通信ケーブル１７を介してメイン制御装置１５に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１６２は、通信ケーブル１７を介してメイン制御装置１５から入力された制御信号を、アナログ信号に変換し、変換した制御信号をＰＷＭ生成部１６３に入力する。
【００８４】
ＰＷＭ生成部１６３は、パルス信号としてＰＷＭ信号を生成するパルス生成部である。ＰＷＭ生成部１６３は、Ｉ／Ｆ変換部１６２から制御信号を入力され、入力された制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をゲート駆動回路１２５に入力する。ゲート駆動回路１２５がＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を駆動することにより、送電回路１２（ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２、及びインバータ１２３）が制御される。
【００８５】
なお、サブ制御装置１６は、パルス生成部として、ＰＷＭ生成部１６３の代わりに、ＰＡＭ信号を生成するＰＡＭ生成部、ＰＤＭ信号を生成するＰＤＭ生成部、ＰＰＭ信号を生成するＰＰＭ生成部、ＰＣＭ信号を生成するＰＣＭ生成部、又はＰＦＭ信号を生成するＰＦＭ生成部を備えてもよい。
【００８６】
以上のような構成により、ノイズの影響を抑制し、送電回路１２の誤動作を抑制し、送電回路１２を精度よく制御可能な制御装置１３を実現できる。また、サブ制御装置１６を小型化し、搭載性を向上させることができる。
【００８７】
なお、サブ制御装置１６は、送電回路１２とは別個に設けられてもよいし、送電回路１２と同一の基板上に設けられてもよい。サブ制御装置１６と送電回路１２とを同一基板上に設けることにより、サブ制御装置１６と送電回路１２との間の信号経路をより短くし、ノイズの影響を更に抑制することができる。
【００８８】
また、デジタル差動信号は、パリティビットなどの誤り検出符号を備えてもよい。これにより、制御装置１３の雑音耐性をさらに向上することができる。
【００８９】
さらに、Ｉ／Ｆ変換部１５２，１６２は、相互に通信を監視し、通信に異常が発生した場合に通信を停止してもよい。Ｉ／Ｆ変換部１５２，１６２の間の通信が停止すると、制御信号がサブ制御装置１６に入力されないため、送電回路１２の動作が停止する。これにより、ノイズの影響によりメイン制御装置１５とサブ制御装置１６との間の通信に異常が生じた場合であっても、送電回路１２を停止することができる。
【００９０】
図５は、送電装置１の他の例を示す図である。図５の例では、メイン制御装置１５は、センサ１５３と、出力装置１５４と、を備える。他の構成は、図４と同様である。
【００９１】
センサ１５３は、センシング結果を制御処理部１５１に入力する。センサ１５３は、例えば、送電コイル１１などの温度を検出する温度センサ、送電コイル１１上の異物を検出する異物検出センサ、受電コイル２１の位置を検出する位置検出センサなどである。メイン制御装置１５は、センサ１５３として、上記のセンサを１つ以上備えてもよい。
【００９２】
制御処理部１５１は、センサ１５３から入力されたセンシング結果に基づいて、送電回路１２を制御することができる。例えば、制御処理部１５１は、温度センサにより送電コイル１１の温度が所定値以上になったことが検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。また、制御処理部１５１は、異物検出センサにより送電コイル１１上に異物が検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。さらに、制御処理部１５１は、位置検出センサにより、受電コイル２１が送電コイル１１に対する所定の位置に配置された場合に、無線電力伝送を開始させてもよい。
【００９３】
出力装置１５４は、制御処理部１５１から入力された情報を画像や音声により出力する。出力装置１５４は、例えば、表示用パネル、ＬＥＤ、ランプ、スピーカーなどにより構成される。出力装置１５４は、無線電力伝送の状態（準備中、実行中、停止中など）を出力してもよいし、センサ１５３により検出された異常を出力してもよい。無線電力伝送の状態は、送電回路１２の動作状態に相当する。
【００９４】
なお、センサ１５３及び出力装置１５４は、メイン制御装置１５とは別個に設けられてもよい。この場合、センサ１５３及び出力装置１５４と、メイン制御装置１５と、は通信ケーブルにより接続され、雑音耐性が高い通信方式で通信するのが好ましい。
【００９５】
図６は、送電装置１の他の例を示す図である。図６の例では、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１と、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂと、２つのインバータ１２３ａ，１２３ｂと、モニタ検出部１２４と、ゲート駆動回路１２５と、を備える。図６において、モニタ検出部１２４及びゲート駆動回路１２５は、図示省略されている。
【００９６】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂにそれぞれ直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂは、インバータ１２３ａ，１２３ｂにそれぞれ直流電力を供給する。インバータ１２３ａ，１２３ｂは、送電コイル１１ａ，１１ｂにそれぞれ交流電力を供給する。
【００９７】
このような構成により、１つの送電回路１２で、複数の送電コイル１１に交流電力を供給することができる。なお、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２１を２つ備えてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２ａ，１２２ｂが共用されてもよいし、インバータ１２３ａ，１２３ｂが共用されてもよい。さらに、送電回路１２は、３つ以上の送電コイル１１に交流電力を供給可能であってもよい。
【００９８】
図７は、送電装置１の他の例を示す図である。図７の例では、サブ制御装置１６は、送電停止部１６４を備える。他の構成は、図４と同様である。
【００９９】
送電停止部１６４は、通信ケーブル１９（第２通信ケーブル）により制御処理部１５１と有線で接続される。通信ケーブル１９は、通信ケーブル１７とは独立した通信ケーブルである。送電停止部１６４は、通信ケーブル１９を介して、制御処理部１５１から停止信号を入力されると、送電回路１２の動作を停止させる。
【０１００】
送電停止部１６４は、ゲート駆動回路１２５の動作を停止させることにより、送電回路１２の動作を停止させてもよい。また、送電停止部１６４は、ＰＷＭ生成部１６３の動作を停止させ、ＰＷＭ信号の出力を停止させることにより、送電回路１２の動作を停止させてもよい。送電停止部１６４が送電回路１２の動作を停止させることにより、送電装置１による送電が停止する。
【０１０１】
また、送電停止部１６４は、ＡＤ変換器１６１からモニタ値を取得し、モニタ値が異常値の場合に、送電回路１２の動作を停止させてもよい。停止方法は、上述の通りである。
【０１０２】
このような構成により、通信ケーブル１７によるデジタル差動通信に異常が生じた場合であっても、制御処理部１５１は、送電回路１２の動作を停止させ、送電装置１による送電を停止させることができる。また、送電回路１２に異常が生じ、モニタ値が異常値となった場合に、送電回路１２の動作を停止させ、送電装置１による送電を停止させることができる。したがって、送電装置１の安全性を向上させることができる。
【０１０３】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図８〜図１０を参照して説明する。本実施形態では、受電装置２の具体的な構成について説明する。図８は、受電装置２の一例を示す図である。以下では、受電回路２２、メイン制御装置２５、及びサブ制御装置２６について説明する。
【０１０４】
受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２と、モニタ検出部２２４と、ゲート駆動回路２２５と、を備える。
【０１０５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、受電コイル２１から交流電力を供給され、供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ２２２に供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、スイッチング素子を備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１のスイッチング素子は、ゲート駆動回路２２５により駆動される。
【０１０６】
なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１は、スイッチング素子を備えない整流器であってもよい。この場合、ゲート駆動回路２２５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１を駆動しなくてよい。
【０１０７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１から直流電力を供給され、供給された直流電力の電圧を充電のための所定の電圧に変換し、変換した直流電力を電池３１に供給する。これにより、電池３１が充電される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２は、スイッチング素子を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２のスイッチング素子は、ゲート駆動回路２２５により駆動される。
【０１０８】
モニタ検出部２２４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２が入出力する電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する。以下、モニタ検出部２２４が検出した電流値及び電圧値を、モニタ値と総称する。モニタ値は、アナログ値であるものとする。モニタ検出部２２４は、検出したモニタ値を、後述するＡＤ変換器２６１に入力する。
【０１０９】
ゲート駆動回路２２５は、後述するＰＷＭ生成部２６３から入力されたＰＷＭ信号に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２のスイッチング素子を駆動する。図８の例では、ゲート駆動回路２２５は、１つ示されているが、受電回路２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２をそれぞれ駆動する２つのゲート駆動回路２２５を備えてもよい。
【０１１０】
メイン制御装置２５は、制御処理部２５１と、Ｉ／Ｆ変換部２５２と、を備える。
【０１１１】
制御処理部２５１は、サブ制御装置２６を介して入力されたモニタ値や、無線機２４を介して入力された情報に基づいて、受電回路２２を制御するための制御信号を生成し、Ｉ／Ｆ変換部２５２に入力する。
【０１１２】
Ｉ／Ｆ変換部２５２は、サブ制御装置２６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介して後述するＩ／Ｆ変換部２６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２５２は、制御処理部２５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル２７を介して受電装置２６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２５２は、通信ケーブル２７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部２５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部２５１に入力する。
【０１１３】
サブ制御装置２６は、ＡＤ変換器２６１と、Ｉ／Ｆ変換部２６２と、ＰＷＭ生成部２６３と、を備える。
【０１１４】
ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２６１は、モニタ検出部２２４からモニタ値を入力され、入力されたモニタ値をデジタル値に変換し、変換したモニタ値をＩ／Ｆ変換部２６２に入力する。なお、モニタ検出部２２４が、モニタ値をデジタル値として出力する場合、サブ制御装置２６は、ＡＤ変換器２６１を備えなくてもよい。
【０１１５】
Ｉ／Ｆ変換部２６２は、メイン制御装置２５との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介してＩ／Ｆ変換部２５２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２６２は、ＡＤ変換器２６１から入力されたモニタ値をデジタル差動信号に変換し、変換したモニタ値を、通信ケーブル２７を介してメイン制御装置２５に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２６２は、通信ケーブル２７を介してメイン制御装置２５から入力された制御信号を、アナログ信号に変換し、変換した制御信号をＰＷＭ生成部２６３に入力する。
【０１１６】
ＰＷＭ生成部２６３は、パルス信号としてＰＷＭ信号を生成するパルス生成部である。ＰＷＭ生成部２６３は、Ｉ／Ｆ変換部２６２から制御信号を入力され、入力された制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をゲート駆動回路２２５に入力する。ゲート駆動回路２２５がＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を駆動することにより、受電回路２２（ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２２２）が制御される。
【０１１７】
なお、サブ制御装置２６は、パルス生成部として、ＰＷＭ生成部２６３の代わりに、ＰＡＭ信号を生成するＰＡＭ生成部、ＰＤＭ信号を生成するＰＤＭ生成部、ＰＰＭ信号を生成するＰＰＭ生成部、ＰＣＭ信号を生成するＰＣＭ生成部、又はＰＦＭ信号を生成するＰＦＭ生成部を備えてもよい。
【０１１８】
以上のような構成により、ノイズの影響を抑制し、受電回路２２の誤動作を抑制し、受電回路２２を精度よく制御可能な制御装置２３を実現できる。また、サブ制御装置２６を小型化し、搭載性を向上させることができる。
【０１１９】
なお、サブ制御装置２６は、受電回路２２とは別個に設けられてもよいし、受電回路２２と同一の基板上に設けられてもよい。サブ制御装置２６と受電回路２２とを同一基板上に設けることにより、サブ制御装置２６と受電回路２２との間の信号経路をより短くし、ノイズの影響を更に抑制することができる。
【０１２０】
また、デジタル差動信号は、パリティビットなどの誤り検出符号を備えてもよい。これにより、制御装置２３の雑音耐性をさらに向上することができる。
【０１２１】
さらに、Ｉ／Ｆ変換部２５２，２６２は、相互に通信を監視し、通信に異常が発生した場合に通信を停止してもよい。Ｉ／Ｆ変換部２５２，２６２の間の通信が停止すると、制御信号がサブ制御装置２６に入力されないため、受電回路２２の動作が停止する。これにより、ノイズの影響によりメイン制御装置２５とサブ制御装置２６との間の通信に異常が生じた場合であっても、受電回路２２を停止することができる。
【０１２２】
図９は、受電装置２の他の例を示す図である。図９の例では、メイン制御装置２５は、センサ２５３と、出力装置２５４と、を備える。他の構成は、図８と同様である。
【０１２３】
センサ２５３は、センシング結果を制御処理部２５１に入力する。センサ２５３は、例えば、受電コイル２１などの温度を検出する温度センサ、受電コイル２１上の異物を検出する異物検出センサ、送電コイル１１の位置を検出する位置検出センサなどである。メイン制御装置２５は、センサ２５３として、上記のセンサを１つ以上備えてもよい。
【０１２４】
制御処理部２５１は、センサ２５３から入力されたセンシング結果に基づいて、受電回路２２を制御することができる。例えば、制御処理部２５１は、温度センサにより受電コイル２１の温度が所定値以上になったことが検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。また、制御処理部２５１は、異物検出センサにより受電コイル２１上に異物が検出された場合に、無線電力伝送を停止させてもよい。さらに、制御処理部２５１は、位置検出センサにより、送電コイル１１が受電コイル２１に対する所定の位置に配置された場合に、無線電力伝送を開始させてもよい。
【０１２５】
出力装置２５４は、制御処理部２５１から入力された情報を画像や音声により出力する。出力装置２５４は、例えば、表示用パネル、ＬＥＤ、ランプ、スピーカーなどにより構成される。出力装置２５４は、無線電力伝送の状態（準備中、実行中、停止中など）を出力してもよいし、センサ２５３により検出された異常を出力してもよい。無線電力伝送の状態は、受電回路２２の動作状態に相当する。
【０１２６】
なお、センサ２５３及び出力装置２５４は、メイン制御装置２５とは別個に設けられてもよい。この場合、センサ２５３及び出力装置２５４と、メイン制御装置２５と、は通信ケーブルにより接続され、雑音耐性が高い通信方式で通信するのが好ましい。
【０１２７】
図１０は、受電装置２の他の例を示す図である。図１０の例では、受電回路２２は、２つのＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂと、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂと、モニタ検出部２２４と、ゲート駆動回路２２５と、を備える。図１０において、モニタ検出部２２４及びゲート駆動回路２２５は、図示省略されている。
【０１２８】
２つの受電コイル２１ａ，２１ｂは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂにそれぞれ交流電力を供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂにそれぞれ直流電力を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂは、電池３１ａ，３１ｂにそれぞれ直流電力を供給する。
【０１２９】
このような構成により、１つの受電回路２２で、複数の受電コイル２１からの電力を複数の電池３１に充電することができる。なお、送電回路１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２１ａ，２２１ｂが共用されてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂが共用されてもよいし、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２ａ，２２２ｂが同一の電池３１に充電してもよい。さらに、受電回路２２は、３つ以上の受電コイル２１から受電可能であってもよいし、３つ以上の電池３１に充電可能であってもよい。
【０１３０】
図１１は、受電装置２の他の例を示す図である。図１１の例では、サブ制御装置２６は、受電停止部２６４を備える。他の構成は、図８と同様である。
【０１３１】
受電停止部２６４は、通信ケーブル２９（第２通信ケーブル）により制御処理部２５１と有線で接続される。通信ケーブル２９は、通信ケーブル２７とは独立した通信ケーブルである。受電停止部２６４は、通信ケーブル２９を介して、制御処理部２５１から停止信号を入力されると、受電回路２２の動作を停止させる。
【０１３２】
受電停止部２６４は、ゲート駆動回路２２５の動作を停止させることにより、受電回路２２の動作を停止させてもよい。また、受電停止部２６４は、ＰＷＭ生成部２６３の動作を停止させ、ＰＷＭ信号の出力を停止させることにより、受電回路２２の動作を停止させてもよい。受電停止部２６４が受電回路２２の動作を停止させることにより、受電装置２による受電が停止する。
【０１３３】
また、受電停止部２６４は、ＡＤ変換器２６１からモニタ値を取得し、モニタ値が異常値の場合に、受電回路２２の動作を停止させてもよい。停止方法は、上述の通りである。
【０１３４】
このような構成により、通信ケーブル２７によるデジタル差動通信に異常が生じた場合であっても、制御処理部２５１は、受電回路２２の動作を停止させ、受電装置２による受電を停止させることができる。また、受電回路２２に異常が生じ、モニタ値が異常値となった場合に、受電回路２２の動作を停止させ、受電装置２による受電を停止させることができる。したがって、受電装置２の安全性を向上させることができる。
【０１３５】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る無線電力伝送システムについて、図１２〜図１４を参照して説明する。以上の各実施形態では、サブ制御装置と、電力回路と、をそれぞれ１つずつ備える無線電力伝送装置について説明した。本実施形態では、サブ制御装置及び電力回路の少なくとも一方を複数備える無線電力伝送装置５について説明する。
【０１３６】
図１２は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の一例を示す図である。図１２の例では、無線電力伝送装置５は、２つのコイル５１ａ，５１ｂと、２つの電力回路５２ａ，５２ｂと、制御装置５３と、無線機５４と、を備える。制御装置５３は、メイン制御装置５５と、サブ制御装置５６と、通信ケーブル５７と、を備える。電力回路５２ａ，５２ｂは、コイル５１ａ，５１ｂにそれぞれ接続される。
【０１３７】
図１２の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、１つのサブ制御装置５６によりそれぞれ制御される。
【０１３８】
図１３は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の他の例を示す図である。図１３の例では、制御装置５３は、２つのサブ制御装置５６ａ，５６ｂと、２つの通信ケーブル５７ａ，５７ｂと、を備える。他の構成は、図１２と同様である。
【０１３９】
図１３の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、サブ制御装置５６ａ，５６ｂによりそれぞれ制御される。また、サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、通信ケーブル５７ａ，５７ｂにより、メイン制御装置５５にそれぞれ接続される。サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、１つのメイン制御装置５５によりそれぞれ制御される。
【０１４０】
図１４は、本実施形態に係る無線電力伝送装置５の他の例を示す図である。図１４の例では、制御装置５３は、２つのサブ制御装置５６ａ，５６ｂと、通信ケーブル５７と、を備える。他の構成は、図１２と同様である。
【０１４１】
図１４の例では、電力回路５２ａ，５２ｂは、サブ制御装置５６ａ，５６ｂによりそれぞれ制御される。また、サブ制御装置５６ａは、通信ケーブル５７によりメイン制御装置５５に接続され、メイン制御装置５５により制御される。サブ制御装置５７ｂは、通信ケーブル５８によりサブ制御装置５６ａに接続され、サブ制御装置５６ａを介してメイン制御装置５５により制御される。通信ケーブル５８は、通信ケーブル５７と同様のケーブルであり、サブ制御装置５６ａ，５６ｂは、デジタル差動通信又は光通信により通信するのが好ましい。
【０１４２】
以上のような構成により、電力回路５２及びサブ制御装置５６の少なくとも一方を複数備えた無線電力伝送装置５を実現できる。なお、図１２〜図１４の例では、無線電力伝送装置５は、コイル５１を２つ備えるが、３つ以上備えてもよい。この場合、無線電力伝送装置５は、電力回路５２及びサブ制御装置５６の少なくとも一方を３つ以上備えてもよい。
【０１４３】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１４４】
１：送電装置、２：受電装置、３：電気自動車、４：電源、５：無線電力伝送装置、１１：送電コイル、１２：送電回路、１３：制御装置、１４：無線機、１５：メイン制御装置、１６：サブ制御装置、１７：通信ケーブル、１８：筐体、１９：通信ケーブル、２１：受電コイル、２２：受電回路、２３：制御装置、２４：無線機、２５：メイン制御装置、２６：サブ制御装置、２７：通信ケーブル、３１：電池、３２：ＢＭＵ、３３：ＥＣＵ、３４：ユーザインターフェース、３５：車体、５１：コイル、５２：電力回路、５３：制御装置、５４：無線機、５５：メイン制御装置、５６：サブ制御装置、５７：通信ケーブル、５８：通信ケーブル、１２１：ＡＣ／ＤＣコンバータ、１２２：ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２３：インバータ、１２４：モニタ検出部、１２５：ゲート駆動回路、１５１：制御処理部、１５２：Ｉ／Ｆ変換部、１５３：センサ、１５４：出力装置、１６１：ＡＤ変換器、１６２：Ｉ／Ｆ変換部、１６３：ＰＷＭ生成部、１６４：送電停止部、２２１：ＡＣ／ＤＣコンバータ、２２２：ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２４：モニタ検出部、２２５：ゲート駆動回路、２５１：制御処理部、２５２：Ｉ／Ｆ変換部、２５３：センサ、２５４：出力装置、２６１：ＡＤ変換器、２６２：Ｉ／Ｆ変換部、２６３：ＰＷＭ生成部、２６４：受電停止部
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月8日(2017.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
Ｉ／Ｆ変換部１５２は、サブ制御装置１６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル１７を介して後述するＩ／Ｆ変換部１６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部１５２は、制御処理部１５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル１７を介してサブ制御装置１６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部１５２は、通信ケーブル１７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部１５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部１５１に入力する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
Ｉ／Ｆ変換部２５２は、サブ制御装置２６との間の通信インターフェースであり、通信ケーブル２７を介して後述するＩ／Ｆ変換部２６２に接続される。Ｉ／Ｆ変換部２５２は、制御処理部２５１から入力された制御信号をデジタル差動信号に変換し、変換した制御信号を、通信ケーブル２７を介してサブ制御装置２６に入力する。また、Ｉ／Ｆ変換部２５２は、通信ケーブル２７を介して入力されたモニタ値を、制御処理部２５１で処理可能なデジタル信号に変換し、変換したモニタ値を制御処理部２５１に入力する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電力伝送用のコイルに接続された電力回路を制御するための制御信号を生成するメイン制御装置と、
前記メイン制御装置と第１通信ケーブルにより接続され、前記制御信号に応じたパルス信号を生成し、前記パルス信号を前記電力回路に入力するサブ制御装置と、
を備え、
前記メイン制御装置と前記サブ制御装置との間の通信方式は、デジタル差動通信又は光通信である制御装置。
【請求項２】
前記パルス信号は、ＰＷＭ信号である
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記サブ制御装置は、前記制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部を備える
請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記サブ制御装置と前記メイン制御装置との間の通信に異常が発生した場合、前記異常に対処する処理を行う
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記メイン制御装置は、センサから入力されたセンシング結果に基づいて、前記制御信号を生成する
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記メイン制御装置は、無線電力伝送の状態を出力装置により出力させる
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記サブ制御装置は、異常を表す信号が入力された場合、前記異常に対処する処理を行う
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記メイン制御装置と前記サブ制御装置は第２通信ケーブルにより接続され、前記メイン制御装置から異常を表す信号を入力されると、前記異常に対処する処理を行う
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記サブ制御装置は、前記電力回路の異常を検出した場合、前記異常を表す信号を生成する
請求項７又は請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記サブ制御装置は、前記電力回路の電流値及び電圧値の少なくとも一方が異常値の場合、前記異常を表す信号を生成する
請求項７又は請求項８に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記サブ制御装置は、前記異常に対処する処理として前記電力回路の動作を停止させる停止部を備える
請求項７又は請求項８に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記サブ制御装置を複数備える
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記コイルと、
前記電力回路と、
請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備える無線電力伝送装置。
【請求項１４】
前記サブ制御装置は、前記電力回路の近傍に設置され、
前記メイン制御装置は、前記サブ制御装置より、前記電力回路から離れた位置に設置される
請求項１３に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１５】
前記電力回路は、電流値及び電圧値の少なくとも一方を検出する検出部を備える
請求項１３又は請求項１４に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１６】
前記コイルは、送電コイルであり、
前記電力回路は、送電回路である
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１７】
前記コイルは、受電コイルであり、
前記電力回路は、受電回路である
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１８】
請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置を備える移動体。
【国際調査報告】
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