JP2014121142A - 送電機器及び非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離に起因した交流電源の異常を回避することができる送電機器及びその送電機器を備えた非接触電力伝送装置を提供すること。
【解決手段】非接触電力伝送装置10は、高周波電源12及び高周波電源12から高周波電力が入力される1次側コイル13aを有する地上側機器11と、送電器13から非接触で高周波電力を受電可能な2次側コイル23aを有し、車両Cに搭載された車両側機器21とを備えている。ここで、各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力が制限され得る。
【選択図】図1
【解決手段】非接触電力伝送装置10は、高周波電源12及び高周波電源12から高周波電力が入力される1次側コイル13aを有する地上側機器11と、送電器13から非接触で高周波電力を受電可能な2次側コイル23aを有し、車両Cに搭載された車両側機器21とを備えている。ここで、各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力が制限され得る。
【選択図】図1
Description
本発明は、送電機器及びその送電機器を備えた非接触電力伝送装置に関する。
従来から、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触電力伝送装置として、例えば磁場共鳴を用いたものが知られている。例えば特許文献1の非接触電力伝送装置は、交流電源と、交流電源から交流電力が入力される1次側コイルとを有する送電機器を備えている。また、非接触電力伝送装置は、1次側コイルと磁場共鳴可能な2次側コイルを有する受電機器を備えている。そして、1次側コイルと2次側コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に交流電力が伝送される。
ここで、例えば1次側コイルと2次側コイルとが車両の車高方向に対向して配置された状態で、両者の間で電力伝送を行う場合、1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離によっては、交流電源内にて過剰な電圧又は電流が発生し、交流電源に異常が発生する場合がある。
なお、上述した事情は、磁場共鳴によって電力伝送を行う構成に限られず、例えば電磁誘導によって電力伝送を行う構成についても同様である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離に起因した交流電源の異常を回避することができる送電機器及びその送電機器を備えた非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離に起因した交流電源の異常を回避することができる送電機器及びその送電機器を備えた非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力可能な交流電源と、前記交流電力が入力される1次側コイルと、を備え、車両に搭載された受電機器が有する2次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、前記1次側コイルは、前記2次側コイルの少なくとも一部と前記車両の車高方向に対向して配置されており、前記交流電源は、前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離情報に基づいて、前記交流電力の出力が制限され得ることを特徴とする。
かかる構成によれば、各コイル間の車高方向の距離情報に基づいて交流電源からの交流電力の出力を制限することにより、交流電源内にて過剰な電圧や電流が発生することを回避することができる。これにより、各コイル間の車高方向の距離に起因する交流電源の異常を回避することができる。
上記送電機器について、前記交流電源は、前記交流電力を出力している状況において、前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離が予め定められた許容範囲から外れたことが特定された場合には、前記交流電力の出力が停止されるか、又は前記交流電力の電力値が小さくなるように制御されると好ましい。かかる構成によれば、交流電力が出力されている状況において各コイル間の車高方向の距離が許容範囲から外れた場合には、交流電力の出力が停止されるか、又は交流電力の電力値が小さくなる。これにより、各コイル間の車高方向の距離に起因する交流電源の異常を回避することができる。
上記送電機器について、前記距離情報には、前記車両の車高に関する情報であって、予め定められた固有情報が含まれており、前記交流電源は、前記固有情報に基づいて前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離が予め定められた許容範囲から外れていることが特定された場合には、前記交流電力の出力の開始が禁止されると好ましい。かかる構成によれば、1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離が予め定められた許容範囲から外れていることが固有情報により特定された場合には、交流電力が出力されない。これにより、各コイル間の車高方向の距離に起因する交流電源の異常を回避することができる。
また、非接触電力伝送装置において、上述したいずれかの送電機器と、前記受電機器とを備えているとよい。かかる構成によれば、非接触電力伝送装置において、各コイル間の車高方向の距離に起因する交流電源の異常を回避することができる。
この発明によれば、1次側コイル及び2次側コイル間の車高方向の距離に起因した交流電源の異常を回避することができる。
(第1実施形態)
以下、送電機器及び非接触電力伝送装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、非接触電力伝送装置(非接触電力伝送システム)10は、地上に設けられた地上側機器11と、車両Cに搭載された車両側機器21とを備えている。地上側機器11が送電機器(1次側機器、送電装置)に対応し、車両側機器21が受電機器(2次側機器、受電装置)に対応する。
以下、送電機器及び非接触電力伝送装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、非接触電力伝送装置(非接触電力伝送システム)10は、地上に設けられた地上側機器11と、車両Cに搭載された車両側機器21とを備えている。地上側機器11が送電機器(1次側機器、送電装置)に対応し、車両側機器21が受電機器(2次側機器、受電装置)に対応する。
地上側機器11は、所定の周波数の高周波電力(交流電力)を出力可能な高周波電源12(交流電源)を備えている。高周波電源12は、系統電力を用いて、電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能に構成されている。
高周波電源12から出力された高周波電力は、非接触で車両側機器21に伝送され、車両側機器21に設けられた車両用バッテリ22(蓄電部)の充電に用いられる。具体的には、非接触電力伝送装置10は、地上側機器11及び車両側機器21間の電力伝送を行うものとして地上側機器11に設けられた送電器13と、車両側機器21に設けられた受電器23とを備えている。送電器13には高周波電力が入力される。
送電器13及び受電器23は磁場共鳴可能に構成されている。具体的には、送電器13は、並列に接続された1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路で構成されている。受電器23は、並列に接続された2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路で構成されている。両者の共振周波数は同一である。
かかる構成によれば、高周波電源12から高周波電力が送電器13(1次側コイル13a)に入力された場合、送電器13と受電器23(2次側コイル23a)とが磁場共鳴する。これにより、受電器23は送電器13のエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器23は、送電器13から高周波電力を受電する。
ちなみに、受電器23(2次側コイル23a)は、車両Cの底部に配置されている。そして、送電器13は、受電器23と車高方向に対向可能となるように車両Cの下方に配置されている。つまり、送電器13及び受電器23は、車両Cの車高方向に対向し得るものである。
かかる構成において、車両Cにおける受電器23の位置は固定されている。このため、各コイル13a,23a間の車高方向の距離である各コイル13a,23a間の高さHと車高とは対応している。つまり、車高を把握することにより、各コイル13a,23a間の高さHを推定することができる。なお、各コイル13a,23a間の高さHは、送電器13及び受電器23間の高さとも言える。
なお、図示の関係上、地上側機器11は地中にあるように示されているが、実際には高周波電源12及び電源側コントローラ14は地上に設置されている。また、送電器13(1次側コイル13a)は、車両Cの底部に設置されている受電器23(2次側コイル23a)の少なくとも一部と車高方向に対向することができる位置に配置されていればよく、例えば地中に埋め込まれていてもよいし、地面又はそれよりも高い位置に設置されていてもよい。
車両側機器21は、受電器23にて受電された高周波電力を直流電力に整流する整流部としての整流器24を備えている。車両用バッテリ22は、例えば直列に接続された複数の電池セルで構成されており、整流器24から直流電力が入力されることで充電される。
整流器24と車両用バッテリ22との間には、車両用バッテリ22の充電状態(SOC、充電量)を検知する検知センサ25が設けられている。検知センサ25の検知結果は、車両側機器21に設けられた車両側コントローラ26に入力される。これにより、車両側コントローラ26は、車両用バッテリ22の充電状態を把握することができる。
また、車両側機器21には、車両Cの高さである車高を検出する車高検出部27が設けられている。車高検出部27は、車高の変動を検出可能に構成されており、その検出結果を車両側コントローラ26に対して送信する。
なお、車高検出部27の具体的な構成は任意であり、例えば車体とタイヤの車軸との位置関係に応じた検出信号を出力する車高センサを用いる構成や、電磁波の反射によって検出する構成などを用いてもよい。
地上側機器11には、高周波電源12の制御を行う電源側コントローラ14が設けられている。電源側コントローラ14は、車両側コントローラ26と無線通信可能に構成されている。
各コントローラ14,26は、送電器13(1次側コイル13a)が受電器23(2次側コイル23a)の少なくとも一部(好ましくは全部)と車両Cの車高方向に対向して配置されている場合に、互いに情報のやり取りを行うことにより、車両用バッテリ22の充電を行う充電処理を実行する。当該充電処理では、車高に基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力を制限するか否かを判断する。
各コントローラ14,26にて実行される充電処理について詳細に説明する。説明の便宜上、先ず車両側コントローラ26にて実行される車両側充電処理について説明した後に、電源側コントローラ14にて実行される電源側充電処理について説明する。
図2に示すように、車両側充電処理では、先ずステップS101にて、距離情報の一種としての電源側固有情報を受信するまで待機する。電源側固有情報は、電源側コントローラ14から送信されるものであって、1次側コイル13aの位置情報、例えば車両Cの車高方向における地面からの高さに関する情報である。電源側固有情報は、地上側機器11の仕様によって予め定められている。
電源側固有情報を受信した場合には、ステップS102に進み、電源側固有情報と、車両側コントローラ26に記憶されている距離情報の一種としての車両側固有情報とに基づいて、各コイル13a,23a間の高さHを算出する。車両側固有情報とは、車両Cの車高方向における2次側コイル23aの位置に関する情報であり、例えば車高が初期状態である場合における地面から2次側コイル23aまでの高さに関する情報である。なお、初期状態とは、例えば車両Cに荷物等が積載されていない状態等が考えられる。
続くステップS103では、算出された各コイル13a,23a間の高さHが予め定められた許容範囲(Hmin〜Hmax)内にあるか否かを判定する。
ここで、許容範囲は、高周波電源12に異常が発生しない範囲内で送電器13及び受電器23間で電力伝送を行うことができるように、高周波電源12の仕様等に基づいて設定されている。詳述すると、各コイル13a,23a間の高さHが過度に高い場合、送電器13及び受電器23間にて電力伝送を行うことが困難又は伝送効率が著しく低下する。また、各コイル13a,23a間の高さHに応じて、高周波電源12の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが変動し、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値が変動する。すると、高周波電源12内における電圧又は電流が変動する。この場合、各コイル13a,23a間の高さHによっては、高周波電源12内の電圧又は電流が、高周波電源12の仕様にて予め定められている許容値を超えてしまう場合がある。
ここで、許容範囲は、高周波電源12に異常が発生しない範囲内で送電器13及び受電器23間で電力伝送を行うことができるように、高周波電源12の仕様等に基づいて設定されている。詳述すると、各コイル13a,23a間の高さHが過度に高い場合、送電器13及び受電器23間にて電力伝送を行うことが困難又は伝送効率が著しく低下する。また、各コイル13a,23a間の高さHに応じて、高周波電源12の出力端から車両用バッテリ22までのインピーダンスが変動し、高周波電源12から出力される高周波電力の電力値が変動する。すると、高周波電源12内における電圧又は電流が変動する。この場合、各コイル13a,23a間の高さHによっては、高周波電源12内の電圧又は電流が、高周波電源12の仕様にて予め定められている許容値を超えてしまう場合がある。
これに対して、上記許容範囲は、高周波電源12内の電圧又は電流等が許容値を超えないように、且つ、送電器13及び受電器23間の伝送効率が予め定められた最低効率を超えるように設定されている。
なお、高周波電源12内の電圧又は電流の許容値は、高周波電源12を構成する各素子の耐圧等によって決まるものであり、例えば高周波電源12を構成する素子としてスイッチング素子が含まれている場合には、スイッチング素子の耐圧値等が考えられる。
ステップS102にて算出された高さHが許容範囲から外れている場合には、高周波電源12の異常、又は、電力伝送が困難であるとして、高周波電源12から高周波電力を出力することなく車両側充電処理を終了する。つまり、高周波電源12からの高周波電力の出力の開始を禁止する。
一方、算出された高さHが許容範囲内である場合には、ステップS104にて電源ON指令を電源側コントローラ14に送信する。その後、ステップS105〜ステップS109にて、定期的に車高変動を検出し、当該車高変動に対応した高周波電源12の制御を行う。
詳細には、先ずステップS105にて、車高検出部27による検出結果である検出情報(距離情報)を取得する。続くステップS106では、検出情報及び電源側固有情報に基づいて、各コイル13a,23a間の高さHを算出する。そして、ステップS107では、ステップS106にて算出された高さHが許容範囲内にあるか否かを判定する。高さHが許容範囲内である場合には、ステップS108に進み、検知センサ25の検知結果に基づいて現状の充電状態を取得し、現状の充電状態が充電完了状態か否かを判定する。なお、上記判定については、例えば充電量が予め定められた充電完了契機量となっているか否かの判定等が考えられる。
充電状態が充電完了状態でない場合には、ステップS108を否定判定し、ステップS105に戻る。ステップS107にて高さHが許容範囲から外れたと判定する場合、又は、ステップS108にて充電状態が充電完了状態となったと判定する場合には、ステップS109にて電源OFF指令を送信して、本車両側充電処理を終了する。
次に、電源側コントローラ14にて実行される電源側充電処理について説明する。
図3に示すように、先ずステップS201にて、電源側コントローラ14に記憶されている電源側固有情報を車両側コントローラ26に送信する。そして、ステップS202では、電源ON指令を受信するまで待機する。電源ON指令は、車両側コントローラ26にて実行される車両側充電処理のステップS104にて送信されるものである。なお、電源ON指令の受信待機時間が予め定められた時間だけ経過した場合には、電源ON指令を受信することなく電源側充電処理を終了してもよい。
図3に示すように、先ずステップS201にて、電源側コントローラ14に記憶されている電源側固有情報を車両側コントローラ26に送信する。そして、ステップS202では、電源ON指令を受信するまで待機する。電源ON指令は、車両側コントローラ26にて実行される車両側充電処理のステップS104にて送信されるものである。なお、電源ON指令の受信待機時間が予め定められた時間だけ経過した場合には、電源ON指令を受信することなく電源側充電処理を終了してもよい。
電源ON指令を受信した場合には、ステップS203に進み、高周波電源12から高周波電力の出力が開始されるように高周波電源12を制御する。これにより、車両用バッテリ22の充電が開始される。
その後、ステップS204にて、電源OFF指令を受信するまで待機する。電源OFF指令は、車両側コントローラ26にて実行される車両側充電処理のステップS109にて送信されるものである。
電源OFF指令を受信した場合には、ステップS205に進み、高周波電源12からの高周波電力の出力が停止されるように高周波電源12を制御して、本電源側充電処理を終了する。これにより、車両用バッテリ22の充電が終了する。
次に本実施形態の作用について説明する。
各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力開始の有無、及び、高周波電力の出力継続の有無が判定される。詳細には、各固有情報から算出される高さHが許容範囲外であれば、今回の地上側機器11及び車両側機器21の組み合わせが電力伝送に適さない組み合わせであると判断し、そもそも高周波電源12から高周波電力が出力されない(高周波電力の出力が開始されない)。
各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力開始の有無、及び、高周波電力の出力継続の有無が判定される。詳細には、各固有情報から算出される高さHが許容範囲外であれば、今回の地上側機器11及び車両側機器21の組み合わせが電力伝送に適さない組み合わせであると判断し、そもそも高周波電源12から高周波電力が出力されない(高周波電力の出力が開始されない)。
また、各固有情報から算出される高さHが許容範囲内であったとしても、車両用バッテリ22の充電中に、車高検出部27の検出情報によって各コイル13a,23a間の高さHが許容範囲から外れたことが特定された場合には、車両用バッテリ22の充電状態に関わらず、高周波電源12からの高周波電力の出力が停止される。
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)距離情報として各固有情報又は検出情報に基づいて、車高方向に対向している各コイル13a,23a間の高さHを算出し、その算出結果に基づいて高周波電源12からの高周波電力の出力制限を行う構成とした。これにより、各コイル13a,23a間の高さHに起因する高周波電源12の異常及び支障がある状態での電力伝送を回避することができる。
(1)距離情報として各固有情報又は検出情報に基づいて、車高方向に対向している各コイル13a,23a間の高さHを算出し、その算出結果に基づいて高周波電源12からの高周波電力の出力制限を行う構成とした。これにより、各コイル13a,23a間の高さHに起因する高周波電源12の異常及び支障がある状態での電力伝送を回避することができる。
(2)車高を検出する車高検出部27を設け、高周波電源12が高周波電力を出力している状況において車高検出部27に基づいて各コイル13a,23a間の高さHが予め定められた許容範囲から外れたことが特定された場合には、高周波電力の出力が停止される構成とした。これにより、車高の変動に起因した高周波電源12の異常等を回避することができる。
特に、車両用バッテリ22の充電中、車両Cに荷物等を積載したり、逆に荷物等を下ろしたりすると、車高が変動し、その結果受電器23(2次側コイル23a)の高さが変動し得る。これに対して、本実施形態によれば、車高を検出する車高検出部27を設け、その車高検出部27による検出情報に基づいて、高周波電力の出力の継続の有無を判断する構成としたことにより、上記車高の変動に好適に対応することができる。
(3)車高方向における送電器13の位置に関する電源側固有情報と、車高方向における受電器23の位置に関する車両側固有情報とに基づいて各コイル13a,23a間の高さHを算出し、当該高さHが許容範囲内か否かを判定し、高さHが許容範囲から外れている場合には、高周波電源12からの高周波電力の出力を開始しない構成とした。これにより、電力伝送に適さない地上側機器11と車両側機器21との組み合わせであるか否かを判定することができるとともに、電力伝送に適さない地上側機器11及び車両側機器21間の電力伝送を回避することができる。
特に、各固有情報を用いて各コイル13a,23a間の高さHを算出する構成を採用することにより、車高の変動を考慮することなく、今回の地上側機器11と車両側機器21との組み合わせが電力伝送に適しているか否かを判定することができる。これにより、電力伝送に適さない組み合わせでの電力伝送を好適に回避することができる。
詳述すると、例えば車高検出部27の検出情報に基づいて各コイル13a,23a間の高さHを算出し、その算出結果に基づいて電力伝送を開始するか否かの判定を行う場合、車高によっては、電力伝送に適さない組み合わせであるにも関わらず、電力伝送が開始される場合がある。この場合、車両用バッテリ22の充電中の車高の変動によって各コイル13a,23a間の高さHが許容範囲外となり易い。これに対して、本実施形態によれば、電力伝送を開始するか否かの判定に、車高の変動という要素を除外することができるため、今回の地上側機器11と車両側機器21との組み合わせが電力伝送に適しているか否かの判定の精度の向上を図ることができる。これにより、上記のような電力伝送に適さない組み合わせであるにも関わらず、電力伝送が開始される事態を回避することができる。
なお、電力伝送に適さない組み合わせとは、例えば車高が比較的高い車両Cと、1次側コイル13a(送電器13)が地中に埋められている地上側機器11との組み合わせ等が考えられる。
(第2実施形態)
図4に示すように、本実施形態では、車高検出部27が地上側機器11に設けられている。車高検出部27は、送電器13の上方に配置された車両Cの高さ(車高)を検出し、その検出結果を電源側コントローラ14に送信する。
図4に示すように、本実施形態では、車高検出部27が地上側機器11に設けられている。車高検出部27は、送電器13の上方に配置された車両Cの高さ(車高)を検出し、その検出結果を電源側コントローラ14に送信する。
これに対応させて、各コントローラ14,26にて実行される各充電処理が異なっている。その異なる点について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、先ず電源側充電処理について説明した後、車両側充電処理について説明する。
図5に示すように、電源側充電処理では、先ずステップS301にて車両側固有情報を受信するまで待機する。そして、車両側固有情報を受信した場合には、ステップS302にて各コイル13a,23a間の高さHを算出し、ステップS303にて、算出された高さHが許容範囲(Hmin〜Hmax)内にあるか否かを判定する。
算出された高さHが許容範囲から外れている場合には、そのまま本電源側充電処理を終了する一方、算出された高さHが許容範囲内である場合には、ステップS304に進み、高周波電源12から高周波電力が出力されるよう高周波電源12を制御する。これにより、車両用バッテリ22が充電される。
その後、ステップS305にて車高検出部27の検出情報を取得し、ステップS306にて各コイル13a,23a間の高さHを算出する。そして、ステップS307にて算出された高さHが許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内である場合には、ステップS308にて電源OFF指令を受信したか否かを判定する。電源OFF指令を受信していない場合には、ステップS305に戻る。
ステップS307にて高さHが許容範囲外であると判定する場合、又は、ステップS308にて電源OFF指令を受信した場合には、ステップS309にて高周波電源12から出力されている高周波電力の出力が停止されるように高周波電源12の出力制限を行い、本電源側充電処理を終了する。これにより、車両用バッテリ22の充電が終了する。
次に車両側コントローラ26にて実行される車両側充電処理について説明する。図6に示すように、車両側充電処理では、先ずステップS401にて車両側固有情報を送信する。その後、ステップS402にて充電状態が充電完了状態となるまで待機する。
充電状態が充電完了状態となった場合には、ステップS403に進み、電源OFF指令を電源側コントローラ14に送信し、本車両側充電処理を終了する。
次に本実施形態の作用について説明する。
次に本実施形態の作用について説明する。
各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力開始の有無、及び、高周波電力の出力継続の有無が判定される。特に、地上側機器11に車高検出部27が設けられており、それに対応させて、車両用バッテリ22の充電中において各コイル13a,23a間の高さHが許容範囲内にあるか否かの判定等が電源側充電処理にて実行される。このため、車高検出部27の検出情報を車両側コントローラ26に送信する必要がない。
以上詳述した本実施形態によれば、地上側機器11に車高検出部27が設けられている構成において、上記(1)〜(3)に示した効果を奏することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、高周波電源12は、高周波電力を出力している状況において各コイル13a,23aの高さHが許容範囲から外れた場合には、高周波電力の出力が停止されるよう制御される構成であったが、これに限られず、高周波電力の電力値が小さくなるよう制御される構成であってもよい。この場合であっても、高周波電源12の異常を回避することができる。
○ 実施形態では、各固有情報に基づいて各コイル13a,23a間の高さHを算出する構成であったが、これに限られず、例えば電源側固有情報を省略してもよい。この場合、1次側コイル13aの高さの変動幅は、2次側コイル23aの変動幅よりも比較的狭いことが想定されるため、車両側固有情報のみで各コイル13a,23a間の高さHを算出しても、算出される各コイル13a,23a間の高さHと実際の各コイル13a,23a間の高さHとのずれ量が小さくなり易い。
○ また、各コイル13a,23a間の高さHに代えて、車高に基づいて高周波電源12の制御を行う構成としてもよい。この場合、車高に対応させて許容範囲を設定するとよい。
○ 車高検出部27として、赤外線通信の送信部や、RFIDタグを採用し、地上側機器11に、赤外線通信の受信部や、RFIDリーダを設ける構成としてもよい。この場合、受信した信号強度に基づいて車高を推定するとよい。また、地上側機器11が送信側で、車両側機器21が受信側であってもよい。
○ 実施形態では、高周波電源12からの高周波電力の出力を開始するか否かの判定(ステップS103等)の際の許容範囲(以下第1許容範囲とも言う)と、高周波電力の出力中において高周波電力の出力を継続するか否かの判定(ステップS107等)の際の許容範囲(以下第2許容範囲とも言う)とが同一であったが、これに限られない。第1許容範囲と第2許容範囲とを異ならせる構成としてもよい。例えば第2許容範囲を第1許容範囲よりも狭く設定してもよいし、その逆でもよい。
○ また、実施形態においては、許容範囲として、上限値(Hmax)及び下限値(Hmin)の双方が設定されている構成であったが、これに限られず、いずれか一方のみが設定されている許容範囲であってもよい。
○ 実施形態では、許容範囲(Hmin〜Hmax)は、高周波電源12内の電圧又は電流等が許容値を超えないように、且つ、送電器13及び受電器23間の伝送効率が予め定められた最低効率を超えるように設定されていたが、これに限られず、例えば伝送効率を考慮することなく設定してもよい。要は、上記許容範囲は、高周波電源12に異常が発生しないように設定されていればよい。
○ 実施形態では、高周波電源12からの高周波電力の出力を開始するか否かの判定の際には、各固有情報から算出された各コイル13a,23a間の高さHを用いたが、これに限られず、例えば車高検出部27の検出情報に基づいて算出された各コイル13a,23a間の高さHを用いてもよい。この場合、各固有情報を省略してもよい。
○ 実施形態では、各コイル13a,23a間の高さHに基づいて、高周波電源12からの高周波電力の出力の開始制御と、高周波電力の出力中における高周波電力の出力の継続制御とを実行する構成であったが、いずれか一方を省略してもよい。例えば、各コイル13a,23a間の高さHに基づく、高周波電力の出力中における高周波電力の出力の継続制御を省略してもよい。この場合、車高検出部27を省略してもよい。これにより、構成の簡素化を図ることができる。
○ 車両側充電処理のステップS103にて否定判定する場合、終了指令を送信して本車両側充電処理を終了する構成としてもよい。この場合、電源側充電処理のステップS202では、電源ON指令、又は、終了指令を受信したか否かを判定し、終了指令を受信した場合には、電源側充電処理を終了する構成とするとよい。
○ 実施形態では、送電器13の共振周波数と受電器23の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者が異なっていてもよい。
○ 実施形態では、送電器13と受電器23とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
○ 実施形態では、送電器13と受電器23とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
○ 実施形態では、各コンデンサ13b,23bを設けたが、これらを省略してもよい。この場合、各コイル13a,23aの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
○ 実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。
○ 実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。
○ 実施形態では、受電器23にて受電された高周波電力は車両用バッテリ22の充電に用いられていたが、これに限られず、例えば別の機器を駆動させるのに用いてもよい。
○ 高周波電源12は、電力源、電圧源及び電流源のいずれであってもよい。
○ 高周波電源12は、電力源、電圧源及び電流源のいずれであってもよい。
○ 整流器24と車両用バッテリ22との間に、整流器24にて整流された直流電力の電圧を変換するDC/DCコンバータを設けてもよい。
○ 送電器13は、1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する1次側結合コイルとを有する構成であってもよい。同様に、受電器23は、2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する2次側結合コイルとを有する構成であってもよい。
○ 送電器13は、1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する1次側結合コイルとを有する構成であってもよい。同様に、受電器23は、2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する2次側結合コイルとを有する構成であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)前記交流電源内の電圧又は電流は、前記1次側コイル及び前記2次側コイルの前記車高方向の距離に応じて変動するものであり、
前記許容範囲は、前記交流電源内の電圧又は電流が予め定められた許容値を超えないように設定されている請求項2又は請求項3に記載の送電機器。
(イ)前記交流電源内の電圧又は電流は、前記1次側コイル及び前記2次側コイルの前記車高方向の距離に応じて変動するものであり、
前記許容範囲は、前記交流電源内の電圧又は電流が予め定められた許容値を超えないように設定されている請求項2又は請求項3に記載の送電機器。
10…非接触電力伝送装置、11…地上側機器(送電機器)、13a…1次側コイル、14…電源側コントローラ、21…車両側機器(受電機器)、23a…2次側コイル、26…車両側コントローラ、27…車高検出部。
Claims (4)
- 交流電力を出力可能な交流電源と、
前記交流電力が入力される1次側コイルと、
を備え、車両に搭載された受電機器が有する2次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
前記1次側コイルは、前記2次側コイルの少なくとも一部と前記車両の車高方向に対向して配置されており、
前記交流電源は、前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離情報に基づいて、前記交流電力の出力が制限され得ることを特徴とする送電機器。 - 前記交流電源は、前記交流電力を出力している状況において、前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離が予め定められた許容範囲から外れたことが特定された場合には、前記交流電力の出力が停止されるか、又は前記交流電力の電力値が小さくなるように制御される請求項1に記載の送電機器。
- 前記距離情報には、前記車両の車高に関する情報であって、予め定められた固有情報が含まれており、
前記交流電源は、前記固有情報に基づいて前記1次側コイル及び前記2次側コイル間の前記車高方向の距離が予め定められた許容範囲から外れていることが特定された場合には、前記交流電力の出力の開始が禁止される請求項1又は請求項2に記載の送電機器。 - 請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の送電機器と、
前記受電機器と、
を備えている非接触電力伝送装置。
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JP2012273571A JP2014121142A (ja) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | 送電機器及び非接触電力伝送装置 |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2014124026A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 受電機器、非接触電力伝送装置及び送電機器 |
JP2017017771A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 非接触送電装置 |
-
2012
- 2012-12-14 JP JP2012273571A patent/JP2014121142A/ja active Pending
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