JP2015156743A - 受電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電装置において、受電装置単独で、かつ、簡易な構成で受電装置の異常有無を検知可能とする。【解決手段】直流電源部520は、リレー210よりも受電部100側において受電装置に直流電流を供給可能に構成される。センサ部540は、受電部100とフィルタ回路150との間に設けられ、センサ部550は、整流回路200とリレー210との間に設けられる。車両ECU500は、リレー210がオフされている場合に直流電源部520から直流電流が供給されているとき、センサ部540,550の検出値に基づいて受電装置の異常有無を検知する。【選択図】図1
Description
この発明は、受電装置に関し、特に、送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電装置に関する。
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムが注目されている。特開2013−169132号公報は、そのような受電装置を搭載した電動車両を開示する。受電装置は、コイルおよびキャパシタから成る受電部(共振器)を含む。また、受電装置は、受電部(共振器)以外にも、整流器やフィルタ等の機器ユニットと、受電電圧や受電電流を検出するセンサユニットとをさらに含む(特許文献1参照)。
上記のように、受電装置は、受電部(共振器)とともに整流器やフィルタ等の機器ユニットを含むところ、上記の特許文献1では、種々の機器を含む受電装置の異常有無を検知するための手法については、特に検討されていない。受電装置が送電装置から受電しているときの受電電圧や受電電流の検出値に基づいて受電装置の異常を検知し得るかもしれないが、送電装置の存否に拘わらず受電装置単独(車両単独)で受電装置の異常有無を検知可能とすることが望まれる。
特に、受電装置には複数のキャパシタが一般的に含まれており、キャパシタは一般的に経年劣化するので、そのようなキャパシタの異常による受電装置の異常の検知を、車両単独で、かつ、簡易な構成で実現することが望まれている。
それゆえに、この発明の目的は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電装置において、受電装置単独で、かつ、簡易な構成で受電装置の異常有無を検知可能とすることである。
この発明によれば、受電装置は、受電部と、機器ユニットと、リレーと、直流電源部と、検出部と、制御装置とを備える。受電部は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する。機器ユニットは、受電部と、受電部により受電された電力を蓄える蓄電装置との間に設けられる。リレーは、機器ユニットと蓄電装置との間に設けられる。直流電源部は、リレーよりも受電部側に設けられる電力線に直流電流を供給可能に構成される。検出部は、リレーよりも受電部側に設けられる電力線の電圧および電流の少なくとも一方を検出する。制御装置は、リレーが電力遮断状態である場合に直流電源部から電力線に直流電流が供給されているとき、検出部の検出値に基づいて機器ユニットまたは受電部の異常有無を検知する。
この受電装置においては、リレーよりも受電部側に設けられる電力線に直流電流を供給可能な直流電源部が設けられる。そして、直流電源部が直流電流を供給することによって、送電装置からの受電中でなくても受電装置単独で受電装置の異常有無を検知し得る。また、異常有無の検知用に直流電源部から直流電流を供給するようにしたので、電力変換回路を別途設けることなく、たとえば車両に搭載される主蓄電装置や、補機用蓄電装置、ソーラー発電回路等を直流電源部としてそのまま利用可能である。したがって、この受電装置によれば、受電装置単独で、かつ、簡易な構成で受電装置の異常有無を検知することができる。
この発明によれば、送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電装置において、受電装置単独で、かつ、簡易な構成で受電装置の異常有無を検知することができる。
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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。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。
[実施の形態1]
(電力伝送システムの構成)
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、電力伝送システムは、車両10と、送電装置20とを備える。送電装置20は、車両10の外部に設けられ、車両10に搭載される主蓄電装置300を充電することができる(以下、車両外部に設けられる送電装置20による車両10の主蓄電装置300の充電を「外部充電」とも称する。)。
(電力伝送システムの構成)
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、電力伝送システムは、車両10と、送電装置20とを備える。送電装置20は、車両10の外部に設けられ、車両10に搭載される主蓄電装置300を充電することができる(以下、車両外部に設けられる送電装置20による車両10の主蓄電装置300の充電を「外部充電」とも称する。)。
車両10は、受電部100と、フィルタ回路150と、整流回路200と、主蓄電装置300と、動力生成装置400と、車両ECU(Electronic Control Unit)500と、通信装置510とを含む。また、車両10は、リレー210と、システムメインリレー(SMR)310と、直流電源部520と、リレー530と、センサ部540,550とをさらに含む。
受電部100は、送電装置20の送電部700から出力される電力(交流)を非接触で受電するための共振器(コイルおよびキャパシタ)を含む。受電部100は、たとえば車体前方寄りの車体下部に設けられ、送電装置20が地表または地中に設けられる。なお、受電部100の配置箇所はこれに限定されるものではなく、車体後方寄りの車体下部に設けてもよいし、仮に送電装置20が車両上方に設けられる場合には、受電部100を車体上部に設けてもよい。受電部100の具体的な構成については、送電装置20の送電部700とともに後ほど説明する。
フィルタ回路150は、受電部100と整流回路200との間に設けられ、受電部100による受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路150は、コイルおよびキャパシタを含むLCフィルタによって構成される。フィルタ回路150の具体的な構成については、後ほど説明する。
整流回路200は、受電部100によって受電された交流電力を整流して主蓄電装置300へ出力する。整流回路200は、整流器とともに平滑用のキャパシタを含んで構成される。整流回路200の具体的な構成についても、後ほど説明する。
主蓄電装置300は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素等の二次電池によって構成される。主蓄電装置300の電圧は、たとえば200V程度である。主蓄電装置300は、整流回路200から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置400によって発電される電力も蓄える。そして、主蓄電装置300は、その蓄えられた電力を動力生成装置400へ供給する。なお、主蓄電装置300として大容量のキャパシタも採用可能である。特に図示しないが、整流回路200と主蓄電装置300との間に、整流回路200の出力電圧を調整するDC−DCコンバータを設けてもよい。
動力生成装置400は、主蓄電装置300に蓄えられる電力を用いて車両10の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置400は、たとえば、主蓄電装置300から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置400は、主蓄電装置300を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。
リレー210は、整流回路200と主蓄電装置300との間に設けられる。リレー210は、送電装置20による主蓄電装置300の外部充電時に車両ECU500によってオンされる。一方、外部充電に先立って行なわれる受電装置の異常検知処理の実行時には、リレー210はオフされる。SMR310は、主蓄電装置300と動力生成装置400との間に設けられる。SMR310は、動力生成装置400の起動が要求されると、車両ECU500によってオンされる。
センサ部540は、受電部100とフィルタ回路150との間に設けられる。センサ部540は、電圧センサ542と、電流センサ544とを含む。電圧センサ542は、受電部100とフィルタ回路150との間の電力線対間の電圧を検出し、その検出値を車両ECU500へ出力する。電流センサ544は、受電部100とフィルタ回路150との間の電力線対に流れる電流を検出し、その検出値を車両ECU500へ出力する。なお、電圧(電流)が既知の場合には、センサ部540を電流センサ544(電圧センサ542)のみで構成してもよい。また、センサ部540は、フィルタ回路150と整流回路200との間に設けてもよい。
センサ部550は、整流回路200とリレー210との間に設けられる。センサ部550は、電圧センサ552と、電流センサ554とを含む。電圧センサ552は、整流回路200の出力電圧を検出し、その検出値を車両ECU500へ出力する。電流センサ554は、整流回路200の出力電流を検出し、その検出値を車両ECU500へ出力する。なお、センサ部550についても、電圧(電流)が既知の場合には、センサ部550を電流センサ554(電圧センサ552)のみで構成してもよい。
直流電源部520は、受電部100とフィルタ回路150との間の電力線対にリレー530を介して接続される。直流電源部520は、受電部100、フィルタ回路150および整流回路200によって構成される受電装置の異常有無を検知するために、直流電流を発生して受電装置へ付与する。一例として、車両10に搭載される各種補機や車両ECU500の電源である補機用蓄電装置や、車両10のムーンルーフ(サンルーフ)に設けられるソーラーパネルによって発電するソーラー発電回路等を直流電源部520として用いることができる。また、特に図示しないが、主蓄電装置300を直流電源部520として用いてもよい。
リレー210をオフにして受電装置を主蓄電装置300から電気的に切り離した状態で直流電源部520により受電装置に直流電流を付与したときのセンサ部540,550の検出値に基づいて、受電装置の異常有無を検知することができる。すなわち、この実施の形態1では、受電装置に直流電流を供給可能な直流電源部520が車両10に設けられ、送電装置20から車両10への電力伝送の開始前に車両単独で受電装置の異常有無を検知することができる。
リレー530は、受電部100とフィルタ回路150との間の電力線対と、直流電源部520との間に設けられる。リレー530は、受電装置の異常有無を検知する処理の実行時に、車両ECU500によってオンされ、送電装置20による主蓄電装置300の外部充電時はオフされる。
車両ECU500は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサ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10における各機器の制御を行なう。一例として、車両ECU500は、車両10の走行制御や、主蓄電装置300の充電制御等を実行する。また、この発明に関する車両ECU500の主要な制御として、車両ECU500は、送電装置20から非接触で受電するための受電装置の異常有無を検知する異常検知処理を実行する。この受電装置の異常検知処理については、後ほどその処理手順ついて詳しく説明する。なお、車両ECU500によって実行される各種制御(処理)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)によって処理することも可能である。
なお、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電が実行される際は、通信装置510を用いて送電装置20と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を送電装置20とやり取りする。
一方、送電装置20は、電源部600と、フィルタ回路610と、送電部700と、電源ECU800と、通信装置810とを含む。電源部600は、商用系統電源等の外部電源900から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。
送電部700は、車両10の受電部100へ非接触で送電するための共振器(コイルおよびキャパシタ)を含む。送電部700は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600から受け、送電部700の周囲に生成される電磁界を介して、車両10の受電部100へ非接触で送電する。送電部700の具体的な構成については、受電部100とともに後ほど説明する。
フィルタ回路610は、電源部600と送電部700との間に設けられ、電源部600から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路610は、コイルおよびキャパシタを含むLCフィルタによって構成される。
電源ECU800は、CPU、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサ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、送電装置20における各機器の制御を行なう。一例として、電源ECU800は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600が生成するように、電源部600のスイッチング制御を行なう。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)によって処理することも可能である。
なお、電源ECU800は、送電装置20による主蓄電装置300の充電が実行される際は、通信装置810を用いて車両10と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を車両10とやり取りする。
この電力伝送システムにおいては、送電装置20において、電源部600からフィルタ回路610を介して送電部700へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電部700および車両10の受電部100の各々は、共振器(コイルおよびキャパシタ)を含み、伝送周波数において互いに共振するように設計されている。送電部700および受電部100の共振強度を示すQ値は、100以上であることが好ましい。
電源部600から送電部700へ交流電力が供給されると、送電部700のコイルと受電部100のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部700から受電部100へエネルギー(電力)が移動する。そして、受電部100へ移動したエネルギー(電力)は、フィルタ回路150および整流回路200を介して主蓄電装置300へ供給される。
図2は、図1に示した受電部100および送電部700の回路構成の一例を示した図である。図2を参照して、受電部100は、コイル102と、キャパシタ104とを含む。キャパシタ104は、コイル102に直列に接続されてコイル102と共振回路を形成する。キャパシタ104は、受電部100の共振周波数を調整するために設けられる。キャパシタ104は、コイル102に並列に接続してもよい。あるいは、コイル102に直列に接続されるキャパシタ104とともに、コイル102に並列に接続されるキャパシタをさらに設ける構成としてもよい。なお、コイル102の浮遊容量を利用して所望の共振周波数が得られる場合には、キャパシタを設けない構成としてもよい。
送電部700は、コイル702と、キャパシタ704とを含む。キャパシタ704は、コイル702に直列に接続されてコイル702と共振回路を形成する。キャパシタ704は、送電部700の共振周波数を調整するために設けられる。キャパシタ704についても、キャパシタ704をコイル702に並列に接続してもよい。あるいは、コイル702に直列に接続されるキャパシタ704とともに、コイル702に並列に接続されるキャパシタをさらに設ける構成としてもよい。なお、コイル702の浮遊容量を利用して所望の共振周波数が得られる場合には、キャパシタを設けない構成としてもよい。
なお、送電部700の回路構成と受電部100の回路構成とは、必ずしも一致させる必要はない。たとえば、送電部700では、キャパシタ704をコイル702に並列に接続し、受電部100では、キャパシタ104をコイル102に直列に接続してもよい。あるいは、送電部700では、キャパシタ704をコイル702に直列に接続し、受電部100では、キャパシタ104をコイル102に並列に接続してもよい。
図3は、図1に示したフィルタ回路150の回路構成の一例を示した図である。図3を参照して、フィルタ回路150は、コイル152,156,160と、キャパシタ154,158とを含む。コイル152,156,160は、受電部100(図1)と整流回路200との間の電力線対の一方に設けられ、この実施の形態1では、コイル152,156,160は、端子T5,T7間において直列に接続される。キャパシタ154は、コイル152,156間において電力線対間に接続される。キャパシタ158は、コイル156,160間において電力線対間に接続される。
なお、特に図示しないが、コイル152,156,160の各々を端子T6,T8間の電力線に分割して設けてもよい。また、フィルタ回路150を構成するコイルおよびキャパシタの配置および数は、図3に示したものに限定されるものではなく、フィルタ回路150に要求される能力によって適宜変更可能である。たとえば、フィルタ回路150は、コイル152,156およびキャパシタ154,158、またはコイル156,160およびキャパシタ154,158を含む4次のLCフィルタや、コイル152,156およびキャパシタ154を含む3次のLCフィルタ等によって構成してもよい。
図4は、図1に示した整流回路200の回路構成の一例を示した図である。図4を参照して、整流回路200は、整流器と、整流器の出力側に設けられたキャパシタ202と、整流器とキャパシタ202との間に挿入されるチョークコイルとを含む。整流器は、たとえば4つのダイオードを含むダイオードブリッジ回路によって構成される。チョークコイルは設けなくてもよい。フィルタ回路150(図1)を通った交流電力が整流器により直流電力に整流され、キャパシタ202により平滑化されて主蓄電装置300(図1)へ出力される。
(受電装置の異常検知処理の説明)
図5は、車両ECU500により実行される受電装置の異常有無検知についての第1の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば送電装置20から車両10への送電開始前に実行され、フィルタ回路150または受電部100の異常有無がこの処理によって検知される。なお、整流回路200の異常有無は、図6に示される後述の処理によって検知される。この図5に示すフローチャートは、車両ECU500に予め格納されたプログラムを実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図5は、車両ECU500により実行される受電装置の異常有無検知についての第1の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば送電装置20から車両10への送電開始前に実行され、フィルタ回路150または受電部100の異常有無がこの処理によって検知される。なお、整流回路200の異常有無は、図6に示される後述の処理によって検知される。この図5に示すフローチャートは、車両ECU500に予め格納されたプログラムを実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図5とともに図1を参照して、車両ECU500は、リレー210をオフにする(ステップS10)。リレー210がオフにされて、受電部100、フィルタ回路150および整流回路200を含む受電装置が主蓄電装置300から電気的に切り離されると、車両ECU500は、リレー530をオンにし、直流電源部520を受電装置に電気的に接続する(ステップS20)。これにより、直流電源部520から受電装置へ異常検知用の直流電流が供給される。
直流電源部520から受電装置へ直流電流が供給されると、車両ECU500は、センサ部540の検出値を取得する(ステップS30)。そして、車両ECU500は、ステップS30において取得されたセンサ部540の検出値に基づいて、受電装置のフィルタ回路150または受電部100に異常が生じているか否かを判定する(ステップS60)。具体的には、電流センサ544により検出される直流電流の積算値が所定のしきい値に達するまでの到達時間が想定値(設計値)と異なるか否かによって、受電装置のフィルタ回路150または受電部100に含まれるいずれかのキャパシタのキャパシタンスが変化したものと判断することができる。なお、一般的に、キャパシタは、経年劣化により容量が低下する。
なお、整流回路200は、ダイオードブリッジ回路等の整流器を有するので、整流回路200の交流側に設けられるセンサ部540によって整流回路200の異常(具体的には整流器の出力側に設けられるキャパシタ202の異常)を検知することはできない。整流回路200の異常有無は、後述のように、整流回路200の出力側に設けられるセンサ部550の検出値に基づいて検知される。
ステップS60において、センサ部540の検出値に基づいて異常が生じているものと判定されると(ステップS60においてYES)、車両ECU500は、フィルタ回路150または受電部100において異常が生じているものと判断する(ステップS70)。そして、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電(外部充電)を実施不可であると判定する(ステップS80)。
一方、ステップS60において異常は生じていないものと判定されると(ステップS60においてNO)、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電(外部充電)を実施可能であると判定する(ステップS90)。なお、ステップS90において外部充電を実施可能と判定されても、整流回路200の異常有無を検知する後述の処理(図6)において整流回路200に異常が生じているものと判断された場合には、外部充電は実施されない。
図6は、車両ECU500により実行される受電装置の異常有無検知についての第2の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、基本的には、図5のフローチャートに示される処理と同時並行的に実行される。このフローチャートに示される処理によって、整流回路200の異常有無が検知される。なお、この図6に示すフローチャートも、車両ECU500に予め格納されたプログラムを実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図6とともに図1を参照して、車両ECU500は、リレー210をオフにする(ステップS110)。さらに、車両ECU500は、リレー530をオンにし、直流電源部520を受電装置に電気的に接続する(ステップS120)。このステップS110,S210の処理は、それぞれ図5に示したステップS10,S20の処理と同じである。
次いで、車両ECU500は、センサ部550の検出値を取得する(ステップS130)。具体的には、電圧センサ552により検出される直流電圧、および電流センサ554により検出される直流電流が取得される。
そして、車両ECU500は、ステップS130において取得されたセンサ部550の検出値に基づいて、受電装置の整流回路200に異常が生じているか否かを判定する(ステップS160)。具体的には、電流センサ554により検出される直流電流の積算値が所定のしきい値に達するまでの到達時間が想定値(設計値)と異なるか否かによって、整流回路200に含まれるキャパシタ202のキャパシタンスが変化したものと判断することができる。
ステップS160において、センサ部550の検出値に基づいて異常が生じているものと判定されると(ステップS160においてYES)、車両ECU500は、整流回路200において異常が生じているものと判断する(ステップS170)。そして、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電(外部充電)を実施不可であると判定する(ステップS180)。
一方、ステップS160において異常は生じていないものと判定されると(ステップS160においてNO)、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電(外部充電)を実施可能であると判定する(ステップS190)。なお、ステップS190において外部充電を実施可能と判定されても、図5に示したステップS80において外部充電の実施は不可であると判定される場合には、外部充電は実施されない。
なお、特に図示しないが、図5に示される処理と図6に示される処理とを1つのルーチンにおいて実行し、図5に示されるステップS10,S20,S80,S90の処理を、図6に示されるステップS110,S120,S180,S190の処理と共通化してもよい。
以上のように、この実施の形態1においては、リレー210よりも受電部100側に設けられる電力線に直流電源部520が電気的に接続され、送電装置20からの受電中でなくても車両単独で受電装置の異常有無を検知し得る。また、異常有無の検知用に直流電源部520から直流電流を供給するようにしたので、電力変換回路を別途設けることなく、たとえば車両10に搭載される主蓄電装置300や、補機用蓄電装置、ソーラー発電回路等を直流電源部520としてそのまま利用可能である。したがって、この実施の形態1によれば、車両単独で、かつ、簡易な構成で受電装置の異常有無を検知することができる。
[実施の形態2]
この実施の形態2では、受電装置において受電部100の異常有無を区別して検知可能な構成が示される。
この実施の形態2では、受電装置において受電部100の異常有無を区別して検知可能な構成が示される。
図7は、実施の形態2による電力伝送システムの全体構成図である。図7を参照して、車両10Aは、図1に示した車両10の構成において、リレー110をさらに含む。リレー110は、受電部100とフィルタ回路150との間に設けられる。より詳しくは、リレー110は、直流電源部520の接続ノードやセンサ部540よりも受電部100側に設けられる。リレー110は、送電装置20から車両10Aへの電力伝送時(外部充電時)に車両ECU500によってオンされる。一方、外部充電に先立って行なわれる受電装置の異常検知処理の実行時には、リレー110は、車両ECU500によってオン/オフが切替えられる。なお、車両10Aのその他の構成は、図1に示した車両10と同じである。
図8は、実施の形態2において車両ECU500により実行される受電装置の異常有無検知についての第1の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、実施の形態1における受電装置の異常有無検知についての、図5に示したフローチャートに対応するものである。整流回路200の異常有無は、図6に示した処理によって検知される。
図8とともに図7を参照して、車両ECU500は、リレー210とともにリレー110をオフにする(ステップS12)。これにより、受電装置が主蓄電装置300から電気的に切り離されるとともに、受電部100がフィルタ回路150からさらに電気的に切り離される。その後、ステップS20へ処理が移行され、車両ECU500は、リレー530をオンにし、直流電源部520を受電装置に電気的に接続する。なお、ステップS20〜S60は、図5において説明したので、その説明を繰り返さない。
ステップS60において、センサ部540の検出値に基づいて異常が生じているものと判定されると(ステップS60においてYES)、車両ECU500は、フィルタ回路150において異常が生じているものと判断する(ステップS72)。リレー110はオフされているので、ここでは受電部100の異常有無は検知されない。ステップS72の処理後、ステップS80へ処理が移行され、外部充電は実施不可であると判定される。
一方、ステップS60において異常は生じていないものと判定されると(ステップS60においてNO)、車両ECU500は、リレー110をオンにする(ステップS62)。これにより、受電部100がフィルタ回路150に電気的に接続され、直流電源部520から受電部100へ異常検知用の直流電流が供給される。そして、車両ECU500は、センサ部540の検出値を再度取得し(ステップS64)、その取得したセンサ部540の検出値に基づいて、受電装置の受電部100に異常が生じているか否かを判定する(ステップS66)。
ステップS66において、センサ部540の検出値に基づいて異常が生じているものと判定されると(ステップS66においてYES)、車両ECU500は、受電部100において異常が生じているものと判断する(ステップS74)。その後、ステップS80へ処理が移行され、外部充電は実施不可であると判定される。一方、ステップS66において異常は生じていないものと判定されると(ステップS66においてNO)、ステップS90へ処理が移行され、外部充電は実施可能であると判定される。
以上のように、この実施の形態2においては、リレー110によりフィルタ回路150以降の機器ユニットから受電部100が電気的に切り離されて、機器ユニットの異常有無が検知される。したがって、この実施の形態2によれば、受電部100と区別してフィルタ回路150以降の機器ユニットの異常有無を検知することができる。また、この実施の形態2によれば、フィルタ回路150以降の機器ユニットと区別して受電部100の異常有無をさらに検知することができる。
[変形例]
図9は、実施の形態2の変形例による電力伝送システムの全体構成図である。図9を参照して、車両10Bは、直流電源部520がフィルタ回路150と整流回路200との間の電力線対に電気的に接続される点において車両10Aと異なる。車両10Bのその他の構成は、車両10Aと同じである。なお、センサ部540も、フィルタ回路150と整流回路200との間の電力線対に設けてもよい。
図9は、実施の形態2の変形例による電力伝送システムの全体構成図である。図9を参照して、車両10Bは、直流電源部520がフィルタ回路150と整流回路200との間の電力線対に電気的に接続される点において車両10Aと異なる。車両10Bのその他の構成は、車両10Aと同じである。なお、センサ部540も、フィルタ回路150と整流回路200との間の電力線対に設けてもよい。
また、特に図示しないが、図1に示した実施の形態1の構成に対しても、直流電源部520がフィルタ回路150と整流回路200との間の電力線対にリレー530を介して電気的に接続されるようにしてもよい。
[実施の形態3]
上記の実施の形態1,2および変形例では、直流電源部520は、整流回路200の入力側(交流側)に電気的に接続されるものとしたが、この実施の形態3では、直流電源部520は、整流回路200の出力側(直流側)に電気的に接続される。
上記の実施の形態1,2および変形例では、直流電源部520は、整流回路200の入力側(交流側)に電気的に接続されるものとしたが、この実施の形態3では、直流電源部520は、整流回路200の出力側(直流側)に電気的に接続される。
図10は、実施の形態3による電力伝送システムの全体構成図である。図10を参照して、車両10Cは、直流電源部520が整流回路200とリレー210との間の電力線対に電気的に接続される点において車両10Aと異なる。そして、車両10Cは、整流回路200をバイパスするためのバイパス回路と、リレー560とをさらに含む。車両10Cのその他の構成は、車両10Aと同じである。
リレー560は、整流回路200の出力側(直流側)と入力側(交流側)とをバイパスする電力線に設けられ、車両ECU500によってオン/オフが切替えられる。リレー560をオフにした状態で直流電源部520から直流電流を供給することによって、整流回路200の異常有無(具体的には整流器の出力側に設けられるキャパシタ202の異常有無)を検知することができる。
また、リレー560をオンにすることによって、整流回路200の入力側(交流側)に設けられるフィルタ回路150または受電部100の異常有無を検知することができる。さらに、リレー110のオン/オフを切替えることによって、受電部100とフィルタ回路150との異常検知を切り分けることができる。
図11は、実施の形態3において車両ECU500により実行される受電装置の異常有無検知についての処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理も、たとえば送電装置20から車両10Cへの送電開始前に実行される。この図11に示すフローチャートも、車両ECU500に予め格納されたプログラムを実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア(電子回路)を構築して処理を実現することも可能である。
図11とともに図10を参照して、車両ECU500は、リレー110,210,560をオフにする(ステップS310)。すなわち、整流回路200のバイパス回路は遮断され、受電部100はフィルタ回路150から電気的に切り離される。そして、車両ECU500は、リレー530をオンにし、直流電源部520を受電装置に電気的に接続する(ステップS320)。これにより、直流電源部520から受電装置へ異常検知用の直流電流が供給される。
次いで、車両ECU500は、センサ部550の検出値を取得する(ステップS330)。具体的には、電圧センサ552により検出される直流電圧、および電流センサ554により検出される直流電流が取得される。
そして、車両ECU500は、ステップS330において取得されたセンサ部550の検出値に基づいて、受電装置の整流回路200に異常が生じているか否かを判定する(ステップS360)。このステップS360において実行される処理は、図6に示したステップS160において実行される処理と同じであり、具体的には、整流回路200に含まれるキャパシタ202の異常(キャパシタンスの変化)の有無が検知される。
ステップS360において、センサ部550の検出値に基づいて異常が生じているものと判定されると(ステップS360においてYES)、車両ECU500は、整流回路200において異常が生じているものと判断する(ステップS370)。そして、車両ECU500は、送電装置20による主蓄電装置300の充電(外部充電)を実施不可であると判定する(ステップS380)。
一方、ステップS360において異常は生じていないものと判定されると(ステップS360においてNO)、車両ECU500は、リレー560をオンにする(ステップS390)。これにより、整流回路200がバイパスされ、直流電源部520からフィルタ回路150へ直流電流が供給される。
ステップS400以降において実行される処理は、図8に示した実施の形態2におけるステップS30以降において実行される処理と同じであるので、説明を繰り返さない。
なお、上記においては、実施の形態2における車両10Aの構成において、直流電源部520が整流回路200の出力側(直流側)に接続されるものとしたが、実施の形態1における車両10の構成において、直流電源部520が整流回路200の出力側(直流側)に接続されるものであってもよい。すなわち、この実施の形態3は、リレー110が設けられない構成にも適用可能である。
以上のように、この実施の形態3によっても、実施の形態1や実施の形態2と同様の効果を得ることができる。
なお、上記において、フィルタ回路150および整流回路200は、この発明における「機器ユニット」の一実施例を形成し、リレー210は、この発明における「リレー」の一実施例に対応する。また、センサ部540,550は、この発明における「検出部」の一実施例を形成し、車両ECU500は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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は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。
10,10A〜10C 車両、20 送電装置、100 受電部、102,152,156,160,702 コイル、104,154,158,202,704 キャパシタ、110,210,530,560 リレー、150,610 フィルタ回路、200 整流回路、300 主蓄電装置、310 SMR、400 動力生成装置、500 車両ECU、510,810 通信装置、520 直流電源部、540,550 センサ部、542,552 電圧センサ、544,554 電流センサ、600 電源部、700 送電部、800 電源ECU。
Claims (1)
- 送電装置から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
前記受電部と前記受電部により受電された電力を蓄える蓄電装置との間に設けられる機器ユニットと、
前記機器ユニットと前記蓄電装置との間に設けられるリレーと、
前記リレーよりも前記受電部側に設けられる電力線に直流電流を供給可能に構成された直流電源部と、
前記リレーよりも前記受電部側に設けられる電力線の電圧および電流の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記リレーが電力遮断状態である場合に前記直流電源部から前記電力線に直流電流が供給されているとき、前記検出部の検出値に基づいて前記機器ユニットまたは前記受電部の異常有無を検知する制御装置とを備える受電装置。
Priority Applications (1)
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-
2014
- 2014-02-20 JP JP2014030569A patent/JP2015156743A/ja active Pending
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