JPWO2014147819A1 - 車両および非接触給電システム - Google Patents

Abstract

非接触給電システム（１０）は、送電部（２２０）から車両（１００）の受電部（１１０）に非接触で電力を供給することが可能である。非接触給電システムは、待機位置から送電部に接近する方向に受電部を移動させる昇降機構（１０５）と、昇降機構を制御するための車両ＥＣＵ（３００）とを備える。車両ＥＣＵは、受電部が待機位置に位置している状態において送電部の位置を検出する第１の検出動作、および、受電部が待機位置よりも送電部に近接した受電位置に位置している状態において送電部の位置を検出する第２の検出動作を行なうことが可能に構成される。そして、車両ＥＣＵは、第１および第２の検出動作の双方において送電部が所定範囲内に位置していることが検出された場合に、送電部からの送電を開始させる。

Description

本発明は、車両および非接触給電システムに関し、より特定的には、非接触給電システムにおける送電部と受電部との間の位置合わせ技術に関する。

電源コードや送電ケーブルを用いない非接触のワイヤレス電力伝送が近年注目されており、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）からの電力によって車載の蓄電装置を充電可能な電気自動車やハイブリッド車両等への適用が提案されている。

このような非接触給電システムにおいては、電力伝送効率を向上させるために、送電側と受電側との位置合わせを適切にすることが重要となる。そして、いくつかのシステムにおいては、送電部と受電部とを接近させるために、送電部あるいは受電部を移動することができる機構を設ける構成が提案されている。

特開２０１１−０３６１０７号公報（特許文献１）は、車両に備えられる受電側コイルと地面に設けられた送電側コイルとの間で非接触で電力を伝達する充電システムにおいて、送電側コイルと受電側コイルとが互いに電磁的に結合する位置関係となるように送電側コイルの位置を調整する位置調整部が設けられる構成が開示される。

また、特開２０１１−１２０３８７号公報（特許文献２）および特開２０１１−１９３６１７号公報（特許文献３）においては、車両の非接触給電システムにおいて、車両に備えられる受電コイルを昇降させることによって、受電コイルを送電コイルに接近させる昇降装置が車両側に設けられる構成が開示される。

特開２０１１−０３６１０７号公報 特開２０１１−１２０３８７号公報 特開２０１１−１９３６１７号公報

非接触給電システムにおいて車両に搭載された蓄電装置を充電する場合、送電装置が設けられた駐車スペースにおいて、電力伝送時における送電部と受電部との位置関係が電力伝送に適した位置となるように駐車することが重要である。また、上述の特許文献に開示されるような、駐車後に送電部あるいは受電部が移動可能な構成である場合には、所望の電力伝送効率を得るためには、電力伝送を行なう際の送電部および受電部の最終的な位置関係が所定の範囲内となることが必要となる。

この送電部と受電部との間の位置関係が不適切であると、電力伝送効率が低下した状態で電力伝送が行なわれてしまうので、送電装置からの無駄な電力の放出、および充電時間の延長を招いてしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電部もしくは受電部を移動させる移動装置が設けられた非接触給電システムにおいて、所望の電力伝送効率を確保することである。

本発明による車両は、送電装置から非接触で電力を受電することが可能である。車両は、送電装置に含まれる送電部から非接触で電力を受電する受電部と、待機位置から送電部に接近する方向に、受電部を移動することが可能に構成された移動装置と、制御装置とを備える。制御装置は、受電部が待機位置に位置している状態において送電部の位置を検出する第１の検出動作、および、受電部が待機位置よりも送電部に近接した位置に位置している状態において送電部の位置を検出する第２の検出動作を行なうことが可能である。制御装置は、第１の検出動作において送電部が第１の所定範囲内に位置していることが検出され、かつ第２の検出動作において送電部が第２の所定範囲内に位置していることが検出された場合に、送電装置からの送電を開始させる。

好ましくは、車両は、送電部を検出するための検出部をさらに備える。制御装置は、検出部を用いて第１の検出動作を行ない、受電部を用いて第２の検出動作を行なう。

好ましくは、送電装置からの送電が可能な位置に車両が位置付けられた状態において、検出部と送電部との間の距離は、待機位置と送電部との間の距離よりも短い。

好ましくは、制御装置は、受電を開始する予定位置まで受電部を移動した後に第２の検出動作を行なう。

好ましくは、検出部は、送電部からの送電によって生成される電磁場の磁気を検出可能な複数の磁気センサを含む。制御装置は、複数の磁気センサによって検出された磁気の分布に基づいて送電部の位置を認識する。

好ましくは、制御装置は、ユーザによって設定された送電開始時間に関連する情報に基づいて定められるタイマ値に従って送電部からの送電を開始する。制御装置は、タイマ値に対応する時間が経過したことに応答して第２の検出動作を実行する。

好ましくは、送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。

好ましくは、送電部と受電部との結合係数は０．６以上０．８以下である。
好ましくは、受電部は、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて送電部から受電する。

本発明による非接触給電システムは、送電部から受電部に非接触で電力を供給する。非接触給電システムは、待機位置から送電部と受電部とが接近する方向に、送電部および受電部の少なくと一方を移動することが可能に構成された移動装置と、制御装置とを備える。制御装置は、送電部および受電部が待機位置に位置している状態において送電部と受電部との間の位置関係を検出する第１の検出動作、ならびに、送電部と受電部との間の距離が送電部および受電部が待機位置にある場合よりも近接している状態において位置関係を検出する第２の検出動作を行なうことが可能である。制御装置は、第１の検出動作において位置関係が第１の所定条件を満たしていることが検出され、かつ第２の検出動作において位置関係が第２の所定条件を満たしていることが検出された場合に、送電部からの送電を開始させる。

本発明によれば、送電部もしくは受電部を移動させる移動装置が設けられた非接触給電システムにおいて、駐車動作時および移動装置による送電部と受電部との接近時に送電部と受電部との位置関係が確認され、双方において送電部と受電部との間の位置関係が所定条件を満たすことが確認された後に電力伝送が行なわれる。これによって、所望の電力伝送効率を確保しながら電力伝送を行なうことが可能となる。

本発明の実施の形態に従う車両の非接触給電システムの全体構成図である。 図１における昇降機構の動作を説明するための図である。 位置検出センサと送電部との位置関係を説明するための第１の図である。 位置検出センサと送電部との位置関係を説明するための第２の図である。 送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。 電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。 本実施の形態における位置確認制御の概要を説明するための図である。 本実施の形態において、タイマ機能を用いた場合の位置確認制御の概要を説明するための図である。 本実施の形態における位置確認制御処理を説明するためのフローチャートである。

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。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。

（非接触給電システムの構成）
図１は、本実施の形態に従う非接触給電システム１０の全体構成図である。図１を参照して、非接触給電システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。

送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０とを含む。電源装置２１０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、商用電源４００から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力を送電部２２０へ供給する。そして、送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を出力する。

電源装置２１０は、通信部２３０と、制御装置である送電ＥＣＵ２４０と、電源部２５０と、インピーダンス調整部２６０とを含む。また、送電部２２０は、共振コイル２２１と、キャパシタ２２２とを含む。

電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、商用電源４００などの交流電源から受ける電力を高周波の電力に変換する。そして、電源部２５０は、その変換した高周波電力を、インピーダンス調整部２６０を介して共振コイル２２１へ供給する。

また、電源部２５０は、図示されない電圧センサ，電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒを送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

インピーダンス調整部２６０は、送電部２２０の入力インピーダンスを調整するためのものであり、典型的には、リアクトルとキャパシタとを含んで構成される。インピーダンス調整部２６０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＳＥ１０によって制御される。

共振コイル２２１は、電源部２５０から伝達された電力を、車両１００の受電部１１０に含まれる共振コイル１１１へ非接触で電力を転送する。共振コイル２２１はキャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を構成する。なお、受電部１１０と送電部２２０との間の電力伝送については、図４を用いて後述する。

通信部２３０は、送電装置２００と車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、車両１００側の通信部１６０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部２３０は、車両１００側の通信部１６０から送信される車両情報、ならびに、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、受信したこれらの情報を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０からの送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒ等の情報を車両１００へ送信する。

送電ＥＣＵ２４０は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等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、電源装置２１０における各機器の制御を行なう。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）で処理することも可能である。

車両１００は、昇降機構１０５と、受電部１１０と、整合器１７０と、整流器１８０と、充電リレーＣＨＲ１８５と、蓄電装置１９０と、システムメインリレーＳＭＲ１１５と、パワーコントロールユニットＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、制御装置である車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、通信部１６０と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６と、位置検出センサ１６５とを含む。

なお、本実施の形態においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車などが含まれる。

受電部１１０は、車両１００のフロアパネル付近に設けられ、共振コイル１１１と、キャパシタ１１２とを含む。

共振コイル１１１は、送電装置２００に含まれる共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を構成する。

受電部１１０は、昇降機構１０５上に搭載される。昇降機構１０５は、図２に示されるように、たとえばリンク機構などを用いて、受電部１１０を待機位置（破線）から、送電部２２０に対向する受電予定位置（以下、「受電位置」とも称する。）（実線）まで移動させるための移動装置である。昇降機構１０５は、車両１００が駐車スペースの所定位置に停止した後に、たとえば図示されないモータ等により駆動されることによって、受電部１１０を待機位置から受電位置に移動する。

なお、受電位置は、送電部２２０から予め定められた高さに定められてもよいし、受電部１１０が送電部２２０に接する位置とされてもよい。

また、図２に示されるように、車両１００が駐車スペースの所定位置に停止した状態においては、位置検出センサ１６５と送電部２２０（または、受電位置）との間の距離は、待機位置と送電部２２０（または、受電位置）との間の距離よりも短くなる。

さらに、昇降機構１０５はラチェット機構を含み、受電位置より下方への受電部１１０の移動は制限されるが、受電位置よりも上方への受電部１１０の移動が可能となるように構成される。これによって、車高が低くなった場合に、フロアパネルと受電部１１０との間隔の変動を吸収することができる。

共振コイル１１１により受電した電力は、整合器１７０を介して整流器１８０へ出力される。整合器１７０は、典型的には、リアクトルとキャパシタとを含んで構成され、共振コイル１１１により受電された電力が供給される負荷の入力インピーダンスを調整する。

整流器１８０は、整合器１７０を介して共振コイル１１１から受けた交流電力を整流し、その整流された直流電力を蓄電装置１９０に出力する。整流器１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む構成とすることができる。整流器１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流器１８０が受電部１１０に含まれる場合には、発生する電磁場に伴うスイッチング素子の誤動作等を防止するために、ダイオードブリッジのような静止型の整流器とすることがより好ましい。

ＣＨＲ１８５は、整流器１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１８５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流器１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。

蓄電装置１９０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１９０は、整流器１８０に接続される。そして、蓄電装置１９０は、受電部１１０で受電され、かつ整流器１８０で整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１９０の出力は、たとえば２００Ｖ程度である。

蓄電装置１９０には、いずれも図示しないが、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび入出力される電流ＩＢをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる。これらの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）を演算する。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータやインバータを含んで構成される。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて蓄電装置１９０からの電圧を変換する。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、コンバータで変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１９０の充電電力に変換される。

また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１９０を充電することも可能である。

通信部１６０は、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、送電装置２００の通信部２３０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報ＩＮＦＯには、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号、ならびに送電装置２００のインピーダンス調整部２６０の切換指令などが含まれる。

車両ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等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１００における各機器の制御を行なう。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）で処理することも可能である。

位置検出センサ１６５は、たとえば、車両１００のフロアパネル下面に設けられる。位置検出センサ１６５は、送電部２２０が設けられた駐車スペースにおける駐車位置の位置確認のために、送電部２２０を検出するためのセンサである。位置検出センサ１６５は、たとえば、磁気検出センサであり、駐車動作実行中に位置検出のために送電部２２０から送電される電力（以下、「テスト送電」とも称する。）により生じる磁界の大きさを検出し、その検出信号ＳＩＧをＥＣＵ３００へ出力する。ＥＣＵ３００は、位置検出センサ１６５で検出された検出信号ＳＩＧに基づいて駐車位置の適否を判定し、ユーザに対して車両の停止を促す。あるいは、車両１００に自動駐車機能が設けられる場合には、ＥＣＵ３００は、検出信号ＳＩＧに基づいて車両を自動停止させる。

図３は、車両１００が送電部２２０に対して適切に駐車された場合の、送電部２２０と位置検出センサ１６５との位置関係の一例を示す図である。図３の例においては、送電部２２０の送電用の共振コイル２２１はその巻回軸が水平方向（図３中のＸ軸方向）となるようにフェライトコア２２５に巻回されており、位置検出センサ１６５として４つのセンサが用いられている。

図３のような送電部２２０において送電を行なった場合に生じる磁界の分布をシミュレーションした例を図４に示す。図４においては、磁界の分布が等高線により表現されており、周囲の領域ＡＲ２から領域ＡＲ１に向かって磁界の強さが大きくなっている。

位置検出センサ１６５は、送電用の共振コイル２２１の巻回中心を原点とする直交座標（Ｘ−Ｙ軸）において、原点からのそれぞれのＸ軸方向の距離が同じで、かつ原点からのＹ軸方向の距離が同じとなるように、すなわち原点に対して互いに対称となるように配置される。これによって、車両１００が送電部２２０に対して適切な位置に駐車された場合には、各位置検出センサ１６５で検出される磁界の大きさがほぼ同じになる。したがって、駐車動作を行なう際に、各位置検出センサ１６５で検出された磁界の大きさの差によって、送電部２２０が第１の所定範囲内に位置しているか否かを判定することができる。

なお、位置検出センサ１６５は、上記のような磁気検出センサに限られず、たとえば、送電部２２０に貼付されたＲＦＩＤを検出するためのＲＦＩＤリーダであってもよいし、送電部２２０の段差や基準点の高さを検出するための距離センサであってもよい。このような他のタイプのセンサを用いる場合には、たとえば各ＲＦＩＤからの受信強度の分布によって位置を認識したり、各距離センサで検出された高さの分布によって位置を認識したりする。

本実施の形態のような昇降機構１０５が設けられる構成においては、受電部１１０が待機位置から受電位置へ移動されるため、駐車動作実行中のように待機位置に受電部１１０が格納された状態では、受電部１１０を用いた位置検出は困難である。そのため、駐車動作中の送電部２２０の位置検出のために位置検出センサ１６５が必要となる。

再び図１を参照して、電圧センサ１９５は、共振コイル１１１に並列に接続され、受電部１１０で受電された受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、共振コイル１１１と整合器１７０とを結ぶ電力線に設けられ、受電電流Ｉｒｅを検出する。受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅの検出値は、車両ＥＣＵ３００に送信され、電力伝送効率の演算等に用いられる。

なお、図１においては、受電部１１０および送電部２２０に、共振コイル１１１，２２１が設けられる構成を示したが、これに加えて、共振コイルと電磁誘導により電力を授受可能な電磁誘導コイル１１３，２２３がそれぞれ設けられる構成とすることも可能である。この場合には、図１には示さないが、送電部２２０においては電磁誘導コイルが電源部２５０に接続されて、電源部２５０からの電力を電磁誘導により共振コイル２２１に伝達する。また、受電部１１０においては電磁誘導コイル１１３が整流器１８０に接続されて、共振コイル１１１で受電した電力を電磁誘導により取出して整流器１８０に伝達する。

（電力伝送の原理）
次に、図５〜図９を用いて、非接触による電力伝送の原理について説明する。なお、なお、図５〜図９においては、受電部および送電部に電磁誘導コイルが設けられる場合を例として説明する。図５は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図５を参照して、送電装置２００の送電部２２０は、共振コイル２２１と、キャパシタ２２２と、電磁誘導コイル２２３とを含む。

電磁誘導コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。

なお、電磁誘導コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。

車両１００の受電部１１０は、共振コイル１１１と、キャパシタ１１２と、電磁誘導コイル１１３とを含む。共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。

電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷装置１１８へ出力する。なお、電気負荷装置１１８は、受電部１１０によって受電された電力を利用する電気機器であり、具体的には、整流器１８０（図１）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。

なお、電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル１１３を設けずに共振コイル１１１に整流器１８０を直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。

送電装置２００において、電源装置２１０から電磁誘導コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、電磁誘導コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷装置１１８へ伝送される。

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。

図６および図７を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図６は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図７は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図６を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図７に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。

図７に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図７から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図５を参照して、送電装置２００の送電部２２０および車両１００の受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との結合係数κは０．１以下が好ましく、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図８は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図８を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。

なお、上記の説明では、共振コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共振コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。

図９は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図９を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。そして、送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。

なお、結合係数κは、送電部と受電部との間の距離によって変動する。電力伝送時における送電部と受電部との間のエアギャップが小さいときには、結合係数κは、たとえば、０．６〜０．８程度である。なお、当然のことながら、送電部と受電部との間の距離によっては、結合係数κは、０．６以下となる。そして、送電部と受電部とが離れた状態で電力伝送が実施されると、結合係数κは、０．３以下となる。

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

（位置確認制御の説明）
上述のような、移動装置を用いて、通常走行時には受電部を待機位置に配置し、電力伝送時には受電部下降して送電部に近接させる構成を有する場合、送電部と受電部とが近接した状態で送電部と受電部との間の結合が良好となるように、コイルのインダクタンスやキャパシタのキャパシタンスなどの各種のパラメータが設計される。そのため、受電部が待機位置にある状態では、送電部と受電部との距離が設計値よりも大きく、送電部から出力される電力を十分に受電できない傾向にある。そのため、車両を駐車スペースの所定位置に駐車する際に、受電部の受電電力に基づいた電力伝送効率を用いて、送電部の位置を検出することが困難となる場合が生じる。

特に、図２で示したように、移動装置にリンク機構が用いられる場合には、移動装置は、垂直方向の昇降に伴って水平方向の位置も変化する。そのため、このような場合には、受電部が待機位置にある状態で受電部を用いて送電部の位置を確認したとしても、送電部と受電部とが近接した実際の受電位置における互いの位置関係を保障することはできない。

一方で、駐車動作の際に、移動装置により受電位置に対応した高さまで予め受電部を下降させた状態にして、受電部を用いて送電部の位置を確認することも可能ではあるが、送電部の上面高さが想定よりも高かったり、縁石のような地面から突出した他の物体があった場合には、駐車動作中に受電部がこれらの物体に衝突して損傷してしまうおそれがある。そのため、上述のような構成を有する車両においては、受電部を用いて駐車動作時に送電部の位置を正確に検出することは困難である。

そのため、本実施の形態においては、車両側に、送電部を検出するための検出器が受電部とは別に設けられ、駐車動作時にはこの追加された検出器を用いて送電部の位置が検出される（以下、「第１の検出動作」とも称する。）。さらに、駐車完了後、移動装置によって受電部が受電位置に移動された後に、受電部の受電電力に基づいた電力伝送効率を用いて送電部の位置検出が行なわれる（以下、「第２の検出動作」とも称する。）。そして、この第１の検出動作および第２の検出動作の双方において、送電装置の位置が所定範囲内であることが検出されたことに応答して、蓄電装置を充電するための送電が開始される。このような、２段階の位置検出動作を用いた位置確認制御を行なうことによって、電力伝送効率が低下した状態のまま送電が行なわれる状態を回避することができる。

以下、図１０〜図１２を用いて、本実施の形態における、送電装置の位置確認制御について説明する。

図１０および図１１は、本実施の形態における充電動作の概要を示すタイムチャートである。図１０は、車両駐車後に引き続いて充電動作が行なわれる場合のタイムチャートである。一方、図１１は、ユーザの設定に基づいて、車両駐車後、所定の時間が経過した後に充電動作を開始するタイマ機能が用いられる場合のタイムチャートである。図１０および図１１においては、縦軸に時間が示されており、ユーザ，車両１００，送電装置２００の時間的な動作が概略的に示されている。

図１および図１０を参照して、蓄電装置１９０の充電を行なうために、車両１００が送電装置２００が設置された駐車スペース付近に到来すると、通信待機の状態の車両１００から通信を確立するための要求信号が送信される（Ｐ２００）。これに応答して、送電装置２００から通信開始のための応答信号が車両１００に対して送信され（Ｐ３００）、これによって、車両１００と送電装置２００との間の通信が確立する。

その後、ユーザによる駐車動作が開始されると（Ｐ１００）、送電装置２００は、駐車位置合わせのためのテスト送電を開始する（Ｐ３１０）。車両１００は、テスト送電によって生じる磁界を位置検出センサ１６５により検出し、位置検出センサ１６５の出力に基づいて、受電部１１０から所定範囲（第１の所定範囲）内に送電部２２０が位置しているか否かを判定する（Ｐ２１０）。そして、車両１００は、送電部２２０が受電部１１０から所定の範囲内に位置していると判断すると、ユーザに対して車両を停車するように案内する。また、自動駐車機能を有している場合には、車両１００は、この認識に基づいて駐車動作を実行する。なお、テスト送電において出力される電力は、蓄電装置１９０を充電する場合の電力よりも小さく設定される。

所定の位置への駐車動作が完了すると、車両１００は、位置検出センサ１６５からの出力に基づいて、送電部２２０が受電部１１０から所定範囲内に位置しているか否かを判定し、送電部２２０が所定範囲内に位置している場合には、駐車完了を示す信号をユーザに通知する（Ｐ２２０）。これに応答して、ユーザにより車両１００が停止され、イグニッションスイッチまたはイグニッションキーの操作によって、車両１００の停止操作が行なわれて、車両１００がＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態にされると（Ｐ１１０）、車両１００は、昇降機構１０５を動作させて受電部１１０を送電部２２０に対向する位置（受電位置）へと下降させる（Ｐ２３０）。

受電位置への受電部１１０の配置が完了すると、車両１００は、送電部２２０からのテスト送電の電力を受電部１１０により受け、電力伝送効率（受電効率）に基づいて、送電部２２０と受電部１１０との位置関係が所定範囲内（第２の所定範囲）であるかを再度確認する（Ｐ２４０）。そして、送電部２２０と受電部１１０との位置関係が良好である場合には、車両１００は、その旨を示す信号を送電装置２００に送信し、これに応答して、送電装置２００はテスト送電を停止する（Ｐ３２０）。

その後、送電装置２００は、蓄電装置１９０を充電するための電力の送電を開始する（Ｐ３３０）。車両１００は、送電装置２００から送電される電力を受電部１１０で受け、蓄電装置１９０の充電処理を実行する（Ｐ２５０）。

蓄電装置１９０が満充電状態となって充電が完了した場合、あるいは、ユーザからの操作によって充電動作の終了が指示された場合には、車両１００は、充電動作を停止するとともに、ユーザおよび送電装置２００に対して充電の終了を通知する（Ｐ２６０）。そして、車両１００は、昇降機構１０５を動作させて、受電部１１０を待機位置へ戻す（Ｐ２７０）。一方、送電装置２００は、車両１００からの充電終了通知に基づいて送電動作を停止する（Ｐ３４０）。

なお、上記の説明において、Ｐ２１０における位置検出センサ１６５を用いた送電部２２０の位置検出が先述の「第１の検出動作」に対応する。また、Ｐ２４０における受電部１１０で受電した電力に基づく電力伝送効率を用いた送電部２２０の位置検出が先述の「第２の検出動作」に対応する。

次に、図１１を用いて、タイマ機能を用いた場合について説明する。図１１においては、図１０のタイムチャートにＰ２２５の動作が追加されたものとなっている。図１１において、図１０と重複する動作の説明については繰り返さない。

図１および図１１を参照して、第１の検出動作（Ｐ２１０）において、駐車スペース内の所定位置への駐車動作が完了すると、車両１００は、駐車完了を示す信号をユーザに通知する（Ｐ２２０）。これに応答して、ユーザにより車両１００が停止され、イグニッションスイッチまたはイグニッションキーの操作によって、車両１００の停止操作が行なわれて、車両１００がＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態にされると（Ｐ１１０）、車両１００は、ユーザによって設定された充電開始時刻あるいは充電完了時刻に基づいて充電開始までの時間を演算する。このとき、送電装置２００はＲｅａｄｙ−ＯＦＦとされたことに応答してテスト送電を停止する（Ｐ３２０）。そして、車両１００は、演算された充電開始までの時間が経過するまで、待機状態として実際の充電動作の開始を遅延する（Ｐ２２５）。

上記のタイマが経過して充電開始時刻が到来すると、車両１００は、送電装置２００に通知してテスト送電を再開させる（Ｐ３２１）とともに、昇降機構１０５を受電位置まで下降させて受電部１１０を送電部２２０へ近接させる（Ｐ２３０）。

送電装置２００からのテスト送電が開始されると、車両１００は、受電部１１０によって受電した受電電力と、送電装置２００から送信される送電電力に関する情報とに基づいて電力伝送効率を演算し、受電位置において送電部２２０が受電部１００から所定の範囲（第２の所定範囲）内であるかを確認する（Ｐ２４０）。

送電部２２０と受電部１００との位置関係が良好である場合には、車両１００は、送電装置２００からのテスト送電を停止させる（Ｐ３２２）。送電装置２００は、テスト送電を停止すると、次に蓄電装置１９０を充電するためにテスト送電よりも大きな電力をを用いた送電を開始する（Ｐ３３０）。そして、車両１００は、送電装置２００から受電した電力を用いて蓄電装置１９０の充電処理を実行する（Ｐ２５０）。

以降は、図１０で説明と同様に、充電が終了されたこと（Ｐ２６０）に伴って、受電部１１０が待機位置に戻され（Ｐ２７０）、送電装置２００からの送電が停止される（Ｐ３４０）。

図１２は、本実施の形態において、電力伝送中に実行される受電部位置の再調整制御を説明するためのフローチャートである。図１２に示されるフローチャート中の各ステップについては、車両ＥＣＵ３００あるいは送電ＥＣＵ２４０に予め格納されたプログラムを所定周期で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１２を参照して、車両１００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、送電装置２００との通信を開始するために要求信号を送信する。送電ＥＣＵ２４０は、この要求信号を受信して車両１００を確認すると、車両１００との通信を開始するために応答信号を車両１００に対して送信する（Ｓ３００）。

車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０にて、上記の要求信号に対する送電装置２００からの応答信号を受信したか否か、すなわち送電装置２００との通信が確立したか否かを判定する。送電装置２００との通信が確立していない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、処理がＳ１１０に戻されて、車両ＥＣＵ３００は、送電装置２００からの応答信号の監視を継続する。

送電装置２００との通信が確立した場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められて、ユーザ操作あるいは自動駐車機能により、送電装置２００が設置されている駐車スペースへの駐車動作が開始される。駐車動作の開始に伴って、送電ＥＣＵ２４０は、送電部２２０からのテスト送電を開始する（Ｓ３１０）。

そして、Ｓ１３０にて、車両ＥＣＵ３００は、位置検出センサ１６５を用いて送電部２２０から送出される磁力を検出することによって、所定の駐車位置への移動が完了したか、すなわち送電部２２０が受電部１１０から所定の範囲（第１の所定範囲）内となったか否かを判定する。所定の駐車位置への移動が完了していない場合（Ｓ１３０にてＮＯ）は、処理がＳ１３０に戻されて、車両ＥＣＵ３００は、位置検出センサ１６５での位置確認を行ないながら駐車動作を継続する。

所定の駐車位置への移動が完了した場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）は、Ｓ１４０にて、自動駐車機能あるいはユーザ操作によって駐車動作が停止される。そして、ユーザの操作によりＲｅａｄｙ−ＯＦＦとされたことに応答して、送電ＥＣＵ２４０は、テスト送電を停止する（Ｓ３２０）。

そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１５０にて、ユーザによるタイマ設定があるか否かを判定する。ユーザによるタイマ設定がない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、処理がＳ１７０に進められる。

ユーザによるタイマ設定がある場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、車両ＥＣＵ３００は、設定されたタイマが経過するまで充電動作の開始を遅延する。そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０において、設定されたタイマカウントアップが完了し、充電開始時刻が到来したか否かを判定する。

タイマカウントアップが完了しておらず充電開始時刻が到来していない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１６０に戻され、車両ＥＣＵ３００は、充電開始時刻が到来するまで充電動作の待機状態を継続する。一方、充電開始時刻が到来した場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１７０に進められる。

Ｓ１７０においては、車両ＥＣＵ３００は、送電装置２００に対して再度テスト送電を開始させるとともに（Ｓ３２１）、受電部１１０を送電部２２０に対向する受電位置まで移動させるために昇降機構１０５の下降を開始する。

車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０にて、送電装置２００からテスト送電により供給された電力を受電し、受電位置における送電部２２０と受電部１１０との位置が適切であるか否かを確認するために、電力伝送効率（受電効率）を演算する。そして、Ｓ１９０にて、車両ＥＣＵ３００は、演算された電力伝送効率が所定値以上であるか否かによって、受電位置において送電部２２０が受電部１１０から所定範囲（第２の所定範囲）内にあるか否かを判定する。

電力伝送効率が所定値以上である場合（Ｓ１９０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２００に進められて、車両ＥＣＵ３００は、昇降機構１０５の下降動作を停止するとともに、送電装置２００からのテスト送電を停止させる（Ｓ３２２）。送電ＥＣＵ２４０は、テスト送電停止後、テスト送電よりも大きな電力を用いた送電を開始する（Ｓ３３０）。車両ＥＣＵ３００は、これに応答して充電処理を開始する（Ｓ２１０）。そして、蓄電装置１９０が満充電状態となったこと、あるいはユーザによる充電停止の指示に基づいて充電動作が終了すると、車両ＥＣＵ３００は充電動作を終了する旨の通知を送電装置２００へ送信する。その後、車両ＥＣＵ３００は、昇降機構１０５を上昇して受電部１１０を待機位置へ戻し、送電装置２２０との通信を終了する（Ｓ２２０）。一方、送電装置２２０は、充電終了の通知に応答して、車両１００への送電を停止する（Ｓ３４０）。

Ｓ１９０にて、電力伝送効率が所定値未満である場合（Ｓ１９０にてＮＯ）は、処理がＳ１９５に進められて、車両ＥＣＵ３００は、昇降機構１０５の位置が下限に到達したか否かを判定する。ここで「下限」とは、昇降機構１０５の動作可能範囲の下限である場合、および受電部１１０が送電部２２０などに接することにより昇降機構１０５がそれ以上下降できない場合を含む。

昇降機構１０５の位置が下限に到達していない場合（Ｓ１９５にてＮＯ）は、処理がＳ１９０に戻されて、車両ＥＣＵ３００は、昇降機構１０５の下降動作を行ないつつ、電力伝送効率が所定値以上となったか否かを継続して監視する。

一方、昇降機構１０５の位置が下限に到達した場合（Ｓ１９５にてＹＥＳ）は、車両ＥＣＵ３００は、昇降機構１０５の可動範囲内においては、十分な電力伝送効率を得ることができないと判断し、Ｓ２０５にて昇降機構１０５を上昇させて受電部１１０を待機位置に戻し、蓄電装置１９０の充電の実行を中止する（Ｓ２１５）。これに応答して、送電装置２００は車両１００へのテスト送電を停止する（Ｓ３２２）。

なお、上記のフローチャートにおいては、昇降機構１０５を下降させながら電力伝送効率を演算し、電力伝送効率が所定値以上となったことに応答して昇降機構１０５を停止させる場合について説明した。しかしながら、たとえば、受電部１１０が送電部２２０と接する位置、または受電部１１０と送電部２２０とのギャップが所定値となる位置のような、予め定められた固定位置を受電位置とする場合には、受電位置へ受電部１１０を移動させた後の電力伝送効率に基づいて充電動作を開始するか否かを判断するようにしてもよい。

また、上記のフローチャートにおいては、図１１で説明したように、駐車動作の停止に応答して送電装置２００からのテスト送電を停止する場合を例として説明した。しかしながら、タイマ機能を用いない場合には、図１０で説明したように、テスト送電を継続した状態で受電部１１０を用いた第２の検出動作を行なうようにしてもよい。さらに、タイマ機能を用いる場合において、第２の検出動作を蓄電装置１９０を充電するための電力を用いて実行するようにしてもよい。ただし、図１１，図１２のようにテスト送電の電力を用いるほうが、位置確認の際の無駄な電力の放出を低減するのでより好ましい。

さらに、タイマ機能を用いる場合に、駐車完了時に昇降機構により受電部を下降させて第２の検出動作を行ない、その後昇降機構を上昇させて受電部を待機位置に戻してから、タイマ待機を開始するようにしてもよい。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、駐車実行時においては受電部が待機位置にある状態で位置検出センサを用いて停止位置（送電部の位置）を決定し、受電部が受電位置に移動後は演算された電力伝送効率を用いて充電動作の開始を決定することができる。これによって、駐車動作において車両の停止精度を向上できるとともに、電力伝送効率が低下したままの状態で充電動作が実行されてしまうことを抑制することができる。これによって、非接触給電システムのいて、所望の電力伝送効率を確保しながら電力伝送を行なうことが可能となる。

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説明ではなく、請求の範囲によって示され、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 非接触給電システム、８９ 電力伝送システム、９０，２２０，２２０Ａ 送電部、９１，１１０ 受電部、９２，９３，９６，９７ コイル、９４，９９，１１１，２２１ 共振コイル、９５，９８，１１２，２２２ キャパシタ、１００ 車両、１０５ 昇降機構、１１３，２２３ 電磁誘導コイル、１１５ ＳＭＲ、１１８ 電気負荷装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０，２３０ 通信部、１６５ 位置検出センサ、１７０ 整合器、１８０ 整流器、１９０ 蓄電装置、１９５ 電圧センサ、１９６ 電流センサ、２００ 送電装置、２１０ 電源装置、２２５ フェライトコア、２４０ 送電ＥＣＵ、２５０ 電源部、２６０ インピーダンス調整部、３００ 車両ＥＣＵ、４００ 商用電源。

Claims (10)

1. 送電装置から非接触で電力を受電可能な車両であって、
   前記送電装置に含まれる送電部から非接触で電力を受電する受電部と、
   待機位置から前記送電部に接近する方向に、前記受電部を移動することが可能に構成された移動装置と、
   前記受電部が前記待機位置に位置している状態において前記送電部の位置を検出する第１の検出動作、および、前記受電部が前記待機位置よりも前記送電部に近接した位置に位置している状態において前記送電部の位置を検出する第２の検出動作を行なうことが可能な制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記第１の検出動作において前記送電部が第１の所定範囲内に位置していることが検出され、かつ前記第２の検出動作において前記送電部が第２の所定範囲内に位置していることが検出された場合に、前記送電装置からの送電を開始させる、車両。
2. 前記送電部を検出するための検出部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記検出部を用いて前記第１の検出動作を行ない、前記受電部を用いて前記第２の検出動作を行なう、請求項１に記載の車両。
3. 前記送電装置からの送電が可能な位置に前記車両が位置付けられた状態において、前記検出部と前記送電部との間の距離は、前記待機位置と前記送電部との間の距離よりも短い、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、受電を開始する予定位置まで前記受電部を移動した後に前記第２の検出動作を行なう、請求項２に記載の車両。
5. 前記検出部は、前記送電部からの送電によって生成される電磁場の磁気を検出可能な複数の磁気センサを含み、
   前記制御装置は、前記複数の磁気センサによって検出された磁気の分布に基づいて、前記送電部の位置を認識する、請求項２に記載の車両。
6. 前記制御装置は、ユーザによって設定された送電開始時間に関連する情報に基づいて定められるタイマ値に従って、前記送電部からの送電を開始するように構成され、
   前記制御装置は、前記タイマ値に対応する時間が経過したことに応答して、前記第２の検出動作を実行する、請求項１に記載の車両。
7. 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の車両。
8. 前記送電部と前記受電部との結合係数は０．６以上０．８以下である、請求項１に記載の車両。
9. 前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項１に記載の車両。
10. 送電部から受電部に非接触で電力を供給する非接触給電システムであって、
    待機位置から前記送電部と前記受電部とが接近する方向に、前記送電部および前記受電部の少なくと一方を移動することが可能に構成された移動装置と、
    前記送電部および前記受電部が前記待機位置に位置している状態において前記送電部と前記受電部との間の位置関係を検出する第１の検出動作、ならびに、前記送電部と前記受電部との間の距離が前記送電部および前記受電部が前記待機位置にある場合よりも近接している状態において前記位置関係を検出する第２の検出動作を行なうことが可能な制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記第１の検出動作において前記位置関係が第１の所定条件を満たしていることが検出され、かつ前記第２の検出動作において前記位置関係が第２の所定条件を満たしていることが検出された場合に、前記送電部からの送電を開始させる、非接触給電システム。

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