特許 6233222 非接触給電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233222

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】非接触給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20171113BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20171113BHJP

   H02J 50/70 20160101ALI20171113BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20171113BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/40

   H02J50/70

   H02J7/00 301D

   H02J7/00 P

   B60L11/18 C

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-146739(P2014-146739)

(22)【出願日】2014年7月17日

(65)【公開番号】特開2016-25691(P2016-25691A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2016年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】山口 宜久

(72)【発明者】

【氏名】名倉 宏紀

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−００５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５３６９５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ５０／００−５０／９０

Ｈ０２Ｊ７／００

Ｈ０２Ｊ５／００

Ｂ６０Ｍ７／００

Ｂ６０Ｌ１１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

給電対象となる移動体（ＶＣａ〜ＶＣｅ）に割り当てられた複数の給電スペース（ＳＰａ〜ＳＰｅ）のそれぞれに設けられた送電コイル（ＬＳ）と、
複数の前記送電コイルのそれぞれから、複数の前記送電コイルのそれぞれに対応する前記移動体に搭載された受電コイル（ＬＲ）へと非接触で電力を伝送すべく、複数の前記送電コイルのそれぞれに交流電圧を印加可能な交流電圧印加回路（１３ａ〜１３ｅ）と、を備え、
複数の前記送電コイルのうち、前記交流電圧印加回路から交流電圧が印加されている送電コイルを印加対象コイルとし、
前記印加対象コイルが複数である状況下において、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの総和である合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくすべく、前記交流電圧印加回路から前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する操作手段を備え、
前記操作手段は、前記合成ベクトルの振幅が最小となる前記位相を探索する探索手段を含むことを特徴とする非接触給電システム。

【請求項2】

前記操作手段は、前記合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅のうち最も大きい振幅よりも小さくすべく、前記交流電圧の位相を操作する請求項１記載の非接触給電システム。

【請求項3】

前記交流電圧印加回路は、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに対応して個別に備えられ、
複数の前記印加対象コイルに印加される交流電圧の周波数は、互いに等しく設定され、
前記操作手段は、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに流れる複素電流の位相関係を調整すべく、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する請求項１又は２記載の非接触給電システム。

【請求項4】

複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界の強度と相関を有するパラメータ値を検出する検出手段（１６ａ〜１６ｅ）と、
前記印加対象コイルが複数であるか否かを判断する第１判断手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅が互いに同等であるか否かを判断する第２判断手段とを備え、
前記操作手段は、前記印加対象コイルが複数であって、かつ振幅が互いに同等であると判断されることを条件として、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を、前記印加対象コイルの数で２πを除算した値ずつずらすように、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する均等操作手段を含む請求項３記載の非接触給電システム。

【請求項5】

給電対象となる移動体（ＶＣａ〜ＶＣｅ）に割り当てられた複数の給電スペース（ＳＰａ〜ＳＰｅ）のそれぞれに設けられた送電コイル（ＬＳ）と、
複数の前記送電コイルのそれぞれから、複数の前記送電コイルのそれぞれに対応する前記移動体に搭載された受電コイル（ＬＲ）へと非接触で電力を伝送すべく、複数の前記送電コイルのそれぞれに交流電圧を印加可能な交流電圧印加回路（１３ａ〜１３ｅ）と、を備え、
複数の前記送電コイルのうち、前記交流電圧印加回路から交流電圧が印加されている送電コイルを印加対象コイルとし、
前記印加対象コイルが複数である状況下において、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの総和である合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくすべく、前記交流電圧印加回路から前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する操作手段を備え、
前記交流電圧印加回路は、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに対応して個別に備えられ、
複数の前記印加対象コイルに印加される交流電圧の周波数は、互いに等しく設定され、
複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界の強度と相関を有するパラメータ値を検出する検出手段（１６ａ〜１６ｅ）と、
前記印加対象コイルが複数であるか否かを判断する第１判断手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅が互いに同等であるか否かを判断する第２判断手段とを備え、
前記操作手段は、前記印加対象コイルが複数であって、かつ振幅が互いに同等であると判断されることを条件として、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を、前記印加対象コイルの数で２πを除算した値ずつずらすように、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する均等操作手段を含むことを特徴とする非接触給電システム。

【請求項6】

前記均等操作手段によって前記交流電圧印加回路が操作されている状況において、前記印加対象コイルの数が減少したと判断された場合、前記印加対象コイルの数が４つ以上であることを条件として、前記均等操作手段によって設定された複素電流の位相関係を維持する維持手段を備える請求項４又は５記載の非接触給電システム。

【請求項7】

複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界の強度と相関を有するパラメータ値を検出する検出手段（１６ａ〜１６ｅ）と、
前記印加対象コイルが複数であるか否かを判断する第１判断手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅が互いに同等であるか否かを判断する第２判断手段とを備え、
前記操作手段は、前記印加対象コイルが複数であって、かつ振幅が互いに同等でないと判断されることを条件として、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を、前記印加対象コイルの数で２πを除算した値ずつずらした位相を基準に、前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を変化させることで、前記合成ベクトルの振幅が最小となる前記位相を探索する手段を含む請求項３〜６のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項8】

給電対象となる移動体（ＶＣａ〜ＶＣｅ）に割り当てられた複数の給電スペース（ＳＰａ〜ＳＰｅ）のそれぞれに設けられた送電コイル（ＬＳ）と、
複数の前記送電コイルのそれぞれから、複数の前記送電コイルのそれぞれに対応する前記移動体に搭載された受電コイル（ＬＲ）へと非接触で電力を伝送すべく、複数の前記送電コイルのそれぞれに交流電圧を印加可能な交流電圧印加回路（１３ａ〜１３ｅ）と、を備え、
複数の前記送電コイルのうち、前記交流電圧印加回路から交流電圧が印加されている送電コイルを印加対象コイルとし、
前記印加対象コイルが複数である状況下において、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの総和である合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくすべく、前記交流電圧印加回路から前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する操作手段を備え、
前記交流電圧印加回路は、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに対応して個別に備えられ、
複数の前記印加対象コイルに印加される交流電圧の周波数は、互いに等しく設定され、
複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界の強度と相関を有するパラメータ値を検出する検出手段（１６ａ〜１６ｅ）と、
前記印加対象コイルが複数であるか否かを判断する第１判断手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅が互いに同等であるか否かを判断する第２判断手段とを備え、
前記操作手段は、前記印加対象コイルが複数であって、かつ振幅が互いに同等でないと判断されることを条件として、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を、前記印加対象コイルの数で２πを除算した値ずつずらした位相を基準に、前記印加対象コイルのそれぞれに流す複素電流の位相を変化させることで、前記合成ベクトルの振幅が最小となる前記位相を探索する手段を含むことを特徴とする非接触給電システム。

【請求項9】

前記検出手段は、前記送電コイルに流れる電流を検出する電流検出手段（１６ａ〜１６ｅ）を含み、
前記第２判断手段は、前記電流検出手段の検出値に基づき、前記振幅が互いに同等であるか否かを判断する請求項４〜８のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項10】

複数の前記印加対象コイルのうち互いに隣接する印加対象コイルのそれぞれの電磁界ベクトルの総和の振幅が、隣接する前記印加対象コイルのそれぞれの電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくなるように、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する隣接操作手段を備える請求項１〜９のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項11】

給電対象となる移動体（ＶＣａ〜ＶＣｅ）に割り当てられた複数の給電スペース（ＳＰａ〜ＳＰｅ）のそれぞれに設けられた送電コイル（ＬＳ）と、
複数の前記送電コイルのそれぞれから、複数の前記送電コイルのそれぞれに対応する前記移動体に搭載された受電コイル（ＬＲ）へと非接触で電力を伝送すべく、複数の前記送電コイルのそれぞれに交流電圧を印加可能な交流電圧印加回路（１３ａ〜１３ｅ）と、を備え、
複数の前記送電コイルのうち、前記交流電圧印加回路から交流電圧が印加されている送電コイルを印加対象コイルとし、
前記印加対象コイルが複数である状況下において、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの総和である合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくすべく、前記交流電圧印加回路から前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する操作手段と、
複数の前記印加対象コイルのうち互いに隣接する印加対象コイルのそれぞれの電磁界ベクトルの総和の振幅が、隣接する前記印加対象コイルのそれぞれの電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくなるように、複数の前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する隣接操作手段とを備えることを特徴とする非接触給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給電対象となる移動体の給電スペースに設けられた送電コイルから、移動体に搭載された送電コイルへと非接触で電力を伝送する非接触給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のシステムとしては、下記特許文献１に見られるように、給電設備に設けられた送電コイルから、車両に搭載された受電コイルへと伝送する給電電力の周波数範囲を拡散させるものが知られている。このシステムによれば、非接触給電に伴って放射される電磁界強度のピークを抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１９３５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、給電スペースに停車した複数の車両のそれぞれに非接触給電を行う非接触給電システムがある。複数の車両のそれぞれに対して同時に非接触給電を行うと、各車両の給電先となる送電コイルのそれぞれから放射される電磁界が重畳されることにより、漏洩電磁界が増大するおそれがある。特に最悪の場合には、漏洩電磁界が、各送電コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和になるおそれがある。こうした問題に対処すべく、例えば、同時に給電可能な車両数や給電電力を制限することも考えられる。ただし、この場合、非接触給電システムの利便性等が低下することとなる。

【0005】

本発明は、複数の移動体に同時に非接触給電する場合における漏洩電磁界を低減できる非接触給電システムを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

【0007】

本発明は、給電対象となる移動体（ＶＣａ〜ＶＣｅ）に割り当てられた複数の給電スペース（ＳＰａ〜ＳＰｅ）のそれぞれに設けられた送電コイル（ＬＳ）と、複数の前記送電コイルのそれぞれから、複数の前記送電コイルのそれぞれに対応する前記移動体に搭載された受電コイル（ＬＲ）へと非接触で電力を伝送すべく、複数の前記送電コイルのそれぞれに交流電圧を印加可能な交流電圧印加回路（１３ａ〜１３ｅ）と、を備え、複数の前記送電コイルのうち、前記交流電圧印加回路から交流電圧が印加されている送電コイルを印加対象コイルとし、前記印加対象コイルが複数である状況下において、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの総和である合成ベクトルの振幅を、複数の前記印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくすべく、前記交流電圧印加回路から前記印加対象コイルのそれぞれに印加される交流電圧の位相を操作する操作手段を備えることを特徴とする。

【0008】

上記発明では、操作手段を備えることにより、上記合成ベクトルの振幅を、複数の印加対象コイルのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくできる。このため、複数の移動体に非接触給電する場合における漏洩電磁界を好適に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態にかかる非接触給電システムの全体構成図。

【図2】フィルタ及びパッドの変形例を示す図。

【図3】第１実施形態にかかる給電スペースを示す平面図。

【図4】漏洩電磁界の増大態様を示す図。

【図5】第１実施形態にかかる給電処理の手順を示すフローチャート。

【図6】同実施形態にかかる複素電流の設定態様及び漏洩電磁界の低減効果の一例を示す図。

【図7】同実施形態にかかる漏洩電磁界の低減効果の一例を示す図。

【図8】同実施形態にかかる探索処理態様を示す図。

【図9】同実施形態にかかる探索処理態様を示す図。

【図10】第２実施形態にかかる漏洩電磁界の低減効果の一例を示す図。

【図11】第３実施形態にかかる複素電流の設定態様及び漏洩電磁界の低減効果の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、本発明にかかる非接触給電システムを具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0011】

図１に示すように、非接触給電システムは、移動体である車両の外部（地上側）に設けられた送電システムＰＳと、車両に設けられた受電システムとで構成されている。本実施形態において、送電システムＰＳは、例えば公共の駐車スペースに設けられるものを想定している。受電システムは、複数（５つを例示）の車両ＶＣａ〜ＶＣｅのそれぞれに搭載されている。

【0012】

送電システムＰＳは、交流電源１０（系統電源）から出力された交流電圧が入力されるＰＦＣ回路１１、ＰＦＣ回路１１の出力電圧が入力される第１〜第５ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅ、第１〜第５インバータ１３ａ〜１３ｅ（「交流電圧印加回路」に相当）、第１〜第５送電側フィルタ回路１４ａ〜１４ｅ、及び第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅを備えている。なお、本実施形態において、各ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅの構成は互いに同一であり、各インバータ１３ａ〜１３ｅの構成も互いに同一である。また、各送電側フィルタ回路１４ａ〜１４ｅの構成は互いに同一であり、各送電パッド１５ａ〜１５ｅの構成も互いに同一である。このため、以下では主に、第１ＤＣＤＣコンバータ１２ａ、第１インバータ１３ａ、第１送電側フィルタ回路１４ａ、及び第１送電パッド１５ａを例にして説明する。

【0013】

ＰＦＣ回路１１は、入力された交流電圧を直流電圧に整流しつつ、入力電圧及び入力電流の力率改善を行う。ＰＦＣ回路１１は、例えば、ダイオードブリッジからなる全波整流回路と、非絶縁型の昇圧チョッパ回路とを備えている。第１ＤＣＤＣコンバータ１２ａは、ＰＦＣ回路１１から出力された直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力する。第１ＤＣＤＣコンバータ１２ａは、例えば、非絶縁型の降圧チョッパ回路である。

【0014】

第１インバータ１３ａは、電圧制御形のインバータである。詳しくは、第１インバータ１３ａは、第１上アームスイッチＳＸｐ及び第１下アームスイッチＳＸｎの直列接続体と、第２上アームスイッチＳＹｐ及び第２下アームスイッチＳＹｎの直列接続体と、入力電圧を平滑化する図示しないコンデンサとを備えるフルブリッジインバータである。なお、各スイッチＳＸｐ〜ＳＹｎとしては、例えば電圧制御形の半導体スイッチを用いることができ、具体的には例えばＩＧＢＴを用いることができる。また、各スイッチＳＸｐ〜ＳＹｎには、図示しないフリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。

【0015】

第１インバータ１３ａの出力側には、第１送電側フィルタ回路１４ａを介して第１送電パッド１５ａの第１端が接続され、第１送電パッド１５ａの第２端には、第１送電側フィルタ回路１４ａを介して第２上アームスイッチＳＹｐと第２下アームスイッチＳＹｎとの接続点が接続されている。なお、本実施形態では、第１送電側フィルタ回路１４ａとして、バンドパスフィルタを用いている。第１送電側フィルタ回路１４ａは、送電側第１，第２リアクトルＬＦ１，ＬＦ２の直列接続体と、送電側第３，第４リアクトルＬＦ３，ＬＦ４の直列接続体と、各直列接続体の接続点を接続する送電側コンデンサＣＦとを備えている。

【0016】

第１送電パッド１５ａは、送電側コイルＬＳ、第１共振コンデンサＣＳ１、及び第２共振コンデンサＣＳ２を備えている。送電側コイルＬＳの第１端には、第１共振コンデンサＣＳ１を介して第１送電パッド１５ａの第１端が接続されている。送電側コイルＬＳの第２端には、第２共振コンデンサＣＳ２を介して第１送電パッド１５ａの第２端が接続されている。第１送電パッド１５ａは、ＬＣ直列共振回路を構成する。第１送電パッド１５ａは、電磁誘導によって受電システムの備える各受電パッド２０ａ〜２０ｅに電力を送るための回路である。

【0017】

ちなみに、各送電側フィルタ回路及び各送電パッドを、図２に示す構成のように変更してもよい。詳しくは、送電側コイルＬＳには、共振コンデンサＣＳが並列接続されている。すなわち、送電側コイルＬＳと共振コンデンサＣＳとによってＬＣ並列共振回路が構成されている。第１送電側フィルタ回路１７ａは、送電側第１コンデンサＣ１及び送電側第１リアクトルＬ１の直列接続体と、送電側第２コンデンサＣ２及び送電側第２リアクトルＬ２の直列接続体とを備えている。

【0018】

先の図１の説明に戻り、第１〜第５車両ＶＣａ〜ＶＣｅのそれぞれには、受電パッド、受電側フィルタ回路、整流回路、及び負荷を備えている。なお、本実施形態では、第１〜第５受電パッド２０ａ〜２０ｅの構成は互いに同一であり、第１〜第５受電側フィルタ回路２１ａ〜２１ｅの構成も互いに同一である。また、第１〜第５整流回路２２ａ〜２２ｅの構成は互いに同一であり、第１〜第５負荷２３ａ〜２３ｅの構成も互いに同一である。このため、以下では主に、第１受電パッド２０ａ、第１受電側フィルタ回路２１ａ、第１整流回路２２ａ、及び第１負荷２３ａを例にして説明する。

【0019】

第１の車両ＶＣａに搭載される受電システムは、第１送電パッド１５ａに対応したものである。第１受電パッド２０ａは、受電側コイルＬＲ、受電側第１共振コンデンサＣＲ１、及び受電側第２共振コンデンサＣＲ２を備えている。受電側コイルＬＲの第１端には、受電側第１共振コンデンサＣＲ１を介して第１受電パッド２０ａの第１端が接続されている。受電側コイルＬＲの第２端には、受電側第２共振コンデンサＣＲ２を介して第１受電パッド２０ａの第２端が接続されている。第１受電パッド２０ａは、ＬＣ直列共振回路を構成する。

【0020】

第１受電パッド２０ａには、第１受電側フィルタ回路２１ａを介して第１整流回路２２ａが接続されている。なお、本実施形態では、第１受電側フィルタ回路２１ａとして、第１送電側フィルタ回路１４ａと同様のバンドパスフィルタを用いている。第１整流回路２２ａは、第１受電パッド２０ａから出力された交流電圧を直流電圧に変換して出力する。第１整流回路２２ａは、例えば、ダイオードブリッジから構成される全波整流回路や、４つのスイッチング素子（例えばＭＯＳＦＥＴ）から構成される同期整流回路を用いることができる。第１整流回路２２ａから出力された直流電圧は、車載バッテリを含む第１負荷２３ａに供給される。なお、本実施形態において、バッテリは、車載主機としての図示しない回転機（モータジェネレータ）の電力供給源となる。

【0021】

ちなみに、各受電パッド及び各受電側フィルタ回路も、先の図２に示した構成に変更してもよい。

【0022】

送電システムＰＳには、第１〜第５インバータ１３ａ〜１３ｅから出力される電流を検出する第１〜第５電流センサ１６ａ〜１６ｅが備えられている。また、送電システムＰＳには、制御装置３０が備えられている。制御装置３０は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成され、各電流センサ１６ａ〜１６ｅの検出値Ｉａ〜Ｉｅや、各ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅの出力電圧（各インバータ１３ａ〜１３ｅの入力電圧）が入力される。制御装置３０は、各送電パッド１５ａ〜１５ｅを構成する送電側コイルから、各受電パッド２０ａ〜２０ｅを構成する受電側コイルへと非接触で電力伝送する給電処理を行う。給電処理は、車両を給電対象としたものである。制御装置３０は、ＰＦＣ回路１１や、各ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅ、各インバータ１３ａ〜１３ｅを操作することで、給電処理を行う。

【0023】

制御装置３０は、各インバータ１３ａ〜１３ｅのそれぞれにおいて、第１上アームスイッチＳＸｐ及び第２下アームスイッチＳＹｎの組と、第１下アームスイッチＳＸｎ及び第２上アームスイッチＳＹｐの組とを、デッドタイムを挟みつつ交互にオン操作する。これにより、極性を交互に反転させた矩形波電圧ＶＦａ〜ＶＦｅを各送電パッド１５ａ〜１５ｅに供給する。本実施形態では、各インバータ１３ａ〜１３ｅのそれぞれにおいて、各スイッチＳＸｐ〜ＳＹｎのスイッチング周期が同一に設定されている。このため、各インバータ１３ａ〜１３ｅから出力される交流電圧の周波数は互いに同一であり、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに流れる共振電流の周波数も互いに同一である。ちなみに、本実施形態では、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに流す共振電流の振幅の最大値が互いに同一であるとする。このため、各送電パッド１５ａ〜１５ｅのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅の最大値も互いに同一であるとする。

【0024】

なお、制御装置３０は、各ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅの出力電圧を目標電圧に制御すべく、各ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅを操作する。

【0025】

本実施形態では、図３に示すように、各車両ＶＣａ〜ＶＣｅの駐車スペースが一列に並んで設けられている。本実施形態では、第１〜第５車両ＶＣａ〜ＶＣｅの駐車スペースを第１〜第５駐車スペースＳＰａ〜ＳＰｅと称すこととする。第１〜第５駐車スペースには、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅが互いに同じ向きで埋設されている。すなわち、各駐車スペースＳＰａ〜ＳＰｅが給電スペースとされている。各車両ＶＣａ〜ＶＣｅは、受電パッド２０ａ〜２０ｅが送電パッド１５ａ〜１５ｅの対向位置となるように停車した状態で非接触給電される。

【0026】

ここで、本実施形態では、複数の車両が同時に給電される場合において、動作中の各送電パッドから放射される漏洩電磁界を低減可能な給電処理を採用する。本実施形態において、漏洩電磁界の低減対象となる空間（以下、低減対象空間）は、各送電パッド１５ａ〜１５ｅから規定距離Ｌｄｉｓで囲われる空間であり（図３参照）、規定距離Ｌｄｉｓは、各送電パッド１５ａ〜１５ｅから放射される電磁波の１波長λを基準として設定されることとする。具体的には、規定距離Ｌｄｉｓは、上記１波長λの「１／１０」程度の値に設定されることとする。このため、本実施形態では、漏洩電磁界の電磁波の波長に対して規定距離Ｌｄｉｓが十分に短い。したがって、各送電パッド１５ａ〜１５ｅの位置関係等に起因したフェージングによる漏洩電磁界の減衰量が無視できるものとする。なお、本実施形態では、各インバータ１３ａ〜１３ｅの出力電圧の周波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚに対応した値に設定されており、より具体的には、１００ｋＨｚに設定されている。このため、上記１波長λは、３ｋｍとなる。

【0027】

ちなみに、本実施形態において、電磁界ベクトルとは、電界ベクトルのみ、磁界ベクトルのみ、又はそれらベクトルの双方を指す。

【0028】

図４に、漏洩電磁界が増大する場合の各インバータ１３ａ〜１３ｅの動作対象を示す。詳しくは、図４（ａ）は、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅに流す複素電流（フェーザ電流）を示し、図４（ｂ）は、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに電流を流すことによって放射される漏洩電磁界のうち、低減対象空間内の特定の位置ＴＰにおける電磁界ベクトルを示す。なお、図４（ｂ）には、電磁界ベクトルの直交３軸座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各成分のうち１つを示したものである。

【0029】

図４（ａ）に示す例では、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに流す複素電流の振幅及び位相が互いに同一となるように、各インバータ１３ａ〜１３ｅが操作されている。ここで、複素平面上における各電磁界ベクトルの位相関係は、複素電流の位相関係と同様になる。このため、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに流す複素電流の位相を互いに同一にすると、図４（ｂ）に示すように、電磁界ベクトルの合成ベクトルの振幅５Ｄｏが、最悪、１つの送電パッドに電流を流す場合の電磁界ベクトルの振幅Ｄｏの５倍になるおそれがある。こうした問題に対処すべく、本実施形態では、図５に示す給電処理を行う。

【0030】

図５に、本実施形態にかかる給電処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５では、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅのうちいずれか１つのみに交流電圧が印加される単独給電処理の図示を省略している。

【0031】

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅのうち、第１〜第５インバータ１３ａ〜１３ｅからの交流電圧の印加対象となる対象パッドの数Ｎが２つ以上であるか否かを判断する。なお、本実施形態において、本ステップの処理が「第１判断手段」に相当する。

【0032】

ステップＳ１０において肯定判断した場合には、ステップＳ１２に進み、第１条件と第２条件との論理和が真であるか否かを判断する。ここで、第１条件は、対象パッドのそれぞれから伝送される給電電力Ｗが全て同等であるとの条件である。本実施形態において、同等であるとは、対象パッドのそれぞれから伝送される給電電力Ｗの全てが互いに等しいことに加えて、これら給電電力Ｗが略等しいことも含む。給電電力Ｗが略等しくなる状況とは、例えば、これら給電電力Ｗの目標値が互いに同一の値に設定された場合であっても、電流センサの検出誤差等により、これら給電電力Ｗが多少ばらつく状況である。第２条件は、対象パッド数Ｎが２つであるとの条件である。第１条件は、各対象パッドのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの振幅が互いに同等であることを把握するための条件である。ここで、振幅の把握に給電電力を用いているのは、給電電力と電力密度とが正の相関を有し、電力密度、電界強度及び磁界強度のそれぞれが互いに正の相関を有していることによる。本実施形態において、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅから伝送される給電電力は、第１〜第５電流センサ１６ａ〜１６ｅの検出値Ｉａ〜Ｉｅの実効値、ピーク値、又は時間平均値と、第１〜第５ＤＣＤＣコンバータ１２ａ〜１２ｅの出力電圧Ｖ（第１〜第５インバータ１３ａ〜１３ｅの入力電圧）との乗算値として算出すればよい。なお、本実施形態において、ステップＳ１２の処理が「第２判断手段」に相当する。

【0033】

ステップＳ１２において肯定判断した場合には、ステップＳ１４に進み、対象パッドのそれぞれに流す複素電流の位相を、対象パッド数Ｎで２πを除算した値（以下、シフト角Δθ）ずつずらして設定する均等設定処理を行う。本実施形態において、本ステップの処理が「均等操作手段」に相当する。ここで、図６には、対象パッド数が５つである場合の均等設定処理態様を示した。詳しくは、図６（ａ），（ｂ）は、先の図４（ａ），（ｂ）に対応している。なお、図６（ａ）では、各インバータ１３ａ〜１３ｅの入力電圧が互いに等しい状態を想定している。

【0034】

図６（ａ）には、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅのそれぞれに流す複素電流ＩＦａ〜ＩＦｅの振幅を互いに同一の振幅Ｉｏに設定し、シフト角Δθを「２π／５」とした例を示した。なお、図６（ａ）では、便宜上、第１送電パッド１５ａに流す複素電流ＩＦａの位相を複素平面の実軸に示している。各複素電流ＩＦａ，ＩＦｂ，ＩＦｃ，ＩＦｄ，ＩＦｅを各送電パッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅに流すと、各送電パッド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅから各複素電流ＩＦａ，ＩＦｂ，ＩＦｃ，ＩＦｄ，ＩＦｅに対応した電磁界ベクトルＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ，Ｄｅが放射される。これら電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｅの位相関係は、各複素電流ＩＦａ〜ＩＦｅの位相関係と同様に、「２π／５」ずつずれている。ここで、均等設定処理を行うと、これら電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｅの合成ベクトルＤＴを理論的には０とすることができる。すなわち、漏洩電磁界を１台の車両給電時における漏洩電磁界よりも小さくできる。

【0035】

なお、図７には、対象パッド数が３つである場合の電磁界ベクトルの発生態様を示した。この場合、シフト角Δθを「２π／３」に設定することにより、各電磁界ベクトルＤｂ，Ｄｃ，Ｄｅの位相も「２π／３」ずつずれることとなる。その結果、合成ベクトルＤＴを理論的には０とすることができる。

【0036】

先の図５の説明に戻り、上記ステップＳ１２において否定判断した場合には、ステップＳ１６に進み、探索処理を行う。この処理は、合成ベクトルＤＴの振幅が最小となるように、各対象パッドに流す複素電流の位相関係を探索する処理である。本実施形態において、本ステップの処理が「探索手段」に相当する。以下、この処理について、図８及び図９を用いて説明する。

【0037】

図８には、対象パッド数が３つであって、かつ第１送電パッド１５ａの給電電力が第２，第３送電パッド１５ｂ，１５ｃの給電電力よりも小さい例を示した。本実施形態にかかる探索処理では、まず、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃのそれぞれの複素電流ＩＦａ〜ＩＦｃのシフト角Δθを、均等設定処理と同様の角度「２π／３」に設定する。これにより、図８（ａ）に示すように、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｃの位相がシフト角「２π／３」ずつずれる。その後、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃのうち、給電電力が最も低い第１送電パッド１５ａに流す複素電流ＩＦａの位相に向かって、第２，第３送電パッド１５ｂ，１５ｃに流す複素電流ＩＦｂ，ＩＦｃの位相を近づける。各複素電流ＩＦｂ，ＩＦｃの位相を近づけている途中において、電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｃの合成ベクトルＤＴが０となるタイミングの位相が各複素電流ＩＦｂ，ＩＦｃの位相として設定される（図８（ｂ）参照）。

【0038】

図９には、対象パッド数が３つであって、かつ第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃの給電電力が互いに相違する例を示した。この場合であっても、まず、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃのそれぞれの複素電流のシフト角Δθを、均等設定処理と同様の角度「２π／３」に設定する。これにより、図９（ａ）に示すように、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｃの位相がシフト角「２π／３」ずれる。その後、第１〜第３送電パッド１５ａ〜１５ｃの位相関係を調整することにより、電磁界ベクトルＤａ〜Ｄｃの合成ベクトルＤＴが最小となるタイミングの位相関係が各複素電流ＩＦａ〜ＩＦｃの位相関係として設定される（図９（ｂ）参照）。

【0039】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

【0040】

（１）制御装置３０は、複数の対象パッドのそれぞれの給電電力が全て等しいと判断した場合、均等設定処理を行った。これにより、合成ベクトルの振幅を０に近づけることができる。したがって、複数の車両に同時に非接触給電する場合における漏洩電磁界を好適に低減することができる。さらに、本実施形態によれば、漏洩電磁界を低減する部品数を低減でき、非接触給電システムの体格やコストの増大を抑制することもできる。

【0041】

（２）制御装置３０は、複数の対象パッドのそれぞれの給電電力が全て同等でないと判断した場合、探索処理を行った。このため、合成ベクトルの振幅を最小とすることができる。

【0042】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、均等設定処理によって位相関係が調整されている状況において、対象パッド数Ｎが減少するとの条件と、対象パッド数Ｎが４つ以上であるとの条件との論理積が真であると判断された場合、維持処理を行う。この処理は、対象パッド数が４つ以上であれば、均等設定処理によって再度シフト角Δθを設定することなく、均等設定処理によって前回設定された位相関係を維持する処理である。以下、図１０を用いて、この処理について説明する。

【0043】

図１０には、対象パッド数が５から４に減少した場合を例示した。詳しくは、図１０（ａ）に示す状況は、第１〜第５送電パッド１５ａ〜１５ｅのそれぞれに複素電流が流れている状況である。ここで、図１０（ｂ）に示すように、第２送電パッド１５ｂへの複素電流の供給が停止された場合であっても、第１，第３〜第５送電パッド１５ａ，１５ｃ〜１５ｅのそれぞれに流す複素電流の位相関係を維持することで、合成ベクトルＤＴの振幅を各送電パッド１５ａ，１５ｃ〜１５ｅのいずれか１つを動作させた場合の電磁界ベクトルの振幅以下にすることができる。

【0044】

なお、対象パッド数Ｎが３つに減少するまで維持処理を継続すればよい。すなわち、対象パッド数Ｎが３つに減少したことをもって、再度、均等設定処理を行えばよい。

【0045】

以上説明した本実施形態によれば、漏洩電磁界を低減しつつ、均等設定処理の頻度を低下させて制御装置３０の演算負荷を低減することなどができる。

【0046】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、先の第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、複数の対象パッドのうち互いに隣接する対象パッドのそれぞれの電磁界ベクトルの総和の振幅が、隣接する対象パッドのそれぞれの電磁界ベクトルの振幅の総和よりも小さくなるように、対象パッドのそれぞれに流す複素電流の位相関係を調整する。以下、これについて図１１を用いて説明する。なお、図１１では、各送電パッド１５ａ〜１５ｅのそれぞれに複素電流が流れてかつ、各インバータ１３ａ〜１３ｅの入力電圧が互いに等しい状況を想定している。

【0047】

図１１（ａ）は、各送電パッド１５ａ〜１５ｅに流す複素電流を示し、図１１（ｂ）は、互いに隣接する送電パッドのそれぞれから放射される電磁界ベクトルの合成ベクトルを示す。詳しくは、図１１では、均等設定処理によってシフト角Δθが「２π／５」に設定されている。そして、第１送電パッド１５ａに流す複素電流ＩＦａの位相と、第２送電パッド１５ｂに流す複素電流ＩＦｂの位相とを「２×Δθ」だけずらした。これにより、第１，第２送電パッド１５ａ，１５ｂのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤａ，Ｄｂの合成ベクトルＤＴ１の振幅は、１つの電磁界ベクトルの振幅よりも小さくなる。また、第２送電パッド１５ｂに流す複素電流ＩＦｂの位相と、第３送電パッド１５ｃに流す複素電流ＩＦｃの位相とを「２×Δθ」だけずらした。これにより、第２，第３送電パッド１５ｂ，１５ｃのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤｂ，Ｄｃの合成ベクトルＤＴ２の振幅は、１つの電磁界ベクトルの振幅よりも小さくなる。

【0048】

さらに、第３送電パッド１５ｃに流す複素電流ＩＦｃの位相と、第４送電パッド１５ｄに流す複素電流ＩＦｄの位相とを「２×Δθ」だけずらした。これにより、第３，第４送電パッド１５ｃ，１５ｄのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤｃ，Ｄｄの合成ベクトルＤＴ３の振幅は、１つの電磁界ベクトルの振幅よりも小さくなる。加えて、第４送電パッド１５ｄに流す複素電流ＩＦｄの位相と、第５送電パッド１５ｅに流す複素電流ＩＦｅの位相とを「２×Δθ」だけずらした。これにより、第４，第５送電パッド１５ｄ，１５ｅのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤｄ，Ｄｅの合成ベクトルＤＴ４の振幅は、１つの電磁界ベクトルの振幅よりも小さくなる。加えて、第５送電パッド１５ｅに流す複素電流ＩＦｅの位相と、第１送電パッド１５ａに流す複素電流ＩＦａの位相とを「２×Δθ」だけずらした。これにより、第５，第１送電パッド１５ｅ，１５ａのそれぞれから放射される電磁界ベクトルＤｅ，Ｄａの合成ベクトルの振幅は、図示しないが、１つの電磁界ベクトルの振幅よりも小さくなる。

【0049】

以上説明した本実施形態によれば、給電中の互いに隣接する車両同士の間における漏洩電磁界を低減することができる。

【0050】

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0051】

・上記第１実施形態では、各インバータの出力電流を送電コイルに流れる電流として検出したがこれに限らない。例えば、送電パッドに電流センサを直接備え、送電パッドに流れる電流を直接検出してもよい。

【0052】

・先の図５のステップＳ１２において、第１条件を、複数の対象パッドのそれぞれに対応する電流センサの検出値が互いに等しいとの条件に変更してもよいし、各インバータからの出力電圧又は各インバータに各ＤＣＤＣコンバータから供給される直流電圧を用いた条件に変更してもよい。こうした条件は、各送電パッドや各受電パッドに接続される共振回路の特性に応じて放射される電磁界ベクトルの振幅との相関を取りやすい物理量を選択すればよい。例えば、各インバータ１３ａ〜１３ｅのそれぞれの入力電圧が互いに等しく設定された場合、第１条件として、電流センサの検出値が互いに等しいとの条件を採用すればよい。

【0053】

・各送電パッドのそれぞれの近傍に、送電パッドから放射される電磁界高度を直接検出可能な強度センサを非接触システムに備えてもよい。この場合、先の図５のステップＳ１２において、第１条件を、対象パッドのそれぞれに対応する強度センサの検出値が互いに等しいとの条件に変更してもよい。

【0054】

・送電パッドが設置される駐車スペースとしては、先の図３に示した配置態様に限らず、例えばＬ字型に並ぶ駐車スペースであってもよい。駐車スペースの配置態様によって各送電パッドから放射される電磁界ベクトルの位相特性が変化する場合も、その特性をあらかじめ考慮した上で、上記各実施形態における位相を操作すればよい。これにより、駐車スペースの配置態様によらず漏洩電磁界を低減することができる。

【符号の説明】

【0055】

１３ａ〜１３ｅ…第１〜第５インバータ、１５ａ〜１５ｅ…第１〜第５送電パッド、２０ａ〜２０ｅ…第１〜第５受電パッド、３０…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】