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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024134153
(43)【公開日】2024-10-03
(54)【発明の名称】非接触電力伝送システム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/80 20160101AFI20240926BHJP
H02J 50/12 20160101ALI20240926BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20240926BHJP
B60M 7/00 20060101ALI20240926BHJP
B60L 5/00 20060101ALI20240926BHJP
B60L 53/12 20190101ALI20240926BHJP
B60L 53/66 20190101ALI20240926BHJP
【ＦＩ】
H02J50/80
H02J50/12
H02J7/00 301D
B60M7/00 X
B60L5/00 B
B60L53/12
B60L53/66
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023044296
(22)【出願日】2023-03-20
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100154852
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 太一
(74)【代理人】
【識別番号】100194087
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 伸一
(72)【発明者】
【氏名】勝谷 仁
【テーマコード（参考）】
5G503
5H105
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503AA01
5G503AA05
5G503AA07
5G503BA01
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA11
5G503DA07
5G503FA06
5G503GB06
5G503GB08
5G503GD04
5G503GD06
5H105BA09
5H105BB05
5H105CC04
5H105DD10
5H105EE15
5H125AA01
5H125AC12
5H125AC27
5H125BC21
5H125CC06
5H125DD02
5H125EE55
(57)【要約】
【課題】受電側の独立的な通信制御及び電力制御によって適切な電力伝送を行うことができる非接触電力伝送システムを提供する。
【解決手段】非接触電力伝送システム１は、受電装置４と、制御装置１７とを備える。受電装置４は、送電装置２との間にて非接触で伝送される電力を授受する。制御装置１７は、送電装置２の一次側コイルと受電装置４の二次側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、結合度合いが相対的に小さい通信区間と、結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間とを設定する。制御装置１７は、二次側コイルが結合区間の最初の通信区間に存在する場合に送電装置２と受電装置４との通信により、電力伝送区間での電力伝送に関する情報を受電装置４から送電装置２に送る。
【選択図】図１
【解決手段】非接触電力伝送システム１は、受電装置４と、制御装置１７とを備える。受電装置４は、送電装置２との間にて非接触で伝送される電力を授受する。制御装置１７は、送電装置２の一次側コイルと受電装置４の二次側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、結合度合いが相対的に小さい通信区間と、結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間とを設定する。制御装置１７は、二次側コイルが結合区間の最初の通信区間に存在する場合に送電装置２と受電装置４との通信により、電力伝送区間での電力伝送に関する情報を受電装置４から送電装置２に送る。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送電装置の送電側コイルとの間にて非接触で伝送される電力を授受する受電側コイルを有する受電装置と、
前記受電装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記送電側コイルと前記受電側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、前記結合度合いが相対的に小さい通信区間と、前記結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間とを設定して、
前記受電側コイルが前記結合区間の最初の前記通信区間に存在する場合に前記送電装置と前記受電装置との通信により、前記電力伝送区間での電力伝送に関する情報を前記受電装置から前記送電装置に送る
非接触電力伝送システム。
前記受電装置を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記送電側コイルと前記受電側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、前記結合度合いが相対的に小さい通信区間と、前記結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間とを設定して、
前記受電側コイルが前記結合区間の最初の前記通信区間に存在する場合に前記送電装置と前記受電装置との通信により、前記電力伝送区間での電力伝送に関する情報を前記受電装置から前記送電装置に送る
非接触電力伝送システム。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記受電側コイルの移動状態に応じて、前記通信区間での前記送電装置と前記受電装置との通信のタイミングを設定する
請求項１に記載の非接触電力伝送システム。
前記受電側コイルの移動状態に応じて、前記通信区間での前記送電装置と前記受電装置との通信のタイミングを設定する
請求項１に記載の非接触電力伝送システム。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記電力伝送に関する前記情報が、少なくとも鍵情報及び前記電力伝送の要求周波数の情報を有するように設定し、
前記最初の前記通信区間で前記電力伝送に関する前記情報を前記受電装置から前記送電装置に送ることによって、前記送電装置に前記鍵情報の照合に応じた前記要求周波数での前記電力伝送を前記電力伝送区間で実行させる
請求項１又は請求項２に記載の非接触電力伝送システム。
前記電力伝送に関する前記情報が、少なくとも鍵情報及び前記電力伝送の要求周波数の情報を有するように設定し、
前記最初の前記通信区間で前記電力伝送に関する前記情報を前記受電装置から前記送電装置に送ることによって、前記送電装置に前記鍵情報の照合に応じた前記要求周波数での前記電力伝送を前記電力伝送区間で実行させる
請求項１又は請求項２に記載の非接触電力伝送システム。
【請求項4】
外部に配置される通信機との通信が前記制御装置によって制御される通信装置を備え、
前記制御装置は、
前記受電側コイルが前記結合区間に到達するより前に前記通信機と前記通信装置との通信によって前記鍵情報を取得することによって、前記送電装置を停止状態から前記電力伝送に関する前記情報の受信待機状態へと移行させるとともに、前記鍵情報の照合が完了するまでの期間に亘って前記受信待機状態を維持させる
請求項３に記載の非接触電力伝送システム。
前記制御装置は、
前記受電側コイルが前記結合区間に到達するより前に前記通信機と前記通信装置との通信によって前記鍵情報を取得することによって、前記送電装置を停止状態から前記電力伝送に関する前記情報の受信待機状態へと移行させるとともに、前記鍵情報の照合が完了するまでの期間に亘って前記受信待機状態を維持させる
請求項３に記載の非接触電力伝送システム。
【請求項5】
前記制御装置は、
前記受信待機状態を、前記送電側コイルの短絡状態とし、
前記送電装置と前記受電装置との前記通信では、
前記受電装置の通電切替動作で前記受電側コイルに発生する磁界によって前記送電側コイルに誘起される電圧により通信する
請求項４に記載の非接触電力伝送システム。
前記受信待機状態を、前記送電側コイルの短絡状態とし、
前記送電装置と前記受電装置との前記通信では、
前記受電装置の通電切替動作で前記受電側コイルに発生する磁界によって前記送電側コイルに誘起される電圧により通信する
請求項４に記載の非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非接触電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池を搭載する車両での充給電に関する研究開発が行われている。
従来、非接触での電力伝送により車両の外部から車両に電力を供給する非接触電力伝送システムでは、送電側から受電側に伝送される給電信号に通信信号を重畳することによって送電側と受電側との間で通信を行うシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来、非接触での電力伝送により車両の外部から車両に電力を供給する非接触電力伝送システムでは、送電側から受電側に伝送される給電信号に通信信号を重畳することによって送電側と受電側との間で通信を行うシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－２４７８０７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、二次電池を搭載する車両での充給電に関する技術においては、走行中の車両に対する非接触での電力伝送を行う場合、車両が走行路に設置された送電側コイルの通過に要する時間は０．０１秒程度の極短時間である。これにより、例えば、上記従来技術等の非接触電力伝送システムでは、送電側と受電側との間の通信が確立する前に車両が送電側コイルを通り過ぎてしまう、送電側と受電側との間の通信が安定せずに電力伝送が成立しない、又は、過剰な給電が行われる等の異常が生じるおそれがある。
【0005】
本発明は、受電側の独立的な通信制御及び電力制御によって適切な電力伝送を行うことができる非接触電力伝送システムを提供することを目的とする。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）：本発明の一態様に係る非接触電力伝送システム（例えば、実施形態での非接触電力伝送システム１）は、送電装置（例えば、実施形態での送電装置２）の送電側コイル（例えば、実施形態での一次側コイル８ａ）との間にて非接触で伝送される電力を授受する受電側コイル（例えば、実施形態での二次側コイル１５ａ）を有する受電装置（例えば、実施形態での受電装置４）と、前記受電装置を制御する制御装置（例えば、実施形態での制御装置１７）とを備え、前記制御装置は、前記送電側コイルと前記受電側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、前記結合度合いが相対的に小さい通信区間（例えば、実施形態での通信区間ＣＳ、第１通信区間ＣＳ１、第２通信区間ＣＳ２）と、前記結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間（例えば、実施形態での電力伝送区間ＴＳ）とを設定して、前記受電側コイルが前記結合区間の最初の前記通信区間に存在する場合に前記送電装置と前記受電装置との通信により、前記電力伝送区間での電力伝送に関する情報を前記受電装置から前記送電装置に送る。
（１）：本発明の一態様に係る非接触電力伝送システム（例えば、実施形態での非接触電力伝送システム１）は、送電装置（例えば、実施形態での送電装置２）の送電側コイル（例えば、実施形態での一次側コイル８ａ）との間にて非接触で伝送される電力を授受する受電側コイル（例えば、実施形態での二次側コイル１５ａ）を有する受電装置（例えば、実施形態での受電装置４）と、前記受電装置を制御する制御装置（例えば、実施形態での制御装置１７）とを備え、前記制御装置は、前記送電側コイルと前記受電側コイルとの結合度合いが所定以上である結合区間において、前記結合度合いが相対的に小さい通信区間（例えば、実施形態での通信区間ＣＳ、第１通信区間ＣＳ１、第２通信区間ＣＳ２）と、前記結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間（例えば、実施形態での電力伝送区間ＴＳ）とを設定して、前記受電側コイルが前記結合区間の最初の前記通信区間に存在する場合に前記送電装置と前記受電装置との通信により、前記電力伝送区間での電力伝送に関する情報を前記受電装置から前記送電装置に送る。
【0007】
（２）：上記（１）に記載の非接触電力伝送システムでは、前記制御装置は、前記受電側コイルの移動状態に応じて、前記通信区間での前記送電装置と前記受電装置との通信のタイミングを設定してもよい。
【0008】
（３）上記（１）又は（２）に記載の非接触電力伝送システムでは、前記制御装置は、
前記電力伝送に関する前記情報が、少なくとも鍵情報及び前記電力伝送の要求周波数の情報を有するように設定し、前記最初の前記通信区間で前記電力伝送に関する前記情報を前記受電装置から前記送電装置に送ることによって、前記送電装置に前記鍵情報の照合に応じた前記要求周波数での前記電力伝送を前記電力伝送区間で実行させてもよい。
前記電力伝送に関する前記情報が、少なくとも鍵情報及び前記電力伝送の要求周波数の情報を有するように設定し、前記最初の前記通信区間で前記電力伝送に関する前記情報を前記受電装置から前記送電装置に送ることによって、前記送電装置に前記鍵情報の照合に応じた前記要求周波数での前記電力伝送を前記電力伝送区間で実行させてもよい。
【0009】
（４）：上記（３）に記載の非接触電力伝送システムは、外部に配置される通信機（例えば、実施形態での路側通信機Ｍａ）との通信が前記制御装置によって制御される通信装置（例えば、実施形態での車載通信装置１８）を備え、前記制御装置は、前記受電側コイルが前記結合区間に到達するより前に前記通信機と前記通信装置との通信によって前記鍵情報を取得することによって、前記送電装置を停止状態から前記電力伝送に関する前記情報の受信待機状態へと移行させるとともに、前記鍵情報の照合が完了するまでの期間に亘って前記受信待機状態を維持させもよい。
【0010】
（５）：上記（４）に記載の非接触電力伝送システムでは、前記制御装置は、前記受信待機状態を、前記送電側コイルの短絡状態とし、前記送電装置と前記受電装置との前記通信では、前記受電装置の通電切替動作で前記受電側コイルに発生する磁界によって前記送電側コイルに誘起される電圧により通信してもよい。
【発明の効果】
【0011】
上記（１）によれば、電力伝送区間への到達に先立って電力伝送に関する情報を通信区間で受電装置から送電装置に送る制御装置を備えることにより、所望の電力及び伝送効率を確保することができる。例えば受電装置を搭載する移動体の速度が高いことで電力伝送区間を通過する時間が短くなる場合であっても、制御装置は、電力伝送区間に到達するより前に電力伝送に関する情報を送ることで、電力伝送区間での電力伝送を迅速に開始させることができる。
【0012】
上記（２）の場合、制御装置は受電装置を搭載する移動体の速度等の移動状態に応じて通信区間での通信のタイミング（周期及び回数等）を設定するので、通信区間にて適正に通信を完了させることができるとともに、過剰な回数の通信が実行されることを防ぐことで電力消費の増大を抑制することができる。
【0013】
上記（３）の場合、電力伝送の要求周波数の情報を送電装置に送る制御装置を備えることにより、所望の電力及び伝送効率を確保することができる。例えば、送電側コイルと受電側コイルとの距離に関連する車両の最低地上高及び受電装置の搭載レイアウト等に起因して結合係数が低下する場合であっても、相互インダクタンスの変動を相殺するような要求周波数によって、電力及び伝送効率の低下を抑制することができる。
【0014】
上記（４）の場合、結合区間への到達に先立って送電装置を受信待機状態に移行させる制御装置を備えることにより、通信区間での鍵情報の受信及び照合を迅速に実行させることができる。送電装置は制御装置が鍵情報を取得するより前に停止状態であることにより、待機電力の増大を抑制することができる。
【0015】
上記（５）の場合、受電装置から送電装置への電力伝送による情報の通信を送電側コイルの電圧及び電流によって検出することができる。受電側コイル及び送電側コイルによる通信を行うことにより、例えば互いに追加的な通信装置を備える場合等に比べて、システムの構成が複雑になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態での非接触電力伝送システムの構成を示す図。
【図2】本発明の実施形態の非接触電力伝送システムの構成の詳細を示す図。
【図3】本発明の実施形態での非接触電力伝送システムの送電部及び受電部の構成を示す図。
【図4】本発明の実施形態での送電装置の一次側コイルと受電装置の二次側コイルとの間の相対的な移動量と各電圧での電力伝送の出力との対応関係の例を示す図。
【図5】本発明の実施形態での送電装置の一次側コイルと受電装置の二次側コイルとの間の相対的な移動量と電力伝送の効率との対応関係の例を示す図。
【図6】本発明の実施形態での移動体（車両）の移動に伴う通信及び電力伝送の動作の例を示す図。
【図7】本発明の実施形態での非接触電力伝送システムの受電側処理を示すフローチャート。
【図8】本発明の実施形態での非接触電力伝送システムの送電側処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る非接触電力伝送システムについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、実施形態の非接触電力伝送システム１の構成を示す図である。図３は、実施形態での非接触電力伝送システム１の送電部８及び受電部１５の構成を示す図である。
実施形態の非接触電力伝送システム１は、例えば、非接触での電力伝送により車両等の移動体の外部から移動体に電力を供給する。車両は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車両及び燃料電池車両等の電動車両である。
図１及び図２は、実施形態の非接触電力伝送システム１の構成を示す図である。図３は、実施形態での非接触電力伝送システム１の送電部８及び受電部１５の構成を示す図である。
実施形態の非接触電力伝送システム１は、例えば、非接触での電力伝送により車両等の移動体の外部から移動体に電力を供給する。車両は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車両及び燃料電池車両等の電動車両である。
【0018】
（非接触電力伝送システム）
図１及び図２に示すように、実施形態の非接触電力伝送システム１は、例えば、車両の走行路等に設置される送電装置２と、車両等の移動体に搭載される駆動制御装置３及び受電装置４と、通信システムＭとを備える。なお、実施形態の非接触電力伝送システム１は、少なくとも、移動体に搭載される構成要素（例えば、駆動制御装置３及び受電装置４）のみを備えてもよく、移動体の外部の構成要素（例えば、送電装置２及び通信システムＭ）と移動体に搭載される非接触電力伝送システム１との組み合わせによって非接触での電力伝送が実行されてもよい。
図１及び図２に示すように、実施形態の非接触電力伝送システム１は、例えば、車両の走行路等に設置される送電装置２と、車両等の移動体に搭載される駆動制御装置３及び受電装置４と、通信システムＭとを備える。なお、実施形態の非接触電力伝送システム１は、少なくとも、移動体に搭載される構成要素（例えば、駆動制御装置３及び受電装置４）のみを備えてもよく、移動体の外部の構成要素（例えば、送電装置２及び通信システムＭ）と移動体に搭載される非接触電力伝送システム１との組み合わせによって非接触での電力伝送が実行されてもよい。
【0019】
通信システムＭは、例えば、少なくとも１つの路側通信機Ｍａと、通信制御装置Ｍｂとを備える。通信システム１は、例えば有料道路でのＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等のような電子的に料金収受を行うシステムの少なくとも一部を構成する。
【0020】
路側通信機Ｍａは、例えば、車両の走行路等での後述する結合区間（通信区間及び電力伝送区間）の上流側に所定距離だけ離れて配置されている。路側通信機Ｍａは、無線通信用のアンテナ等を備え、車両等の移動体に搭載される後述の車載通信装置１８と無線で通信を行う。路側通信機Ｍａは、例えば、送電装置２から車両等の移動体への電力伝送に対する課金及び決済に必要な情報を車載通信装置１８から取得すると、電力伝送の開始に必要な鍵情報及び送電装置２の設置に関する情報を車載通信装置１８に送信する。課金及び決済に必要な情報は、例えば、料金収受用のＩＣカード又は車載トランスポンダ等の有無及び識別子のように、車両等の移動体に固有の情報である。鍵情報は、例えば、所定の電力伝送区間を通過する認可済みの移動体（つまり、電力伝送の実行が許可された車両等）毎に異なるように所定周期で更新されつつ生成される情報である。鍵情報は、送電装置２が車両等の移動体の後述の受電装置４を認証するために必要な情報である。送電装置２の設置に関する情報は、例えば、後述する複数の送電部８の設置間隔等の情報である。
【0021】
通信制御装置Ｍｂは、予め対応付けられている全ての路側通信機Ｍａの動作を制御する。通信制御装置Ｍｂは、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵである。なお、通信制御装置Ｍｂの少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
例えば、通信制御装置Ｍｂは、所定周期等での路側通信機Ｍａと周辺の車両等の移動体の車載通信装置１８との通信によって課金及び決済に必要な情報の取得を試みる。通信制御装置Ｍｂは、課金及び決済に必要な情報を車載通信装置１８から取得して、電子決済が可能であることを確認すると、電子決済が可能であることを示す許可情報及び電力伝送の開始に必要な鍵情報を車載通信装置１８に送信する。通信制御装置Ｍｂは、路側通信機Ｍａから車載通信装置１８に鍵情報を送信した場合には、同一の鍵情報を後述の送電側制御装置９に送信する。
例えば、通信制御装置Ｍｂは、所定周期等での路側通信機Ｍａと周辺の車両等の移動体の車載通信装置１８との通信によって課金及び決済に必要な情報の取得を試みる。通信制御装置Ｍｂは、課金及び決済に必要な情報を車載通信装置１８から取得して、電子決済が可能であることを確認すると、電子決済が可能であることを示す許可情報及び電力伝送の開始に必要な鍵情報を車載通信装置１８に送信する。通信制御装置Ｍｂは、路側通信機Ｍａから車載通信装置１８に鍵情報を送信した場合には、同一の鍵情報を後述の送電側制御装置９に送信する。
【0022】
送電装置２は、例えば、電源部６と、送電電力変換部７と、送電部８と、送電側制御装置９とを備える。なお、送電装置２は、例えば、車両の走行路等での所定の結合区間に複数の少なくとも送電部８を備えてもよい。
電源部６は、例えば、商用電源等の交流電源と、交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、電力平滑用のキャパシタとを備える。電源部６は、交流電源から供給される交流電力をＡＣ－ＤＣコンバータによって直流電力に変換する。
電源部６は、例えば、商用電源等の交流電源と、交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータと、電力平滑用のキャパシタとを備える。電源部６は、交流電源から供給される交流電力をＡＣ－ＤＣコンバータによって直流電力に変換する。
【0023】
送電電力変換部７は、例えば、直流電力を交流電力に変換するインバータを備える。送電電力変換部７のインバータは、例えば２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成されるブリッジ回路と、電圧平滑用のキャパシタとを備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉ－ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ７ａ，７ｂである。整流素子は、例えば、各トランジスタ７ａ，７ｂに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ７ｃは、ブリッジ回路に並列に接続される。
【0024】
送電部８は、例えば、磁界共鳴又は電磁誘導等の磁界結合により、高周波の磁界の変化によって電力を送る。図３に示すように、送電部８は、例えば、直列に接続される一次側コイル８ａ、一次側抵抗８ｂ及び一次側キャパシタ８ｃによって形成される共振回路を備える。送電部８は、例えば、共振回路に流れる電流Ｉｔを検出する電流センサ等のセンサを備える。
【0025】
送電制御装置９は、送電装置２を統合的に制御する。送電制御装置９は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵである。なお、送電制御装置９の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
【0026】
例えば、送電側制御装置９は、予め設定される駆動周波数又は受電装置４から受け取る要求周波数の情報に応じて、送電電力変換部７の各スイッチング素子のオン（導通）及びオフ（遮断）のスイッチングを制御することによって、車両の受電装置４への電力伝送を行う。
例えば、送電側制御装置９は、通信制御装置Ｍｂから鍵情報を受け取ると、同一の鍵情報が路側通信機Ｍａから移動体の車載通信装置１８に送信されたことを把握して、送電装置２を停止状態から受信待機状態に移行させる。送電装置２の停止状態は、例えば、送電電力変換部７の各スイッチング素子をオフ（遮断）に維持する等のように、送電電力変換部７でのスイッチング動作を停止させる状態である。送電装置２の受信待機状態は、車両等の移動体の受電装置４からの情報送信を検出する状態である。送電装置２の受信待機状態は、例えば、送電電力変換部７の短絡状態である。
例えば、送電側制御装置９は、通信制御装置Ｍｂから鍵情報を受け取ると、同一の鍵情報が路側通信機Ｍａから移動体の車載通信装置１８に送信されたことを把握して、送電装置２を停止状態から受信待機状態に移行させる。送電装置２の停止状態は、例えば、送電電力変換部７の各スイッチング素子をオフ（遮断）に維持する等のように、送電電力変換部７でのスイッチング動作を停止させる状態である。送電装置２の受信待機状態は、車両等の移動体の受電装置４からの情報送信を検出する状態である。送電装置２の受信待機状態は、例えば、送電電力変換部７の短絡状態である。
【0027】
送電側制御装置９は、送電電力変換部７の短絡状態では、各相のローサイドアームのトランジスタ７ｂをオンに設定することで一次側コイル８ａを短絡する。これにより、二次側の受電装置４から一次側の送電装置２を見ると、一次側のインピーダンスは非常に大きな値となるが、後述するＰＩＮＧ送信時に受電装置４の二次側コイル１５ａによって磁界が発生すると、送電装置２の一次側コイル８ａに誘起される電圧によって受電装置４からの通信が検出される。
【0028】
例えば、送電側制御装置９は、鍵情報及び電力伝送の要求周波数等の情報を受電装置４から受け取ると、通信制御装置Ｍｂから受け取った鍵情報と受電装置４から受け取った鍵情報との照合を行う。送電側制御装置９は、鍵情報が一致した場合、送電装置２を受信待機状態から電力伝送状態に移行させる。送電装置２の電力伝送状態は、例えば、受電装置４の要求周波数での電力伝送を行う状態である。
【0029】
図１及び図２に示すように、車両等の移動体の駆動制御装置３は、例えば、蓄電装置１１と、蓄電電圧変換部１２と、電力変換部１３と、回転電機１４とを備える。移動体の受電装置４は、例えば、受電部１５と、受電電力変換部１６とを備える。駆動制御装置３及び受電装置４は、例えば、共通の制御装置１７を備える。制御装置１７は、例えば、車載通信装置１８を備える。
なお、例えば蓄電装置１１を動力源として駆動する電気自動車等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていなくてもよい。例えば蓄電装置１１及び内燃機関を動力源として駆動するハイブリッド車両等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていてもよい。
なお、例えば蓄電装置１１を動力源として駆動する電気自動車等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていなくてもよい。例えば蓄電装置１１及び内燃機関を動力源として駆動するハイブリッド車両等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていてもよい。
【0030】
蓄電装置１１は、蓄電電圧変換部１２に接続される。蓄電装置１１は、車両の外部の送電装置２から非接触で伝送される電力によって充電される。蓄電装置１１は、蓄電電圧変換部１２及び電力変換部１３を介して回転電機１４との間で電力を授受する。
蓄電装置１１は、例えば、リチウムイオンバッテリ等のバッテリと、バッテリの電流を検出する電流センサ及びバッテリの電圧を検出する電圧センサとを備える。
なお、例えば電気自動車等において蓄電電圧変換部１２を備えていない場合、蓄電装置１１は、後述する電力変換部１３及び受電電力変換部１６に接続される。
蓄電装置１１は、例えば、リチウムイオンバッテリ等のバッテリと、バッテリの電流を検出する電流センサ及びバッテリの電圧を検出する電圧センサとを備える。
なお、例えば電気自動車等において蓄電電圧変換部１２を備えていない場合、蓄電装置１１は、後述する電力変換部１３及び受電電力変換部１６に接続される。
【0031】
蓄電電圧変換部１２は、電力変換部１３及び受電電力変換部１６に接続される。蓄電電圧変換部１２は、例えば、昇圧及び降圧の双方向の電圧変換を行う電圧制御器を備える。電圧制御器は、双方向の電圧変換によって蓄電装置１１の充電及び放電時に入力電力及び出力電力を変換する。蓄電電圧変換部１２の電圧制御器は、例えば、１対の第１リアクトルと、第１素子モジュールと、電圧平滑用のキャパシタとを備える。
【0032】
１対の第１リアクトル１２ａ，１２ａは、相互に逆極性に磁気結合されることによって複合型リアクトルを形成する。１対の第１リアクトル１２ａ，１２ａは、第１素子モジュールの各相のハイサイドアームとローサイドアームとの接続点に接続される。
第１素子モジュールは、例えば２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成される第１ブリッジ回路を備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ１２ｂ，１２ｃである。整流素子は、例えば、各トランジスタ１２ｂ，１２ｃに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ１２ｄは、蓄電装置１１に並列に接続される。
蓄電電圧変換部１２は、直列に接続される抵抗１２ｅ及びトランジスタ１２ｆを備える。抵抗１２ｅ及びトランジスタ１２ｆは、第１ブリッジ回路に並列に接続される。
第１素子モジュールは、例えば２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成される第１ブリッジ回路を備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ１２ｂ，１２ｃである。整流素子は、例えば、各トランジスタ１２ｂ，１２ｃに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ１２ｄは、蓄電装置１１に並列に接続される。
蓄電電圧変換部１２は、直列に接続される抵抗１２ｅ及びトランジスタ１２ｆを備える。抵抗１２ｅ及びトランジスタ１２ｆは、第１ブリッジ回路に並列に接続される。
【0033】
電圧制御器の１対の第１リアクトル１２ａ，１２ａ及び第１素子モジュールは、いわゆる２相のインターリーブによって電圧変換を行う。２相のインターリーブでは、１対の第１リアクトル１２ａ，１２ａに接続される２相のトランジスタ１２ｂ，１２ｃのうちで第１の相のトランジスタ１２ｂ，１２ｃのスイッチング制御の１周期と、第２の相のトランジスタ１２ｂ，１２ｃのスイッチング制御の１周期とは、相互に半周期だけずらされる。
【0034】
電力変換部１３は、回転電機１４に接続される。電力変換部１３は、例えば、直流電力と交流電力との変換を行う電力変換器を備える。電力変換器は、例えば、第２素子モジュールと、電圧平滑用のキャパシタとを備える。
第２素子モジュールは、例えば、３相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成される第２ブリッジ回路を備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ１３ａ，１３ｂである。整流素子は、例えば、各トランジスタ１３ａ，１３ｂに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ１３ｃは、第２ブリッジ回路に並列に接続される。
第２素子モジュールは、例えば、３相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成される第２ブリッジ回路を備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ１３ａ，１３ｂである。整流素子は、例えば、各トランジスタ１３ａ，１３ｂに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ１３ｃは、第２ブリッジ回路に並列に接続される。
【0035】
第２素子モジュールは、電力の授受によって回転電機１４の動作を制御する。第２素子モジュールは、例えば回転電機１４の力行時には、正極及び負極の直流端子１３ｐ，１３ｎから入力される直流電力を３相交流電力に変換して、３相交流電力を３相の交流端子１３ｄから回転電機１４に供給する。第２素子モジュールは、回転電機１４の３相のステータ巻線への通電を順次転流させることによって回転駆動力を発生させる。
第２素子モジュールは、例えば回転電機１４の回生時には、回転電機１４の回転に同期がとられた各相のスイッチング素子のオン（導通）及びオフ（遮断）の駆動によって、３相のステータ巻線から入力される３相交流電力を直流電力に変換する。第２素子モジュールは、３相交流電力から変換された直流電力を、蓄電電圧変換部１２を介して蓄電装置１１に供給することが可能である。
第２素子モジュールは、例えば回転電機１４の回生時には、回転電機１４の回転に同期がとられた各相のスイッチング素子のオン（導通）及びオフ（遮断）の駆動によって、３相のステータ巻線から入力される３相交流電力を直流電力に変換する。第２素子モジュールは、３相交流電力から変換された直流電力を、蓄電電圧変換部１２を介して蓄電装置１１に供給することが可能である。
【0036】
回転電機１４は、例えば、車両の走行駆動用に設けられる３相交流のブラシレスＤＣモータである。回転電機１４は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させる３相のステータ巻線を有する固定子とを備える。３相のステータ巻線は、電力変換部１３の３相の交流端子１３ｄに接続される。
回転電機１４は、電力変換部１３から供給される電力により力行動作することによって回転駆動力を発生させる。回転電機１４は、例えば、車両の車輪に連結可能である場合、電力変換部１３から供給される電力により力行動作することによって走行駆動力を発生させる。回転電機１４は、車両の車輪側から入力される回転動力により回生動作することによって発電電力を発生させてもよい。回転電機１４は、車両の内燃機関に連結可能である場合、内燃機関の動力によって発電してもよい。
回転電機１４は、電力変換部１３から供給される電力により力行動作することによって回転駆動力を発生させる。回転電機１４は、例えば、車両の車輪に連結可能である場合、電力変換部１３から供給される電力により力行動作することによって走行駆動力を発生させる。回転電機１４は、車両の車輪側から入力される回転動力により回生動作することによって発電電力を発生させてもよい。回転電機１４は、車両の内燃機関に連結可能である場合、内燃機関の動力によって発電してもよい。
【0037】
受電部１５は、受電電力変換部１６に接続される。受電部１５は、例えば、磁界共鳴又は電磁誘導などの磁界結合により、送電部８から伝えられる高周波の磁界の変化によって電力を受け取る。図３に示すように、受電部１５は、例えば、直列に接続される二次側コイル１５ａ、二次側抵抗１５ｂ及び二次側キャパシタ１５ｃによって形成される共振回路を備える。受電部１５は、例えば、共振回路に流れる電流Ｉｒを検出する電流センサ等のセンサを備える。
【0038】
図１及び図２に示す受電電力変換部１６は、電力変換部１３に接続される。受電電力変換部１６は、交流電力を直流電力に変換する、いわゆるフルブリッジレス型（又はブリッジレス及びトーテムポール型）の力率改善（ＰＦＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路を備える。いわゆるブリッジレスＰＦＣは、ブリッジ接続される複数のダイオードによるブリッジ整流器を備えていないＰＦＣであって、いわゆるトーテムポールＰＦＣは、同方向に直列に接続（トーテムポール接続）される同一導電型の一対のスイッチング素子を備えるＰＦＣである。
【0039】
受電電力変換部１６は、例えば、２相でブリッジ接続される複数のスイッチング素子及び整流素子によって形成される第３ブリッジ回路と、電圧平滑用のキャパシタとを備える。各スイッチング素子は、例えば、ＳｉＣのＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。複数のスイッチング素子は、各相で対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタ１６ａ，１６ｂである。整流素子は、例えば、各トランジスタ１６ａ，１６ｂに並列に接続される還流ダイオードである。電圧平滑用のキャパシタ１６ｃは、第３ブリッジ回路に並列に接続される。
【0040】
例えば、受電部１５及び受電電力変換部１６を備える受電装置４は、送電装置２による電力伝送の周波数の情報に応じて、受電電力変換部１６の各スイッチング素子のオン（導通）及びオフ（遮断）のスイッチングを制御することによって、送電装置２から伝送される電力を受け取る。
【0041】
制御装置１７は、例えば、車両等の移動体の駆動制御装置３、受電装置４及び車載通信装置１８を統合的に制御する。制御装置１７は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵである。なお、制御装置１７の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
【0042】
制御装置１７は、例えば、各スイッチング素子をオン（導通）及びオフ（遮断）に駆動するタイミングを示す制御信号を生成するとともに、制御信号に基づいて各スイッチング素子を実際にオン及びオフに駆動するためのゲート信号を生成する。
例えば、制御装置１７は、受電装置４の各スイッチング素子のスイッチングを制御することによって、送電装置２から受け取る交流電力を直流電力に整流しつつ、入力電圧及び入力電流の力率改善を行う。
例えば、制御装置１７は、受電装置４の各スイッチング素子のスイッチングを制御することによって、送電装置２から受け取る交流電力を直流電力に整流しつつ、入力電圧及び入力電流の力率改善を行う。
【0043】
例えば、制御装置１７は、受電装置４の複数のスイッチング素子を同期的にオン及びオフに駆動する同期整流動作と、二次側コイル１５ａを短絡する短絡動作とによって、目標出力に応じた出力を制御する。
例えば、制御装置１７は、送電装置２から送られる電力によって受電部１５に発生する電流、つまり二次側コイル１５ａに流れる電流Ｉｒの大きさ及び位相に応じて同期整流動作を制御する。制御装置１７は、受電電力変換部１６の複数のスイッチング素子を、いわゆるゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ：Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）のソフトスイッチングで制御する。ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）では、各スイッチング素子は、各相のデッドタイム期間のオフ状態での出力容量（寄生容量）の放電によって両端電圧がゼロにされてからターンオン（オフ状態からオン状態への切り換え）が実行される。
例えば、制御装置１７は、受電電力変換部１６の各相のハイサイドアームでゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）の同期整流動作を継続させつつ、各相のローサイドアームのみオンにすることで短絡動作を制御する。
例えば、制御装置１７は、送電装置２から送られる電力によって受電部１５に発生する電流、つまり二次側コイル１５ａに流れる電流Ｉｒの大きさ及び位相に応じて同期整流動作を制御する。制御装置１７は、受電電力変換部１６の複数のスイッチング素子を、いわゆるゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ：Ｚｅｒｏ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）のソフトスイッチングで制御する。ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）では、各スイッチング素子は、各相のデッドタイム期間のオフ状態での出力容量（寄生容量）の放電によって両端電圧がゼロにされてからターンオン（オフ状態からオン状態への切り換え）が実行される。
例えば、制御装置１７は、受電電力変換部１６の各相のハイサイドアームでゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ）の同期整流動作を継続させつつ、各相のローサイドアームのみオンにすることで短絡動作を制御する。
【0044】
例えば、制御装置１７は、送電装置２の付近で送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの結合度合いが所定以上である結合区間において、通信のための通信区間と電力伝送のための電力伝送区間とを設定する。制御装置１７は、例えば、結合区間に到達するより前に路側通信機Ｍａと車載通信装置１８との通信によって鍵情報を受け取ると、電力伝送区間での送電装置２による電力伝送の開始に先立って、電力伝送区間での電力伝送に関する情報を通信区間にて受電装置４から送電装置２に送る。
図４は、実施形態での送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの間の相対的な移動量と各電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３での電力伝送の出力との対応関係の例を示す図である。図５は、実施形態での送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの間の相対的な移動量と電力伝送の効率との対応関係の例を示す図である。図６は、実施形態での移動体（例えば、車両Ｖ）の移動に伴う通信及び電力伝送の動作の例を示す図である。
図４は、実施形態での送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの間の相対的な移動量と各電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３での電力伝送の出力との対応関係の例を示す図である。図５は、実施形態での送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの間の相対的な移動量と電力伝送の効率との対応関係の例を示す図である。図６は、実施形態での移動体（例えば、車両Ｖ）の移動に伴う通信及び電力伝送の動作の例を示す図である。
【0045】
図４及び図５に示すように、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの相対的な移動量がゼロから増大することに伴い、電力伝送の出力及び効率は低下傾向に変化する。なお、移動量がゼロの状態は、例えば、一次側コイル８ａ及び二次側コイル１５ａの互いの中心軸線が同一となる状態等である。制御装置１７は、例えば、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの結合度合いが所定以上である結合区間を、電力伝送の効率が所定値（ゼロ等）以上である区間とする。制御装置１７は、結合区間において、電力伝送の効率が第１所定値Ｅａ（例えば、８０％等）以上であって、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの相対的な移動量が第１所定値Ｅａに対応する第１移動量Ｘａ以下である区間を、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの結合度合いが相対的に大きい電力伝送区間ＴＳとする。制御装置１７は、結合区間において、電力伝送の効率が第１所定値Ｅａ未満及び第２所定値Ｅｂ（例えば、０％等）以上であって、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの相対的な移動量が、第１移動量Ｘａよりも大きく、第２所定値Ｅｂに対応する第２移動量Ｘｂ以下である区間を、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの結合度合いが相対的に小さい通信区間ＣＳとする。
【0046】
制御装置１７は、例えば、一次側コイル８ａが結合区間の最初の通信区間ＣＳに存在する場合に送電装置２と受電装置４との通信により、電力伝送区間ＴＳでの電力伝送に関する情報を受電装置４から送電装置２に送る。
例えば図６に示すように、制御装置１７は、移動体（例えば、車両Ｖ）の移動方向に沿って、電力伝送区間ＴＳの前後に第１通信区間ＣＳ１及び第２通信区間ＣＳ２を設定する場合、最初の通信区間ＣＳである第１通信区間ＣＳ１において電力伝送に関する情報を受電装置４から送電装置２に送る。電力伝送に関する情報は、例えば、路側通信機Ｍａから取得した鍵情報、電力伝送の要求周波数、フェイルセーフのための目標出力（消費電力）及び各種異常に関する情報等である。
電力伝送の要求周波数は、例えば、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの間の距離に関連する移動体の最低地上高及び移動体での受電装置４の搭載レイアウト等に基づいて、電力伝送の効率及び出力（電力）の低下を抑制するように設定される。制御装置１７は、送電装置２と受電装置４との間の電力伝送の状態に応じて要求周波数を設定してもよい。
なお、制御装置１７は、例えば、一次側コイル８ａが結合区間の最後の通信区間ＣＳ（例えば、図６に示す第２通信区間ＣＳ２等）に存在する場合に送電装置２と受電装置４との通信により、電力伝送区間ＴＳでの電力伝送及び通信区間ＣＳでの通信の各々の停止を示す情報を受電装置４から送電装置２に送ってもよい。
例えば図６に示すように、制御装置１７は、移動体（例えば、車両Ｖ）の移動方向に沿って、電力伝送区間ＴＳの前後に第１通信区間ＣＳ１及び第２通信区間ＣＳ２を設定する場合、最初の通信区間ＣＳである第１通信区間ＣＳ１において電力伝送に関する情報を受電装置４から送電装置２に送る。電力伝送に関する情報は、例えば、路側通信機Ｍａから取得した鍵情報、電力伝送の要求周波数、フェイルセーフのための目標出力（消費電力）及び各種異常に関する情報等である。
電力伝送の要求周波数は、例えば、一次側コイル８ａと二次側コイル１５ａとの間の距離に関連する移動体の最低地上高及び移動体での受電装置４の搭載レイアウト等に基づいて、電力伝送の効率及び出力（電力）の低下を抑制するように設定される。制御装置１７は、送電装置２と受電装置４との間の電力伝送の状態に応じて要求周波数を設定してもよい。
なお、制御装置１７は、例えば、一次側コイル８ａが結合区間の最後の通信区間ＣＳ（例えば、図６に示す第２通信区間ＣＳ２等）に存在する場合に送電装置２と受電装置４との通信により、電力伝送区間ＴＳでの電力伝送及び通信区間ＣＳでの通信の各々の停止を示す情報を受電装置４から送電装置２に送ってもよい。
【0047】
例えば、制御装置１７は、路側通信機Ｍａと車載通信装置１８との通信によって鍵情報を受け取った場合、結合区間の通信区間ＣＳにて、いわゆるピング（ＰＩＮＧ）信号の送信として、受信待機状態の送電装置２に対して受電装置４から電力伝送を行うことによって情報を送信する。受電装置４は、受電電力変換部１６でのスイッチングによる通電切替動作で二次側コイル１５ａに発生する磁界によって、送電装置２の一次側コイル８ａに誘起される電圧により通信する。制御装置１７は、例えば、受電装置４から送電装置２に非接触で電力を伝送するための搬送波を所定のデューティー比でスイッチングすることで、いわゆるドミナント（優性）及びレセッシブ（劣性）の２レベルのデジタル信号を生成することによってＰＩＮＧ送信を実行する。所定のデューティー比は、例えば、所定の最小から５０％程度である。なお、制御装置１７は、例えば、スイッチングのデューティー比を変更することによる搬送波の振幅変調によって情報を送信してもよい。
【0048】
制御装置１７は、例えば数十μｓから数ｍｓ程度等の所定周期でＰＩＮＧ送信を行い、送電装置２からＰＩＮＧ送信に対する応答信号を受信すると、電力伝送区間ＴＳでの送電装置２からの電力伝送に対する受電制御を開始する。
制御装置１７は、通信区間ＣＳでの送電装置２と受電装置４との間の通信（つまり互いの送受信）が適正に完了するように、例えば、路側通信機Ｍａから受け取った送電装置２の設置に関する情報と、移動体（例えば、車両Ｖ）の移動状態（つまり、受電装置４の移動状態）とに応じて、ＰＩＮＧ送信のタイミングを設定する。例えば、制御装置１７は、通信区間ＣＳにおいて少なくとも所定回（１回等）のＰＩＮＧ送信が完了するように、複数の送電部８の設置間隔等の情報と、移動体の速度（例えば、車両Ｖの車速等）とに応じて、送信周期を設定する。
なお、制御装置１７は、例えば、通信区間ＣＳでのＰＩＮＧ送信の実行を許可した場合であっても、通信区間ＣＳ以外においてはＰＩＮＧ送信の実行を停止する待機状態に移行する。制御装置１７は、例えば、ＰＩＮＧ送信の待機状態では、移動体の移動に伴って、次の結合区間の最初の通信区間ＣＳに到達する直前からＰＩＮＧ送信の実行を開始してもよい。
制御装置１７は、通信区間ＣＳでの送電装置２と受電装置４との間の通信（つまり互いの送受信）が適正に完了するように、例えば、路側通信機Ｍａから受け取った送電装置２の設置に関する情報と、移動体（例えば、車両Ｖ）の移動状態（つまり、受電装置４の移動状態）とに応じて、ＰＩＮＧ送信のタイミングを設定する。例えば、制御装置１７は、通信区間ＣＳにおいて少なくとも所定回（１回等）のＰＩＮＧ送信が完了するように、複数の送電部８の設置間隔等の情報と、移動体の速度（例えば、車両Ｖの車速等）とに応じて、送信周期を設定する。
なお、制御装置１７は、例えば、通信区間ＣＳでのＰＩＮＧ送信の実行を許可した場合であっても、通信区間ＣＳ以外においてはＰＩＮＧ送信の実行を停止する待機状態に移行する。制御装置１７は、例えば、ＰＩＮＧ送信の待機状態では、移動体の移動に伴って、次の結合区間の最初の通信区間ＣＳに到達する直前からＰＩＮＧ送信の実行を開始してもよい。
【0049】
以下、非接触電力伝送システム１の動作として、送電側制御装置９及び制御装置１７が実行する処理について説明する。
図７は、実施形態での非接触電力伝送システム１の制御装置１７が実行する受電側処理を示すフローチャートである。
先ず、図７に示すステップＳ０１にて制御装置１７は、路側通信機Ｍａと車載通信装置１８との無線通信による情報の送受信（課金通信）によって、送電装置２から移動体への電力伝送に対する電子決済が可能であるか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７はステップＳ０１の処理を繰り返す。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０２に進める。
図７は、実施形態での非接触電力伝送システム１の制御装置１７が実行する受電側処理を示すフローチャートである。
先ず、図７に示すステップＳ０１にて制御装置１７は、路側通信機Ｍａと車載通信装置１８との無線通信による情報の送受信（課金通信）によって、送電装置２から移動体への電力伝送に対する電子決済が可能であるか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７はステップＳ０１の処理を繰り返す。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０２に進める。
【0050】
そして、ステップＳ０２にて制御装置１７は、路側通信機Ｍａから電力伝送の開始に必要な鍵情報を取得する。
次に、ステップＳ０３にて制御装置１７は、受電装置４から送電装置２への電力伝送によるＰＩＮＧ送信のための信号を生成する。
次に、ステップＳ０４にて制御装置１７は、結合区間の最初の通信区間ＣＳにて所定周期でＰＩＮＧ送信を実行する。
次に、ステップＳ０５にて制御装置１７は、ＰＩＮＧ送信に対する送電装置２からの応答信号を受信したか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７はステップＳ０５の処理を繰り返す。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０６に進める。
そして、ステップＳ０６にて制御装置１７は、電力伝送区間ＴＳでの送電装置２からの電力伝送に対する受電制御を開始する。そして、制御装置１７は、処理をエンドに進める。
次に、ステップＳ０３にて制御装置１７は、受電装置４から送電装置２への電力伝送によるＰＩＮＧ送信のための信号を生成する。
次に、ステップＳ０４にて制御装置１７は、結合区間の最初の通信区間ＣＳにて所定周期でＰＩＮＧ送信を実行する。
次に、ステップＳ０５にて制御装置１７は、ＰＩＮＧ送信に対する送電装置２からの応答信号を受信したか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、制御装置１７はステップＳ０５の処理を繰り返す。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、制御装置１７は処理をステップＳ０６に進める。
そして、ステップＳ０６にて制御装置１７は、電力伝送区間ＴＳでの送電装置２からの電力伝送に対する受電制御を開始する。そして、制御装置１７は、処理をエンドに進める。
【0051】
図８は、実施形態での非接触電力伝送システム１の送電側制御装置９が実行する送電側処理を示すフローチャートである。
先ず、図８に示すステップＳ１１にて送電側制御装置９は、路側通信機Ｍａから受電装置４に鍵情報が送信されたか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１２に進める。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１３に進める。
そして、ステップＳ１２にて送電側制御装置９は、送電装置２の停止状態を維持し、処理をステップＳ１１に戻す。
そして、ステップＳ１３にて送電側制御装置９は、送電装置２を停止状態から受信待機状態に移行させる。
先ず、図８に示すステップＳ１１にて送電側制御装置９は、路側通信機Ｍａから受電装置４に鍵情報が送信されたか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１２に進める。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１３に進める。
そして、ステップＳ１２にて送電側制御装置９は、送電装置２の停止状態を維持し、処理をステップＳ１１に戻す。
そして、ステップＳ１３にて送電側制御装置９は、送電装置２を停止状態から受信待機状態に移行させる。
【0052】
次に、ステップＳ１４にて送電側制御装置９は、結合区間の最初の通信区間ＣＳにて受電装置４から送電装置２への電力伝送によるＰＩＮＧ信号を受信したか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、送電側制御装置９はステップＳ１４の処理を繰り返す。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１５に進める。
次に、ステップＳ１５にて送電側制御装置９は、通信制御装置Ｍｂから受け取った鍵情報と受電装置４から受け取った鍵情報との照合を行う。
次に、ステップＳ１５にて送電側制御装置９は、通信制御装置Ｍｂから受け取った鍵情報と受電装置４から受け取った鍵情報との照合を行う。
【0053】
次に、ステップＳ１６にて送電側制御装置９は、通信制御装置Ｍｂから受け取った鍵情報と受電装置４から受け取った鍵情報とが一致したか否かを判定する。この判定結果が「ＮＯ」の場合、送電側制御装置９は処理をエンドに進める。一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、送電側制御装置９は処理をステップＳ１７に進める。
次に、ステップＳ１７にて送電側制御装置９は、通信区間ＣＳでの送電装置２から受電装置４への電力伝送によってＰＩＮＧ送信に対する応答信号を受電装置４に送信する。
次に、ステップＳ１８にて送電側制御装置９は、受電装置４から受け取った要求周波数での受電装置４への電力伝送に対する送電制御を電力伝送区間ＴＳにて開始する。そして、制御装置１７は、処理をエンドに進める。
次に、ステップＳ１７にて送電側制御装置９は、通信区間ＣＳでの送電装置２から受電装置４への電力伝送によってＰＩＮＧ送信に対する応答信号を受電装置４に送信する。
次に、ステップＳ１８にて送電側制御装置９は、受電装置４から受け取った要求周波数での受電装置４への電力伝送に対する送電制御を電力伝送区間ＴＳにて開始する。そして、制御装置１７は、処理をエンドに進める。
【0054】
上述したように、実施形態の非接触電力伝送システム１によれば、電力伝送区間ＴＳへの到達に先立って電力伝送に関する情報を通信区間ＣＳで受電装置４から送電装置２に送る制御装置１７を備えることにより、所望の電力及び伝送効率を確保することができる。例えば受電装置４を搭載する移動体の速度が高いことで電力伝送区間ＴＳを通過する時間が短くなる場合であっても、制御装置１７は、電力伝送区間ＴＳに到達するより前に電力伝送に関する情報を送ることで、電力伝送区間ＴＳでの電力伝送を迅速に開始させることができる。
制御装置１７は受電装置４を搭載する移動体の速度等の移動状態に応じて通信区間ＣＳでの通信のタイミング（例えば、周期及び回数等）を設定するので、通信区間ＣＳにて適正に通信を完了させることができるとともに、過剰な回数の通信が実行されることを防ぐことで電力消費の増大を抑制することができる。
制御装置１７は受電装置４を搭載する移動体の速度等の移動状態に応じて通信区間ＣＳでの通信のタイミング（例えば、周期及び回数等）を設定するので、通信区間ＣＳにて適正に通信を完了させることができるとともに、過剰な回数の通信が実行されることを防ぐことで電力消費の増大を抑制することができる。
【0055】
電力伝送の要求周波数の情報を送電装置２に送る制御装置１７を備えることにより、所望の電力及び伝送効率を確保することができる。例えば、送電装置２の一次側コイル８ａと受電装置４の二次側コイル１５ａとの距離に関連する車両の最低地上高及び受電装置４の搭載レイアウト等に起因して結合係数が低下する場合であっても、相互インダクタンスの変動を相殺するような要求周波数によって、伝送電力及び伝送効率の低下を抑制することができる。
【0056】
結合区間への到達に先立って送電装置２を受信待機状態に移行させる制御装置１７及び送信側制御装置９を備えることにより、通信区間ＣＳでの鍵情報の受信及び照合を迅速に実行させることができる。送電装置２は制御装置１７が鍵情報を取得するより前に停止状態であることにより、待機電力の増大を抑制することができる。
送電装置２の受信待機状態は、送電電力変換部７により一次側コイル８ａを短絡させる状態であるので、受電装置４から送電装置２への磁界を介した情報の通信を一次側コイル８ａに誘起される電圧によって容易に検出することができる。
送電装置２の受信待機状態は、送電電力変換部７により一次側コイル８ａを短絡させる状態であるので、受電装置４から送電装置２への磁界を介した情報の通信を一次側コイル８ａに誘起される電圧によって容易に検出することができる。
【0057】
（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
上述した実施形態では、制御装置１７は、通信区間ＣＳにおいて少なくとも１回のＰＩＮＧ送信が完了するように送信周期を設定するとしたが、これに限定されない。例えば、制御装置１７は、所定の上限回数以下のＰＩＮＧ送信が完了するように、複数の送電部８の設置間隔等の情報と、移動体の速度（例えば、車両Ｖの車速等）とに応じて、送信周期を設定してもよい。制御装置１７は、通信区間ＣＳでのＰＩＮＧ送信の回数を規制することによって、電力消費の増大を抑制することができる。
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
上述した実施形態では、制御装置１７は、通信区間ＣＳにおいて少なくとも１回のＰＩＮＧ送信が完了するように送信周期を設定するとしたが、これに限定されない。例えば、制御装置１７は、所定の上限回数以下のＰＩＮＧ送信が完了するように、複数の送電部８の設置間隔等の情報と、移動体の速度（例えば、車両Ｖの車速等）とに応じて、送信周期を設定してもよい。制御装置１７は、通信区間ＣＳでのＰＩＮＧ送信の回数を規制することによって、電力消費の増大を抑制することができる。
【0058】
上述した実施形態では、通信システムＭは、電子的な料金収受システムを構成するとしたが、これに限定されない。例えば、通信システムＭは、単に、所定の結合区間での通信及び電力伝送に先立って、車載通信装置１８と通信を行うシステムであってもよい。
【0059】
上述した実施形態では、送電装置２と受電装置４との間の電力伝送によって鍵情報及び要求周波数等の情報の送受信を行うとしたが、これに限定されない。例えば、送電装置２及び受電装置４の各々は相互に無線通信を行う通信機を備え、相互の通信機を介して鍵情報及び要求周波数等の情報の送受信を行ってもよい。
【0060】
上述した実施形態では、非接触電力伝送システム１は、蓄電装置１１の入出力電力を変換する蓄電電圧変換部１２を備えるとしたが、これに限定されず、蓄電電圧変換部１２は省略されてもよい。
例えば、蓄電装置１１及び内燃機関を動力源として駆動するハイブリッド車両等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備え、蓄電装置１１を動力源として駆動する電気自動車等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていなくてもよい。
例えば、蓄電装置１１及び内燃機関を動力源として駆動するハイブリッド車両等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備え、蓄電装置１１を動力源として駆動する電気自動車等の場合、駆動制御装置３は蓄電電圧変換部１２を備えていなくてもよい。
【0061】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0062】
１…非接触電力伝送システム、２…送電装置、３…駆動制御装置、４…受電装置、６…電源部、７…送電電力変換部、８…送電部、８ａ…一次側コイル（送電側コイル）、９…送電側制御装置、１１…蓄電装置、１２…蓄電電圧変換部、１３…電力変換部、１４…回転電機、１５…受電部、１５ａ…二次側コイル（受電側コイル）、１６…受電電力変換部（電力変換部）、１７…制御装置、１８…車載通信装置、ＣＳ…通信区間、ＣＳ１…第１通信区間、ＣＳ２…第２通信区間、ＴＳ…電力伝送区間、Ｍ…通信システム、Ｍａ…路側通信機（通信機）、Ｍｂ…通信制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】