共鳴型非接触給電システムの受電側設備
【課題】充電時に給電側設備から出力される電力が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の整合器の調整を容易に行う。
【解決手段】移動体側設備２０は、２次側共鳴コイル２１ｂと、整流器２３と、２次側共鳴コイル２１ｂと整流器２３との間に設けられた２次側整合器２２と、充電器２４と、バッテリ２５と、バッテリ２５の充電時に２次側整合器２２の調整を行う車両側コントローラ２６とを備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させ、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２が充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整を行う。
【解決手段】移動体側設備２０は、２次側共鳴コイル２１ｂと、整流器２３と、２次側共鳴コイル２１ｂと整流器２３との間に設けられた２次側整合器２２と、充電器２４と、バッテリ２５と、バッテリ２５の充電時に２次側整合器２２の調整を行う車両側コントローラ２６とを備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させ、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２が充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴型非接触給電システムの受電側設備に係り、詳しくは給電側設備から非接触で供給される電力が充電される蓄電装置を備えた移動体に搭載されて使用されるのに好適な共鳴型非接触給電システムの受電側設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共鳴法によって車両外部の電源からワイヤレスで充電電力を受電し、車載の蓄電装置を充電可能な充電システムが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の充電システムは、電動車両と給電装置とを備え、電動車両は、２次自己共振コイル（２次側共鳴コイル）と２次コイルと、整流器と蓄電装置とを含み、給電装置は、高周波電力ドライバと、１次コイルと、１次自己共振コイル（１次側共鳴コイル）とを備える。２次自己共振コイルの巻数は、蓄電装置の電圧、１次自己共振コイルと２次自己共振コイルとの距離、１次自己共振コイル及び２次自己共振コイルの共鳴周波数に基づいて設定される。給電装置と車両との間の距離は、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって変化するところ、給電装置の１次自己共振コイルと車両の２次自己共振コイルとの間の距離の変化は、１次自己共振コイル及び２次自己共振コイルの共鳴周波数に変化をもたらす。そこで、２次自己共振コイルの導線間に可変コンデンサを接続し、蓄電装置の充電時に、蓄電装置の充電電力を電圧センサ及び電流センサの検出値に基づいて算出し、その充電電力が最大となるように、２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整することにより２次自己共振コイルのＬＣ共振周波数を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、１次自己共振コイルと２次自己共振コイルとの距離が、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって変化した場合にも、給電側から受電側に電力を効率良く供給する方法として、蓄電装置の充電時に、蓄電装置の充電電力が最大となるように、２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整することは開示されている。しかし、特許文献１の方法では、充電開始から充電終了まで充電電力が最大になるように２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整する必要があり、調整に手間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、充電時に蓄電装置の充電状態が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる共鳴型非接触給電システムの受電側設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、給電側設備の１次側共鳴コイルからの電力を受電する２次側共鳴コイルと、前記２次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と、前記２次側共鳴コイルと前記整流器との間に設けられた２次側整合器と、
前記整流器により整流された電力が供給される充電器と、前記充電器に接続された蓄電装置と、前記蓄電装置の充電時に前記２次側整合器の調整を行う制御手段とを備えている。前記制御手段は、前記充電時に前記給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、前記２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させ、前記給電側設備からの出力下降過程においては、前記上昇過程において記憶装置に記憶させたデータに基づいて前記２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように前記２次側整合器の調整を行う。ここで、「蓄電装置」とは充放電可能な直流電源を意味し、２次電池に限らず、大容量のキャパシタも採用可能である。
【０００７】
この発明によれば、制御手段は、蓄電装置の充電時において２次側整合器の調整を行う場合、給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させる。そして、給電側設備からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置に記憶させたデータに基づいて、２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器が調整される。そのため、給電側設備からの出力上昇過程においては、充電電力に対応して２次側整合器が適切なインピーダンスになるように２次側整合器の調整を行う必要がある。しかし、給電側設備からの出力下降過程においては、記憶装置に記憶させたデータに基づいて２次側整合器の調整が行われるため、２次側整合器を充電電力に対応する適切な状態に容易に調整することができる。したがって、充電時に充電電力が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の２次側整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、充電時に蓄電装置の充電状態が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる共鳴型非接触給電システムの受電側設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る非接触給電システムの構成図。
【図２】充電時の充電電力の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を車載バッテリを充電するための共鳴型非接触給電システムに具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、共鳴型非接触給電システムは、地上側に設けられる給電側設備（送電側設備）１０と、移動体としての車両（自動車）に搭載された受電側設備としての移動体側設備２０とで構成されている。
【００１１】
給電側設備１０は、交流電源としての高周波電源１１、１次側整合器１２、１次側コイル１３及び電源側コントローラ１４を備えている。高周波電源１１には、電源側コントローラ１４から電源オン／オフ信号が送られ、この信号により高周波電源１１がオン／オフされる。高周波電源１１は、共鳴系の予め設定された共鳴周波数に等しい周波数の交流電力、例えば数ＭＨｚ程度の高周波電力を出力する。
【００１２】
１次側コイル１３は、１次コイル１３ａと１次側共鳴コイル１３ｂで構成されている。１次コイル１３ａは、１次側整合器１２を介して高周波電源１１に接続されている。１次コイル１３ａと１次側共鳴コイル１３ｂとは同軸上に位置するように配設され、１次側共鳴コイル１３ｂにはコンデンサＣが並列に接続されている。１次コイル１３ａは、１次側共鳴コイル１３ｂに電磁誘導で結合され、高周波電源１１から１次コイル１３ａに供給された交流電力が電磁誘導で１次側共鳴コイル１３ｂに供給される。
【００１３】
１次側整合器１２は、可変リアクタンスとしての２つの可変コンデンサ１５，１６とインダクタ１７とから構成されている。一方の可変コンデンサ１５は高周波電源１１に並列に接続され、他方の可変コンデンサ１６は１次コイル１３ａに並列に接続されている。インダクタ１７は両可変コンデンサ１５，１６間に接続されている。１次側整合器１２は、可変コンデンサ１５，１６の容量が変更されることでそのインピーダンスが変更される。可変コンデンサ１５，１６は、例えば、図示しない回転軸がモータにより駆動される公知の構成で、モータが電源側コントローラ１４からの駆動信号により駆動されるようになっている。
【００１４】
移動体側設備２０は、２次側コイル２１、２次側整合器２２、整流器２３、充電器２４、充電器２４に接続された蓄電装置としてのバッテリ２５及び制御手段としての車両側コントローラ２６を備えている。また、移動体側設備２０は、バッテリ２５の電圧を検出する電圧センサ２７と、整流器２３から充電器２４に流れる電流を検出する電流センサ２８を備えている。車両側コントローラ２６は、電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号に基づいてバッテリ２５の充電電力を演算する。充電器２４は、整流器２３で整流された直流をバッテリ２５に充電するのに適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に充電器２４のＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御する。
【００１５】
２次側コイル２１は、２次コイル２１ａと２次側共鳴コイル２１ｂで構成されている。２次コイル２１ａと２次側共鳴コイル２１ｂとは同軸上に位置するように配設され、２次側共鳴コイル２１ｂにはコンデンサＣが接続されている。２次コイル２１ａは、２次側共鳴コイル２１ｂに電磁誘導で結合され、共鳴により１次側共鳴コイル１３ｂから２次側共鳴コイル２１ｂに供給された交流電力が電磁誘導で２次コイル２１ａに供給される。２次コイル２１ａは、２次側整合器２２に接続されている。
【００１６】
なお、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａの巻数、巻径は給電側設備１０から移動体側設備２０へ給電（伝送）しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。
【００１７】
この実施形態では、１次側整合器１２、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ、２次コイル２１ａ、２次側整合器２２、整流器２３、充電器２４及びバッテリ２５が共鳴系を構成する。
【００１８】
２次側整合器２２は、可変リアクタンスとしての２つの可変コンデンサ２９，３０とインダクタ３１とから構成されている。インダクタ３１は両可変コンデンサ２９，３０間に接続されている。一方の可変コンデンサ２９は２次コイル２１ａに並列に接続され、他方の可変コンデンサ３０は整流器２３に接続されている。２次側整合器２２は、可変コンデンサ２９，３０の容量が変更されることでそのインピーダンスが変更される。可変コンデンサ２９，３０は、例えば、図示しない回転軸がモータにより駆動される公知の構成で、モータが車両側コントローラ２６からの駆動信号により駆動されるようになっている。
【００１９】
車両側コントローラ２６は、ＣＰＵ３２及び記憶装置（メモリ）３３を備えている。記憶装置３３には、充電時に車両側コントローラ２６が２次側整合器２２の調整を行うための制御プログラムが記憶されている。車両側コントローラ２６は、充電時には制御プログラムにしたがって、給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。また、車両側コントローラ２６は、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整、即ち可変コンデンサ２９，３０の調整を行う。
【００２０】
次に前記のように構成された共鳴型非接触給電システムの作用を説明する。
車両に搭載されたバッテリ２５を充電する場合、車両は給電側設備１０の所定の充電停止位置に停止する。車両が給電側設備１０の所定の充電位置に停止した後、車両側コントローラ２６は、電源側コントローラ１４に給電要求信号を送信する。電源側コントローラ１４は、給電要求信号を受信すると、給電を開始する。そして、給電側設備１０の高周波電源１１から１次コイル１３ａに共鳴周波数の交流電圧が印加され、１次側共鳴コイル１３ｂから電力が非接触共鳴で２次側共鳴コイル２１ｂへ供給される。２次側共鳴コイル２１ｂが受電した電力は、２次側整合器２２及び整流器２３を介して充電器２４に供給され、充電器２４に接続されたバッテリ２５が充電される。
【００２１】
なお、車両に搭載されたバッテリ２５を充電する場合、車両は給電側設備１０と移動体側設備２０との間で効率良く非接触給電が行われる充電位置に正確に停止するとは限らない。そのため、充電に先立って、１次側整合器１２及び２次側整合器２２の調整が行われる場合もある。
【００２２】
給電側設備１０から移動体側設備２０に非接触で供給（給電）される電力、即ち充電電力は一定ではなく、バッテリ２５の充電状態（ＳＯＣ）によって変化する。また、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの距離が給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われるのに適した距離であっても、バッテリ２５の充電状態によって２次側整合器２２のインピーダンスを充電電力に対応した適切な値に調整しなければ効率の良い状態で充電を継続することはできない。
【００２３】
充電が効率良く行われる場合、充電開始から終了までの給電側設備１０から出力される電力の変化は充電電力の変化に対応し、図２に示すように、充電初期には充電電力の変化が大きな状態で最大値まで上昇した後、下降時には充電電力が上昇時より変化割合が小さな状態で徐々に下降する。即ち、給電側設備１０は、充電時に高周波電源１１からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように出力する。充電電力が最大に達するまでの時間は、充電電力が最大の状態から充電停止までの時間より短い。
【００２４】
車両側コントローラ２６は、充電時の給電側設備１０からの出力上昇過程において、所定時間毎に電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号を入力し、その検出信号に基づいて充電電力を演算する。また、車両側コントローラ２６は、可変コンデンサ２９，３０を調整して２次側整合器２２をその充電電力における整合状態、即ち適切なインピーダンスに調整する。そして、充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。例えば、充電電力と可変コンデンサ２９，３０の容量との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。
【００２５】
そして、車両側コントローラ２６は、給電側設備１０からの出力下降過程、即ち充電電力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整、即ち可変コンデンサ２９，３０の調整を行う。具体的には、充電電力下降過程におけるある時点の充電電力に対応する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量として、上昇過程における同じ充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量を採用する。例えば、図２における上昇過程のＡ点の充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量を、下降過程におけるＢ点の充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量として採用する。したがって、充電電力の下降過程においては、所定時間毎に電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号から充電電力を演算し、その充電電力に対する可変コンデンサ２９，３０の容量に可変コンデンサ２９，３０の容量を調整することで、２次側整合器２２の調整が行われて給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる。
【００２６】
車両側コントローラ２６は、例えば、バッテリ２５の電圧が所定電圧になった時点からの経過時間により充電完了を判断し、充電が完了すると、電源側コントローラ１４に充電完了信号を送信する。電源側コントローラ１４は、充電完了信号を受信すると電力伝送を終了する。
【００２７】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）共鳴型非接触給電システムの受電側設備である移動体側設備２０は、給電側設備１０の１次側共鳴コイル１３ｂからの電力を受電する２次側共鳴コイル２１ｂと、２次側共鳴コイル２１ｂが受電した電力を整流する整流器２３と、２次側共鳴コイル２１ｂと整流器２３との間に設けられた２次側整合器２２とを備えている。また、移動体側設備２０は、整流器２３により整流された電力が供給される充電器２４と、充電器２４に接続されたバッテリ２５と、バッテリ２５の充電時に２次側整合器２２の調整を行う車両側コントローラ２６とを備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。また、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整を行う。したがって、充電時に充電状態が変化しても、給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の２次側整合器２２の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる。
【００２８】
（２）給電側設備１０は、充電時に高周波電源１１からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように、かつ出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が短くなるように出力する。したがって、出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が長い場合に比べて２次側整合器２２の調整に要する時間を短くすることができる。
【００２９】
（３）２次側整合器２２として、二つの可変コンデンサ２９，３０と一つのインダクタ３１とで構成されたπ型の整合器が使用されている。したがって、一方の可変コンデンサ（例えば、可変コンデンサ２９）によりインピーダンスを大きく調整し、他方の可変コンデンサ（例えば、可変コンデンサ３０）でインピーダンスを微調整することにより、インピーダンス調整を簡単に行うことが可能になる。
【００３０】
（４）給電側設備１０に１次側整合器１２が設けられている。バッテリ２５の充電時に、車両が給電側設備１０と移動体側設備２０との間で効率良く非接触給電が行われる充電位置に正確に停止するとは限らない。しかし、充電に先立って、１次側整合器１２及び２次側整合器２２の調整を行うことにより、高周波電源１１の出力周波数を変更せずに給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる状態に調整できる。
【００３１】
（５）移動体側設備２０は車両（自動車）に搭載され、給電側設備１０に１次側整合器１２が設けられている。車両の場合、車両が給電側設備１０の所定の充電停止位置に停止した状態でも、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる値と異なる状態になり、共鳴周波数がずれる場合がある。しかし、１次側整合器１２が設けられている場合は、１次側整合器１２を調整することで簡単に対応することができる。
【００３２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 車両側コントローラ２６は、１回の充電時の給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させるだけでなく、複数回の充電時の前記データを記憶装置３３に記憶させ、そのデータを平均して使用するようにしてもよい。例えば、今回のデータと過去の所定回数のデータとを平均して使用するようにしてもよい。
【００３３】
○ 充電時における高周波電源１１からの電力の出力状態は、出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように出力するものに限らない。例えば、出力電力が最大になるまでの途中で電力が一定の状態あるいは一度下降した後、再び上昇する状態が存在してもよい。
【００３４】
○ 充電時における高周波電源１１からの電力の出力状態は、出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が長くなるように出力してもよい。
【００３５】
○ 車両側コントローラ２６の記憶装置３３に、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された状態におけるバッテリ２５の充電状態（ＳＯＣ）と、その状態に対応する２次側整合器２２の適切なインピーダンスとの関係を示すデータを記憶させておく。そして、車両側コントローラ２６は、充電時に電圧センサ２７の検出信号からバッテリ２５の充電状態を確認し、その充電状態に対応するインピーダンスを基準にして２次側整合器２２の調整を行う。この場合、充電状態を確認せずに２次側整合器２２の調整を行う場合に比べて、調整を短時間で行うことが可能になる。
【００３６】
○ バッテリ２５の充電状態を電圧センサ２７の検出信号から確認する代わりに、バッテリ２５の充電後、放電時の放電電圧及び電流量を検出・積算して、充電開始時の充電状態を検出するようにしてもよい。この場合、バッテリ２５の電圧から充電状態を検出する場合に比べて充電状態を正確に検出することができる。
【００３７】
○ 共鳴型非接触給電システムが、給電側設備１０と移動体側設備２０との間で非接触給電を行うためには、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂの全てが必須ではなく、少なくとも１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂを備えていればよい。即ち、１次側コイル１３を１次コイル１３ａ及び１次側共鳴コイル１３ｂで構成する代わりに、１次側共鳴コイル１３ｂを１次側整合器１２を介して高周波電源１１に接続し、２次側コイル２１を２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂで構成する代わりに、２次側共鳴コイル２１ｂを２次側整合器２２を介して整流器２３に接続してもよい。しかし、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂの全てを備えた構成の方が、共鳴状態に調整するのが容易で、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの距離が大きくなった場合でも共鳴状態を維持し易い。
【００３８】
○ 移動体としての車両は、走行駆動力を発生する電動機を備えた車両を意味し、電気自動車や、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載したハイブリッド車あるいは車両駆動用の直流電源として蓄電装置とともに燃料電池をさらに搭載した車両等が挙げられる。また、運転者を必要とする車両に限らず無人搬送車でもよい。
【００３９】
○ 移動体は、車両に限らず、充電時以外は給電側設備から離れて移動するもの、例えば、ロボットであってもよい。
○ １次側整合器１２及び２次側整合器２２は、二つの可変コンデンサとインダクタを備えた構成に限らず、インダクタとして可変インダクタを備えた構成や、可変インダクタと二つの非可変コンデンサとからなる構成としてもよい。
【００４０】
○ １次側整合器１２及び２次側整合器２２はπ型に限らず、Ｔ型やＬ型の整合器であってもよい。
○ 高周波電源１１は、出力交流電圧の周波数が変更可能でも変更不能でもよい。
【００４１】
○ 給電側設備１０の１次側整合器１２を省略してもよい。しかし、１次側整合器１２を省略した場合は、給電側から電力を効率良く受電側に供給するためには、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された値となるように、移動体を所定の充電停止位置に停止させる必要がある。
【００４２】
○ 蓄電装置は充放電可能な直流電源であればよく、バッテリ（２次電池）２５に限らず、例えば、大容量のキャパシタであってもよい。
○ １次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａのコイルは、その軸心が水平方向あるいは鉛直方向に延びるように設けられる構成に限らず水平方向に対して斜めに延びるように設けられる構成であってもよい。
【００４３】
○ 充電器２４に昇圧回路を設けずに、２次側コイル２１から出力される交流電流を整流器２３で整流しただけでバッテリ２５に充電するようにしてもよい。
○ １次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂに接続されたコンデンサＣを省略してもよい。しかし、コンデンサＣを接続した構成の方が、コンデンサＣを省略した場合に比べて、共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、コンデンサＣを省略した場合に比べて、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂの小型化が可能になる。
【００４４】
○ １次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａが全て同じ径に形成されている必要はない。例えば、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂは同じ径で、１次コイル１３ａ及び２次コイル２１ａは異なる径としてもよい。
【００４５】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１に記載の発明において、前記受電側設備は、移動体に搭載されて使用される。
【００４６】
（２）前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記移動体は、電動車両である。
（３）請求項１及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の発明において、前記給電側設備は、前記充電時に前記高周波電源からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように、かつ出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が短くなるように出力する。
【００４７】
（４）請求項１及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の発明において、前記記憶装置には、前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイル間の距離が予め設定された状態における前記蓄電装置の状態と、その状態に対応する前記２次側整合器の適切なインピーダンスとの関係を示すデータが記憶されている。
【００４８】
（５）請求項１及び前記技術的思想（１）〜（４）のいずれか一項に記載の発明において、前記２次側整合器には、二つの可変コンデンサと一つのインダクタとで構成されたπ型の整合器が使用されている。
【符号の説明】
【００４９】
１０…給電側設備、１３ｂ…１次側共鳴コイル、２１ｂ…２次側共鳴コイル、２２…２次側整合器、２３…整流器、２４…充電器、２５…蓄電装置としてのバッテリ、２６…制御手段としての車両側コントローラ、３３…記憶装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴型非接触給電システムの受電側設備に係り、詳しくは給電側設備から非接触で供給される電力が充電される蓄電装置を備えた移動体に搭載されて使用されるのに好適な共鳴型非接触給電システムの受電側設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共鳴法によって車両外部の電源からワイヤレスで充電電力を受電し、車載の蓄電装置を充電可能な充電システムが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の充電システムは、電動車両と給電装置とを備え、電動車両は、２次自己共振コイル（２次側共鳴コイル）と２次コイルと、整流器と蓄電装置とを含み、給電装置は、高周波電力ドライバと、１次コイルと、１次自己共振コイル（１次側共鳴コイル）とを備える。２次自己共振コイルの巻数は、蓄電装置の電圧、１次自己共振コイルと２次自己共振コイルとの距離、１次自己共振コイル及び２次自己共振コイルの共鳴周波数に基づいて設定される。給電装置と車両との間の距離は、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって変化するところ、給電装置の１次自己共振コイルと車両の２次自己共振コイルとの間の距離の変化は、１次自己共振コイル及び２次自己共振コイルの共鳴周波数に変化をもたらす。そこで、２次自己共振コイルの導線間に可変コンデンサを接続し、蓄電装置の充電時に、蓄電装置の充電電力を電圧センサ及び電流センサの検出値に基づいて算出し、その充電電力が最大となるように、２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整することにより２次自己共振コイルのＬＣ共振周波数を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、１次自己共振コイルと２次自己共振コイルとの距離が、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって変化した場合にも、給電側から受電側に電力を効率良く供給する方法として、蓄電装置の充電時に、蓄電装置の充電電力が最大となるように、２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整することは開示されている。しかし、特許文献１の方法では、充電開始から充電終了まで充電電力が最大になるように２次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整する必要があり、調整に手間がかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、充電時に蓄電装置の充電状態が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる共鳴型非接触給電システムの受電側設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、給電側設備の１次側共鳴コイルからの電力を受電する２次側共鳴コイルと、前記２次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と、前記２次側共鳴コイルと前記整流器との間に設けられた２次側整合器と、
前記整流器により整流された電力が供給される充電器と、前記充電器に接続された蓄電装置と、前記蓄電装置の充電時に前記２次側整合器の調整を行う制御手段とを備えている。前記制御手段は、前記充電時に前記給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、前記２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させ、前記給電側設備からの出力下降過程においては、前記上昇過程において記憶装置に記憶させたデータに基づいて前記２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように前記２次側整合器の調整を行う。ここで、「蓄電装置」とは充放電可能な直流電源を意味し、２次電池に限らず、大容量のキャパシタも採用可能である。
【０００７】
この発明によれば、制御手段は、蓄電装置の充電時において２次側整合器の調整を行う場合、給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させる。そして、給電側設備からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置に記憶させたデータに基づいて、２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器が調整される。そのため、給電側設備からの出力上昇過程においては、充電電力に対応して２次側整合器が適切なインピーダンスになるように２次側整合器の調整を行う必要がある。しかし、給電側設備からの出力下降過程においては、記憶装置に記憶させたデータに基づいて２次側整合器の調整が行われるため、２次側整合器を充電電力に対応する適切な状態に容易に調整することができる。したがって、充電時に充電電力が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の２次側整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、充電時に蓄電装置の充電状態が変化しても、給電側設備から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の整合器の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる共鳴型非接触給電システムの受電側設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る非接触給電システムの構成図。
【図２】充電時の充電電力の経時変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を車載バッテリを充電するための共鳴型非接触給電システムに具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、共鳴型非接触給電システムは、地上側に設けられる給電側設備（送電側設備）１０と、移動体としての車両（自動車）に搭載された受電側設備としての移動体側設備２０とで構成されている。
【００１１】
給電側設備１０は、交流電源としての高周波電源１１、１次側整合器１２、１次側コイル１３及び電源側コントローラ１４を備えている。高周波電源１１には、電源側コントローラ１４から電源オン／オフ信号が送られ、この信号により高周波電源１１がオン／オフされる。高周波電源１１は、共鳴系の予め設定された共鳴周波数に等しい周波数の交流電力、例えば数ＭＨｚ程度の高周波電力を出力する。
【００１２】
１次側コイル１３は、１次コイル１３ａと１次側共鳴コイル１３ｂで構成されている。１次コイル１３ａは、１次側整合器１２を介して高周波電源１１に接続されている。１次コイル１３ａと１次側共鳴コイル１３ｂとは同軸上に位置するように配設され、１次側共鳴コイル１３ｂにはコンデンサＣが並列に接続されている。１次コイル１３ａは、１次側共鳴コイル１３ｂに電磁誘導で結合され、高周波電源１１から１次コイル１３ａに供給された交流電力が電磁誘導で１次側共鳴コイル１３ｂに供給される。
【００１３】
１次側整合器１２は、可変リアクタンスとしての２つの可変コンデンサ１５，１６とインダクタ１７とから構成されている。一方の可変コンデンサ１５は高周波電源１１に並列に接続され、他方の可変コンデンサ１６は１次コイル１３ａに並列に接続されている。インダクタ１７は両可変コンデンサ１５，１６間に接続されている。１次側整合器１２は、可変コンデンサ１５，１６の容量が変更されることでそのインピーダンスが変更される。可変コンデンサ１５，１６は、例えば、図示しない回転軸がモータにより駆動される公知の構成で、モータが電源側コントローラ１４からの駆動信号により駆動されるようになっている。
【００１４】
移動体側設備２０は、２次側コイル２１、２次側整合器２２、整流器２３、充電器２４、充電器２４に接続された蓄電装置としてのバッテリ２５及び制御手段としての車両側コントローラ２６を備えている。また、移動体側設備２０は、バッテリ２５の電圧を検出する電圧センサ２７と、整流器２３から充電器２４に流れる電流を検出する電流センサ２８を備えている。車両側コントローラ２６は、電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号に基づいてバッテリ２５の充電電力を演算する。充電器２４は、整流器２３で整流された直流をバッテリ２５に充電するのに適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に充電器２４のＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御する。
【００１５】
２次側コイル２１は、２次コイル２１ａと２次側共鳴コイル２１ｂで構成されている。２次コイル２１ａと２次側共鳴コイル２１ｂとは同軸上に位置するように配設され、２次側共鳴コイル２１ｂにはコンデンサＣが接続されている。２次コイル２１ａは、２次側共鳴コイル２１ｂに電磁誘導で結合され、共鳴により１次側共鳴コイル１３ｂから２次側共鳴コイル２１ｂに供給された交流電力が電磁誘導で２次コイル２１ａに供給される。２次コイル２１ａは、２次側整合器２２に接続されている。
【００１６】
なお、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａの巻数、巻径は給電側設備１０から移動体側設備２０へ給電（伝送）しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。
【００１７】
この実施形態では、１次側整合器１２、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ、２次コイル２１ａ、２次側整合器２２、整流器２３、充電器２４及びバッテリ２５が共鳴系を構成する。
【００１８】
２次側整合器２２は、可変リアクタンスとしての２つの可変コンデンサ２９，３０とインダクタ３１とから構成されている。インダクタ３１は両可変コンデンサ２９，３０間に接続されている。一方の可変コンデンサ２９は２次コイル２１ａに並列に接続され、他方の可変コンデンサ３０は整流器２３に接続されている。２次側整合器２２は、可変コンデンサ２９，３０の容量が変更されることでそのインピーダンスが変更される。可変コンデンサ２９，３０は、例えば、図示しない回転軸がモータにより駆動される公知の構成で、モータが車両側コントローラ２６からの駆動信号により駆動されるようになっている。
【００１９】
車両側コントローラ２６は、ＣＰＵ３２及び記憶装置（メモリ）３３を備えている。記憶装置３３には、充電時に車両側コントローラ２６が２次側整合器２２の調整を行うための制御プログラムが記憶されている。車両側コントローラ２６は、充電時には制御プログラムにしたがって、給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。また、車両側コントローラ２６は、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整、即ち可変コンデンサ２９，３０の調整を行う。
【００２０】
次に前記のように構成された共鳴型非接触給電システムの作用を説明する。
車両に搭載されたバッテリ２５を充電する場合、車両は給電側設備１０の所定の充電停止位置に停止する。車両が給電側設備１０の所定の充電位置に停止した後、車両側コントローラ２６は、電源側コントローラ１４に給電要求信号を送信する。電源側コントローラ１４は、給電要求信号を受信すると、給電を開始する。そして、給電側設備１０の高周波電源１１から１次コイル１３ａに共鳴周波数の交流電圧が印加され、１次側共鳴コイル１３ｂから電力が非接触共鳴で２次側共鳴コイル２１ｂへ供給される。２次側共鳴コイル２１ｂが受電した電力は、２次側整合器２２及び整流器２３を介して充電器２４に供給され、充電器２４に接続されたバッテリ２５が充電される。
【００２１】
なお、車両に搭載されたバッテリ２５を充電する場合、車両は給電側設備１０と移動体側設備２０との間で効率良く非接触給電が行われる充電位置に正確に停止するとは限らない。そのため、充電に先立って、１次側整合器１２及び２次側整合器２２の調整が行われる場合もある。
【００２２】
給電側設備１０から移動体側設備２０に非接触で供給（給電）される電力、即ち充電電力は一定ではなく、バッテリ２５の充電状態（ＳＯＣ）によって変化する。また、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの距離が給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われるのに適した距離であっても、バッテリ２５の充電状態によって２次側整合器２２のインピーダンスを充電電力に対応した適切な値に調整しなければ効率の良い状態で充電を継続することはできない。
【００２３】
充電が効率良く行われる場合、充電開始から終了までの給電側設備１０から出力される電力の変化は充電電力の変化に対応し、図２に示すように、充電初期には充電電力の変化が大きな状態で最大値まで上昇した後、下降時には充電電力が上昇時より変化割合が小さな状態で徐々に下降する。即ち、給電側設備１０は、充電時に高周波電源１１からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように出力する。充電電力が最大に達するまでの時間は、充電電力が最大の状態から充電停止までの時間より短い。
【００２４】
車両側コントローラ２６は、充電時の給電側設備１０からの出力上昇過程において、所定時間毎に電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号を入力し、その検出信号に基づいて充電電力を演算する。また、車両側コントローラ２６は、可変コンデンサ２９，３０を調整して２次側整合器２２をその充電電力における整合状態、即ち適切なインピーダンスに調整する。そして、充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。例えば、充電電力と可変コンデンサ２９，３０の容量との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。
【００２５】
そして、車両側コントローラ２６は、給電側設備１０からの出力下降過程、即ち充電電力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整、即ち可変コンデンサ２９，３０の調整を行う。具体的には、充電電力下降過程におけるある時点の充電電力に対応する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量として、上昇過程における同じ充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量を採用する。例えば、図２における上昇過程のＡ点の充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量を、下降過程におけるＢ点の充電電力に対する適切な可変コンデンサ２９，３０の容量として採用する。したがって、充電電力の下降過程においては、所定時間毎に電圧センサ２７及び電流センサ２８の検出信号から充電電力を演算し、その充電電力に対する可変コンデンサ２９，３０の容量に可変コンデンサ２９，３０の容量を調整することで、２次側整合器２２の調整が行われて給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる。
【００２６】
車両側コントローラ２６は、例えば、バッテリ２５の電圧が所定電圧になった時点からの経過時間により充電完了を判断し、充電が完了すると、電源側コントローラ１４に充電完了信号を送信する。電源側コントローラ１４は、充電完了信号を受信すると電力伝送を終了する。
【００２７】
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）共鳴型非接触給電システムの受電側設備である移動体側設備２０は、給電側設備１０の１次側共鳴コイル１３ｂからの電力を受電する２次側共鳴コイル２１ｂと、２次側共鳴コイル２１ｂが受電した電力を整流する整流器２３と、２次側共鳴コイル２１ｂと整流器２３との間に設けられた２次側整合器２２とを備えている。また、移動体側設備２０は、整流器２３により整流された電力が供給される充電器２４と、充電器２４に接続されたバッテリ２５と、バッテリ２５の充電時に２次側整合器２２の調整を行う車両側コントローラ２６とを備えている。車両側コントローラ２６は、充電時に給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置３３に記憶させる。また、給電側設備１０からの出力下降過程においては、上昇過程において記憶装置３３に記憶させたデータに基づいて２次側整合器２２を充電電力に対応する適切な状態になるように２次側整合器２２の調整を行う。したがって、充電時に充電状態が変化しても、給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われるように受電側設備の２次側整合器２２の調整を容易に行うことができ、効率良く充電を行うことができる。
【００２８】
（２）給電側設備１０は、充電時に高周波電源１１からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように、かつ出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が短くなるように出力する。したがって、出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が長い場合に比べて２次側整合器２２の調整に要する時間を短くすることができる。
【００２９】
（３）２次側整合器２２として、二つの可変コンデンサ２９，３０と一つのインダクタ３１とで構成されたπ型の整合器が使用されている。したがって、一方の可変コンデンサ（例えば、可変コンデンサ２９）によりインピーダンスを大きく調整し、他方の可変コンデンサ（例えば、可変コンデンサ３０）でインピーダンスを微調整することにより、インピーダンス調整を簡単に行うことが可能になる。
【００３０】
（４）給電側設備１０に１次側整合器１２が設けられている。バッテリ２５の充電時に、車両が給電側設備１０と移動体側設備２０との間で効率良く非接触給電が行われる充電位置に正確に停止するとは限らない。しかし、充電に先立って、１次側整合器１２及び２次側整合器２２の調整を行うことにより、高周波電源１１の出力周波数を変更せずに給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる状態に調整できる。
【００３１】
（５）移動体側設備２０は車両（自動車）に搭載され、給電側設備１０に１次側整合器１２が設けられている。車両の場合、車両が給電側設備１０の所定の充電停止位置に停止した状態でも、車両の状況（積載状況やタイヤの空気圧等）によって、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された給電側設備１０から効率良く電力伝送が行われる値と異なる状態になり、共鳴周波数がずれる場合がある。しかし、１次側整合器１２が設けられている場合は、１次側整合器１２を調整することで簡単に対応することができる。
【００３２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 車両側コントローラ２６は、１回の充電時の給電側設備１０からの出力上昇過程における充電電力と、２次側整合器２２の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させるだけでなく、複数回の充電時の前記データを記憶装置３３に記憶させ、そのデータを平均して使用するようにしてもよい。例えば、今回のデータと過去の所定回数のデータとを平均して使用するようにしてもよい。
【００３３】
○ 充電時における高周波電源１１からの電力の出力状態は、出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように出力するものに限らない。例えば、出力電力が最大になるまでの途中で電力が一定の状態あるいは一度下降した後、再び上昇する状態が存在してもよい。
【００３４】
○ 充電時における高周波電源１１からの電力の出力状態は、出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が長くなるように出力してもよい。
【００３５】
○ 車両側コントローラ２６の記憶装置３３に、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された状態におけるバッテリ２５の充電状態（ＳＯＣ）と、その状態に対応する２次側整合器２２の適切なインピーダンスとの関係を示すデータを記憶させておく。そして、車両側コントローラ２６は、充電時に電圧センサ２７の検出信号からバッテリ２５の充電状態を確認し、その充電状態に対応するインピーダンスを基準にして２次側整合器２２の調整を行う。この場合、充電状態を確認せずに２次側整合器２２の調整を行う場合に比べて、調整を短時間で行うことが可能になる。
【００３６】
○ バッテリ２５の充電状態を電圧センサ２７の検出信号から確認する代わりに、バッテリ２５の充電後、放電時の放電電圧及び電流量を検出・積算して、充電開始時の充電状態を検出するようにしてもよい。この場合、バッテリ２５の電圧から充電状態を検出する場合に比べて充電状態を正確に検出することができる。
【００３７】
○ 共鳴型非接触給電システムが、給電側設備１０と移動体側設備２０との間で非接触給電を行うためには、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂの全てが必須ではなく、少なくとも１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂを備えていればよい。即ち、１次側コイル１３を１次コイル１３ａ及び１次側共鳴コイル１３ｂで構成する代わりに、１次側共鳴コイル１３ｂを１次側整合器１２を介して高周波電源１１に接続し、２次側コイル２１を２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂで構成する代わりに、２次側共鳴コイル２１ｂを２次側整合器２２を介して整流器２３に接続してもよい。しかし、１次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次コイル２１ａ及び２次側共鳴コイル２１ｂの全てを備えた構成の方が、共鳴状態に調整するのが容易で、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの距離が大きくなった場合でも共鳴状態を維持し易い。
【００３８】
○ 移動体としての車両は、走行駆動力を発生する電動機を備えた車両を意味し、電気自動車や、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載したハイブリッド車あるいは車両駆動用の直流電源として蓄電装置とともに燃料電池をさらに搭載した車両等が挙げられる。また、運転者を必要とする車両に限らず無人搬送車でもよい。
【００３９】
○ 移動体は、車両に限らず、充電時以外は給電側設備から離れて移動するもの、例えば、ロボットであってもよい。
○ １次側整合器１２及び２次側整合器２２は、二つの可変コンデンサとインダクタを備えた構成に限らず、インダクタとして可変インダクタを備えた構成や、可変インダクタと二つの非可変コンデンサとからなる構成としてもよい。
【００４０】
○ １次側整合器１２及び２次側整合器２２はπ型に限らず、Ｔ型やＬ型の整合器であってもよい。
○ 高周波電源１１は、出力交流電圧の周波数が変更可能でも変更不能でもよい。
【００４１】
○ 給電側設備１０の１次側整合器１２を省略してもよい。しかし、１次側整合器１２を省略した場合は、給電側から電力を効率良く受電側に供給するためには、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂ間の距離が予め設定された値となるように、移動体を所定の充電停止位置に停止させる必要がある。
【００４２】
○ 蓄電装置は充放電可能な直流電源であればよく、バッテリ（２次電池）２５に限らず、例えば、大容量のキャパシタであってもよい。
○ １次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａのコイルは、その軸心が水平方向あるいは鉛直方向に延びるように設けられる構成に限らず水平方向に対して斜めに延びるように設けられる構成であってもよい。
【００４３】
○ 充電器２４に昇圧回路を設けずに、２次側コイル２１から出力される交流電流を整流器２３で整流しただけでバッテリ２５に充電するようにしてもよい。
○ １次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂに接続されたコンデンサＣを省略してもよい。しかし、コンデンサＣを接続した構成の方が、コンデンサＣを省略した場合に比べて、共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、コンデンサＣを省略した場合に比べて、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂの小型化が可能になる。
【００４４】
○ １次コイル１３ａ、１次側共鳴コイル１３ｂ、２次側共鳴コイル２１ｂ及び２次コイル２１ａが全て同じ径に形成されている必要はない。例えば、１次側共鳴コイル１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ｂは同じ径で、１次コイル１３ａ及び２次コイル２１ａは異なる径としてもよい。
【００４５】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１に記載の発明において、前記受電側設備は、移動体に搭載されて使用される。
【００４６】
（２）前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記移動体は、電動車両である。
（３）請求項１及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一項に記載の発明において、前記給電側設備は、前記充電時に前記高周波電源からの出力電力が単調増加するように出力した後、充電終了まで単調減少するように、かつ出力電力が最大の状態から充電停止までの時間より、出力電力が最大に達するまでの時間の方が短くなるように出力する。
【００４７】
（４）請求項１及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項に記載の発明において、前記記憶装置には、前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイル間の距離が予め設定された状態における前記蓄電装置の状態と、その状態に対応する前記２次側整合器の適切なインピーダンスとの関係を示すデータが記憶されている。
【００４８】
（５）請求項１及び前記技術的思想（１）〜（４）のいずれか一項に記載の発明において、前記２次側整合器には、二つの可変コンデンサと一つのインダクタとで構成されたπ型の整合器が使用されている。
【符号の説明】
【００４９】
１０…給電側設備、１３ｂ…１次側共鳴コイル、２１ｂ…２次側共鳴コイル、２２…２次側整合器、２３…整流器、２４…充電器、２５…蓄電装置としてのバッテリ、２６…制御手段としての車両側コントローラ、３３…記憶装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電側設備の１次側共鳴コイルからの電力を受電する２次側共鳴コイルと、
前記２次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と、
前記２次側共鳴コイルと前記整流器との間に設けられた２次側整合器と、
前記整流器により整流された電力が供給される充電器と、
前記充電器に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置の充電時に前記２次側整合器の調整を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記充電時に前記給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、前記２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させ、前記給電側設備からの出力下降過程においては、前記上昇過程において前記記憶装置に記憶させたデータに基づいて前記２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように前記２次側整合器の調整を行うことを特徴とする共鳴型非接触給電システムの受電側設備。
【請求項１】
給電側設備の１次側共鳴コイルからの電力を受電する２次側共鳴コイルと、
前記２次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と、
前記２次側共鳴コイルと前記整流器との間に設けられた２次側整合器と、
前記整流器により整流された電力が供給される充電器と、
前記充電器に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置の充電時に前記２次側整合器の調整を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記充電時に前記給電側設備からの出力上昇過程における充電電力と、前記２次側整合器の整合状態との関係をデータとして記憶装置に記憶させ、前記給電側設備からの出力下降過程においては、前記上昇過程において前記記憶装置に記憶させたデータに基づいて前記２次側整合器が充電電力に対応する適切な状態になるように前記２次側整合器の調整を行うことを特徴とする共鳴型非接触給電システムの受電側設備。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２４４５３０（Ｐ２０１１−２４４５３０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２０９６（Ｐ２０１０−１１２０９６）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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