車両用非接触受電装置
【課題】ワイヤレスでの受電状態の良好さの程度を精度良く検出することが可能な車両用非接触受電装置を提供する。
【解決手段】車両用非接触受電装置は、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５とを備える。電極１１５は、内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端、他方端、および一方端と他方端の中点を避けた位置に配置される。
【解決手段】車両用非接触受電装置は、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５とを備える。電極１１５は、内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端、他方端、および一方端と他方端の中点を避けた位置に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用非接触受電装置に関し、特に、自己共振コイルを含む車両用非接触受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への対策として、電気自動車やハイブリッド自動車が注目されている。これらの自動車に搭載されたバッテリに車両外部の電源からワイヤレスで充電電力を受電するために、共鳴法が検討されている。
【０００３】
特開２００９−１０６１３６号公報（特許文献１）は、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電動車両を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【特許文献２】特許第３０３３７４６号公報
【特許文献３】特許第４２６６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤレスでの受電では、送電装置と受電装置の位置関係が正しくないと効率良く受電が行なわれない。したがって、本格的な送電に際し、事前に受電が正しく行なえるか確認することが望ましい。そして、この確認は、受電状態の良好さの程度を精度良く検出して行なうことが望ましい。
【０００６】
特開２００９−１０６１３６号公報では、受電状態を精度良く検出するための技術については特に言及されていない。
【０００７】
この発明の目的は、ワイヤレスでの受電状態の良好さの程度を精度良く検出することが可能な車両用非接触受電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイルと、自己共振コイルを収容する収容部と、収容部の内壁に設けられ、自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極とを備える。電極は、内壁のうち、自己共振コイルの導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端、他方端、および一方端と他方端の中点を避けた位置に配置される。
【０００９】
好ましくは、自己共振コイルは、巻回面を側方から見た場合に一方端および他方端が同一の端部側に配置される。電極は、巻回面を側方から見た場合に端部と中点との中間部分に設けられる。
【００１０】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部の内壁のうち自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドをさらに備える。電極は、シールドとは絶縁されている。
【００１１】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部にさらに収容される電磁誘導コイルをさらに備える。電極は、内壁のうち自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置に設けられる。
【００１２】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は第１面に設けられる。
【００１３】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は第２面に設けられる。
【００１４】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は側面に設けられる。
【００１５】
この発明は、他の局面に従うと、共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、自己共振コイルと、自己共振コイルを収容する収容部と、収容部の内壁に設けられ、自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極と、収容部の内壁のうち自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドとを備える。電極は、シールドと同一面上に設けられ、スリットによって絶縁されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワイヤレスでの受電状態の良好さの程度を精度良く検出することが可能となり、車両を受電が良好となる位置に位置合わせすることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態による電動車両が適用される充電システムの全体構成図である。
【図２】充電時の車両の位置合わせについて説明するための図である。
【図３】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図４】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５】図１、図２に示した車両１００の詳細を示す構成図である。
【図６】車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０についてより詳細に説明するための回路図である。
【図７】図５に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。
【図８】受電ユニット１１０の内部の配置を説明するための図である。
【図９】検波回路１１６の一般的な構成の一例を示したブロック図である。
【図１０】自己共振コイル１１２と電極１１５の好適な配置関係を説明するための図である。
【図１１】図１０の自己共振コイルに生じる交流波形を説明するための図である。
【図１２】自己共振コイルの位置による電位の変化を示した図である。
【図１３】自己共振コイルの位置による交流波形の電圧振幅を示した図である。
【図１４】受電ユニット１１０の断面図の第１例である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】受電ユニット１１０の断面図の第２例である。
【図１７】受電ユニット１１０の断面図の第３例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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返さない。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態による電動車両が適用される充電システムの全体構成図である。図１において検波回路１１６を設ける点がこの充電システムの特徴である。
【００２０】
図１を参照して、この充電システムは、電動車両１００と、給電装置２００とを備える。電動車両１００は、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、蓄電装置１５０とを含む。また、電動車両１００は、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する。）１６６と、モータ１７４とをさらに含む。なお、自己共振コイルは、共鳴コイルとも称される。
【００２１】
二次自己共振コイル１１２は、車体下部に配設される。この二次自己共振コイル１１２は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電装置２００の一次自己共振コイル２３４と磁場の共鳴により磁気的に結合され、一次自己共振コイル２３４から電力を受電可能に構成される。具体的には、二次自己共振コイル１１２は、蓄電装置１５０の電圧や、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との間の距離、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００２２】
二次コイル１１４は、電磁誘導によって二次自己共振コイル１１２から受電可能に構成され、好ましくは二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設される。そして、二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２から受電した電力を整流器１４０へ出力する。整流器１４０は、二次コイル１１４から受ける高周波の交流電力を整流して蓄電装置１５０へ出力する。なお、整流器１４０に代えて、二次コイル１１４から受ける高周波の交流電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換するＡＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。
【００２３】
蓄電装置１５０は、充放電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池を含む。蓄電装置１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１５０は、整流器１４０から供給される電力を蓄えるほか、後述のようにモータ１７４によって発電された電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力をＰＣＵ１６６へ供給する。
【００２４】
なお、蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、整流器１４０やモータ１７４からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をＰＣＵ１６６へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００２５】
ＰＣＵ１６６は、蓄電装置１５０から供給される電力を交流電圧に変換してモータ１７４へ出力し、モータ１７４を駆動する。また、ＰＣＵ１６６は、モータ１７４により発電された電力を整流して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。
【００２６】
モータ１７４は、ＰＣＵ１６６を介して蓄電装置１５０から供給される電力を受けて車両駆動力を発生し、その発生した駆動力を車輪へ出力する。また、モータ１７４は、車輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーを受けて発電し、その発電した電力をＰＣＵ１６６へ出力する。
【００２７】
一方、給電装置２００は、高周波電源装置２１０と、一次コイル２３２と、一次自己共振コイル２３４とを含む。
【００２８】
高周波電源装置２１０は、車両外部の系統電源から受ける電力を、磁場共鳴により一次自己共振コイル２３４から車両側の二次自己共振コイル１１２へ送電可能な高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル２３２へ供給する。
【００２９】
一次コイル２３２は、電磁誘導によって一次自己共振コイル２３４へ送電可能に構成され、好ましくは一次自己共振コイル２３４と同軸上に配設される。そして、一次コイル２３２は、高周波電源装置２１０から受電した電力を一次自己共振コイル２３４へ出力する。
【００３０】
一次自己共振コイル２３４は、地面近傍に配設される。この一次自己共振コイル２３４は、両端がオープンのＬＣ共振コイルであり、電動車両１００の二次自己共振コイル１１２と磁場の共鳴により磁気的に結合され、二次自己共振コイル１１２へ電力を送電可能に構成される。具体的には、一次自己共振コイル２３４は、一次自己共振コイル２３４から送電される電力によって充電される蓄電装置１５０の電圧や、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との間の距離、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００３１】
電動車両１００は、さらに、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に生じる交流信号を検波する検波回路１１６とをさらに含む。給電装置２００から送電が可能な位置に車両が停止しているかを確認するために、検波回路１１６で検波された結果が用いられる。この結果に基づき充電時の車両の位置合わせをする精度を向上させることができる。
【００３２】
図２は、充電時の車両の位置合わせについて説明するための図である。
図２を参照して、車両用給電システム１０は、車両１００と、給電装置２００とを備える。車両１００は、受電ユニット１１０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０とを含む。
【００３３】
受電ユニット１１０は、車体底面に設置され、給電装置２００の送電ユニット２２０から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、自己共振コイルを含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。カメラ１２０は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０との位置関係を検知するために設けられ、たとえば車両後方を撮影可能に車体に取付けられる。通信ユニット１３０は、車両１００と給電装置２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００３４】
給電装置２００は、高周波電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、発光部２３０と、通信ユニット２４０とを含む。高周波電源装置２１０は、たとえば系統電源から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。なお、高周波電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１ＭＨｚ〜数十ＭＨｚである。
【００３５】
送電ユニット２２０は、駐車場の床面に固定され、高周波電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、自己共振コイルを含み、受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。発光部２３０は、送電ユニット２２０上に複数設けられ、送電ユニット２２０の位置を示すために設けられる。発光部２３０は、たとえば発光ダイオードなどを含む。通信ユニット２４０は、給電装置２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００３６】
この車両用給電システム１０においては、給電装置２００の送電ユニット２２０から高周波の電力が送出され、車両１００の受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルとが電磁場を介して共鳴することにより、給電装置２００から車両１００へ給電される。
【００３７】
ここで、給電装置２００から車両１００への給電に際し、車両１００を給電装置２００へ誘導して車両１００の受電ユニット１１０と給電装置２００の送電ユニット２２０との位置合わせを行なう必要がある。
【００３８】
位置合わせは、まず、第１段階においては、カメラ１２０によって撮影される画像に基づいて車両１００の受電ユニット１１０と給電装置２００の送電ユニット２２０との位置関係が検知され、その検知結果に基づいて送電ユニット２２０へ車両を誘導するように車両が制御される。より詳しくは、送電ユニット２２０上に設けられた複数の発光部２３０がカメラ１２０によって撮影され、複数の発光部２３０の位置および向きが画像認識される。そして、その画像認識の結果に基づいて送電ユニット２２０と車両との位置および向きが認識され、その認識結果に基づいて送電ユニット２２０へ車両が誘導される。
【００３９】
ここで、受電ユニット１１０および送電ユニット２２０の対向面積は、車体底面の面積よりも小さいので、送電ユニット２２０が車体下部に入り込むことによってカメラ１２０により送電ユニット２２０を撮影できなくなる。すると、位置合わせ制御は第１段階から第２段階に切替わる。この第２段階においては、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への給電が行なわれ、その給電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離が検知される。そして、その距離情報に基づいて、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせを行なうように車両が制御される。
【００４０】
なお、上記の第２段階時に送電ユニット２２０からテスト信号として送出される電力の大きさは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの完了後に送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ供給される充電のための電力よりも小さく設定される。上記第２段階時に送電ユニット２２０から電力を送出するのは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離を検知するためであり、本格的な給電を行なう際の大電力は不要だからである。
【００４１】
なお、第１段階のカメラによる自動誘導に代えて、直接の目視またはカメラで撮影されたバックモニタを運転者が見て手動で大まかな位置合わせを行なうようにしても良い。
【００４２】
次に、この実施の形態による車両用給電システム１０に用いられる非接触給電方法について説明する。この実施の形態による車両用給電システム１０では、共鳴法を用いて給電装置２００から車両１００への給電が行なわれる。
【００４３】
図３は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
図３を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００４４】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜数十ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００４５】
なお、図２との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図２の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図２の送電ユニット２２０に対応する。
【００４６】
図４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４を参照して、電磁界は３つの成分を含む。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。
【００４７】
この中でも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があるが、共鳴法では、この近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、近接場を利用して、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一
対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次自己共振コイル）から他方の共鳴器（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この近接場は遠方にエネルギー（電力）を伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（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ー損失で送電することができる。
【００４８】
図５は、図１、図２に示した車両１００の詳細を示す構成図である。本実施の形態は、電気自動車、ハイブリッド自動車のいずれにも適用可能である。図１では、電気自動車と共通する要素のみが示されているが、図５では、エンジンをモータと併用するハイブリッド自動車の構成がより詳細に示されている。
【００４９】
図５を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。
【００５０】
車両１００は、さらに、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とを含む。
【００５１】
車両１００は、さらに、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０と、給電ボタン１２２とを含む。
【００５２】
この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００５３】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。
【００５４】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００５５】
また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。
【００５６】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を使用することができる。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００５７】
蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池を含む。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電装置２００（図１、図２）から供給される電力やモータジェネレータ１７２，１７４からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００５８】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路を含む。
【００５９】
インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路を含む。
【００６０】
二次自己共振コイル１１２は、両端がスイッチ（リレー１１３）を介してコンデンサ１１１に接続されており、スイッチ（リレー１１３）が導通状態となったときに給電装置２００の一次共振コイルと電磁場を介して共鳴する。この共鳴により給電装置２００から受電が行なわれる。なお、図６ではコンデンサ１１１を設けた例を示したが、コンデンサに代えてコイルの浮遊容量によって共振するように、一次自己共振コイルとの調整をしてもよい。
【００６１】
なお、二次自己共振コイル１１２については、給電装置２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ＞１００）およびその結合度を示すκなどが大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００６２】
二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。
【００６３】
整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。
【００６４】
システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＲを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。
【００６５】
制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。制御装置１８０は、生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。
【００６６】
また、給電装置２００（図２）から車両１００への給電が行なわれるとき、カメラ１２０によって撮影された画像がカメラ１２０から制御装置１８０に送信される。また、給電装置２００から送出される交流信号を電極１１５および検波回路１１６で検出した検波結果が制御装置１８０に与えられる。制御装置１８０は、画像や検波結果に基づいて、給電装置２００の送電ユニット２２０（図１）へ当該車両を誘導するように車両の駐車制御を実行する。
【００６７】
二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に接続された検波回路１１６は、二次自己共振コイル１１２に生じた交流信号を本来の受電経路とは別経路で直接検波することができる。
【００６８】
車両の位置合わせが完了していない状態では給電装置２００から大きな電力を送ることは好ましくない。したがって、位置合わせが完了するまでは微弱電力で送信を行なって受電状態を確認する。
【００６９】
受電状態を検出する場合、本来の送電経路に電圧ＶＲが生じるか否かを検出しても良い。しかしこの方法では、微弱な電力では、整流器１４０で整流された後の電圧ＶＲを検出することは困難である。整流器１４０では、ダイオード整流が行なわれており、ダイオードの順方向電圧以下の微弱信号は整流器１４０によって遮断されてしまうからである。ダイオード素子のなかでも大電力用高耐圧品は、特に順方向電圧の影響が大きい。
【００７０】
したがって、図５、図６に示すように、本来の受電経路とは別に電極１１５および検波回路１１６を設け、二次自己共振コイル１１２に生じる交流信号を交流信号のまま検出するほうが精度がよい。この方法では、信号の直流オフセット分を削除して信号成分のみを増幅することが可能である。また共鳴周波数のみを通過するフィルタリングが容易で、検出信号のＳＮ比を良くできる。さらにアンプを二次自己共振コイル１１２に直結すると検波回路１１６の耐圧が問題になるが、電極１１５で二次自己共振コイル１１２とキャパシタ結合が形成されるので検波回路１１６にもさほど耐圧が要求されずに済む。
【００７１】
駐車制御が完了すると、制御装置１８０は、通信ユニット１３０を介して給電装置２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。
【００７２】
図６は、車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０についてより詳細に説明するための回路図である。
【００７３】
図６を参照して、高周波電源装置２１０は、高周波交流電源２１３と、電源のインピーダンスを示す抵抗２１１とで表わされる。
【００７４】
送電ユニット２２０は、高周波電源装置２１０に接続される一次コイル２３２と、電磁誘導により一次コイル２３２と磁気的に結合される一次自己共振コイル２３４と、一次自己共振コイル２３４の両端に接続されたコンデンサ２４２とを含む。
【００７５】
受電ユニット１１０は、一次自己共振コイル２３４と、電磁場を介して共鳴する二次自己共振コイル１１２と、二次自己共振コイル１１２の両端に直列に接続されるコンデンサ１１１とを含む。なお、図５に示したようにリレー１１３で、受電する場合にコンデンサを二次自己共振コイル１１２に接続するようにしても良い。
【００７６】
受電ユニット１１０は、二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合される二次コイル１１４をさらに含む。二次コイル１１４で受電された交流電力は整流器１４０で整流される。整流器１４０の出力にはコンデンサＣ１が接続されている。整流器１４０の出力側にはさらに充電器（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）が接続され適切な充電電圧に電圧が変換され、変換後の充電電圧はバッテリ(蓄電装置１５０）に与えられる。
【００７７】
受電ユニット１１０は、さらに、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に生じる交流信号を検波する検波回路１１６とをさらに含む。給電装置２００から送電が可能な位置に車両が停止しているかを確認するために、検波回路１１６で検波された結果が用いられる。この結果に基づき充電時の車両の位置合わせをする精度を向上させることができる。
【００７８】
図７は、図５に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。
図７を参照して、制御装置１８０は、ＩＰＡ（Intelligent Parking Assist）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、ＥＰＳ（Electric Power Steering）４２０と、ＭＧ（Motor-Generator）−ＥＣＵ４３０と、ＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）４４０と、ＥＰＢ（Electric Parking Brake）４５０と、共鳴ＥＣＵ４６０と、ＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵ４７０とを含む。
【００７９】
ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、車両の動作モードが充電モードのとき、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて、給電装置２００の送電ユニット２２０（図２）へ車両を誘導する誘導制御を実行する。
【００８０】
具体的には、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて送電ユニット２２０を認識する。ここで、送電ユニット２２０には、送電ユニット２２０の位置および向きを示す複数の発光部２３０が設けられており、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０に映し出された複数の発光部２３０の映像に基づいて送電ユニット２２０との位置関係（おおよその距離および向き）を認識する。そして、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、その認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ適切な向きで車両が誘導されるようにＥＰＳ４２０へ指令を出力する。
【００８１】
また、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、送電ユニット２２０に車両が近づくことによって送電ユニット２２０が車体下部に入り込み、カメラ１２０によって送電ユニット２２０を撮影できなくなると、カメラ１２０からの画像情報に基づく誘導制御（第１の誘導制御）の終了をＨＶ−ＥＣＵ４７０へ通知する。ＥＰＳ４２０は、第１の誘導制御時、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０からの指令に基づいてステアリングの自動制御を行なう。
【００８２】
ＭＧ−ＥＣＵ４３０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を制御する。詳しくは、ＭＧ−ＥＣＵ４３０は、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を駆動するための信号を生成してそれぞれインバータ１６４，１６６および昇圧コンバータ１６２へ出力する。
【００８３】
ＥＣＢ４４０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、車両の制動を制御する。詳しくは、ＥＣＢ４４０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、油圧ブレーキの制御を行なうとともに、油圧ブレーキとモータジェネレータ１７４による回生ブレーキとの協調制御を行なう。ＥＰＢ４５０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、電動パーキングブレーキの制御を行なう。
【００８４】
共鳴ＥＣＵ４６０は、給電装置２００（図１）から送出される電力の情報を給電装置２００から通信ユニット１３０を介して受ける。また、共鳴ＥＣＵ４６０は、車両における受電状態を示す検波回路１１６の出力を受ける。そして、共鳴ＥＣＵ４６０は、たとえば検波回路１１６の出力の変化を観察することによって、給電装置２００の送電ユニット２２０と車両の受電ユニット１１０との距離の変化を検知する。そして、共鳴ＥＣＵ４６０は、検出した距離の変化に基づいて車両１００を誘導するための第２の車両誘導処理を行なう。
【００８５】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、第１および第２の車両誘導処理のいずれかの結果に基づいて車両を駆動するＭＧ−ＥＣＵ４３０を制御して車両１００を移動させる。ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってからＭＧ−ＥＣＵ４３０に所定距離を超えて車両を移動させても受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たさない場合には、車両１００の移動を停止させるための処理を行なう。この処理は、自動でブレーキをかける処理であっても良いし、運転者にブレーキを踏むように指示する処理でも良い。
【００８６】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってからＭＧ−ＥＣＵ４３０に所定距離を超えて車両を移動させても受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たさない場合には、受電ユニット１１０による電力の受電を停止させ共鳴ＥＣＵ４６０による誘導を中断する。
【００８７】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってから所定距離だけ車両が移動する間に受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たした場合には、共鳴ＥＣＵ４６０による誘導を終了し、送電ユニット２２０から車載の蓄電装置１５０への充電を行なう準備を開始する。
【００８８】
図８は、受電ユニット１１０の内部の配置を説明するための図である。
図８を参照して、受電ユニット１１０は、収容部６００（シールドケース）と、自己共振コイル１１２と、コンデンサ１１１と、電磁誘導二次コイル１１４と、電極１１５とを含む。
【００８９】
自己共振コイル１１２と、コンデンサ１１１と、電磁誘導二次コイル１１４と、電極１１５とは収容部６００の内部に収容されている。
【００９０】
コンデンサ１１１は、自己共振コイル１１２の一方端と他方端との間に接続されている。電磁誘導二次コイル１１４は、整流回路１４０に接続されている。整流回路１４０からは、電磁誘導二次コイル１１４で受電された交流電力が変換された直流電力が出力される。
【００９１】
電極１１５は、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置されている。電極１１５に生じる交流信号は、検波回路１１６によって検波される。
【００９２】
図８に示される構成で特徴的なのは以下の点である。
（１）自己共振コイル１１２より電力を取出し、負荷に供給する整流回路１４０があり、整流回路１４０の経路とは別に設けた交流信号を検出するための検波回路１１６を含む点。
（２）自己共振コイル１１２とエアギャップを介して近傍に配置された電極１１５とを含む点。
（３）電極１１５とシールドケース６００のシールドとの間を絶縁する絶縁体（絶縁シートをシールドの上に貼付してもよいし、シールドにスリットを抜いてスリットの内側を電極１１５とするのでも良い）を含む点。
（４）自己共振コイル１１２とエアギャップと電極１１５で形成されたキャパシタを介して、自己共振コイル１１２の交流信号が検波回路１１６に入力される点。
【００９３】
図９は、検波回路１１６の一般的な構成の一例を示したブロック図である。
図９を参照して、交流信号が現れる自己共振コイル１１２と電極１１５とは結合キャパシタＣＣを形成する。検波回路１１６は、電極１１５が接続される入力ノードと接地ノードとの間に接続された抵抗５０２と、入力ノードに入力された信号を増幅する低雑音増幅器５０４と、低雑音増幅器５０４の出力を受けるＰＬＬ回路５０６と、ＰＬＬ回路５０６の出力と低雑音増幅器５０４の出力とを受けるミキサー５０８と、ミキサー５０８の出力を受けるローパスフィルタ５１０とを含む。ローパスフィルタ５１０からは検波出力が出力される。この検波出力は制御装置１８０に入力される。
【００９４】
ＰＬＬ回路５０６は、低雑音増幅器５０４の出力を第１入力に受ける位相比較器５１２と、位相比較器５１２の出力を受けるループフィルタ５１４と、ループフィルタ５１４の出力に応じて発振周波数が変化するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５１６とを含む。
【００９５】
図１０は、自己共振コイル１１２と電極１１５の好適な配置関係を説明するための図である。
【００９６】
図１０を参照して、斜視図で示す自己共振コイル１１２Ａと上面図で示す自己共振コイル１１２Ｂと位置関係を示すために並んで表示されている。この自己共振コイル１１２Ａ、１１２Ｂは１ターンの例である。自己共振コイル１１２Ａ、１１２Ｂは、一方端ＰＡと他方端ＰＦとが略同じ位置に置かれ、それらの間にコンデンサ１１１が接続されている。
【００９７】
電極は、シールドケースの内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端ＰＡ、他方端ＰＦ、および一方端ＰＡと他方端ＰＦの中点ＰＣを避けた位置に配置される。
【００９８】
図１１は、図１０の自己共振コイルに生じる交流波形を説明するための図である。
図１０、図１１を参照して、コイルの一方端ＰＡに生じる波形Ｗ（ＰＡ）では、振幅が最大値ＶＡ（ＭＡＸ）になり、コイルの中点ＰＣに生じる波形Ｗ（ＰＣ）では振幅が最小値ＶＡ（ＭＩＮ）となる。
【００９９】
つまり、コイルの端部では、振幅が大となり大電力を送電する際にエアギャップに放電が生じる恐れがある。一方、コイルの中点では、振幅が小なので位置あわせ時の微弱信号を検出する場合に感度が悪い。
【０１００】
図１２は、自己共振コイルの位置による電位の変化を示した図である。
図１３は、自己共振コイルの位置による交流波形の電圧振幅を示した図である。
【０１０１】
図１２では、直流成分によってオフセットされた交流波形の最大値が上側に最小値が下側に記載されている。そして最大値と最小値の差が振幅ＶＡとなる。図１２、図１３に示すように、自己共振コイルの電圧振幅ＶＡは、コイル端ＰＡ，ＰＦでは最大値ＶＡ（ＭＡＸ）となり、中点ＰＣでは最小値ＶＡ（ＭＩＮ）となる。
【０１０２】
図１０で説明したように、コイル端コイル端ＰＡ，ＰＦでは放電の恐れがあり、中点ＰＣでは感度が悪いので、電極１１５を設ける位置は、位置ＰＢ，ＰＤ付近が好ましい。この位置はＰＢ，ＰＤに限定されるものではないが、自己共振コイル１１２の電圧振幅分布に応じて電極１１５の位置を設定し、適切な振幅の信号を取出すことが好ましい。
【０１０３】
図１４は、受電ユニット１１０の断面図の第１例である。
図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【０１０４】
図１４、図１５を参照して、シールドケース６００の内部には自己共振コイル１１２と図示しない電磁誘導コイルとが収容されている。シールドケースの外側は樹脂層６０１であり、シールドケースの内側には銅箔などの導電層のシールド６０２が貼り付けられている。導電層のシールド６０２にはスリット６０３が設けられ、スリット６０３の内側は電極１１５となる。シールドケース６００の上側（車体側）には検波回路１１６が配置されている。なお検波回路１１６の配置は他の場所であってもかまわない。
【０１０５】
電極１１５の位置は、自己共振コイル１１２が投影された線上にくる。電極１１５の寸法（幅、長さ）を調整することで、容量値を調整することができる。自己共振コイル１１２とエアギャップと電極１１５によって形成される結合キャパシタＣＣの容量は、電極１１５の極板サイズで変更可能である。この容量値を調整することで検波回路１１６に適したレベルの信号を受信することができる。
【０１０６】
また、プリント配線板のようにシールドを絶縁性の絶縁板の表面に形成した金属箔で構成し、同じ絶縁板表面に検出用の電極のインピーダンス調整用の抵抗器とコネクタ（または検波回路）を構成してもよい。これにより、低コストで特性の安定した検出装置を提供することができる。
【０１０７】
図１６は、受電ユニット１１０の断面図の第２例である。
図１６に示す構成は、図１４に示した構成と電極１１５の配置が異なっている。すなわち、シールドケース６００Ａの内部には自己共振コイル１１２と図示しない電磁誘導コイルとが収容されている。シールドケースの外側は樹脂層６０１であり、シールドケースの内側には銅箔などの導電層のシールド６０２が貼り付けられている。導電層のシールド６０２にはスリットが設けられ、スリットの内側は電極１１５となる。
【０１０８】
電極１１５は、電磁波の入射面（図１６では開放されているが通常は非導電性の蓋がされている）と車体側のシールド面とをつなぐ面である側面に形成される。側面であれば、どの部分でも概ね自己共振コイル１１２に沿う位置ということができる。あとは、図１０で説明したように、自己共振コイルの端部と中点とを避けるように電極１１５を配置すればよい。
【０１０９】
図１７は、受電ユニット１１０の断面図の第３例である。
図１７に示す構成も、図１４に示した構成と電極１１５の配置が異なっている。図１４、図１６では図示省略されていたが、シールドケース６００Ｂは、電磁波入射面にシールド６０２が施されていない非導電性の蓋６０４を含む。したがって、蓋６０４の一部に電極１１５を貼り付けても良い。電極１１５と自己共振コイル１１２の位置関係は、図１５に示したように蓋に投影した自己共振コイル１１２に沿うように電極１１５が設けられるようにする。
【０１１０】
最後に、再び図面を参照して本実施の形態について総括する。図８を参照して、本実施の形態の共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置は、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部（シールドケース）６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５とを備える。図１０、図１５で説明したように、電極１１５は、内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端ＰＡ、他方端ＰＦ、および一方端ＰＡと他方端ＰＦの中点ＰＣを避けた位置に配置される。
【０１１１】
好ましくは、図１０に示すように、自己共振コイル１１２は、巻回面を側方から見た場合に一方端ＰＡおよび他方端ＰＦが同一の端部側に配置される。電極１１５は、巻回面を側方から見た場合に端部ＰＡ，ＰＦと中点ＰＣとの中間部分ＰＢ，ＰＤ付近に設けられる。
【０１１２】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部の内壁のうち自己共振コイル１１２と車室との間に配置される部分に施されたシールド６０２をさらに備える。電極１１５は、シールド６０２とは絶縁されている。なお、電極１１５とシールド６０２との間にインピーダンス調整用の抵抗素子を接続しても良い。
【０１１３】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部６００にさらに収容される電磁誘導二次コイル１１４をさらに備える。図１６に示すように、電極１１５は、内壁のうち自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置（たとえば側面）に設けられる。なお、側面でなくても、自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置として、図１４、図１７のいずれかの場所のいずれか一方を電磁誘導コイルの配置に応じて選択することが可能である。
【０１１４】
好ましくは、収容部６００Ｂの内壁は、電磁波を受け入れる第１面（樹脂蓋６０４）と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１７に示す例では、電極は第１面に設けられる。
【０１１５】
好ましくは、６００収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１５に示す例では、電極は第２面に設けられる。
【０１１６】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１６に示す例では、電極は側面に設けられる。
【０１１７】
また、他の局面に従うと、図８に示すように、車両用非接触受電装置は、自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５と、収容部６００の内壁のうち自己共振コイル１１２と車室との間に配置される部分に施されたシールド６０２とを備える。図１５に示すように、電極１１５は、シールド６０２と同一面上に設けられ、スリット６０３によって絶縁されている。
【０１１８】
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て特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１９】
１０ 車両用給電システム、１００ 車両、１１０ 受電ユニット、１１１，２４２，Ｃ１ コンデンサ、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ 自己共振コイル、１１３ リレー、１１４ 電磁誘導二次コイル、１１５ 電極、１１６ 検波回路、１２０ カメラ、１２２ 給電ボタン、１３０，２４０ 通信ユニット、１４０ 整流器、１４２ コンバータ、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１９０ 電圧センサ、２００ 給電装置、２１０ 高周波電源装置、２１１，５０２ 抵抗、２１３ 高周波交流電源、２２０ 送電ユニット、２３０ 発光部、２３２，３２０ 一次コイル、２３４，３３０ 一次自己共振コイル、３１０ 高周波電源、３４０ 二次自己共振コイル、３５０ 二次コイル、３６０ 負荷、５０４ 低雑音増幅器、５０６ ＰＬＬ回路、５０８ ミキサー、５１０ ローパスフィルタ、５１２ 位相比較器、５１４ ループフィルタ、６００，６００Ａ，６００Ｂ シールドケース、６０１ 樹脂層、６０２ シールド、６０３ スリット、６０４ 蓋、ＣＣ 結合キャパシタ、４６０ 共鳴ＥＣＵ、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２ システムメインリレー。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用非接触受電装置に関し、特に、自己共振コイルを含む車両用非接触受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への対策として、電気自動車やハイブリッド自動車が注目されている。これらの自動車に搭載されたバッテリに車両外部の電源からワイヤレスで充電電力を受電するために、共鳴法が検討されている。
【０００３】
特開２００９−１０６１３６号公報（特許文献１）は、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電動車両を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【特許文献２】特許第３０３３７４６号公報
【特許文献３】特許第４２６６７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤレスでの受電では、送電装置と受電装置の位置関係が正しくないと効率良く受電が行なわれない。したがって、本格的な送電に際し、事前に受電が正しく行なえるか確認することが望ましい。そして、この確認は、受電状態の良好さの程度を精度良く検出して行なうことが望ましい。
【０００６】
特開２００９−１０６１３６号公報では、受電状態を精度良く検出するための技術については特に言及されていない。
【０００７】
この発明の目的は、ワイヤレスでの受電状態の良好さの程度を精度良く検出することが可能な車両用非接触受電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、要約すると、共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイルと、自己共振コイルを収容する収容部と、収容部の内壁に設けられ、自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極とを備える。電極は、内壁のうち、自己共振コイルの導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端、他方端、および一方端と他方端の中点を避けた位置に配置される。
【０００９】
好ましくは、自己共振コイルは、巻回面を側方から見た場合に一方端および他方端が同一の端部側に配置される。電極は、巻回面を側方から見た場合に端部と中点との中間部分に設けられる。
【００１０】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部の内壁のうち自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドをさらに備える。電極は、シールドとは絶縁されている。
【００１１】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部にさらに収容される電磁誘導コイルをさらに備える。電極は、内壁のうち自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置に設けられる。
【００１２】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は第１面に設けられる。
【００１３】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は第２面に設けられる。
【００１４】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。電極は側面に設けられる。
【００１５】
この発明は、他の局面に従うと、共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、自己共振コイルと、自己共振コイルを収容する収容部と、収容部の内壁に設けられ、自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極と、収容部の内壁のうち自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドとを備える。電極は、シールドと同一面上に設けられ、スリットによって絶縁されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ワイヤレスでの受電状態の良好さの程度を精度良く検出することが可能となり、車両を受電が良好となる位置に位置合わせすることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態による電動車両が適用される充電システムの全体構成図である。
【図２】充電時の車両の位置合わせについて説明するための図である。
【図３】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図４】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５】図１、図２に示した車両１００の詳細を示す構成図である。
【図６】車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０についてより詳細に説明するための回路図である。
【図７】図５に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。
【図８】受電ユニット１１０の内部の配置を説明するための図である。
【図９】検波回路１１６の一般的な構成の一例を示したブロック図である。
【図１０】自己共振コイル１１２と電極１１５の好適な配置関係を説明するための図である。
【図１１】図１０の自己共振コイルに生じる交流波形を説明するための図である。
【図１２】自己共振コイルの位置による電位の変化を示した図である。
【図１３】自己共振コイルの位置による交流波形の電圧振幅を示した図である。
【図１４】受電ユニット１１０の断面図の第１例である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】受電ユニット１１０の断面図の第２例である。
【図１７】受電ユニット１１０の断面図の第３例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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返さない。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態による電動車両が適用される充電システムの全体構成図である。図１において検波回路１１６を設ける点がこの充電システムの特徴である。
【００２０】
図１を参照して、この充電システムは、電動車両１００と、給電装置２００とを備える。電動車両１００は、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、蓄電装置１５０とを含む。また、電動車両１００は、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する。）１６６と、モータ１７４とをさらに含む。なお、自己共振コイルは、共鳴コイルとも称される。
【００２１】
二次自己共振コイル１１２は、車体下部に配設される。この二次自己共振コイル１１２は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電装置２００の一次自己共振コイル２３４と磁場の共鳴により磁気的に結合され、一次自己共振コイル２３４から電力を受電可能に構成される。具体的には、二次自己共振コイル１１２は、蓄電装置１５０の電圧や、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との間の距離、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００２２】
二次コイル１１４は、電磁誘導によって二次自己共振コイル１１２から受電可能に構成され、好ましくは二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設される。そして、二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２から受電した電力を整流器１４０へ出力する。整流器１４０は、二次コイル１１４から受ける高周波の交流電力を整流して蓄電装置１５０へ出力する。なお、整流器１４０に代えて、二次コイル１１４から受ける高周波の交流電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換するＡＣ／ＤＣコンバータを用いてもよい。
【００２３】
蓄電装置１５０は、充放電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池を含む。蓄電装置１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１５０は、整流器１４０から供給される電力を蓄えるほか、後述のようにモータ１７４によって発電された電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力をＰＣＵ１６６へ供給する。
【００２４】
なお、蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、整流器１４０やモータ１７４からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をＰＣＵ１６６へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００２５】
ＰＣＵ１６６は、蓄電装置１５０から供給される電力を交流電圧に変換してモータ１７４へ出力し、モータ１７４を駆動する。また、ＰＣＵ１６６は、モータ１７４により発電された電力を整流して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。
【００２６】
モータ１７４は、ＰＣＵ１６６を介して蓄電装置１５０から供給される電力を受けて車両駆動力を発生し、その発生した駆動力を車輪へ出力する。また、モータ１７４は、車輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーを受けて発電し、その発電した電力をＰＣＵ１６６へ出力する。
【００２７】
一方、給電装置２００は、高周波電源装置２１０と、一次コイル２３２と、一次自己共振コイル２３４とを含む。
【００２８】
高周波電源装置２１０は、車両外部の系統電源から受ける電力を、磁場共鳴により一次自己共振コイル２３４から車両側の二次自己共振コイル１１２へ送電可能な高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル２３２へ供給する。
【００２９】
一次コイル２３２は、電磁誘導によって一次自己共振コイル２３４へ送電可能に構成され、好ましくは一次自己共振コイル２３４と同軸上に配設される。そして、一次コイル２３２は、高周波電源装置２１０から受電した電力を一次自己共振コイル２３４へ出力する。
【００３０】
一次自己共振コイル２３４は、地面近傍に配設される。この一次自己共振コイル２３４は、両端がオープンのＬＣ共振コイルであり、電動車両１００の二次自己共振コイル１１２と磁場の共鳴により磁気的に結合され、二次自己共振コイル１１２へ電力を送電可能に構成される。具体的には、一次自己共振コイル２３４は、一次自己共振コイル２３４から送電される電力によって充電される蓄電装置１５０の電圧や、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との間の距離、一次自己共振コイル２３４と二次自己共振コイル１１２との共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００３１】
電動車両１００は、さらに、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に生じる交流信号を検波する検波回路１１６とをさらに含む。給電装置２００から送電が可能な位置に車両が停止しているかを確認するために、検波回路１１６で検波された結果が用いられる。この結果に基づき充電時の車両の位置合わせをする精度を向上させることができる。
【００３２】
図２は、充電時の車両の位置合わせについて説明するための図である。
図２を参照して、車両用給電システム１０は、車両１００と、給電装置２００とを備える。車両１００は、受電ユニット１１０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０とを含む。
【００３３】
受電ユニット１１０は、車体底面に設置され、給電装置２００の送電ユニット２２０から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、自己共振コイルを含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。カメラ１２０は、受電ユニット１１０と送電ユニット２２０との位置関係を検知するために設けられ、たとえば車両後方を撮影可能に車体に取付けられる。通信ユニット１３０は、車両１００と給電装置２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００３４】
給電装置２００は、高周波電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、発光部２３０と、通信ユニット２４０とを含む。高周波電源装置２１０は、たとえば系統電源から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。なお、高周波電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１ＭＨｚ〜数十ＭＨｚである。
【００３５】
送電ユニット２２０は、駐車場の床面に固定され、高周波電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、自己共振コイルを含み、受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。発光部２３０は、送電ユニット２２０上に複数設けられ、送電ユニット２２０の位置を示すために設けられる。発光部２３０は、たとえば発光ダイオードなどを含む。通信ユニット２４０は、給電装置２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００３６】
この車両用給電システム１０においては、給電装置２００の送電ユニット２２０から高周波の電力が送出され、車両１００の受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルとが電磁場を介して共鳴することにより、給電装置２００から車両１００へ給電される。
【００３７】
ここで、給電装置２００から車両１００への給電に際し、車両１００を給電装置２００へ誘導して車両１００の受電ユニット１１０と給電装置２００の送電ユニット２２０との位置合わせを行なう必要がある。
【００３８】
位置合わせは、まず、第１段階においては、カメラ１２０によって撮影される画像に基づいて車両１００の受電ユニット１１０と給電装置２００の送電ユニット２２０との位置関係が検知され、その検知結果に基づいて送電ユニット２２０へ車両を誘導するように車両が制御される。より詳しくは、送電ユニット２２０上に設けられた複数の発光部２３０がカメラ１２０によって撮影され、複数の発光部２３０の位置および向きが画像認識される。そして、その画像認識の結果に基づいて送電ユニット２２０と車両との位置および向きが認識され、その認識結果に基づいて送電ユニット２２０へ車両が誘導される。
【００３９】
ここで、受電ユニット１１０および送電ユニット２２０の対向面積は、車体底面の面積よりも小さいので、送電ユニット２２０が車体下部に入り込むことによってカメラ１２０により送電ユニット２２０を撮影できなくなる。すると、位置合わせ制御は第１段階から第２段階に切替わる。この第２段階においては、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への給電が行なわれ、その給電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離が検知される。そして、その距離情報に基づいて、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせを行なうように車両が制御される。
【００４０】
なお、上記の第２段階時に送電ユニット２２０からテスト信号として送出される電力の大きさは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの完了後に送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ供給される充電のための電力よりも小さく設定される。上記第２段階時に送電ユニット２２０から電力を送出するのは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離を検知するためであり、本格的な給電を行なう際の大電力は不要だからである。
【００４１】
なお、第１段階のカメラによる自動誘導に代えて、直接の目視またはカメラで撮影されたバックモニタを運転者が見て手動で大まかな位置合わせを行なうようにしても良い。
【００４２】
次に、この実施の形態による車両用給電システム１０に用いられる非接触給電方法について説明する。この実施の形態による車両用給電システム１０では、共鳴法を用いて給電装置２００から車両１００への給電が行なわれる。
【００４３】
図３は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
図３を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００４４】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜数十ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００４５】
なお、図２との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図２の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図２の送電ユニット２２０に対応する。
【００４６】
図４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４を参照して、電磁界は３つの成分を含む。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。
【００４７】
この中でも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があるが、共鳴法では、この近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、近接場を利用して、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一
対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次自己共振コイル）から他方の共鳴器（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この近接場は遠方にエネルギー（電力）を伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（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ー損失で送電することができる。
【００４８】
図５は、図１、図２に示した車両１００の詳細を示す構成図である。本実施の形態は、電気自動車、ハイブリッド自動車のいずれにも適用可能である。図１では、電気自動車と共通する要素のみが示されているが、図５では、エンジンをモータと併用するハイブリッド自動車の構成がより詳細に示されている。
【００４９】
図５を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。
【００５０】
車両１００は、さらに、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とを含む。
【００５１】
車両１００は、さらに、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信ユニット１３０と、給電ボタン１２２とを含む。
【００５２】
この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００５３】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。
【００５４】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機を含む。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００５５】
また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。
【００５６】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を使用することができる。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００５７】
蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池を含む。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電装置２００（図１、図２）から供給される電力やモータジェネレータ１７２，１７４からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
【００５８】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路を含む。
【００５９】
インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路を含む。
【００６０】
二次自己共振コイル１１２は、両端がスイッチ（リレー１１３）を介してコンデンサ１１１に接続されており、スイッチ（リレー１１３）が導通状態となったときに給電装置２００の一次共振コイルと電磁場を介して共鳴する。この共鳴により給電装置２００から受電が行なわれる。なお、図６ではコンデンサ１１１を設けた例を示したが、コンデンサに代えてコイルの浮遊容量によって共振するように、一次自己共振コイルとの調整をしてもよい。
【００６１】
なお、二次自己共振コイル１１２については、給電装置２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ＞１００）およびその結合度を示すκなどが大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００６２】
二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。
【００６３】
整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。
【００６４】
システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＲを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。
【００６５】
制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。制御装置１８０は、生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。
【００６６】
また、給電装置２００（図２）から車両１００への給電が行なわれるとき、カメラ１２０によって撮影された画像がカメラ１２０から制御装置１８０に送信される。また、給電装置２００から送出される交流信号を電極１１５および検波回路１１６で検出した検波結果が制御装置１８０に与えられる。制御装置１８０は、画像や検波結果に基づいて、給電装置２００の送電ユニット２２０（図１）へ当該車両を誘導するように車両の駐車制御を実行する。
【００６７】
二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に接続された検波回路１１６は、二次自己共振コイル１１２に生じた交流信号を本来の受電経路とは別経路で直接検波することができる。
【００６８】
車両の位置合わせが完了していない状態では給電装置２００から大きな電力を送ることは好ましくない。したがって、位置合わせが完了するまでは微弱電力で送信を行なって受電状態を確認する。
【００６９】
受電状態を検出する場合、本来の送電経路に電圧ＶＲが生じるか否かを検出しても良い。しかしこの方法では、微弱な電力では、整流器１４０で整流された後の電圧ＶＲを検出することは困難である。整流器１４０では、ダイオード整流が行なわれており、ダイオードの順方向電圧以下の微弱信号は整流器１４０によって遮断されてしまうからである。ダイオード素子のなかでも大電力用高耐圧品は、特に順方向電圧の影響が大きい。
【００７０】
したがって、図５、図６に示すように、本来の受電経路とは別に電極１１５および検波回路１１６を設け、二次自己共振コイル１１２に生じる交流信号を交流信号のまま検出するほうが精度がよい。この方法では、信号の直流オフセット分を削除して信号成分のみを増幅することが可能である。また共鳴周波数のみを通過するフィルタリングが容易で、検出信号のＳＮ比を良くできる。さらにアンプを二次自己共振コイル１１２に直結すると検波回路１１６の耐圧が問題になるが、電極１１５で二次自己共振コイル１１２とキャパシタ結合が形成されるので検波回路１１６にもさほど耐圧が要求されずに済む。
【００７１】
駐車制御が完了すると、制御装置１８０は、通信ユニット１３０を介して給電装置２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。
【００７２】
図６は、車両側の受電ユニット１１０と給電装置側の送電ユニット２２０についてより詳細に説明するための回路図である。
【００７３】
図６を参照して、高周波電源装置２１０は、高周波交流電源２１３と、電源のインピーダンスを示す抵抗２１１とで表わされる。
【００７４】
送電ユニット２２０は、高周波電源装置２１０に接続される一次コイル２３２と、電磁誘導により一次コイル２３２と磁気的に結合される一次自己共振コイル２３４と、一次自己共振コイル２３４の両端に接続されたコンデンサ２４２とを含む。
【００７５】
受電ユニット１１０は、一次自己共振コイル２３４と、電磁場を介して共鳴する二次自己共振コイル１１２と、二次自己共振コイル１１２の両端に直列に接続されるコンデンサ１１１とを含む。なお、図５に示したようにリレー１１３で、受電する場合にコンデンサを二次自己共振コイル１１２に接続するようにしても良い。
【００７６】
受電ユニット１１０は、二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合される二次コイル１１４をさらに含む。二次コイル１１４で受電された交流電力は整流器１４０で整流される。整流器１４０の出力にはコンデンサＣ１が接続されている。整流器１４０の出力側にはさらに充電器（ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２）が接続され適切な充電電圧に電圧が変換され、変換後の充電電圧はバッテリ(蓄電装置１５０）に与えられる。
【００７７】
受電ユニット１１０は、さらに、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置された電極１１５と、電極１１５に生じる交流信号を検波する検波回路１１６とをさらに含む。給電装置２００から送電が可能な位置に車両が停止しているかを確認するために、検波回路１１６で検波された結果が用いられる。この結果に基づき充電時の車両の位置合わせをする精度を向上させることができる。
【００７８】
図７は、図５に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。
図７を参照して、制御装置１８０は、ＩＰＡ（Intelligent Parking Assist）−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、ＥＰＳ（Electric Power Steering）４２０と、ＭＧ（Motor-Generator）−ＥＣＵ４３０と、ＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）４４０と、ＥＰＢ（Electric Parking Brake）４５０と、共鳴ＥＣＵ４６０と、ＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵ４７０とを含む。
【００７９】
ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、車両の動作モードが充電モードのとき、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて、給電装置２００の送電ユニット２２０（図２）へ車両を誘導する誘導制御を実行する。
【００８０】
具体的には、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて送電ユニット２２０を認識する。ここで、送電ユニット２２０には、送電ユニット２２０の位置および向きを示す複数の発光部２３０が設けられており、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０に映し出された複数の発光部２３０の映像に基づいて送電ユニット２２０との位置関係（おおよその距離および向き）を認識する。そして、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、その認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ適切な向きで車両が誘導されるようにＥＰＳ４２０へ指令を出力する。
【００８１】
また、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０は、送電ユニット２２０に車両が近づくことによって送電ユニット２２０が車体下部に入り込み、カメラ１２０によって送電ユニット２２０を撮影できなくなると、カメラ１２０からの画像情報に基づく誘導制御（第１の誘導制御）の終了をＨＶ−ＥＣＵ４７０へ通知する。ＥＰＳ４２０は、第１の誘導制御時、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０からの指令に基づいてステアリングの自動制御を行なう。
【００８２】
ＭＧ−ＥＣＵ４３０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を制御する。詳しくは、ＭＧ−ＥＣＵ４３０は、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を駆動するための信号を生成してそれぞれインバータ１６４，１６６および昇圧コンバータ１６２へ出力する。
【００８３】
ＥＣＢ４４０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、車両の制動を制御する。詳しくは、ＥＣＢ４４０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、油圧ブレーキの制御を行なうとともに、油圧ブレーキとモータジェネレータ１７４による回生ブレーキとの協調制御を行なう。ＥＰＢ４５０は、ＨＶ−ＥＣＵ４７０からの指令に基づいて、電動パーキングブレーキの制御を行なう。
【００８４】
共鳴ＥＣＵ４６０は、給電装置２００（図１）から送出される電力の情報を給電装置２００から通信ユニット１３０を介して受ける。また、共鳴ＥＣＵ４６０は、車両における受電状態を示す検波回路１１６の出力を受ける。そして、共鳴ＥＣＵ４６０は、たとえば検波回路１１６の出力の変化を観察することによって、給電装置２００の送電ユニット２２０と車両の受電ユニット１１０との距離の変化を検知する。そして、共鳴ＥＣＵ４６０は、検出した距離の変化に基づいて車両１００を誘導するための第２の車両誘導処理を行なう。
【００８５】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、第１および第２の車両誘導処理のいずれかの結果に基づいて車両を駆動するＭＧ−ＥＣＵ４３０を制御して車両１００を移動させる。ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってからＭＧ−ＥＣＵ４３０に所定距離を超えて車両を移動させても受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たさない場合には、車両１００の移動を停止させるための処理を行なう。この処理は、自動でブレーキをかける処理であっても良いし、運転者にブレーキを踏むように指示する処理でも良い。
【００８６】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってからＭＧ−ＥＣＵ４３０に所定距離を超えて車両を移動させても受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たさない場合には、受電ユニット１１０による電力の受電を停止させ共鳴ＥＣＵ４６０による誘導を中断する。
【００８７】
ＨＶ−ＥＣＵ４７０は、ＩＰＡ−ＥＣＵ４１０が画像では送電ユニット２２０の位置を検出できなくなってから所定距離だけ車両が移動する間に受電ユニット１１０が送電ユニット２２０から受電する電力が所定の受電可能条件を満たした場合には、共鳴ＥＣＵ４６０による誘導を終了し、送電ユニット２２０から車載の蓄電装置１５０への充電を行なう準備を開始する。
【００８８】
図８は、受電ユニット１１０の内部の配置を説明するための図である。
図８を参照して、受電ユニット１１０は、収容部６００（シールドケース）と、自己共振コイル１１２と、コンデンサ１１１と、電磁誘導二次コイル１１４と、電極１１５とを含む。
【００８９】
自己共振コイル１１２と、コンデンサ１１１と、電磁誘導二次コイル１１４と、電極１１５とは収容部６００の内部に収容されている。
【００９０】
コンデンサ１１１は、自己共振コイル１１２の一方端と他方端との間に接続されている。電磁誘導二次コイル１１４は、整流回路１４０に接続されている。整流回路１４０からは、電磁誘導二次コイル１１４で受電された交流電力が変換された直流電力が出力される。
【００９１】
電極１１５は、二次自己共振コイル１１２と容量結合される位置に配置されている。電極１１５に生じる交流信号は、検波回路１１６によって検波される。
【００９２】
図８に示される構成で特徴的なのは以下の点である。
（１）自己共振コイル１１２より電力を取出し、負荷に供給する整流回路１４０があり、整流回路１４０の経路とは別に設けた交流信号を検出するための検波回路１１６を含む点。
（２）自己共振コイル１１２とエアギャップを介して近傍に配置された電極１１５とを含む点。
（３）電極１１５とシールドケース６００のシールドとの間を絶縁する絶縁体（絶縁シートをシールドの上に貼付してもよいし、シールドにスリットを抜いてスリットの内側を電極１１５とするのでも良い）を含む点。
（４）自己共振コイル１１２とエアギャップと電極１１５で形成されたキャパシタを介して、自己共振コイル１１２の交流信号が検波回路１１６に入力される点。
【００９３】
図９は、検波回路１１６の一般的な構成の一例を示したブロック図である。
図９を参照して、交流信号が現れる自己共振コイル１１２と電極１１５とは結合キャパシタＣＣを形成する。検波回路１１６は、電極１１５が接続される入力ノードと接地ノードとの間に接続された抵抗５０２と、入力ノードに入力された信号を増幅する低雑音増幅器５０４と、低雑音増幅器５０４の出力を受けるＰＬＬ回路５０６と、ＰＬＬ回路５０６の出力と低雑音増幅器５０４の出力とを受けるミキサー５０８と、ミキサー５０８の出力を受けるローパスフィルタ５１０とを含む。ローパスフィルタ５１０からは検波出力が出力される。この検波出力は制御装置１８０に入力される。
【００９４】
ＰＬＬ回路５０６は、低雑音増幅器５０４の出力を第１入力に受ける位相比較器５１２と、位相比較器５１２の出力を受けるループフィルタ５１４と、ループフィルタ５１４の出力に応じて発振周波数が変化するＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５１６とを含む。
【００９５】
図１０は、自己共振コイル１１２と電極１１５の好適な配置関係を説明するための図である。
【００９６】
図１０を参照して、斜視図で示す自己共振コイル１１２Ａと上面図で示す自己共振コイル１１２Ｂと位置関係を示すために並んで表示されている。この自己共振コイル１１２Ａ、１１２Ｂは１ターンの例である。自己共振コイル１１２Ａ、１１２Ｂは、一方端ＰＡと他方端ＰＦとが略同じ位置に置かれ、それらの間にコンデンサ１１１が接続されている。
【００９７】
電極は、シールドケースの内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端ＰＡ、他方端ＰＦ、および一方端ＰＡと他方端ＰＦの中点ＰＣを避けた位置に配置される。
【００９８】
図１１は、図１０の自己共振コイルに生じる交流波形を説明するための図である。
図１０、図１１を参照して、コイルの一方端ＰＡに生じる波形Ｗ（ＰＡ）では、振幅が最大値ＶＡ（ＭＡＸ）になり、コイルの中点ＰＣに生じる波形Ｗ（ＰＣ）では振幅が最小値ＶＡ（ＭＩＮ）となる。
【００９９】
つまり、コイルの端部では、振幅が大となり大電力を送電する際にエアギャップに放電が生じる恐れがある。一方、コイルの中点では、振幅が小なので位置あわせ時の微弱信号を検出する場合に感度が悪い。
【０１００】
図１２は、自己共振コイルの位置による電位の変化を示した図である。
図１３は、自己共振コイルの位置による交流波形の電圧振幅を示した図である。
【０１０１】
図１２では、直流成分によってオフセットされた交流波形の最大値が上側に最小値が下側に記載されている。そして最大値と最小値の差が振幅ＶＡとなる。図１２、図１３に示すように、自己共振コイルの電圧振幅ＶＡは、コイル端ＰＡ，ＰＦでは最大値ＶＡ（ＭＡＸ）となり、中点ＰＣでは最小値ＶＡ（ＭＩＮ）となる。
【０１０２】
図１０で説明したように、コイル端コイル端ＰＡ，ＰＦでは放電の恐れがあり、中点ＰＣでは感度が悪いので、電極１１５を設ける位置は、位置ＰＢ，ＰＤ付近が好ましい。この位置はＰＢ，ＰＤに限定されるものではないが、自己共振コイル１１２の電圧振幅分布に応じて電極１１５の位置を設定し、適切な振幅の信号を取出すことが好ましい。
【０１０３】
図１４は、受電ユニット１１０の断面図の第１例である。
図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【０１０４】
図１４、図１５を参照して、シールドケース６００の内部には自己共振コイル１１２と図示しない電磁誘導コイルとが収容されている。シールドケースの外側は樹脂層６０１であり、シールドケースの内側には銅箔などの導電層のシールド６０２が貼り付けられている。導電層のシールド６０２にはスリット６０３が設けられ、スリット６０３の内側は電極１１５となる。シールドケース６００の上側（車体側）には検波回路１１６が配置されている。なお検波回路１１６の配置は他の場所であってもかまわない。
【０１０５】
電極１１５の位置は、自己共振コイル１１２が投影された線上にくる。電極１１５の寸法（幅、長さ）を調整することで、容量値を調整することができる。自己共振コイル１１２とエアギャップと電極１１５によって形成される結合キャパシタＣＣの容量は、電極１１５の極板サイズで変更可能である。この容量値を調整することで検波回路１１６に適したレベルの信号を受信することができる。
【０１０６】
また、プリント配線板のようにシールドを絶縁性の絶縁板の表面に形成した金属箔で構成し、同じ絶縁板表面に検出用の電極のインピーダンス調整用の抵抗器とコネクタ（または検波回路）を構成してもよい。これにより、低コストで特性の安定した検出装置を提供することができる。
【０１０７】
図１６は、受電ユニット１１０の断面図の第２例である。
図１６に示す構成は、図１４に示した構成と電極１１５の配置が異なっている。すなわち、シールドケース６００Ａの内部には自己共振コイル１１２と図示しない電磁誘導コイルとが収容されている。シールドケースの外側は樹脂層６０１であり、シールドケースの内側には銅箔などの導電層のシールド６０２が貼り付けられている。導電層のシールド６０２にはスリットが設けられ、スリットの内側は電極１１５となる。
【０１０８】
電極１１５は、電磁波の入射面（図１６では開放されているが通常は非導電性の蓋がされている）と車体側のシールド面とをつなぐ面である側面に形成される。側面であれば、どの部分でも概ね自己共振コイル１１２に沿う位置ということができる。あとは、図１０で説明したように、自己共振コイルの端部と中点とを避けるように電極１１５を配置すればよい。
【０１０９】
図１７は、受電ユニット１１０の断面図の第３例である。
図１７に示す構成も、図１４に示した構成と電極１１５の配置が異なっている。図１４、図１６では図示省略されていたが、シールドケース６００Ｂは、電磁波入射面にシールド６０２が施されていない非導電性の蓋６０４を含む。したがって、蓋６０４の一部に電極１１５を貼り付けても良い。電極１１５と自己共振コイル１１２の位置関係は、図１５に示したように蓋に投影した自己共振コイル１１２に沿うように電極１１５が設けられるようにする。
【０１１０】
最後に、再び図面を参照して本実施の形態について総括する。図８を参照して、本実施の形態の共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置は、一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部（シールドケース）６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５とを備える。図１０、図１５で説明したように、電極１１５は、内壁のうち、自己共振コイル１１２の導電材に沿ういずれかの位置であって、導電材の一方端ＰＡ、他方端ＰＦ、および一方端ＰＡと他方端ＰＦの中点ＰＣを避けた位置に配置される。
【０１１１】
好ましくは、図１０に示すように、自己共振コイル１１２は、巻回面を側方から見た場合に一方端ＰＡおよび他方端ＰＦが同一の端部側に配置される。電極１１５は、巻回面を側方から見た場合に端部ＰＡ，ＰＦと中点ＰＣとの中間部分ＰＢ，ＰＤ付近に設けられる。
【０１１２】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部の内壁のうち自己共振コイル１１２と車室との間に配置される部分に施されたシールド６０２をさらに備える。電極１１５は、シールド６０２とは絶縁されている。なお、電極１１５とシールド６０２との間にインピーダンス調整用の抵抗素子を接続しても良い。
【０１１３】
好ましくは、車両用非接触受電装置は、収容部６００にさらに収容される電磁誘導二次コイル１１４をさらに備える。図１６に示すように、電極１１５は、内壁のうち自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置（たとえば側面）に設けられる。なお、側面でなくても、自己共振コイルと電極との間に電磁誘導コイルが介在しない位置として、図１４、図１７のいずれかの場所のいずれか一方を電磁誘導コイルの配置に応じて選択することが可能である。
【０１１４】
好ましくは、収容部６００Ｂの内壁は、電磁波を受け入れる第１面（樹脂蓋６０４）と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１７に示す例では、電極は第１面に設けられる。
【０１１５】
好ましくは、６００収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１５に示す例では、電極は第２面に設けられる。
【０１１６】
好ましくは、収容部の内壁は、電磁波を受け入れる第１面と、第１面に対向する第２面と、第１面と第２面とをつなぐ側面とを含む。図１６に示す例では、電極は側面に設けられる。
【０１１７】
また、他の局面に従うと、図８に示すように、車両用非接触受電装置は、自己共振コイル１１２と、自己共振コイル１１２を収容する収容部６００と、収容部６００の内壁に設けられ、自己共振コイル１１２の共鳴状態を検出するための電極１１５と、収容部６００の内壁のうち自己共振コイル１１２と車室との間に配置される部分に施されたシールド６０２とを備える。図１５に示すように、電極１１５は、シールド６０２と同一面上に設けられ、スリット６０３によって絶縁されている。
【０１１８】
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て特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１９】
１０ 車両用給電システム、１００ 車両、１１０ 受電ユニット、１１１，２４２，Ｃ１ コンデンサ、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ 自己共振コイル、１１３ リレー、１１４ 電磁誘導二次コイル、１１５ 電極、１１６ 検波回路、１２０ カメラ、１２２ 給電ボタン、１３０，２４０ 通信ユニット、１４０ 整流器、１４２ コンバータ、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１９０ 電圧センサ、２００ 給電装置、２１０ 高周波電源装置、２１１，５０２ 抵抗、２１３ 高周波交流電源、２２０ 送電ユニット、２３０ 発光部、２３２，３２０ 一次コイル、２３４，３３０ 一次自己共振コイル、３１０ 高周波電源、３４０ 二次自己共振コイル、３５０ 二次コイル、３６０ 負荷、５０４ 低雑音増幅器、５０６ ＰＬＬ回路、５０８ ミキサー、５１０ ローパスフィルタ、５１２ 位相比較器、５１４ ループフィルタ、６００，６００Ａ，６００Ｂ シールドケース、６０１ 樹脂層、６０２ シールド、６０３ スリット、６０４ 蓋、ＣＣ 結合キャパシタ、４６０ 共鳴ＥＣＵ、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２ システムメインリレー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、
一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイルと、
前記自己共振コイルを収容する収容部と、
前記収容部の内壁に設けられ、前記自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極とを備え、
前記電極は、前記内壁のうち、前記自己共振コイルの導電材に沿ういずれかの位置であって、前記導電材の前記一方端、前記他方端、および前記一方端と前記他方端の中点を避けた位置に配置される、車両用非接触受電装置。
【請求項２】
前記自己共振コイルは、巻回面を側方から見た場合に前記一方端および前記他方端が同一の端部側に配置され、
前記電極は、前記巻回面を側方から見た場合に前記端部と前記中点との中間部分に設けられる、請求項１に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項３】
前記収容部の内壁のうち前記自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドをさらに備え、
前記電極は、前記シールドとは絶縁されている、請求項１または２に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項４】
前記収容部にさらに収容される電磁誘導コイルをさらに備え、
前記電極は、前記内壁のうち前記自己共振コイルと前記電極との間に前記電磁誘導コイルが介在しない位置に設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項５】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記第１面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項６】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記第２面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項７】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記側面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項８】
共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、
自己共振コイルと、
前記自己共振コイルを収容する収容部と、
前記収容部の内壁に設けられ、前記自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極と、
前記収容部の内壁のうち前記自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドとを備え、
前記電極は、前記シールドと同一面上に設けられ、スリットによって絶縁されている、車両用非接触受電装置。
【請求項１】
共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、
一方端と他方端を有する導電材が巻回されて形成される自己共振コイルと、
前記自己共振コイルを収容する収容部と、
前記収容部の内壁に設けられ、前記自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極とを備え、
前記電極は、前記内壁のうち、前記自己共振コイルの導電材に沿ういずれかの位置であって、前記導電材の前記一方端、前記他方端、および前記一方端と前記他方端の中点を避けた位置に配置される、車両用非接触受電装置。
【請求項２】
前記自己共振コイルは、巻回面を側方から見た場合に前記一方端および前記他方端が同一の端部側に配置され、
前記電極は、前記巻回面を側方から見た場合に前記端部と前記中点との中間部分に設けられる、請求項１に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項３】
前記収容部の内壁のうち前記自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドをさらに備え、
前記電極は、前記シールドとは絶縁されている、請求項１または２に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項４】
前記収容部にさらに収容される電磁誘導コイルをさらに備え、
前記電極は、前記内壁のうち前記自己共振コイルと前記電極との間に前記電磁誘導コイルが介在しない位置に設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項５】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記第１面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項６】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記第２面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項７】
前記収容部の内壁は、
電磁波を受け入れる第１面と、
前記第１面に対向する第２面と、
前記第１面と前記第２面とをつなぐ側面とを含み、
前記電極は前記側面に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用非接触受電装置。
【請求項８】
共鳴法によって電力を受電する車両用非接触受電装置であって、
自己共振コイルと、
前記自己共振コイルを収容する収容部と、
前記収容部の内壁に設けられ、前記自己共振コイルの共鳴状態を検出するための電極と、
前記収容部の内壁のうち前記自己共振コイルと車室との間に配置される部分に施されたシールドとを備え、
前記電極は、前記シールドと同一面上に設けられ、スリットによって絶縁されている、車両用非接触受電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２４４６４１（Ｐ２０１１−２４４６４１Ａ）
【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２０１０−１１６２１８（Ｐ２０１０−１１６２１８）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【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２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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