JP2012152075A - Power transmission device - Google Patents

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Masayuki Takegawa
雅之 竹川
Takashi Uchida
貴 内田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain as high transmission efficiency as that in the case that positional relationship between a primary side antenna and a secondary side antenna is fixed, while maintaining positional degree of freedom in allocating both antennas.SOLUTION: A power transmission device 10 comprises: a primary side antenna 13 transmitting power to a secondary side antenna 21; reflection energy detection means 17a and 17b for detecting reflection energy reflected from the primary side antenna 13; moving means 15 and 16 for moving the primary side antenna 13; and control means 18 for controlling the moving means 15 and 16 based on the reflection energy so that the primary side antenna 13 is allocated to an optimum position with respect to the secondary side antenna 21.

Description

本発明は送電デバイスに関し、特に、電気的に接触することなく受電デバイスに給電を行なう送電デバイスに関する。   The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device that supplies power to a power receiving device without making electrical contact.

従来の電磁誘導を用いた非接触（ワイヤレス）電力伝送システムは、一次側アンテナを内蔵した給電台（送電デバイス）に二次側アンテナを内蔵した被給電デバイス（受電デバイス）をセットし、一次側の送電デバイスと二次側の受電デバイスの位置を固定し電力を伝送する。   A conventional non-contact (wireless) power transmission system using electromagnetic induction sets a power-supplied device (power receiving device) with a built-in secondary antenna on a power supply stand (power transmitting device) with a built-in primary antenna. The power transmission device and the secondary power receiving device are fixed in position and transmit power.

このシステムで用いる送電デバイスでは、電源プラグで受けた電力を送電回路により適切な波形に変換し、一次側アンテナで電磁界を発生させる。そして、受電デバイスでは、この電磁界の作用を受けた二次側アンテナを介して、受電回路により電力を所定の形式に変換する。   In the power transmission device used in this system, the power received by the power plug is converted into an appropriate waveform by the power transmission circuit, and an electromagnetic field is generated by the primary antenna. Then, in the power receiving device, the power is converted into a predetermined format by the power receiving circuit via the secondary side antenna subjected to the action of the electromagnetic field.

また、近年では、パッシブ型の非接触ＩＣタグなど、ある程度の位置自由度を持たせた状態で給電するシステムが実用化されるとともに、電磁誘導方式に比べて位置自由度が格段に高い磁界共鳴を用いた電力伝送システムも提案されている。   In recent years, systems that feed power with a certain degree of positional freedom, such as passive non-contact IC tags, have been put into practical use, and magnetic field resonance has a much higher degree of positional freedom than electromagnetic induction. An electric power transmission system using the above has also been proposed.

関連のある技術として、以下の文献が開示されている。   The following documents are disclosed as related techniques.

特開平７−２３６２０４号公報JP-A-7-236204

しかしながら、前述のような電磁誘導を用いた一般的な非接触電力伝送システムでは、ワイヤレスであることの利点を部分的にしか生かせないという問題があった。すなわち、被給電デバイスを給電台に置く必要があるなど位置自由度が低いため、端子が無いことによる感電防止効果や、端子の腐食などが発生しないという限定的なメリットしか享受できなかった。   However, a general non-contact power transmission system using electromagnetic induction as described above has a problem that the advantage of being wireless can be used only partially. That is, since the degree of freedom in position is low, for example, it is necessary to place a power-supplied device on a power supply stand, the electric shock prevention effect due to the absence of the terminal, and the limited merit that no corrosion of the terminal occurs can be enjoyed.

また、非接触ＩＣタグなどのように位置自由度を有するシステムでは、エネルギ効率を犠牲にしても問題ないレベルの微弱な電力を短時間送受信する場合にしか適用することができないという問題があった。   In addition, in a system having a degree of freedom of position such as a non-contact IC tag, there is a problem that it can be applied only when weak power of a level that does not cause a problem even if energy efficiency is sacrificed is transmitted and received for a short time. .

また、磁界共鳴を用いた電力伝送システムでは、一次側及び二次側のアンテナ形状や回路定数を、給電システムの設計時に想定した両アンテナの位置関係によるアンテナ間の結合係数と整合させている。このため、両アンテナの位置関係が当初の想定とは異なりアンテナ間の結合係数が変化してしまった場合に、高い電力伝送効率を維持することができない。すなわち、実運用時に位置自由度を高めることができないという問題があった。   In the power transmission system using magnetic field resonance, the primary side and secondary side antenna shapes and circuit constants are matched with the coupling coefficient between the antennas based on the positional relationship between the two antennas assumed when the power feeding system is designed. For this reason, when the positional relationship between the two antennas is different from the initial assumption and the coupling coefficient between the antennas has changed, high power transmission efficiency cannot be maintained. That is, there is a problem that the positional freedom cannot be increased during actual operation.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、一次側アンテナ及び二次側アンテナを配置する時の位置自由度を維持しつつ、両アンテナの位置関係が固定されている場合と同様に高い伝送効率が得られる送電デバイスを提供することを目的とする。   The present invention was made to solve the above-described problems, and the positional relationship between the two antennas is fixed while maintaining the degree of freedom in positioning the primary side antenna and the secondary side antenna. It aims at providing the power transmission device which can obtain high transmission efficiency similarly.

上述した課題を解決するため、本発明の送電デバイスは、二次側アンテナへ電力を送電する一次側アンテナと、前記一次側アンテナから反射される反射エネルギを検出する反射エネルギ検出手段と、前記一次側アンテナを移動させる移動手段と、前記反射エネルギに基づいて、前記一次側アンテナが前記二次側アンテナに対して最適な位置に配置するように前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a power transmission device of the present invention includes a primary antenna that transmits power to a secondary antenna, reflected energy detection means that detects reflected energy reflected from the primary antenna, and the primary A moving means for moving the side antenna; and a control means for controlling the moving means so that the primary side antenna is arranged at an optimum position with respect to the secondary side antenna based on the reflected energy. Features.

また、本発明の一態様にかかる電力伝送システムは、一次側アンテナから二次側アンテナへ電力を伝送する電力伝送システムであって、前記一次側アンテナから反射される反射エネルギを検出する反射エネルギ検出手段と、前記一次側アンテナを移動させる移動手段と、前記反射エネルギに基づいて、前記一次側アンテナが前記二次側アンテナに対して最適な位置に配置するように前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   The power transmission system according to one aspect of the present invention is a power transmission system that transmits power from a primary side antenna to a secondary side antenna, and detects reflected energy that is reflected from the primary side antenna. Means, moving means for moving the primary antenna, and control means for controlling the moving means so that the primary antenna is disposed at an optimum position with respect to the secondary antenna based on the reflected energy. It is characterized by providing.

また、本発明の一態様にかかる電力伝送システムは、一次側アンテナから二次側アンテナへ電力を伝送する電力伝送システムであって、送信手段と、前記送信手段から受信した信号の検出位置に基づいて、所定の面方向における前記一次側アンテナと前記二次側アンテナとの相対的な位置を検出する位置検出手段と、前記一次側アンテナから反射される反射エネルギを検出する反射エネルギ検出手段と、前記一次側アンテナを移動させる移動手段と、前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記一次側アンテナが前記二次側アンテナに対して前記所定の面方向において最適な位置に配置され、前記反射エネルギに基づいて、前記一次側アンテナが前記二次側アンテナに対して最適な位置に配置するように前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   The power transmission system according to one aspect of the present invention is a power transmission system that transmits power from a primary antenna to a secondary antenna, and is based on a transmission unit and a detection position of a signal received from the transmission unit. Position detecting means for detecting a relative position between the primary antenna and the secondary antenna in a predetermined plane direction, reflected energy detecting means for detecting reflected energy reflected from the primary antenna, Based on the moving means for moving the primary antenna and the position information detected by the position detecting means, the primary antenna is arranged at an optimal position in the predetermined plane direction with respect to the secondary antenna. Based on the reflected energy, the moving means is controlled so that the primary antenna is disposed at an optimal position with respect to the secondary antenna. Characterized in that it comprises a that control means.

また、前記電力伝送システムの電力伝送方式は磁界共鳴型であることを特徴とする。   The power transmission system of the power transmission system is a magnetic resonance type.

また、前記制御手段は、前記反射エネルギ検出手段により検出された反射エネルギが最小となるように前記移動手段を制御することを特徴とする。   Further, the control means controls the moving means so that the reflected energy detected by the reflected energy detecting means is minimized.

また、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された位置情報が予め設定された目標位置と一致するように前記移動手段を制御することを特徴とする。   Further, the control means controls the moving means so that the position information detected by the position detecting means coincides with a preset target position.

また、前記制御手段は、前記位置検出手段での受信状況を監視し、前記受信が遮断された場合に電力の送電を中止させることを特徴とする。   Further, the control means monitors the reception status at the position detection means, and stops power transmission when the reception is interrupted.

一次側アンテナ及び二次側アンテナを配置する時の位置自由度を維持しつつ、両アンテナの位置関係が固定されている場合と同様に高い伝送効率が得られる電力伝送システムを提供することができる。   It is possible to provide a power transmission system capable of obtaining high transmission efficiency as in the case where the positional relationship between the two antennas is fixed while maintaining the positional freedom when the primary antenna and the secondary antenna are arranged. .

本実施の形態に係る電力伝送システムの断面図である。It is sectional drawing of the electric power transmission system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る電力伝送システムのアンテナ間距離がＤ１である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the transmission energy and reflection energy in case the distance between antennas of the electric power transmission system which concerns on this Embodiment is D1. 本実施の形態に係る電力伝送システムのアンテナ間距離がＤ２である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the transmission energy and reflection energy in case the distance between antennas of the electric power transmission system which concerns on this Embodiment is D2. 本実施の形態に係る電力伝送システムのアンテナ間距離がＤ３である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the transmission energy and reflection energy in case the distance between antennas of the electric power transmission system which concerns on this Embodiment is D3. 本実施の形態に係る電力伝送システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the electric power transmission system which concerns on this Embodiment.

本実施の形態に係る電力伝送システム１について図を用いて説明する。なお、以下では、本実施の形態の説明で必要な図のみ用いて説明する。このため、本発明はこれらの図に限定されるものではない。また、以下では、磁界共鳴型の伝送方式を用いて自動車の充電池に給電する形態について説明する。   A power transmission system 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, only the drawings necessary for the description of the present embodiment are used. For this reason, the present invention is not limited to these drawings. Moreover, below, the form which supplies electric power to the rechargeable battery of a motor vehicle using a magnetic resonance type transmission system is explained.

図１は、本実施の形態に係る電力伝送システム１の断面図である。電力伝送システム１は送電デバイス１０及び受電デバイス２０を有する。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a power transmission system 1 according to the present embodiment. The power transmission system 1 includes a power transmission device 10 and a power reception device 20.

送電デバイス１０は、電源プラグ１１、送電部１２、一次側アンテナ１３、位置検出部（位置検出手段）１４、平面移動部（移動手段）１５、垂直移動部（移動手段）１６、反射エネルギ検出部（反射エネルギ検出手段）１７ａ、１７ｂ、制御部（制御手段）１８及び送電部１２と一次側アンテナ１３とを接続する送電線１９を有する。送電部１２は電源プラグ１１で受電した電力を伝送周波数に変換する回路を有し、例えばＡＣ−ＡＣコンバータが挙げられる。   The power transmission device 10 includes a power plug 11, a power transmission unit 12, a primary antenna 13, a position detection unit (position detection unit) 14, a plane movement unit (movement unit) 15, a vertical movement unit (movement unit) 16, and a reflected energy detection unit. (Reflected energy detection means) 17a, 17b, a control part (control means) 18, and a power transmission line 19 that connects the power transmission part 12 and the primary antenna 13 are provided. The power transmission unit 12 includes a circuit that converts the power received by the power plug 11 into a transmission frequency, and examples thereof include an AC-AC converter.

一次側アンテナ１３は共振コイルであり、不図示のコンデンサが接続されている。一次側アンテナ１３は、送電部１２で伝送周波数に変換された電力により、所定の共振周波数を有する磁界を発生させて電力を受電デバイス２０に送電する。   The primary antenna 13 is a resonance coil, and a capacitor (not shown) is connected thereto. The primary antenna 13 generates a magnetic field having a predetermined resonance frequency by the power converted into the transmission frequency by the power transmission unit 12 and transmits the power to the power receiving device 20.

位置検出部１４は、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等からなり、受信した光の分布に基づいて送電デバイス１０の平面方向（路面方向）の二次元の座標を検出する。平面移動部１５は例えばアクチュエータ等により構成され、送信デバイス１０を路面方向に移動する。垂直移動部１６は、平面移動部１５と同様にアクチュエータ等により構成され、送信デバイス１０を平面移動部１５の移動方向とは垂直の方向に移動させる。   The position detection unit 14 includes a PSD (Position Sensitive Detector) and the like, and detects two-dimensional coordinates in the plane direction (road surface direction) of the power transmission device 10 based on the received light distribution. The plane moving unit 15 is configured by an actuator or the like, for example, and moves the transmitting device 10 in the road surface direction. The vertical movement unit 16 is configured by an actuator or the like, similarly to the plane movement unit 15, and moves the transmission device 10 in a direction perpendicular to the movement direction of the plane movement unit 15.

反射エネルギ検出部１７ａ及び１７ｂは送電線１９に接続されている。反射エネルギ検出部１７ａは一次側アンテナ１３側へ伝送される成分（透過波）の伝送エネルギ（透過係数）を検出し、制御部１８へ出力する。反射エネルギ検出部１７ｂは一次側アンテナ１３側から反射される成分（反射波）の反射エネルギ（反射係数）を検出し、制御部１８へ出力する。   The reflected energy detectors 17 a and 17 b are connected to the power transmission line 19. The reflected energy detector 17 a detects the transmission energy (transmission coefficient) of the component (transmitted wave) transmitted to the primary antenna 13 side and outputs it to the controller 18. The reflected energy detector 17 b detects the reflected energy (reflection coefficient) of the component (reflected wave) reflected from the primary antenna 13 side and outputs the detected energy to the controller 18.

ここで、反射エネルギは、一次側アンテナ１３と後述する二次側アンテナとの距離に依存し、この距離が最適化されると所定の伝送周波数における反射エネルギも最小値を示す。   Here, the reflected energy depends on the distance between the primary side antenna 13 and a secondary side antenna described later, and when this distance is optimized, the reflected energy at a predetermined transmission frequency also shows a minimum value.

具体的には図２〜図４を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る電力伝送システム１のアンテナ間距離がＤ１である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。図３は、本実施の形態に係る電力伝送システム１のアンテナ間距離がＤ２である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。図４は、本実施の形態に係る電力伝送システム１のアンテナ間距離がＤ３である場合における伝送エネルギ及び反射エネルギの周波数依存性を示す図である。なお、これらの図において、アンテナ間距離の関係はＤ１＜Ｄ２＜Ｄ３である。これらの図から、アンテナ間距離がＤ２の時に伝送周波数ｆ０での反射エネルギが最小値を示すことから、Ｄ２が最適なアンテナ間の距離となる。この最適な距離は、一次側アンテナ１３及び後述する二次側アンテナの結合係数から一次側アンテナ１３から発生する磁界の通過帯域幅とこの通過帯域幅内のリップルとが定まり、このリップルが電力伝送システム１の設計条件に合うような距離である。 This will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the frequency dependence of transmission energy and reflected energy when the distance between the antennas of the power transmission system 1 according to the present embodiment is D1. FIG. 3 is a diagram illustrating the frequency dependence of the transmission energy and the reflected energy when the distance between the antennas of the power transmission system 1 according to the present embodiment is D2. FIG. 4 is a diagram showing the frequency dependence of the transmission energy and the reflected energy when the distance between the antennas of the power transmission system 1 according to the present embodiment is D3. In these drawings, the relationship between the antenna distances is D1 <D2 <D3. From these figures, since the reflected energy at the transmission frequency f 0 shows the minimum value when the distance between the antennas is D2, D2 is the optimum distance between the antennas. The optimum distance is determined from the coupling coefficient of the primary side antenna 13 and the secondary side antenna, which will be described later, and the passband width of the magnetic field generated from the primary side antenna 13 and the ripple within this passband width. The distance is suitable for the design conditions of the system 1.

制御部１８はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリを有する制御回路である。制御部１８は位置検出部１４の検出結果を受信し、検出結果がメモリに記憶されている予め設定された位置情報と一致するように平面移動部１５を制御する。また、制御部１８は反射エネルギ検出部１７ａ及び１７ｂの検出結果を受信し、この検出結果に基づいて反射エネルギが低減するように垂直移動部１６を制御する。制御部１８の動作については後述する。   The control unit 18 is a control circuit having a CPU (Central Processing Unit) and a memory. The control unit 18 receives the detection result of the position detection unit 14, and controls the plane moving unit 15 so that the detection result matches the preset position information stored in the memory. Further, the control unit 18 receives the detection results of the reflected energy detection units 17a and 17b, and controls the vertical moving unit 16 based on the detection results so that the reflected energy is reduced. The operation of the control unit 18 will be described later.

なお、予め設定された位置情報とは路面方向の座標に関する情報を表す。具体的には、位置検出部１４から出力される座標が座標点（０，０）で赤外線を受信した時に、一次側アンテナ１３と後述する二次側アンテナとの位置関係が最適になる設計とした場合の座標点（０，０）を表す。   Note that the preset position information represents information regarding coordinates in the road surface direction. Specifically, the design is such that the positional relationship between the primary side antenna 13 and the secondary side antenna described later is optimal when infrared rays are received at the coordinate point (0, 0) as the coordinates output from the position detection unit 14. Represents the coordinate point (0, 0).

受電デバイス２０はタイヤ２５を有する自動車に搭載されており、二次側アンテナ２１、受電部２２、充電部２３及び発光素子（送信手段）２４を有する。二次側アンテナ２１は、一次側アンテナ１３と同様に共振コイルであり、不図示のコンデンサが接続されている。二次側アンテナ２１は、一次側アンテナ１３から発生した磁界と共鳴することにより電力を受電する。   The power receiving device 20 is mounted on an automobile having a tire 25 and includes a secondary antenna 21, a power receiving unit 22, a charging unit 23, and a light emitting element (transmitting unit) 24. The secondary side antenna 21 is a resonance coil similarly to the primary side antenna 13, and a capacitor (not shown) is connected thereto. The secondary antenna 21 receives power by resonating with the magnetic field generated from the primary antenna 13.

受電部２２は、二次側アンテナ２１で受電した電力を受電デバイス２０に適した形式に変換する回路を有し、例えばＡＣ−ＡＣコンバータが挙げられる。充電部２３はバッテリを充電する。発光素子２４（送信手段）は位置検出部１４へ赤外線等の光を発光する素子である。発光素子２４は、赤外線の他、可視光、紫外線等の電磁波を照射するものでもよく、超音波やレーザを照射するものでもよい。   The power receiving unit 22 includes a circuit that converts the power received by the secondary antenna 21 into a format suitable for the power receiving device 20, and includes, for example, an AC-AC converter. The charging unit 23 charges the battery. The light emitting element 24 (transmission means) is an element that emits light such as infrared rays to the position detection unit 14. The light emitting element 24 may irradiate electromagnetic waves such as visible light and ultraviolet rays in addition to infrared rays, and may irradiate ultrasonic waves or lasers.

次に、電力伝送システム１の動作例を説明する。図５は、本実施の形態に係る電力伝送システム１の動作を示すフローチャートである。   Next, an operation example of the power transmission system 1 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the power transmission system 1 according to the present embodiment.

まず、受電デバイス２０を有する自動車は所定の位置に停止する。受電デバイス２０は、送電デバイス１０と対向する任意の位置に配置された後、発光素子２４から赤外線を照射する（Ｓ１）。位置検出部１４は照射された赤外線を検出し、検出結果を制御部１８へ送信する（Ｓ２）。制御部１８は位置検出部１４から検出結果を受信した後、メモリから予め定められた座標を読み込む（Ｓ３）。制御部１８は、読み込んだ座標と位置検出部１４の検出結果が一致するように、平面移動部１５により一次側アンテナ１３を路面方向に移動させる（Ｓ４）。   First, the automobile having the power receiving device 20 stops at a predetermined position. The power receiving device 20 irradiates infrared rays from the light emitting element 24 after being disposed at an arbitrary position facing the power transmitting device 10 (S1). The position detection unit 14 detects the irradiated infrared ray and transmits the detection result to the control unit 18 (S2). After receiving the detection result from the position detection unit 14, the control unit 18 reads predetermined coordinates from the memory (S3). The control unit 18 moves the primary side antenna 13 in the road surface direction by the plane moving unit 15 so that the read coordinates coincide with the detection result of the position detecting unit 14 (S4).

制御部１８は、送電部１２により一次側アンテナ１３を介して二次側アンテナ２１に微弱電力を送電させる（Ｓ５）。ここで、微弱電力を送電するのは以下の理由による。送電を開始する時点では一次側アンテナ１３と二次側アンテナ２１との距離が最適ではない可能性が高い。このため、一次側アンテナ１３と二次側アンテナ２１との最適な距離が定まるまで出力を抑えることにより、送電デバイス１０の消費電力を低減し、且つ周囲の機器への悪影響を防ぐ。   The control unit 18 causes the power transmission unit 12 to transmit weak power to the secondary side antenna 21 via the primary side antenna 13 (S5). Here, the weak power is transmitted for the following reason. There is a high possibility that the distance between the primary side antenna 13 and the secondary side antenna 21 is not optimal at the time of starting power transmission. For this reason, by suppressing the output until the optimum distance between the primary side antenna 13 and the secondary side antenna 21 is determined, the power consumption of the power transmission device 10 is reduced and adverse effects on surrounding devices are prevented.

微弱電力の送電を開始した後、反射エネルギ検出部１７ａは伝送エネルギを検出し、反射エネルギ検出部１７ｂは反射エネルギを検出する（Ｓ６）。そして、反射エネルギ検出部１７ａ及び１７ｂは検出結果を制御部１８に送信する。   After the transmission of the weak power is started, the reflected energy detector 17a detects the transmitted energy, and the reflected energy detector 17b detects the reflected energy (S6). Then, the reflected energy detection units 17 a and 17 b transmit the detection result to the control unit 18.

制御部１８は、垂直移動部１６により一次側アンテナ１３を二次側アンテナ２１側に一定距離だけ垂直移動させる（Ｓ７）。反射エネルギ検出部１７ａ及び１７ｂは、ステップ６と同様に、各々伝送エネルギ及び反射エネルギを検出し、検出結果を制御部１８に送信する（Ｓ８）。   The control unit 18 causes the vertical moving unit 16 to vertically move the primary antenna 13 to the secondary antenna 21 side by a predetermined distance (S7). The reflected energy detectors 17a and 17b detect the transmission energy and the reflected energy, respectively, and transmit the detection results to the controller 18 (S8), as in Step 6.

そして、制御部１８は、ステップ８において検出された反射エネルギがステップ６において検出された反射エネルギと比べて減少しているか否か判断する（Ｓ９）。減少している場合（Ｓ９、ｙｅｓ）、ステップ７に戻る。一方減少していない場合（Ｓ９、ｎｏ）、制御部１８は、垂直移動部１６により一次側アンテナ１３を二次側アンテナ２１側とは逆側に一定距離だけ垂直移動させる（Ｓ１０）。   And the control part 18 judges whether the reflected energy detected in step 8 is reducing compared with the reflected energy detected in step 6 (S9). If it has decreased (S9, yes), the process returns to step 7. On the other hand, when it has not decreased (S9, no), the control unit 18 causes the vertical moving unit 16 to vertically move the primary side antenna 13 by a fixed distance to the side opposite to the secondary side antenna 21 side (S10).

制御部１８は送電部１２により通常出力の電力を一次側アンテナ１３を介して二次側アンテナ２１へ送電させる（Ｓ１１）。受電デバイス２０は二次側アンテナ２１を介して受電部２２により電力を受電する（Ｓ１２）。   The control unit 18 causes the power transmission unit 12 to transmit normal output power to the secondary antenna 21 via the primary antenna 13 (S11). The power receiving device 20 receives power from the power receiving unit 22 via the secondary antenna 21 (S12).

以上のように、本実施の形態に係る電力伝送システム１は、一次側アンテナ１３からの反射エネルギが最小値を示すように一次側アンテナ１３を移動することができる。このため、一次側アンテナ１３の位置自由度を維持しつつ、アンテナの位置が最適な位置に固定されている場合と同様に高い伝送効率で電力を伝送することができる。   As described above, the power transmission system 1 according to the present embodiment can move the primary side antenna 13 so that the reflected energy from the primary side antenna 13 shows the minimum value. For this reason, it is possible to transmit power with high transmission efficiency as in the case where the position of the antenna is fixed at the optimum position while maintaining the degree of freedom of the position of the primary side antenna 13.

なお、本実施の形態では、高い伝送効率を実現可能な磁界共鳴型の電力伝送方式を利用した場合について説明したが、電界共鳴型の電力伝送方式を利用することもできる。電界共鳴型は磁界共鳴型と同様に、一次側アンテナ１３と二次側アンテナ２１との距離が最適である場合に反射エネルギが低くなるためである。   In the present embodiment, the case of using a magnetic field resonance type power transmission method capable of realizing high transmission efficiency has been described. However, an electric field resonance type power transmission method can also be used. This is because the electric field resonance type, like the magnetic field resonance type, reduces the reflected energy when the distance between the primary side antenna 13 and the secondary side antenna 21 is optimal.

また、本実施の形態では、制御部１８は、反射エネルギに基づいて垂直移動部１６により一次側アンテナ１３を路面方向とは垂直な方向にのみ移動しているが、反射エネルギに基づいて平面移動部１５及び垂直移動部１６により、一次側アンテナ１３を路面方向及び路面方向とは垂直の方向に移動してもよい。この場合、発光素子２４及び位置検出部１４を設置せずとも、路面方向及び路面方向とは垂直の方向についてアンテナの位置合わせが可能なため、高効率な電力伝送を実現できるとともに、アンテナの位置合わせに費やす時間を短縮することができる。   In the present embodiment, the control unit 18 moves the primary antenna 13 only in the direction perpendicular to the road surface direction by the vertical movement unit 16 based on the reflected energy, but moves in a plane based on the reflected energy. The primary antenna 13 may be moved in the direction perpendicular to the road surface direction and the road surface direction by the unit 15 and the vertical movement unit 16. In this case, since the antenna can be aligned in the road surface direction and the direction perpendicular to the road surface direction without installing the light emitting element 24 and the position detection unit 14, highly efficient power transmission can be realized, and the position of the antenna The time spent together can be reduced.

なお、前述のように反射エネルギのみに基づいて一次側アンテナ１３の位置合わせを行う手順としては、まず、自動車が所定の位置に停車した後、図５のステップ５から開始する。そして、制御部１８は、路面方向の所定の方向（ｘ軸方向）において、平面移動部１５によりステップ６〜１０のように反射エネルギが減少する方向に一次側アンテナ１３を移動させる。同様に、制御部１８は、路面方向の所定の方向とは直角方向（ｙ軸方向）及び路面方向とは垂直の方向（ｚ軸方向）において、ｘ軸方向と同様に一次側アンテナ１３を移動させる。   Note that, as described above, the procedure for aligning the primary antenna 13 based only on the reflected energy starts with Step 5 in FIG. 5 after the automobile has stopped at a predetermined position. And the control part 18 moves the primary side antenna 13 by the plane moving part 15 in the predetermined direction (x-axis direction) of a road surface direction in the direction where reflected energy reduces like step 6-10. Similarly, the control unit 18 moves the primary side antenna 13 in a direction perpendicular to the predetermined direction in the road surface direction (y-axis direction) and in a direction perpendicular to the road surface direction (z-axis direction) in the same manner as the x-axis direction. Let

また、本実施の形態では、図５に記載のように一次側アンテナ１３が移動した位置毎に反射エネルギを比較しているが、一次側アンテナ１３が所定の位置に配置された後、一次側アンテナ１３の可動範囲内のすべての位置における反射エネルギを検出し、検出結果から最も反射エネルギが小さい位置に一次側アンテナ１３を移動してもよい。図５に記載のステップと比べて時間を費やすものの、確実に反射エネルギが小さい位置を検出することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the reflected energy is compared for each position where the primary side antenna 13 has moved, but after the primary side antenna 13 is arranged at a predetermined position, The reflected energy at all positions within the movable range of the antenna 13 may be detected, and the primary antenna 13 may be moved to a position where the reflected energy is the smallest from the detection result. Although time is consumed as compared with the steps shown in FIG. 5, it is possible to reliably detect a position where the reflected energy is small.

また、本実施の形態では、発光素子２４及び位置検出部１４を平面方向の位置を検出するために用いているが、送電デバイス１０と受電デバイス２０との間に異物が侵入したか否かの判断に用いてもよい。すなわち、制御部１８は、位置検出部１４での検出結果を継続して受信することにより位置検出部１４の受信状況を監視し、異物の有無を判断してもよい。制御部１８は、位置検出部１４から出力される検出結果の信号が途絶えた場合、送電デバイス１０と受電デバイス２０との間に異物が侵入したと判断し、送電部１２に送電を停止させる。これにより、異物の進入による伝送効率の低下を防ぐとともに、安全な作業条件を確保することができる。   Further, in the present embodiment, the light emitting element 24 and the position detection unit 14 are used for detecting the position in the planar direction, but whether or not a foreign object has entered between the power transmission device 10 and the power reception device 20 is determined. You may use for judgment. That is, the control unit 18 may monitor the reception status of the position detection unit 14 by continuously receiving the detection result of the position detection unit 14 and determine the presence or absence of a foreign object. When the detection result signal output from the position detection unit 14 is interrupted, the control unit 18 determines that a foreign object has entered between the power transmission device 10 and the power reception device 20 and causes the power transmission unit 12 to stop power transmission. As a result, it is possible to prevent a decrease in transmission efficiency due to the entry of foreign matter and to ensure safe working conditions.

また、本実施の形態では、電力伝送システムを自動車に適用した例について説明したが、携帯端末の充電、監視カメラの設置や電力供給等にも適用することができる。   In this embodiment, an example in which the power transmission system is applied to an automobile has been described. However, the present invention can also be applied to charging of a mobile terminal, installation of a monitoring camera, power supply, and the like.

１ 電力伝送システム、１０ 送電デバイス、１１ 電源プラグ、１２ 送電部、１３ 一次側アンテナ、１４ 位置検出部、１５ 平面移動部、１６ 垂直移動部、１７ａ及び１７ｂ 反射エネルギ検出部、１８ 制御部、１９ 送電線、２０ 受電デバイス、２１ 二次側アンテナ、２２ 受電部、２３ 充電部、２４ 発光素子、２５ タイヤ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power transmission system, 10 Power transmission device, 11 Power plug, 12 Power transmission part, 13 Primary side antenna, 14 Position detection part, 15 Plane movement part, 16 Vertical movement part, 17a and 17b Reflected energy detection part, 18 Control part, 19 Power transmission line, 20 power receiving device, 21 secondary antenna, 22 power receiving unit, 23 charging unit, 24 light emitting element, 25 tire.

Claims (1)

二次側アンテナへ電力を送電する一次側アンテナと、
前記一次側アンテナから反射される反射エネルギを検出する反射エネルギ検出手段と、
前記一次側アンテナを移動させる移動手段と、
前記反射エネルギに基づいて、前記一次側アンテナが前記二次側アンテナに対して最適な位置に配置するように前記移動手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする送電デバイス。 A primary antenna that transmits power to the secondary antenna;
Reflected energy detecting means for detecting reflected energy reflected from the primary antenna;
Moving means for moving the primary antenna;
And a control unit configured to control the moving unit so that the primary side antenna is disposed at an optimal position with respect to the secondary side antenna based on the reflected energy.
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