JP2017212799A - 非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】給電にあたりユーザが感じ得るストレスを低減することのできる非接触給電システムを提供する。【解決手段】非接触給電システム１は、制御部２２と、判定部２３とを備える。制御部２２は、給電コイル３１から受電コイル４１への給電を制御する。判定部２３は、電力の伝達効率が給電条件を満たしているか否かを判定する。判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たさない場合は、その状態での給電を許容するか否かをユーザに問い合わせる質問信号を送信する。判定部２３は、質問信号に対する応答信号を受信し、応答信号が許容を示す内容であれば制御部２２に給電を継続させ、応答信号が拒否を示す内容であれば制御部２２に給電を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に非接触給電システムに関し、より詳細には、給電対象に非接触で電力の伝送を行う非接触給電システムに関する。

従来、車両に搭載された蓄電池に、非接触で給電施設から充電を行えるようにするための非接触給電システムが知られており、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の非接触給電システムは、送電コイルと、受電コイルと、蓄電装置とを備える。送電コイルは、地上側に設置されるとともに電力を送電する。受電コイルは、車両に搭載されるとともに送電コイルから送電された電力を非接触により受電する。蓄電装置には、受電された電力が給電される。

そして、この非接触給電システムは、送電する電力を一定の出力に設定し、受電された電力が最大値となる位置に車両を誘導する情報を提示し、当該位置において蓄電装置に給電を行うように構成されている。

特開２０１５−１１６０２３号公報

しかしながら、上記従来例では、給電にあたり、電力の伝達効率が最大値となるように車両を誘導する情報をユーザに提示するため、ユーザがストレスを感じる可能性があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、給電にあたりユーザが感じ得るストレスを低減することのできる非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る非接触給電システムは、制御部と、判定部とを備える。前記制御部は、一次側に設けられた給電コイルから、二次側に設けられて前記給電コイルに電磁結合される受電コイルへの給電を制御する。前記判定部は、前記給電コイルから前記受電コイルへの電力の伝達効率が給電条件を満たしているか否かを判定する。前記判定部は、前記伝達効率が前記給電条件を満たす場合は、前記制御部に前記給電を継続させるように構成されている。また、前記判定部は、前記伝達効率が前記給電条件を満たさない場合は、前記伝達効率が前記給電条件を満たしていない状態での前記給電を許容するか否かをユーザに問い合わせる質問信号を送信するように構成されている。また、前記判定部は、前記質問信号に対する応答信号を受信するように構成されている。そして、前記判定部は、前記応答信号が許容を示す内容であれば前記制御部に前記給電を継続させ、前記応答信号が拒否を示す内容であれば前記制御部に前記給電を停止させるように構成されている。

本発明は、給電にあたりユーザが感じ得るストレスを低減することができる。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る非接触給電システムのブロック図である。図１Ｂは、同上の非接触給電システムにおいて、判定部の動作を示すフローチャートである。 図２は、同上の非接触給電システムの適用例の概略図である。 図３は、同上の非接触給電システムの動作を示すシーケンス図である。 図４は、同上の非接触給電システムにおいて、判定部の他の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の構成に限定されることはなく、下記の構成以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の非接触給電システム１は、図１Ａに示すように、制御部２２と、判定部２３とを備える。制御部２２は、一次側に設けられた給電コイル３１から、二次側に設けられて給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１への給電を制御する。判定部２３は、給電コイル３１から受電コイル４１への電力の伝達効率が給電条件を満たしているか否かを判定する。

図１Ｂに示すように、判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たす場合は、制御部２２に給電を継続させるように構成されている。また、判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たさない場合は、伝達効率が給電条件を満たしていない状態での給電を許容するか否かをユーザに問い合わせる質問信号を送信するように構成されている。

また、判定部２３は、質問信号に対する応答信号を受信するように構成されている。そして、判定部２３は、応答信号が許容を示す内容であれば制御部２２に給電を継続させ、応答信号が拒否を示す内容であれば制御部２２に給電を停止させるように構成されている。

以下、本実施形態の非接触給電システム１について図１〜図３を用いて詳細に説明する。以下の説明では、閾値との比較において、「以上」としているところは、２値が等しい場合、及び２値の一方が他方を超えている場合との両方を含む。ただし、これに限らず、ここでいう「以上」は、２値の一方が他方を超えている場合のみを含む「より大きい」と同義であってもよい。つまり、２値が等しい場合を含むか否かは、閾値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「未満」においても「以下」と同義であってもよい。

本実施形態の非接触給電システム１は、本体ユニット２と、給電コイル３１を有する給電ユニット３と、受電コイル４１を有する受電ユニット４と、確認装置５とを備えている。受電ユニット４は、本体ユニット２から非接触で出力電力が供給されるように構成されている。出力電力は、本体ユニット２から給電コイル３１に交流電圧が印加されることにより、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で供給される電力である。

本実施形態では、受電ユニット４が車両６に搭載されている場合を例に説明する。また、車両６に搭載されている充電装置６１及び蓄電池（バッテリ）６２が負荷である場合を例にして説明する。ここで、車両６は、たとえば蓄電池６２に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する電動車両である。なお、ここでは、電動機で生じる駆動力によって走行する電気自動車を電動車両の例として説明するが、電動車両は電気自動車に限らず、たとえばハイブリッド電気自動車や二輪車（電動バイク）、電動自転車などであってもよい。

本体ユニット２は、商用電源（系統電源）や、太陽光発電設備などの発電設備から供給される電力を受けて、出力電力を受電ユニット４に非接触で供給する。本実施形態では、本体ユニット２に商用電源ＡＣ１から交流電力が供給される場合を例に説明する。なお、本体ユニット２には、直流電源から直流電力が供給されてもよい。

本体ユニット２は、たとえば商業施設や公共施設、あるいは集合住宅などの駐車場に設置される充電スタンドである。給電ユニット３は、駐車場の床あるいは地面などの設置面７に設置される。また、本体ユニット２は、地中に配線されたケーブル８により、給電ユニット３に電気的に接続されている。

本体ユニット２は、給電ユニット３上に駐車された車両６の受電ユニット４に対して非接触で出力電力を供給する。このとき、受電ユニット４の受電コイル４１は、給電コイル３１の上方に位置することで、給電コイル３１と電磁結合（電界結合と磁界結合との少なくとも一方）されている。なお、給電コイル３１は、設置面７から露出するように設置される構成に限らず、設置面７に埋め込まれるように設置されていてもよい。つまり、給電ユニット３は、設置面７に埋め込まれるように設置されていてもよい。

本体ユニット２は、図１Ａに示すように、たとえば筐体に、電力変換部２１と、制御部２２と、判定部２３と、通信部２４とを収納して構成されている。

電力変換部２１は、たとえばＡＣ／ＤＣコンバータ回路と、インバータ回路とを備えて構成されている。電力変換部２１は、商用電源ＡＣ１から供給される交流電力を受けて、制御部２２の制御に応じて、給電コイル３１に交流電圧を印加する。言い換えれば、電力変換部２１は、制御部２２の制御に応じて、給電ユニット３（給電コイル３１）に電力を供給する。また、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路としても機能する。

電力変換部２１は、電力変換部２１の出力端に印加される電圧と、給電コイル３１を流れる電流とを計測する機能を有している。また、電力変換部２１は、計測した電圧及び電流に基づいて電力を演算する機能を有している。つまり、電力変換部２１は、電力変換部２１の出力する電力を計測する機能を有している。言い換えれば、電力変換部２１は、給電コイル３１の出力する一次電力を計測する機能を有している。なお、一次電力を計測する機能は、既知の技術で実現可能であるため、ここでは説明を省略する。一次電力の計測結果は、判定部２３に与えられる。

制御部２２及び判定部２３は、それぞれたとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として備えている。マイコンは、そのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部２２及び判定部２３としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。

制御部２２は、給電コイル３１に交流電圧が印加されるように電力変換部２１を制御することで、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で給電させる。つまり、制御部２２は、一次側に設けられた給電コイル３１から、二次側に設けられて給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１への給電を制御する。

判定部２３は、給電コイル３１から受電コイル４１への電力の伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定する処理（以下、「判定処理」という）を実行するように構成されている。本実施形態では、判定部２３は、給電が開始されると判定処理を実行する。ここで、伝達効率は、給電コイル３１が出力する電力（一次電力）に対する受電コイル４１の受ける電力（二次電力）の比である。たとえば、一次電力と二次電力とが同じ大きさであれば、伝達効率は１００％である。また、二次電力の大きさが一次電力の大きさの半分であれば、伝達効率は５０％である。伝達効率は、言い換えれば、受電コイル４１の受ける二次電力に基づく物理量である。

以下、判定部２３による判定処理について図１Ｂを用いて説明する。判定処理において、判定部２３は、電力変換部２１から取得する一次電力の計測結果と、後述する整流平滑回路４４から取得する二次電力の計測結果とに基づいて、伝達効率を算出する。二次電力の計測結果については、判定部２３は、後述する通信部４５、通信部２４を介して受電ユニット４から取得する。そして、判定処理において、判定部２３は、算出した伝達効率と、予め設定された閾値とを比較する（ステップＳ１０１）。閾値は、たとえば４０％である。もちろん、閾値は、適宜設定されてよい。判定部２３は、伝達効率が閾値以上であれば、伝達効率が給電条件を満たしていると判定する。また、判定部２３は、伝達効率が閾値未満であれば、伝達効率が給電条件を満たしていないと判定する。

判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たしていると判定した場合、蓄電池６２の充電が完了するまで、制御部２２に給電を継続させる（ステップＳ１０２）。一方、判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たしていないと判定した場合、通信部２４、通信部４５を介して確認装置５へ質問信号を送信する（ステップＳ１０３）。質問信号は、現在の伝達効率での給電（伝達効率が給電条件を満たしていない状態での給電）を許容するか否かを、ユーザに問い合わせる内容を含んでいる。つまり、判定部２３は、質問信号を確認装置５に送信することにより、比較的低い伝達効率での給電を継続してよいかどうかを、ユーザに問い合わせるように構成されている。本実施形態では、ユーザは、車両６の運転者のみならず、車両６の同乗者も含んでいる。

また、判定部２３は、質問信号を送信した後に、通信部４５、通信部２４を介して確認装置５から送信される応答信号を受信する（ステップＳ１０４）。応答信号は、質問信号に対するユーザの応答を含んでいる。そして、判定部２３は、応答信号が許容を示す内容であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。応答信号が許容を示す内容であれば、判定部２３は、蓄電池６２の充電が完了するまで、制御部２２に給電させる（ステップＳ１０６）。一方、応答信号が拒否を示す内容であれば、判定部２３は、制御部２２に給電を停止させる（Ｓ１０７）。

つまり、判定部２３は、比較的低い伝達効率での給電をユーザが了承した場合は、蓄電池６２の充電が完了するまで制御部２２に給電させ、ユーザが拒否した場合は、制御部２２に給電を停止させる。制御部２２に給電を停止させた場合、判定部２３は、給電が再開されると、ステップＳ１０１へと戻り、判定処理を再び実行する。

通信部２４は、たとえば無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信規格を用いて、受電ユニット４の通信部４５との間で無線通信を行うように構成されている。通信部２４と通信部４５との間の通信は、上記以外の通信規格を用いた無線通信であってもよい。

給電ユニット３は、図１Ａに示すように、給電コイル３１と、一対のコンデンサ３２，３３とを備えている。給電コイル３１は、たとえば平面視において導線が渦巻き状に巻かれて構成される、いわゆるサーキュラー型（スパイラル型）のコイルである。給電コイル３１は、一対のコンデンサ３２，３３と共に共振回路を構成している。

受電ユニット４は、図１Ａに示すように、給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１と、一対のコンデンサ４２，４３と、整流平滑回路４４と、通信部４５と、計測部４６とを備えている。受電ユニット４の出力端には、充電装置６１及び蓄電池６２が電気的に接続されている。受電コイル４１は、たとえば給電コイル３１と同様にサーキュラー型のコイルである。受電コイル４１は、一対のコンデンサ４２，４３と共に共振回路を構成している。整流平滑回路４４は、受電コイル４１の両端間に発生する交流電圧を整流・平滑する。そして、整流平滑回路４４は、整流・平滑により得られる直流電圧を充電装置６１及び蓄電池６２に出力する。

計測部４６は、整流平滑回路４４の入力端に印加される電圧と、受電コイル４１を流れる電流とを計測する機能を有している。また、計測部４６は、計測した電圧及び電流に基づいて電力を演算する機能を有している。つまり、計測部４６は、整流平滑回路４４に入力される電力を計測する機能を有している。言い換えれば、計測部４６は、受電コイル４１の受ける二次電力を計測する機能を有している。なお、二次電力を計測する機能は、既知の技術で実現可能であるため、ここでは説明を省略する。二次電力の計測結果は、通信部４５、通信部２４を介して本体ユニット２へ送信され、判定部２３に与えられる。

確認装置５は、本体ユニット２から通信部２４、通信部４５を介して送信される質問信号を受信する受信部を備えている。また、確認装置５は、質問信号に対する応答を入力するための入力受付部を備えている。さらに、確認装置５は、入力受付部で入力された応答を含む応答信号を、通信部４５、通信部２４を介して本体ユニット２へ送信する送信部を備えている。つまり、確認装置５は、質問信号を受信し、かつ、ユーザの操作に応じて応答信号を送信するように構成されている。

本実施形態では、確認装置５は、車両６に搭載されているカーナビゲーションシステムである。したがって、確認装置５の受信部及び送信部は、カーナビゲーションシステムの有する通信インタフェースで構成される。また、確認装置５の入力受付部は、たとえばカーナビゲーションシステムの有するタッチパネルディスプレイで構成される。つまり、本実施形態では、確認装置５は、車両６内に設けられている。

本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１を含む共振回路と、受電コイル４１を含む共振回路とを共鳴させることにより電力の伝送を行う磁界共鳴方式（磁気共鳴方式）を採用している。このため、本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１と受電コイル４１が比較的離れた状態でも、本体ユニット２の出力電力を受電ユニット４に対して高効率で伝送可能である。本体ユニット２から受電ユニット４への出力電力の伝送方式は、磁界共鳴方式に限らず、たとえば電磁誘導方式、マイクロ波伝送方式などであってもよい。

＜動作＞
以下、本実施形態の非接触給電システム１の動作について図３を用いて説明する。なお、図３は、伝達効率が給電条件を満たさない場合の一例を示している。まず、本体ユニット２の制御部２２は、給電の開始を指示する指令を車両６から受けたときに、給電コイル３１から受電コイル４１への給電を開始する（ステップＳ２０１）。制御部２２は、本体ユニット２において給電の開始を指示する操作がなされたときに、給電を開始してもよい。給電コイル３１から受電コイル４１への給電が開始されると、本体ユニット２の判定部２３が判定処理を実行する（ステップＳ２０２）。

判定処理において、判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たしていないと判定すると、質問信号を確認装置５に向けて送信する（ステップＳ２０３）。そして、判定部２３は、質問信号を送信してから応答信号を受信するまでの間、制御部２２に所定の制御を行わせる（ステップＳ２０４）。ここでは、判定部２３は、制御部２２に給電を継続させる。その他、ステップＳ２０４において、判定部２３は、制御部２２に給電を停止させてもよい。

確認装置５は、質問信号を受信すると、質問信号の内容をディスプレイに表示する（ステップＳ２０５）。たとえば、確認装置５は、「現在の電力の伝達効率は、○○％です。給電を継続しますか？」等のメッセージと、「Ｙｅｓ」、「Ｎｏ」等の質問信号に対する応答の選択肢をディスプレイに表示する。そして、ユーザは、確認装置５を操作する等して、いずれかの選択肢を選択することにより、質問信号に対する応答を入力する。つまり、確認装置５は、ユーザからの質問信号に対する応答の入力を受け付ける（ステップＳ２０６）。たとえば確認装置５がタッチパネルディスプレイを備える場合であれば、ユーザは、ディスプレイに表示された選択肢を表すアイコンに触れることで、応答を入力する。また、応答の入力は、たとえば確認装置５が備えるスイッチであってもよい。その他、応答の入力は、たとえばユーザの発する音声であってもよい。

ユーザからの質問信号に対する応答の入力を受け付けると、確認装置５は、応答信号を本体ユニット２に向けて送信する（ステップＳ２０７）。本体ユニット２の判定部２３は、応答信号を受信すると、応答信号の内容に応じて、制御部２２を制御する（ステップＳ２０８）。ここでは、応答信号が許容の内容を示すと仮定する。つまり、判定部２３は、ユーザが現在の伝達効率での給電を了承したと判定し、蓄電池６２の充電が完了するまで、制御部２２に給電を継続させる。ステップＳ２０４において給電を停止している場合は、判定部２３は、制御部２２に給電を再開させることになる。

また、応答信号が拒否の内容を示している場合、判定部２３は、ユーザが現在の伝達効率での給電を拒否したと判定し、ステップＳ２０８において制御部２２に給電を停止させる。ステップＳ２０４において給電を停止している場合は、判定部２３は、制御部２２に給電の停止を継続させることになる。ステップＳ２０８において給電を停止した場合は、判定部２３は、給電が再開されると、判定処理を再び実行する（ステップＳ２０２）。つまり、給電が再開された場合は、ステップＳ２０２以降のシーケンスを再度繰り返す。

ここで、上記従来例のような非接触給電システム（以下、「比較例の非接触給電システム」という）では、以下のような問題が生じ得る。比較例の非接触給電システムは、既に述べたように、伝達効率が最大値となるように、車両を正しい駐車位置に誘導する情報をユーザに提示する。しかしながら、全てのユーザが、最大の伝達効率での給電を望むわけではない。つまり、ユーザの中には、伝達効率が多少落ちた状態での給電を許容する人がいる。

このようなユーザに対して、比較例の非接触給電システムのように、半ば強制的に正しい駐車位置に駐車させようとすると、ユーザがストレスを感じる可能性がある。たとえば、比較的低い伝達効率であっても、給電を開始してからユーザが車両に戻ってくるまでの時間が十分に長ければ、車両の蓄電池の充電を完了させることが可能である。このような場合、ユーザは、最大の伝達効率での給電を望んでいないにも関わらず正しい位置での駐車を強制されることで、ストレスを感じる可能性がある。

また、たとえば、ユーザが意図的に位置をずらして駐車する場合（荷物の出し入れをし易いようにバックドアを開閉可能なスペースを確保する場合など）に、正しい駐車位置に誘導するような指示を受けると、ユーザがストレスを感じる可能性がある。さらに、たとえば正しい駐車位置に駐車しようとして何度も駐車し直すことも、ユーザがストレスを感じる原因となり得る。

その他、非接触給電システムとしては、自動運転制御により、車両を自動的に正しい駐車位置に移動させるシステムも考えられるが、このようなシステムでも以下のような問題が生じ得る。つまり、自動運転制御を採用したシステムでは、ユーザが急いで車両から降りたい場合でも、正しい位置に駐車できるまで車両の位置調整を繰り返し、ユーザにストレスを感じさせる可能性がある。

このように、ユーザの意思を確認することなく車両を正しい駐車位置に駐車させようとすることは、ユーザにストレスを感じさせる可能性があり、好ましくない。また、過度に低い伝達効率での給電が行われることをユーザに通知しない場合も、ユーザにストレスを感じさせる可能性があるため、好ましくない。たとえば、伝達効率が低すぎるために、給電を開始してからユーザが車両に戻ってくるまでの時間では、車両の蓄電池の充電を完了できない場合を仮定する。この場合、伝達効率が低すぎることをユーザに通知しなければ、ユーザが車両に戻ってきたときに、充電が完了していないことに対してユーザがストレスを感じる可能性がある。

そこで、本実施形態の非接触給電システム１は、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定する判定部２３を備えている。判定部２３は、伝達効率が給電条件を満たしていない場合に、質問信号を送信することにより、現在の伝達効率での給電を許容するか否かをユーザに問い合わせる。そして、判定部２３は、質問信号に対するユーザからの応答信号を受信し、ユーザが許容する場合は制御部２２に現在の伝達効率での給電を継続させ、ユーザが拒否する場合は制御部２２に給電を停止させる。

このように、本実施形態の非接触給電システム１は、伝達効率が給電条件を満たしていない場合に、ユーザの意思を確認することができる。このため、ユーザは、現在の伝達効率での給電を継続するか、駐車をやり直して伝達効率が給電条件を満たすようにしてから給電を再開するかを、自らの意思で判断することができる。

たとえば、伝達効率が多少落ちた状態であっても給電を継続させたいユーザは、質問信号に対して許容の応答をすればよい。この場合、給電が継続されるので、ユーザは駐車をやり直すストレスを感じ難い。また、たとえば最大の伝達効率での給電を望むユーザは、質問信号に対して拒否の応答をすればよい。この場合、給電が停止されるので、ユーザは駐車をやり直して低い伝達効率での給電を回避することができ、ストレスを感じ難い。

つまり、本実施形態の非接触給電システム１は、ユーザの意思を確認しない比較例の非接触給電システムや、自動運転制御を採用したシステムと比較して、給電にあたりユーザが感じ得るストレスを低減することができる。

ここで、ユーザが質問信号に対して拒否の応答をした場合、つまり、ユーザが駐車のやり直しの意思を示した場合、判定部２３は、制御部２２に給電を停止させると共に、正しい駐車位置を表す位置情報を確認装置５へ送信するように構成されていてもよい。位置情報は、たとえば車両６の現在の位置での画像に、正しい駐車位置を表示した画像データである。判定部２３は、たとえば駐車場に設置されたカメラから、車両６の現在の位置での画像を取得すればよい。この構成では、ユーザは、駐車をやり直すにあたり正しい駐車位置を把握できるので、車両６を速やかに正しい駐車位置に移動させることが可能となる。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、判定部２３は、受電コイル４１の受ける二次電力に基づく物理量が閾値以上であれば、伝達効率が給電条件を満たすと判定するように構成されている。このように、本実施形態の非接触給電システム１は、伝達効率と直接的に関連のある物理量を計測することで、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定するため、判定の精度を向上させることができる。

特に、本実施形態の非接触給電システム１では、物理量は、給電コイル３１の出力する一次電力に対する二次電力の比（伝達効率）である。つまり、本実施形態の非接触給電システム１では、判定部２３は、伝達効率が閾値以上であれば、給電条件を満たすと判定するように構成されている。このため、本実施形態の非接触給電システム１は、伝達効率自体を計測することで、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定するため、判定の精度をさらに向上させることができる。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、物理量は、受電コイル４１の受ける単位時間当たりの電力であってもよい。つまり、判定部２３は、受電コイル４１の受ける単位時間当たりの電力が閾値以上であれば、給電条件を満たすと判定するように構成されていてもよい。この構成では、伝達効率を算出することなく、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定するため、判定処理を簡略化することができる。

本実施形態の非接触給電システム１では、上述のように、判定部２３は二次電力に基づく物理量に基づいて、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定しているが、他の構成であってもよい。たとえば、本実施形態の非接触給電システム１では、判定部２３は、給電コイル３１に対する受電コイル４１の位置が規定範囲内にあれば、伝達効率が給電条件を満たすと判定するように構成されていてもよい。

この構成は、たとえば給電ユニット３に撮像装置を設けることで実現可能である。撮像装置は、たとえばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサ等を備えて構成される。また、撮像装置は、車両６の底部を撮像可能な位置に配置される。

以下、この構成における判定部２３の判定処理について簡単に説明する。以下では、車両６の底部において、受電コイル４１の位置に対応する位置にマーカーが設けられていると仮定する。判定処理において、判定部２３は、撮像装置に車両６の底部を撮像させる。そして、判定部２３は、撮像装置の画像データを取得し、撮像画像におけるマーカーの位置と所定の位置とを比較する。所定の位置は、車両６が正しい駐車位置にある場合のマーカーの位置である。

判定部２３は、マーカーの位置と所定の位置との間の距離が閾値未満であれば、給電コイル３１に対する受電コイル４１の位置ずれが大きくない、つまり、伝達効率が給電条件を満たしていると判定する。一方、判定部２３は、マーカーの位置と所定の位置との間の距離が閾値以上であれば、給電コイル３１に対する受電コイル４１の位置ずれが大きい、つまり、伝達効率が給電条件を満たしていないと判定する。

この構成では、二次電力に基づく物理量を計測しなくても、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定することが可能である。つまり、この構成では、判定部２３は、給電を開始する前に、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定することが可能である。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、判定部２３は、質問信号を出力してから応答信号を受信するまでの間、制御部２２に給電を停止させるように構成されていてもよい。つまり、図１Ｂに示す例でいえば、ステップＳ２０３とステップＳ２０４との間において、制御部２２に給電を停止させるステップを判定部２３に実行させてもよい。この構成では、ユーザの意思を確認するまで、伝達効率が給電条件を満たしていない状態での給電を極力抑えることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。つまり、判定部２３は、質問信号を出力してから応答信号を受信するまでの間、制御部２２に給電を継続させるように構成されていてもよい。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、判定部２３は、伝達効率が給電条件とは異なる停止条件を満たすと、制御部２２に給電を行わせないように構成されていてもよい。ここで、停止条件は、給電条件とは異なる条件である。たとえば、伝達効率が最大の伝達効率の２０％等、伝達効率が著しく低い場合に停止条件を満たす。

以下、この場合の判定処理について図４を用いて説明する。判定処理において、判定部２３は、伝達効率を算出し、伝達効率が停止条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここでは、判定部２３は、伝達効率と、給電条件である閾値よりも更に小さい停止用閾値とを比較する。判定部２３は、伝達効率が停止用閾値以上であれば、伝達効率が停止条件を満たしていないと判定する。また、判定部２３は、伝達効率が停止用閾値未満であれば、伝達効率が停止条件を満たしていると判定する。

判定部２３は、伝達効率が停止条件を満たしていないと判定した場合、ステップＳ１０１（図１Ｂ参照）を実行する。つまり、判定部２３は、伝達効率が停止条件を満たしていない場合は、通常通り、伝達効率が給電条件を満たすか否かを判定する。一方、判定部２３は、伝達効率が停止条件を満たしていると判定した場合、制御部２２に給電を停止させる（ステップＳ３０２）。そして、判定部２３は、現在の伝達効率での出力では給電ができないので、駐車位置を変更するようにユーザに促す信号を確認装置５へ送信する（ステップＳ３０３）。

この構成では、給電に適さない伝達効率での給電が継続されるのを防ぐことができるので、ユーザに過度な負担（たとえば、長時間の給電によるユーザのストレス）を与えるのを未然に防ぎ易い。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、質問信号は、給電を開始してから給電が完了するまでに要する時間情報（以下、単に「時間情報」という）を含んでいてもよい。この場合、ユーザは、現在の伝達効率での給電に要する時間を把握することができるので、現在の伝達効率での給電を継続するか否かの判断を下し易い。なお、質問信号に時間情報を含めるか否かは任意である。

ここで、質問信号は、非接触給電システム１が発揮し得る最大の伝達効率や、最大の伝達効率で給電した場合における時間情報を含んでいるのが好ましい。この場合、ユーザは、現在の伝達効率での出力と最大の伝達効率での出力とを比較することにより、現在の伝達効率での給電を継続するか否かの判断を下し易い。たとえば、現在の伝達効率での出力と最大の伝達効率での出力との差が、ユーザにとって大した差でなければ、ユーザは、わざわざ駐車をやり直すまでもないと判断して、現在の伝達効率での給電を継続するという判断を下し易い。

その他、質問信号は、給電を開始してから給電が完了するまでに要する電力量に応じた電気料金の情報を含んでいてもよい。たとえば、伝達効率が給電条件を満たしていない場合、無効電力が増大することにより、伝達効率が給電条件を満たしている場合と比較して電気料金も増大することが考えられる。この構成では、ユーザは、現在の伝達効率での給電により掛かる電気料金を検討することで、現在の伝達効率での給電を継続するか否かを判断し易い。

また、本実施形態の非接触給電システム１は、質問信号を受信し、かつ、ユーザの操作に応じて応答信号を送信する確認装置５をさらに備えている。このため、本実施形態の非接触給電システム１では、ユーザは、確認装置５を介して、質問信号の内容を把握したり、自らの意思を判定部２３に伝えたりすることが可能である。

特に、本実施形態の非接触給電システム１では、確認装置５は、車両６内に設けられている。本実施形態では、既に述べたように、確認装置５は、車両６に搭載されるカーナビゲーションシステムである。このため、本実施形態の非接触給電システム１では、ユーザは、車両６から降りることなく、質問信号の内容を把握したり、質問信号に対する応答を入力したりすることが可能である。もちろん、確認装置５は、車両６内に設けられていなくてもよい。たとえば、確認装置５は、本体ユニット２に設けられていてもよい。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、確認装置５は、携帯端末であってもよい。携帯端末は、たとえばスマートフォンであってもよいし、タブレット型の端末であってもよい。この構成では、ユーザは、車両６の内外を問わず、質問信号の内容を把握したり、質問信号に対する応答を入力したりすることが可能である。また、判定部２３が電気料金の情報も確認装置５へ送信する場合、たとえば携帯端末にインストールされる支出を管理するアプリケーションに電気料金の情報を紐付けることで、ユーザによる支出管理が容易になるという効果も期待できる。

ところで、本実施形態の非接触給電システム１では、制御部２２と判定部２３とは別個のマイコンで実現されているが、１つのマイコンで実現されていてもよい。また、判定部２３は、本体ユニット２ではなく受電ユニット４に設けられていてもよい。つまり、判定部２３は、非接触給電システム１における地上側のユニット（たとえば、本体ユニット２）に含まれていてもよいし、車両６側のユニット（たとえば、受電ユニット４）に含まれていてもよい。判定部２３が車両６側のユニットに含まれている場合、判定部２３は、伝達効率を算出する際に、通信部４５、通信部２４を介して本体ユニット２から一次電力の計測結果を取得すればよい。

その他、制御部２２及び判定部２３は、たとえばパーソナルコンピュータでプログラムを実行することにより実現されてもよい。この場合、通信部２４は、パーソナルコンピュータが備える通信インタフェースで構成されるのが好ましい。

また、本実施形態の非接触給電システム１では、一次電力を計測する機能は、本体ユニット２の電力変換部２１に設けられているが、電力変換部２１とは別の回路で実現されていてもよい。同様に、二次電力を計測する機能は、受電ユニット４の整流平滑回路４４に設けられているが、整流平滑回路４４とは別の回路で実現されていてもよい。

また、本実施形態の非接触給電システム１は、制御部２２と、判定部２３とを備えていればよい。つまり、非接触給電システム１は、給電コイル３１や受電コイル４１を備えていなくてもよいし、確認装置５を備えていなくてもよい。たとえば、既存の非接触給電システム及び確認装置に、本実施形態の制御部２２及び判定部２３を加えることで、本実施形態の非接触給電システム１を実現することが可能である。

１ 非接触給電システム
２２ 制御部
２３ 判定部
３１ 給電コイル
４１ 受電コイル
５ 確認装置
６ 車両

Claims (11)

1. 一次側に設けられた給電コイルから、二次側に設けられて前記給電コイルに電磁結合される受電コイルへの給電を制御する制御部と、
   前記給電コイルから前記受電コイルへの電力の伝達効率が給電条件を満たしているか否かを判定する判定部とを備え、
   前記判定部は、前記伝達効率が前記給電条件を満たす場合は、前記制御部に前記給電を継続させ、前記伝達効率が前記給電条件を満たさない場合は、前記伝達効率が前記給電条件を満たしていない状態での前記給電を許容するか否かをユーザに問い合わせる質問信号を送信するように構成され、
   前記判定部は、前記質問信号に対する応答信号を受信し、前記応答信号が許容を示す内容であれば前記制御部に前記給電を継続させ、前記応答信号が拒否を示す内容であれば前記制御部に前記給電を停止させるように構成されていることを特徴とする非接触給電システム。
2. 前記判定部は、前記受電コイルの受ける二次電力に基づく物理量が閾値以上であれば、前記伝達効率が前記給電条件を満たすと判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触給電システム。
3. 前記物理量は、前記給電コイルの出力する一次電力に対する前記二次電力の比であることを特徴とする請求項２記載の非接触給電システム。
4. 前記物理量は、前記受電コイルの受ける単位時間当たりの電力であることを特徴とする請求項２記載の非接触給電システム。
5. 前記判定部は、前記給電コイルに対する前記受電コイルの位置が規定範囲内にあれば、前記伝達効率が前記給電条件を満たすと判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触給電システム。
6. 前記判定部は、前記質問信号を出力してから前記応答信号を受信するまでの間、前記制御部に前記給電を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
7. 前記判定部は、前記伝達効率が前記給電条件とは異なる停止条件を満たすと、前記制御部に前記給電を行わせないように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
8. 前記質問信号は、前記給電を開始してから前記給電が完了するまでに要する時間情報を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
9. 前記質問信号を受信し、かつ、前記ユーザの操作に応じて前記応答信号を送信する確認装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
10. 前記確認装置は、車両内に設けられていることを特徴とする請求項９記載の非接触給電システム。
11. 前記確認装置は、携帯端末であることを特徴とする請求項９記載の非接触給電システム。

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