JP2018014801A - Transmission device, reception device and control method and program therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送電装置、受電装置及びそれらの制御方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a power transmission device, a power reception device, a control method thereof, and a program.
非接触（無線）で電力の伝送をするシステムにおいて、送電装置と受電装置との間の相互の位置合わせのために、永久磁石による磁力により、位置合わせを行う技術が知られている。例えば、特許文献１では送電装置の送電アンテナと受電装置の受電アンテナの位置合わせに永久磁石を用いることが記載されている。また、特許文献２では、車載用の送電装置に加速度センサを設け、急発進、急停車等、振動が激しい使用状態での位置ずれを防ぐため、加速度センサにより検出された加速度に応じた電流値により電磁石の動作を制御することが記載されている。
In a non-contact (wireless) power transmission system, a technique is known in which alignment is performed by a magnetic force of a permanent magnet for mutual alignment between a power transmission device and a power reception device. For example,
しかしながら、従来の構成では、電力の送電中に作用し続ける永久磁石や電磁石からの磁場が送電回路と受電回路に影響を及ぼし、送電装置から受電装置への電力伝送の効率が低下するという問題があった。 However, in the conventional configuration, there is a problem that the magnetic field from the permanent magnet or the electromagnet that continues to act during power transmission affects the power transmission circuit and the power reception circuit, and the efficiency of power transmission from the power transmission device to the power reception device decreases. there were.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、送電装置および受電装置の位置合わせに電磁石を用いられる場合における電力伝送の効率低下を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent a reduction in power transmission efficiency when an electromagnet is used for alignment of a power transmission device and a power reception device.
本発明の一態様による送電装置は、磁性体を有する受電装置に無線で電力を送電する送電装置であって、前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、前記受電装置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された受電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記受電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 A power transmission device according to an aspect of the present invention is a power transmission device that wirelessly transmits power to a power reception device having a magnetic body, the electromagnet capable of generating a magnetic force attracting the magnetic body, and a detection unit that detects the power reception device And the magnetic force generated from the electromagnet in at least a part of the power transmission period in response to the request from the power receiving device detected by the detection means is from the discovery of the power reception device by the detection means to the power transmission period. Control means for controlling the generation of the magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period until the start of.
本発明の他の態様による受電装置は、磁性体を有する送電装置から送電される電力を無線で受電する受電装置であって、前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、前記送電装置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された送電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記送電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 A power receiving device according to another aspect of the present invention is a power receiving device that wirelessly receives power transmitted from a power transmitting device having a magnetic body, the electromagnet capable of generating a magnetic force attracting the magnetic body, and the power transmitting device. The detection means for detecting, and the magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the power transmission period according to the request from the power transmission device detected by the detection means is the discovery of the power transmission device by the detection means. Control means for controlling the generation of magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period from the start of the power transmission period to the start of the power transmission period.
本発明によれば、送電装置および受電装置の位置合わせに電磁石が用いられる場合における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to prevent the electric power transmission efficiency fall in the case where an electromagnet is used for position alignment of a power transmission apparatus and a power receiving apparatus.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments. Absent.
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、送電装置に電磁石コイルを設け、受電装置に磁性体を設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。図１は、第１実施形態のシステム（無線給電システム）の構成例を示す図である。図１において、無線給電システムは、送電装置１０１および受電装置１０２を有し、送電装置１０１および受電装置１０２の間で、非接触（無線）により電力の給電（充電）を行う。受電装置１０２は、バッテリーを有しており、バッテリーに充電された電力により動作可能に構成されている。図１に示すシステム（無線給電システム）の構成例において、送電装置１０１は、送電アンテナ２０３および電磁石コイル２０６を有する。また、受電装置１０２は、受電アンテナ３０２および磁性体３０９を有する。送電装置１０１の電磁石コイル２０６は、電流が印加されると、受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける磁力を発生可能である。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a configuration is described in which an electromagnet coil is provided in a power transmission device, a magnetic body is provided in a power reception device, and the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmission device and the power reception device. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a system (wireless power feeding system) according to the first embodiment. In FIG. 1, the wireless power supply system includes a
（送電装置１０１のハードウエア構成）
図２は、第１実施形態の送電装置１０１のハードウエア構成の一例を示す図である。図２に示す送電装置１０１において、送電部２０２は電力を送信するための変調信号（交流信号）を生成する。２０３は電力の送電を行なう送電アンテナであり、送電アンテナ２０３は、送電部２０２により生成された変調信号（交流信号）を受電装置１０２へ送信する。無線通信部２０４は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標）LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。２０５は無線通信を行なうためのアンテナであり、２０６は電磁石コイルである。可変電流レギュレータ２０７は電磁石コイル２０６に電流を流して磁力を発生させる。制御部２０８は送電装置１０１の全体を制御する。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、電磁石コイル２０６に対する電流を制御する電流制御部として機能する。２０９は各種操作を行なう操作部であり、２１０は各種表示を行なう表示部である。
(Hardware configuration of power transmission device 101)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
（受電装置１０２のハードウエア構成）
図３は、第１実施形態の受電装置１０２のハードウエア構成の一例を示す図である。図３に示す受電装置１０２において、３０２は受電を行なう受電アンテナであり、受電アンテナ３０２は、送電装置１０１の送電アンテナ２０３から送信された変調信号（交流信号）を受信する。受電部３０３は受電アンテナ３０２で受信した変調信号（交流信号）の受信処理を行う。整流回路３０４は受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）を整流して直流電圧に変換する。また、３０５はバッテリー（電池）であり、充電制御部３０６は整流回路３０４から入力した直流電圧に基づいてバッテリー３０５の充電制御を行なう。充電制御部３０６は、整流回路３０４が生成した直流電圧を安定化してバッテリー３０５へ供給する。
(Hardware configuration of power receiving apparatus 102)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
バッテリー３０５は、充電制御部３０６により安定化された直流電圧を受けて、電力を蓄積する。また、バッテリー３０５は、蓄積した電力を受電装置１０２の各部に供給することが可能である。無線通信部３０７は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。３０８は無線通信を行なうためのアンテナであり、３０９は磁石から磁力を受けると磁石に吸着する磁性体である。制御部３１０は受電装置１０２の全体を制御する。３１１は各種操作を行なう操作部であり、３１２は各種表示を行なう表示部である。
The
（電力の給電（充電）動作の処理フロー）
次に、図４および図５を用いて、送電装置１０１と受電装置１０２との間の非接触（無線）による電力の給電（充電）動作を説明する。図４は、送電装置１０１および受電装置１０２の動作例を説明するためのフローチャートであり、図５は、送電装置１０１および受電装置１０２の動作例を説明するためのシーケンスチャートであり、図４のフローチャートのステップに対応するステップ番号を図５の中に示している。送電装置１０１に受電装置１０２が載置され、送電装置１０１からの送電により充電が開始された状態から説明する。
(Processing flow of power supply (charging) operation)
Next, a power supply (charging) operation by non-contact (wireless) between the
ステップＳ４０１において、受電装置１０２が送電装置１０１に載置されると、送電装置１０１は受電装置１０２を検出（発見）する。そして、当該検出（発見）に応じて送電装置１０１の送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、送電装置１０１は可変電流レギュレータ２０７から所定の電流を電磁石コイル２０６に流して、磁力を発生させる（電磁石ＯＮ）。ここで、送電装置１０１の制御部２０８は、送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、変調信号（交流信号）の送電電力値を記憶する。また、送電部２０２による送電の際に、制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。制御部２０８は、例えば、電流により発生する磁力強度を、電流値に基づく演算処理により取得してもよい。また、制御部２０８は、予め電流値と発生する磁力強度の関係を格納したテーブルを備えるように構成することが可能である。制御部２０８は、テーブルを参照することにより、電流値と磁力強度との関係を取得することが可能である。尚、テーブルの格納場所は、制御部２０８内に限定されず、送電装置１０１の内部構成として記憶部を設けてもよい。記憶部が、電流値と発生する磁力強度との関係を予め格納したテーブルを記憶しておき、制御部２０８が記憶部のテーブルを参照して、電流値と磁力強度との関係を取得するようにしてもよい。例えば、制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流の値を取得し、テーブルを参照することにより、発生する磁力強度の値（電流の値に対応する磁力強度の値）を取得することが可能である。
In step S <b> 401, when the
ステップＳ４０２において、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は電磁石コイル２０６に印加する電流を一定時間の間、制御する。すなわち、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加して、所定時間の間（一定時間の間）、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける。そして、所定時間経過後、ステップＳ４０３において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は磁力の発生を停止するように電磁石コイル２０６に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ２０７は、先のステップＳ４０２で、電磁石コイル２０６に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。詳細は後述するが、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させたあと、Ｓ４０７において受電装置１０２への送電が開始される。すなわち、制御部２０８は、受電装置１０２からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において電磁石から発生する磁力が、受電装置１０２の発見から送電期間の開始までの期間に電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるよう制御する。より具体的には、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、送電期間のうち少なくとも一部の期間（一定時間）の経過後に電磁石コイル２０６に印加する電流をゼロにするように制御する。ただし、電磁石コイル２０６に印加する電流を完全にゼロにしなくても良い。
In step S402, the
以上のステップＳ４０１からＳ４０３により、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせが行われる。ここで、送電装置１０１の送電アンテナ２０３および受電装置１０２の受電アンテナ３０２の位置は、送電装置１０１の電磁石コイル２０６と受電装置１０２の磁性体３０９の位置合わせが行われると、送電アンテナ２０３と受電アンテナ３０２間で所定の伝送効率（例えば、最大の効率）が得られる位置に配置されているものとする。
Through the above steps S401 to S403, alignment between the
次に、ステップＳ４０４において、送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電装置１０２に対して、受電電力値の要求信号を送信する。受電電力値の要求信号の受信に基づいて、受電装置１０２の無線通信部３０７は、受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置１０１に送信する。送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電電力値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部２０４は、受電電力値を受信しない場合（Ｓ４０４−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ４０４の判定で、無線通信部２０４が受電電力値を受信した場合（Ｓ４０４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０５に進められる。
Next, in step S <b> 404, the
送電装置１０１の無線通信部２０４が、受電装置１０２の無線通信部３０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ４０５において、送電装置１０１の制御部２０８は、無線通信部２０４が受信した受電電力値を取得する。制御部２０８は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて、送電の効率を示す伝送効率値（＝受電電力値／送電電力値）を算出する。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御する。
When the
ステップＳ４０６において、制御部２０８は、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）以上であるか否かを判定する。算出した伝送効率値が所定の効率値以上である場合（Ｓ４０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０７に進められ、充電を開始（または継続）する（Ｓ４０７）。そして、ステップＳ４０８において、送電装置１０１の制御部２０８は、設定された所定のタイミングで定期的に伝送効率値を確認する。制御部２０８は、設定されたタイミングで定期的に伝送効率を取得し、取得した伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御する。
In step S406, the
制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、設定されたタイミングで定期的に伝送効率を取得し、取得した伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御することが可能である。設定された所定のタイミングで伝送効率を確認する場合（Ｓ４０８−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０１に戻され、再度、ステップＳ４０１以降の処理が実行される。すなわち、送電装置１０１の可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に流して、所定時間の間だけ磁力を発生させ、受電装置１０２の磁性体３０９を引きつけて、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせを行う。そして、送電装置１０１は、無線通信部２０４を介して、受電装置１０２に受電電力値の要求信号を送信して、受電装置１０２から受電電力値を受信する。そして、送電装置１０１の制御部２０８は、送電の際に記憶した送電電力値と受電装置１０２から受信した受電電力値とにより、伝送効率値を算出し、伝送効率値が所定の値以上であるか確認する。
The
ステップＳ４０８の判定で、伝送効率を確認しない場合（Ｓ４０８−Ｎｏ）、処理はステップＳ４０９に進められる。ステップＳ４０９において、受電装置１０２の充電制御部３０６は、充電を終了するか否かを判定する。バッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になった場合は充電終了と判定し（Ｓ４０９−Ｙｅｓ）、処理を終了する。受電装置１０２のバッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になったら、受電装置１０２の充電制御部３０６は送電停止の要求信号を生成し、無線通信部３０７を介し、送電装置１０１に送信する。
If it is determined in step S408 that the transmission efficiency is not confirmed (S408-No), the process proceeds to step S409. In step S409, the charging
送電装置１０１の制御部２０８は、受電装置１０２から送電停止の要求信号を受信すると、送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）を停止すように送電部２０２の動作を制御する。制御部２０８による送電部２０２の制御により、送電装置１０１の送電部２０２は送電を停止して、充電を終了する。一方、ステップＳ４０９の判定で、充電制御部３０６は、バッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になっていない場合、充電を継続すると判定し（Ｓ４０９−Ｎｏ）、処理をステップＳ４０７に戻し、充電制御部３０６は、バッテリー３０５の充電を継続するように充電制御を行う。
When the
ステップＳ４０６の判定で、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）より小さい値である場合（Ｓ４０６−Ｎｏ）、処理はステップＳ４１０に進められる。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は磁力の強度を増加するように電流を制御する。すなわち、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は電磁石に印加する電流を増加させるように制御する。具体的には、ステップＳ４１０において、制御部２０８は、送電の際（Ｓ４０１）に取得して記憶した磁力強度の値と、例えば、テーブルに記憶されている磁力強度の最大値とを比較して、ステップＳ４０１で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値であるか否かを判定する。ステップＳ４０１で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値でない場合（Ｓ４１０−Ｎｏ）、処理はステップＳ４１１に進められる。
If it is determined in step S406 that the calculated transmission efficiency value is smaller than a predetermined efficiency value (reference transmission efficiency value) (S406-No), the process proceeds to step S410. The
ステップＳ４１１において、制御部２０８は、可変電流レギュレータ２０７から電磁石コイル２０６に印加する電流値を増加させるように可変電流レギュレータ２０７を制御する。電磁石コイル２０６に印加する電流値の増加により、電磁石コイル２０６から発生する磁力強度は増加する（磁力強度ＵＰ）。
In step S411, the
ステップＳ４１２において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける（電磁石ＯＮ）。本ステップでは、ステップＳ４０１における処理よりも、より強い磁力強度で、所定時間の間だけ電磁石を動作させて（Ｓ４１３）、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける。制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。
In step S412, under the control of the
そして、所定時間経過後、ステップＳ４１４において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は磁力の発生を停止するように電磁石コイル２０６に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ２０７は、ステップＳ４１２で、電磁石コイル２０６に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。以上のステップＳ４１２からＳ４１４により、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせが行われる。
Then, after the predetermined time has elapsed, in step S414, under the control of the
そして、位置合わせが行われた後、処理はステップＳ４０４に戻され、ステップＳ４０４以降において、先に説明した処理と同様の処理が実行される。送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電装置１０２に対して、受電電力値の要求信号を送信する。受電電力値の要求信号の受信に基づいて、受電装置１０２の無線通信部３０７は、受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置１０１に送信する。送電装置１０１の無線通信部２０４が、受電装置１０２の無線通信部３０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ４０５において、制御部２０８は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出する。
Then, after the alignment is performed, the process returns to step S404, and the process similar to the process described above is executed after step S404. The
ステップＳ４０６において、制御部２０８は、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する。そして、伝送効率値が所定の効率値以上でない場合、磁力が最大値になるまで（Ｓ４１０）、同様の処理を実行する。
In step S406, the
一方、ステップＳ４１０の判定で、発生させた磁力強度が磁力強度の最大値である場合（Ｓ４１０−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４１５に進められる。そして、ステップＳ４１５において、制御部２０８は、伝送効率値が所定の伝送効率値（基準となる伝送効率値）より小さく（Ｓ４０６−Ｎｏ）、かつ、電磁石コイル２０６の磁力強度が、設定された最大磁力である場合（Ｓ４１０−Ｙｅｓ）、電磁石コイル２０６の最大磁力による送電アンテナと受電アンテナの位置合わせでは、所定の伝送効率値（基準となる効率値）が得られないと判定する。制御部２０８は警告表示を行うように表示部２１０の表示を制御して、処理は終了する。
On the other hand, if it is determined in step S410 that the generated magnetic intensity is the maximum value of the magnetic intensity (S410—Yes), the process proceeds to step S415. In step S415, the
本実施形態の構成によれば、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御することにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the configuration of the present embodiment, in the alignment of the power transmission device and the power reception device, by controlling the electromagnet to operate when necessary, the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power reception circuit is reduced and charging is in progress. It is possible to prevent the power transmission efficiency from being lowered. Further, since no magnetic force is generated after the charging is completed, the power receiving device placed on the power transmitting device can be easily removed.
（第２実施形態）
第２実施形態では、送電装置に磁性体を設け、受電装置に電磁石コイルを設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。図６は、第２実施形態のシステム（無線給電システム）の構成例を示す図である。図６において、無線給電システムは、送電装置６０１および受電装置６０２を有し、送電装置６０１および受電装置６０２の間で、非接触（無線）により電力の給電（充電）を行う。受電装置６０２は、バッテリーを有しており、バッテリーに充電された電力により動作可能に構成されている。図６に示すシステム（無線給電システム）の構成例において、送電装置６０１は、送電アンテナ７０３および磁性体７０６を有する。また、受電装置６０２は、受電アンテナ８０２および電磁石コイル８０９を有する。受電装置６０２の電磁石コイル８０９は、電流が印加されると、送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける磁力を発生可能である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a configuration will be described in which a magnetic body is provided in the power transmission device, an electromagnet coil is provided in the power reception device, and the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmission device and the power reception device. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a system (wireless power feeding system) according to the second embodiment. In FIG. 6, the wireless power supply system includes a
（送電装置６０１のハードウエア構成）
図７は、第２実施形態の送電装置６０１のハードウエア構成の一例を示す図である。図７に示す送電装置６０１において、送電部７０２は電力を送信するための変調信号（交流信号）を生成する。７０３は電力の送電を行なう送電アンテナである。送電アンテナ７０３は、送電部７０２により生成された変調信号（交流信号）を受電装置６０２へ送信する。無線通信部７０４は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。７０５は無線通信を行なうためのアンテナであり、７０６は磁石から磁力を受けると磁石に吸着する磁性体である。制御部７０７は送電装置６０１の全体を制御する。７０８は各種操作を行なう操作部であり、７０９は各種表示を行なう表示部である。
(Hardware configuration of power transmission device 601)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
（受電装置６０２のハードウエア構成）
図８は、第２実施形態の受電装置６０２のハードウエア構成の一例を示す図である。図８に示す受電装置６０２において、８０２は受電を行なう受電アンテナであり、受電アンテナ８０２は、送電装置６０１の送電アンテナ７０３から送信された変調信号（交流信号）を受信する。受電部８０３は受電アンテナ８０２で受信した変調信号（交流信号）の受信処理を行う。整流回路８０４は受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）を整流して直流電圧に変換する。また、８０５はバッテリー（電池）であり、充電制御部８０６は整流回路８０４から入力した直流電圧に基づいてバッテリー８０５の充電制御を行なう。充電制御部８０６は、整流回路８０４が生成した直流電圧を安定化してバッテリー８０５へ供給する。
(Hardware configuration of power receiving device 602)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
バッテリー８０５は、充電制御部８０６により安定化された直流電圧を受けて、電力を蓄積する。また、バッテリー８０５は、蓄積した電力を受電装置６０２の各部に供給することが可能である。無線通信部８０７は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。８０８は無線通信を行なうためのアンテナであり、８０９は電磁石コイルである。可変電流レギュレータ８１０は電磁石コイル８０９に電流を流して磁力を発生させる。制御部８１１は受電装置６０２の全体を制御する。制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は、電磁石コイル８０９に対する電流を制御する電流制御部として機能する。８１２は各種操作を行なう操作部であり、８１３は各種表示を行なう表示部である。
The
（電力の給電（充電）動作の処理フロー）
次に、送電装置６０１と受電装置６０２との間の非接触（無線）による電力の給電（充電）動作を説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、送電装置６０１および受電装置６０２の動作の一例を説明するためのフローチャートである。送電装置６０１に受電装置６０２が載置され、送電装置６０１からの送電により充電が開始された状態から説明する。
(Processing flow of power supply (charging) operation)
Next, power supply (charging) operation by non-contact (wireless) between the
図９（ａ）のステップＳ９０１において、受電装置６０２の充電制御部８０６は、受電装置６０２に内蔵されているバッテリーの充電状態を判定する。受電装置６０２が送電装置６０１に載置されると、受電装置６０２は送電装置６０１を検出（発見）する。そして、送電装置６０１の送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、受電装置６０２の充電制御部８０６は、バッテリー８０５に充電された電力（電気容量）と閾値（空状態判定閾値）とを比較する。バッテリー８０５に充電された電力が閾値未満の場合（例えば、充電された電力（電気容量）が少ない、またはゼロの場合）、充電制御部８０６は、受電装置６０２に内蔵されているバッテリー８０５の状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）と判定し（Ｓ９０１−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１８に進められる。
In step S <b> 901 in FIG. 9A, the charging
一方、ステップＳ９０１の判定で、バッテリー８０５に充電された電力が閾値以上の場合（Ｓ９０１−Ｎｏ）、すなわち、バッテリー８０５の電力がゼロの状態でなく、バッテリー８０５に充電された電力（電気容量）が閾値以上の場合、処理はステップＳ９０２に進められる。ここで、送電装置６０１の制御部７０７は、送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、変調信号（交流信号）の送電電力値を記憶する。
On the other hand, if it is determined in step S901 that the electric power charged in the
ステップＳ９０２において、受電装置６０２の可変電流レギュレータ８１０は所定の電流を電磁石コイル８０９に流して、磁力を発生させる（電磁石ＯＮ）。ここで、受電装置６０２の制御部８１１は、可変電流レギュレータ８１０が電磁石コイル８０９に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。制御部８１１は、電流により発生する磁力強度を、電流値に基づく演算処理により取得してもよい。また、制御部８１１は、電流値と発生する磁力強度の関係を予め格納したテーブルを持つようにして磁力強度を取得しても良い。あるいは、受電装置６０２の内部構成として記憶部を設けてもよい。記憶部が、電流値と発生する磁力強度との関係を予め格納したテーブルを記憶しておき、制御部８１１が記憶部のテーブルを参照して、電流値と磁力強度との関係を取得するようにしてもよい。
In step S902, the variable
ステップＳ９０３において、制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は電磁石コイル８０９に印加する電流を一定時間の間、制御する。すなわち、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける。
In step S903, the
そして、所定時間経過後、ステップＳ９０４において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は磁力の発生を停止するように電磁石コイル８０９に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ８１０は、先のステップＳ９０３で、電磁石コイル８０９に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。詳細は後述するが、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させたあと、Ｓ９０９において受電装置６０２への送電が開始される。すなわち、制御部８１１は、送電装置６０１からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において電磁石から発生する磁力が、送電装置６０１の発見から送電期間の開始までの期間に電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるよう制御する。より具体的には、制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は、送電期間のうち少なくとも一部の期間（一定時間）の経過後に電磁石コイル８０９に印加する電流をゼロにするように制御する。ただし、電磁石コイル８０９に印加する電流を完全にゼロにしなくても良い。
Then, after the predetermined time has elapsed, in step S904, under the control of the
以上のステップＳ９０１からＳ９０４により、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせが行われる。本実施形態においても、送電装置６０１の送電アンテナ７０３および受電装置６０２の受電アンテナ８０２の位置は、送電装置６０１の磁性体７０６と受電装置６０２の電磁石コイル８０９の位置合わせが行われると、送電アンテナ７０３と受電アンテナ８０２間で所定の効率（例えば、最大の効率）が得られる位置に配置されているものとする。
Through the above steps S901 to S904, alignment between the
ステップＳ９０５において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ９０６において、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２から取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、送電装置６０１の無線通信部７０４は、制御部７０７により算出された伝送効率値を受電装置６０２に送信する。
In step S <b> 905, the
図９（ｂ）のステップＳ９０７において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、伝送効率値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部８０７は、伝送効率値を受信しない場合（Ｓ９０７−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ９０７の判定で、無線通信部８０７が伝送効率値を受信した場合（Ｓ９０７−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０８に進められる。
In step S907 of FIG. 9B, the
ステップＳ９０８において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値と、所定の効率値（基準となる効率値）との比較に基づいて、送電装置６０１と受電装置６０２との位置合わせ結果を判定する。具体的には、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する。取得した伝送効率値が所定の効率値以上である場合（Ｓ９０８−Ｙｅｓ）、制御部８１１は、位置合わせ結果は適切と判定し、処理はステップＳ９０９に進められ、充電を開始（または継続）する（Ｓ９０９）。
In step S908, the
そして、ステップＳ９１０において、受電装置６０２の制御部８１１は、所定のタイミングで定期的に伝送効率を確認する。所定のタイミングで伝送効率を確認する場合（Ｓ９１０−Ｙｅｓ）、処理は図９（ａ）のステップＳ９０１に戻され、再度、ステップＳ９０１以降の処理が実行される。すなわち、送電装置６０１の送電部７０２による送電が開始されると、受電装置６０２の充電制御部８０６は、バッテリー８０５に充電された電力と閾値とを比較して、バッテリー８０５の充電状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）であるか否かを判定する。バッテリー８０５の充電状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）でない場合、受電装置６０２の可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に流して、所定時間の間だけ磁力を発生させ、送電装置６０１の磁性体７０６を引きつけて、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせを行う。そして、受電装置６０２は、無線通信部８０７を介して、受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の制御部７０７は、送電の際に記憶した送電電力値と受電装置６０２から受信した受電電力値とにより、伝送効率値を算出し、算出した伝送効率値を受電装置６０２に送信する。受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の値以上であるか再度確認する。ステップＳ９１０の判定で、伝送効率を確認しない場合（Ｓ９１０−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１１に進められる。
In step S910, the
ステップＳ９１１において、受電装置６０２の充電制御部８０６は、充電を終了するか否かを判定する。バッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になった場合は充電終了と判定し（Ｓ９１１−Ｙｅｓ）、処理を終了する。受電装置６０２のバッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になったら、受電装置６０２の充電制御部８０６は送電停止の要求信号を生成し、無線通信部８０７を介し、送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２から送電停止の要求信号を受信すると、送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）を停止すように送電部７０２の動作を制御する。制御部７０７による送電部７０２の制御により、送電装置６０１の送電部７０２は送電を停止して、充電を終了する。一方、ステップＳ９１１の判定で、充電制御部８０６は、バッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になっていない場合、充電を継続すると判定し（Ｓ９１１−Ｎｏ）、処理をステップＳ９０９に戻し、充電制御部８０６は、バッテリー８０５の充電を継続するように充電制御を行う。
In step S911, the charging
ステップＳ９０８の判定で、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値未満である場合（Ｓ９０８−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１２に進められる。この場合、制御部８１１は、位置合わせ結果は適切でないと判定し、制御部８１１は、より強い磁力強度に基づいて送電装置６０１と受電装置６０２とを位置合わせをするように以下に説明するステップＳ９１２〜Ｓ９１６の処理を実行する。
If it is determined in step S908 that the transmission efficiency value acquired from the
ステップＳ９１２において、制御部８１１は、磁力を発生させた際（Ｓ９０２）に取得して記憶した磁力強度の値と、例えば、テーブルに記憶されている磁力強度の最大値とを比較して、ステップＳ９０２で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値であるか否かを判定する。ステップＳ９０２で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値でない場合（Ｓ９１２−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１３に進められる。
In step S912, the
ステップＳ９１３において、制御部８１１は、可変電流レギュレータ８１０から電磁石コイル８０９に印加する電流値を増加させるように可変電流レギュレータ８１０を制御する。電磁石コイル８０９に印加する電流値の増加により、電磁石コイル８０９から発生する磁力強度は増加する（磁力強度ＵＰ）。
In step S <b> 913, the
ステップＳ９１４において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける（電磁石ＯＮ）。本ステップでは、ステップＳ９０２における処理よりも、より強い磁力強度で、所定時間の間だけ電磁石を動作させて（Ｓ９１５）、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける。
In step S <b> 914, under the control of the
そして、所定時間経過後、ステップＳ９１６において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は磁力の発生を停止するように電磁石コイル８０９に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ８１０は、ステップＳ９１４で、電磁石コイル８０９に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。以上のステップＳ９１２からＳ９１６により、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせが行われる。
Then, after the predetermined time has elapsed, in step S916, under the control of the
そして、位置合わせが行われた後、処理は図９（ａ）のステップＳ９０５に戻され、ステップＳ９０５以降において、同様の処理が実行される。受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信し（Ｓ９０５）、送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ９０６において、送電装置６０１の制御部７０７は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、算出した伝送効率値を受電装置６０２に送信する。受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する（Ｓ９０８）。そして、伝送効率値が所定の効率値以上でない場合（Ｓ９０８−Ｎｏ）、磁力が最大値になるまで（Ｓ９１２）、同様の処理を実行する。
Then, after the alignment is performed, the process returns to step S905 in FIG. 9A, and the same process is executed in step S905 and subsequent steps. The
ステップＳ９１２の判定で、発生させた磁力強度が磁力強度の最大値である場合（Ｓ９１２−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１７に進められる。そして、ステップＳ９１７において、制御部８１１は、伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）より小さく（Ｓ９０８−Ｎｏ）、かつ、電磁石コイル８０９の磁力強度が、設定された最大磁力である場合（Ｓ９１２−Ｙｅｓ）、電磁石コイル８０９の最大磁力による送電アンテナと受電アンテナとの位置合わせでは、所定の伝送効率値（基準となる効率値）が得られないと判定する。制御部８１１は警告表示を行うように表示部８１３の表示を制御して、処理は終了する。
If it is determined in step S912 that the generated magnetic intensity is the maximum value of the magnetic intensity (S912-Yes), the process proceeds to step S917. In step S917, the
一方、ステップＳ９０１の判定で、送電装置６０１に受電装置６０２が載置され、送電装置６０１からの送電による充電を開始しても、受電装置６０２に内蔵されているバッテリー８０５に充電された電力が閾値未満の場合、充電制御部８０６は、バッテリー８０５の状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）と判定する。すなわち、充電制御部８０６は、充電された電力（電気容量）が少ない、または、バッテリー８０５の電力がゼロと判定し、処理はステップＳ９１８に進められる。
On the other hand, even if the
ステップＳ９１８において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から送電される信号の受信の有無に基づいて、受電装置６０２が受電可能なエリアに載置されているか否かを判定する。送電装置６０１からの送電を開始しても、受電装置６０２の受電部８０３が、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電しない場合、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２が受電可能エリアに載置されていないと判定し（Ｓ９１８−Ｎｏ）、処理はステップＳ９２５に進められる。受電装置６０２は、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電しないため、送電装置６０１に対する受電電力値の送信を行わない。一方、送電装置６０１では、送電部７０２が変調信号（交流信号）の送電を行っており、かつ、無線通信部７０４が、受電装置６０２から受電電力値を受信しない場合、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２が受電可能なエリアに載置されていないと判定する。この場合、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２の載置位置を受電可能なエリアに変更するように警告する表示を表示部７０９に表示させる表示制御を実行する。
In step S918, the
ステップＳ９１８の判定で、受電装置６０２の受電部８０３が、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電した場合、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２が受電可能エリアに載置されていると判定し（Ｓ９１８−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１９に進められる。
When the
ステップＳ９１９において、受電装置６０２の制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、電磁石コイル８０９に対する電流の印加（出力）を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。受電装置６０２内における消費電力を抑制することにより、バッテリー８０５の充電を効率的に行うことが可能になる。
In step S919, under the control of the
ステップＳ９２０において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、送電装置６０１の制御部７０７は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、送電装置６０１の無線通信部７０４は、制御部７０７により算出された伝送効率値を受電装置６０２に送信する。
In step S920, the
ステップＳ９２１において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、伝送効率値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部８０７は、伝送効率値を受信しない場合（Ｓ９２１−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ９２１の判定で、無線通信部８０７が伝送効率値を受信した場合（Ｓ９２１−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９２２に進められる。
In step S921, the
ステップＳ９２２において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が、伝送効率値の下限値より小さいか否かを判定する。取得した伝送効率値が伝送効率値の下限値より小さい場合（Ｓ９２２−Ｙｅｓ）、制御部８１１は、載置された受電装置６０２の位置では、伝送効率値の下限値が得られないと判定し、処理はステップＳ９２３に進められる。そして、ステップＳ９２３において、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２の載置位置を適切なエリアに変更するように警告する警告表示を行うように表示部８１３の表示を制御する。
In step S922, the
一方、ステップＳ９２２の判定で、送電装置６０１から取得した伝送効率値が下限の伝送効率値以上となる場合（Ｓ９２２−Ｎｏ）、処理はステップＳ９２４に進められ、充電を継続する（Ｓ９２４）。そして、処理はステップＳ９０１に戻され、受電装置６０２の充電制御部８０６は、充電中のバッテリー８０５に充電された電力（電気容量）と閾値との比較結果に基づく判定処理を実行し、ステップＳ９０１以降の処理が、同様に実行される。
On the other hand, if it is determined in step S922 that the transmission efficiency value acquired from the
本実施形態の構成によれば、受電装置のバッテリーに所定の電力が充電されている場合に、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する。これにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the configuration of the present embodiment, when predetermined power is charged in the battery of the power receiving device, the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmitting device and the power receiving device. As a result, it is possible to reduce the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power reception circuit, and to prevent a reduction in the efficiency of power transmission during charging. Further, since no magnetic force is generated after the charging is completed, the power receiving device placed on the power transmitting device can be easily removed.
また、受電装置が受電可能なエリアに載置されていない場合、あるいは、所定の伝送効率値が得られない位置に載置されている場合、警告表示により受電装置の載置位置を変更するようユーザに報知することが可能になる。 Further, when the power receiving device is not placed in an area where power can be received, or when placed at a position where a predetermined transmission efficiency value cannot be obtained, the placement position of the power receiving device is changed by a warning display. It is possible to notify the user.
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、送電装置および受電装置のそれぞれに電磁石コイルおよび磁性体を設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。電磁石コイルを有する送電装置の構成は、例えば、図２に示した送電装置１０１の構成と同様であり、この送電装置１０１の構成に磁性体が含まれているものとする。また、電磁石コイルを有する受電装置の構成は、例えば、図８に示した受電装置６０２の構成と同様であり、この受電装置６０２の構成に磁性体が含まれているものとする。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, a configuration will be described in which an electromagnet coil and a magnetic body are provided in each of the power transmission device and the power reception device, and in order to align the power transmission device and the power reception device, the electromagnet is controlled to operate when necessary. The configuration of the power transmission device having the electromagnet coil is the same as the configuration of the
制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７による電流制御により、送電装置１０１の電磁石コイル２０６（図２）が発生する磁力は、例えば、第１の極性を示し、この第１の極性の磁力により、受電装置６０２の磁性体（不図示）が引きつけられる。また、受電装置６０２の制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０による電流制御により、受電装置６０２の電磁石コイル８０９（図８）が発生する磁力は、例えば、第２の極性を示し、この第２の極性の磁力により、送電装置１０１の磁性体（不図示）が引きつけられる。
The magnetic force generated by the electromagnet coil 206 (FIG. 2) of the
第１の極性と第２の極性とは、逆の極性を示す。例えば、第１の極性をＮ極とした場合、第２の極性はＳ極を示す。送電装置１０１の制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７と、受電装置６０２の制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０とは、それぞれ、異なる極性の磁力を発生するように、電磁石コイルに流す電流の向きを設定することが可能である。例えば、送電装置１０１の操作部２０９を介して電流の向きを設定することが可能であり、可変電流レギュレータ２０７は、操作部２０９を介して設定された電流の向きに基づいて、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加することが可能である。また、受電装置６０２の操作部８１２を介して電流の向きを設定することが可能であり、可変電流レギュレータ８１０は、操作部８１２を介して設定された電流の向きに基づいて、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加することが可能である。
The first polarity and the second polarity are opposite polarities. For example, when the first polarity is an N pole, the second polarity is an S pole. The
また、本格充電開始前に、送電装置および受電装置のそれぞれが、電流の向きを変えた場合の伝送効率値を、それぞれ取得して、取得した伝送効率値に基づいて、電流の向きを決定することが可能である。例えば、磁力の極性がそれぞれ異なる場合は、送電装置と受電装置との間で引力が作用して、受電装置は送電装置にしっかり保持される。一方、磁力の極性が同じ場合は、送電装置と受電装置との間で斥力が作用して、送電装置および受電装置は斥力により反発するため、この場合の伝送効率値は、引力が作用した状態の伝送効率値に比べて低くなる。取得した複数の伝送効率値のうち、より高い値を示す伝送効率値を取得した際に設定した電流の向きを、充電用の電流の向きとして決定することが可能である。 In addition, before starting full-scale charging, each of the power transmitting device and the power receiving device acquires the transmission efficiency value when the direction of the current is changed, and determines the direction of the current based on the acquired transmission efficiency value. It is possible. For example, when the polarities of the magnetic forces are different, an attractive force acts between the power transmission device and the power reception device, and the power reception device is firmly held by the power transmission device. On the other hand, when the magnetic polarities are the same, a repulsive force acts between the power transmission device and the power receiving device, and the power transmission device and the power receiving device repel each other due to the repulsive force. Lower than the transmission efficiency value. Of the plurality of acquired transmission efficiency values, it is possible to determine the direction of the current set when the transmission efficiency value indicating a higher value is acquired as the direction of the charging current.
本実施形態によれば、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、送電装置および受電装置のそれぞれの電磁石を必要な時に動作させるように制御する。これにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the present embodiment, in the alignment of the power transmission device and the power reception device, control is performed so that the respective electromagnets of the power transmission device and the power reception device are operated when necessary. As a result, it is possible to reduce the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power reception circuit, and to prevent a reduction in the efficiency of power transmission during charging. Further, since no magnetic force is generated after the charging is completed, the power receiving device placed on the power transmitting device can be easily removed.
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
１０１：送電装置、１０２：受電装置、１０３：送電アンテナ、１０４：電磁石コイル、１０５：受電アンテナ、１０６：磁性体、２０６：電磁石コイル、２０７：可変電流レギュレータ、２０８：制御部、２０９：３０５：バッテリー（電池）、３０６：充電制御部、３０９：磁性体、３１０：制御部 101: Power transmission device, 102: Power reception device, 103: Power transmission antenna, 104: Electromagnetic coil, 105: Power reception antenna, 106: Magnetic material, 206: Electromagnetic coil, 207: Variable current regulator, 208: Control unit, 209: 305: Battery (battery), 306: charge control unit, 309: magnetic body, 310: control unit
Claims (20)
前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記受電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された受電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記受電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする送電装置。 A power transmitting device that wirelessly transmits power to a power receiving device having a magnetic body,
An electromagnet capable of generating a magnetic force to attract the magnetic body;
Detecting means for detecting the power receiving device;
The magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the power transmission period in response to the request from the power receiving device detected by the detection means is started from the discovery of the power reception device by the detection means. Control means for controlling the generation of magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period until
A power transmission device comprising:
前記送電した電力値と、前記受電装置で受電された電力値とに基づいて、前記送電の効率を示す伝送効率値を算出し、前記伝送効率値に基づいて前記電磁石に印加する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。 The control means includes
A transmission efficiency value indicating the efficiency of power transmission is calculated based on the transmitted power value and the power value received by the power receiving device, and a current applied to the electromagnet is controlled based on the transmission efficiency value. The power transmission device according to claim 1.
前記算出した伝送効率値が、基準となる伝送効率値より小さい値である場合、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させることを特徴とする請求項２に記載の送電装置。 The control means includes
The current applied to the electromagnet is increased to increase the strength of the magnetic force when the calculated transmission efficiency value is smaller than a reference transmission efficiency value. Power transmission device.
前記算出した伝送効率値が、前記基準となる伝送効率値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が、設定された最大磁力である場合、警告表示を行うように表示手段の表示を制御することを特徴とする請求項３に記載の送電装置。 The control means includes
When the calculated transmission efficiency value is smaller than the reference transmission efficiency value and the magnetic force strength of the electromagnet is the set maximum magnetic force, the display of the display means is controlled to display a warning. The power transmission device according to claim 3.
前記送電装置の電磁石は、前記制御手段による電流制御により第１の極性の磁力を発生させて前記受電装置の磁性体を引きつけ、
前記受電装置は、
前記送電装置の磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記受電装置の電磁石に印加する電流を一定時間の間、制御する制御手段と、を備え、
前記受電装置の電磁石は、前記受電装置の制御手段による電流制御により前記第１の極性に対して逆の極性を示す第２の極性の磁力を発生させて前記送電装置の磁性体を引きつける
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の送電装置。 The power transmission device further includes a magnetic body,
The electromagnet of the power transmission device generates a magnetic force of the first polarity by current control by the control means to attract the magnetic body of the power reception device,
The power receiving device is:
An electromagnet capable of generating a magnetic force to attract the magnetic body of the power transmission device;
Control means for controlling the current applied to the electromagnet of the power receiving device for a certain period of time,
The electromagnet of the power receiving device generates a magnetic force having a second polarity opposite to the first polarity by current control by a control unit of the power receiving device to attract the magnetic body of the power transmitting device. The power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission device is characterized in that
前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記送電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された送電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記送電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする受電装置。 A power receiving device that wirelessly receives power transmitted from a power transmitting device having a magnetic body,
An electromagnet capable of generating a magnetic force to attract the magnetic body;
Detecting means for detecting the power transmission device;
The magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the power transmission period in response to the request from the power transmission device detected by the detection means is the start of the power transmission period from the discovery of the power transmission device by the detection means. Control means for controlling the generation of magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period until
A power receiving device comprising:
前記送電装置が送電した電力値と、前記受電装置が受電した電力値とに基づいて算出された、前記送電の効率を示す伝送効率値を前記送電装置から取得し、前記伝送効率値に基づいて前記電磁石に印加する電流を制御することを特徴とする請求項８に記載の受電装置。 The control means includes
Obtained from the power transmission device a transmission efficiency value indicating the efficiency of power transmission, calculated based on the power value transmitted by the power transmission device and the power value received by the power reception device, and based on the transmission efficiency value The power receiving device according to claim 8, wherein a current applied to the electromagnet is controlled.
前記取得した伝送効率値が、基準となる伝送効率値より小さい値である場合、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させることを特徴とする請求項９に記載の受電装置。 The control means includes
The current applied to the electromagnet is increased to increase the strength of the magnetic force when the acquired transmission efficiency value is smaller than a reference transmission efficiency value. Power receiving device.
前記取得した伝送効率値が、前記基準となる伝送効率値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が、設定された最大磁力である場合、警告表示を行うように表示手段の表示を制御することを特徴とする請求項１０に記載の受電装置。 The control means includes
When the acquired transmission efficiency value is smaller than the reference transmission efficiency value and the magnetic force strength of the electromagnet is the set maximum magnetic force, the display of the display means is controlled to display a warning. The power receiving device according to claim 10.
前記制御手段は、
前記判定手段の判定により、前記バッテリーの充電状態が閾値以上である場合に、前記一部の期間の間、前記電磁石に電流を印加する制御を行うことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の受電装置。 A determination unit for determining a charge state of a battery built in the power receiving device;
The control means includes
12. The control according to claim 9, wherein when the state of charge of the battery is equal to or greater than a threshold based on the determination by the determination unit, control is performed to apply a current to the electromagnet during the partial period. The power receiving device according to claim 1.
前記判定手段の判定により、前記バッテリーの充電状態が閾値未満である場合に、前記送電装置から送電される信号の受信の有無に基づいて、前記受電装置が受電可能なエリアに載置されているか否かを判定することを特徴とする請求項１４に記載の受電装置。 The control means includes
Whether or not the power receiving device is placed in a power receivable area based on whether or not a signal transmitted from the power transmitting device is received when the state of charge of the battery is less than a threshold, as determined by the determining means. The power receiving device according to claim 14, wherein it is determined whether or not.
前記受電装置が受電可能なエリアに載置されている場合、前記電磁石に印加する電流をゼロにするように制御し、
前記取得した伝送効率値が、伝送効率値の下限値より小さい場合、警告表示を行うように表示手段の表示を制御することを特徴とする請求項１５に記載の受電装置。 The control means includes
When the power receiving device is placed in an area where power can be received, the current applied to the electromagnet is controlled to be zero,
16. The power receiving apparatus according to claim 15, wherein when the acquired transmission efficiency value is smaller than a lower limit value of the transmission efficiency value, display of the display unit is controlled so as to display a warning.
前記受電装置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された受電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出工程における前記受電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする送電装置の制御方法。 A method of controlling a power transmission device including an electromagnet capable of generating a magnetic force that wirelessly transmits power to a power receiving device having a magnetic body and attracts the magnetic body,
A detection step of detecting the power receiving device;
The magnetic force generated from the electromagnet in at least a part of the power transmission period according to the request from the power receiving device detected in the detection step is the start of the power transmission period from the discovery of the power receiving device in the detection step. A control step of controlling the generation of magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period until,
A method for controlling a power transmission device, comprising:
前記送電装置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された送電装置からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出工程における前記送電装置の発見から前記送電期間の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする受電装置の制御方法。 A method for controlling a power receiving device including an electromagnet that wirelessly receives power transmitted from a power transmitting device having a magnetic body and generates a magnetic force that attracts the magnetic body,
A detection step of detecting the power transmission device;
The magnetic force generated from the electromagnet in at least a part of the power transmission period according to the request from the power transmission device detected in the detection step is the start of the power transmission period from the discovery of the power transmission device in the detection step. A control step of controlling the generation of magnetic force by the electromagnet so as to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet in the period until,
A method for controlling a power receiving apparatus.
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