JP6918544B2 - 給電装置およびその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、非接触で電力を供給する非接触給電システムに関する。

近年、複数のアンテナ素子で構成されるアレイアンテナを備える給電装置が、マイクロ波の電力を出力して受電装置へ非接触で電力を供給する非接触給電システムが知られている。

このような非接触給電システムは、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いる非接触給電システムよりも給電範囲が広いことが特徴の一つである。また、非接触給電システムでは給電に関する情報を非接触通信でやり取りし、給電装置が非接触通信により受電装置を検出できたとしても、給電を行うことができない範囲または給電効率が著しく低い範囲に受電装置が存在する場合が考えられる。

上記のような状況で給電装置から受電装置への給電を行う技術として、特許文献１には、通信範囲が給電可能範囲以上の場合に受電装置からの給電要求を受信すると、受電装置が給電範囲内に存在するか否かにかかわらず給電電力を出力する技術が記載されている。

特開２０１５−０４２０５０号公報

しかしながら、上記特許文献１では、給電可能な範囲に受電装置が存在しない場合にも給電装置が給電電力を出力するため、給電電力が無駄になってしまう可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、受電装置への給電を確実かつ効率よく行うことが可能な技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の給電装置は、非接触で受電装置へ電力を供給する給電手段と、前記受電装置および移動型給電装置と通信を行う通信手段と、前記通信手段により前記受電装置から受信した、前記受電装置が受電している電力に関する情報に基づき、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在するか否かを判断する判断手段と、前記判断手段が、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断した場合に、前記移動型給電装置から前記受電装置へ電力を供給するように前記移動型給電装置を制御する制御手段と、を有する。

本発明によれば、受電装置への給電を確実かつ効率よく行うことが可能となる。

本実施形態のシステム構成図。 本実施形態の主給電装置の構成を示すブロック図。 本実施形態の移動型給電装置の構成を示すブロック図。 本実施形態の受電装置の構成を示すブロック図。 実施形態１の主給電装置による給電制御処理を示すフローチャート。 実施形態１の主給電装置による給電制御処理を示すフローチャート。 実施形態１の移動型給電装置による給電制御処理を示すフローチャート。 実施形態１の受電装置による受電制御処理を示すフローチャート。 実施形態２の移動型給電装置による給電制御処理を示すフローチャート。

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。

＜システム構成＞まず、図１を参照して、本実施形態の非接触給電システムの構成について説明する。

本実施形態の非接触給電システム１００は、主給電装置２００と、主給電装置２００と無線通信を行い、給電依頼を受信する移動型給電装置３００と、主給電装置２００と移動型給電装置３００と無線通信を行い、電力の供給を受ける受電装置４００と、を含む。

主給電装置２００は、通信可能な範囲内１０１に存在する機器に対して通信部２０４を介して無線通信を行い、移動型給電装置３００と受電装置４００の存在を検出する。通信確立後、主給電装置２００は移動型給電装置３００と受電装置４００から各々の機器情報を受信する。

主給電装置２００は、受信した機器情報から受電装置４００が給電可能な機器であることを確認すると、アレイアンテナ２０３を用いてマイクロ波である給電電力を放射する。一方、主給電装置２００は、無線通信により受電装置４００から受電情報を受信し、給電効率が所定の基準値以下であると判定した場合には、受電装置４００が給電可能な範囲内１０２にいないと判定し給電電力の放射を中止する。

主給電装置２００は、給電可能な範囲内１０２に受電装置４００が存在しないと判定すると、無線通信により移動型給電装置３００へ受電装置４００に電力を供給するように給電依頼を送信する。

移動型給電装置３００は、通信部３０８を介して主給電装置２００から給電依頼を受信すると、自走部３０４を制御し、受電装置４００への給電が可能な位置に近づくよう移動し、アレイアンテナ３０３を用いて受電装置４００へ給電電力を放射する。

なお、主給電装置２００は、受信した機器情報から移動型給電装置３００も受電対象の機器であると判定した場合には、移動型給電装置３００にも給電電力を放射することが可能である。

受電装置４００は、二次電池４０４から供給される電力によって動作する電子機器である。受電装置４００は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置、携帯電話やその一種であるスマートフォンなどの通信端末、タブレット型コンピュータなどの情報端末、音声や映像を再生するモバイルプレーヤなどの電子機器であってもよい。また、受電装置４００は、二次電池４０４から供給される電力によって駆動する自動車などの移動体であってもよい。また、受電装置４００は、二次電池４０４が装着されていない場合に、主給電装置２００または移動型給電装置３００から供給される電力によって動作可能な電子機器であってもよい。

＜主給電装置２００の構成＞次に、図２を参照して、本実施形態の主給電装置２００の構成および機能を説明する。主給電装置２００としては、給電専用の装置であってもよいし、他の装置の機能を兼ねていてもよい。例えば、天井付近に設置するライト、エアコン、時計、スプリンクラー、火災報知機、等に主給電装置の機能を持たせてもよい。これらの装置は一般に光や風、水等を部屋全体にいきわたらせる目的の装置であるため、その設置箇所は部屋全体に電波が届きやすい位置である可能性が高い。そのため、本実施形態の主給電装置２００にとって好適な位置に設置されやすい。

主給電装置２００は、制御部２０１、給電部２０２、アレイアンテナ２０３、通信部２０４を備える。

制御部２０１は、ＣＰＵなどの演算処理装置やメモリなどの記憶装置を備え、メモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって、主給電装置２００の各部の動作を制御する。メモリには、コンピュータプログラムの他に、主給電装置２００の各部の動作に関するパラメータなどの情報も格納されている。

給電部２０２は、制御部２０１とアレイアンテナ２０３に接続され、制御部２０１の制御によりアレイアンテナ２０３に電力を供給する。給電部２０２は、給電対象機器の位置を特定するためにアレイアンテナ２０３が放射する第一の電力と、給電対象機器へ給電を行うためにアレイアンテナ２０３が放射する第二の電力を生成することができる。また、第二の電力は第一の電力よりも大きい電力であってもよい。

アレイアンテナ２０３は、複数のアンテナ素子を有する。複数のアンテナ素子のそれぞれは個別に給電部２０２と接続され、給電部２０２から位相や振幅が制御された電力を受信する。アレイアンテナ２０３は、アンテナ素子それぞれから出力される合成の電力を給電電力として出力する。アレイアンテナ２０３から出力される給電電力は、アンテナ素子それぞれから出力される位相や振幅が制御された電力の合成した出力であるため指向性を有する。アレイアンテナ２０３は、このように指向性を有するため、主給電装置２００は受電装置４００の方向へ給電電力である第二の電力を放射することが可能となる。なお、アンテナ素子単体では指向性があってもよいし、無指向性であってもよいものとする。

通信部２０４は、無線通信用のアンテナと通信制御部を備える。通信部２０４は、所定の無線通信規格に基づいて移動型給電装置３００と受電装置４００と無線通信を行う。所定の無線通信規格とは、例えば、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格である。主給電装置２００は、移動型給電装置３００と受電装置４００だけでなく、同じ無線通信規格に対応した電子機器であるならば無線通信が可能である。

電源部２０５は、外部の商用電源（ＡＣ電源）から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を主給電装置２００の各部へ供給する。

＜移動型給電装置３００の構成＞次に、図３を参照して、本実施形態の移動型給電装置３００の構成および機能を説明する。移動型給電装置３００としては、給電専用の装置であってもよいし、他の装置の機能を兼ねていてもよい。例えば、自走式掃除機や搬送ロボット等に移動型給電装置の機能を持たせてもよい。

移動型給電装置３００は、制御部３０１、給電部３０２、アレイアンテナ３０３、自走部３０４、受電部３０５、受電アンテナ３０６、二次電池３０７、通信部３０８を備える。

制御部３０１は、ＣＰＵなどの演算処理装置やメモリなどの記憶装置を備え、メモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって、移動型給電装置３００の各部の動作を制御する。メモリには、コンピュータプログラムの他に、移動型給電装置３００の各部の動作に関するパラメータなどの情報も格納されている。

給電部３０２は、制御部３０１とアレイアンテナ３０３に接続され、制御部３０１の制御によりアレイアンテナ３０３に電力を供給する。給電部３０２は、給電対象機器の位置を特定するためにアレイアンテナ３０３が放射する第一の電力と、給電対象機器へ給電を行うためにアレイアンテナ３０３が放射する第二の電力を生成することができる。また、第二の電力は第一の電力よりも大きい電力であってもよい。

アレイアンテナ３０３は、複数のアンテナ素子を有する。複数のアンテナ素子のそれぞれは個別に給電部３０２と接続され、給電部３０２から位相や振幅が制御された電力を受信する。アレイアンテナ３０３は、アンテナ素子それぞれから出力される合成の電力を給電電力として出力する。アレイアンテナ３０３から出力される給電電力は、アンテナ素子それぞれから出力される位相や振幅が制御された電力の合成した出力であるため指向性を有する。アレイアンテナ３０３は、このように指向性を有するため、受電装置４００の方向へ給電電力である第二の電力を放射することが可能となる。なお、アンテナ素子単体では指向性があってもよいし、無指向性であってもよい。

自走部３０４は、駆動輪、駆動輪を駆動するための駆動モータ、駆動モータの回転数センサ等で構成される。制御部３０１は、駆動モータを制御し、移動型給電装置３００の前進、後退、方向転換を行う。また、制御部３０１は、駆動モータの回転数センサから検出した駆動モータの回転数を制御し、移動型給電装置３００の加速、減速、停止を制御する。

受電部３０５は、制御部３０１と受電アンテナ３０６、二次電池３０７に接続される。受電部３０５は、受電アンテナ３０６で受電した主給電装置２００から放射された電力を受信し、受信した電力を整流平滑化して二次電池３０７に電力を供給し充電を行う。受電部３０５は、整流平滑化した電力を所定の電圧にして、制御部３０１と通信部３０８に電力を供給する構成であってもよい。また、受電部３０５は、受電した電力レベルの検出が可能であり、二次電池３０７の残量の検出も可能である。

受電アンテナ３０６は、メアンダラインアンテナや平面マイクロストリップアンテナで構成される。受電アンテナ３０６は、主給電装置２００が出力するマイクロ波の給電電力を受信し、受電部３０５に供給する。また、受電アンテナ３０６は、受電部３０５の整流部を含んでレクテナを構成してもよい。

二次電池３０７は、移動型給電装置３００に内蔵されている、もしくは着脱可能な二次電池である。二次電池３０７は再充電可能な電池であり、例えば、リチウムイオン電池などである。二次電池３０７は、移動型給電装置３００の各部に対して電力を供給することができる。

通信部３０８は、無線通信用のアンテナと通信制御部を備える。通信部３０８は、所定の無線通信規格に基づいて主給電装置２００と受電装置４００と無線通信を行う。所定の無線通信規格とは、例えば、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格である。移動型給電装置３００は、主給電装置２００と受電装置４００だけでなく、同じ無線通信規格に対応した電子機器であれば無線通信が可能である。

＜受電装置４００の構成＞次に、図４を参照して、本実施形態の受電装置４００の構成および機能を説明する。

受電装置４００は、制御部４０１、受電部４０２、受電アンテナ４０３、二次電池４０４を備える。

制御部４０１は、ＣＰＵなどの演算処理装置やメモリなどの記憶装置を備え、メモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって、受電装置４００の各部の動作を制御する。メモリには、コンピュータプログラムの他に、受電装置４００の各部の動作に関するパラメータなどの情報も格納されている。

受電部４０２は、制御部４０１と受電アンテナ４０３、二次電池４０４に接続される。受電部４０２は、受電アンテナ４０３で受電した主給電装置２００あるいは移動型給電装置３００から放射された電力を受信し、受信した電力を整流平滑化して二次電池４０４に電力を供給し充電を行う。受電部４０２は、整流平滑化した電力を所定の電圧にして、制御部４０１と通信部４０５に電力を供給する構成であってもよい。また、受電部４０２は、受電した電力レベルの検出が可能であり、二次電池４０４の残量の検出も可能である。

受電アンテナ４０３は、メアンダラインアンテナや平面マイクロストリップアンテナで構成される。受電アンテナ４０３は、主給電装置２００あるいは移動型給電装置３００が出力するマイクロ波の給電電力を受信し、受電部４０２に供給する。また、受電アンテナ４０３は、受電部４０２の整流部を含んでレクテナを構成してもよい。

二次電池４０４は、受電装置４００に内蔵されている、もしくは着脱可能な二次電池である。二次電池４０４は再充電可能な電池であり、例えばリチウムイオン電池などである。二次電池４０４は、受電装置４００の各部に対して電力を供給することができる。

通信部４０５は、無線通信用のアンテナと通信制御部を備える。通信部４０５は、所定の無線通信規格に基づいて主給電装置２００と移動型給電装置３００と無線通信を行う。所定の無線通信規格とは、例えば、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格である。受電装置４００は、主給電装置２００と移動型給電装置３００だけでなく、同じ無線通信規格に対応した電子機器であるならば無線通信が可能である。

＜主給電装置２００の動作＞次に、図５Ａを参照して、本実施形態の主給電装置２００によって実行される給電制御処理を説明する。なお、本処理は、制御部２０１がメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって実現される。後述する図５Ｂでも同様である。

Ｓ５０１では、制御部２０１は通信部２０４を制御し、通信可能範囲内１０１に存在する機器に対して通信接続要求信号を送信し、Ｓ５０２の処理へ進む。

Ｓ５０２では、制御部２０１はＳ５０１で送信した通信接続要求信号に対する応答信号を移動型給電装置３００から受信したか否かを判定する。移動型給電装置３００から応答信号を受信した場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に移動型給電装置３００が存在すると判定し、Ｓ５０３の処理に進む。応答信号を受信していない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に移動型給電装置３００が存在しないと判定し、Ｓ５１４の処理に進む。

Ｓ５０３では、制御部２０１は通信部２０４を介して移動型給電装置３００との無線通信を確立し、Ｓ５０４の処理へ進む。

Ｓ５０４では、制御部２０１はＳ５０１で送信した通信接続要求信号に対する応答信号を受信装置４００から受信したか否かを判定する。受電装置４００から応答信号を受信した場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ５０５の処理へ進む。応答信号を受信していない場合（Ｓ５０４でＮＯ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に受電装置４００が存在しないと判定し、受電装置４００から応答信号を受信するまで待機する。

Ｓ５０５では、制御部２０１は通信部２０４を介して受電装置４００との無線通信を確立し、Ｓ５０６の処理へ進む。

Ｓ５０６では、制御部２０１は給電部２０２の調整を行い、Ｓ５０７の処理へ進む。給電部２０２の調整処理の詳細は図５Ｂで後述する。

Ｓ５０７では、制御部２０１は給電部２０２を制御し、第二の電力を受電装置４００へ放射する。このとき、制御部２０１は給電効率を高めるため、第一の電力の放射よりも電力の指向性を狭めて第二の電力を放射してもよい。ここで指向性を狭めるとは、放射する電力が一番強いメインローブの半値幅が狭まることである。制御部２０１が、第二の電力を受電装置４００へ放射し、Ｓ５０８の処理へ進む。

Ｓ５０８では、制御部２０１は通信部２０４を介して受電装置４００から受電電力情報を受信する。受信した受電電力情報と、Ｓ５０７で放射した第二の電力から給電効率を算出する。算出した給電効率が所定の基準値未満の場合（Ｓ５０８でＮＯ）、制御部２０１は給電可能範囲内１０２に受電装置４００が存在しないと判定し、Ｓ５０９の処理へ進む。算出した給電効率が所定の基準値以上の場合（Ｓ５０８でＹＥＳ）、制御部２０１は給電可能範囲内１０２に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ５１０の処理へ進む。

Ｓ５０９では、制御部２０１は給電部２０２を制御し、第二の電力の放射を停止し、Ｓ５１１の処理へ進む。

Ｓ５１０では、制御部２０１は通信部２０４を制御し、移動型給電装置３００に受電装置４００への給電依頼信号を送信し、本処理を終了する。

Ｓ５１１では、制御部２０１は給電部２０２を制御し、引き続き第二の電力を受電装置４００へ放射し、Ｓ５１２の処理へ進む。

Ｓ５１２では、制御部２０１は通信部２０４を介して受電装置４００から給電終了要求信号を受信したか否かを判定する。受電装置４００から給電終了要求信号を受信した場合（Ｓ５１２でＹＥＳ）、Ｓ５１３の処理へ進む。給電終了要求信号を受信していない場合（Ｓ５１２でＮＯ）、制御部２０１は通信部２０４を介して給電終了要求信号を受信するまで第二の電力を受電装置４００へ放射し続ける。

Ｓ５１３では、制御部２０１は給電部２０２を制御し、第二の電力の放射を停止し、本処理を終了する。

Ｓ５１４では、制御部２０１は通信部２０４を介してＳ５０１で送信した通信接続要求信号に対する応答信号を受信装置４００から受信したか否かを判定する。受電装置４００から応答信号を受信した場合（Ｓ５１４でＹＥＳ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ５１５の処理に進む。応答信号を受信していない場合（Ｓ５１４でＮＯ）、制御部２０１は通信可能範囲内１０１に受電装置４００が存在しないと判定し、Ｓ５０２の処理に戻る。

Ｓ５１５からＳ５１７までの処理と、Ｓ５０５からＳ５０７までの処理は同一であるため説明は省略する。

Ｓ５１８では、制御部２０１は通信部２０４を介して受電装置４００から受電電力情報を受信する。受信した受電電力情報と、Ｓ５１７で放射した第二の電力から給電効率を算出する。算出した給電効率が所定の基準値未満の場合（Ｓ５１８でＮＯ）、制御部２０１は給電可能範囲内１０２に受電装置４００が存在しないと判定し、Ｓ５１９の処理へ進む。算出した給電効率が所定の基準値以上の場合（Ｓ５１８でＹＥＳ）、制御部２０１は給電可能範囲内１０２に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ５１１の処理へ進む。

Ｓ５１９では、制御部２０１は給電部２０２を制御し、第二の電力の放射を停止し、Ｓ５２０の処理へ進む。

Ｓ５２０では、制御部２０１は受電装置４００が通信可能範囲内１０１にあり、且つ給電可能範囲内１０２に存在しないと判定し、通信部２０４を制御し受電装置４００へ給電可能範囲内１０２に移動するよう移動要求信号を送信し、本処理を終了する。

本処理によって、受電装置４００が主給電装置２００の給電可能範囲内１０２に存在せず給電が行えない、または給電可能であるが給電効率が著しく低い場合には、移動型給電装置３００に給電依頼を送信する。これにより、移動型給電装置３００が主給電装置２００に代わって受電装置４００への給電が可能な位置まで移動して給電を実施することが可能となる。

なお、Ｓ５０７で受信した受電電力情報と主給電装置２００と受電装置４００の距離との関係を示す情報を予めメモリに格納しておき、受信した受電電力情報から主給電装置２００と受電装置４００の距離情報を算出することも可能である。算出した距離情報から、主給電装置２００と受電装置４００が所定の距離以上離れている場合に移動型給電装置３００へ給電依頼信号を送信するよう制御しても構わない。また、算出した距離情報を通信部２０４を介して移動型給電装置３００に送信することも可能である。

＜給電部の調整処理＞次に、図５Ｂを参照して、図５ＡのＳ５０６およびＳ５１６における給電部２０２の調整処理の詳細を説明する。

Ｓ５２１では、制御部２０１は給電部２０２の設定情報の初期化を行い、Ｓ５２２の処理へ進む。この初期化処理では、例えば、電力の放射方向や放射する電力量に関する設定値の初期化を行う。電力の放射方向の初期化とは、例えば電力の放射方向をアレイアンテナ２０３の平面に対して０°の方向に設定することである。放射する電力量の初期化とは、例えば第二の電力の出力範囲が０．２５Ｗから０．５Ｗの場合、最も小さい０．２５Ｗに設定することである。あるいは、更に小さい出力である第一の電力の出力値に設定してもよい。

Ｓ５２２では、制御部２０１は給電部２０２とアレイアンテナ２０３を制御し、Ｓ５２１で初期化された放射方向へ第一の電力を放射し、Ｓ５２３の処理へ進む。

Ｓ５２３では、制御部２０１は通信部２０４を介して受電装置４００から受電強度信号を受信したか否かを判定する。Ｓ５２２で第一の電力を放射した後、所定の時間以内に受電装置４００から受電強度信号を受信した場合（Ｓ５２３でＹＥＳ）、Ｓ５２４の処理へ進む。受電強度信号を受信しなかった場合（Ｓ５２３でＮＯ）、Ｓ５２８の処理へ進む。

Ｓ５２４では、制御部２０１は、Ｓ５２２で第一の電力を放射した放射方向と、Ｓ５２３で受信した受電強度信号とを関連付けてメモリに記録し、Ｓ５２５の処理へ進む。

Ｓ５２５では、制御部２０１は、設定可能な全ての放射方向へ第一の電力を放射したか否かを判定する。全ての放射方向へ第一の電力を放射した場合（Ｓ５２５でＹＥＳ）、Ｓ５２６の処理へ進む。全ての放射方向へ第一の電力を放射していない場合（Ｓ５２５でＮＯ）、Ｓ５２９の処理へ進む。

Ｓ５２６では、制御部２０１は、メモリに記録した第一の電力の放射方向と受電強度信号を組み合わせた情報を比較する。制御部２０１は、受電強度信号が最大であった放射方向の向きに受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ５２７の処理へ進む。

Ｓ５２７では、制御部２０１は第二の電力の放射方向として、Ｓ５２６で検出した方向に設定して、本処理を終了する。

Ｓ５２８では、制御部２０１は、Ｓ５２２で第一の電力を放射した放射方向と、受電強度信号を受信できなかったことを関連付けてメモリに記録し、Ｓ５２５の処理へ進む。

Ｓ５２９では、制御部２０１は、第一の電力の放射方向を未だ設定が完了していない放射方向に設定し、Ｓ５２２の処理へ戻る。

本処理によって、主給電装置２００は、受電装置４００の大まかな位置を算出し、給電方向を設定することにより、給電効率の高い給電を実施することが可能となる。

＜移動型給電装置３００の動作＞次に、図６を参照して、本実施形態の移動型給電装置３００によって実行される給電制御処理を説明する。本処理は、制御部３０１がメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって実現される。

Ｓ６０１では、制御部３０１は移動型給電装置３００の通信可能範囲内に存在する機器と通信が可能なように通信部３０８を起動し、Ｓ６０２の処理へ進む。制御部３０１は、移動型給電装置３００の通信可能範囲内に存在する機器から送信される通信接続要求信号を受信可能であり、また移動型給電装置３００の通信可能範囲内に存在する機器に対して通信接続要求信号を送信可能となるように通信部３０８を制御する。

Ｓ６０２では、制御部３０１は通信部３０８を介してＳ６０１で主給電装置２００から通信接続要求信号を受信したか否かを判定する。主給電装置２００から通信接続要求を受信した場合（Ｓ６０２でＹＥＳ）、制御部３０１は通信可能範囲内に主給電装置２００が存在すると判定し、Ｓ６０３の処理へ進む。通信接続要求を受信していない場合（Ｓ６０２でＮＯ）、制御部３０１は通信可能範囲内に主給電装置２００が存在しないと判定し、本処理を終了する。

Ｓ６０３では、制御部３０１は通信部３０８を介して主給電装置２００との無線通信を確立し、Ｓ６０４の処理へ進む。

Ｓ６０４では、制御部３０１は通信部３０８を介してＳ６０１で送信した通信接続要求信号に対する応答信号を受信装置４００から受信したか否かを判定する。受電装置４００から応答信号を受信した場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）、制御部３０１は通信可能範囲内に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ６０５の処理に進む。応答信号を受信していない場合（Ｓ６０４でＮＯ）、制御部３０１は通信可能範囲内に受電装置４００が存在しないと判定し、受電装置４００から応答信号を受信するまで待機する。

Ｓ６０５では、制御部３０１は通信部３０８を介して受電装置４００との無線通信を確立し、Ｓ６０６の処理へ進む。

Ｓ６０６では、制御部３０１は通信部３０８を介して主給電装置２００から給電依頼信号を受信したか否かを判定する。主給電装置２００から給電依頼信号を受信した場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、制御部３０１は給電対象機器が存在すると判定し、Ｓ６０７の処理へ進む。給電依頼信号を受信しない場合（Ｓ６０６でＮＯ）、制御部３０１は給電対象機器が存在しないと判定し、本処理を終了する。

Ｓ６０７からＳ６０８までの処理は、Ｓ５０６からＳ５０７までの処理と同様である。

Ｓ６０９では、制御部３０１は通信部３０８を介して受電装置４００から受電電力情報を受信する。受信した受電電力情報と、Ｓ６０８で放射した第二の電力から給電効率を算出する。算出した給電効率が所定の基準値未満の場合（Ｓ６０９でＮＯ）、制御部３０１は給電可能範囲内に受電装置４００が存在しないと判定し、Ｓ６１０の処理へ進む。算出した給電効率が所定の基準値以上の場合（Ｓ６０９でＹＥＳ）、制御部３０１は給電可能範囲内に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ６１５の処理へ進む。

Ｓ６１０では、制御部３０１は給電部３０２を制御し、第二の電力の放射を停止し、Ｓ６１１の処理へ進む。

Ｓ６１１では、制御部３０１は自走部３０４を制御し、Ｓ６０７で算出した受電装置４００の位置に向けて移動を行い、Ｓ６１２の処理へ進む。

Ｓ６１２では、制御部３０１は再度給電部３０２の調整処理を実施する。Ｓ６１２からＳ６１３の処理は、Ｓ６０７からＳ６０８の処理と同様である。

Ｓ６１４では、制御部３０１は通信部３０８を介して受電装置４００から受電電力情報を受信する。受信した受電電力情報と、Ｓ６１３で放射した第二の電力から給電効率を算出する。算出した給電効率が所定の基準値未満の場合（Ｓ６１４でＮＯ）、制御部３０１は給電可能範囲内に受電装置４００が存在しないと判定し、Ｓ６１０の処理へ戻る。算出した給電効率が所定の基準値以上の場合（Ｓ６１４でＹＥＳ）、制御部３０１は給電可能範囲内に受電装置４００が存在すると判定し、Ｓ６１５の処理へ進む。

Ｓ６１５では、制御部３０１は給電部３０２を制御し、引き続き第二の電力を受電装置４００へ放射し、Ｓ６１６の処理へ進む。

Ｓ６１６では、制御部３０１は通信部３０８を介して受電装置４００から給電終了要求信号を受信したか否かを判定する。受電装置４００から給電終了要求信号を受信した場合（Ｓ６１６でＹＥＳ）、制御部３０１は受電装置４００への給電が完了したと判定し、Ｓ６１７の処理へ進む。給電終了要求信号を受信しない場合（Ｓ６１６でＮＯ）、制御部３０１は受電装置４００からの給電終了要求信号の受信を検出するまで給電部３０２を制御し、第二の電力を受電装置４００へ放射し続ける。

Ｓ６１７では、制御部３０１は給電部３０２を制御し、第二の電力の放射を停止し、本処理を終了する。

本処理によって、受電装置４００が主給電装置２００の給電可能範囲内１０２に存在せず給電が行えない、または給電可能であるが給電効率が著しく低い場合に、移動型給電装置３００が主給電装置２００に代わって受電装置４００への給電が可能な位置まで移動して給電を実施することが可能となる。

なお、本フローチャートの説明では、移動型給電装置３００は、Ｓ６０４、Ｓ６０５で受電装置４００と通信を確立してから移動を開始している。これに対して、Ｓ６０３で主給電装置２００と通信確立後に、主給電装置２００がＳ５０６で算出した受電装置４００の位置情報を主給電装置２００から受信し、受電装置４００との通信確立前に移動を開始してもよい。

また、Ｓ６１６では、受電装置４００からの給電終了要求信号を受信して給電完了を判定しているが、Ｓ６１３で第二の電力を放射した後、所定の時間が経過後に電力放射を終了するよう制御してもよい。

＜受電装置４００の動作＞次に、図７を参照して、本実施形態の受電装置４００によって実行される受電制御処理を説明する。本処理は、制御部４０１がメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって実現される。

Ｓ７０１では、制御部４０１は受電装置４００の通信可能範囲内に存在する機器と通信が可能なように通信部４０５を起動し、Ｓ７０２の処理へ進む。制御部４０１は、通信可能範囲内に存在する機器から送信される通信接続要求信号を受信可能となるように通信部４０５を制御する。

Ｓ７０２では、制御部４０１は通信部４０５を介して主給電装置２００または移動型給電装置３００から通信接続要求信号を受信したか否かを判定する。
主給電装置２００または移動型給電装置３００から通信接続要求信号を受信した場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、制御部４０１は通信可能範囲内に主給電装置２００または移動型給電装置３００が存在すると判定し、Ｓ７０３の処理へ進む。通信接続要求信号を受信していない場合（Ｓ７０２でＮＯ）、制御部４０１は通信可能範囲内に主給電装置２００または移動型給電装置３００が存在しないと判定し、主給電装置２００または移動型給電装置３００からの通信接続要求信号を受信するまで待機する。

Ｓ７０３では、制御部４０１は通信部４０５を介して主給電装置２００または移動型給電装置３００との無線通信を確立し、Ｓ７０４の処理へ進む。

Ｓ７０４では、制御部４０１は受電アンテナ４０３を介して、Ｓ７０２で通信を確立した主給電装置２００または移動型給電装置３００から放射される第一の電力を受信したか否かを判定する。給電装置２００または移動型給電装置３００から放射される第一の電力を受信した場合（Ｓ７０４でＹＥＳ）、制御部４０１は主給電装置２００または移動型給電装置３００の給電可能範囲内に受電装置４００が存在していると判定し、Ｓ７０５の処理へ進む。第一の電力を受信していない場合（Ｓ７０４でＮＯ）、制御部４０１は主給電装置２００または移動型給電装置３００の給電範可能囲内に受電装置４００が存在しないと判定し、本処理を終了する。

Ｓ７０５では、制御部４０１はＳ７０４で受信した第一の電力の電力レベルを検出し、検出した受電レベル情報を受電強度信号として通信部４０５を介して主給電装置２００または移動型給電装置３００に送信し、Ｓ７０６の処理へ進む。

Ｓ７０６では、制御部４０１はＳ７０４の処理と同様に、受電アンテナ４０３を介して、主給電装置２００または移動型給電装置３００から第一の電力を再度受信したか否かを判定する。給電装置２００または移動型給電装置３００から第一の電力を再度受信した場合（Ｓ７０６でＹＥＳ）、Ｓ７０５の処理へ戻る。第一の電力を受信していない場合（Ｓ７０６でＮＯ）、制御部４０１は主給電装置２００の給電部２０２の調整処理または移動型給電装置３００の給電部３０２の調整処理が終了したと判定し、Ｓ７０７の処理に進む。

Ｓ７０７では、制御部４０１は受電アンテナ４０３を介して、主給電装置２００または移動型給電装置３００から放射される第二の電力を受信する。制御部４０１は、受信した電力を二次電池４０４に供給し、Ｓ７０８の処理へ進む。

Ｓ７０８では、制御部４０１はＳ７０７で受信した第二の電力の電力レベルを検出し、検出した電力レベル情報を受電電力情報として通信部４０５を介して主給電装置２００または移動型給電装置３００に送信し、Ｓ７０９の処理へ進む。

Ｓ７０９では、制御部４０１は受電アンテナ４０３を介して、主給電装置２００または移動型給電装置３００から放射される第二の電力を引き続き受信しているか否かを判定する。主給電装置２００または移動型給電装置３００から第二の電力を引き続き受信している場合（Ｓ７０９でＹＥＳ）、制御部４０１は二次電池４０４への充電処理を継続し、Ｓ７１０の処理へ進む。第二の電力を受信していない場合（Ｓ７０９でＮＯ）、制御部４０１は主給電装置２００または移動型給電装置３００の給電処理が終了したと判定し、本処理を終了する。

Ｓ７１０では、制御部４０１は二次電池４０４の残量を検出し、二次電池４０４の残量が所定量以上である場合（Ｓ７１０でＹＥＳ）、制御部４０１は受電部４０２を制御し二次電池４０４への充電処理を終了し、Ｓ７１１の処理へ進む。二次電池４０４の残量が所定量未満である場合（Ｓ７１０でＮＯ）、制御部４０１は二次電池４０４への充電処理を継続する。

Ｓ７１１では、制御部４０１は通信部４０５を介して、主給電装置２００または移動型給電装置３００へ給電終了要求信号を送信し、本処理を終了する。

本処理によって、受電装置４００は給電装置から放射される電力を受信し、二次電池４０４を充電することが可能である。

また、主給電装置２００から受信した移動要求信号を基に、移動要求情報を不図示の通知部に表示させるよう制御しても構わない。

［実施形態２］次に、実施形態２の移動型給電装置３００による給電制御処理を説明する。

上記実施形態１では、移動型給電装置３００は主給電装置２００から給電依頼信号を受信すると、受電装置４００への給電が可能な位置に近づくよう移動し給電処理を実行した。しかしながら、移動型給電装置３００が、例えば自走型掃除機や自走ロボットなど、給電以外の機能（例えば、掃除機能）を実行可能な機器であることも考えられる。このため、主給電装置２００から給電依頼信号を受信したとしても、給電以外の動作のために移動することができない可能性がある。

そこで、実施形態２では、図６で説明した給電制御処理に加え、移動型給電装置３００が移動することができない場合に給電以外の動作を優先するか、移動を優先するかの優先順位付けを行う処理を説明する。

図８は、実施形態２の移動型給電装置３００によって実行される給電制御処理を示すフローチャートである。本処理は、制御部３０１がメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行することによって実現される。なお、図８のＳ８０８からＳ８１８の処理は、図６のＳ６０７からＳ６１７の処理と同様であるため説明を省略する。また、移動型給電装置３００の構成および機能も図３と同様である。以下では、移動型給電装置３００を掃除機能を有する自走型掃除機とした例を説明する。

Ｓ８０１では、制御部３０１は通信部３０８を介して主給電装置２００から給電依頼信号を受信したか否かを判定する。主給電装置２００から給電依頼信号を受信した場合（Ｓ８０１でＹＥＳ）、制御部３０１は給電対象機器が存在すると判定し、Ｓ８０３の処理へ進む。給電依頼信号を受信しない場合（Ｓ８０１でＮＯ）、制御部３０１は給電対象機器が存在しないと判定し、本処理を終了する。

Ｓ８０２では、制御部３０１は二次電池３０７の残量を検出し、二次電池３０７の残量が所定量未満である場合（Ｓ８０２でＹＥＳ）、Ｓ８０２の処理へ進み、二次電池３０７の残量が所定量以上である場合（Ｓ８０２でＮＯ）、Ｓ８０４の処理へ進む。

Ｓ８０３では、制御部３０１は通信部３０８を介して通信可能範囲内に存在する主給電装置２００以外の給電装置に対して給電依頼信号を送信し、本処理を終了する。また、同時に主給電装置２００に対して給電依頼を受けられない旨を示す信号を送信してもよい。

Ｓ８０４では、制御部３０１は給電以外の所定の動作を実行しているか否かを判定し、給電以外の動作を実行している場合（Ｓ８０４でＹＥＳ）、Ｓ８０５の処理へ進み、実行していない場合（Ｓ８０４でＮＯ）、Ｓ８０８の処理へ進む。

Ｓ８０５では、制御部３０１は通信部３０８を介して受電装置４００から二次電池４０４の残量に関する情報を受信する。受電装置４００から取得した情報に基づき、二次電池４０４の残量が所定量未満である場合（Ｓ８０５でＹＥＳ）、制御部３０１は受電装置４００への給電処理が必要であると判定し、Ｓ８０７の処理へ進む。二次電池４０４の残量が所定量以上である場合（Ｓ８０５でＮＯ）、制御部３０１は受電装置４００への給電処理の必要がないと判定し、Ｓ８０６の処理へ進む。

Ｓ８０６では、制御部３０１は引き続き給電以外の所定の動作を実行し、本処理を終了する。

Ｓ８０７では、制御部３０１は受電装置４００への給電処理を実行するため所定の動作を中断し、Ｓ８０８の処理へ進む。

Ｓ８０８にからＳ８１８までの処理は、Ｓ６０７からＳ６１７までの処理と同様であるため説明を省略する。

本処理によって、移動型給電装置３００が給電以外の他の動作を実行している場合であっても、適切に給電機能と給電以外の機能を使い分けることが可能である。

なお、Ｓ８０２では、二次電池３０７が所定量未満である場合であっても、自走部３０４を停止させその場で給電処理を実行し、主給電装置２００より給電効率が高いと判定した場合には給電処理を継続してもよい。

また、Ｓ８０７では、給電以外の動作を実行中の場合でも、給電処理と同時に実行可能な動作であれば、給電処理と給電以外の動作を同時に実行してもよい。

なお、上述した実施形態１、２では、主給電装置２００は自走部を有さない構成として説明を行ったが、自走部を備えていてもよい。その場合、主給電装置２００は、受電装置４００への給電効率を算出した後、受電装置４００へ給電が可能な位置に近づくように移動を行い、給電処理を再度実行する。移動した後の給電処理によっても給電効率が上がらない場合には、移動型給電装置３００へ給電依頼信号を送信するようにしてもよい。

［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。

２００…主給電装置、２０２…給電部、２０１…制御部、２０４…通信部、３００…移動型給電装置、３０１…制御部、３０２…給電部、３０４…自走部、３０８…通信部、４００…受電装置、４０１…制御部、４０２…受電部、４０４…二次電池、４０５…通信部

Claims (9)

1. 非接触で受電装置へ電力を供給する給電手段と、
   前記受電装置および移動型給電装置と通信を行う通信手段と、
   前記通信手段により前記受電装置から受信した、前記受電装置が受電している電力に関する情報に基づき、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在するか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段が、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断した場合に、前記移動型給電装置から前記受電装置へ電力を供給するように前記移動型給電装置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする給電装置。
2. 前記制御手段は、前記判断手段により前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断された場合には、前記受電装置へ電力を供給するように前記移動型給電装置へ給電依頼を送信することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記判断手段は、前記通信手段により前記受電装置から受信した、前記受電装置が受電している電力に関する情報に基づき、前記受電装置への給電効率が所定の値以下の場合であることを算出した場合に、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在しないと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置。
4. 前記制御手段は、前記判断手段により前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断された場合には、前記通信手段を介して前記受電装置へ移動要求を送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給電装置。
5. 外部の電源に接続される接続手段をさらに備え、
   前記給電装置は、前記接続手段により接続された外部の電源より供給された電力で動作することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の給電装置。
6. 位置を移動するための自走手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記自走手段により移動した後に前記判断手段により前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断された場合には、前記移動型給電装置へ給電依頼を送信することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の給電装置。
7. 前記給電手段は、前記移動型給電装置へ電力の供給を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の給電装置。
8. 非接触で受電装置へ電力を供給する給電手段と、
   前記受電装置および移動型給電装置と通信を行う通信手段と、を有する給電装置の制御方法であって、
   前記通信手段により前記受電装置から受信した、前記受電装置が受電している電力に関する情報に基づき、前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在するか否かを判断するステップと、
   前記判断するステップにおいて前記受電装置が前記給電手段による給電範囲内に存在していないと判断した場合に、前記移動型給電装置から前記受電装置へ電力を供給するように前記移動型給電装置を制御するステップと、を有することを特徴とする給電装置の制御方法。
9. 給電手段と通信手段を有する給電装置のコンピュータを、請求項１から７のいずれか１項に記載された給電装置として機能させるためのプログラム。

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