JP2014054095A - 送電装置、車両および非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】送電装置から車両へ非接触で電力を供給する非接触給電システムにおいて、送電装置と車両とのペアリングを適切に行なう。
【解決手段】非接触給電システム１０は、送電装置２００から車両１００へ非接触で電力を供給する。送電装置２００および車両１００は、無線通信により互いに情報の授受が可能に構成される。車両１００には、車両に関する情報が予め記憶されたＲＦＩＤタグ１５５が設けられる。送電装置２００は、ＩＤタグからの情報を非接触で読出すためのＲＦＩＤリーダ２７０を含む。送電ＥＣＵ２４０は、ＩＤタグ１５５からの情報に示される車両情報が、無線通信により受信した情報に示される車両情報に対応する場合に、当該車両１００が送電装置２００から電力供給されるべき車両であると認識する。
【選択図】図１

Description

本発明は、送電装置、車両および非接触給電システムに関し、より特定的には、非接触給電システムにおける送電装置と車両との間のペアリング技術に関する。

電源コードや送電ケーブルを用いない非接触のワイヤレス電力伝送が近年注目されており、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）によって車載の蓄電装置を充電可能な電気自動車やハイブリッド車両等への適用が提案されている。

非接触での電力伝送においては、送電装置と受電装置との間の認識（ペアリング）を適切に行なうことが必要とされる。

特開２００７−１９７１９号公報（特許文献１）は、携帯端末装置と、盗難防止用の当該携帯端末装置のユーザを認識するための携帯可能な無線通信ユニットとを備えるシステムにおいて、認証対象の携帯端末装置が特定エリア内にいることを、無線通信ユニットに供えられたＲＦＩＤからの信号によって判断する技術を開示する。

特開２００７−１９７１９号公報

車両へ非接触で電力を供給する非接触給電システムにおいては、車両と送電装置との間で無線通信によって情報の授受を行ない、電力の授受を行なう相手を互いに認識してペアリングが行なわれる。このようなシステムでは、複数の車両または複数の送電装置と通信を行なう必要があるため、一般的に比較的広範囲の通信可能領域を有する無線通信が用いられる。

しかしながら、このような広域無線通信を用いた場合、実際に電力を供給すべき対象車両とは異なる車両とペアリングがなされる可能せいがある。車両と送電装置との間のペアリングが正しく行なわれない場合には、送電装置から電力供給すべき車両へ適切に電力供給が行なわれない状態が生じ得る。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する非接触給電システムにおいて、送電装置と車両とのペアリングを適切に行なうことである。

本発明による送電装置は、非接触で車両に電力を供給することが可能であって、車両に非接触で電力を供給する送電部と、車両に設けられたＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出す読出部と、車両と無線通信により情報の授受を行なう通信部と、車両への電力供給を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ＩＤタグからの情報において示される車両情報が、通信部により受信した情報において示される車両情報に対応する場合は、車両が制御装置から電力供給されるべき車両であると認識する。

好ましくは、制御装置は、ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合には、車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を解除する。

好ましくは、制御装置は、ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、車両における受電電力が増加中であるとき、および、受電電力が所定レベル以上であるときの少なくとも一方の条件が成立するときには、車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する。

好ましくは、制御装置は、ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、送電部と車両との間の距離が近づいているとき、および、距離が所定距離を下回るときの少なくとも一方の条件が成立するときには、車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する。

好ましくは、制御装置は、ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、所定時間が経過するまでは、車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する。

好ましくは、読出部とＩＤタグとの間の通信可能距離は、通信部の無線通信による通信可能距離よりも短い。

好ましくは、制御装置は、電力供給すべき車両が認識されていない場合は、通信部により受信相手を特定せずに無線通信を行ない、電力供給すべき車両が認識されている場合は、通信部により受信相手を特定して無線通信を行なう。

好ましくは、送電装置は、車両が送電部上方への駐車動作を行なう際に、車両と送電部との位置合わせを支援するために、車両に搭載された蓄電装置を充電するときに使用する電力よりも小さい電力を車両に供給する。車両は、送電装置からの受電状態に基づいて駐車すべき位置を判定する。

好ましくは、車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含む。送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。

好ましくは、車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含む。送電部と受電部との結合係数は０．１以下である。

好ましくは、車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含む。受電部は、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。

本発明による非接触給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する。非接触給電システムは、送電装置から車両への電力供給を制御する制御装置を備える。車両は、車両に関する情報が予め記憶されたＩＤタグを含む。送電装置は、ＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出すための読出部を含む。送電装置および車両は、無線通信により互いに情報の授受が可能に構成される。制御装置は、ＩＤタグからの情報に示される車両情報が、無線通信により受信した情報に示される車両情報に対応する場合に、車両が送電装置から電力供給されるべき車両であると認識する。

本発明による車両は、送電装置から非接触で電力を受電することが可能であって、送電装置から非接触で電力を受電する受電部と、受電部で受電した電力を蓄えるための蓄電装置と、送電装置に設けられたＩＤタグに予め記憶された情報を読出すための読出部と、送電装置と無線通信により情報の授受を行なう通信部と、送電装置から受電した電力を用いた蓄電装置の充電を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、ＩＤタグからの情報において示される送電装置についての情報が、通信部により受信した情報において示される送電装置についての情報に対応する場合は、送電装置が車両へ電力を供給すべき送電装置であると認識する。

本発明による非接触給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する。非接触給電システムは、送電装置から車両への電力供給を制御する制御装置とを備える。送電装置は、送電装置に関する情報が予め記憶されたＩＤタグを含む。車両は、ＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出すための読出部を含む。送電装置および車両は、無線通信により互いに情報の授受が可能に構成される。制御装置は、ＩＤタグからの情報に示される送電装置について情報が、無線通信により受信した情報に示される送電装置について情報に対応する場合に、送電装置が車両へ電力を供給すべき送電装置であると認識する。

本発明よれば、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する非接触給電システムにおいて、送電装置と車両とのペアリングを適切に行なうことができる。

本発明の実施の形態１に従う非接触給電システムの全体構成図である。 実施の形態１に従う非接触給電システムの他の例の全体構成図である。 送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。 電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。 実施の形態１において、送電装置および車両で実行される認証制御処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う非接触給電システムの全体構成図である。 実施の形態２において、送電装置および車両で実行される認証制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
（非接触給電システムの構成）
図１は、本実施の形態に従う非接触給電システム１０の全体構成図である。図１を参照して、非接触給電システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。

送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０とを含む。電源装置２１０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、商用電源４００から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力を送電部２２０へ供給する。そして、送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を供給する。

電源装置２１０は、通信部２３０と、制御装置である送電ＥＣＵ２４０と、電源部２５０と、整合器２６０とをさらに含む。また、送電部２２０は、共振コイル２２１と、キャパシタ２２２と、電磁誘導コイル２２３とを含む。

電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、商用電源４００などの交流電源から受ける電力を高周波の電力に変換する。そして、電源部２５０は、その変換した高周波電力を、整合器２６０を介して電磁誘導コイル２２３へ供給する。

また、電源部２５０は、図示されない電圧センサ，電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒを送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

整合器２６０は、送電部２２０の入力インピーダンスを調整するためのものであり、典型的には、リアクトルとキャパシタとを含んで構成される回路を有する。整合器２６０によるインピーダンス調整は固定であってもよいし、可変であってもよい。整合器２６０が可変である場合には、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＳＥ１０に基づいてインピーダンスが調整される。なお、電源部２５０が整合器２６０の機能を含む構成であってもよい。

電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル２２３は、電源部２５０から供給された高周波電力を、電磁誘導によって共振コイル２２１に伝達する。

共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から伝達された電力を、車両１００の受電部１１０に含まれる共振コイル１１１へ非接触で電力を転送する。なお、受電部１１０と送電部２２０との間の電力伝送については、図３を用いて後述する。

通信部２３０は、送電装置２００と車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、通信部１６０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部２３０は、車両１００側の通信部１６０から送信される車両情報、ならびに、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、受信したこれらの情報を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０からの送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒ等の情報を車両１００へ送信する。

また、送電装置２００は、車両１００に設けられるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線周波数識別）タグ１５５（以下、単に「ＲＦＩＤ」とも称する。）の情報を非接触で読出すための読出部であるＲＦＩＤリーダ２７０をさらに含む。ＲＦＩＤリーダ２７０は、図示しないアンテナを含み、このアンテナを用いてたとえば電磁誘導により車両１００のＲＦＩＤ１５５に電力を送信するとともに、それに応答してＲＦＩＤ１５５から送信される情報をアンテナで受信する。ＲＦＩＤを用いた通信は、通信部２３０による通信に比べて通信可能距離が短い。ＲＦＩＤリーダ２７０は、ＲＤＩＤ１５５から受信した情報ＳＩＧ１０を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

送電ＥＣＵ２４０は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、電源装置２１０における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

車両１００は、上記のＲＦＩＤ１５５に加えて、受電部１１０と、整合器１７０と、整流器１８０と、充電リレーＣＨＲ１８５と、蓄電装置１９０と、システムメインリレーＳＭＲ１１５と、パワーコントロールユニットＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、制御装置である車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、通信部１６０と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６とを含む。受電部１１０は、共振コイル１１１と、キャパシタ１１２と、電磁誘導コイル１１３とを含む。

また、本実施の形態においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車などが含まれる。

共振コイル１１１は、送電装置２００に含まれる共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。

電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。この電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１により受電された電力を電磁誘導により取出し、整合器１７０を介して整流器１８０へ出力する。

整合器１７０は、共振コイル１１１により受電された電力を供給する負荷の入力インピーダンスを調整するためのものであり、送電側の整合器２６０と同様に、たとえばキャパシタとリアクトルとを含む回路を有する。

整流器１８０は、整合器１７０を介して電磁誘導コイル１１３から受けた交流電力を整流し、その整流された直流電力を蓄電装置１９０に出力する。整流器１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む静止型の回路構成とすることができる。整流器１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流器１８０が受電部１１０に含まれる場合には、発生する電磁場に伴うスイッチング素子の誤動作等を防止するために、ダイオードブリッジのような静止型の整流器とすることがより好ましい。

ＣＨＲ１８５は、整流器１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１８５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流器１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。

蓄電装置１９０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１９０は、整流器１８０に接続される。そして、蓄電装置１９０は、受電部１１０で受電されかつ整流器１８０で整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１９０の出力は、たとえば２００Ｖ程度である。

蓄電装置１９０には、いずれも図示しないが、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび入出力される電流ＩＢを検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる。これらの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称する。）を演算する。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータやインバータを含む。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて蓄電装置１９０からの電圧を変換する。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、コンバータで変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。

モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１９０の充電電力に変換される。

また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１９０を充電することも可能である。

通信部１６０は、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、送電装置２００の通信部２３０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報ＩＮＦＯには、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号などが含まれる。

ＲＦＩＤ１５５は、いずれも図示しないが、アンテナと車両情報が予め記憶された記憶部とを含み。ＲＦＩＤ１５５は、送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０からアンテナを通して電力が供給されると、アンテナを通して記憶部に記憶された情報を送信する。ＲＦＩＤ１５５は、たとえば、車両１００の外表面に配置される。なお、ＲＦＩＤ１５５の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。複数のＲＦＩＤ１５５が設けられる場合は、たとえば、車両１００の前部端面や後部端面、あるいは側面など、互いに異なる位置に配置することがより好ましい。

車両ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

電圧センサ１９５は、電磁誘導コイル１１３に並列に接続され、受電部１１０で受電された受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、電磁誘導コイル１１３と整合器１７０とを結ぶ電力線に設けられ、受電電流Ｉｒｅを検出する。受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅの検出値は、車両ＥＣＵ３００に送信され、電力伝送効率の演算等に用いられる。

なお、図１においては、受電部１１０および送電部２２０に、電磁誘導コイル１１３，２２３がそれぞれ設けられる構成を示したが、図２の非接触給電システム１０Ａにおける受電部１１０Ａおよび送電部２２０Ａのように電磁誘導コイルが設けられない構成とすることも可能である。この場合には、送電部２２０Ａにおいては共振コイル２２１Ａが整合器２６０を介して電源部２５０に接続され、受電部１１０においては共振コイル１１１Ａが整流器１８０を介して整流器１８０に接続される。

また、図２に示されるように、車両におけるインピーダンス調整手段として、図１における整合器１７０に代えて、整流器１８０により整流された直流電圧の電圧変換を行なうＤＣ／ＤＣコンバータ１７０Ａが設けられる構成であってもよい。

（電力伝送の原理）
図３は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図３を参照して、送電装置２００の送電部２２０は、共振コイル２２１と、キャパシタ２２２と、電磁誘導コイル２２３とを含む。

電磁誘導コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。

なお、電磁誘導コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。

車両１００の受電部１１０は、共振コイル１１１と、キャパシタ１１２と、電磁誘導コイル１１３とを含む。共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。

電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷装置１１８へ出力する。なお、電気負荷装置１１８は、受電部１１０によって受電された電力を利用する電気機器であり、具体的には、整流器１８０（図２）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。

なお、電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル１１３を設けずに共振コイル１１１に整流器１８０を直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。

送電装置２００において、電源装置２１０から電磁誘導コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、電磁誘導コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷装置１１８へ伝送される。

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。

図４および図５を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図４は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図５は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図４を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。

図５に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図５から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図３を参照して、送電装置２００の送電部２２０および車両１００の受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との結合係数κは０．１以下が好ましく、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図６は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図６を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。

なお、上記の説明では、共振コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共振コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。

図７は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。そして、送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

（車両と送電装置との間の認証制御の説明）
上述のように、非接触給電システムにおいては、電力伝送が非接触であるので、送電装置と車両との間における各種の情報の授受についても、通信部による無線通信で行なわれる場合が一般的である。しかしながら、通信部を用いた通信においては、たとえば、送電装置が利用可能であることを複数の車両に通知するため、あるいは車両が複数の送電装置のうち利用可能な送電装置を探索するために、通信可能範囲が比較的広範囲となるように設計される。この通信範囲の広さのために、送電装置が通信により電力供給対象と認識している車両と、当該送電装置が設置された駐車スペースに駐車されて実際に電力供給を行なおうとしている車両とが不一致となってしまう可能性がある。具体的には、隣接する他の送電装置の駐車スペースに駐車している車両を、電力供給対象の車両と認識してしまう可能性がある。

このような状態となると、車両の仕様や充電状態を適切に把握することができないために、充電動作が正しく行なわれなかったり、過充電などによる機器の破損や劣化を招いたりするおそれがある。

あるいは、たとえばユーザが充電を行なうために送電装置の駐車スペースへの駐車動作を開始した後に、何らかの理由により充電を中止して車両を移動させたような場合には、車両と送電装置との間で不必要に認識（ペアリング）が継続されてしまい、他の車両による当該送電装置の利用機会が減少してしまうおそれがある。

したがって、非接触給電システムにおいては、送電装置と車両との間におけるお互いのペアリング、およびその設定／解除のタイミングを正しくすることが重要となる。

この目的のために、図１または図２の構成のように、ＲＦＩＤのような、通信部よりも狭い通信可能範囲を有する他の通信手段を併用することによって、ペアリングの信頼性を向上させる手法が検討されている。

ＲＦＩＤのような狭い通信範囲を有する通信手段においては、隣接する駐車スペースに駐車している車両との通信は行なうことができないので、誤ったペアリングを防止することができる。

一方で、通信範囲が狭いことに起因して、電波状況や周囲のノイズ等による影響のために、通信が一時的に途絶えてしまう場合が起こり得る。そうすると、誤ってペアリングが解除されてしまう可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、通信部による広域通信とともにＲＦＩＤのような狭域通信を併用してペアリングを行なう非接触給電システムにおいて、車両の受電状態を考慮してペアリングの解除を判断するような認証制御を実行する。

図８は、実施の形態１において、送電装置２００および車両１００で実行される認証制御処理を説明するためのフローチャートである。図８および後述する図１０に示されるフローチャート中の各ステップについては、主に車両ＥＣＵ３００および送電ＥＣＵ２４０に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期もしくは所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。なお、図８において、車両１００におけるステップＳ１８０，Ｓ１９０は、ＲＦＩＤ１５５において処理される。

図１および図８を参照して、まず車両１００における処理について説明する。車両１００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、通信部１６０を用いた無線通信により送電装置（以下、「充電スタンド」または「スタンド」とも称する。）の探索を開始する。具体的には、車両１００は、相手スタンドを特定せずに、当該車両を識別するための車両ＩＤを含む応答要求情報を、たとえば所定間隔で継続的に送信する。

そして、車両１００は、ユーザの操作によって、非接触充電を行なうために特定のスタンドの駐車スペースへの駐車動作を開始する（Ｓ１１０）。この駐車動作を実行中に、送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０によって、車両１００側のＲＦＩＤ１５５に記憶された車両情報が読み取られる（Ｓ１８０）。なお、後述するように、送電装置２００においては、Ｓ１００で車両１００から無線送信で送信された車両情報とＲＦＩＤ１５５から読み取った車両情報とが対応しており、同一の車両であると認識されると、たとえば当該車両の車両ＩＤと自スタンドのスタンドＩＤとを付加することによって相手車両を特定した接続要求情報の無線送信（ポーリング）が実行される（Ｓ２１０，Ｓ２２０）。

車両１００は、Ｓ１２０にて、自車両を特定した接続要求情報をスタンドから受信したか否かを判定する。

接続要求情報を受信していない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、処理がＳ１００に戻されて、車両１００は、スタンドへの応答要求情報を送信しながら駐車動作を継続する。

接続要求情報を受信した場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、車両１００は、現在駐車を行なっている駐車スペースに設けられたスタンドにおいて、電力供給対象車両が自車両であると認識されていると判断する。そして、車両１００は、Ｓ１３０にて、相手スタンドを特定した無線通信を開始する。これによって、送電装置２００と車両１００との１対１通信が開始され、ペアリングが完了する。

その後、車両１００は、Ｓ１４０にて、スタンドからテスト送電によって供給される電力を用いて、送電装置２００の送電部２２０と車両１００の受電部１１０との位置合わせ処理を実行する。

ここで、テスト送電とは、送電装置２００が、当該位置合わせ処理のために、実際に蓄電装置１９０を充電する際に用いる電力よりも小さい電力を送電することを意味する。送電部２２０と受電部１１０との距離が変化すると、それに応じて送電部２２０と受電部１１０との間のインピーダンスが変化するため、車両１００で受電される受電電力（すなわち、伝送効率）が変化する。そして、送電部２２０と受電部１１０との位置関係（距離）が、設計上の最適距離に近づくほど車両１００における受電電力（伝送効率）が大きくなる。そのため、駐車動作を実行中に、車両１００の受電電力を監視することで、送電部２２０と受電部１１０との位置合わせを行なうことができる。

車両１００は、Ｓ１５０にて、受電電力に基づいて駐車位置が適切な位置に到達したか否かを判定する。たとえば、受電電力あるいは伝送効率が、予め定められた基準値を上回っている場合に、駐車位置が適切であると判定される。

駐車位置が適切でない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、処理がＳ１４０に戻されて、駐車動作を継続して位置合わせ処理を続行する。

なお、位置合わせ処理を実行している間も、送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０によって、ＲＦＩＤ１５５の情報が継続的に読出される（Ｓ１９０）。

一方、駐車位置が適切な場合（Ｓ１５０にてＹＥＳ）は、車両１００は、たとえば、ランプや表示パネルを用いた表示装置（図示せず）、および／または、チャイムやブザーを用いた警報装置（図示せず）によって、ユーザに駐車動作の終了を促す。

そして、ユーザにより駐車動作完了を示す操作がなされると、車両１００は、送電装置２００へ駐車完了情報を送信する（Ｓ１６０）。なお、駐車動作完了を示す操作としては、たとえば、シフトレバーがパーキングポジションに設定されたこと、サイドブレーキが操作されたこと、イグニッションスイッチがオフに設定されたことなどが含まれる。

その後、処理がＳ１７０に進められて、送電部２２０から供給される電力の受電処理が実行される。

次に、送電装置２００における処理について説明する。送電装置２００は、車両からの応答要求情報を受信すると、Ｓ２００にて、ＲＦＩＤリーダ２７０によって、車両１００に設けられたＲＦＩＤタグの探索を開始する。上述のように、車両１００のＲＦＩＤ１５５は、ＲＦＩＤリーダ２７０からの電力を受けると、内部に記憶された車両情報を送信する（Ｓ１８０）。

そして、送電装置２００は、Ｓ２１０にて、応答要求情報に含まれる車両情報に対応する車両ＩＤをＲＦＩＤ１５５から受信したか否かを判定する。

対応する車両ＩＤを受信していない場合（Ｓ２１０にてＮＯ）は、処理がＳ２００に戻されて、送電装置２００はＲＦＩＤの探索を継続する。

対応する車両ＩＤを受信した場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２２０に進められて、送電装置２００は、自スタンドのスタンドＩＤと受信した車両ＩＤとを付与した接続要求情報を無線通信により送信する。該当する車両によりこの接続要求情報が受信されると、当該車両から１対１通信を開始する旨の情報が無線通信により送信される（Ｓ１３０）。これによって車両１００と送電装置２００との間の１対１通信が確立され、ペアリングが完了する（Ｓ２３０）。

その後、送電装置２００は、車両１００の位置合わせ処理を支援するために、テスト送電を開始する（Ｓ２４０）。送電装置２００は、車両１００の位置合わせ処理が完了するまで、継続的に車両１００のＲＦＩＤ１５５から車両情報の読出しを実行する（Ｓ２５０）。

ＲＦＩＤ１５５から車両ＩＤが正しく受信され（Ｓ２６０にてＹＥＳ）、駐車動作が完了すると（Ｓ２７０にてＹＥＳ）、送電装置２００はテスト送電を停止し（Ｓ２８０）、蓄電装置１９０を充電するための本格的な送電処理を実行する（Ｓ２９０）。

駐車動作が完了していない場合（Ｓ２７０にてＮＯ）には、処理がＳ２５０に戻されて、送電装置２００は、ＲＦＩＤ１５５からの車両情報の読出しを継続する。

一方、車両１００の位置合わせ処理中に、ＲＦＩＤ１５５から車両ＩＤが正しく受信されなくなった場合（Ｓ２６０にてＮＯ）は、処理がＳ２６５に進められて、送電装置２００は、車両１００の受電電力が増加中あるいは所定レベル以上であるか否かを判定する。この受電電力については、たとえば、車両１００から送電装置２００へ無線通信によって逐次送信される情報に含めるようにしてもよいし、あるいは、送電装置２００において反射電力などを検出することによって演算によって求めるようにしてもよい。なお、電波状況などから、瞬間的にＲＦＩＤ１５５から車両ＩＤが正しく受信されなくなる場合もあるため、車両ＩＤが正しく受信されない場合であっても、即座に受電電力の変化による判定に移行せず、たとえば数十秒程度の所定時間が経過するまでは、ペアリングを維持するようにしてもよい。

受電電力が増加中あるいは所定レベル以上である場合（Ｓ２６５にてＹＥＳ）は、送電装置２００は、ＲＦＩＤ１５５からの信号が、電波の反射や外的ノイズなどによって一時的に受信できない状態であり、車両１００は駐車動作を継続中であると判断する。そして、送電装置２００は、処理をＳ２５０に戻して、ペアリングを維持してＲＦＩＤ１５５からの車両情報の読出しを継続する。

一方、受電電力が減少し、所定レベルを下回るレベルとなっている場合（Ｓ２６５にてＮＯ）は、送電装置２００は、ユーザが何らかの理由により駐車動作を中止して、駐車スペースから車両を移動したと判断する。

この場合、送電装置２００は、車両１００とのペアリングを解除するために、車両１００との１対１通信を停止するとともに（Ｓ２６６）、テスト送電を停止する（Ｓ２６７）。その後処理が最初に戻されて、新たに車両の探索が開始される。

以上のような処理に従って制御を行ない、非接触給電システムにおいて、無線通信による情報およびＲＦＩＤによる情報を用いて車両と送電装置とのペアリングを適切に行なうことが可能になる。特に、ＲＦＩＤによる情報と車両での受電状態とを考慮することによって、外的要因により一時的にＲＦＩＤの情報が読取れなくなったのか、ユーザが意図的に車両を移動したのかを判断することができるので、車両と送電装置とのペアリングが意図せずに解除されたり、不必要に車両と送電装置とのペアリングが継続されたりすることを抑制することができ、ペアリングの信頼性を向上することが可能となる。

なお、上記の実施の形態１においては、ステップＳ２６５において、ＲＦＩＤからの車両ＩＤが正しく受信されなくなった場合には、車両における受電電力の変化によって、車両の駐車動作が継続中であるか否か（すなわち、受電部が送電部に接近中であるか否か）を判定する場合を例として説明したが、駐車動作が継続中であるか否かの判定については、他の構成とすることも可能である。上記の例では、送電部と受電との距離を受電電力から間接的に判定しているが、たとえば、距離検出器および／またはカメラ等を用いて、駐車領域内の送電部と車両の受電部との間の距離を演算し、その演算された距離の変化に基づいて車両の駐車動作が継続中であるか否か判定するようにしてもよい。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、ＲＦＩＤが車両側に設けられるとともに、ＲＦＩＤリーダが送電装置側に設けられ、送電装置によって認証制御を行なわれる場合について説明した。

実施の形態２においては、これとは逆に、ＲＦＩＤが送電装置側に設けられるとともに、ＲＦＩＤリーダが車両側に設けられ、車両によって認証制御が行なわれる場合について説明する。

図９は、実施の形態２に従う非接触給電システム１０Ｂの全体構成図である。図９においては、実施の形態１の図１に示した非接触給電システム１０において、送電装置２００側のＲＦＩＤリーダ２７０がＲＦＩＤ２７５に置き換わり、車両１００側のＲＦＩＤ１５５がＲＦＩＤリーダ１５６に置き換わったものとなっている。図９において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。

図９を参照して、送電装置２００側のＲＦＩＤ２７５は、実施の形態１における車両側のＲＦＩＤ１５５と同様の構成を有し、たとえば、車両１００が駐車する駐車スペースの側壁面などに配置される。

車両１００側のＲＦＩＤリーダ１５６は、たとえば車両１００の前面端部、後面端部または側面に設けられ、ＲＦＩＤ２７５へ非接触で電力を供給するとともに、それに応じてＲＦＩＤ２７５から送信される送電装置２００に関する情報を受信する。ＲＦＩＤリーダ１５６は、ＲＦＩＤ２７５から受信した情報ＳＩＧ１を車両ＥＣＵ３００に送信する。

車両ＥＣＵ３００は、実施の形態１において送電ＥＣＵ２４０で実行される認証制御と同様に、ＲＦＩＤリーダ１５６からの送電装置２００に関する情報と、通信部１６０で受信した送電装置２００に関する情報とに基づいて送電装置の認証を行なう。

図１０は、実施の形態２において、送電装置２００および車両１００で実行される認証制御処理を説明するためのフローチャートである。

図９および図１０を参照して、まず送電装置２００の処理について説明する。送電装置２００は、Ｓ３００にて、通信部２３０を用いた無線通信により車両の探索を開始する。具体的には、送電装置２００は、相手車両を特定せずに、当該スタンドを識別するためのスタンドＩＤを含む応答要求情報を、たとえば所定間隔で継続的に送信する。

そして、ユーザにより当該スタンドの駐車スペースに駐車動作が実行され、送電装置２００のＲＦＩＤ２７５に記憶されたスタンド情報が、車両１００側のＲＦＩＤリーダ１５６によって読み取られる（Ｓ３７０）。なお、後述するように、車両１００においては、Ｓ３００で送電装置２００から無線送信で送信されたスタンド情報とＲＦＩＤ２７５から読み取ったスタンド情報とが対応しており、同一のスタンドであると認識されると、たとえば当該スタンドのスタンドＩＤと自車両の車両ＩＤとを付加することによって相手スタンドを特定した接続要求情報の無線送信（ポーリング）が実行される（Ｓ４２０，Ｓ４３０）。

送電装置２００は、Ｓ３１０にて、自スタンドを特定した接続要求情報を車両から受信したか否かを判定する。

接続要求情報を受信していない場合（Ｓ３１０にてＮＯ）は、処理がＳ３００に戻されて、送電装置２００は、車両への応答要求情報の送信を継続する。

接続要求情報を受信した場合（Ｓ３１０にてＹＥＳ）は、送電装置２００は、現在駐車スペースに駐車動作を実行中の車両において、自スタンドが車両に電力供給すべきスタンドであると認識されていると判断する。そして、送電装置２００は、Ｓ３２０にて、相手車両を特定した無線通信を開始する。これによって、送電装置２００と車両１００との１対１通信が開始され、ペアリングが完了する。

そして、送電装置２００は、車両１００の駐車動作が完了するまで、送電部２２０と受電部１１０との位置合わせを支援するためにテスト送電を実行する（Ｓ３３０）。

車両１００の駐車動作が完了していない場合（Ｓ３４０にてＮＯ）は、処理がＳ３４０に戻されてテスト送電が継続される。一方、車両１００の駐車動作が完了した場合（Ｓ３４０にてＹＥＳ）は、送電装置２００は、テスト送電を停止するとともに（Ｓ３５０）、蓄電装置１９０を充電するための本格的な送電を開始する（Ｓ３６０）。

なお、テスト送電が実行されている間、車両１００によるＲＦＩＤ２７５の読出しが継続的に行なわれる（Ｓ３８０）。

次に、車両１００における処理について説明する。車両１００は、ユーザの操作により非接触給電が可能な駐車スペースへの駐車動作が開始されると（Ｓ４００）、ＲＦＩＤリーダ１５６によって、スタンドのＲＦＩＤ２７５の探索を実行する（Ｓ４１０）。送電装置２００においては、ＲＦＩＤリーダ１５６からの電力を受けると、ＲＦＩＤ２７５内部に記憶されたスタンド情報が送信される（Ｓ３７０）。

そして、車両１００は、Ｓ４２０にて、ＲＦＩＤ２７５から、応答要求情報に含まれるスタンド情報に対応するスタンドＩＤを受信したか否かを判定する。

対応するスタンドＩＤを受信していない場合（Ｓ４２０にてＮＯ）は、処理がＳ４００に戻されて、車両１００はＲＦＩＤの探索を継続する。

対応するスタンドＩＤを受信した場合（Ｓ４２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ４３０に進められて、車両１００は、自車両の車両ＩＤと受信したスタンドＩＤとを付与した接続要求情報を無線通信により送信する。該当するスタンドによりこの接続要求情報が受信されると、当該スタンドから１対１通信を開始する旨の情報が無線通信により送信される（Ｓ３１０）。これによって車両１００と送電装置２００との間の１対１通信が確立され、ペアリングが完了する（Ｓ４４０）。

そして、車両１００は、送電装置２００からのテスト送電の開始（Ｓ３３０）に応答して、送電部２２０と受電部１１０との位置合わせ処理を実行する（Ｓ４５０）。

車両１００は、位置合わせ処理が完了するまで、継続的に送電装置２００のＲＦＩＤ２７５からスタンド情報の読出しを実行する（Ｓ４６０）。

ＲＦＩＤ２７５からスタンドＩＤが正しく受信され（Ｓ４７０にてＹＥＳ）、受電状態から適切な駐車位置であることが認識されると（Ｓ４８０にてＹＥＳ）、車両１００はユーザによる駐車完了動作に伴って送電装置２００に駐車完了情報を送信する（Ｓ４９０）。そして、これに応答して送電装置２００からの本格的な電力が供給されると、車両１００は、受電した電力により蓄電装置１９０を充電する（Ｓ５００）。

駐車位置が適切でない場合（Ｓ４８０にてＮＯ）には、処理がＳ４６０に戻されて、車両１００は、位置合わせ処理を行ないながら、ＲＦＩＤ２７５からのスタンド情報の読出しを継続する。

一方、車両１００の位置合わせ処理中に、ＲＦＩＤ２７５からスタンドＩＤが正しく受信されなくなった場合（Ｓ４７０にてＮＯ）は、処理がＳ４７５に進められて、車両１００は、受電電力が増加中あるいは所定レベル以上であるか否かを判定する。なお、この場合、実施の形態１と同様に、ＲＦＩＤ２７５からスタンドＩＤが正しく受信されなくなった場合であっても、所定時間が経過するまではペアリングを維持するようにしてもよい。

受電電力が増加中あるいは所定レベル以上である場合（Ｓ４７５にてＹＥＳ）は、車両１００は、ＲＦＩＤ２７５からの信号が、電波の反射や外的ノイズなどによって一時的に受信できない状態であると判断する。そして、送電装置２００は、処理をＳ４６０に戻して、ペアリングを維持したままＲＦＩＤ２７５からのスタンド情報の読出しを継続する。

一方、受電電力が減少し、所定レベルを下回るレベルとなっている場合（Ｓ４７５にてＮＯ）は、車両１００は、ユーザが駐車動作を中止して駐車スペースから車両を移動したと判断する。

この場合、車両１００は、送電装置２００とのペアリングを解除するために、送電装置２００との１対１通信を停止するとともに（Ｓ４７６）、送電装置２００に対してテスト送電を停止する指令を出力する（Ｓ４７７）。図１０には示していないが、送電装置２００はこれに応答して、車両１００との通信およびテスト送電を停止する。

以上のように、非接触給電システムにおいて、送電装置側にＲＦＩＤが設けられ、車両側にＲＦＩＤリーダが設けられる構成においても、車両と送電装置とのペアリングを適切に行なうことが可能になる。

なお、実施の形態２の場合においても、Ｓ４７５において、ＲＦＩＤからスタンドＩＤが正しく受信されなくなった場合には、受電電力の変化によって駐車動作が継続中であるか否かを判定したが、実施の形態１での説明と同様に、距離検出器および／またはカメラ等を用いて演算された距離に基づいて駐車動作が継続中であるか否かを判定するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 非接触給電システム，８９ 電力伝送システム，９０，２２０，２２０Ａ 送電部、９１，１１０，１１０Ａ 受電部、９２，９３，９６，９７ コイル、９４，９９，１１１，１１１Ａ，２２１，２２１Ａ 共振コイル、９５，９８，１１２，２２２ キャパシタ、１００ 車両、１１３，２２３ 電磁誘導コイル、１１５ ＳＭＲ、１１８ 電気負荷装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１５５，２７５ ＲＦＩＤ、１５６，２７０ ＲＦＩＤリーダ、１６０，２３０ 通信部、１７０，２６０ 整合器、１７０Ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１８０ 整流器、１８５ ＣＨＲ、１９０ 蓄電装置、１９５ 電圧センサ、１９６ 電流センサ、２００ 送電装置、２１０ 電源装置、２４０ 送電ＥＣＵ、２５０ 電源部、３００ 車両ＥＣＵ、４００ 商用電源。

Claims (14)

1. 車両に電力を供給する送電装置であって、
   前記車両に非接触で電力を供給する送電部と、
   前記車両に設けられたＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出すための読出部と、
   前記車両と無線通信により情報の授受を行なう通信部と、
   前記車両への電力供給を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報において示される車両情報が、前記通信部により受信した情報において示される車両情報に対応する場合は、前記車両が前記制御装置から電力供給されるべき車両であると認識する、送電装置。
2. 前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合には、前記車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を解除する、請求項１に記載の送電装置。
3. 前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、前記車両における受電電力が増加中であるとき、および、前記受電電力が所定レベル以上であるときの少なくとも一方の条件が成立するときには、前記車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する、請求項２に記載の送電装置。
4. 前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、前記送電部と前記車両との間の距離が近づいているとき、および、前記距離が所定距離を下回るときの少なくとも一方の条件が成立するときには、前記車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する、請求項２に記載の送電装置。
5. 前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報が読出せなくなった場合であっても、所定時間が経過するまでは、前記車両が電力供給されるべき車両であるとの認識を維持する、請求項２に記載の送電装置。
6. 前記読出部と前記ＩＤタグとの間の通信可能距離は、前記通信部の無線通信による通信可能距離よりも短い、請求項１に記載の送電装置。
7. 前記制御装置は、電力供給すべき車両が認識されていない場合は、前記通信部により受信相手を特定せずに無線通信を行ない、電力供給すべき車両が認識されている場合は、前記通信部により受信相手を特定して無線通信を行なう、請求項１に記載の送電装置。
8. 前記送電装置は、前記車両が前記送電部上方への駐車動作を行なう際に、前記車両と前記送電部との位置合わせを支援するために、前記車両に搭載された蓄電装置を充電するときに使用する電力よりも小さい電力を前記車両に供給し、
   前記車両は、前記送電装置からの受電状態に基づいて駐車すべき位置を判定する、請求項１に記載の送電装置。
9. 前記車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含み、
   前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の送電装置。
10. 前記車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含み、
    前記送電部と前記受電部との結合係数は０．１以下である、請求項１に記載の送電装置。
11. 前記車両は、電力を非接触で受電するための受電部を含み、
    前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項１に記載の送電装置。
12. 非接触で電力を供給する非接触給電システムであって、
    送電装置と、
    車両と、
    前記送電装置から前記車両への電力供給を制御する制御装置とを備え、
    前記車両は、前記車両に関する情報が予め記憶されたＩＤタグを含み、
    前記送電装置は、前記ＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出すための読出部を含み、
    前記送電装置および前記車両は、無線通信により互いに情報の授受が可能に構成され、
    前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報に示される車両情報が、無線通信により受信した情報に示される車両情報に対応する場合に、前記車両が前記送電装置から電力供給されるべき車両であると認識する、非接触給電システム。
13. 送電装置から電力を受電する車両であって、
    前記送電装置から非接触で電力を受電する受電部と、
    前記受電部で受電した電力を蓄えるための蓄電装置と、
    前記送電装置に設けられたＩＤタグに予め記憶された情報を読出すための読出部と、
    前記送電装置と無線通信により情報の授受を行なう通信部と、
    前記送電装置から受電した電力を用いた前記蓄電装置の充電を制御するための制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報において示される送電装置についての情報が、前記通信部により受信した情報において示される送電装置についての情報に対応する場合は、前記送電装置が前記車両へ電力を供給すべき送電装置であると認識する、車両。
14. 非接触で電力を供給する非接触給電システムであって、
    送電装置と、
    車両と、
    前記送電装置から前記車両への電力供給を制御する制御装置とを備え、
    前記送電装置は、前記送電装置に関する情報が予め記憶されたＩＤタグを含み、
    前記車両は、前記ＩＤタグに予め記憶された情報を非接触で読出すための読出部を含み、
    前記送電装置および前記車両は、無線通信により互いに情報の授受が可能に構成され、
    前記制御装置は、前記ＩＤタグからの情報に示される送電装置について情報が、無線通信により受信した情報に示される送電装置について情報に対応する場合に、前記送電装置が前記車両へ電力を供給すべき送電装置であると認識する、非接触給電システム。
    

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