JP2017135833A - 位置制御装置、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳによって取得された現在位置を用いた移動制御では、精度の高い位置決めを行うことができないため、受電側のコイルを送電側のコイルに適切に位置決めすることができず、高効率の非接触給電を実現できなかった。【解決手段】移動体２が有する位置制御装置１は、非接触給電で用いられる受電側のコイル１１と、コイル１１を移動させる移動機構１４と、コイル１１による非接触給電の効率に関する効率情報を取得する取得部１５と、効率情報を用いて、非接触給電の効率が高くなるように移動機構１４を制御する制御部１６と、を備える。このように、効率情報を用いてコイル１１の位置を制御することによって、コイル１１を精度高く位置決めすることができ、高効率の非接触給電を実現することができるようになる。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、非接触給電における送電側コイルと受電側コイルとの適切な位置決めを実現するための位置制御装置等に関する。

近年、例えば、移動体等において、非接触給電（ワイヤレス給電）が行われるようになってきている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００１−２５１０４号公報 特開２００８−１３７４５１号公報

そのような非接触給電では、送電側のコイルと、受電側のコイルとを適切に位置決めする必要がある。一方、例えば、移動体におけるＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた移動制御では、現在位置の取得制度が高くないため、その位置制御によって精度の高い位置決めを実現できないという問題があった。
一般的に言えば、非接触給電における送電側のコイルと、移動体が有する受電側のコイルとの位置決めを適切に行いたいという要望があった。

本発明は、上記事情に応じてなされたものであり、非接触給電における送電側コイルと受電側コイルとの適切な位置決めを実現することができる位置制御装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による位置制御装置は、非接触給電で用いられるコイルと、コイルを移動させる移動機構と、コイルによる非接触給電の効率に関する効率情報を取得する取得部と、効率情報を用いて、非接触給電の効率が高くなるように移動機構を制御する制御部と、を備えたものである。
このような構成により、給電効率が高くなるようにコイルを移動させることによって、結果として、送電側コイルと受電側コイルの位置決めが適切に行われることになり、高効率の非接触給電を実現できるようになる。

また、本発明による位置制御装置では、非接触給電において、送電側の電圧は一定であり、効率情報は、受電側の効率に関する情報であってもよい。
このような構成により、例えば、受電側の電圧や電力が高くなるように制御することによって、高効率の非接触給電を実現することができる。

また、本発明による位置制御装置では、非接触給電において、受電側の電圧は一定であり、効率情報は、送電側の効率に関する情報であってもよい。
このような構成により、例えば、送電側の電圧や電力が低くなるように制御することによって、高効率の非接触給電を実現することができる。

また、本発明による位置制御装置では、コイルは、受電側のコイルであってもよい。
このような構成により、高効率の非接触給電を実現するために、受電側のコイルの位置を制御することになる。

また、本発明による移動体は、上記位置制御装置を備えた移動体であって、移動機構は、移動体を移動させるものである。
このような構成により、移動体を移動させる移動機構を用いて、移動体が有する受電側のコイルの位置を移動させるため、受電側のコイルを移動させるための機構を別途、設ける必要がないことになる。

また、本発明による移動体では、位置制御装置を備えた移動体であって、移動機構は、移動体においてコイルを移動させるものであってもよい。
このような構成により、例えば、受電側のコイルを、移動体が移動できない方向にも移動できるようになる。

また、本発明による位置制御装置では、コイルは、送電側のコイルであってもよい。
このような構成により、高効率の非接触給電を実現するために、送電側のコイルの位置を制御することになる。そのため、例えば、受電側のコイルの位置決めのための機構を備えていない移動体に対しても、送電側のコイルの位置を制御することによって、高効率の非接触給電を実現できるようになる。

本発明による位置制御装置等によれば、高効率の非接触給電を実現できるようになる。

本発明の実施の形態１による移動体の構成を示すブロック図 同実施の形態による移動体の構成の他の一例を示すブロック図 同実施の形態による移動体の外観を示す斜視図 同実施の形態による移動体の外観を示す斜視図 同実施の形態による移動体の外観を示す側面図 同実施の形態による移動体の動作を示すフローチャート 同実施の形態における受電側コイルの位置決めについて説明するための図 本発明の実施の形態２による位置制御装置の構成を示すブロック図 同実施の形態における送電側コイルの位置制御について説明するための図

以下、本発明による位置制御装置、及び位置制御装置を有する移動体について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による位置制御装置、及び位置制御装置を有する移動体について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による移動体は、非接触給電の受電側コイルを備えており、高効率の非接触給電を実現するために、その受電側コイルの位置を位置制御装置によって制御するものである。

図１Ａは、本実施の形態による移動体２の構成を示すブロック図である。本実施の形態による移動体２は、位置制御装置１を備えている。移動体２は、所望の目的地に自律的に移動するものであってもよい。また、移動体２は、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle：無人搬送車）であってもよい。無人搬送車である場合には、移動体２は、例えば、誘導体を検知し、その誘導体に応じて走行するものであってもよい。その誘導体は、例えば、磁気テープや磁気棒などの磁気式のものであってもよく、光学式のものであってもよく、その他の方式のものであってもよい。移動体２は、例えば、走行する走行体であってもよく、または、飛行する飛行体であってもよい。また、移動体２は、例えば、台車であってもよく、ロボットであってもよい。ロボットは、例えば、エンターテインメントロボットであってもよく、監視ロボットであってもよく、搬送ロボットであってもよく、清掃ロボットであってもよく、溶接ロボットであってもよく、塗装ロボットであってもよく、動画や静止画を撮影するロボットであってもよく、その他のロボットであってもよい。また、飛行体は、例えば、回転翼機であってもよく、飛行機であってもよく、飛行船であってもよく、その他の飛行体であってもよい。任意の位置に移動可能であるという観点からは、飛行体は、回転翼機であることが好適である。回転翼機は、例えば、ヘリコプターであってもよく、３個以上の回転翼（ロータ）を有するマルチコプターであってもよい。マルチコプターは、例えば、４個の回転翼を有するクワッドロータであってもよく、その他の個数の回転翼を有するものであってもよい。本実施の形態では、移動体２が自律的に移動する搬送台車である場合について主に説明する。位置制御装置１は、コイル１１と、受電側回路１２と、バッテリ１３と、移動機構１４と、取得部１５と、制御部１６とを備える。

コイル１１は、非接触給電で用いられる受電側のコイルである。その非接触給電は、例えば、電磁誘導方式のものであってもよく、磁界共鳴方式のものであってもよく、電界共鳴方式のものであってもよい。それらの方式で非接触給電を高効率で実現するためには、送電側コイルと受電側コイルとの位置決めを適切に行う必要があり、位置制御装置１は、その位置決めを行うものである。すなわち、位置制御装置１によって、送電側コイルと受電側コイル１１との位置関係が、あらかじめ決められた位置関係となるように制御することによって、非接触給電の効率を高めることができる。図２Ａは、コイル１１を有する移動体２の外観の一例を示す斜視図である。図２Ａで示されるように、コイル１１は、移動体２の周縁部に設けられていてもよい。その受電側のコイル１１が、図３で示されるように、送電側のコイル２０と所定の位置関係になると、非接触給電を高効率で実現できるようになる。

受電側回路１２は、非接触給電時に受電側のコイル１１が出力する交流電圧を直流電圧に変換し、バッテリ１３に充電する。そのため、受電側回路１２は、整流回路を有していてもよい。また、受電側回路１２は、バッテリ１３を充電するための充電回路を有していてもよい。また、受電側回路１２は、受電側のコイル１１を介して、または別の無線通信を介して送電側の装置と通信し、給電の開始の指示や、非接触給電に関する認証の処理等を行ってもよい。

非接触給電によって供給された電力は、バッテリ１３に充電される。このバッテリ１３は二次電池である。バッテリ１３に充電された電力は、移動体２の各構成要素の動作のために用いられることになる。

移動機構１４は、コイル１１を移動させる。コイル１１を移動させるとは、コイル１１の位置を変化させることであってもよく、コイル１１の位置及び方向（向き）を変化させることであってもよい。位置を変化させることは、例えば、水平面内の移動（例えば、ｘｙ直交座標系におけるｘ方向、ｙ方向への移動）や、鉛直方向も含めた空間内の移動（例えば、ｘｙｚ直交座標系におけるｘ方向、ｙ方向、ｚ方向への移動）などであってもよい。また、方向を変化させることは、例えば、ある軸（例えば、鉛直方向の軸）に対してコイル１１を回転させること（例えば、方位角方向の回転など）であってもよく、２以上の軸に対してコイル１１を回転させること（例えば、方位角方向、及び行俯角方向の回転など）であってもよい。また、移動機構１４は、結果としてコイル１１を移動させることができればよい。そのため、移動機構１４は、移動体２を移動させるものであってもよく、または、移動体２において、コイル１１を移動させるもの（すなわち、移動体２に対して相対的にコイル１１を移動させるもの）であってもよい。ここでは前者の場合について主に説明し、後者の場合については、図１Ｂを用いて後述する。ここでは、コイル１１が移動体２に対して固定されており、移動体２の移動に応じて、コイル１１の位置や方向が変化するものとする。移動体２を移動させる移動機構１４は、移動体２を移動させることができるものであれば、その方式を問わない。移動機構１４は、例えば、走行部（例えば、車輪や無限軌道など）と、その走行部を駆動する駆動手段（例えば、モータやエンジンなど）とを有していてもよく、回転翼と、その回転翼を駆動する駆動手段とを有していてもよく、プロペラと、そのプロペラを駆動する駆動手段とを有していてもよい。この移動機構１４としては、公知のものを用いることができるため、その詳細な説明を省略する。本実施の形態では、移動機構１４が走行部と、その走行部を駆動する駆動手段とを有している場合について主に説明する。

取得部１５は、コイル１１による非接触給電の効率に関する効率情報を取得する。その効率情報は、例えば、受電側の効率に関する情報であってもよく、送電側の効率に関する情報であってもよい。取得部１５が受電側の効率に関する効率情報を取得する場合には、送電側の電圧が一定であることが好適である。その場合には、取得部１５は、例えば、非接触給電に関する受電側の電圧である効率情報を取得してもよく、または、受電側の電力である効率情報を取得してもよい。取得部１５は、例えば、受電側回路１２の整流回路において直流に変換された後の直流電圧や、その直流電圧に応じた電力を取得してもよい。この場合には、例えば、効率情報によって示される受電側の電圧や電力が大きいほど、効率がよいことになる。また、上述した送電側の電圧は、例えば、送電側のインバータによって高周波の交流に変換される前の直流電圧であってもよく、または、インバータによって高周波の交流に変換された後の交流電圧であってもよい。

取得部１５が送電側の効率に関する効率情報を取得する場合には、受電側の電圧が一定になるように給電が行われることが好適である。その場合には、取得部１５は、例えば、非接触給電に関する送電側の電圧である効率情報を取得してもよく、または、送電側の電力である効率情報を取得してもよい。送電側の電圧や電力は、例えば、送電側のインバータによって高周波の交流に変換される前の直流電圧や、その直流電圧に応じた電力であってもよく、インバータによって高周波の交流に変換された後の交流電圧や、その交流電圧に応じた電力であってもよい。取得部１５は、例えば、送電側の装置から送信された効率情報を受信することによって、効率情報の取得を行ってもよい。その受信は、例えば、コイル１１を介したもの（すなわち、Ｉｎ−Ｂａｎｄでの受信）であってもよく、または、コイル１１とは別の無線通信を介したもの（すなわち、Ｏｕｔ−Ｂａｎｄでの受信）であってもよい。コイル１１とは別の無線通信は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信や、無線ＬＡＮを介した無線通信等であってもよい。この場合には、例えば、効率情報によって示される送電側の電圧や電力が小さいほど、効率がよいことになる。

制御部１６は、取得部１５によって取得された効率情報を用いて、非接触給電の効率が高くなるように移動機構１４を制御する。制御部１６は、例えば、効率情報が受電側の効率に関する情報である場合には、その効率情報で示される受電側の電圧や電力が高くなるように移動機構１４を制御してもよく、効率情報が送電側の効率に関する情報である場合には、その効率情報で示される送電側の電圧や電力が低くなるように移動機構１４を制御してもよい。制御部１６によって、効率が高くなるようにコイル１１の位置が制御されることにより、受電側のコイル１１と送電側のコイルとの位置関係が適切になる。

制御部１６は、例えば、コイル１１の位置を変化させ、その変化に応じて取得された効率情報を用いて、効率が高くなる位置にコイル１１を移動させるように移動機構１４を制御することを繰り返してもよい。その場合に、コイル１１の方向も変化させてもよい。また、制御部１６は、例えば、コイル１１の位置を規則的またはランダムに変化させ、変化後の各位置において取得された効率情報を用いて、最も効率の高い位置を特定し、その特定した位置にコイル１１を移動させるように移動機構１４を制御してもよい。また、制御部１６は、そのような制御を繰り返して実行してもよい。なお、制御部１６は、効率情報によって示される効率が、あらかじめ決められた程度を超えた場合、例えば、受電側の電圧や電力が閾値を超えた場合や、送電側の電圧や電力が閾値より小さくなった場合に、コイル１１の移動を終了してもよく、コイル１１の位置の変化に応じた効率情報の変化が飽和した場合（コイル１１の位置を変化させても、効率情報の変化が閾値以下である場合）に、コイル１１の移動を終了してもよい。

また、制御部１６は、移動機構１４を制御することによって、移動体２を送電側のコイルの位置（例えば、給電スポットの位置）にまで移動させてもよい。上述の効率情報を用いた移動機構１４の制御が局所的な位置の制御であるのに対して、ここでの移動機構１４の制御は、大域的な位置の制御となる。この移動は、通常、移動体２において取得された現在位置を用いて行われることになる。例えば、制御部１６は、非接触給電を行う場合に、その時点の現在位置から、送電側のコイルの位置までの経路を取得し、その経路に沿って移動体２が移動するように移動機構１４を制御してもよい。制御部１６は、例えば、ラプラスポテンシャル法や、Ａ＊アルゴリズム、ＲＲＴ（Rapidly-exploring Random Tree）などの公知の方法を用いて、経路を生成してもよい。また、制御部１６は、他の装置やサーバに現在位置と目的地とを送信し、それに応じて、他の装置で生成された経路を受信することによって経路を取得してもよい。なお、そのような移動の制御はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。

ここで、移動体２における現在位置の取得は、例えば、移動体２が有する図示しない現在位置取得部によって行われてもよい。その現在位置取得部は、例えば、移動体２の現在位置や、現在方向を取得するものであってもよい。その現在位置取得部による現在位置の取得は、例えば、無線通信を用いて行われてもよく、周囲の障害物までの距離を測定することによって行われてもよく、周囲の画像を撮影することによって行われてもよく、現在位置を取得できるその他の手段を用いてなされてもよい。無線通信を用いて現在位置を取得する方法としては、例えば、ＧＰＳを用いる方法や、屋内ＧＰＳを用いる方法、最寄りの無線基地局を用いる方法などが知られている。また、周囲の障害物までの距離を測定することによって現在位置を取得する方法としては、例えば、周囲の複数方向の障害物までの距離を測定するレーザーレンジセンサを用いる方法などが知られている。その周囲の障害物までの距離を測定したり、周囲の画像を撮影したりすることによって現在位置を取得する方法としては、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などによって知られている方法を用いてもよい。また、あらかじめ作成された地図（例えば、周囲の障害物までの距離の測定結果や撮影画像を有する地図など）が記憶されている場合には、現在位置取得部は、周囲の障害物までの距離を測定し、地図を用いることによって、その測定結果に対応する位置を特定することによって現在位置を取得してもよく、周囲の画像を撮影し、地図を用いることによって、その撮影結果に対応する位置を特定することによって現在位置を取得してもよい。また、移動体２が車輪を有する場合には、現在位置取得部は、例えば、自律航法装置を用いて現在位置を取得してもよい。また、現在位置取得部は、移動体２の向き（方向）を含む現在位置を取得してもよい。その方向は、例えば、北を０度として、時計回りに測定された方位角によって示されてもよく、その他の方向を示す情報によって示されてもよい。その向きは、電子コンパスや地磁気センサによって取得されてもよい。また、移動体２が飛行体である場合には、現在位置取得部は、移動体２の高度をも取得してもよい。その高度は、例えば、気圧計や、地表までの距離を測定する距離計によって測定されてもよい。

次に、移動体２の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、移動体２が給電スポットまで移動し、そこで送電側のコイルとの位置決めを行って給電する動作を示すものである。

（ステップＳ１０１）制御部１６は、給電スポットに移動するかどうか判断する。そして、給電スポットに移動する場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、給電スポットに移動すると判断するまでステップＳ１０１の処理を繰り返す。制御部１６は、例えば、移動体２のバッテリ１３の残量が少なくなった場合に、給電スポットに移動すると判断してもよく、操作者等から給電の指示を受け取った場合に、給電スポットに移動すると判断してもよい。

（ステップＳ１０２）制御部１６は、給電スポットに移動するように移動機構１４を制御する。なお、給電スポットの位置は、外部から受け付けてもよく、または、移動体２で保持されていてもよい。なお、給電スポットへの移動が完了すると、送電側のコイルと、受電側のコイル１１との間で非接触給電が行われるものとする。

（ステップＳ１０３）取得部１５は、非接触給電に関する効率情報を取得する。

（ステップＳ１０４）制御部１６は、取得された効率情報を用いて、コイル１１を移動させる必要があるかどうか判断する。そして、移動させる必要がある場合には、ステップＳ１０５に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０６に進む。制御部１６は、例えば、効率情報によって示される効率が、あらかじめ決められた程度を超えている場合に、移動させる必要がないと判断し、そうでない場合に、移動させる必要があると判断してもよい。

（ステップＳ１０５）制御部１６は、移動体２を移動させるために移動機構１４を制御する。そして、ステップＳ１０３に戻る。
なお、制御部１６が、コイル１１を複数の位置に移動させ、その移動先の中から効率の高い位置を選択する場合には、その一連の処理を行っている間は、ステップＳ１０４において、移動させる必要があると判断してもよい。

（ステップＳ１０６）制御部１６は、給電を終了するどうか判断する。そして、給電を終了する場合には、ステップＳ１０７に進み、そうでない場合には、給電を終了するまでステップＳ１０６の処理を繰り返す。なお、制御部１６は、給電開始からあらかじめ決められた時間が経過した場合に、給電を終了すると判断してもよく、バッテリ１３の充電が完了した場合に、給電を終了すると判断してもよい。

（ステップＳ１０７）制御部１６は、給電スポットから別の場所に移動するように移動機構１４を制御する。移動先の場所は、例えば、ステップＳ１０１で給電スポットに移動すると判断した時点の場所であってもよく、給電スポットの近くであってもよく、または、その他の場所であってもよい。

なお、図４のフローチャートには含まれていないが、移動体２は、例えば、搬送等の移動体２の本来の目的のために適宜、移動等を行ってもよい。また、図４のフローチャートにおける処理の順序は一例であり、同様の結果を得られるのであれば、各ステップの順序を変更してもよい。また、図４のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

次に、本実施の形態による移動体２の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、送電側の電圧が一定であり、効率情報が受電側の電圧である場合について説明する。
移動体２がある位置に存在するときに、制御部１６が、バッテリ１３の残量が閾値以下になったことを検知したとする。すると、制御部１６は、給電スポットに移動して充電を行うと判断する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１６は、図示しない記録媒体であらかじめ記憶されている給電スポットの位置を読み出し、現在位置から給電スポットの位置まで移動するように移動機構１４を制御する（ステップＳ１０２）。給電スポットに到達し、図３で示されるように、送電側のコイル２０の前方に受電側のコイル１１が存在するようになると、送電側のコイル２０において間欠的に流されている電流が変化することによってそのことが検知され、送電側の装置は、移動体２への給電を開始する。それに応じて、取得部１５は、効率情報を取得する（ステップＳ１０３）。その効率情報の示す受電側の電圧は、２Ｖであったとする。

ここで、送電側のコイル２０と受電側のコイル１１との位置関係と、受電側の電圧との関係について、図５を用いて説明する。図５（ａ）で示されるように、両コイル２０，１１があらかじめ決められた理想的な位置関係にある場合には、受電側の電圧が２４Ｖになるものとする。一方、上述のように、２Ｖを示す効率情報が取得された時点の両コイル２０，１１の位置関係は、図５（ｂ）で示されるものであったとする。すると、制御部１６は、図５（ｂ）で示される位置から、図中の上下左右の方向に少しずつ移動させるように移動機構１４を制御する。そして、その移動後の各位置において、取得部１５によって効率情報が取得される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。この場合には、図５（ｂ）の位置から図中、左及び上に移動した際に、受電側の電圧が上がったとする。すると、制御部１６は、図５（ｂ）の位置から移動体２を図中、左上の方向に少し移動させるように移動機構１４を制御する（ステップＳ１０５）。その結果、送電側のコイル２０と受電側のコイル１１との位置関係が図５（ｃ）で示されるようになったとする。また、その位置において取得部１５は、５Ｖを示す効率情報を取得したとする（ステップＳ１０３）。その後、制御部１６による移動体２の移動の制御と、取得部１５による効率情報の取得とが繰り返され、図５（ｄ）〜図５（ｆ）で示されるように、徐々に受電側の電圧が上がったとする（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。最後に、図５（ｆ）の位置関係から図５（ａ）の位置関係への移動がなされると、効率情報の示す受電側の電圧が２４Ｖとなるため、制御部１６は、移動を終了し、給電が継続されることになる。その後、バッテリ１３の充電が完了したことを検知すると、制御部１６は、給電前の位置に戻るように移動機構１４を制御し、給電のための一連の処理は終了となる（ステップＳ１０６，Ｓ１０７）。
なお、図５で示した位置関係と受電側の電圧との関係は、コイル１１の位置制御の説明のために示したものであり、必ずしも正確なものではない。

以上のように、本実施の形態による位置制御装置１及び移動体２によれば、効率情報を用いて受電側のコイル１１の位置を適切に制御することができ、結果として、高効率の非接触給電を実現できるようになる。また、コイル１１の移動を、移動体２を移動させる移動機構１４によって行うことにより、コイル１１を移動させる移動機構を別途、備える必要がなく、低コストでコイル１１を移動させることができるメリットがある。また、効率情報を用いてコイル１１の位置制御を行うため、コイル１１の位置制御のためのセンサ等を別途、備える必要がないことになる。

なお、本実施の形態では、移動機構１４が移動体２を移動させるものである場合について説明したが、そうでなくてもよい。その場合には、図１Ｂで示されるように、移動体２は、位置制御装置１と、移動体移動機構２１と、移動体制御部２２とを備えていてもよい。移動体移動機構２１は、上述の移動機構１４と同様に、移動体２を移動させるものであり、移動体制御部２２は、上述の制御部１６と同様に、移動体移動機構２１を制御することによって移動体２の移動を制御するものであり、それらの説明を省略する。なお、移動体２が図１Ｂで示される場合には、移動機構１４は、移動体２においてコイル１１を移動させるものであるとする。すなわち、図２Ｂで示されるように、移動機構１４は、コイル１１を、移動体２に対して相対的に移動させるものとなる。移動機構１４は、例えば、コイル１１を水平方向に移動させるＸＹステージやスライダ等の水平方向駆動手段を有していてもよく、コイル１１を回転させる回転駆動手段を有していてもよく、コイル１１を任意の位置及び向きに移動させることができるマニピュレータを有していてもよく、コイル１１を移動させるその他の手段を有していてもよい。コイル１１が上下方向（鉛直方向）にも移動される場合には、移動機構１４は、例えば、コイル１１を鉛直方向に移動させるスライダやリフタ等の垂直方向駆動手段を有していてもよい。図１Ｂで示される移動体２においては、移動体２の移動は移動体制御部２２と移動体移動機構２１とによって実現され、受電側のコイル１１の移動は、制御部１６と移動機構１４とによって実現されることになる。なお、移動体制御部２２が移動体移動機構２１を制御することによって、移動体２の位置が制御され、制御部１６が移動機構１４を制御することによって、受電側のコイル１１が移動体２に対して相対的に移動される以外は、上述の説明と同様であり、その詳細な説明を省略する。

また、本実施の形態では、位置制御装置１に受電側回路１２やバッテリ１３が含まれる場合について説明したが、そうでなくてもよい。受電側回路１２やバッテリ１３は、位置制御装置１の外部に存在してもよい。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による位置制御装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による位置制御装置は、送電側のコイルの位置を制御するものである。

図６は、本実施の形態による位置制御装置３の構成を示すブロック図である。本実施の形態による位置制御装置３は、コイル３１と、送電側回路３２と、移動機構３３と、取得部３４と、制御部３５とを備える。位置制御装置３は、非接触給電の送電側において、送電側のコイル３１の位置を制御するものである。その非接触給電の受電側は、例えば、移動体であってもよい。

コイル３１は、非接触給電で用いられる送電側のコイル３１である。非接触給電については、実施の形態１と同様である。
送電側回路３２は、非接触給電時に、外部電源３０の出力電圧を高周波の交流電圧に変換し、送電側のコイル３１に印加する。例えば、外部電源３０の出力が交流である場合には、送電側回路３２は、交流を直流に変換するコンバータと、コンバータによって変換された直流を高周波の交流に変換するインバータとを備えていてもよい。また、送電側回路３２は、送電側のコイル３１を介して、または別の無線通信を介して受電側の装置と無線通信し、給電の開始タイミング等を判断してもよい。

移動機構３３は、コイル３１を移動させる。このコイル３１の移動は、実施の形態１の移動機構１４による、移動体２におけるコイル１１の移動と同様である。すなわち、移動機構３３によって、送電側のコイル３１の位置や方向が変化することになる。例えば、図７で示されるように、移動機構３３は、送電側のコイル３１を、水平方向に移動してもよく、また、鉛直方向の回転軸を中心に回転してもよい。また、移動機構３３は、送電側のコイル３１を、鉛直方向に移動してもよく、鉛直方向以外の回転軸を中心に回転してもよい。

取得部３４は、コイル３１による非接触給電の効率に関する効率情報を取得する。この効率情報の取得も、実施の形態１と同様に行われる。すなわち、その効率情報は、例えば、受電側の効率に関する情報であってもよく、送電側の効率に関する情報であってもよい。また、取得部３４が受電側の効率に関する効率情報を取得する場合には、送電側の電圧が一定であることが好適であり、取得部３４が送電側の効率に関する効率情報を取得する場合には、受電側の電圧が一定になるように給電が行われることが好適であることも実施の形態１と同様である。また、取得部３４が受電側に関する効率情報を取得する場合には、取得部３４は、例えば、受電側の装置から送信された効率情報を受信してもよい。その受信も、Ｉｎ−Ｂａｎｄで行われてもよく、またはＯｕｔ−Ｂａｎｄで行われてもよい。

制御部３５は、効率情報を用いて、非接触給電の効率が高くなるように移動機構３３を制御する。この制御方法も、実施の形態１における制御部１６による制御と同様であり、その詳細な説明を省略する。

また、本実施の形態による位置制御装置３の動作は、実施の形態１の図４のフローチャートにおけるステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理と同様であり、その詳細な説明を省略する。

以上のように、本実施の形態による位置制御装置３によれば、効率情報を用いて送電側のコイル３１の位置を適切に制御することができ、結果として、高効率の非接触給電を実現できるようになる。また、送電側においてコイル３１の位置を制御するため、受電側においては、コイルの移動制御を行わなくてもよいことになる。そのため、受電側のコイルの移動制御を行わない移動体に対しても、高効率の給電を実現することができることになる。

なお、本実施の形態では、位置制御装置３に送電側回路３２が含まれる場合について説明したが、そうでなくてもよい。送電側回路３２は、位置制御装置３の外部に存在してもよい。

また、上記各実施の形態において、効率情報は、送電側の電圧と受電側の電圧の比や、送電側の電力と受電側の電力の比などであってもよい。その場合には、制御部１６，３５は、送電側の電圧や電力に対する受電側の電圧や電力の比が大きくなるように、コイル１１，３１の位置を制御してもよい。

また、上記各実施の形態において、受電側の電圧が一定になるように給電が行われ、取得部１５，３４によって、送電側の効率に関する効率情報が取得される場合に、その効率情報は、送電側の位相に関する情報であってもよい。その場合には、制御部１６，３５は、効率情報によって示される位相に関する情報が、高効率な方に変化するように移動機構１４，３３を制御してもよい。

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、または、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

また、上記実施の形態において、位置制御装置１，３や移動体２に含まれる２以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、２以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、または、別々のデバイスを有してもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現されうる。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による位置制御装置等によれば、高効率の非接触給電を実現できるという効果が得られ、非接触給電を行う移動体や、移動体に非接触給電を行う給電側の装置等として有用である。

１、３ 位置制御装置
２ 移動体
１１、２０、３１ コイル
１４、３３ 移動機構
１５、３４ 取得部
１６、３５ 制御部

そのような非接触給電では、送電側のコイルと、受電側のコイルとを適切に位置決めする必要がある。一方、例えば、移動体におけるＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた移動制御では、現在位置の取得精度が高くないため、その位置制御によって精度の高い位置決めを実現できないという問題があった。
一般的に言えば、非接触給電における送電側のコイルと、移動体が有する受電側のコイルとの位置決めを適切に行いたいという要望があった。

Claims (7)

1. 非接触給電で用いられるコイルと、
   前記コイルを移動させる移動機構と、
   前記コイルによる非接触給電の効率に関する効率情報を取得する取得部と、
   前記効率情報を用いて、非接触給電の効率が高くなるように前記移動機構を制御する制御部と、を備えた位置制御装置。
2. 前記非接触給電において、送電側の電圧は一定であり、
   前記効率情報は、受電側の効率に関する情報である、請求項１記載の位置制御装置。
3. 前記非接触給電において、受電側の電圧は一定であり、
   前記効率情報は、送電側の効率に関する情報である、請求項１記載の位置制御装置。
4. 前記コイルは、受電側のコイルである、請求項１から請求項３のいずれか記載の位置制御装置。
5. 請求項４記載の位置制御装置を備えた移動体であって、
   前記移動機構は、前記移動体を移動させるものである、移動体。
6. 請求項４記載の位置制御装置を備えた移動体であって、
   前記移動機構は、前記移動体において前記コイルを移動させるものである、移動体。
7. 前記コイルは、送電側のコイルである、請求項１から請求項３のいずれか記載の位置制御装置。

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