JP5570343B2 - 非接触給電装置 - Google Patents
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Description
本発明は、受電装置に対し非接触で電力供給を行う非接触給電装置に関する。
従来、エンジンとモータとを動力源とするハイブリッド車やモータのみを動力源とする電気自動車に対し電力供給を行う給電装置として、車両に搭載された受電コイルに対し、電磁誘導若しくは磁界/電界の共鳴により電力供給を行う、非接触式の給電装置が知られている(例えば、特許文献1〜3等参照)。
また、電力伝送システムとしては、マイクロ波等の電波を利用して無線伝送する無線電力伝送システムが知られている(例えば、特許文献4等参照)。
そして、この無線電力伝送システムにおける電波による電力伝送方式を採用することによっても、車両に非接触で電力供給を行う非接触給電装置を実現することはできる。
そして、この無線電力伝送システムにおける電波による電力伝送方式を採用することによっても、車両に非接触で電力供給を行う非接触給電装置を実現することはできる。
上記のような非接触給電装置によれば、給電対象となる車両を、給電装置が設置された場所に移動させて、車両側から給電装置に対し電力供給を要求すればよく、接触式の給電装置のように、給電用のプラグを給電装置に設けられた給電用のコンセントに差し込む必要がないため、車両への給電を簡単な操作で安全に実施することができる。
ところで、従来の無線電力伝送システムを応用し、車両への電力供給を、マイクロ波等の電波を利用して行うようにした場合、その電力伝送に単一の搬送波を用いるようにすると、その搬送波の周波数帯域で周囲の電界強度が著しく高くなる。
このため、給電時には、給電用の搬送波を放射したときの電界強度が許容範囲内になるよう、単位時間当たりに供給可能な電力量を制限しなければならず、延いては、給電に要する時間が長くなるという問題があった。
また、車両等の給電対象に非接触で電力供給を行う場合、給電対象に搭載されたバッテリの残容量等、給電すべき電力量を表す情報に基づき、給電電力を制御する必要があり、そのためには、給電対象となる受電装置と給電装置との間で無線通信を行う必要がある。
そして、その無線通信のために、電力伝送用の搬送波を利用することが考えられるが、無線通信(詳しくはデータ送信)のために電力伝送用の搬送波を直接変調するには、変調器等を高耐圧にする必要があり、通信系のコストアップを招くとか、搬送波の変調により供給電力が変動して、所望の電力を供給することができなくなるという問題がある。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、マイクロ波等の搬送波を利用して受電装置に非接触で電力供給を行い、しかもその給電に用いる搬送波を利用してデータ送信を行う非接触給電装置において、電力供給に要する時間を短くし、しかも、通信系のコストアップを招くことなく、安定した電力供給を行うことができるようにすることを目的とする。
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、
受電手段に対し非接触で電力供給するための給電手段と、
前記受電手段に設けられた受電側通信手段との間で無線通信を行うための給電側通信手段と、
前記給電側通信手段が、前記受電側通信手段から送信された給電要求を受けると、前記給電側通信手段を介して前記受電側通信手段との間で無線通信することにより、前記受電手段に供給すべき電力量を含む給電条件を設定し、該給電条件に従い前記給電手段を駆動することにより、前記受電手段への電力供給を実施させる制御手段と、
を備えた非接触給電装置であって、
前記給電手段は、
周波数の異なる複数の高周波信号を合成した信号を給電用信号として発生する給電用信号発生手段と、
該給電用信号発生手段からの給電用信号を電力増幅する増幅手段と、
該増幅手段にて電力増幅された給電用信号を、前記受電手段に向けて放射する給電用アンテナと、を備え、
前記給電側通信手段は、
前記給電用アンテナにて受信された受信信号を復調することにより受信データを生成する復調手段と、
前記制御手段からの送信データに従い、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号を位相変調することにより、前記受電手段への送信を行う変調手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記給電条件として、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、該電力量が多い程波数が多くなるように、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号の波数を設定すると共に、該設定した前記高周波信号の波数に応じて、前記変調手段が前記高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定する、
ことを特徴とする。
受電手段に対し非接触で電力供給するための給電手段と、
前記受電手段に設けられた受電側通信手段との間で無線通信を行うための給電側通信手段と、
前記給電側通信手段が、前記受電側通信手段から送信された給電要求を受けると、前記給電側通信手段を介して前記受電側通信手段との間で無線通信することにより、前記受電手段に供給すべき電力量を含む給電条件を設定し、該給電条件に従い前記給電手段を駆動することにより、前記受電手段への電力供給を実施させる制御手段と、
を備えた非接触給電装置であって、
前記給電手段は、
周波数の異なる複数の高周波信号を合成した信号を給電用信号として発生する給電用信号発生手段と、
該給電用信号発生手段からの給電用信号を電力増幅する増幅手段と、
該増幅手段にて電力増幅された給電用信号を、前記受電手段に向けて放射する給電用アンテナと、を備え、
前記給電側通信手段は、
前記給電用アンテナにて受信された受信信号を復調することにより受信データを生成する復調手段と、
前記制御手段からの送信データに従い、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号を位相変調することにより、前記受電手段への送信を行う変調手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記給電条件として、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、該電力量が多い程波数が多くなるように、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号の波数を設定すると共に、該設定した前記高周波信号の波数に応じて、前記変調手段が前記高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定する、
ことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の非接触給電装置において、
前記給電用信号発生手段及び前記変調手段は、波数及び変調方式を設定可能なOFDM変調手段にて構成されており、
前記制御手段は、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、前記OFDM変調手段が前記給電用信号として生成するOFDM変調信号の波数及び変調方式を設定することを特徴とする。
前記給電用信号発生手段及び前記変調手段は、波数及び変調方式を設定可能なOFDM変調手段にて構成されており、
前記制御手段は、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、前記OFDM変調手段が前記給電用信号として生成するOFDM変調信号の波数及び変調方式を設定することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の非接触給電装置において、当該非接触給電装置は、自動車に搭載された受電手段に対し電力供給を行うためのものであり、少なくとも前記給電用アンテナは、自動車の走行路若しくは駐車スペースに設置されていることを特徴とする。
請求項1に記載の非接触給電装置においては、給電手段が、周波数の異なる複数の高周波信号を合成した信号を給電用信号として発生する給電用信号発生手段を備え、増幅手段が、その給電用信号発生手段からの給電用信号を電力増幅し、その増幅後の給電用信号を給電用アンテナから放射させることにより、受電手段に対し非接触で電力供給を行う。
従って、本発明の非接触給電装置によれば、給電時には、給電用アンテナから複数の高周波信号を同時に送信する、所謂マルチキャリア送信にて、電力伝送を行うことになり、単一のキャリアで電力伝送する場合に比べて、高周波信号(キャリア)1波当たりの送信電力を少なくして、給電時の各波の電界強度を小さくすることができる。
つまり、本発明のように給電用の高周波信号を給電用アンテナから放射する場合、電波法遵守や安全性確保のためには、単位帯域当たりの電力を規定値以下に抑える必要がある。 このため、例えば、その規定値が、○○[Hz]当たり××[W]というような電力表現にて規定される場合、給電用の高周波信号として単一の搬送波を用いるようにすると、送信電力を××[W]に制限する必要がある。
これに対し、本発明では、マルチキャリア送信にて電力伝送を行うので、例えば、○○[Hz]以上の間隔を空けて、給電用の搬送波として500波を利用するようにすれば、各波の送信電力を××[W]に制限すればよいので、単一の搬送波を用いる場合に比べて、500倍の電力伝送を行うことができることになる。
従って、本発明によれば、単一の搬送波で電力伝送する場合に比べて、搬送波1波当たりの送信電力を少なくして、給電時の各波の電界強度を小さくすることができ、電波法遵守や安全性確保のための送信電力の規制を容易に行うことができる。
また、このように各波の送信電力を規定したとしても、電力伝送に用いる高周波信号(キャリア)の数を増やせば、受電手段に供給可能な電力量を増加させることができることから、受電手段に対し、必要な電力を短時間で供給することが可能となる。
また、本発明の非接触給電装置には、受電手段に設けられた受電側通信手段との間で無線通信を行うための給電側通信手段として、給電用アンテナにて受信された受信信号を復調することにより受信データを生成する復調手段と、制御手段からの送信データに従い、給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号を位相変調することにより、受電手段への送信を行う変調手段と、が備えられており、給電側通信手段(詳しくは復調手段)が、受電側通信手段から送信された給電要求を受けると、制御手段が、給電側通信手段を介して受電側通信手段との間で無線通信することにより、受電手段に供給すべき電力量を含む給電条件を設定し、その設定した給電条件に従い給電手段を駆動することにより、受電手段への電力供給を実施させる。
従って、本発明の非接触給電装置によれば、制御手段が給電条件を設定するのに必要な受電手段側の情報を、給電用の複数の高周波信号(マルチキャリア)を用いた無線通信により取得することができる。
また次に、制御手段は、給電条件として、受電手段に供給すべき電力量に応じて、その電力量が多い程波数が多くなるように、給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号の波数を設定すると共に、その設定した高周波信号の波数に応じて、変調手段が高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定する。
従って、本発明の非接触給電装置によれば、制御手段が、給電に用いる高周波信号の波数を調整することにより、受電手段に供給する電力量を制御することができ、しかも、給電時に受電側通信手段との間で無線通信を行っても、送信電力が変動することがない。
つまり、本発明では、複数の高周波信号(マルチキャリア)を位相変調することにより、データを送信するようにしているので、高周波信号1波毎の振幅(換言すれば送信電力)を一定にすることができる。
またこのように高周波信号1波毎の振幅を一定にするために、飽和増幅器を使用すれば、飽和増幅器が所謂リミッタとして機能し、各波の位相が揃ってピーク電力が発生するような場合であっても、そのピーク電力を規定値以内に制限することができ、他の通信や機器への妨害を抑えることができる。
そして、制御手段は、受電手段に供給すべき電力量に応じて、給電に用いる高周波信号の波数を設定するので、受電手段には所望の電力量にて給電することができる。
また、受電手段に送信する高周波信号の波数が変われば、各高周波信号を位相変調することにより送信し得るデータ量も変化するが、本発明では、制御手段が、その波数に応じて各高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定するため、波数の変化によって通信不良が発生するようなことはなく、最適なデータ通信を実施できる。
また、受電手段に送信する高周波信号の波数が変われば、各高周波信号を位相変調することにより送信し得るデータ量も変化するが、本発明では、制御手段が、その波数に応じて各高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定するため、波数の変化によって通信不良が発生するようなことはなく、最適なデータ通信を実施できる。
次に、請求項2に記載の非接触給電装置においては、給電用信号発生手段及び変調手段が、波数及び変調方式を設定可能なOFDM変調手段にて構成されており、制御手段は、受電手段に供給すべき電力量に応じて、OFDM変調手段が給電用信号として生成するOFDM変調信号の波数及び変調方式を設定する。
このため、請求項2に記載の非接触給電装置によれば、テレビ放送信号等を生成するのに一般的に使用されているOFDM変調手段を用いて、給電及びデータ送信兼用の多波信号を生成することができるようになり、給電用信号発生手段及び変調手段を低コストで実現できる。
また、請求項3に記載の非接触給電装置においては、少なくとも給電用アンテナが、自動車の走行路若しくは駐車スペースに設置されることから、走行路を走行中の自動車に搭載された受電手段、若しくは、駐車スペースに駐車された自動車に搭載された受電手段、に対し電力供給を行う、自動車用の給電装置として利用することができる。
なお、本発明の非接触給電装置は、自動車に対し電力供給を行う場合に限らず、例えば、自動車の下り坂走行時等に自動車側で発電した余剰電力を、路側機である受電装置に送電する給電装置等、非接触で給電する給電装置であれば、適用することはできる。
また、制御手段が、給電側通信手段を介して、受電側通信手段との間で無線通信を行うことにより送受信するデータについては、給電用プラグを利用した接触式の給電装置と受電装置との間で充電準備のために送受信されるデータと同じ仕様にするとよい。
つまり、接触式の給電装置における仕様としては、例えば、チャデモ協議会にて設定された急速充電器の仕様が知られているが、本発明の非接触給電装置でも、この仕様に従い受電装置と給電装置との間で送受信するデータを設定するようにするとよい。
そして、このようにすれば、本発明の非接触給電装置に給電用のコードを接続することにより、接触式の給電装置として機能させることができるようになり、また、接触式の受電装置を、本発明の非接触給電装置から電力供給を受ける非接触受電装置として、簡単に改良することができるようになる。
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1に示すように、本実施形態の非接触給電システムは、車両2に搭載された受電装置10に対し、非接触で電力供給を行うためのものであり、車両2の走行路8に沿って所定間隔で配置された多数の給電装置30と、車両2の進行方向から見て、各給電装置30が配置された給電区間よりも所定距離だけ手前(換言すれば、給電区間への入り口付近)に設けられ、各給電装置30が配置された給電区間(換言すれば監視対象領域)に進入する車両2と無線通信する監視用通信装置50と、監視用通信装置50が車両2と通信することにより得られた車両2の識別情報(以下、車両IDともいう)に基づき、車両2が当該システムを利用可能な車両であるか否かを判定(所謂認証)し、車両2が当該システムを利用可能な車両であるとき、各給電装置30に対し、その認証した車両2(以下、認証できなかった車両2と区別するために、給電対象車両2Aともいう)への給電を実施させる管理装置60と、を備える。
図1に示すように、本実施形態の非接触給電システムは、車両2に搭載された受電装置10に対し、非接触で電力供給を行うためのものであり、車両2の走行路8に沿って所定間隔で配置された多数の給電装置30と、車両2の進行方向から見て、各給電装置30が配置された給電区間よりも所定距離だけ手前(換言すれば、給電区間への入り口付近)に設けられ、各給電装置30が配置された給電区間(換言すれば監視対象領域)に進入する車両2と無線通信する監視用通信装置50と、監視用通信装置50が車両2と通信することにより得られた車両2の識別情報(以下、車両IDともいう)に基づき、車両2が当該システムを利用可能な車両であるか否かを判定(所謂認証)し、車両2が当該システムを利用可能な車両であるとき、各給電装置30に対し、その認証した車両2(以下、認証できなかった車両2と区別するために、給電対象車両2Aともいう)への給電を実施させる管理装置60と、を備える。
なお、給電装置30の配置間隔は、給電対象車両2Aの受電装置10に対し給電可能な各給電装置30の給電領域が重複することのないように設定されている。
そして、管理装置60と複数の給電装置30とは、走行路8の給電区間に沿って配線された通信線52を介して、双方向に通信可能に接続されており、管理装置60はインターネット等の広域ネットワーク62を介して、車両認証用のデータベース70にアクセスできるようにされている。
そして、管理装置60と複数の給電装置30とは、走行路8の給電区間に沿って配線された通信線52を介して、双方向に通信可能に接続されており、管理装置60はインターネット等の広域ネットワーク62を介して、車両認証用のデータベース70にアクセスできるようにされている。
ここで、受電装置10は、図2に示すように、ハイブリッド車や電気自動車等からなる車両2に搭載され、給電装置30から受電した電力にて、車両2の動力源となるモータに電源供給を行うバッテリ4を充電するためのものであり、給電装置30からの供給電力を受電する手段として、車両2の底部に設けられた受電用アンテナ12を備える。
なお、受電用アンテナ12及び後述の給電用アンテナ32は、電力伝送用の高周波信号(例えば、マイクロ波)を送受信するように設定されており、以下の説明で通信若しくは電力伝送に用いられる高周波信号(詳しくはOFDM変調信号のサブキャリア)は、全てこれら各アンテナ12、32で送受信可能なものとする。
また、受電装置10には、受電用アンテナ12が受信した受信信号(電力)を整流し平滑化する整流平滑回路18、整流平滑回路18からの出力に基づきバッテリ4を充電する充電回路20、及び、整流平滑回路18からの出力に基づき、受電した電力量(受電量)を検出する受電量検出部22が備えられている。
尚、充電回路20は、外部のプラグイン用給電装置から受電プラグ21を介して入力される電力でもバッテリ4を充電できるようになっているが、この充電系統の制御等については周知であり、本発明とは直接関係がないので、説明を省略する。
また次に、受電装置10には、受電用アンテナを介して監視用通信装置50や給電装置30との間で無線通信するための無線通信部24、及び、この無線通信部24を介して監視用通信装置50や給電装置30に給電要求を送信したり、監視用通信装置50や給電装置30から送信された情報を取得し、充電回路20を制御する受電制御部28が備えられている。
受電制御部28は、CPUを中心とするマイクロコンピュータにて構成されており、車両に搭載されたモータ制御用のECU(電子制御装置)6を始めとする各種ECUとの間で、車内LANを介してデータ通信を行い、車両IDや車両運転者からの充電要求、給電すべき電力量を表すバッテリ4の残容量、車両の車速等、給電装置30から電力供給を受けるのに必要な各種情報を取得する。
そして、受電制御部28は、車両運転者から充電要求を受けると、無線通信部24に車両IDを表す送信データを出力することで、受電用アンテナ12から車両IDを送信させ、無線通信部24にて車両情報の送信要求が受信されると、その要求に対応した車両情報(例えば、バッテリ4の残容量や車速等)を無線通信部24に出力することで、受電用アンテナ12から車両情報を送信させる。
また、受電制御部28は、給電装置30から電力供給を受けているときには、給電装置30から通知される給電電力量を、無線通信部24を介して取得し、その取得した給電電力量と受電量検出部22で検出される受電電力量とを比較し、これらの差が閾値を超えた際には、受給電に異常があると判断して、充電回路20による充電を停止したり、その旨を表す異常情報を無線通信部24に出力することで、受電用アンテナ12から異常情報を送信させる。
また、無線通信部24は、OFDM変調部25とOFDM復調部26とから構成されており、受電制御部28から入力される送信情報をOFDM変調部25にて変調して、方向性結合器14を介して受電用アンテナ12に出力し、OFDM復調部26には、受電用アンテナ12から方向性結合器14、16を介して受信信号を入力するようにされている。
尚、方向性結合器14は、受電用アンテナ12からの受信信号を方向性結合器16側に伝送し、OFDM変調部25からの送信信号を受電用アンテナ12側に伝送するためのものであり、方向性結合器16は、方向性結合器14を介して入力される受信信号の殆どを整流平滑回路18側に伝送し、その受信信号の一部(−50dB〜−60dB)をOFDM復調部26側に伝送する。
次に、給電装置30は、図3に示すように、車両2の受電装置10に設けられた受電用アンテナ12との間で送受信するための給電用アンテナ32と、管理装置60や他の給電装置30との間で通信線52を介して通信を行うための有線通信部34と、CPUを中心とするマイクロコンピュータにて構成された給電制御部36と、給電用アンテナ32を介して受電装置10との間で無線通信をしたり、給電対象車両2Aへの電力供給量を制御したりするための無線通信部38と、給電用電源回路48から電力供給を受けて、無線通信部38からの出力を給電用に電力変換(例えば、D級増幅)する電力変換部44と、電力変換部44での電力変換により発生する歪成分(換言すれば不要な信号成分)を相殺するために、無線通信部38から電力変換部44に出力される送信信号(詳しくはOFDM変調信号)を補正する歪補償部42と、電力変換部44からの出力(送信信号)を給電用アンテナ32側に伝送し、給電用アンテナ32にて受信された受信信号を無線通信部38側に伝送する方向性結合器46と、から構成されている。
なお、給電用電源回路48は、商用電源等の外部電源から電源供給を受けて、電力変換部44駆動用の電源電圧を生成するものであり、給電制御部36や無線通信部38等に電源供給を行う定電圧電源回路(図示せず)とは別に、大電力給電用の電源回路として設けられている。
ここで、無線通信部38は、OFDM変調部40とOFDM復調部41とから構成されており、OFDM変調部40は、給電制御部36からの指令に従い、送信に用いる電波の波数や各電波の変調方式を切り換え可能に構成されている。
そして、給電制御部36は、給電用アンテナ32で受信され、OFDM復調部41にて復調された受電装置10からの車両IDに基づき、給電装置30の給電領域内に給電が必要な給電対象車両2Aが進入したか否かを判定し、給電領域内に給電対象車両2Aが進入したと判定すると、OFDM変調部40に波数及び変調方式(BPSK、QPSK等の位相変調の何れか)を指令して、OFDM変調部40にOFDM変調信号を生成させると共に、変調用のデータとして、現在の給電電力量等を表す情報を出力する。
この結果、OFDM変調部40からは、給電電力量を表す情報にて変調された所定波数のOFDM変調信号が出力され、その信号が歪補償部42を介して電力変換部44に入力され、電力変換部44にて例えばD級増幅されて、給電用アンテナ32から、給電領域内に位置する給電対象車両2Aの受電装置10へと放射される。
なお、車両2の受電装置10において、受電用アンテナ12は車両2の底部に設けられているため、給電装置30の給電用アンテナ32は、低損失で電力伝送を行うために、車両2が走行する走行路8の路面に埋設されている。
次に、監視用通信装置50は、図3に示した給電装置30から、電力変換部44、歪補償部42、給電制御部36及び有線通信部34を除いた無線通信専用の回路構成になっており、通信用のアンテナとして、給電装置30の給電用アンテナと同様に構成され、走行路8の路面に埋設されたアンテナを備える。
そして、管理装置60は、この監視用通信装置50に設けられた無線通信部(図示せず)に接続されており、この無線通信部及び通信用アンテナを介して、車両2に搭載された受電装置10との間で無線通信を行う。
なお、管理装置60は、車両2が監視用通信装置50の通信可能領域を通過する間に、監視用通信装置50を介して車両情報を取得する必要があるため、監視用通信装置50と車両2に搭載された受電装置10(詳しくは図2に示した無線通信部24)との間の通信方式には、高速通信可能な通信方式が設定されている。
具体的には、管理装置60が監視用通信装置50の無線通信部から車両情報の要求信号等を送信させる際の変調方式や、受電装置10が無線通信部24を介して監視用通信装置50に車両情報を送信する際の変調方式には、QPSK,8PSK等の多値の位相変調方式が設定され、しかも、OFDM変調に利用する波数も略最大の波数に設定されている。
以下、この管理装置60の動作、及び、給電装置30における給電制御部36の動作を、図4〜図7に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、図4は、管理装置60(詳しくは管理装置60を構成するマイクロコンピュータ)にて実行される認証処理を表すフローチャートである。
まず、図4は、管理装置60(詳しくは管理装置60を構成するマイクロコンピュータ)にて実行される認証処理を表すフローチャートである。
図4に示すように、この認証処理では、まずS100(Sはステップを表す)にて、監視用通信装置50が、給電を要求する車両2の受電装置10から送信される車両IDを取得したか否か、を判断することにより、監視用通信装置50が車両IDを取得するのを待つ。
そして、監視用通信装置50が車両IDを取得すると、続くS110にて、車両認証用のデータベース70にアクセスしてこの車両IDを検索し、続くS120にて、今回監視用通信装置50に車両IDを送信してきた車両2が、当該システムを利用可能な給電対象車両2Aとしてデータベース70に登録されているか否かを判断する。
S120にて、車両2(詳しくは車両ID)が給電対象車両2Aとしてデータベース70に登録されていると判断されると、S130に移行して、監視用通信装置50からその車両2(つまり給電対象車両2A)の受電装置10に対し、車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)を要求する要求信号を送信させ、逆に、S120にて、車両2(詳しくは車両ID)がデータベース70に登録されていないと判断されると、今回監視用通信装置50の通信可能領域に入った車両2は給電対象車両2Aではないので、当該認証処理を一旦終了する。
次に、S130にて、車両情報の要求信号を送信すると、給電対象車両2Aの受電装置10は、その要求信号を受信して、その要求信号に対応した車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)を送信することから、続くS140では、監視用通信装置50が給電対象車両2Aの受電装置10から送信された車両情報を取得したか否かを判断することにより、監視用通信装置50が給電対象車両2Aから車両情報を取得するのを待つ。
次に、S140にて、監視用通信装置50が給電対象車両2Aの車両情報を取得したと判断されると、S150に移行して、監視用通信装置50が取得した車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)に基づき、給電対象車両2Aが現在の車速で走行している状態で各給電装置30から給電対象車両2Aに電力を供給するのに適したOFDM変調信号の波数及び変調方式(上述したBPSK、QPSK等の位相変調の何れか)を決定する。
なお、本実施形態では、給電装置30がOFDM変調信号を生成する際の各波の変調方式を位相変調としているが、これは、本実施形態のように所謂路車間通信を行う場合には、給電対象車両2Aが走行中であるため、振幅変調や周波数変調よりも、位相変調の方が、データ通信時の通信エラーが発生し難くなるからである。
また、本実施形態のようにOFDM変調信号を利用して多波で電力伝送する場合、各波の変調方式を位相変調にすれば、各波の信号レベルを最大レベル(増幅回路の飽和レベル)にすることができる。そして、この場合、OFDM変調信号の波数を変更するだけで、送信電力を簡単に調整することができる。
そこで、本実施形態では、多波のOFDM変調信号を利用して無線伝送するに当たって、各波の変調方式として位相変調を採用すると共に、各波を増幅回路の飽和レベルで決まる最大レベルに設定し、OFDM変調信号の波数を変更することにより、送信電力を調整するようにしているのである。
そして、S150にて、各給電装置30が車両2の受電装置10に電力供給を行う際の給電方法(波数及び変調方式)が決定されると、S160に移行して、S110及びS120の処理にて給電対象車両2Aとして認証した車両2の車両ID、S130及びS140の処理にて取得した車両情報に含まれる給電対象車両2Aの車速、S150にて決定した給電方法(波数及び変調方式)、及び、車両IDから車両2を認証した認証時刻からなる給電対象情報を、通信線52を介して各給電装置30に送信し、当該認証処理を終了する。
このように、管理装置60は、上記認証処理を実行することによって、監視用通信装置50付近を通過する車両2が給電対象車両2Aか否かを判定し、監視用通信装置50付近を通過する車両2が給電対象車両2Aである場合には、給電対象車両2Aから車両情報を取得して、その給電対象車両2Aに対する各給電装置30からの給電方法を決定し、その給電方法や車両情報を各給電装置30に通知することで、各給電装置30が、自身の給電領域に進入してきた給電対象車両2Aへの給電を速やかに開始できるようにする。
次に、図5は、給電装置30の給電制御部36にて実行される到達予測処理を表すフローチャートである。
この到達予測処理は、各給電装置30が、管理装置60又は他の給電装置30から通信線52を介して送信されてくる情報(給電対象情報又は給電完了情報)を取得し、その取得した情報に基づき、自己の給電領域に給電対象車両2Aが到達する時刻を予測するための処理であり、各給電装置30内の給電制御部36にて繰り返し実行される。
この到達予測処理は、各給電装置30が、管理装置60又は他の給電装置30から通信線52を介して送信されてくる情報(給電対象情報又は給電完了情報)を取得し、その取得した情報に基づき、自己の給電領域に給電対象車両2Aが到達する時刻を予測するための処理であり、各給電装置30内の給電制御部36にて繰り返し実行される。
図5に示すように、この到達予測処理では、まずS200にて、管理装置60又は他の給電装置30から通信線52を介して送信されてきた情報が有線通信部34にて受信されたか否かを判断することにより、有線通信部34が管理装置60又は他の給電装置30から送信された情報を受信するのを待つ。
そして、S200にて、有線通信部34が管理装置60又は他の給電装置30から送信された情報を受信したと判断されると、S210にて、有線通信部34が受信した情報は、管理装置60が給電対象車両2Aを認証したときに送信してくる給電対象情報であるか否かを判断し、受信情報が給電対象情報であれば、S220に移行する。
S220では、有線通信部34が受信した給電対象情報に含まれる認証時刻と車速とに基づき、管理装置60にて今回認証された給電対象車両2Aが当該給電装置30の給電領域に到達する予測時刻(車両到達予測時刻)を算出する。
そして、続くS230では、S220にて算出された車両到達予測時刻と、今回有線通信部34にて受信された給電対象情報とを給電制御部36内のメモリに記憶し、当該到達予測処理を一旦終了する。
一方、S210にて、有線通信部34が受信した情報は、給電対象情報ではないと判断された場合には、S240に移行し、有線通信部34が受信した情報は、他の給電装置30から、給電対象車両2Aへの給電を完了したときに送信される給電完了情報であるか否かを判断する。
なお、この給電完了情報は、図6に示す給電処理に従い各給電装置30が給電対象車両2Aへの電力供給を行い、給電対象車両2Aの移動に伴い給電を完了したときに、通信線52を介して管理装置60及び他の給電装置30に送信する情報であり、給電完了情報には、給電を完了した時刻(給電完了時刻)、給電を完了した給電対象車両2Aの車両IDと車速、これらの情報の送信元である給電装置30を特定するための装置ID、等が含まれる。
S240にて、受信情報が他の給電装置30から送信された給電完了情報であると判断されると、S250に移行して、有線通信部34にて今回受信された給電完了情報に基づき、車両IDにて特定される給電対象車両2Aが、装置IDにて特定される他の給電装置30から当該給電装置30まで移動するのに要する時間を求め、更に、給電完了時刻から、給電対象車両2Aが当該給電装置30の給電領域に到達する時刻を算出する、といった手順で、車両到達予測時刻を再計算し、S230の処理にて既にメモリに記憶されている車両到達予測時刻のうち、今回再計算したものと同じ給電対象車両2Aに対する車両到達予測時刻を、今回再計算した車両到達予測時刻に書き換え、当該到達予測処理を一旦終了する。
従って、各給電装置30は、上記到達予測処理を実行することで、管理装置60が認証した給電対象車両2Aが自己の給電領域に到達する時刻(車両到達予測時刻)を予測することができ、しかも、給電対象車両2Aの車速が、監視用通信装置50を通過して多数の給電装置30が配置された給電区間(管理対象領域)に進入してから変化したとしても、他の給電装置30からの給電完了情報に基づき、車両到達予測時刻を更新することができる。
なお、S250においては、有線通信部34で受信された給電完了情報が、給電区間内で自己の給電装置30よりも前方(換言すれば監視用通信装置50側)に位置する他の給電装置30からの給電完了情報であれば、車両到達予測時刻を再計算してメモリ内の車両到達予測時刻を更新するが、有線通信部34で受信された給電完了情報が、給電区間内で自己の給電装置30よりも後方(換言すれば監視用通信装置50とは反対側)に位置する他の給電装置30からの給電完了情報であれば、車両到達予測時刻を再計算することなく、到達予測処理を終了する。
次に、図6は、給電装置30の給電制御部36にて実行される車両給電処理を表すフローチャートである。
この給電処理は、現在時刻が、上述の到達予測処理でメモリに記憶された車両到達予測に達した時点で起動され、無線通信部38(詳しくはOFDM復調部41)にて受信された車両IDから、自己の給電領域内に入った給電対象車両2Aを検出して、その給電対象車両2Aに対し、電力供給を行うための処理である。
この給電処理は、現在時刻が、上述の到達予測処理でメモリに記憶された車両到達予測に達した時点で起動され、無線通信部38(詳しくはOFDM復調部41)にて受信された車両IDから、自己の給電領域内に入った給電対象車両2Aを検出して、その給電対象車両2Aに対し、電力供給を行うための処理である。
図6に示すように、この給電処理では、まずS300にて、図5のS230にてメモリに記憶された車両対象情報(車両対象情報がメモリに複数記憶されている場合には、今回給電処理が起動された到達予測時刻に対応した給電対象車両2Aの車両対象情報)の中から、自己の給電領域に到達すると予測される給電対象車両2Aの車両IDを読み込み、無線通信部38(詳しくはOFDM復調部41)にてその車両IDが受信されたか否かを判断することにより、給電対象車両2Aが自己の給電領域内に進入してくるのを待つ。
そして、S300にて、無線通信部38にて給電対象車両2Aの車両IDが受信され、給電対象車両2Aが自己の給電領域内に入ったと判断されると、S310に移行して、その給電対象車両2Aに対する給電方法(波数及び変調方式)を、メモリに記憶された車両対象情報の中から読み込み、無線通信部38のOFDM変調部40に対し、OFDM変調信号を生成する際の条件である波数及び変調方式を設定することで、OFDM変調部40によるOFDM変調信号の生成を開始させる。
この結果、OFDM変調部40から電力変換部44には歪補償部42を介してOFDM変調信号(多数のサブキャリアからなる多波信号)が出力され、電力変換部44から、OFDM信号を構成している各サブキャリアを最大レベル(飽和レベル)まで増幅した信号が出力されて、給電対象車両2Aに対する電力供給が開始されることになる。
また、OFDM変調部40は、給電制御部36から指定された波数のサブキャリアを位相変調することで、OFDM変調信号を生成するように動作するため、給電制御部36は、給電対象車両2Aの受電装置10にデータを送信する際には、送信データをOFDM変調部40に出力することで、各サブキャリアを送信データに応じて位相変調させる。
また逆に、受電装置10へのデータ送信は行わず、電力伝送だけを行う際には、給電制御部36は、予め設定された一定の送信データ(例えば全ビットを値「1」にしたデータ)をOFDM変調部40に出力することで、OFDM変調部40から位相変調しない無変調のサブキャリア(多波)を出力させる。
こうして、給電対象車両2Aへの給電が開始されると、S320に移行して、給電対象車両2Aの受電装置10から最新の車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)を取得するための送信データをOFDM変調部40に出力することで、受電装置10に対し車両情報の送信要求を送信させる。
なお、車両情報の送信要求を送信するのに用いる送信データには、現在給電対象車両2Aに供給している電力量(給電電力量)のデータも含まれる。
そして、このように車両情報の送信要求を送信すると、給電対象車両2Aの受電装置10からは、その送信要求に対応して、車速やバッテリ4の残容量を表す車両情報が送信され、場合によっては、給電電力量と受電電力量との差が異常である旨を表す異常情報も送信されてくる。
そして、このように車両情報の送信要求を送信すると、給電対象車両2Aの受電装置10からは、その送信要求に対応して、車速やバッテリ4の残容量を表す車両情報が送信され、場合によっては、給電電力量と受電電力量との差が異常である旨を表す異常情報も送信されてくる。
このため、続くS330では、OFDM復調部41にて、給電対象車両2Aから送信された異常情報が復調されたか否かを判断することにより、給電対象車両2から給電状態の異常が通知されたか否かを判断し、給電状態の異常が通知されていなければ(換言すれば給電対象車両2への給電状態が正常であれば)、S340に移行し、逆に、給電対象車両2Aへの給電状態が異常であれば、S370に移行する。
次に、S340では、S320にて車両情報の送信要求を送信させた後、車両情報を受信できない時間が、所定の判定時間以上経過したか否かを判断することにより、給電対象車両2Aが自己の給電領域を脱出したか否かを判断する。
そして、S340にて、車両情報の送信要求送信後、所定の判定時間以上の間、車両情報を受信できず、給電対象車両2Aが自己の給電領域を通過したと判断されると、給電対象車両2Aに対する給電は完了したと判断して、S350に移行し、逆に、S340にて、車両情報の送信要求送信後、所定の判定時間が経過する間に、車両情報を受信したと判断されると、S345に移行する。
S345では、今回受信した最新の車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)に基づき、現在の車両状態に適した給電方法(波数及び変調方式)を求め、無線通信部38のOFDM変調部40に設定されている波数及び変調方式を、今回求めた給電方法となるよう更新する。
そして、S345にて、OFDM変調部40による給電方法を更新した後は、再度S320に移行し、給電対象車両2Aの受電装置10に対して車両情報の送信要求を再送信させる。
次に、S350では、OFDM変調部25からのOFDM変調信号の出力を停止させることで、給電対象車両2Aへの電力供給を停止させると共に、現在の時刻、給電対象車両2Aの車両ID、及び、S310にて給電を開始してから給電を停止するまでの間に供給した電力量等からなる給電完了情報を、給電装置30自身の識別用IDである装置IDと共に、有線通信部34に出力することで、これら各情報を、通信線52を介して管理装置60及び他の給電装置30に送信させる。
一方、S370では、給電対象車両2Aへの給電状態が異常であることから、OFDM変調部25からのOFDM変調信号の出力を停止させることで、給電対象車両2Aへの電力供給を停止させ、現在の時刻や車両ID等からなる給電停止情報を、装置IDと共に有線通信部34に出力することで、これら各情報を、通信線52を介して管理装置60に送信させる。
そして、S370若しくはS350にて、管理装置60若しくは管理装置60と給電装置30へ、給電停止情報若しくは給電完了情報を送信した後は、S360にて、今回電力供給を行った給電対象車両2Aに関する車両情報等の各種情報をメモリから削除し、当該給電処理を終了する。
このように、各給電装置30は、上記給電処理を実行することで、管理装置60にて認証された給電対象車両2Aが自己の給電領域に入ると、その旨を、給電対象車両2Aが受電用アンテナ12を介して送信してくる車両IDに基づき検知し、その後、管理装置60が給電対象車両2Aを認証した際に設定した給電方法(波数及び変調方式)にて、給電対象車両2Aへの給電及び給電対象車両2Aとの間のデータ通信を行う。
そして、このデータ通信により取得した最新の車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)に基づき、現在の車両状態に適した給電方法(波数及び変調方式)を求め、給電方法が現在設定されているものと異なる場合には、無線通信部38のOFDM変調部40に設定されている波数及び変調方式を今回求めた給電方法に変更することにより、給電方法を現在の車両状態に最適な給電方法に設定変更する。
また、各給電装置30は、給電対象車両2Aへの給電が完了すると、その旨を表す給電完了情報を管理装置60及び他の給電装置30に送信し、給電対象車両2Aへの給電に異常が生じると、その旨を表す給電停止情報を管理装置60に送信する。
次に、図7は、管理装置60にて実行される課金処理を表すフローチャートである。
この処理は、管理装置60において、図4に示した認証処理にて給電対象車両2Aを認証した後、その認証した給電対象車両2A毎に、給電対象車両2Aへの給電状態を監視して、給電対象車両2Aの使用者(若しくは所有者)から給電電力に応じた料金を徴収するために実行される処理である。
この処理は、管理装置60において、図4に示した認証処理にて給電対象車両2Aを認証した後、その認証した給電対象車両2A毎に、給電対象車両2Aへの給電状態を監視して、給電対象車両2Aの使用者(若しくは所有者)から給電電力に応じた料金を徴収するために実行される処理である。
図7に示すように、課金処理では、まずS410にて、何れかの給電装置30から、給電対象車両2Aに対する給電完了情報若しくは給電停止情報が送信されてきたか否かを判断し、給電対象車両2Aに対する給電完了情報若しくは給電停止情報が送信されてこない場合には、S450に移行して、その状態が予め設定された離脱判定時間を経過したか否かを判断する。
この離脱判定時間は、給電対象車両2Aが、多数の給電装置30が配置された給電区間の走行路から外れたことを判定するための時間であり、例えば、給電対象車両2Aの車速と給電区間の長さとに基づき算出される給電区間の走行時間に基づき設定される。
そして、S450にて、給電対象車両2Aに対する給電完了情報若しくは給電停止情報が送信されてこない時間が、離脱判定時間に達したと判断されると、S440に移行し、S450にて、給電対象車両2Aに対する給電完了情報若しくは給電停止情報が送信されてこない時間は、離脱判定時間に達していないと判断された場合には、再度S410に移行する。
一方、S410にて、給電対象車両2Aに対する給電完了情報若しくは給電停止情報が給電装置30の何れかから送信されてきたと判断されると、S420に移行して、その給電完了情報若しくは給電停止情報を、給電対象車両2Aに対する給電履歴を表す情報の1つとして、管理装置60内のメモリに記憶する。
そして、このようにS410にて給電履歴をメモリに記憶すると、S430に移行して、今回記憶した給電完了情報若しくは給電停止情報は、給電区間の最後に設けられた給電装置(最終給電装置)から送信された情報であるか否かを、これら各情報に付与された装置IDに基づき判定する。
そして、S430にて、今回記憶した給電完了情報若しくは給電停止情報は、最終給電装置から送信された情報であると判断されると、給電対象車両2Aは、給電区間を脱出したと判断して、S440に移行する。
また、逆に、S430にて、今回記憶した給電完了情報若しくは給電停止情報は、最終給電装置から送信された情報ではないと判断されると、給電対象車両2Aはまだ給電区間内を走行中であると判断して、S410に移行する。
次に、S440では、S420にて、給電対象車両2Aへの給電履歴としてメモリに記憶された給電完了情報若しくは給電停止情報を全て読み出し、これら各情報に基づき給電対象車両2Aに供給した電力量に対応した課金情報を算出し、その算出した課金情報を給電履歴と共にデータベース70に送信することで、これら各情報をデータベース70に記憶し、当該課金処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態の非接触給電システムにおいては、複数の給電装置30を車両2の走行路に沿って配置することにより、車両2への給電区間(所謂給電レーン)が形成されており、その給電区間への入り口には、給電区間へ進入する車両2から車両情報を取得するための監視用通信装置50が設けられている。
そして、管理装置60が、監視用通信装置50を介して車両2から車両IDを取得することで、給電区間への進入車両は予めデータベース70に登録されている給電対象車両2Aであるか否かを判定し、進入車両が給電対象車両2Aである場合には、給電対象車両2Aのバッテリ4の残容量等に基づき全ての給電装置30を利用して給電対象車両2Aに電力供給するのに適した給電方法(波数、変調方式等)を求め、その給電方法や給電対象車両2Aを特定するための車両IDを給電対象情報として、各給電装置30に通知する。
すると各給電装置30側では、その給電対象情報に基づき、給電対象車両2Aが自己の給電領域に到達する時刻(車両到達予測時刻)を予測し、現在時刻がその車両到達予測時刻に達すると、車両給電処理を起動する。
この車両給電処理では、給電対象車両2Aから送信される車両IDに基づき、管理装置60にて認証された給電対象車両2Aが自己の給電領域に入ったことを検知し、管理装置60にて設定された給電方法(波数及び変調方式)にて、給電対象車両2Aへの給電を開始する。
そして、本実施形態では、給電装置30が、OFDM変調部40により多数のサブキャリアからなるOFDM変調信号を発生させ、そのOFDM変調信号を、電力変換部44にて電力増幅して、給電用アンテナ32から放射させることにより、給電対象車両2Aへの給電を行うように構成されていることから、単一のキャリアで電力伝送する場合に比べて、OFDM変調信号を構成しているサブキャリア1波当たりの送信電力を少なくして、給電時の各波の電界強度を小さくすることができる。
従って、本実施形態の給電装置30によれば、OFDM変調信号を構成するサブキャリア毎の電界強度を許容範囲内に制限しつつ、サブキャリアの数を変化させることにより、給電対象車両2Aに供給可能な電力量を制御することができ、給電対象車両2Aに対し、必要な電力を効率よく供給することができるようになる。
また、給電装置30は、給電対象車両2Aへの給電開始後、周期的に、給電対象車両2Aに対し車両情報送信要求を送信することで、給電対象車両2Aから最新の車両情報(車速やバッテリ4の残容量等)を取得し、給電対象車両2Aに対する給電方法が現在の車両状態に適した給電方法となるよう、無線通信部38のOFDM変調部40に設定されている波数及び変調方式を適宜更新する。
従って、給電対象車両2Aには、常に最適な電力量にて電力供給を行うことができるようになる。つまり、本実施形態では、OFDM変調信号を利用して、給電対象車両2Aへの電力供給とデータ送信を行うようにしているが、データ送信には、位相変調を利用するので、OFDM変調信号のサブキャリア1波毎の振幅(換言すれば送信電力)を一定にすることができる。そして、OFDM変調信号の波数は、給電対象車両2Aから取得した車両情報、つまり、供給すべき電力量を表すバッテリ4の残容量や車速等、に基づき設定されることから、給電対象車両2Aには、バッテリ4の残容量に対応した最適な電力量にて電力供給を行うことができるようになる。
また、OFDM変調信号を構成するサブキャリアの波数が変われば、各サブキャリアを位相変調することにより送信し得るデータ量も変化するが、本実施形態では、給電対象車両2Aから取得した車両情報に応じて、波数と変調方式を設定することから、OFDM変調信号の波数の変化によって通信不良が発生するのを防止することができ、常時最適なデータ通信を実施することができる。
また次に、給電装置30は、給電対象車両2Aへの電力供給を完了すると、給電完了情報を管理装置60に送信し、管理装置60は、各給電装置30から送信された給電完了情報に基づき、給電対象車両2Aへの供給電力量を把握して、課金情報を算出し、その算出結果を外部のデータベース70に記憶する。
このため、当該システムの管理者は、データベース70に記憶された課金情報等に基づき、給電対象車両2A毎に、当該システムの利用状況を把握することができる。
ここで、本実施形態においては、給電装置30が、本発明の非接触給電装置に相当し、給電装置30を構成するOFMD変調部38が、給電用信号発生手段に相当し、歪補償部42及び電力変換部44が、本発明の増幅手段に相当する。また、無線通信部38は、本発明の給電側通信手段に相当し、このうち、OFDM復調部41は、本発明の復調手段に相当し、OFDM変調部40は、本発明の変調手段に相当し、給電制御部36は、本発明の制御手段に相当する。
ここで、本実施形態においては、給電装置30が、本発明の非接触給電装置に相当し、給電装置30を構成するOFMD変調部38が、給電用信号発生手段に相当し、歪補償部42及び電力変換部44が、本発明の増幅手段に相当する。また、無線通信部38は、本発明の給電側通信手段に相当し、このうち、OFDM復調部41は、本発明の復調手段に相当し、OFDM変調部40は、本発明の変調手段に相当し、給電制御部36は、本発明の制御手段に相当する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、給電装置30は、車両2の走行路に沿って配置され、これら各給電装置30が配置された給電区間内を走行中の車両2に対して電力供給を行うものとして説明したが、例えば、図8に示すように、駐車場等で、車両2の駐車スペース72に夫々給電装置30を配置し、各給電装置30が、対応する駐車スペース72に車両2が駐車された際に、その車両2に搭載された受電装置10との間で通信を行うことで、車両2が給電対象車両2Aか否かを判定して、給電対象車両2Aに給電を行うように構成されたシステムであっても、本発明を適用する。
例えば、上記実施形態では、給電装置30は、車両2の走行路に沿って配置され、これら各給電装置30が配置された給電区間内を走行中の車両2に対して電力供給を行うものとして説明したが、例えば、図8に示すように、駐車場等で、車両2の駐車スペース72に夫々給電装置30を配置し、各給電装置30が、対応する駐車スペース72に車両2が駐車された際に、その車両2に搭載された受電装置10との間で通信を行うことで、車両2が給電対象車両2Aか否かを判定して、給電対象車両2Aに給電を行うように構成されたシステムであっても、本発明を適用する。
また、本発明の非接触給電装置としての機能は、例えば、図2に示した受電装置10に組み込み、車両2の下り坂走行時等に発生した余剰電力を、走行路等に設けた受電装置に送電するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、給電装置30は、管理装置60側からの情報に従い給電対象車両2Aを検出して、電力供給を行うものとして説明したが、給電装置30は、単独で給電対象車両2Aを認識して、給電対象車両2Aから車両情報(バッテリ4の残容量等)を取得し、給電方法を制御しつつ、給電対象車両2Aへの電力供給を実施するようにしてもよい。
また次に、上記実施形態では、受電用アンテナ12及び給電用アンテナ32を介して車両2の受電装置10と給電装置30との間で送受信される電力伝送及び通信用の高周波信号には、例えば、マイクロ波が用いられるものとして説明したが、この高周波信号は、周波数が低いほど、各装置10、30における電力伝送部分を実現し易くなることから、マイクロ波帯よりも低い周波数帯域に設定してもよく、法律上、非接触給電に利用可能な周波数帯であれば、任意の周波数帯域にすればよい。
2…車両(2A…給電対象車両)、2…進入車両、4…バッテリ、8…走行路、10…受電装置、12…受電用アンテナ、14…方向性結合器、16…方向性結合器、18…整流平滑回路、20…充電回路、21…受電プラグ、22…受電量検出部、24…無線通信部、25…OFDM変調部、26…OFDM復調部、28…受電制御部、30…給電装置、32…給電用アンテナ、34…有線通信部、36…給電制御部、38…無線通信部、40…OFDM変調部、41…OFDM復調部、42…歪補償部、44…電力変換部、46…方向性結合器、48…給電用電源回路、50…監視用通信装置、52…通信線、60…管理装置、62…広域ネットワーク、70…データベース、72…駐車スペース。
Claims (3)
- 受電手段に対し非接触で電力供給するための給電手段と、
前記受電手段に設けられた受電側通信手段との間で無線通信を行うための給電側通信手段と、
前記給電側通信手段が、前記受電側通信手段から送信された給電要求を受けると、前記給電側通信手段を介して前記受電側通信手段との間で無線通信することにより、前記受電手段に供給すべき電力量を含む給電条件を設定し、該給電条件に従い前記給電手段を駆動することにより、前記受電手段への電力供給を実施させる制御手段と、
を備えた非接触給電装置であって、
前記給電手段は、
周波数の異なる複数の高周波信号を合成した信号を給電用信号として発生する給電用信号発生手段と、
該給電用信号発生手段からの給電用信号を電力増幅する増幅手段と、
該増幅手段にて電力増幅された給電用信号を、前記受電手段に向けて放射する給電用アンテナと、を備え、
前記給電側通信手段は、
前記給電用アンテナにて受信された受信信号を復調することにより受信データを生成する復調手段と、
前記制御手段からの送信データに従い、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号を位相変調することにより、前記受電手段への送信を行う変調手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記給電条件として、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、該電力量が多い程波数が多くなるように、前記給電用信号発生手段が発生する給電用信号に含まれる高周波信号の波数を設定すると共に、該設定した前記高周波信号の波数に応じて、前記変調手段が前記高周波信号を位相変調する際の変調方式を設定する、
ことを特徴とする非接触給電装置。 - 前記給電用信号発生手段及び前記変調手段は、波数及び変調方式を設定可能なOFDM変調手段にて構成されており、
前記制御手段は、前記受電手段に供給すべき電力量に応じて、前記OFDM変調手段が前記給電用信号として生成するOFDM変調信号の波数及び変調方式を設定することを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。 - 当該非接触給電装置は、自動車に搭載された受電手段に対し電力供給を行うためのものであり、少なくとも前記給電用アンテナは、自動車の走行路若しくは駐車スペースに設置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の非接触給電装置。
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