JP5635134B2 - 位置合わせ装置、受電装置及び送電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、電気自動車、ハイブリッド車等の充電池或いは二次電池が搭載された車両と、該充電池に対して非接触充電を行う充電器との間における、位置合わせを行うための位置合わせ装置、並びにそのような装置の少なくとも一部を具備する受電装置及び送電装置の技術分野に関する。
この種の位置合わせ装置では、複数の充電器が配備された充電ステーションなどの充電設備において、例えば受信コイルである車両側充電部位が、充電器に設けられた送信コイルである充電器側充電部位の概ね近隣に位置するように車両が移動される。その後、これら充電部位の少なくとも一方を他方に対して接近させることで、位置合わせが行われる。ここでの接近は、車両本体の移動、車両本体に対する車両側充電部位の相対移動、充電器本体に対する充電器側充電部位の相対移動などによって行われる。こうして位置合わせが完了すると、至近距離にて相互に対向配置された両充電部位間における、電磁波の送受信により、電磁誘導型或いは近接電磁誘導型、電波受信型或いはマイクロ波無線型、共鳴型或いは磁気共鳴型(言い換えれば、磁界結合共鳴方式)等の非接触充電を行える(例えば、特許文献1から3参照)。
他方、携帯電話の充電池を非接触充電する際に用いられる位置合わせ装置も、提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2010-183814号公報 特開2010-225023号公報 特開2008-288889号公報 特開2009-213295号公報
しかしながら、上述の特許文献に開示された技術によれば、車両側充電部位と充電器側充電部位との位置合わせは、例えば精度、信頼性、処理や操作上の負荷や手間、装置コスト、運用コスト、装置サイズなどを勘案した実践的な意味において、なお相当に困難である或いはなお相当に改良の余地があるという技術的な問題点がある。
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、非接触充電を行わせるための充電器及び車両間の位置合わせを、比較的容易にして実行可能である位置合わせ装置、並びにそのような装置の少なくとも一部を具備する受電装置及び送電装置を提供することを課題とする。
本発明の位置合わせ装置は上記課題を解決するために、(i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記車両及び前記充電器は、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第1及び第2通信アンテナの一方から所定の周波数を有する電磁波を送信する送信手段とを備え、当該位置合わせ装置は、前記第1及び第2通信アンテナの他方にて前記送信された電磁波が平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indication)に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段を備える。
本発明の他の位置合わせ装置は上記課題を解決するために、(i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第1及び第2通信アンテナの一方から所定の周波数を有する電磁波を送信する送信手段と、前記第1及び第2通信アンテナの他方にて前記送信された電磁波が平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段とを備える。
本発明の受電装置は上記課題を解決するために、上述した車両側に設けられ、上述した位置合わせ装置の少なくとも一部と、前記車両側充電部位と、前記第1及び第2アンテナ部のうち前記車両側充電部位に固定された方のアンテナ部とを具備する。
本発明の送電装置は上記課題を解決するために、上述した充電器側に設けられ、上述した位置合わせ装置の少なくとも一部と、前記充電器側充電部位と、前記第1及び第2アンテナ部のうち前記充電器側充電部位に固定された方のアンテナ部とを具備する。
本発明の作用及び利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
本発明の第1実施例に係る、位置合わせ装置の基本構成を示すブロック図である。 第1実施例における、位置合わせ装置が備えるアンテナ部及び充電部位を示す模式的な断面図である。 第1実施例における、位置合わせの基本原理を示すアンテナ部の模式図である。 第1実施例における、充電器側のアンテナ部及び充電部位の拡大断面図である。 第1実施例における、充電器側のアンテナ部及び充電部位の平面図である。 第1実施例における、位置合わせの原理を示す、アンテナ部及び充電部位の模式的な断面図である。 第1実施例における、位置合わせ用に送受信される電磁波の指向性或いは円偏波の様子と共に、位置合わせの原理を示す模式的な断面図である。 第1実施例における、近傍界/遠方界境界の特性を示す表である。 第1実施例における、信号検出レベル特性を示すグラフである。 第1実施例における、位置合わせに係る一連の動作を示すフローチャートである。 第1実施例の変形例における、位置合わせに係る一連の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施例における、位置合わせの原理を示す、図6と同趣旨のアンテナ部及び充電部位の模式的な一の断面図である。 第2実施例における、位置合わせの原理を示す、図6と同趣旨のアンテナ部及び充電部位の模式的な他の断面図である。 第2実施例における、位置合わせの原理を示す模式図である。 第2実施例の変形例における、位置合わせの原理を示す一の模式図である。 図15の模式図による配置時の位置合わせの動作を示す模式図である。 図15の模式図による配置時の位置合わせの動作の変形例を示す模式図である。 第2実施例における、位置合わせ用に送受信される電磁波の指向性或いは円偏波の様子と共に、該位置合わせの原理を示す、図7と同趣旨の模式的な断面図である。 各実施例における、該位置合わせの際のアンテナサイズによる検出誤差を示す、図7と同趣旨の模式的な断面図である。 第2実施例における、位置合わせに係る一連の動作を示す、図11と同趣旨のフローチャートである。 本発明の第3実施例における、位置合わせの基本原理を示す、図6と同趣旨のアンテナ部及び充電部位の模式的な断面図である。 第3実施例における、反射波を防止する構成及び原理を示す、アンテナ部及び充電部位の模式的な断面図である。 第3実施例の比較例における、反射波を防止できずに発生する悪影響を示す、図22と同趣旨のアンテナ部及び充電部位の模式的な断面図である。 第4実施例における、位置合わせの原理を示す模式的な平面図である。 第4実施例における、Y方向の位置合わせの一の動作を示す模式的な平面図である。 第4実施例における、Y方向の位置合わせの他の動作を示す模式的な平面図である。 第4実施例における、位置合わせに係る一連の動作を示すフローチャートである。 第4実施例における、図27のフローチャートに示された動作が行われる際の車両、調整エリア等の平面的な配置図である。 第5実施例における、位置合わせの原理を示す模式的な一の平面図である。 第5実施例における、位置合わせの原理を示す模式的な他の平面図である。 第5実施例における、位置合わせの原理を示す模式的な他の平面図である。
以下、発明を実施するための最良の形態として、位置合わせ装置に係る実施形態、並びにそのような装置の少なくとも一部を具備する受電装置及び送電装置について順に説明する。
<位置合わせ装置の実施形態>
<1>
本実施形態の位置合わせ装置は上記課題を解決するために、(i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記車両及び前記充電器のうち一方は、該一方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段とを備え、前記車両及び前記充電器のうち他方は、該他方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段とを備え、当該位置合わせ装置は、前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段を備える。
本実施形態の位置合わせ装置によれば、車両と充電器との間における、より具体的には充電器側充電部位と車両側充電部位との間における、位置合わせが次のように行われる。
ここに本発明に係る「車両」とは、典型的には、電気自動車、ハイブリッド車等であるが、地面、道路、通路、オフロード、広場、野原、山、軌道などの上を車輪或いはタイヤなどの、充電池によって駆動可能な移動用の部材によって移動可能である物を意味する。言い換えれば、本発明に係る「車両」は、二輪車や三輪車、既存の自動車或いは乗用車に分類される必要は必ずしも無い。本発明に係る「充電器」は、例えば充電ステーション、自家用車庫内の専用充電設備などの充電設備に一つ又は複数配備されるものである。
本発明に係る「車両側充電部位」は、充電器側充電部位からの微小な間隙を隔てての電気的、磁気的、電磁気的など物理的な作用により、充電のためのエネルギを受ける部位であり、典型的には、受信コイルである。車両側充電部位は、例えば、地面側へ向けて或いは地面側に向けて指向性を持つように、車両の底面外側に取り付けられる。但し、車両側充電部位の取り付け位置は、例えば、車両の側面外側など、充電器及び車両を含むシステム全体における当該非接触充電の規格に依存して決められる設計的事項の一つである。
本発明に係る「充電器側充電部位」は、車両側充電部位との間に存在する微小な間隙を隔てての電気的、磁気的、電磁気的など物理的な作用により、充電のためのエネルギを与える部位であり、典型的には、送信コイルである。充電器側充電部位からは、例えば充電のための配置関係が確認された際に充電を開始する旨の、充電器外部から与えられる又は内部発生的なコマンドに応じて、電磁波等のエネルギが送り出される。充電器側充電部位は、例えば、充電設備内における、車両が充電位置に来た場合に車両用充電部位が対向することになる、路面上若しくは地面上における又は柱の側面上若しくは壁面上における所定位置に設けられる。充電器側充電部位は、充電を行う際に、車両側充電部位に対して接近する方向に、鉛直方向又は水平一方向若しくは二方向に、機械的又は電気的に移動するように構成されていてもよい。
なお、本発明に係る「充電位置」とは、車両側充電部位について言えば、充電器側充電部材に充電可能に対向している際の車両側充電部位の位置を意味する。或いは、車両そのものについて言えば、充電器側充電部材に車両側充電部位が充電可能に対向している際における、車両の位置を意味する。他方、充電器側充電部位について言えば、車両側充電部材に充電可能に対向している際の充電器側充電部位の位置を意味する。
実際に非接触充電を開始するのに先立って、先ず、車両が通常走行や減速走行によって、充電ステーションなどの充電設備内に進入し、例えば、案内標識、案内表示、誘導ランプ、誘導メッセージ、係員による誘導等に従って、設備内にある充電可能状態にある充電器のところへと誘導される。この誘導によって、車両の位置は、充電位置になるべく近くなるように、車両が暫定的に停止される又はその付近にて極低速度走行される。
これに先行して又は相前後して若しくは並行して、例えば、車両が充電設備内に進入したことや更に充電位置に近付いたことをトリガーとして、両充電部位の一方に設けられた第1通信アンテナから所定の周波数の電磁波が送信され、両充電部位の他方に設けられた第2通信アンテナで、この電磁波が平面電磁波として受信される。ここに本発明に係る「所定の周波数」とは、単一である所定の周波数でもよいが、より厳密には、比較的狭帯域にある所定の周波数帯域の意味である。このような所定の周波数若しくは周波数帯域の電磁波は、例えば、波長0.1〜1mの極超短波、波長1cm〜0.1mのセンチメートル波、波長1〜10mmのミリ波、及び0.1〜1mmのテラヘルツ波のうちのいずれか、又はそれらのうち二つ以上の組み合わせからなるマイクロ波である。
なお、上記トリガーに応じた電磁波送受信を開始させる旨のコマンドの車両及び充電器間のやり取りは、例えば、第1通信アンテナ部に設けられた第1通信アンテナと同一の又は異なる一の通信用アンテナと、第2通信アンテナ部に設けられた第2通信アンテナと同一の又は異なる他の通信用アンテナとの間における双方向無線通信によって行われる。或いは、例えば、車両の運転手による車両におけるスイッチ操作によって、又は充電ステーションの店員による充電器におけるスイッチ操作によって、行われる。
ここで特に、第1及び第2通信アンテナの一方から送信されて他方で受信される平面電磁波の受信信号強度は、両充電部位が相互に対向する面に沿って相互にズレていないと、即ち相互に一致していると(言い換えれば、車両或いは車両側充電部材が、その充電位置にぴったりと合致していると)、極大値をとる。しかも、該受信信号強度は、該充電位置へ近付く過程で極めて敏感に増大すると共に該充電位置から離れる過程で極めて敏感に減衰する。即ち、受信信号強度は、ズレ或いは一致の程度に応じて鋭敏に増大減衰するので、逆に言えば、受信信号強度の増大減衰の様子から、車両或いは車両側充電部位における、充電位置からのズレ或いは一致の程度を定性的のみならず定量的に逆算することが可能である。なお、受信信号強度は、「受信レベル」と称されることもある。
しかるに、位置ズレ出力手段は、例えば車両若しくは充電器に搭載された又はこれら通信回線を介して接続されたにコンピュータ、マイコン、メモリ等を含んでなる。位置ズレ出力手段のメモリに、例えば、予め実験的、経験的、理論的、数学的若しくはシミュレーションにより、両充電用部位が最も近接した(即ち両充電部位が相互に一致した、言い換えれば、車両或いは車両側充電部位が充電位置をとった)場合に、両通信アンテナ間で観察される受信信号強度を設定しておくと共に、ズレに対する受信信号強度の減衰を変化曲線として関数又はテーブル若しくはマップとして設定しておく。すると、その後における実際の位置ズレを前にして、該関数等によって、受信信号強度を入力として、ズレている又は一致している程度を、定量的に示す指標を、電圧信号、電流信号、スペクトル信号、デジタル信号等の形で出力可能となる。
従って、第1及び第2通信アンテナ間における電磁波の送受信が行われている最中に、位置ズレ出力手段によって、第1及び第2通信アンテナの他方にて受信される平面電磁波の受信信号強度に基づいて、両充電部位が、相互にズレている若しくは一致している程度を示す指標が、高精度、高信頼性或いは高再現性を持って出力されることが可能となる。
なお、ここでの指標の出力は、車両の運転手に位置合わせを完璧にさせる側への移動を促す旨の音声出力、画像出力等の外部出力であってもよい。或いは、車両本体の移動、車両本体に対する車両側充電部位の相対移動、充電器本体に対する充電器側充電部位の相対移動などを、機械的に或いは自動的に行わせるための、内部コマンドを含む出力であってもよい。
加えて、指標を出力する際に用いる受信信号強度については、常時に又は指標出力時に、受信信号強度を検出・モニタリングする既存の電気回路によって、検出・モニタリングすればよい。或いは、これに加えて又は代えて、検出・モニタリング用の既存のコンピュータソフトウエアを用いて、位置ズレ出力手段を構成するコンピュータ・マイコン等又は位置ズレ出力手段とは別個のコンピュータ・マイコン等により検出・モニタリングすればよい。
こうして車両或いは車両用充電部位が完全に充電位置に位置合わせされることで、第1及び第2アンテナが、相互に近接配置されると、その後は、例えば、車両側から若しくは充電器側から又はこれらから独立して配備された位置ズレ出力手段から自動的に発信されるコマンドに応じて、例えば近接配置された一対のコイル間における電磁波の送受信など、両充電部位間におけるエネルギの送受信が行われる。具体的には、電磁誘導型或いは近接電磁誘導型、電波受信型或いはマイクロ波無線型、共鳴型或いは磁気共鳴型(言い換えれば、磁界結合共鳴方式)等の電磁波の送受信による非接触充電が実行される。この非接触充電によって、車両に搭載された充電池は、例えば、次の数百キロメートル単位の走行用に、十数分から数十分、或いは数時間をかけて充電されることになる。なお、充電池における充電レベルの管理、充電時間の管理などにより、このような充電に係るエネルギの送受信、即ち非接触充電は、完了される。
以上のように、車両側充電部位と充電器側充電部位との位置合わせは、第1及び第2通信アンテナ並びに位置ズレ出力手段の存在により、例えば精度、信頼性、処理や操作上の負荷や手間、コスト、サイズなどを勘案した実践的な意味において、顕著に容易となる。更に、比較的簡単な位置合わせによって、両充電部位間の位置ずれによる充電効率低下や、両充電部位間の間隙への異物進入による発熱等が問題となることもない。
特に、本実施形態の位置合わせ装置によれば、第1アンテナ部、第2アンテナ部及び送信手段は、前述の車両及び充電器に具備されており、当該他の位置合わせ装置は、位置ズレ出力手段を備えている。このため、アンテナ部や充電部位が予め具備された車両や充電器に対して、位置ズレ出力手段を後付け或いは外付けすればよく、しかも、このような位置ズレ出力装置は、コンピュータ・ハードウエア及びソフトウエアを用いて比較的簡単に構築可能である。よって、車両や充電器へ有線或いは無線接続するのも比較的容易である。従って、車両や充電器の設備状況に応じて極めて効率的に本発明の位置合わせ装置を実現できる。
<2>
本実施形態の位置合わせ装置の一の態様では、前記第2アンテナ部は、前記平面電磁波を受信可能である第3通信アンテナを更に含み、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方は、前記対向する面上で(i)前記第3通信アンテナと(ii)前記第2通信アンテナとの間に配置され、前記位置ズレ出力手段は、(i)前記第3通信アンテナで受信される前記平面電磁波の受信信号強度と(ii)前記第2通信アンテナで受信される前記平面電磁波の受信信号強度との差分に基づいて、前記指標を出力する。
この態様によれば、第1及び第2アンテナ部のうち第1及び第2通信アンテナの他方に対応するもの、即ち電磁波を受信する側にある方のアンテナ部(即ち第1又は第2アンテナ部)は、平面電磁波を受信可能である一つ又は複数の第3通信アンテナを更に含む。両充電部位のうち第1及び第2通信アンテナに対応するもの、即ち電磁波を受信する側にある方の充電部位(即ち車両側充電部位又は充電器側充電部位)は、前記対向する面上で(i)第3通信アンテナと(ii)第1及び第2通信アンテナの他方との間に配置されている。このため、電磁波を受信する側で、充電部位は、前記対向する平面上で平面的に見て、少なくとも二つの受信用のアンテナの間に配置されている。よって、位置ズレ出力手段により(i)第3通信アンテナで受信される平面電磁波の受信信号強度と(ii)第1及び第2通信アンテナの他方で受信される平面電磁波の受信信号強度との差分に基づいて、指標を出力すれば、該指標は、極めて精度高く、該二つの受信用アンテナを結ぶラインに沿った一次元的方向についての、充電部位のズレ或いは一致の程度を極めて高精度で示すようになる。
更に、第3通信アンテナを複数配備し、前記対向する面上で平面的に見て、これら複数の第3通信アンテナを含む三つ以上の受信用アンテナによって、受信側の充電部位を3方以上から取り囲むようにした上で、上述の如く指標を出力すれば、該指標は、極めて精度高く、三つ以上の受信用アンテナを含む平面内の二次元的方向についての、受信側の充電部位のズレ或いは一致の程度を極めて高精度で示すようになる。
以上のように、一つ又は複数の第3受信アンテナを受信側に配備し、その受信信号強度を指標出力用に併せて用いることによって、より高精度で位置合わせを行うことが可能となる。
<3>
本実施形態の位置合わせ装置の他の態様では、前記第2アンテナ部は、前記対向する面上で、前記第2通信用アンテナが中央に位置するn角形(但し、nは3以上の自然数)の頂点に夫々配置されていると共に、前記平面電磁波を夫々受信可能であるn個の受信アンテナを更に含み、前記位置ズレ出力手段は、前記n個の受信アンテナのうち前記対向する面内で、前記中央を挟んで相対向する二つの頂点に位置するアンテナ対の複数における前記受信信号強度の相互間の差分に基づいて、前記指標を出力する。
この態様によれば、第1及び第2アンテナ部のうち第1及び第2通信アンテナの他方に対応するもの、即ち電磁波を受信する側にある方のアンテナ部(即ち第1又は第2アンテナ部)は、n個の受信アンテナを更に含む。特に、これらn個の受信アンテナは、前記対向する面上で、第1及び第2通信用アンテナの他方が中央に位置するn角形(例えば、三角形、四角形、六角形、八角形、多角形等)の頂点に夫々配置されている
このため、電磁波を受信する側で、充電部位は、前記対向する平面上で平面的に見て、n個の受信用のアンテナに囲まれる形で配置されている。よって、位置ズレ出力手段により、n個の受信アンテナのうち前記対向する面内で、前記中央を挟んで相対向する二つの頂点に位置するアンテナ対の複数における前記受信信号強度の相互間の差分に基づいて、前記指標を出力すれば、該指標は、極めて精度高く、該n個の受信用アンテナを含む平面内の二次元的方向についての、受信側の充電部位のズレ或いは一致の程度を極めて高精度で示すようになる。
以上のように、n個の受信アンテナを受信側に配備し、その受信信号強度を指標出力用に併せて用いることによって、より高精度で位置合わせを行うことが可能となる。
<4>
本実施形態の位置合わせ装置の他の態様では、前記第2アンテナ部は、前記平面電磁波を受信可能であると共に前記対向する面に沿った第1方向に配列された第1のアンテナ対と、前記平面電磁波を受信可能であると共に前記対向する面に沿っており且つ前記第1方向に交差する第2方向に配列された第2のアンテナ対とを含み、前記位置ズレ出力手段は、前記第1のアンテナ対の相互間における前記平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、前記第1方向に関する前記指標を出力し、前記第2のアンテナ対の相互間における前記平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、前記第2方向に関する前記指標を出力する。
この態様によれば、位置ズレ出力手段によって、例えば第1方向としてx方向或いは車両の前後方向に配列された2個の位置調整用(或いは、位置調整専用)のアンテナを含んでなる第1のアンテナ対の相互間における、平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、該第1方向に関する指標が出力される。これに従って、例えば車両における運転手によるアクセル操作及びブレーキ操作或いはバック操作等によって、該第1方向の調整が実行可能とされる。これと相前後して或いは並行して、位置ズレ出力手段によって、例えば第2方向としてy方向或いは車両の左右方向に配列された2個の位置調整用(或いは、位置調整専用)のアンテナを含んでなる第2のアンテナ対の相互間における、平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、該第2方向に関する指標が出力される。これに従って、例えば車両における運転手によるハンドル操作によって、該第2方向の調整が実行可能とされる。これらの結果、充電器側充電部位及び車両側充電部位間における位置合わせが効率的に且つ確実に実施可能となる。
<5>
この第1及び第2のアンテナ対に係る態様では、前記第1方向は、前記充電器に対して進入してくる前記車両の前後方向に対応するx方向であり、前記第2方向は、前記車両の左右方向に対応するy方向であり、前記第2のアンテナ対は、前記第1のアンテナ対よりも、前記車両の進入経路に対して上流側に配置されていてもよい。
このように構成すれば、車両における運転手によるアクセル操作及びブレーキ操作或いはバック操作等によって、該第1方向の調整が実行可能とされ、車両における運転手によるハンドル操作によって、該第2方向の調整が実行可能とされる。
<6>
更にこの場合、前記位置ズレ出力手段は、前記第2のアンテナ対における前記平面電磁波の受信信号強度の和に基づいて、前記車両が前記第2のアンテナ対が配置されたエリア内に進入したか否かを判別するように構成されていてもよい。
このように構成すれば、y方向に車両が無視し得ない程度に外れて進入した場合であっても、第2のアンテナ対のうち、車両が外れた側に近い側に配置されたアンテナの受信信号強度が高くなる。よって結局のところ、車両がいずれの側に外れたとしても、和信号に基づく限りにおいて、高い信頼性を持って或いは高い精度にて、車両が前記エリア内に進入したか否かを判別可能となる。
<7>
或いは、上述の第1及び第2のアンテナ対に係る態様では、前記第1又は第2のアンテナ対を構成する少なくとも一つのアンテナは、前記第2通信アンテナにより兼用されていてもよい。
このように構成すれば、兼用されるアンテナの個数だけ、兼用がされない場合に比較して、第1及び第2アンテナ部における、アンテナ総数を削減することが可能となる。これは、装置構成の全体を単純化或いは小型化したり、装置コストを下げたりする上で役立つ。
<8>
或いは、上述の第1及び第2のアンテナ対に係る態様では、前記第1又は第2のアンテナ対は、前記第2通信アンテナにより兼用されており、前記充電器及び前記車両は、前記兼用されている第1又は第2のアンテナ対における前記平面電磁波の受信信号の和を、前記車両及び前記充電器間における充電制御用の信号を含むデータ通信用の信号として送受信してもよい。
このように構成すれば、アンテナが、データ通信用と位置調整用との両用途に兼用されるが故に、データ通信用のアンテナ同士が真正面に対向配置されることが困難或いは不可能なアンテナ配置が採用される場合であっても、真正面に対向配置されないことによる信号の減衰を、受信信号の和をとることで実質的に阻止或いは抑制できる。即ち、アンテナを兼用することによるメリットを享受しつつ、デメリットを低減できるので、実践上極めて有利となる。
<9>
本実施形態の位置合わせ装置の他の態様では、前記第1及び第2アンテナは、前記充電器及び前記車両間で前記電磁波によるデータ通信を実行可能に設けられており、前記送信手段は、前記電磁波として、マイクロ波を送信する。
この態様によれば、第1及び第2アンテナは、前述の指標を出力するために受信信号強度の検出・モニタリング用に用いられるのみならず、双方向又は一方向の無線通信用の搬送波としても用いられる。この際、位置合わせの開始・継続を指示する旨のコマンド、充電を開始させる旨のコマンド、充電を終了させる旨のコマンドなどの各種コマンドを、受信信号強度の検出・モニタリング用と同じアンテナの兼用でデータ通信可能となるので、装置構成及び処理動作の簡略化を図ることができ、実践上極めて有利である。
なお、このようにデータ通信用と位置合わせ用とでアンテナを兼用する場合、データ通信する際の波長域と、位置合わせする際の波長域とは同一であってもよいし、異なってもよい。また、これらのアンテナを用途別に時分割で用いてもよい。加えて、このようにデータ通信用と位置合わせ用のアンテナを兼用しないで、これらのアンテナを用途別に、別々に配備することも可能である。この場合更に、アンテナの構造は用途別に異なっていてもよいし同一でもよく、波長域についても用途別に異なってもよいし同一でもよい。
<10>
本実施形態の位置合わせ装置の他の態様では、前記位置ズレ出力手段は、前記受信信号強度に基づいて、前記指標を、音声及び画像のうち少なくとも一方として、前記車両内に向けて外部出力する外部出力手段を含む。
この態様によれば、車両の運転手等に対して、例えば、電子音、アラーム音、合成音声等の音声による出力として、或いは、点滅表示、色変わり表示、図柄表示などの画像による出力として、指標が伝達される。このため、車両の運転手等は、その視覚聴覚を頼りに、車両を充電位置に向けて比較的容易にして正確に移動させ且つ停止させることが可能となる。例えば、指標に応じて、音の大きさ(即ち音量)、音の間隔などの音声出力を変化させて、車両が充電位置に到来した際に、最大音量になる又はビープ音の間隔が消滅するなどにより、車両を充電位置に停車させることが容易となる。或いは、車両が充電位置を一旦通り過ぎてしまった場合にも、音声や画像に従って、バックにより車両を充電位置に停車させることが容易となる。
<11>
本実施形態の他の位置合わせ装置は上記課題を解決するために、(i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段と、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段と、前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段とを備える。



本実施形態の他の位置合わせ装置によれば、第1アンテナ部、第2アンテナ部、送信手段、及び位置ズレ出力手段を備えている。このため、前述の実施形態の位置合わせ装置の場合と同様に、位置合わせは、顕著に容易となる。
<受電装置の実施形態>
<12>
本実施形態の受電装置は上記課題を解決するために、上述した車両側に設けられ、上述した位置合わせ装置の少なくとも一部と、前記車両側充電部位と、前記第1及び第2アンテナ部のうち前記車両側充電部位に固定された方のアンテナ部とを具備する。
本実施形態の受電装置によれば、車両側に取り付けられると、上述した各実施形態の位置合わせ装置の場合と同様に、位置合わせは、顕著に容易となる。特に、アンテナ部や車両側充電部位が予め具備されていない車両に対し、受電装置を後付け或いは外付けすればよい。従って、車両の設備状況に応じて極めて効率的に本発明の位置合わせ装置を具備する受電装置を実現できる。
尚、本実施形態の受電装置においても、上述した本実施形態の位置合わせ装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
<送電装置の実施形態>
<13>
本発明の送電装置は上記課題を解決するために、上述した充電器側に設けられ、上述した位置合わせ装置の少なくとも一部と、前記充電器側充電部位と、前記第1及び第2アンテナ部のうち前記充電器側充電部位に固定された方のアンテナ部とを具備する。
本実施形態の送電装置によれば、充電器側に取り付けられると、上述した各実施形態の位置合わせ装置の場合と同様に、位置合わせは、顕著に容易となる。特に、アンテナ部や充電器側充電部位が予め具備されていない充電器に対し、送電装置を後付け或いは外付けすればよい。従って、充電器の設備状況に応じて極めて効率的に本発明の位置合わせ装置を具備する送電装置を実現できる。
尚、本実施形態の送電装置においても、上述した本実施形態の位置合わせ装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
加えて、上述の受電装置及び送電装置の実施形態では、受電装置が車両側に取り付けられ且つ送電装置が充電器側に取り付けられているが、逆に、受電装置が充電器側に取り付けられ且つ送電装置が車両側に取り付けられてもよい。このように構成しても、上述した本願発明に係る位置合わせ装置による位置合わせの作用効果或いは機能は、既に詳細に説明したのと同様に奏される。車両側で適宜発電し、そこで得られた又は得られる電力を充電器側に適宜送電するような態様においても、上述した本願発明に係る位置合わせを同様に利用可能となる。
本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。
以上説明したように、本実施形態に係る位置合わせ装置によれば、第1アンテナ部、第2アンテナ部及び位置ズレ出力手段を備えるので、或いは本実施形態に係る他の位置合わせ装置によれば、位置ズレ出力手段を備えるので、非接触充電を行わせるための充電器及び車両間の位置合わせを容易に実行可能となる。本実施形態に係る受電装置及び送電装置についても同様に、非接触充電を行わせるための充電器及び車両間の位置合わせを容易に実行可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明の各種実施例について説明する。尚、以下では、本発明に係る位置合わせ装置を、非接触充電用の受信コイル及びこれにより充電可能な二次電池を備える電気自動車、並びにこれを充電するための送信コイルを備える充電器との間における、位置合わせを実行するための位置合わせ装置に係る実施例について説明する。
加えて、以下の実施例では、本発明に係る「受電装置」の一例が、車両における車両側充電部位等を含む部分から構成されており、本発明に係る「送電装置」の一例が、充電器或いは充電システムにおける充電器側充電部位等を含む部分から構成されている。
<第1実施例>
初めに、図1から図10を参照して、本発明に係る位置合わせ装置の第1実施例について説明する。
先ず、図1から図5を参照して、第1実施例の位置合わせ装置の基本構成及び基本原理について説明する。ここに図1は、第1実施例の位置合わせ装置の基本構成を示し、図2は、そのうちアンテナ部及び充電部位を模式的に示す。
図1及び図2において、位置合わせ装置500は、本発明に係る「位置ズレ出力手段」の一例としての位置ズレ出力部500aと、充電器側合わせ部500b、並びに車両側合わせ部500cを備える。位置合わせ装置500は、これらによって、非接触充電を実行する際に、実際の充電に先立って、充電器101と車両201との間における位置合わせを行う。即ち、車両201を充電位置に正確に停止させるべく、車両201のドライバー又は車両の駆動部(走行用モータ、操舵装置など)に対して、充電位置に向けての走行方向、走行距離、停止位置などを、直接的・間接的に伝える或いは指示するように構成されている。
なお、本発明に係る「位置合わせ装置」は、狭義には、独立して製造や取引等が可能な、位置ズレ出力部500aを含む位置合わせ装置500の単体を意味してもよいし、広義には、位置ズレ出力部500aを含む位置合わせ装置500、充電器側合わせ部500b及び車両側合わせ部500cのセットを意味してもよい。
充電器101は、充電器側充電部位103から、車両201が充電ステーションに立ち寄り且つ充電位置に停止した際に、車両側充電部位203へ向けて、微小空間を隔てたコイル間で例えば誘導起電力等を発生させるに十分なエネルギを有する電磁波を送り込む。これにより、車両側充電部位203を介して、充電池202を非接触充電するように構成されている。充電器101には、位置合わせ用に、充電器側充電部位103に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナ111a(図2参照)を含む第1アンテナ部111が設けられている。
車両201は、その走行用モータの電源等としての役割を持つ充電池202が搭載されている。充電池202は、車両201が充電ステーションに立ち寄り且つ充電位置に停止した際に、車両側充電部位203を介して、充電器側充電部位103から非接触充電されるように構成されている。車両201には、位置合わせ用に、車両側充電部位203に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナ212a(図2参照)を含む第2アンテナ部212が設けられている。
充電器101には、第1通信アンテナ111aから図1中“矢印AR11”として示したように、所定の周波数を有する電波を送信させるための送信部104が設けられている。本実施例では、送信部104が、本発明に係る「送信手段」の一例として機能する。車両側合わせ部500cには、第2通信アンテナ212aにて、所定の周波数を有する電波を受信させるための受信部204が設けられている。
或いは、送信部104及び受信部204は、充電器101及び車両201間における相対的な位置合わせを行う限りにおいて、送受信について逆でもよい。即ち、車両201の側に、図1中“矢印AR12”として示したように、第2通信アンテナ212aから電波を送信させる送信部204が設けられ、充電器101の側に、第1通信アンテナ111aで電波を受信させる受信部104が設けられていてもよい。この場合、送信部204が、本発明に係る「送信手段」の一例として機能することになる。図1では、そのような送受信について逆でも可能である旨を、参照符号104及び204に関して括弧書きにて示しており、図1中“矢印AR11”及び“矢印AR12”間の「または」はそのように逆でもよい旨を示している。
位置ズレ出力部500aは、第2通信アンテナ212aにて、第1通信アンテナ111aから送信された電波が平面波として受信されてなる平面電波の受信信号強度に基づいて、充電器側充電部位103及び車両側充電部位203が、相互に対向する面(図1中で、車両201の底面或いは路面)に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力するように構成されている。このため、位置ズレ出力部500aには、充電器側合わせ部500b及び車両側合わせ部500cから夫々、図1中“矢印501”及び“矢印502”で示すように、送信波の送信状況(例えば、送信のオンオフ、送信レベル或いは出力レベルなど)及び受信波の受信状況(例えば、受信の有無、受信信号強度など)を示すデジタル信号或いはアナログ信号が、入力されるように構成されている。
このように構成において、図2中“太字矢印AR22”で示したように第1通信アンテナ111aから位置合わせ用の電波を鉛直上方側に向けて出力させつつ、図2中“太字矢印AR21”で示したように車両201を、充電ステーション内における路面上を充電器101に向かって移動させる。すると、車両201の接近に伴って強くなるその受信信号強度(即ち、受信エネルギレベル)に基づいて、後に詳述するように、位置合わせ用の指標を出力できる。
本実施例では、位置ズレ出力部500aからの指標を示す出力信号を受けて、或いは、該指標を示す出力信号を用いての位置ズレ出力部による制御下で、該指標を何らかの音声として出力する音声出力部551及び何らかの画像として出力する画像出力部552が車両201の中又は充電位置に停止した車両201の近傍位置に設けられている。
図3を参照して、ここでの受信信号強度について説明を加える。
図3において、充電器101側にある第1通信アンテナ111aは、“半円CR1”で示した如き電波が送出される、位置検出リファレンス波の送出用の円偏波平面アンテナとして構成されている。具体的には、円偏波された電波は、第1通信アンテナ111aから、車両201の底側に向けて、2次元である断面図上で“半円”状に、言い換えれば、3次元的に見て“半球状”に拡散するように送出される。
図3中、左上方に、車両201の進行方向に沿った軸上にアンテナ中心をd0として座標をとった場合における距離dに対して、送出された位置検出レファレンス波のエネルギが半球状に拡散する様子が、エネルギ強度E或いは発信強度を示す特性曲線1001として示されている。特性曲線1001から分かるように、距離dが大きくなるに連れて、エネルギ強度Eが急峻に低くなっている。
車両201側にある第2通信アンテナ212aは、“円CR2”で示した如きエリア内に存在する電波が受信される、位置検出用の円偏波平面アンテナとして構成されている。
例えば、このような位置検出用の円偏波平面アンテナは、半値幅が約58度であるE面指向性或いは半値幅が約68度であるH面指向性であり、空中線形式が導波器付1パッチ型であり、周波数帯域が2400MHz〜2500MHzである、市販の平面アンテナでよい。ここでは、右旋円偏波及び左旋円偏波のいずれでも適用可能であり、例えば、利得は9dBiであり、無線LAN規格は、IEEE802.11b/gである。
図3中、右下方に、車両201の進行方向に沿った軸上にアンテナ中心をd0として座標をとった場合における距離dに対して、円偏波平面アンテナにより受信される信号強度、言い換えれば、エネルギレベル(即ち受信信号強度)を示す変化曲線1002が示されている。変化曲線1002から分かるように、距離d=距離d0となる位置にて、受信信号強度は極大値を取る。
図3の上段の如く、車両201が充電位置の手前(即ち図3中、右側)にある場合には、第2通信アンテナ212aで受信される受信信号強度は、特性曲線1001及び変化曲線1002からも明らかなように、図中“弱”として示された通りに弱い。図3の中段の如く、図3の上段で示した状態の後に、車両201が充電位置に向けて図3中左側に向けて移動した結果、第1通信アンテナ111aと、第2アンテナ212aとの水平位置が一致した場合(即ち距離d=d0の場合)には、言い換えれば、車両201が充電位置に停止した場合には、第2通信アンテナ212aで受信される受信信号強度は、特性曲線1001及び変化曲線1002からも明らかなように、図中“強”として示された通りに強くなる。即ち、極大となる。図3の下段の如く、図3の中段で示した状態の後に、車両201が更に充電位置から離れる側(即ち図3中、左側)に移動した場合には、第2通信アンテナ212aで受信される受信信号強度は、特性曲線1001及び変化曲線1002からも明らかなように、図中“弱”として示された通りに弱い。即ち、ピークアウトしている。
従って、位置ズレ出力部500aでは、第2アンテナ212aにおける受信信号強度と変化曲線1002とに基づいて、第1通信アンテナ111aと第2通信アンテナ212aとの位置が、相互に一致している度合い或いは相互にズレている度合いを示す指標を、信号強度により示すアナログ信号やデジタル信号として、生成出力することが可能となる。
例えば、こうして位置ズレ出力部500aから出力される信号は、その信号強度に応じて、車両201内に向けて、音声出力部552から音声出力される音(例えば、ビープ音などで構成される、充電位置に接近したことを示す注意喚起音)の間隔を短くするのに用いられる。このように構成すれば、車両201が充電位置に近付くに連れて短くなる該間隔が、極めて短くなったら或いは該間隔が消滅したら、その時点で、ドライバーが車両201を停止させればよい。すると、車両201を、充電位置に停止させたことになる。この作業の際、一旦短くなった該間隔が、再び長くなるようであれば、充電位置を通り過ぎていることがドライバーに伝わる。この場合には、ドライバーは、車両201をバックさせて、充電位置に近付く動作を再度行えばよい。
図3において、変化曲線1002に示されているピークが、幅広であればあるほど、位置精度が低くなり、逆に、幅狭であればあるほど、位置精度が高くなる。
次に図4及び図5を参照して、充電器側充電部位103及び第1アンテナ部111の具体的な構成例について説明を加える。ここに図4は、これらの拡大断面図であり、図5は、これらの平面図である。
図4及び図5に示すように、第1通信アンテナ111aは、充電器側充電部位103の中央に配備されている。充電器側充電部位103は、平面形状(図5参照)が正八角形のアルミベース材134上に、フェライト133を介して、コイル132が、例えば、平面的に見て第1通信アンテナ111aを中心に同軸に巻き回されている。コイル132の上面(図4中、上側)は、FRP(Fiber Reinforced Plastic:繊維強化プラスチック)製のケースで覆われている。
充電器側充電部位103は、例えば、出力30kW、周波数22kHz対応のものである。2次側ピックアップ寸法Δdは33mmであり、短径及び長径が共に847mmである。この場合、例えば、充電位置におけるコイル間ギャップが100mmであれば、約92%の送電効率が得られる。或いは、例えば、2次側ピックアップ寸法Δdが61mmであり、短径が875mmであり、長径が1025mmであり、充電位置におけるコイル間ギャップが50mmであれば、約86%の送電効率が得られる。
なお、図5では、充電器側充電部位103の平面形状は、正八角形であるが、これに限らず、円形、楕円形、正多角形、多角形等であってもよい。
次に、図6〜図9を参照して、以上のように構成された二つのアンテナを用いての位置検出について、詳細に説明を加える。
ここに、図6は、第1実施例における、位置合わせの原理を模式的に示す。より具体的には、図6は、その上半分に、地面に沿った横方向から断面的に見た、第1通信アンテナ111a及び第2通信アンテナ212aにおける電波の送受信の様子を示し、その下半分に、第1通信アンテナ111a及び充電器側充電部位103並びに第2通信アンテナ部212a及び車両側充電部位203を平面的に示す。図7は、該原理を、位置合わせ用に送受信される電波の指向性或いは円偏波の様子と共に、地面に沿った横方向から断面的に且つ模式的に示す。図8は、第1実施例における、近傍界/遠方界境界の特性を示し、図9は、第1実施例における、信号検出レベル特性を示す。
図6に示すように、第1通信アンテナ111a及び充電器側充電部位103と、第2通信アンテナ部212a及び車両側充電部位203とは、相互にほぼ同一の平面形状を有する。地面に取り付けられた第1通信アンテナ部111a及び充電器側充電部位103から、車両201の底面に取り付けられた第2通信アンテナ部212a及び車両側充電部位203までの、図6の上半分中“矢印AR32”で示した距離である“高さ”は、例えば、車両201或いは充電システムに係る規格に沿う形で、10〜25cmに設定されている。この高さは、図8に従って可能な最短距離は物理的に制限を受けるが、最長距離は電波が届く範囲であれば特に規定しない。ただし、現実的には例えば、車検による制限下で最低の高さが9cmであり、一般的に車高の高い車両201の高さが25cmであることを元に設定されればよい。なお、図6の下半分に示した充電器側充電部位103を含む地面部分、及び車両側充電部位203を含む車両201の底面部分は夫々、例えば1.5m(メートル)×1.5mの矩形部分である。
図7に示すように、高さ(言い換えれば、両アンテナ間における垂直距離)をhとし、両アンテナの中心を結ぶ線分が鉛直方向となす角度をθとすれば、両アンテナの中心の水平一方向(即ち、本実施例では車両201の進行方向)に沿った距離である“位置ズレ”dは、算術式:d=h×tanθから、演算可能である。
図7において、両アンテナの中心を結ぶ線分上で送受信される電波は、第1通信アンテナ111aから円偏波として送出された電波のうち矢印“AR74”に沿って進む成分であって、第2通信アンテナ212aに矢印“AR73”に沿って円偏波の平面波として受信される成分である。即ち、例えば、第2通信アンテナ212aにて受信可能な、矢印“AR71”や“AR72”に沿っての円偏波の平面波として受信されることはない。逆に、車両201が、充電位置を図7中左側へと通過した場合には、両アンテナの中心を結ぶ線分上で送受信される電波は、第1通信アンテナ111aから円偏波として送出された電波のうち矢印“AR72”に沿って進む成分であって、第2通信アンテナ212aに矢印“AR71”に沿って円偏波の平面波として受信される成分となり得る。
ここで特に、第2通信アンテナ212aにて円偏波の平面波として、このような電波を受信すれば、その受信信号強度に基づき、角度θが機知となり、他方で、高さhが固定値であることから、結局、電波が受信可能である限りにおいて、任意の位置(即ち、図7中左右方向についての任意の位置)にて、前述の算術式を用いて位置ズレdが求められる。
図8は、本実施例で使用可能な各種マイクロ波(即ち、各種周波数及び各種波長)の例についての、近傍界/遠方界の境界と、ほぼ完全に遠方界となる距離0.7λ(但し、λは波長)の具体例を示している。図8から、各周波数で実現可能であると共に実践上有効と思われる位置精度と、マイクロ波でも周波数が高い程、位置精度を高められることが分かる。
ここで特に、近傍界/遠方界の境界は、例えば、λ/2πとされている。本実施例では、両アンテナ間の最小距離は、図7を参照して既に説明したように10cm〜25cmである。すると、近傍界/遠方界の境界は、周波数5GHzにて、1cmとなり、周波数2.4GHzにて、2cmとなる。但し、アンテナそのものの大きさが存在するので、平行波としてみなせるのは、数波長からである。周波数5GHzについては、ぎりぎり通常動作のアンテナのモードであると思料される。
このように、充電器101及び車両201の規格・仕様に従って、位置合わせ装置500に対して要求される位置精度が得られるように、両アンテナにて使用する周波数或いは採用するアンテナの種類を決定すればよい。
図9は、平行対向アンテナ距離間隔をパラメータとした両アンテナの中心間の距離とロス(即ち、受信波におけるエネルギの減衰或いは受信信号強度の減衰)との関係を示しており、両アンテナ間の利得および両アンテナ間の距離による伝送ロスが関与している。図中、上側の特性曲線は、前述の高さを10cmとした場合のものであり、下側の特性曲線は、前述の高さを25cmとした場合のものである。図9から明らかなように、(図3の右下方に図示した如き)ピークから10dB以上、受信信号強度が落ちたところの間を検出できるとすると、高さ10cmの場合には水平方向の位置ズレについて±10cmが位置精度となり、高さ25cmの場合には水平方向の位置ズレについて±25cmが位置精度となる。
次に図10のフローチャートを参照して、以上のように構成され且つ以上のような原理に従う第1実施例の動作について説明する。ここに、図10は、第1実施例における第1通信アンテナ111aから位置合わせ用の電波を送出する場合の一連の動作を示す。
図10において、先ず、車両が充電ステーションに進入すると、充電器101を含む充電システム側では、位置合わせ動作開始命令が、送信部104及び第1通信アンテナ111aを介して、無線にて送信される(ステップS11)。ここでの送信のトリガーについては、充電システム側で、充電ステーションへの車両201の侵入を検知して、自動的にトリガーされてもよいし、充電ステーションの店員によるボタン操作等によりトリガーされてもよい。或いは、車両201のドライバーが充電ステーションへの侵入時に自ら或いは充電ステーションの店員や案内に促されて手動で行う車両内の操作パネルの操作等に応じて車両側から送信されたその旨の信号を受けて、充電システム側にてトリガーされてもよい。更に、充電ステーションに進入したことの、車両201に搭載されたGPS、カーナビゲーション装置等による全自動的或いは半自動的な検出等に応じて車両側から送信されたその旨の信号を受けて、充電システム側にてトリガーされてもよい。
車両側では、このように充電システム側から送信された位置合わせ動作開始命令が、ほぼ遅延無く、第2通信アンテナ212a及び受信部204にて受信される(ステップS21)。
続いて、充電システム側では、プローブリクエスト等で出力レベルを固定したデータを第1通信アンテナ111aから送信する(ステップS12)。ここで送信される電波は、例えば、波長0.1〜1mの極超短波、波長1cm〜0.1mのセンチメートル波、波長1〜10mmのミリ波、及び0.1〜1mmのテラヘルツ波のうちのいずれか、又はそれらのうち二つ以上の組み合わせからなるマイクロ波である。
車両側では、このように送信されたデータが、第2通信アンテナ212aにて受信され、更に、受信されたデータに係る、X方向(即ち、車両の進行方向に沿った方向)における信号レベルが、所定閾値、所定基準値、或いは予め作成されたテーブル中の各値等と比較される(ステップS22)。ここにプローブリクエストとは、受信信号強度を監視することを要求する旨を示すデータ信号であり、しかも、その出力レベルが固定されていることで、それが受信された際の受信信号強度の高低により、図8に示した如き“近傍界/遠方界の境界”や“ほぼ遠方界となる距離”に、位置ズレとの間で一義的な対応関係(即ち、図7に示した算術式の関係)を成立させるための信号である。
なお、このステップS22における比較は、車両側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、データ処理されることで実行されてもよい。
続いて、充電システム側では、車両側からの応答が待たれる(ステップS13)。この間、車両側では、受信部204等において、プローブリクエストに係るX方向の出力値(即ち、X方向の受信信号強度或いは受信信号強度のX方向の成分)の極性が記録される(ステップS23)。例えば、図3の上段に示した如き関係にある場合に、極性をプラス(+)として規定すれば、図3の下段に示した如き関係にある場合には、極性がマイナス(−)となる。そして、図3の中段に示した如き関係の際に、極性がなくなり、地面に沿ったX方向についての出力値(即ち、出力値の絶対値)は、ほぼ又は実践的な意味で完全にゼロになる。なお、このステップS23における記録は、車両側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、実行されてもよい。
続いて、車両側では、プローブリクエストを受信して得られるX方向の出力値が、予め設定された目標値を下回っているか否かが判定される(ステップS24)。ここに、予め設定された目標値とは、図3の中段に示した如く、両アンテナが相互に一致している或いは位置ずれをゼロと見做せる場合に対応する、X方向の出力値から、若干のマージンを差し引いた値である。即ち、位置ズレがないと見做せる上限値或いは閾値を意味する。このような目標値は、予め、実験的、経験的、数学的に、或いはシミュレーショインにより、充電システムや車両の仕様・規格に従って許容される位置ズレの最大値に対応するX方向の出力値として求められる。
なお、このステップS24における判定は、車両側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、上述のX方向の出力値がデータ処理されることで実行されてもよい。
ステップS24の判定にて、出力の絶対値が目標値を下回っていない場合には(ステップS24:No)、位置ズレがなお存在するものとして(即ち、図3における上段又は下段の如き状況にあるとして)、位置ズレ出力部500aによって、ドライバーに、位置ズレの方向、或いは、位置ズレのないセンター位置へ向かう方向が、告知(例えば、通知・指示等)される(ステップS25)。ここでの告知は、位置ズレ出力部500aによる制御下で、車両内に具備された専用若しくは他のAV機器等と兼用の音声出力装置や画像出力装置から行われる。すると、告知を受けたドライバーによって、おそらく車両が前後に移動される。その後、ステップS24に戻り、出力の絶対値が目標値を下回るか否かが再び或いは繰り返して判定される。
ステップS24の判定にて、出力の絶対値が目標値を下回った場合には(ステップS24:Yes)、位置ズレが解消されたものとして(即ち、図3における中段の如き状況にあるとして)、位置ズレ出力部500aによって、ドライバーに、位置合わせが完了した旨が告知される(ステップS26)。ここでの告知は、位置ズレ出力部500aによる制御下で、音声出力装置や画像出力装置から行われる。すると、告知を受けたドライバーによって、おそらく車両は停止される。
続いて、位置ズレが解消された旨、即ち車両が充電位置に停止された旨(言い換えれば、図6に示した如き、第2通信アンテナ212aがセンターに位置する車両側充電部位203のセンターが、第1通信アンテナ111aがセンターに位置する充電器側充電部位103のセンターに達した旨)が充電システム側に無線通信により通知され(ステップS27)、車両側における一連の位置合わせ処理が終了する。
他方、充電システム側では、ステップS13の後、車両からの上述のセンターに達した旨の通知が受信されるか否かが連続的若しくは不連続的に又は定期又は不定期にモニタリングされ(ステップS14)、通知が受信されない限り(ステップS14:No)、ステップS12からの処理が繰り返される。ここで、通知が受信されると(ステップS14:Yes)、充電システム側における一連の位置合わせ処理が終了する。
その後、充電器側充電部位103から、車両側充電部位203へと、上述した通信用の電波と比べてエネルギにて顕著に優る強力な電磁波が送出されることで、既存の電磁誘導型近接電磁誘導型、電波受信型、共鳴型等の各種方式により非接触充電が実行される。
次に図11のフローチャートを参照して、以上のように構成され且つ以上のような原理に従う第1実施例の変形例における動作について説明する。ここに、図11は、第1実施例の変形例における、第1実施例の場合とは逆に車両側にある第2通信アンテナ212aから位置合わせ用の電波を送出する場合の一連の動作を示す。
図11において、先ず、車両が充電ステーションに進入すると、車両側では、位置合わせ動作開始命令が、送信部として機能する受信部204(図1参照)及び第2通信アンテナ212aを介して、無線にて送信される(ステップS211)。ここでの送信のトリガーについては、車両201のドライバーが充電ステーションへの侵入時に自ら或いは充電ステーションの店員や案内に促されて手動で行う車両内の操作パネルの操作等に応じてトリガーされてよい。或いは、充電ステーションに進入したことの、車両201に搭載されたGPS、カーナビゲーション装置等による全自動的或いは半自動的な検出等に応じてトリガーされてもよい。
充電システム側では、このように車両側から送信された位置合わせ動作開始命令が、ほぼ遅延無く、第1通信アンテナ111a及び受信部として機能する送信部104(図1参照)にて受信される(ステップS221)。
続いて、車両側では、プローブリクエスト等で出力レベルを固定したデータを第2通信アンテナ212aから送信する(ステップS212)。ここで送信される電波は、例えば、波長0.1〜1mの極超短波、波長1cm〜0.1mのセンチメートル波、波長1〜10mmのミリ波、及び0.1〜1mmのテラヘルツ波のうちのいずれか、又はそれらのうち二つ以上の組み合わせからなるマイクロ波である。
充電システム側では、このように送信されたデータが、第1通信アンテナ111aにて受信され、更に、受信されたデータに係る、X方向(即ち、車両の進行方向に沿った方向)における信号レベルが、所定閾値、所定基準値、或いは予め作成されたテーブル中の各値等と比較される(ステップS222)。なお、このステップS222における比較は、充電システム側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、データ処理されることで実行されてもよい。
続いて、車両側では、充電システム側からの応答が待たれる(ステップS213)。この間、充電システム側では、受信部として機能する送信部104(図1参照)等において、プローブリクエストに係るX方向の出力値の極性が記録される(ステップS223)。なお、このステップS223における記録は、充電システム側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、実行されてもよい。
続いて、充電システム側では、プローブリクエストを受信して得られるX方向の出力値が、予め設定された目標値を下回っているか否かが判定される(ステップS224)。なお、このステップS224における判定は、充電システム側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、上述のX方向の出力値がデータ処理されることで実行されてもよい。
ステップS224の判定にて、出力の絶対値が目標値を下回っていない場合には(ステップS224:No)、位置ズレがなお存在するものとして(即ち、図3における上段又は下段の如き状況にあるとして)、車両側に、位置ズレの方向、或いは、位置ズレのないセンター位置へ向かう方向が、通知される(ステップS225)。その後、ステップS224の処理が再び又は繰り返して行われる。
或いは、ステップS224の判定にて、出力の絶対値が目標値を下回った場合には(ステップS224:Yes)、位置ズレが解消されたものとして(即ち、図3における中段の如き状況にあるとして)、位置合わせが完了した旨、即ち、車両側充電部位のセンターが充電器側充電部位のセンターへ達した旨が、車両側に通知される(ステップS226)。これらにより、充電システム側における一連の位置合わせ処理が終了する。
他方、車両側では、ステップS213の後、ステップS226による車両からの上述のセンターに達した旨の通知が受信されるか否か(言い換えれば、ステップS225による上述の位置ズレのないセンター位置へ向かう方向の通知が受信されなくなったか否か)が、連続的若しくは不連続的に又は定期又は不定期にモニタリングされる(ステップS214)。
ここで、上述のセンターに達した旨の通知が受信されない限り(ステップS214:No)、ステップS225により通知された、上述の位置ズレのないセンター位置へ向かう方向が、位置ズレ出力部500aによって、ドライバーへ告知(例えば、通知・指示)される(ステップS215)。ここでの告知は、位置ズレ出力部500aによる制御下で、音声出力装置や画像出力装置から行われる。すると、告知を受けたドライバーによって、おそらく車両が前後に移動される。この間、充電システム側では、ステップS224における判定結果が否定的(No)となる筈であるので、ステップS225を含めた処理が再び又は繰り返し行われていることになる。
ステップS214の判定において、上述のセンターに達した旨の通知が受信されると(ステップS214:Yes)、位置ズレが解消されたものとして(即ち、図3における中段の如き状況にあるとして)、位置ズレ出力部500aによって、ドライバーに、位置合わせが完了した旨が告知される(ステップS216)。ここでの告知は、位置ズレ出力部500aによる制御下で、音声出力装置や画像出力装置から行われる。すると、告知を受けたドライバーによって、おそらく車両は停止される。その後、車両側における一連の位置合わせ処理が終了する。
以上詳細に説明したように、本実施例によれば、第1通信アンテナ111a及び第2通信アンテナ212a間における電波の送受信が行われている最中に、位置ズレ出力部500aによって、第1通信アンテナ111a又は第2通信アンテナ212aにて受信される平面電波の受信信号強度に基づいて、両充電部位が、相互にズレている若しくは一致している程度を示す指標が、高精度、高信頼性或いは高再現性を持って出力される。この結果、車両及び充電器間における位置合わせを、例えば精度、信頼性、処理や操作上の負荷や手間、コスト、サイズなどを勘案した実践的な意味において、顕著に容易にして実施可能となる。
<第2実施例>
次に、図12から図20を参照して、本発明に係る位置合わせ装置の第2実施例について説明する。第2実施例は、第1実施例の場合と異なり、第1及び第2通信アンテナの他に、これらアンテナの一方の周囲に位置ズレ検出用の複数の位置合わせ用アンテナが別途設けられており、これら位置合わせ用アンテナにより、位置合わせの精度を高めたり、位置合わせのための操作を簡略化する実施例に関する。なお図12から図20において、図1から図11に示した第1実施例或いはその変形例と同様の構成要素には、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
先ず図12及び図13を参照して第2実施例の基本的な構成及び基本的な動作原理について説明する。
図12及び図13に示すように、第2実施例では、特に、車両201側から充電器101側に位置ズレ検出用の電波が送出される。これを受けて、充電器101側で位置ズレが検出され、位置ズレを示す指標或いは信号が車両201側へと送信される。受信側である充電器101側にて、その中心に位置する第1通信アンテナ111aの周囲に4つの位置合わせ用アンテナ121x及び121yが配置されている。更に、これら4つの位置合わせ用アンテナのうちx方向に並ぶ一対の位置合わせ用アンテナ121x間における受信信号強度の差分を生成出力するための比較器アンプ131xと、これら4つの位置合わせ用アンテナのうちy方向に並ぶ一対の位置合わせ用アンテナ121y間における受信品号強度の差分を生成出力するための比較器アンプ131yとを備えて構成されている。なお「x方向」は、路面上における車両201の進行方向(図12中、左右方向)に相当し、「y方向」は、路面上における該x方向に直交する方向に相当する。第2実施例におけるその余の構成については、基本的に、上述した図1〜図11を参照して説明した第1実施例と同様である。
一対の位置合わせ用アンテナ121xは、第1通信アンテナ111aを中心としてx方向に配列され且つ相互に等距離に配置されている。一対の位置合わせ用アンテナ121yは、第1通信アンテナ111aを中心としてy方向に配列され且つ相互に等距離に配置されている。更に、これら4つの位置合わせ用アンテナの第1通信アンテナ111aからの距離についても、相互に等しい。
比較器131xは、一対の位置合わせ用アンテナ121x間の受信信号強度の差分を生成出力し、この差分によって、x方向の位置ズレを検出でき(即ち、このx方向の位置ズレを定量的に示す指標を取得でき)、更にこの位置ズレを示す指標に応じて、車両を停止させたり移動させたりする旨の告知をドライバーに対して行える。同様に、比較器131yは、一対の位置合わせ用アンテナ121yの受信信号強度の差分を生成出力し、この差分によって、y方向の位置ズレを検出でき(即ち、このy方向の位置ズレを定量的に示す指標を取得でき)、更にこの位置ズレを示す指標に応じて、車両を停止させたり移動させたりする旨の告知をドライバーに対して行える。
図12に示した位置関係にある場合では、受信信号強度はいずれのアンテナについても低いが、車両201が矢印AR21に沿って前進した結果図13に実線で示した位置関係にある場合、受信信号強度はいずれのアンテナについても高くなる。
次に、図14を参照して、このような第2実施例における位置ズレの検出を詳細に説明する。ここに図14は、第2実施例における、位置合わせの原理を示す模式図であり、上半分にアンテナ間における距離d及び電波の送受信の様子をx方向に沿った断面図上にて示しており、下半分にその場合に得られる、距離dに対する受信信号強度A1及びA2の変化の様子を示している。
図14において、アンテナ一つでは、位置ズレ出力部(図1参照)からの出力によっては、ピーク位置を通り過ぎないとピークが分からない。このため、ドライバーの運転操作等によって車両201を大なり小なりバックさせることが必要になる可能性が高い。更に、路面上でどちらの方向(即ちx方向及びy方向に広がる2次元面内におけるどの方向に)位置ズレが生じているかを特定できない。
しかるに、本実施例では、図14上半分にて、矢印AR111で示したように短距離を飛ばされて位置合わせ用アンテナ121xで受信された電波の受信信号強度A1と、矢印AR112で示したように長距離を飛ばされて位置合わせ用アンテナ121xで受信された電波の受信信号強度A2との差分(A1−A2)を、比較器131xで取る。すると、図14下半分の特性図にて、前述のステップS24(図10参照)で用いられる如き、目標値の上限及び下限を予め設定して、且つこれらの上限及び下限との関係で“位置が合った”(即ち“位置ズレがなくなった”)と見做す範囲を予め設定しておけば、差分(A1−A2)に基づいて、どちら側にずれているかが分かると共に“位置が合った”場合を判定できる。具体的には、目標値の上限と下限との間に、差分(A1−A2)の絶対値が入った際に、その時点で(厳密な意味では微小にx方向やy方向にズレていてもこれを無視し)“位置が合った”と見做す。
このため、ドライバーが位置ズレ出力部500a(図1参照)経由の告知に従って運転操作をしている限りにおいて、一度“位置があった”場合には、車両201をバックさせる必要性は無くなる。更に、このようなアンテナ配列が、x方向のみならず、y方向についても施されているので(図12及び図13参照)、結局、路面上でどちらの方向(即ちx方向及びy方向に広がる2次元面内におけるどの方向に)位置ズレが生じているかをも把握でき、車両201の視点から言えば、前後方向のバック操作のみならず、一度“位置があった”場合には、左右方向の戻し操作の必要が無いようにもできる。
次に、図15から図17を参照して、第2実施例の変形例として、位置ズレ検出用に、複数の位置合わせ用アンテナを採用する各種具体例について説明を加える。ここに図15から図17は、第2実施例の変形例における、位置合わせの原理を示す模式図である。
図15において、位置合わせ用アンテナ121xが、x方向に複数並べられている。y方向に配列されており且つ相互間に比較器131yが配置されている一対のアンテナ121yが、x方向に複数並べられている。このため、車両201が進行して来ると、位置ズレ検出用の電波が仮に弱くても、位置合わせ用アンテナ121x或いは位置合わせ用アンテナ121yが配置された区間内或いは区域内であれば、該電波をいずれかの位置合わせ用アンテナ121x或いは121yにて高強度にて受信可能となる。その結果、車両201側に存在する第2通信アンテナ212aの、第1通信アンテナ111aに対する相対的な位置関係を、各一対の位置合わせ用アンテナ121x及び121yに係る比較器131x及び131yから出力される差分(A1−A2)値に基づいて、高精度で特定できる。
図16に示すように、より具体的には、第2アンテナ212aが搭載された車両201が、矢印AR21に沿って、位置合わせ用アンテナ121yが配置された区間に図16中右側から進入して来る場合、特性曲線801に示すように、円CR0で囲まれた図16中右端の位置合わせ用アンテナ121xにおける受信電力がピークを示す。このピークを検出以降は、位置合わせ装置500における位置合わせ用の自動制御が開始される。この際、円CR1で囲まれた位置合わせ用アンテナ121yでは、車両201がX軸よりも図中上側(即ち、車両201から見て右側)にズレて進入して来ているため、特性図群901内における特性曲線C1で示したような変化を示す。
更に、車両201が進行するが、位置合わせ装置500における自動制御によって、図1に示した音声出力部551からのビープ音等の告知に従って予め定められた一定ルール下で、ドライバーによる車両201の走行操作(例えば、アクセル操作、ブレーキ操作、操舵操作など)が行われる。これに伴って、車両201の左右の位置(図16中上下の位置)が充電位置が存在するx軸上の位置である、左右のセンター位置に漸次付けられる。同時に、各一対の位置合わせ用アンテナ121yに係る差分値は、各特性曲線C2、C3、C4、C5で示したような変化を順次示す。よって、充電位置に対する車両201の左右の位置を合わせることについては、これらの各特性曲線について各差分値が予め設定された目標値の上限及び下限の間に順次入るようにすることで、達成できる。
これと並行して或いは総前後して、車両側充電部位103の周囲に配置された一対の位置合わせ用アンテナ121xについては、特性曲線802に示すように、受信電力がピークを示す。よって、充電位置に対する車両201の前後の位置(即ち、図16中左右の位置)を合わせることについては、この特性曲線802について差分値が予め設定された目標値の上限及び下限の間に入るようにすることで、達成できる。
図17に、更なる変形例として示すように、差分を生成出力する位置合わせ用アンテナの対或いは組み合わせを、変更することで、位置合わせの精度をより一層高めることも可能である。この場合、差分をとるために対をなす位置合わせ用アンテナは、充電器側充電部位103或いは第1通信アンテナを中心として、点対称の位置とされる。
次に、図18を参照して、複数の位置合わせ用アンテナを使用する場合における、一次元の位置検出について説明を加える。ここに図18は、第2実施例における、位置合わせ用に送受信される電波の指向性或いは円偏波の様子と共に、該位置合わせの原理を示している。
図18において、充電器側(即ち、図18中、下側)に配置された二つのアンテナの中央に、位置を合わせると仮定した場合、双方の受信信号強度を比較する。より具体的には、矢印AR171に示すように、車両201側から電波が送出され、矢印AR172に示すように、右側の位置合わせ用アンテナにて受信される。これと同時に、矢印AR173に示すように、車両201側から電波が送出され、矢印AR174に示すように、左側の位置合わせ用アンテナにて受信される。この場合、d1>d2或いはθ1>θ2であり、右側の位置合わせ用アンテナにおける受信信号強度は低くなると共に左側の位置合わせ用アンテナにおける受信信号強度は高くなる。一次元の位置ズレについては、右側の位置合わせ用アンテナまでの距離d1(=h×tanθ1)と、左側の位置合わせ用アンテナまでの距離d2(=h×tanθ2)とが一致した場合と、θ1=θ2となる場合と、差分が0となった場合とが相互に対応する。よって、差分=0となる位置に車両を停止することを促すように、位置合わせ装置500による自動制御を行えば、差分についての絶対値問題が生じないで済み、一次元の位置合わせについては比較的容易にして高精度にて実施可能である。
ここで、図19を参照して、アンテナサイズによる位置検出の誤差について説明を加える。ここに図19は、各実施例の位置合わせに係る、アンテナサイズによる位置検出における誤差を示している。
図19に示すように、x方向について考えれば、各アンテナには必然的に、幅Iが存在する。このため、理想的な場合である幅I=0とした場合と異なり、現実には、位置検出の誤差が必ず発生している。この誤差は、アンテナの幅Iが大きい程、大きくなる。即ち、幅Iが存在するので、第2通信アンテナ212aから、第1通信アンテナ111aへと送受信される電波は、理想的な場合における鉛直方向に対する角度をθとして、この角度θより小さい角度θ1から、この角度θより大きい角度θ2までの成分を含んで構成される。また、図中“LOSS”として示した線分矢印の如き、第2通信アンテナ212aから送信された電波中には、検出に役立たないロス或いは損失となる成分も含まれる。図中、理想的な場合における距離をdとすれば、h×tanθ1<d<h×tanθ2であり、d−I<d<d+Iである。
このように、x方向については各アンテナの幅Iに応じて、より汎用には、各アンテナのx方向の幅或いは長さ及びy方向の幅或いは長さに応じて、検出誤差が発生し、位置合わせの精度に対する限界の一つを与えている。実践上は、このような検出誤差を勘案した上で位置合わせの精度を求めておき、そのよう位置合わせ可能な範囲内で、非接触充電を実施可能なように充電部位を構成しておけばよい。更に、このような検出誤差を勘案した上で、前述した目標値の上限及び下限を定めておけば、不必要に当該目標値の上限及び下限間の幅を狭めないで済み、これは、ドライバーによる車両201を停止させる運転操作を容易にすることに繋がる。
次に図20のフローチャートを参照して、以上のように構成され且つ以上のような原理に従う第2実施例における動作について説明する。なお、図20では、図11に示した第1実施例の変形例の場合と同様のステップには同様のステップ番号を付し、それらの説明については適宜省略する。
図20において、車両が充電ステーションに進入すると、車両側では、図11に示したのと同様のステップS211が行われ、充電システム側では図11に示したのと同様のステップS221が行われ、更に、車両側では、図11に示したのと同様のステップS212が行われる。
その後、充電システム側では、ステップS212で送信されたデータが、4つのアンテナである、位置合わせ用アンテナ121x及び121yにて受信される。更に、受信されたデータに係る、X方向における信号レベルが、所定閾値、所定基準値、或いは予め作成されたテーブル中の各値等と比較されると共に、Y方向における信号レベルが、所定閾値、所定基準値、或いは予め作成されたテーブル中の各値等と比較される(ステップS322)。なお、このステップS322における比較は、充電システム側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、データ処理されることで実行されてもよい。
続いて、車両側では、図11に示したのと同様のステップS213が行われる。この間、充電システム側では、受信部として機能する送信部104(図1参照)等において、プローブリクエストに係るX方向の出力値の極性が記録されると共にプローブリクエストに係るY方向の出力値の極性が記録される(ステップS323)。
続いて、充電システム側では、プローブリクエストを受信して得られるX方向の出力値及びY方向の出力値が夫々、予め設定された目標値を下回っているか否かが判定される(ステップS324)。なお、このステップS324における判定は、充電システム側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部500aにて、上述のX方向の出力値及びY方向の出力値がデータ処理されることで実行されてもよい。
その後、充電システム側及び車両側において、図11に示したのと同様の、ステップS225以降の処理及びステップS214以降の処理が行われ、充電システム側及び車両側における一連の位置合わせ処理が終了する。
以上詳細に説明したように、本実施例によれば、位置合わせ用アンテナ121x及び121y並びに第2通信アンテナ212a間における電波の送受信が行われている最中に、位置ズレ出力部500aによって、位置合わせ用アンテナ121x及び121yにて受信される平面電波の受信信号強度に基づいて、両充電部位が、相互にズレている若しくは一致している程度を示す指標が、高精度、高信頼性或いは高再現性を持って出力される。この結果、車両及び充電器間における位置合わせを、例えば精度、信頼性、処理や操作上の負荷や手間、コスト、サイズなどを勘案した実践的な意味において、顕著に容易にして実施可能となる。
特に、第2実施例では、位置合わせを必要とする対象物(即ち、充電部位或いはその中心)に対して、点対称の放射特性となるように複数のアンテナが、位置合わせ用アンテナとして配置される。直交する方向にも同様に、点対称の放射特性となるように複数の位置合わせ用アンテナが配置される。これらにより、路面に沿って二次元的に位置合わせを行うことが可能となる。第2実施例における位置合わせ用の信号として、充電制御用の信号を伝送するアンテナを用いて、位置検出と充電制御との両者を実施できる。他方で、受信については、充電制御用の信号を受信するアンテナについては、第2実施例では、位置合わせ用の信号を受信していない。即ち、位置合わせ用アンテナ(言い換えれば、位置合わせ専用アンテナ)を利用している。しかるに、第2実施例においても、位置合わせ用アンテナに加えて、第1実施例の場合と同様に、充電制御用の信号を受信するアンテナについても、位置合わせ用の信号を受信して、位置合わせ用に利用することも可能である。
加えて、第2実施例における充電制御用の通信及び位置合わせ用の通信で用いる電波の周波数或いは周波数帯域は、2.4GHz〜5GHzであれば、波長の長さと非接触充電に係る位置合わせの目的とからして、位置合わせとして利用するに十分な位置精度が得られる。
<第3実施例>
次に図21から図23を参照して、本発明に係る位置合わせ装置の第3実施例について説明する。
第3実施例は、第1実施例の構成において、車両側充電部位203の周囲に電波の反射を防止する反射防止層が形成されている。その余の構成については、図1から図11に示した第1実施例あるいはその変形例と同様である。なお図21から図23において、図1から図11に示した第1実施例或いはそれらの変形例と同様の構成要素には、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。ここに図21は、第3実施例における、位置合わせの基本原理を示す、図6と同趣旨の模式的断面図であり、図22は、第3実施例における、反射波を防止する構成及び原理を示す模式的断面図であり、図23は、第3実施例の比較例における、反射波を防止できずに発生する悪影響を示す、図22と同趣旨の模式的断面図である。
図21において、第3実施例では、車両側充電部位203の周囲には、反射防止層205が配置されている。反射防止層205は、電波を吸収等することで、電波を反射しない或いは反射し難い材料から構成されている。反射対象である電波の周波数帯域は、第1通信アンテナ111aが位置合わせ用に送出する電波の帯域を含むものとする。反射防止層205の表面の高さは、第1通信アンテナ212a及び車両側充電部位203(より詳細には、例えば、FRP製のケース)の表面の高さに揃えられている。
図22示すように、反射防止層205は、円CR30で囲まれた部分に、矢印AR221の如くに第1通信アンテナ111aから電波が到来すると、ここでの反射を防止或いは低減することで、矢印AR223で示した如き一次反射波の発生を未然防止或いは低減する。これは、更に、路面で反射して、第2通信アンテナ212aに至ろうとする、矢印A224aで示した如き二次反射波、多重反射波、乱反射波の発生を未然防止或いは低減する。すると、矢印AR222で示した如き、第1通信アンテナから送出され且つ第2通信アンテナ212aで本来受信されることが想定されている電波に、このような矢印A224aで示した如き二次反射波等がノイズとして混入することを効果的に防止できる。
図23に、このような反射防止層205を具備していない比較例として示すように、反射防止層205が存在しない場合には、矢印AR223で示した如き一次反射波が顕著に発生し、これにより、矢印A224aで示した如き二次反射波等が発生し、ついには、矢印AR222で示した如き電波に、ノイズとして混入してしまう。これにより、位置合わせ全体の精度が無視し得ない程度に低下してしまいかねない。
しかるに第3実施例では、図21及び図22に示したように、反射防止層205が設けられているので、このような精度低下を未然防止でき、実践上大変有利である。
<第4実施例>
次に図24から図28を参照して、本発明に係る位置合わせ装置の第4実施例について説明する。
先ず、第4実施例の構成及び動作原理について、図24から図26を参照して説明する。ここに図24は、第4実施例における、位置合わせの原理を模式的に示し、図25及び図26は夫々、第4実施例における、Y方向の位置合わせの動作を模式的に示す。第4実施例では、充電器側に、通信用に一個のアンテナ(即ち、第1通信用アンテナ111a)が設けられ、これとは別に、位置合わせ用の4個のアンテナが設けられ、これらの4個のアンテナの出力を用いて位置調整用の和信号及び差信号を生成出力するように構成されている。
図24に示すように、より具体的には、本実施例の場合、x方向の位置調整用に2個のアンテナ421xが、一対の「アンテナ対」をなすように、x方向に配列されている。y方向の位置調整用に2個のアンテナ421yが、一対の「アンテナ対」をなすように、y方向に配列されている。2個のアンテナ421yは、充電器側充電部位103より車両201が進入してくる側に近い上流側に規定されている第1のエリア401内に配置されている。2個のアンテナ421xは、アンテナ対をなしており、充電器側充電部位103を含むように規定されている第2のエリア402内に配置されている。
本実施例の位置合わせ装置は、このような4個のアンテナに加えて、2個のアンテナ421xの出力信号の差分を、x方向の位置調整用の出力信号として、生成出力する差分出力器431xと、2個のアンテナ421yの出力信号の差分を、y方向の位置調整用の出力信号として、生成出力する差分出力器431yとを備える。第4実施例の位置合わせ装置は更に、2個のアンテナ421yの出力信号の和を、「位置調整エリア」である第1のエリア401に車両201が進入したか否かを判別するための判別信号として、生成出力する和出力器432yを備える。その余の構成については、図12〜図20に示した第2実施例、又は図1から図11に示した第1実施例あるいはその変形例と同様である。なお図24から図26において、図1から図23に示した第1実施例等と同様の構成要素には、同様の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。
図25に示すように、以上のように構成されているため、第1のエリア401にある左右アンテナ対(L、R)をなす2個のアンテナ421yからの出力信号が夫々、車両201の図中右から左へ向ってのセンターライン上での進入によって、特性曲線451をなす。この特性曲線451上で、極大値CR461を迎える前後にて、y方向の位置調整エリア、言い換えれば左右オフセットエリアに進入したものと判別できる。
図26のように、特に車両201がセンターラインから左右方向(図中上下方向)の一方に大きく偏って外れつつ進入してきた場合にも、即ち、特性曲線452のように左右アンテナ対(L、R)における二つの信号強度に差があり、この結果、両者の極大値CR462に相互差が顕著に存在する場合にも、これら二つの和信号、即ち和出力器432yからの判別信号における極大値を利用すると、進入したか否かを高精度で判定できる。
なお、判別の仕方としては、判別信号のピークを、ピークホールド回路等によりホールドすることで、第1のエリア401に進入したものとして判別してもよい。或いは、和信号である判別信号の値が所定閾値に達した又は超えた場合に、第1のエリア401に進入したものとして判別してもよい。ここに所定閾値は、実験的、経験的、シミュレーション等により、車両201が第1のエリア401に進入した際に得られる筈の判別信号の値(即ち、この際に得られる筈の二つの受信信号強度の和)として、或いはこの値に若干の+又は−のマージンを加えた値として、予め設定すればよい。
このように構成されているので、第1のエリア401内にて、y方向の位置調整が開始されると、差分出力器431yからの出力信号に応じて、車両201の進行方向と交差するy方向の位置ずれを調整できる。即ち、差分がゼロに近付く側にフィードバック制御或いはフィードフォーワード制御をかけて、いずれにせよ、差信号がゼロに近付く側に向けて、車両位置をy方向に(即ち、車両のドライバーの立場からすれば左右へのバンドル操舵により)位置調整するように、ドライバーに促すことで、当該y方向についての位置調整は実行される。なお、ここでのドライバーに対する促しは、図1に示した音声出力部551や画像出力部552を介して行えばよい。
更に、第2のエリア402内にて、x方向の位置調整が開始されると、差分出力器431xからの出力信号に応じて、車両201の進行方向に沿ったx方向の位置ずれを調整できる。即ち、差信号がゼロに近付く側に、車両位置をx方向に(即ち、車両のドライバーの立場からすれば前後へのアクセル及びブレーキ操作、或いは場合によりこれらに加えてバック操作により)位置調整するように、ドライバーに促すことで、当該x方向についての位置調整は実行される。なお、ここでのドライバーに対する促しは、図1に示した音声出力部551や画像出力部552を介して行えばよい。
第4実施例では、第1のエリア401にて先にy方向の位置調整(即ち、車両201の左右方向に係るハンドル操作を利用しての位置調整)が実行され、その後に、第2のエリアにてx方向の位置調整(即ち、車両201におけるアクセル操作等を利用しての位置調整)が実行されるように構成されている。その理由は、車両201の立場からすれば、y方向の調整については、実際にはx方向に進行しながら実施する必要があるので、本質的に距離が必要だからである。これに対して、x方向の調整については、最低限の距離があれば十分だからである。これらのため、第4実施例では、y方向の位置調整を実行した後に或いは完了した後に、x方向の位置調整を実行する或いは完了するように構成されていのである。
次に以上のように構成された第4実施例の位置合わせ装置の動作について、図27及び図28を参照して説明する。ここに図27は、第4実施例における処理動作の流れを示すフローチャートであり、図28は、このフローチャートに示された動作が行われる際の車両、調整エリア等を平面的に示す。
図28において、アンテナ位置合わせが開始されると先ず、第1のエリア401に配置されている左右アンテナの対(L、R)であるアンテナ421yの受信信号強度(即ち、図24に示した和出力器432yから出力される判別信号)が連続的若しくは断続的に監視或いはモニタリングされる(ステップS411)。続いて、その監視されている受信信号強度が記録される(ステップS412)。ここでの記録は、充電器側にて実行されてもよいし、充電器側と無線通信又は有線通信により結ばれている位置ズレ出力部(図1参照)にて、実行されてもよい。
続いて、今回監視又は記録された受信信号強度が、前回監視又は記録された受信信号強度よりも大きいか否かが判定される(ステップS413)。ここで、前回よりも大きい限り(ステップS413:Yes)、車両201は、受信信号強度のピーク或いは極大値(図25及び図26参照)を迎える前の位置にあるとして、ステップS411に戻って、以降の処理が繰り返される。
他方、ステップS413の判定にて、前回よりも大きくない場合(ステップS413:No)、車両401が、第1のエリア401に進入したとして、位置合わせ装置における動作モードが、y方向の位置を調整するモード、即ち「左右オフセット調整モード」へと移行される(ステップS414)。この場合、図28において、車両201における第2アンテナ212aが、第1のエリア401へ進入したことを意味する。言い換えれば、第1のエリア401とは、このようにステップS413における判定がNoとなる瞬間に対応する車両201の第2アンテナ212aの位置により規定される平面領域である。
再び図27において、この「左右オフセット調整モード」(ステップS420)では、先ず、左右アンテナの対(L、R)をなす、2個のアンテナ421yにおける受信信号強度が夫々監視される(ステップS421)。
続いて、2個のアンテナ421yにおける受信信号強度が相互比較される(ステップS422)。
ステップS422の相互比較の結果として、アンテナ421yのうち、左アンテナ(L)の受信信号強度の方が右アンテナ(R)の受信信号強度よりも大きい場合には、右アンテナ(R)側へ車両を操舵させる旨の移動指示が、位置ズレ出力部(図1参照)によって、実行され(ステップS423)、その後、ステップS421以降の処理が繰り返して行われる。
ステップS422の相互比較の結果として、アンテナ421yのうち、左アンテナ(L)の受信信号強度の方が右アンテナ(R)の受信信号強度よりも小さい場合には、左アンテナ(L)側へ車両を操舵させる旨の移動指示が、位置ズレ出力部(図1参照)によって、実行され(ステップS424)、その後、ステップS421以降の処理が繰り返して行われる。
ステップS422の相互比較の結果として、アンテナ421yのうち、左アンテナ(L)の受信信号強度と右アンテナ(R)の受信信号強度とが等しい場合には、当該左右オフセット調整モードが終了される。ここに本実施例において「等しい」とは、完全に等しい場合のみならず、例えば、両受信信号強度間における差が、予め設定された「等しい」と同一視できる範囲を規定する微小値よりも小さい場合をも意味する。
こうして、左右オフセット調整モードが終了されると、車両401が、第2のエリア402に進入したとして、位置合わせ装置における動作モードが、x方向の位置を調整するモード、即ち「前後オフセット調整モード」へと移行される(ステップS425)。この場合、図28において、車両201における第2アンテナ212aが、第2のエリア402へ進入したことを意味する。言い換えれば、第2のエリア402とは、このようにステップS422における判定が「等しい」となる瞬間に対応する車両201の第2アンテナ212aの位置により規定される平面領域である。
再び図27において、この「前後オフセット調整モード」(ステップS430)では、先ず、前後アンテナの対をなす、2個のアンテナ421xにおける受信信号強度が夫々監視される(ステップS431)。
続いて、2個のアンテナ421xにおける受信信号強度が相互比較される(ステップS432)。
ステップS432の相互比較の結果として、アンテナ421xのうち、後方アンテナ(B)の受信信号強度の方が前方アンテナ(F)の受信信号強度よりも大きい場合には、後方アンテナ(B)側へ車両を後退させる旨の移動指示が、位置ズレ出力部(図1参照)によって、実行され(ステップS433)、その後、ステップS431以降の処理が繰り返して行われる。
ステップS432の相互比較の結果として、アンテナ421xのうち、後方アンテナ(B)の受信信号強度の方が前方アンテナ(F)の受信信号強度よりも小さい場合には、前方アンテナ(F)側へ車両を前進される旨の移動指示が、位置ズレ出力部(図1参照)によって、実行され(ステップS434)、その後、ステップS431以降の処理が繰り返して行われる。
ステップS432の相互比較の結果として、アンテナ421xのうち、後方アンテナ(B)の受信信号強度と前方イアンテナ(F)の受信信号強度とが等しい場合には、当該前後オフセット調整モードが終了され、位置合わせに係る一連の動作処理が終了される。
<第5実施例>
次に図29から図31を参照して、本発明に係る位置合わせ装置の第5実施例について説明する。ここに、図29〜図31は夫々、第5実施例における、位置合わせの原理を模式的に示す。
図29に示すように、第5実施例は、車両201側では、第2通信アンテナ212a−5が、車両側充電部位203から、x方向に外れた位置に配置されている。充電器側では、通信用アンテナが充電器側充電部位103から、x方向に外れた位置に且つx方向の位置合わせ用のアンテナと兼用であるアンテナ521xとして配置されている。これらのx方向の位置合わせ用の2個のアンテナ521xの受信信号強度の差分は、差分出力器531xによって、x方向の位置調整用の信号として生成出力される。
y方向の位置合わせ用の2個のアンテナ521yの受信信号強度の差分は、差分出力器531yによって、y方向の位置調整用の信号として生成出力される。2個のアンテナ521yは、左右位置調整用である第1のエリア501内に配置されている。他方、2個のアンテナ521xは、前後位置調整用である第2のエリア502内に配置されている。2個のアンテナ521yの受信信号強度の和は、和出力器532yによって、車両201が第1のエリア501に進入したか否かを判別する判別信号として、生成出力される。その余の構成については、図24〜図28を参照して説明した第4実施例と概ね同様である。
図30に示すように、以上のように構成されているため、第1のエリア501にてy方向の位置合わせが完了され、更に、第2のエリア502にてx方向の位置合わせが完了した際には、車両側充電部位203と、充電器側充電部位とは、非接触充電可能なように、近接配置される、即ち図30で相互に重なる状態となる。これと同時に、車両201に搭載されている第2通信アンテナ212a−5と、充電器側にあるx方向の位置合わせ用のアンテナ521xとは、相互に近接配置され、相互にデータ通信を実行可能な位置関係となる。
図31に示すように、この状態では、車両201に搭載されている第2通信アンテナ212a−5と、充電器側にある2個のアンテナ521xとは、水平方向に距離を隔てて斜めに対向配置されているので、真正面にて対向配置されている場合と比較して、送受信される電波が弱い。即ち、送受信される間における電波の減衰が大きい。
しかしながら、第5実施例の位置合わせ装置は、これら2個のアンテナ521xの受信信号強度の和を生成出力する和出力器551xを更に備える。よって、相対的に弱い2個の受信信号強度を合算することで、和出力器551xからの和信号として、受信信号強度が強められた和信号が得られることになる。
以上のように第5実施例によれば、第4実施例にて充電器側における位置合わせ用アンテナと第1通信アンテナとの合計が5個であったのに対して、合計4個で済むので、装置構成の単純化や低コスト化を図る上で有利である。また、受信信号強度の弱さについても、和出力器551xの採用によって、そのデメリットを抑制でき、実践上有利である。
なお、車両側充電部位203と充電器側充電部位とが図30で相互に重なる状態となる際に、第2通信アンテナ212a−5と、2個あるアンテナ521xのうちのいずれか1個とが、図30で相互に重なる状態となるように、第2通信アンテナ212a−5と車両側充電部位203との位置関係、及び、該2個あるアンテナ521xのうちの1個と充電器側充電部位103との位置関係が規定されてもよい。この場合、図31に示した如き、和出力器551xは、不要となり、該2個あるアンテナ521xのうちの1個からの受信信号をそのまま、受信レベル或いは受信信号強度に優れている充電制御用の信号として利用すればよい。
なお、上述した第4及び第5実施例では、充電器側に、位置調整用の複数のアンテナが設けられているが、車両側に、このような位置調整用の複数のアンテナが設けられていてもよい。この場合にも、位置合わせの動作処理に関する限り、ほぼ同様の作用効果が得られる。加えて、複数のアンテナの一部(例えば、x方向の位置調整用のアンテナ対)が充電器側に設けられ且つ複数のアンテナの他一部(例えば、y方向の位置調整用のアンテナ対)が車両側に設けられてもよい。この場合にも、やはり、位置合わせの動作処理に関する限り、ほぼ同様の作用効果が得られる。
本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う位置合わせ装置並びにこれを具備する受電装置及び送電装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
101 充電器
103 充電器側充電部位
201 車両
202 充電池
203 車両側充電部位
111a 第1通信アンテナ
212a 第2通信アンテナ
104 送信部(受信部)
204 受信部(送信部)
500a 位置ズレ出力部

Claims (13)

  1. (i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、
    前記車両及び前記充電器のうち一方は、該一方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段とを備え、
    前記車両及び前記充電器のうち他方は、該他方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段とを備え、
    当該位置合わせ装置は、前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段を備えることを特徴とする位置合わせ装置。
  2. 前記第2アンテナ部は、前記平面電磁波を受信可能である第3通信アンテナを更に含み、
    前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方は、前記対向する面上で(i)前記第3通信アンテナと(ii)前記第2通信アンテナとの間に配置され、
    前記位置ズレ出力手段は、(i)前記第3通信アンテナで受信される前記平面電磁波の受信信号強度と(ii)前記第2通信アンテナで受信される前記平面電磁波の受信信号強度との差分に基づいて、前記指標を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ装置。
  3. 前記第2アンテナ部は、前記対向する面上で、前記第2通信用アンテナが中央に位置するn角形(但し、nは3以上の自然数)の頂点に夫々配置されていると共に、前記平面電磁波を夫々受信可能であるn個の受信アンテナを更に含み、
    前記位置ズレ出力手段は、前記n個の受信アンテナのうち前記対向する面内で、前記中央を挟んで相対向する二つの頂点に位置するアンテナ対の複数における前記受信信号強度の相互間の差分に基づいて、前記指標を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ装置。
  4. 前記第2アンテナ部は、前記平面電磁波を受信可能であると共に前記対向する面に沿った第1方向に配列された第1のアンテナ対と、前記平面電磁波を受信可能であると共に前記対向する面に沿っており且つ前記第1方向に交差する第2方向に配列された第2のアンテナ対とを含み、
    前記位置ズレ出力手段は、前記第1のアンテナ対の相互間における前記平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、前記第1方向に関する前記指標を出力し、前記第2のアンテナ対の相互間における前記平面電磁波の受信信号強度の差分に基づいて、前記第2方向に関する前記指標を出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ装置。
  5. 前記第1方向は、前記充電器に対して進入してくる前記車両の前後方向に対応するx方向であり、
    前記第2方向は、前記車両の左右方向に対応するy方向であり、
    前記第2のアンテナ対は、前記第1のアンテナ対よりも、前記車両の進入経路に対して上流側に配置されている
    ことを特徴とする請求項4に記載の位置合わせ装置。
  6. 前記位置ズレ出力手段は、前記第2のアンテナ対における前記平面電磁波の受信信号強度の和に基づいて、前記車両が前記第2のアンテナ対が配置されたエリア内に進入したか否かを判別することを特徴とする請求項5に記載の位置合わせ装置。
  7. 前記第1又は第2のアンテナ対を構成する少なくとも一つのアンテナは、前記第2通信アンテナにより兼用されている
    ことを特徴とする請求項4に記載の位置合わせ装置。
  8. 前記第1又は第2のアンテナ対は、前記第2通信アンテナにより兼用されており、
    前記充電器及び前記車両は、前記兼用されている第1又は第2のアンテナ対における前記平面電磁波の受信信号の和を、前記車両及び前記充電器間における充電制御用の信号を含むデータ通信用の信号として送受信する
    ことを特徴とする請求項4に記載の位置合わせ装置。
  9. 前記第1及び第2アンテナは、前記充電器及び前記車両間で前記電磁波によるデータ通信を実行可能に設けられており、
    前記送信手段は、前記電磁波として、マイクロ波を送信する
    ことを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ装置。
  10. 前記位置ズレ出力手段は、前記受信信号強度に基づいて、前記指標を、音声及び画像のうち少なくとも一方として、前記車両内に向けて外部出力する外部出力手段を含むことを
    特徴とする請求項1に記載の位置合わせ装置。
  11. (i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置であって、
    前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、
    前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段と、
    前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、
    前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段と、
    前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段と
    を備えることを特徴とする位置合わせ装置。
  12. (i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置の少なくとも一部を具備する受電装置であって、
    前記車両及び前記充電器のうち一方は、該一方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段とを備え、
    前記車両及び前記充電器のうち他方は、該他方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段とを備え、
    前記位置合わせ装置は、前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段を備え、
    当該受電装置は、
    前記車両側に設けられ、
    前記位置合わせ装置の少なくとも一部と、
    前記車両側充電部位と、
    前記第1及び第2アンテナ部のうち前記車両側充電部位に固定された方のアンテナ部と
    を具備することを特徴とする受電装置。
  13. (i)車両に搭載される充電池に対し、前記充電池に接続された前記車両の車両側充電部位を介して、充電器側充電部位から非接触充電を実行可能な充電器に係る、前記充電器側充電部位と、(ii)前記非接触充電を実行する際に、前記充電器側充電部位に対向配置されるべき前記車両側充電部位との間における、位置合わせを行う位置合わせ装置の少なくとも一部を具備する送電装置であって、
    前記車両及び前記充電器のうち一方は、該一方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち一方に対し所定の位置関係に固定された第1通信アンテナを含む第1アンテナ部と、前記第1通信アンテナから所定の周波数を有する電磁波を送信させるための送信手段とを備え、
    前記車両及び前記充電器のうち他方は、該他方に対応する前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位のうち他方に対し所定の位置関係に固定された第2通信アンテナを含む第2アンテナ部と、前記第2通信アンテナにて前記所定の周波数を有する電磁波を受信させるための受信手段とを備え、
    前記位置合わせ装置は、前記第1通信アンテナ及び前記送信手段によって前記送信された電磁波が前記第2通信アンテナ及び前記受信手段によって平面波として受信されてなる平面電磁波の受信信号強度に基づいて、前記充電器側充電部位及び前記車両側充電部位が、相互に対向する面に沿って、相互にズレている若しくは相互に一致している程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段を備え、
    当該送電装置は、
    前記充電器側に設けられ、
    前記位置合わせ装置の少なくとも一部と、
    前記充電器側充電部位と、
    前記第1及び第2アンテナ部のうち前記充電器側充電部位に固定された方のアンテナ部と
    を具備することを特徴とする送電装置。
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