JP6106151B2 - 非接触給電システム、送電装置、および、位置ずれ検出方法 - Google Patents

非接触給電システム、送電装置、および、位置ずれ検出方法 Download PDF

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本発明は、送電コイルを有する送電装置と、この送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システム、受電装置が備える受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルを備えた送電装置、および、送電コイルと受電コイルとの位置ずれを検出する位置ずれ検出方法に関する。
近年、送電装置で発生させた交流電力を非接触で受電装置に送電し、受電装置に内蔵されたバッテリを充電する非接触給電システムが普及してきている。この非接触給電システムは、例えば、電気自動車や産業用機器、携帯用電子機器などに備えられた二次電池を充電する充電システムに利用されている。非接触給電システムでは、送電装置側に備えられたコイル（送電コイル）と受電装置側に備えられたコイル（受電コイル）とを磁気結合させることで、送電装置から受電装置に電力を供給している。そのため、送電コイルと受電コイルの位置関係がずれてしまうと、電力の伝送効率が悪くなってしまう。そこで、特許文献１には、送電コイルと受電コイルの位置ずれを検出するシステムが開示されている。
特開２０１２−２４９４０３
特許文献１では、受電装置（車両）から電磁波を送信し、送電装置（地上側ユニット）に備えられた複数のセンサが受信し、その信号強度に基づき、送電コイルと受電コイルの位置ずれを検出している。センサは、送電コイルの中心に対して対称となるように４個設置されており、４個のセンサの信号強度が等しい場合、位置ずれが発生していない（一致している）と判断し、一方、信号強度が等しくない場合、位置ずれが発生していると判断している。しかし、周囲構造体からの反射波、周囲の車両の移動、自車両の移動などの外的要因により、信号強度が安定せず、送電コイルと受電コイルの中心点が一致していても、信号強度が等しくならないことがあり、２つのコイルの相対位置がずれていると判断されてしまう場合がある。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて創作されたものであり、外的要因によって発生する信号強度の変動に影響されることなく、位置ずれ検出が可能な非接触給電システム、送電装置、および、位置ずれ検出方法を提供することにある。
本発明の第１の側面によって提供される非接触給電システムは、送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、前記受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、前記送電装置は、互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、を備えており、前記送電装置は、前記基準ＰＮ符号の位相を検出する基準ＰＮ符号検出手段を、さらに備え、前記位相差算出手段は、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第１ＰＮ符号の位相との第１位相差、および、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第２ＰＮ符号の位相との第２位相差をそれぞれ算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との差分をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出することを特徴とする。本発明の第２の側面によって提供される非接触給電システムは、送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、前記受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、前記送電装置は、互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、を備えており、前記送電装置は、前記基準ＰＮ符号を発生させる基準ＰＮ符号発生手段と、前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を送信する基準ＰＮ符号送信手段と、をさらに備え、前記受電装置は、前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を受信する基準ＰＮ符号受信手段を、さらに備え、前記拡散信号送信手段は、前記基準ＰＮ符号受信手段が受信した基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行うことを特徴とする。本発明の第３の側面によって提供される非接触給電システムは、送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、前記受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、前記送電装置は、互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、を備えており、前記拡散信号送信手段は、前記受電コイルを介して、前記スペクトル拡散信号を送信することを特徴とする。
上記第２の側面および第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記位相差算出手段は、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との相関をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する。
上記第１の側面および第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記受電装置は、前記基準ＰＮ符号を発生させる基準ＰＮ符号発生手段を、さらに備え、前記拡散信号送信手段は、前記基準ＰＮ符号発生手段が発生させた基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行う。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記位置ずれ検出手段は、前記送電コイルが前記第１拡散信号受信手段の配置位置と前記第２拡散信号受信手段の配置位置とのどちら側にずれているかを検出する。
上記第１の側面および第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記送電装置は、前記位相差算出手段が算出した位相差から、前記拡散信号送信手段から前記第１拡散信号受信手段までの距離と前記拡散信号送信手段から前記第２拡散信号受信手段までの距離との差分距離を算出する差分距離算出手段と、前記差分距離と、前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段との離間距離と、に基づき、位置ずれ距離を算出する位置ずれ距離算出手段と、をさらに備える。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記受電装置は、前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出する近接検出手段と、前記近接検出手段により、前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出したときに、前記拡散信号送信手段を制御する制御手段と、をさらに備える。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記送電装置は、所定周波数の起動信号を電磁波にして送信する起動信号送信手段を、さらに備え、前記受電装置は、前記起動信号を受信する起動信号受信手段を、さらに備え、前記近接検出手段は、前記起動信号受信手段が受信した起動信号の信号強度が閾値以上となったときに、前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出する。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段は、前記送電コイルの中心位置に対して対称的な位置に配置されている。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段との組を、２組備え、第１の組と第２の組とは、各組を構成する前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段とを結ぶ線分が互いに直交するように配置されている。
上記第１の側面ないし第３の側面によって提供される非接触給電システムの好ましい実施の形態においては、前記情報信号は、前記受電装置が設けられた車両に関する車両情報である。
本発明の第４の側面によって提供される送電装置は、受電装置が備える受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルを備えた送電装置であって、前記受電装置には、所定周波数の電磁波を散乱反射させる反射体が備えられており、前記送電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で所定の信号をスペクトル拡散し、スペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段と、互いに異なる位置に配置され、前記反射体により反射した前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、前記第１ＰＮ符号と第２ＰＮ符号とに基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、を備える。
本発明の第５の側面によって提供される位置ずれ検出方法は、送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、前記受電コイルを有する受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、前記送電コイルを有する送電装置は、互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、を有しており、前記送電装置は、前記基準ＰＮ符号の位相を検出する第６工程を、さらに有し、前記第４工程において、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第１ＰＮ符号の位相との第１位相差、および、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第２ＰＮ符号の位相との第２位相差をそれぞれ算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との差分をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出することを特徴とする。本発明の第６の側面によって提供される位置ずれ検出方法は、送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、前記受電コイルを有する受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、前記送電コイルを有する送電装置は、互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、を有しており、前記送電装置は、前記基準ＰＮ符号を発生させる第６工程と、前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を送信する第７工程と、をさらに有し、前記受電装置は、前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を受信する第８工程を、さらに有し、前記第１工程において、前記第８工程によって受信した基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行うことを特徴とする。本発明の第７の側面によって提供される位置ずれ検出方法は、送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、前記受電コイルを有する受電装置は、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、前記送電コイルを有する送電装置は、互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、を有しており、前記第１工程において、前記受電コイルを介して、前記スペクトル拡散信号を送信することを特徴とする。
本発明の第８の側面によって提供される位置ずれ検出方法は、送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で所定の信号をスペクトル拡散し、スペクトル拡散信号を送信する第１工程と、互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記第１工程により送信され、前記受電コイル側に設けられた反射体に反射して戻ってきた前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、前記第１ＰＮ符号と第２ＰＮ符号とに基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第４工程と、を有する。
本発明によると、送電コイルを有する送電装置と、送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムにおいて、情報信号を基準ＰＮ符号でスペクトル拡散変調したスペクトル拡散信号を送信し、送信されたスペクトル拡散信号を、互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段が受信する。そして、第１拡散信号受信手段が受信したスペクトル拡散信号に基づいて発生させた第１ＰＮ符号と、第２拡散信号受信手段が受信したスペクトル拡散信号に基づいて発生させた第２ＰＮ符号と、に基づき、送電コイルと受電コイルとの位置ずれを検出するようにした。これにより、受信するスペクトル拡散信号の信号強度の変動に依存せず、確実に位置ずれを検出することができる。
本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る送電装置が埋設された駐車スペースの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る受電装置の内部構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る送電装置を地面側から見たときの図である。 本発明の第１実施形態に係る送電装置の内部構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る送電装置を上面から見たときの図である。 再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の各符号相関特性を示す図である。 再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相差に基づく差分距離と、位置ずれ距離（相対位置）との対応関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る位置ずれ検出制御のうち、スペクトル拡散信号の送信制御のフロー図である。 本発明の第１実施形態に係る位置ずれ検出制御のうち、位置ずれ距離算出制御のフロー図である。 本発明の第２実施形態に係る受電装置の内部構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る送電装置の内部構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る充電システムの内部構成例を示す図である。
本発明に係る非接触給電システムの実施形態として、路上に設置された送電装置から電気自動車に搭載された受電装置に非接触で給電し、電気自動車に搭載された二次電池を充電する充電システムを例に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成の一例を示す図である。図示するように充電システムは、駐車場や充電ステーションなどの地面に埋設された送電装置Ａ１と、電気自動車の底面に搭載された受電装置Ｂ１と、により構成されている。送電装置Ａ１は、高周波交流電力を発生させ、発生させた高周波交流電力を、磁気結合された一対のＬＣ共振回路（送電回路３２、受電回路１０）を介して、非接触により受電装置Ｂ１に送電する。そして、受電装置Ｂ１は、受電した高周波交流電力をバッテリ１３に適した電気特性に変換し、バッテリ１３に供給する（バッテリ１３を充電する）。送電装置Ａ１は、例えば、図２に示すように、駐車スペースの地面に埋設されており、送電回路３２は、その地面表面に、略平行に設置されている。
バッテリ１３は、電気自動車に搭載され、電気自動車の動力源となる電力エネルギーを蓄積する二次電池であり、例えば、リチウム・イオン電池やニッケル水素電池などである。本実施形態では、リチウム・イオン電池を例に説明する。リチウム・イオン電池は、定電流で充電を開始し、電池電圧が所定の電圧に上昇すると、定電圧に切り換えて充電電流が所定の電流に変化するまで充電行う定電流定電圧充電方式の二次電池である。よって、受電装置Ｂ１は、この定電流定電圧充電制御を行い、定電流定電圧充電制御に適した電気特性に変換し、バッテリ１３を充電する。なお、バッテリ１３は、大容量のキャパシタなどであってもよい。
また、送電装置Ａ１と受電装置Ｂ１は、互いに無線通信を行い、送電装置Ａ１に備えられる送電回路３２の送電コイル３２Ｌ（後述）と受電装置Ｂ１に備えられる受電回路１０の受電コイル１０Ｌ（後述）との相対位置（位置ずれ）を検出する。具体的には、送電装置Ａ１は、受電装置Ｂ１から送信されるスペクトル拡散信号を受信し、そのスペクトル拡散信号に含まれるＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ Ｎｏｉｓｅ）符号に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれを検出する。送電装置Ａ１は、検出した位置ずれに関する情報（以下、「位置ずれ情報」）を、送電制御に利用したり、送電装置Ａ１に設けた図示しない報知手段に報知させたりする。また、送電装置Ａ１は、検出した位置ずれ情報を、受電装置Ｂ１に送信し、それを受信した受電装置Ｂ１は、電気自動車の図示しない車両制御装置に提供する。そして、車両制御装置は、図示しない表示手段に表示したり、自動運転制御に利用したりする。
次に、このような充電システムを構成する送電装置Ａ１および受電装置Ｂ１の詳細な構成について、図を用いて説明する。
まず、受電装置Ｂ１の構成について、説明する。図３は、受電装置Ｂ１内部の構成を示しており、受電装置Ｂ１は、受電回路１０、整流平滑回路１１、充電回路１２、バッテリ１３、受信アンテナ２０、メモリ２１、通信制御部２２、および、送信アンテナ２３を含んで構成される。
受電回路１０は、送電装置Ａ１の送電回路３２との間で磁気結合をして、送電装置Ａ１から送電される高周波交流電力を非接触で受電するものである。受電回路１０は、例えば、複数ターンの円形コイルからなる受電コイル１０Ｌとその受電コイル１０Ｌに直列に接続されたキャパシタ１０ＣとのＬＣ共振回路で構成されている。ＬＣ共振回路の共振周波数は、受電する高周波交流電力の周波数に調整されている。受電回路１０は、送電回路３２が発生させた磁界内に存在すると、その磁界の影響により誘導起電力が発生し、高周波交流電力を受電する。
整流平滑回路１１は、例えば、４個の整流素子をブリッジ接続したブリッジ回路で構成され、受電回路１０が受電した高周波交流電力を整流平滑化して、直流電力に変換する。
充電回路１２は、整流平滑回路１１から出力される直流電力をバッテリ１３の充電に適切な電気特性に変換し、バッテリ１３を充電するものである。充電回路１２は、バッテリ１３に一定の充電電流を流す定電流充電の過程と、定電流充電後に、バッテリ１３の電池電圧が一定となるように充電電流を制御する定電圧充電の過程とを含む定電流定電圧制御を実行する。このため、充電回路１２は、充電電流を検出する電流検出器および電池電圧を検出する電圧検出器を含んで構成される。また、受電回路１０が検出した充電電流および電池電圧は、随時あるいは所定時間毎に、通信制御部２２に出力される。通信制御部２２に出力された充電電流および電池電圧は、充電情報としてメモリ２１に記憶される。
受信アンテナ２０は、後述する送電装置Ａ１の送信アンテナ２３から送信される所定周波数の電磁波を受信し、後述する起動信号に変換するものである。
メモリ２１は、各種車両情報を記憶する記憶媒体である。メモリ２１には、車両情報として、バッテリ１３の充電情報や、受電装置Ｂ１を備える電気自動車の車種情報（電気自動車のサイズ、受電コイル１０Ｌの位置など）が記憶される。なお、メモリ２１に記憶される車両情報は、これに限られるものではない。例えば、車種情報の換わりに、電気自動車の車種情報を特定するための車両ＩＤを記憶しておいてもよい。
通信制御部２２は、メモリ２１に記憶される車両情報を一次変調した後、所定のＰＮ符号でスペクトル拡散変調して、スペクトル拡散信号を発生させるものである。通信制御部２２は、その機能要素として、充電情報記憶処理部２２ａ、受信強度判定部２２ｂ、車両情報取得部２２ｃ、拡散符号発生部２２ｄ、および、拡散変調部２２ｅを含んで、構成されている。
充電情報記憶処理部２２ａは、受電装置Ｂ１の充電回路１２から入力される充電情報をメモリ２１に書き込むものである。
受信強度判定部２２ｂは、受信アンテナ２０に接続されており、受信アンテナ２０が受信した電磁波（起動信号）の信号強度（受信強度）を計測し、受信強度が閾値以上であるか否かを判定する。受信アンテナ２０が受信する電磁波は、送電装置Ａ１から送信されているものであり、電気自動車に備えられた受電装置Ｂ１と送電装置Ａ１との距離に応じて、受信強度が変化する。これより、受信強度判定部２２ｂは、受信強度が閾値以上となったときに、電気自動車が送電装置Ａ１に近づいたと判定することができる。
車両情報取得部２２ｃは、受信強度判定部２２ｂにより受信強度が閾値以上であると判定されると、メモリ２１から所定の車両情報を読み出し、拡散変調部２２ｅに出力する。
拡散符号発生部２２ｄは、受信強度判定部２２ｂにより受信強度が閾値以上であると判定されると、図示しない内蔵する発振回路に基づき、所定のＰＮ符号（以下、「基準ＰＮ符号」という）を発生させ、拡散変調部２２ｅに出力する。拡散符号発生部２２ｄは、基準ＰＮ符号として、例えば、最長符号系列（Ｍ系列）のＰＮ符号を発生させる線形帰還シフトレジスタ（Ｌｉｎｅａｒ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ＬＦＳＲ）で構成される。ｎ（ｎは正の整数）段で構成されるＬＦＳＲによって生成されるＭ系列のＰＮ符号は、１符号周期あたり２n−１［ビット］の長さを持つ。なお、ＰＮ符号において、このビットはチップと呼ぶこともある。
拡散変調部２２ｅは、受信強度判定部２２ｂにより受信強度が閾値以上であると判定されると、車両情報取得部２２ｃから入力される車両情報を所定周波数の搬送波で変調（一次変調）する。そして、一次変調された車両情報（以下、「車両情報信号」という）を拡散符号発生部２２ｄが発生させた基準ＰＮ符号でスペクトル拡散（二次変調）する。スペクトル拡散された車両情報信号は、スペクトル拡散信号として送信アンテナ２３に出力される。なお、車両情報をスペクトル拡散した後に、所定周波数の搬送波で変調することで、スペクトル拡散信号を生成するようにしてもよい。
送信アンテナ２３は、拡散変調部２２ｅから入力されるスペクトル拡散信号を電磁波として送信するものである。なお、図３において、受信アンテナ２０と送信アンテナ２３とをそれぞれ備えている例を説明するが、１つのアンテナで受信アンテナ２０の機能と送信アンテナ２３の機能を有する送受信アンテナで構成するようにしてもよい。図４は、地面から電気自動車の底面をみたときの受電装置Ｂ１の表面を示しており、図示するように、送信アンテナ２３は、受電コイル１０Ｌの中心に配置されている。
次に、送電装置Ａ１の構成について、説明する。図５は、送電装置Ａ１内部の構成を示しており、高周波電源３０、送電制御部３１、送電回路３２、発振回路４０、送信アンテナ４２、受信アンテナ４３ａ、４３ｂ、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂ、および、通信制御部４５を含んで構成される。
高周波電源３０は、図示しない商用電源から入力される商用電力を全波整流し、直流電力に変換した後に、所定周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の高周波交流電力に変換し、高周波交流電力を出力するものである。高周波電源３０は、整流平滑回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、パワーアンプ、フィルタ回路、および、電力検出回路を含んで構成される。
整流平滑回路は、商用電源から入力される商用電圧（例えば、ＡＣ２００［Ｖ］）を整流平滑化して直流電圧に変換するものである。商用電源としては、三相交流電源や単相交流電源が用いられる。整流平滑回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、整流平滑回路によって整流平滑化された直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータに送られる。ＤＣ／ＤＣコンバータは、入力される直流電圧を所望の直流電圧に変換するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータは、パワーアンプに接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータによって所望の値に変換された直流電圧は、パワーアンプに送られる。
パワーアンプは、Ｄ級アンプやＥ級アンプなどで構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータによって変換された直流電圧を高周波交流電圧に変換するものである。パワーアンプは、送電制御部３１から入力される高周波信号によってスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、高周波信号と同一の周期を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータから入力される直流電圧に依存した振幅の高周波電圧を発生させる。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することによってパワーアンプから出力される高周波電圧を制御することができる。フィルタ回路は、パワーアンプから出力される高周波交流電圧のうち、高調波成分を減衰し正弦波として出力するものである。すなわち、フィルタ回路は、ローパスフィルタとして機能する。フィルタ回路によって高調波成分が減衰された交流電圧は、電力検出回路に送られる。
電力検出回路は、例えば方向性結合器によって構成され、伝送線を伝搬する進行波電力および反射波電力を検出するものである。検出された進行波電力および反射波電力は送電制御部３１に出力される。なお、高周波電源３０の構成は、これに限られるものではなく、所定周波数の高周波交流電力を発生させることができるものであればよい。
送電制御部３１は、高周波電源３０のパワーアンプを制御するものである。送電制御部３１は、高周波電源３０の電力検出回路より入力される進行波電力および反射波電力に基づいて高周波信号を生成し、生成した高周波信号を入力することで、パワーアンプを制御する。また、後述する通信制御部４５から入力される指示に基づき、パワーアンプへの高周波信号の入力を開始することで、高周波電源３０からの高周波交流電力の発生を開始させる。
送電回路３２は、受電装置Ｂ１の受電回路１０との間で磁気結合をして、高周波電源３０によって発生された高周波交流電力を非接触で送電するものである。送電回路３２は、受電回路１０と同一の構成を有し、複数ターンの円形コイルからなる送電コイル３２Ｌとその送電コイル３２Ｌに直列に接続されたキャパシタ３２ＣとのＬＣ共振回路で構成されている。ＬＣ共振回路の共振周波数は、送電する高周波交流電力の周波数に調整されている。送電回路３２は、高周波電源３０から高周波交流電力が入力されると、磁界を発生させる。
発振回路４０は、発振により所定周波数の搬送波信号（起動信号）を生成するものであり、送信アンテナ４２は、発振回路４０が生成した起動信号を電磁波として送信するものである。このとき、送信アンテナ４２から出力される電磁波は微弱なものでよい。送信する電磁波を微弱なものとすることで、送電装置Ａ１の消費電力量を低減させることができる。
受信アンテナ４３ａ、４３ｂは、受電装置Ｂ１から送信されるスペクトル拡散信号を受信するものである。なお、説明の便宜上、受信アンテナ４３ａが受信したスペクトル拡散信号をＳＳ１、受信アンテナ４３ｂが受信したスペクトル拡散信号をＳＳ２とする。受信アンテナ４３ａ、４３ｂは、送電コイル３２Ｌの中心位置に対して、対称的な位置に配置される。本発明に係る送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれ検出では、受信アンテナ４３ａ、４３ｂを結ぶ線分方向（以降、「検出方向」という）の位置ずれを検出することができる。受信アンテナ４３ａ、４３ｂは、図６（ａ）に示すように、送電コイル３２Ｌの外側で、電気自動車の進行方向に対して直交する方向（駐車スペースの幅員方向）に並ぶように配置されている。
また、受信アンテナ４３ａ、４３ｂは、２個１組として、複数組設けることも可能である。本発明においては、上記のとおり、１組の受信アンテナ４３ａ、４３ｂの検出方向毎にその検出方向に対する位置ずれを検出することができるため、例えば、図６（ｂ）に示すように、駐車スペースの幅員方向の他、電気自動車の進行方向にも１組の受信アンテナ４３ａ’、４３ｂ’を設置することで、前後左右の位置ずれ検出が可能となり、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれを、より高精度に検出することができる。
逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂは、受信アンテナ４３ａ、４３ｂが受信したスペクトル拡散信号を逆拡散し、車両情報信号に復調するものである。逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂは、図示しない電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；ＶＣＯ）により発振したクロック周波数に基づき、予め設定された基準ＰＮ符号と同系列のＰＮ符号（以下、「再生ＰＮ符号」という）を発生させる。そして、発生させた再生ＰＮ符号でスペクトル拡散信号を逆拡散し、車両情報信号に復調する。逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂは、逆拡散を行うとき、発生させる再生ＰＮ符号とスペクトル拡散信号に含まれるＰＮ符号（以下、「受信ＰＮ符号」）との位相を一致させるために、符号同期回路を含んで構成される。符号同期回路は、再生ＰＮ符号の位相と受信ＰＮ符号の位相とを一致（同期）させるための同期捕捉と、その同期を保持するための捕捉追跡とを実行する。符号同期回路は、例えば、スライディング相関方式の同期捕捉回路と、遅延ロックドループ（Ｄｅｌａｙ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ；ＤＬＬ）と呼ばれる捕捉追跡回路と、を組み合わせた回路構成である。なお、符号同期回路は、上述するものに限定されず、他の方式の同期捕捉回路や他の方式の捕捉追跡回路であってもよい。
同期捕捉では、ＶＣＯの制御電圧を制御することで、再生ＰＮ符号の位相を少しずつ変化させる。そして、発生させた再生ＰＮ符号と受信ＰＮ符号との相関出力を監視して、相関出力が最大となるところを見つける。このような処理を行うことで、±Ｔｃ／２以内（Ｔｃ：ＰＮ符号の１チップ幅）の精度で正しい位相の再生ＰＮ符号を探し出す。同期捕捉により正しい位相が見つかると、捕捉追跡を実行し、位相同期を保持する。捕捉追跡では、ＤＬＬからの出力をＶＣＯの制御電圧に加えることで、クロック周波数の微調整を行い、クロックの位相を補正し、同期を保持する。
逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂは、上記符号同期回路により、再生ＰＮ符号と受信ＰＮ符号とで同期がとれると、この同期がとれた（位相が同じ）再生ＰＮ符号を、通信制御部４５に出力する。また、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂのうちいずれか一方あるいはその両方は、同期がとれた再生ＰＮ符号で、スペクトル拡散信号を逆拡散し、車両情報信号に復調して、通信制御部４５に出力する。以下の本実施形態および図５では、逆拡散復調回路４４ａのみが、車両情報を通信制御部４５に出力するものとして、説明する。
逆拡散復調回路４４ａは、受信アンテナ４３ａに接続され、受信アンテナ４３ａから入力されるスペクトル拡散信号ＳＳ１に基づき、再生ＰＮ符号ＰＮ１を発生させる。同様に、逆拡散復調回路４４ｂは、受信アンテナ４３ｂに接続され、受信アンテナ４３ｂから入力されるスペクトル拡散信号ＳＳ２に基づき、再生ＰＮ符号ＰＮ２を発生させる。なお、本発明の特許請求の範囲において、この逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂをまとめて、ＰＮ符号再生手段としている。
通信制御部４５は、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれを検出する。また、通信制御部４５は、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される車両情報信号に基づき、送電制御部３１に対して指示を出す。通信制御部４５は、その機能要素として、位相差算出部４５ａ、距離算出部４５ｂ、位置ずれ情報処理部４５ｃ、車両情報復調部４５ｄ、および、車両情報処理部４５ｅを含んで構成される。なお、通信制御部４５は、１組の受信アンテナ４３ａ、４３ｂが複数組設けている場合は、その組の検出方向毎に、位置ずれを検出する。
位相差算出部４５ａは、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相を比較し、その比較結果（位相差θ）を出力するものである。再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相は、送信アンテナ２３から受信アンテナ４３ａ、４３ｂまでをスペクトル拡散信号が伝搬する時間に応じて、変化する。よって、この位相差θを求めることにより、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ａと受信アンテナ４３ｂのどちらの方向に寄っているかを算出することができる。この位相差θは、再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相を基準として、再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相の方が進んでいる場合（つまり、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ｂ側に寄っている場合）、負の値とし、反対に、再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相の方が遅れている場合（つまり、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ａ側に寄っている場合）、正の値として、算出される。また、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ａ、４３ｂのいずれにも寄っていない（つまり、検出方向の位置ずれはなく、受信アンテナ４３ａ、４３ｂを結ぶ線分の垂直二等分線上に存在する）場合は、位相差θは、０（ゼロ）となる。
この位相差算出部４５ａが行う位相差θの算出方法について、詳細に説明する。まず、位相差算出部４５ａは、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の排他的論理和（ＥＸＯＲ）をとり、その結果を１周期分積分したものを符号位相差出力として算出する。そして、位相差算出部４５ａは、算出した符号位相差出力により、再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相と再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相がどれぐらいずれているか（位相差の大きさ（絶対値）｜θ｜）を求める。２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２が同位相の場合（つまり、位相差θが０（ゼロ）の場合）、符号位相差出力は０（ゼロ）となる。一方、完全に反転した符号の場合、符号位相差出力は最大値となる。本実施形態では、Ｍ系列のＰＮ符号を用いているので、１チップ以上位相がずれている場合、符号位相差出力は、完全に反転した符号の場合に得られる値（最大値）の約半分程度になる。また、１チップ以内で位相がずれている場合は、位相のずれ量に応じて線形的に増加する。これにより、符号位相差出力を算出することで、位相差θの大きさ（絶対値）｜θ｜を求めることができる。
位相差算出部４５ａは、位相差の大きさ｜θ｜を求めると、続いて、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ａ、４３ｂのどちら側に寄っているかを判定する。すなわち、位相差θが、＋（プラス）であるか−（マイナス）であるかを判定する。この位相差θの正負を判定するために、位相差算出部４５ａは、ＰＮ符号の１チップ幅をＴｃとして、再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相を、意図的に−Ｔｃ／２ずらした（Ｔｃ／２位相を進めた）再生ＰＮ符号ＰＮ１’と、＋Ｔｃ／２ずらした（Ｔｃ／２位相を遅らせた）再生ＰＮ符号ＰＮ１’’と、をそれぞれ生成する。そして、再生ＰＮ符号ＰＮ１’と再生ＰＮ符号ＰＮ２との符号相関値Ｐ１、および、再生ＰＮ符号ＰＮ１’’と再生ＰＮ符号ＰＮ２との符号相関値Ｐ２を算出し、その２つ符号相関値の差分（Ｐ２−Ｐ１）を求めることで、位相差θの正負を判定する。符号相関値は、符号の信号波形の似ている度合いを示す指数であり、例えば、両符号の積を１周期分積分して正規化したものである。符号相関値は、両符号の位相が一致することで信号波形が一致した場合に「１」になり、位相のずれが±Ｔｃ／２以内の場合、位相のずれ量に応じて線形的に減少する。このとき、符号相関値Ｐ１は、図７（ａ）に示す特性が得られ、符号相関値Ｐ２は、図７（ｂ）に示す特性が得られる。図７（ａ）、（ｂ）は、１チップ幅の三角形の符号相関値を持ち、ともに同じ形ではあるが、遅延量（Ｔｃ）だけずれている。また、２つの符号相関値Ｐ１、Ｐ２の差分（Ｐ２−Ｐ１）の差分は、図７（ｃ）のような特性が得られる。
位相差算出部４５ａは、この図７（ｃ）に示す特性に基づき、符号相関値の差分が０（ゼロ）（Ｐ１＝Ｐ２）のとき、送信アンテナ２３が、受信アンテナ４３ａおよび受信アンテナ４３ｂと等距離の位置である（検出方向の位置ずれは発生していない）と判定する。また、位相差算出部４５ａは、符号相関値の差分が正の値（Ｐ１＜Ｐ２）のとき、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ａ側に寄っていると判定し、一方、符号相関値の差分が負の値（Ｐ１＞Ｐ２）のとき、送信アンテナ２３が受信アンテナ４３ｂ側に寄っていると判定する。位相差算出部４５ａは、符号相関値の差分が正の値のとき、位相差θを正の値にし、符号相関値の差分が負の値のとき、位相差θを負の値にする。
位相差算出部４５ａは、以上のような算出方法により、再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相に対して、再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相が進んでいるか遅れているかの情報を含んだ、再生ＰＮ符号ＰＮ１と再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相差θを算出し、距離算出部４５ｂに出力する。
距離算出部４５ｂは、位相差算出部４５ａから入力される位相差θから、送信アンテナ２３から受信アンテナ４３ａまでの距離Ｄ１と、送信アンテナ２３から受信アンテナ４３ｂまでの距離Ｄ２との差（Ｄ２−Ｄ１）を算出する。そして、算出した距離差（差分距離）から、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれ量（位置ずれ距離）を算出する。この位置ずれ距離は、送信アンテナ２３が１組の受信アンテナ４３ａ、４３ｂの検出方向に対して、どれほどずれているかを示す距離（つまり、受信アンテナ４３ａと受信アンテナ４３ｂとを結ぶ線分の垂直二等分線からの距離）である。そして、距離算出部４５ｂは、算出した位置ずれ距離を位置ずれ情報として、位置ずれ情報処理部４５ｃに出力する。
ここで、再生ＰＮ符号ＰＮ１と再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相差θは、送信アンテナ２３から受信アンテナ４３ａ、４３ｂへの伝搬時間の差に比例し、伝搬時間の差は、これらの距離差に比例する。よって、２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相差θからその距離差が、計算される。また、位相差算出部４５ａから入力される位相差θが正の値のとき、再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相が再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相より遅れているため、距離Ｄ１より距離Ｄ２の方が長いことになり、Ｄ２−Ｄ１は正の値になる。一方、位相差算出部４５ａから入力される位相差θが負の値のとき、再生ＰＮ符号ＰＮ２の位相が再生ＰＮ符号ＰＮ１の位相より進んでいるため、距離Ｄ１より距離Ｄ２の方が短いことになり、Ｄ２−Ｄ１は負の値になる。
検出方向における送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの相対位置は、差分距離（Ｄ２−Ｄ１）との間に、例えば図８に示すような関係にある。この関係は、差分距離（Ｄ２−Ｄ１）、１組の受信アンテナ４３ａ、４３ｂ間の離間距離Ｌ、および、電気自動車の底面（すなわち送信アンテナ２３）から受信アンテナ４３ａ、４３ｂまでの高さに基づいて幾何学的に計算される。なお、この高さ情報は、後述する車両情報復調部４５ｄにより復調された車両情報（車種情報）に基づき、特定することができる。
以上のことから、距離算出部４５ｂは、入力される位相差θに基づき、その差分距離Ｄ２−Ｄ１を算出し、算出した差分距離Ｄ２−Ｄ１の値から、図８に示す関係により、位置ずれ距離を算出する。例えば、距離算出部４５ｂは、算出した差分距離がΔＤであった場合、図８に示す関係に基づき、位置ずれ距離ΔＬを算出する。また、算出した差分距離が−ΔＤであった場合、図８に示す関係に基づき、位置ずれ距離−ΔＬを算出する。この位置ずれ距離は、受信アンテナ４３ａ側に寄っている場合、正数となり、受信アンテナ４３ｂに寄っている場合、負数となる。そして、距離算出部４５ｂは、このΔＬの情報を位置ずれ情報として、位置ずれ情報処理部４５ｃに出力する。
位置ずれ情報処理部４５ｃは、距離算出部４５ｂが算出した位置ずれ情報を用いて、送電装置Ａ１の図示しない報知手段により音声案内や表示することで、電気自動車の運転者に対する駐車支援（送電装置Ａ１と受電装置Ｂ１の位置合わせ）を実行する。また、図示しない送信手段によって、電気自動車に送信され、電気自動車の車両制御装置が、図示しない表示手段のモニターに位置ずれ情報を表示させたり、電気自動車の自動駐車制御を実行したりしてもよい。また、位置ずれ情報処理部４５ｃは、距離算出部４５ｂが算出した位置ずれ情報に基づき、位置ずれ距離が閾値以下であるときに、送電装置Ａ１の送電制御部３１に対して、高周波交流電力を出力するように指示する。このようにすることで、高周波交流電力が常時送電されている場合に比べ、送電装置Ａ１から無駄な高周波交流電力の消費を低減させることができる。
車両情報復調部４５ｄは、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される車両情報信号を車両情報に復調し、復調した車両情報を車両情報処理部４５ｅに出力する。
車両情報処理部４５ｅは、車両情報復調部４５ｄが復調したデジタル信号の車両情報に基づき、各種処理を実行する。例えば、車両情報処理部４５ｅは、電気自動車の充電情報に基づき、充電が完了したと判断した場合には給電を停止するように、送電制御部３１に指示する。また、車両情報処理部４５ｅは、車両情報（車種情報）に基づき、当該電気自動車の受電コイル１０Ｌのコイル面の地面からの高さを特定し、これに応じて送電する電力を調整するように、送電制御部３１に指示する。なお、車両情報処理部４５ｅは、受電装置Ｂ１から車種情報として車両ＩＤが送信されてきた場合、車両ＩＤと車種情報が対応付けられたテーブルから、車種情報を特定し、受電コイル１０Ｌのコイル面の地面からの高さを特定する。
次に、上記のように構成された充電システムが行う位置ずれ検出制御の動作を、図を用いて説明する。本発明の第１実施形態に係る位置ずれ検出制御は、受電装置Ｂ１が行うスペクトル拡散信号の送信制御と、送電装置Ａ１が行う位置ずれ距離算出制御と、で実行される。送電装置Ａ１は駐車スペースに埋設され、受電装置Ｂ１は電気自動車に搭載されているものとして、電気自動車が駐車スペースに駐車しようとしているものとする。
まず、スペクトル拡散信号の送信制御について、図９を用いて説明する。送電装置Ａ１は、送信アンテナ４２から電磁波を常時出力しているため、受電装置Ｂ１を搭載した電気自動車が、送電装置Ａ１が埋設された駐車スペースに近づくと、その電磁波を受電装置Ｂ１の受信アンテナ２０が受信する（ステップＳ１１）。受信アンテナ２０は、受信した電磁波を通信制御部２２に出力し、通信制御部２２の受信強度判定部２２ｂは、その電磁波の受信強度を計測し、受信強度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、受信強度判定部２２ｂにより閾値以上であると判定されると（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、車両情報取得部２２ｃは、メモリ２１に記憶されている車両情報を読み出し、拡散変調部２２ｅに出力する。これと同時に、拡散符号発生部２２ｄは、基準ＰＮ符号を発生させ、拡散変調部２２ｅに出力する（ステップＳ１３）。一方、受信強度判定部２２ｂにより閾値未満であると判定されると（ステップＳ１２；ＮＯ）、受信アンテナ２０が電磁波を受信している間は、閾値以上と判定されるまで、受信強度の測定および判定を継続する。
拡散変調部２２ｅに車両情報と基準ＰＮ符号が入力されると、拡散変調部２２ｅは、車両情報を所定周波数の搬送波信号で変調（一次変調）し、車両情報信号を生成する。そして、拡散変調部２２ｅは、生成した車両情報信号を、基準ＰＮ符号でスペクトル拡散し、スペクトル拡散信号を生成する（ステップＳ１４）。拡散変調部２２ｅは、生成したスペクトル拡散信号を送信アンテナ２３に出力し、送信アンテナ２３からスペクトル拡散信号が送信される（ステップＳ１５）。
上記の受電装置Ｂ１が行うスペクトル拡散信号の送信制御により、受電装置Ｂ１が送電装置Ａ１に近づいたときに、車両情報信号がスペクトル拡散され、スペクトル拡散信号が送信される。
続いて、位置ずれ距離算出制御について、図１０を用いて説明する。上記スペクトル拡散信号の送信制御により、送信アンテナ２３からスペクトル拡散信号が送信されると、送電装置Ａ１の受信アンテナ４３ａ、４３ｂそれぞれが、スペクトル拡散信号を受信する（ステップＳ２１）。受信アンテナ４３ａは、スペクトル拡散信号を受信すると、受信したスペクトル拡散信号ＳＳ１を逆拡散復調回路４４ａに出力する。そして、逆拡散復調回路４４ａは、内部で発生させた再生ＰＮ符号ＰＮ１と受信ＰＮ符号とで同期をとる。逆拡散復調回路４４ａは、受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号ＰＮ１でこのスペクトル拡散信号ＳＳ１を逆拡散し、車両情報信号に復調する（ステップＳ２２）。そして、復調された車両情報信号は、通信制御部４５の車両情報復調部４５ｄに出力される。また、逆拡散復調回路４４ａは、スペクトル拡散信号ＳＳ１を逆拡散するために内部で発生させ、受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号ＰＮ１を、通信制御部４５の位相差算出部４５ａに出力する。これと同時に、受信アンテナ４３ｂも、スペクトル拡散信号を受信し、受信したスペクトル拡散信号ＳＳ２を逆拡散復調回路４４ｂに出力する。逆拡散復調回路４４ｂでは、再生ＰＮ符号ＰＮ２を発生させ、受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号ＰＮ２を通信制御部４５の位相差算出部４５ａに出力する。
再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２が入力された通信制御部４５の位相差算出部４５ａは、この２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相差θを算出し、その結果を距離算出部４５ｂに出力する（ステップＳ２３）。位相差算出部４５ａから出力される位相差θは、上記のように、再生ＰＮ符号ＰＮ１に対して、再生ＰＮ符号ＰＮ２が遅れているか進んでいるかを示す正負の情報を含んでいる。そして、距離算出部４５ｂは、入力される位相差θから、図８に示す関係に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌの位置ずれ距離（相対位置）を算出する（ステップＳ２４）。このときの位置ずれ距離は、送電コイル３２Ｌが受電コイル１０Ｌに対して、受信アンテナ４３ａまたは受信アンテナ４４ｂのどちら側にどれだけ寄っているかを示す情報として、算出される。距離算出部４５ｂは、算出した位置ずれ距離を、位置ずれ情報として、位置ずれ情報処理部４５ｃに出力する。そして、位置ずれ情報処理部４５ｃは、入力される位置ずれ情報に基づき、各種処理を実行する。
このスペクトル拡散信号の送信制御と位置ずれ距離算出制御と、を繰り返し実行することで、位置ずれ検出制御が実行される。そして、送電装置Ａ１は、この位置ずれ検出制御で検出した位置ずれ情報に基づき、高周波交流電力の送電を開始したり、電気自動車の運転手に位置ずれ情報を提供したりする。また、送電装置Ａ１は、検出した位置ずれ情報を、電気自動車に送信し、電気自動車の車両制御装置により、自動運転制御を行ったり、表示手段に表示させたりする。
以上で説明したように、本発明の第１実施形態に係る充電システムによれば、受電装置Ｂ１が、車両情報信号を基準ＰＮ符号でスペクトル拡散し、それにより生成されるスペクトル拡散信号を送電装置Ａ１に送信する。送電装置Ａ１の受信アンテナ４３ａ、４３ｂは、そのスペクトル拡散信号を受信し、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂは、スペクトル拡散信号に含まれる受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号を発生させる。そして、通信制御部４５は、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂにより発生された再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相差θに基づき、位置ずれを検出するようにした。これにより、受電装置Ｂ１から送信される電磁波（スペクトル拡散信号）の受信強度に依存せず、確実に位置ずれを検出することができる。
上記第１実施形態では、どちら側にどれだけ寄っているかを判定するために、距離算出部４５ｂを設けた例を説明したが、単にどちら側に寄っているかの判定だけであれば、位相差算出部４５ａが算出した位相差θの正負の情報に基づき、位相差算出部４５ａが位置ずれ情報を生成するようにしてもよい。この場合、距離算出部４５ｂは必ずしも必要な構成ではない。
また、上記第１実施形態では、送電装置Ａ１において、送電回路３２と送信アンテナ４２とを別々に設けた構成としたが、送電回路３２に送信アンテナ４２の機能を持たせて、送信アンテナ４２を省くことも可能である。さらに、受電装置Ｂ１において、受電回路１０と受信アンテナ２０、送信アンテナ２３を別々に設けた構成としたが、受電回路１０に受信アンテナ２０および送信アンテナ２３の機能を持たせて、受信アンテナ２０および送信アンテナ２３を省くことも可能である。この場合を第２実施形態として、図を用いて説明する。なお、第１実施形態に係る充電システムと、同一または類似の要素は、同一の符号番号を付して、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態に係る充電システムの全体構成は、図１に示す第１実施形態に係る充電システムと同様であり、送電装置Ａ２と受電装置Ｂ２とにより、構成されている。
受電装置Ｂ２は、図１１に示すように、受電回路１０’、整流平滑回路１１、充電回路１２、バッテリ１３、メモリ２１、および、通信制御部２２’を含んで構成される。受電装置Ｂ２は、第１実施形態の受電装置Ｂ１と比べ、受信アンテナ２０および送信アンテナ２３を省いた構成となっている。
受電回路１０’は、受電回路１０と同様に、送電装置Ａ１から送電される高周波交流電力を受電する。そして、受電回路１０’は、受電した高周波交流電力を伝送線に伝搬させる。さらに、受電回路１０’は、後述する拡散変調部２２ｅ’から入力されるスペクトル拡散信号を電磁波にして、送信する。
通信制御部２２’は、メモリ２１に記憶される車両情報を一次変調した後に、基準ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して、スペクトル拡散信号を発生させるものである。通信制御部２２’は、その機能要素として、充電情報記憶処理部２２ａ、受信強度判定部２２ｂ’、車両情報取得部２２ｃ、拡散符号発生部２２ｄ、および、拡散変調部２２ｅ’を含んで、構成されている。
受信強度判定部２２ｂ’は、受電回路１０'が受電した電力を整流平滑回路１１に伝送するための伝送線に接続されており、伝送線を伝搬する高周波交流電力を検出し、検出した高周波交流電力の電力レベルを測定する。そして、受信強度判定部２２ｂ’は、測定した電力レベルが閾値以上であるか否かを判定する。この閾値は、後述する高周波電源３０’の起動用電力に基づき設定される。
拡散変調部２２ｅ’は、受信強度判定部２２ｂ’により電力レベルが閾値以上であると、判定されると、車両情報取得部２２ｃから入力される車両情報を所定周波数の搬送波信号で一次変調し、車両情報信号を生成する。そして、拡散変調部２２ｅ’は、車両情報信号を拡散符号発生部２２ｄが発生させた基準ＰＮ符号でスペクトル拡散する。スペクトル拡散された車両情報信号は、スペクトル拡散信号として、伝送線を介して、受電回路１０’に出力され、受電回路１０’から電磁波となり送信される。
送電装置Ａ２は、図１２に示すように、高周波電源３０’、送電制御部３１’、送電回路３２’、受信アンテナ４３ａ、４３ｂ、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂ、および、通信制御部４５を含んで構成される。第１実施形態の送電装置Ａ１と比べ、発振回路４０および送信アンテナ４２を省いた構成となっている。
高周波電源３０’は、商用電源から入力される商用電力を全波整流し、直流電力に変換した後に、所定周波（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の高周波交流電力に変換し、高周波交流電力を出力するものである。この商用電力から高周波交流電力への変換は、第１実施形態と同じため、その説明を省略する。また、高周波電源３０’は、送電制御部３１’による制御により、電力レベルが低い高周波交流電力（起動用電力）と、電力レベルが高い高周波交流電力（充電用電力）と、を発生させる。この高周波交流電力の調整は、例えば、第１実施形態で説明したＤＣ／ＤＣコンバータを制御することで、出力される電力レベルを低くしたり高くしたりすることができる。
送電制御部３１’は、高周波電源３０’のパワーアンプに高周波信号を入力し、高周波電源３０’の制御を行う。また、送電制御部３１’は、通信制御部４５’から入力される指示に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、高周波電源３０’から出力される高周波交流電力の電力レベルを調整する。具体的には、送電制御部３１’は、常時、起動用電力を発生させるように高周波電源３０’を制御し、通信制御部４５’から充電開始指示が入力されたときは、充電用電力を発生させるように高周波電源３０’を制御する。
通信制御部４５’は、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれを検出する。そして、検出した位置ずれ情報に基づき、送電制御部３１’に対して、充電用電力を発生させるように、充電開始指示を出す。また、通信制御部４５’は、逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂから入力される車両情報信号（車両情報）に基づき、充電用電力を調整するように送電制御部３１’に指示を出す。
以上で説明したように、本発明の第２実施形態に係る充電システムによれば、送電装置Ａ２と受電装置Ｂ２との間の無線通信を行う構成が、送電装置Ａ１および受電装置Ｂ１と異なるが、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれ検出制御の処理フローは、同じである。よって、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌとの位置ずれを検出するための無線通信において、一部、送電回路３２’と受電回路１０’とを用いて、通信するようにしたので、第１実施形態と同様に確実に位置ずれ検出が可能であるとともに、充電システム全体の構成を簡略化することが可能となる。
上記第２実施形態では、受電装置Ｂ２において、受信アンテナ２０および送信アンテナ２３の両方の機能を受電回路１０’に持たせる場合について、説明したが、どちらか一方の機能のみを受電回路１０’に持たせるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、受電装置Ｂ１、Ｂ２がスペクトル拡散信号を送信し、そのスペクトル拡散信号を送電装置Ａ１、Ａ２が受信することで、そのスペクトル拡散信号に基づき、位置ずれを検出する例を説明したが、これに限られない。例えば、送電装置がスペクトル拡散信号を送信し、送信したスペクトル拡散信号が受電装置に設けた反射体より反射され、反射されたスペクトル拡散信号を送電装置が受信することで、位置ずれ検出を行うようにすることも可能である。この場合を第３実施形態として、図を用いて説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態に係る充電システムと、同一または類似の要素は、同一の符号番号を付して、その説明を省略する。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る充電システムの全体構成の一例を示す図である。第３実施形態に係る充電システムは、駐車場や充電ステーションなどの地面に埋設された送電装置Ａ３と、電気自動車の底面に搭載された受電装置Ｂ３と、により構成されている。送電装置Ａ３は、高周波交流電力を発生させ、発生させた高周波交流電力を、磁気結合された一対のＬＣ共振回路（送電回路３２、受電回路１０）を介して、非接触により受電装置Ｂ３に送電する。そして、受電装置Ｂ３は、受電した高周波交流電力をバッテリ１３に適した電気特性に変換し、バッテリ１３に供給する（バッテリ１３を充電する）。
第１実施形態および第２実施形態と異なり、受電装置Ｂ３（電気自動車の底面）には反射体５０が設けられている。この反射体５０は、所定の電磁波を到来方向以外にも散乱して反射させることができる。好ましくは、散乱方向を全方向に散乱させるのではなく、到来方向に集中するように散乱する反射体５０を用いると、他の送電装置Ａ３への干渉等を防ぐことができる。送電装置Ａ３は、スペクトル拡散信号を生成し、それを送信すると、送電装置Ａ３から送信されたスペクトル拡散信号は、反射体５０により反射される。送電装置Ａ３は、その反射されたスペクトル拡散信号を受信し、受信したスペクトル拡散信号に含まれる受信ＰＮ符号に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌの相対位置（位置ずれ）を検出する。なお、図１３において、反射体５０と受電コイル１０Ｌは、離れた位置に配置しているが、実際には、反射体５０は、受電コイル１０Ｌの中央に設けられている。
拡散符号発生部５１は、所定のＰＮ符号を発生させるものである。拡散符号発生部５１は、発生させたＰＮ符号を基準ＰＮ符号として、拡散変調部５２に出力する。拡散変調部５２は、図示しない発振回路の発振により、所定周波数の搬送波信号を生成し、この搬送波信号を、拡散符号発生部５１から入力される基準ＰＮ符号でスペクトル拡散するものである。拡散変調部５２は、スペクトル拡散した搬送波信号をスペクトル拡散信号として、送信アンテナ５３に出力する。そして、送信アンテナ５３は、スペクトル拡散信号を電磁波として、送信する。送信アンテナ５３から送信されたスペクトル拡散信号は、反射体５０により反射され、送電装置Ａ３に戻ってくる。
受信アンテナ５４ａ、５４ｂは、反射体５０により反射されたスペクトル拡散信号を受信するものである。受信アンテナ５４ａ、５４ｂは、図６（ａ）と同様に、送電コイル３２Ｌの外側に、送電コイル３２Ｌの中心位置に対称的に配置される。なお、受信アンテナ５４ａ、５４ｂも、第１実施形態と同様に、複数組設けておいてもよい。受信アンテナ５４ａ、５４ｂは、受信したスペクトル拡散信号をそれぞれ符号同期回路５５ａ、５５ｂに出力する。
符号同期回路５５ａ、５５ｂは、受信アンテナ５４ａ、５４ｂが受信したスペクトル拡散信号に含まれる受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号を発生させるものである。符号同期回路５５ａ、５５ｂは、上記第１実施形態で説明した逆拡散復調回路４４ａ、４４ｂに含まれる符号同期回路によって構成される。よって、この符号同期回路５５ａ、５５ｂの動作により、受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２が発生される。そして、符号同期回路５５ａ、５５ｂは、発生させた再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２を位相差算出部４５ａに出力する。
以降、第１実施形態と同様に処理され、位相差算出部４５ａにより、２つの再生ＰＮ符号の位相差θが算出される。そして、位相差算出部４５ａにより算出された位相差θは、距離算出部４５ｂに出力される。距離算出部４５ｂは、入力される位相差θに基づき、反射体５０から受信アンテナ５４ａまでの距離と反射体５０から受信アンテナ５４ｂまでの距離との差分距離を算出する。そして、その差分距離から、図８に示す関係に基づき、送電コイル３２Ｌと受電コイル１０Ｌの位置ずれ距離を算出する。距離算出部４５ｂは、算出した位置ずれ距離を位置ずれ情報として、位置ずれ情報処理部４５ｃに出力し、位置ずれ情報処理部４５ｃは、入力される位置ずれ情報に基づき、各種制御を実行する。
以上で説明したように、本発明の第３実施形態に係る充電システムによれば、受電装置Ｂ３側に反射体５０を設けておき、送電装置Ａ３から送信されるスペクトル拡散信号がその反射体５０に反射される。そして、受信アンテナ５４ａ、５４ｂが反射体５０により反射されたスペクトル拡散信号を受信し、符号同期回路５５ａ、５５ｂがその反射されたスペクトル拡散信号に含まれる受信ＰＮ符号と同期がとれた再生ＰＮ符号を発生させる。そして通信制御部４５は、符号同期回路５５ａ、５５ｂにより発生された再生ＰＮ符号ＰＮ１、ＰＮ２の位相差に基づき、位置ずれを検出するようにした。これにより、送電装置Ａ３から送信されるスペクトル拡散信号の受信強度に依存せず、確実に位置ずれを検出することができる。また、受電装置Ｂ３に設けた反射体５０により反射されたスペクトル拡散信号に基づき、位置ずれを検出するため、送電装置Ａ３と受電装置Ｂ３との無線通信を行うことなく、実現することができる。
上記第３実施形態において、送信アンテナ５３と送電回路３２を別々の構成として説明したが、第２実施形態と同様に、送信アンテナ５３の機能を送電回路３２に持たせるようにしてもよい。
上記第１実施形態ないし第３実施形態において、位相差算出部４５ａは、入力される２つの再生ＰＮ符号ＰＮ１と再生ＰＮ符号ＰＮ２との相関をとることで、位相差を算出する例を説明したが、これに限られない。例えば、送電装置が基準ＰＮ符号ＰＮ０の位相がわかっていれば、基準ＰＮ符号ＰＮ０と再生ＰＮ符号ＰＮ１との位相差、および、基準ＰＮ符号ＰＮ０と再生ＰＮ符号ＰＮ２との位相差を算出し、この２つの位相差の差分をとることで、再生ＰＮ符号１と再生ＰＮ符号ＰＮ２との位相差を算出することも可能である。
例えば、第１実施形態および第２実施形態において、受電装置Ｂ１、Ｂ２に拡散符号発生部２２ｄを設けるのでなく、送電装置Ａ１、Ａ２に拡散符号発生部２２ｄを設けておき、受電装置Ｂ１、Ｂ２が近付いたことを検出するために送信する起動信号あるいは起動用電力の換わりに、発生させた基準ＰＮ符号ＰＮ０を送信するようにする。そして、それを受信した受電装置Ｂ１、Ｂ２は、受信した基準ＰＮ符号で、車両情報（車両情報信号）をスペクトル拡散し、送電装置Ａ１、Ａ２に送信することで、実現される。また、第３実施形態においては、送電装置Ａ３内部（拡散符号発生部５１）で基準ＰＮ符号を発生させているため、その基準ＰＮ符号を位相差算出部４５ａに出力することで、実現される。
上記第１実施形態ないし第３実施形態において、受電装置が上記起動信号あるいは起動用電力の受信強度を計測し、その受信強度が閾値以上となったときに、送電装置に近づいたと判定する例を説明したが、これに限られない。例えば、赤外線センサやカメラ画像などに基づき、判定するようにしてもよい。
上記第１実施形態ないし第３実施形態において、電気自動車に搭載する二次電池を充電する充電システムを例に説明したが、これに限られない。例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータなどに搭載された二次電池を充電するものであってもよい。また、二次電池を充電するものに限られず、直接電力を所定の負荷に供給する非接触給電システムであってもよい。例えば、マウス内部の回路に電力を供給するワイヤレスマウスであってもよい。
本発明に係る非接触給電システムは、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲を逸脱しなければ、各部の具体的な構成は、種々に設計変更することができる。
Ａ１、Ａ２、Ａ３ 送電装置
３０、３０’ 高周波電源
３１、３１’ 送電制御部
３２、３２’ 送電回路
３２Ｃ キャパシタ
３２Ｌ 送電コイル
４０ 発振回路
４２、５３ 送信アンテナ
４３ａ、４３ｂ、４３ａ’、４３ｂ’、５４ａ、５４ｂ 受信アンテナ
４４ａ、４４ｂ 逆拡散復調回路
５５ａ、５５ｂ 符号同期回路
４５、４５’ 通信制御部
４５ａ 位相差算出部
４５ｂ 距離算出部
４５ｃ 位置ずれ情報処理部
４５ｄ 車両情報復調部
４５ｅ 車両情報処理部
５１ 拡散符号発生部
５２ 拡散変調部
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 受電装置
１０、１０’ 受電回路
１０Ｃ キャパシタ
１０Ｌ 受電コイル
１１ 整流平滑回路
１２ 充電回路
１３ バッテリ
２１ メモリ
２２、２２’ 通信制御部
２２ａ 充電情報記憶処理部
２２ｂ、２２ｂ’ 受信強度判定部
２２ｃ 車両情報取得部
２２ｄ 拡散符号発生部
２２ｅ、２２ｅ’ 拡散変調部
５０ 反射体

Claims (17)

  1. 送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、
    前記受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、
    前記送電装置は、
    互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、
    前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、
    前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    を備えており、
    前記送電装置は、
    前記基準ＰＮ符号の位相を検出する基準ＰＮ符号検出手段を、さらに備え、
    前記位相差算出手段は、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第１ＰＮ符号の位相との第１位相差、および、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第２ＰＮ符号の位相との第２位相差をそれぞれ算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との差分をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する、
    ことを特徴とする非接触給電システム。
  2. 送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、
    前記受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、
    前記送電装置は、
    互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、
    前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、
    前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    を備えており、
    前記送電装置は、
    前記基準ＰＮ符号を発生させる基準ＰＮ符号発生手段と、
    前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を送信する基準ＰＮ符号送信手段と、をさらに備え、
    前記受電装置は、
    前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を受信する基準ＰＮ符号受信手段を、さらに備え、
    前記拡散信号送信手段は、前記基準ＰＮ符号受信手段が受信した基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行う、
    ことを特徴とする非接触給電システム。
  3. 送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルを有する受電装置と、により構成される非接触給電システムであって、
    前記受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段を、備え、
    前記送電装置は、
    互いに異なる位置に配置され、前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、
    前記ＰＮ符号再生手段が発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する位相差算出手段と、
    前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    を備えており、
    前記拡散信号送信手段は、前記受電コイルを介して、前記スペクトル拡散信号を送信する、
    ことを特徴とする非接触給電システム。
  4. 前記位相差算出手段は、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との相関をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する、
    請求項２または請求項３に記載の非接触給電システム。
  5. 前記受電装置は、
    前記基準ＰＮ符号を発生させる基準ＰＮ符号発生手段を、さらに備え、
    前記拡散信号送信手段は、前記基準ＰＮ符号発生手段が発生させた基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行う、
    請求項１または請求項３に記載の非接触給電システム。
  6. 前記位置ずれ検出手段は、前記送電コイルが前記第１拡散信号受信手段の配置位置と前記第２拡散信号受信手段の配置位置とのどちら側にずれているかを検出する、
    請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
  7. 前記送電装置は、
    前記位相差算出手段が算出した位相差から、前記拡散信号送信手段から前記第１拡散信号受信手段までの距離と前記拡散信号送信手段から前記第２拡散信号受信手段までの距離との差分距離を算出する差分距離算出手段と、
    前記差分距離と、前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段との離間距離と、に基づき、位置ずれ距離を算出する位置ずれ距離算出手段と、をさらに備える、
    請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
  8. 前記受電装置は、
    前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出する近接検出手段と、
    前記近接検出手段により、前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出したときに、前記拡散信号送信手段を制御する制御手段と、をさらに備える、
    請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
  9. 前記送電装置は、
    所定周波数の起動信号を電磁波にして送信する起動信号送信手段を、さらに備え、
    前記受電装置は、
    前記起動信号を受信する起動信号受信手段を、さらに備え、
    前記近接検出手段は、前記起動信号受信手段が受信した起動信号の信号強度が閾値以上となったときに、前記受電コイルが前記送電コイルに接近したことを検出する、
    請求項８に記載の非接触給電システム。
  10. 前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段は、前記送電コイルの中心位置に対して対称的な位置に配置されている、
    請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
  11. 前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段との組を、２組備え、
    第１の組と第２の組とは、各組を構成する前記第１拡散信号受信手段と前記第２拡散信号受信手段とを結ぶ線分が互いに直交するように配置されている、
    請求項１０に記載の非接触給電システム。
  12. 前記情報信号は、前記受電装置が設けられた車両に関する車両情報である、
    請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の非接触給電システム。
  13. 受電装置が備える受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルを備えた送電装置であって、
    前記受電装置には、所定周波数の電磁波を散乱反射させる反射体が備えられており、
    前記送電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で所定の信号をスペクトル拡散し、スペクトル拡散信号を送信する拡散信号送信手段と、
    互いに異なる位置に配置され、前記反射体により反射した前記スペクトル拡散信号を受信するための第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させるＰＮ符号再生手段と、
    前記第１ＰＮ符号と第２ＰＮ符号とに基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    を備える送電装置。
  14. 送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、
    前記受電コイルを有する受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、
    前記送電コイルを有する送電装置は、
    互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、
    前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、
    前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、
    を有しており、
    前記送電装置は、
    前記基準ＰＮ符号の位相を検出する第６工程を、さらに有し、
    前記第４工程において、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第１ＰＮ符号の位相との第１位相差、および、前記基準ＰＮ符号の位相と前記第２ＰＮ符号の位相との第２位相差をそれぞれ算出し、前記第１位相差と前記第２位相差との差分をとることで、前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する、
    ことを特徴とする位置ずれ検出方法。
  15. 送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、
    前記受電コイルを有する受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、
    前記送電コイルを有する送電装置は、
    互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、
    前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、
    前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、
    を有しており、
    前記送電装置は、
    前記基準ＰＮ符号を発生させる第６工程と、
    前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を送信する第７工程と、をさらに有し、
    前記受電装置は、
    前記基準ＰＮ符号に基づく電磁波を受信する第８工程を、さらに有し、
    前記第１工程において、前記第８工程によって受信した基準ＰＮ符号でスペクトル拡散を行う、
    ことを特徴とする位置ずれ検出方法。
  16. 送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、
    前記受電コイルを有する受電装置は、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で情報信号をスペクトル拡散したスペクトル拡散信号を送信する第１工程を、有し、
    前記送電コイルを有する送電装置は、
    互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、
    前記第３工程によって発生させた前記第１ＰＮ符号と前記第２ＰＮ符号との位相差を算出する第４工程と、
    前記第４工程によって算出した前記位相差に基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第５工程と、
    を有しており、
    前記第１工程において、前記受電コイルを介して、前記スペクトル拡散信号を送信する、
    ことを特徴とする位置ずれ検出方法。
  17. 送電コイルと、前記送電コイルから非接触で送電された電力を受電する受電コイルと、の位置ずれを検出する位置ずれ検出方法であって、
    基準となるＰＮ符号である基準ＰＮ符号で所定の信号をスペクトル拡散し、スペクトル拡散信号を送信する第１工程と、
    互いに異なる位置に配置された第１拡散信号受信手段および第２拡散信号受信手段により、前記第１工程により送信され、前記受電コイル側に設けられた反射体に反射して戻ってきた前記スペクトル拡散信号を受信する第２工程と、
    前記第１拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第１ＰＮ符号を発生させ、さらに、前記第２拡散信号受信手段が受信した前記スペクトル拡散信号に基づいて第２ＰＮ符号を発生させる第３工程と、
    前記第１ＰＮ符号と第２ＰＮ符号とに基づき、前記送電コイルと前記受電コイルの位置ずれを検出する第４工程と、
    を有する位置ずれ検出方法。
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