JP6778037B2 - Power transmission equipment, power reception equipment and their control methods, programs - Google Patents
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Description
本発明は、送電装置、受電装置及びそれらの制御方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a power transmission device, a power receiving device, a control method thereof, and a program.
非接触（無線）で電力の伝送をするシステムにおいて、送電装置と受電装置との間の相互の位置合わせのために、永久磁石による磁力により、位置合わせを行う技術が知られている。例えば、特許文献１では送電装置の送電アンテナと受電装置の受電アンテナの位置合わせに永久磁石を用いることが記載されている。また、特許文献２では、車載用の送電装置に加速度センサを設け、急発進、急停車等、振動が激しい使用状態での位置ずれを防ぐため、加速度センサにより検出された加速度に応じた電流値により電磁石の動作を制御することが記載されている。
In a system that transmits electric power in a non-contact (wireless) manner, there is known a technique of aligning by magnetic force of a permanent magnet for mutual alignment between a power transmitting device and a power receiving device. For example, Patent Document 1 describes that a permanent magnet is used for aligning a power transmitting antenna of a power transmitting device and a power receiving antenna of a power receiving device. Further, in
しかしながら、従来の構成では、電力の送電中に作用し続ける永久磁石や電磁石からの磁場が送電回路と受電回路に影響を及ぼし、送電装置から受電装置への電力伝送の効率が低下するという問題があった。 However, in the conventional configuration, there is a problem that the permanent magnets and the magnetic fields from the electromagnets that continue to act during the transmission of electric power affect the power transmission circuit and the power receiving circuit, and the efficiency of power transmission from the power transmission device to the power receiving device is lowered. there were.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、送電装置および受電装置の位置合わせに電磁石を用いられる場合における電力伝送の効率低下を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to prevent a decrease in power transmission efficiency when an electromagnet is used for alignment of a power transmission device and a power receiving device.
本発明の一態様による送電装置は、磁性体を有する受電装置に無線で電力を送電する送電装置であって、前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、前記受電装置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された受電装置への電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記受電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
送電した電力値と前記受電装置により受電された電力値とに基づいて取得した前記送電の効率を示す伝送効率値が、基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
取得した伝送効率値が前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御することを特徴とする。
The power transmission device according to one aspect of the present invention is a power transmission device that wirelessly transmits power to a power receiving device having a magnetic material, and is an electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material and a detection means for detecting the power receiving device. And, the magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the period of transmitting power to the power receiving device detected by the detecting means is the period from the detection of the power receiving device by the detecting means to the start of the transmission. the maximum to be lower than the magnetic force generated from the electromagnet, and a control means for controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet in,
The control means
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. To increase the current applied to the electromagnet,
It is characterized in that a warning is given based on the acquired transmission efficiency value being smaller than the reference value and the magnetic force strength of the electromagnet being the set maximum magnetic force .
本発明の他の態様による受電装置は、磁性体を有する送電装置から送電される電力を無線で受電する受電装置であって、前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、前記送電装置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された送電装置からの電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記送電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
送電した電力値と、前記受電装置で受電された電力値とに基づいて取得された前記送電の効率を示す伝送効率値が基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
前記取得した伝送効率値が、前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が、設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御することを特徴とする。
The power receiving device according to another aspect of the present invention is a power receiving device that wirelessly receives power transmitted from a power transmitting device having a magnetic material, and includes an electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material and the power transmitting device. a detecting means for detecting that the magnetic force generated from the electromagnet at least part of the period of the transmission period of power from detected power transmission apparatus by the detection means, the transmission from the detection of the power transmitting device by the detection means maximum to be lower than the magnetic force generated from the electromagnet in a period until the start of electrodeposition, and a control means for controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet,
The control means
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. Control to increase the current applied to the electromagnet so as to
It is characterized in that the acquired transmission efficiency value is smaller than the reference value, and the magnetic force strength of the electromagnet is controlled to give a warning based on the set maximum magnetic force .
本発明によれば、送電装置および受電装置の位置合わせに電磁石が用いられる場合における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in power transmission efficiency when an electromagnet is used for positioning a power transmission device and a power reception device.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the scope of claims and is not limited by the following individual embodiments. Absent.
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、送電装置に電磁石コイルを設け、受電装置に磁性体を設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。図１は、第１実施形態のシステム（無線給電システム）の構成例を示す図である。図１において、無線給電システムは、送電装置１０１および受電装置１０２を有し、送電装置１０１および受電装置１０２の間で、非接触（無線）により電力の給電（充電）を行う。受電装置１０２は、バッテリーを有しており、バッテリーに充電された電力により動作可能に構成されている。図１に示すシステム（無線給電システム）の構成例において、送電装置１０１は、送電アンテナ２０３および電磁石コイル２０６を有する。また、受電装置１０２は、受電アンテナ３０２および磁性体３０９を有する。送電装置１０１の電磁石コイル２０６は、電流が印加されると、受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける磁力を発生可能である。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a configuration will be described in which an electromagnet coil is provided in the power transmission device, a magnetic material is provided in the power receiving device, and the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmission device and the power receiving device. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the system (wireless power supply system) of the first embodiment. In FIG. 1, the wireless power supply system has a
（送電装置１０１のハードウエア構成）
図２は、第１実施形態の送電装置１０１のハードウエア構成の一例を示す図である。図２に示す送電装置１０１において、送電部２０２は電力を送信するための変調信号（交流信号）を生成する。２０３は電力の送電を行なう送電アンテナであり、送電アンテナ２０３は、送電部２０２により生成された変調信号（交流信号）を受電装置１０２へ送信する。無線通信部２０４は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標）LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。２０５は無線通信を行なうためのアンテナであり、２０６は電磁石コイルである。可変電流レギュレータ２０７は電磁石コイル２０６に電流を流して磁力を発生させる。制御部２０８は送電装置１０１の全体を制御する。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、電磁石コイル２０６に対する電流を制御する電流制御部として機能する。２０９は各種操作を行なう操作部であり、２１０は各種表示を行なう表示部である。
(Hardware configuration of power transmission device 101)
FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
（受電装置１０２のハードウエア構成）
図３は、第１実施形態の受電装置１０２のハードウエア構成の一例を示す図である。図３に示す受電装置１０２において、３０２は受電を行なう受電アンテナであり、受電アンテナ３０２は、送電装置１０１の送電アンテナ２０３から送信された変調信号（交流信号）を受信する。受電部３０３は受電アンテナ３０２で受信した変調信号（交流信号）の受信処理を行う。整流回路３０４は受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）を整流して直流電圧に変換する。また、３０５はバッテリー（電池）であり、充電制御部３０６は整流回路３０４から入力した直流電圧に基づいてバッテリー３０５の充電制御を行なう。充電制御部３０６は、整流回路３０４が生成した直流電圧を安定化してバッテリー３０５へ供給する。
(Hardware configuration of power receiving device 102)
FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
バッテリー３０５は、充電制御部３０６により安定化された直流電圧を受けて、電力を蓄積する。また、バッテリー３０５は、蓄積した電力を受電装置１０２の各部に供給することが可能である。無線通信部３０７は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。３０８は無線通信を行なうためのアンテナであり、３０９は磁石から磁力を受けると磁石に吸着する磁性体である。制御部３１０は受電装置１０２の全体を制御する。３１１は各種操作を行なう操作部であり、３１２は各種表示を行なう表示部である。
The
（電力の給電（充電）動作の処理フロー）
次に、図４および図５を用いて、送電装置１０１と受電装置１０２との間の非接触（無線）による電力の給電（充電）動作を説明する。図４は、送電装置１０１および受電装置１０２の動作例を説明するためのフローチャートであり、図５は、送電装置１０１および受電装置１０２の動作例を説明するためのシーケンスチャートであり、図４のフローチャートのステップに対応するステップ番号を図５の中に示している。送電装置１０１に受電装置１０２が載置され、送電装置１０１からの送電により充電が開始された状態から説明する。
(Processing flow of power supply (charging) operation)
Next, a non-contact (wireless) power feeding (charging) operation between the
ステップＳ４０１において、受電装置１０２が送電装置１０１に載置されると、送電装置１０１は受電装置１０２を検出（発見）する。そして、当該検出（発見）に応じて送電装置１０１の送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、送電装置１０１は可変電流レギュレータ２０７から所定の電流を電磁石コイル２０６に流して、磁力を発生させる（電磁石ＯＮ）。ここで、送電装置１０１の制御部２０８は、送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、変調信号（交流信号）の送電電力値を記憶する。また、送電部２０２による送電の際に、制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。制御部２０８は、例えば、電流により発生する磁力強度を、電流値に基づく演算処理により取得してもよい。また、制御部２０８は、予め電流値と発生する磁力強度の関係を格納したテーブルを備えるように構成することが可能である。制御部２０８は、テーブルを参照することにより、電流値と磁力強度との関係を取得することが可能である。尚、テーブルの格納場所は、制御部２０８内に限定されず、送電装置１０１の内部構成として記憶部を設けてもよい。記憶部が、電流値と発生する磁力強度との関係を予め格納したテーブルを記憶しておき、制御部２０８が記憶部のテーブルを参照して、電流値と磁力強度との関係を取得するようにしてもよい。例えば、制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流の値を取得し、テーブルを参照することにより、発生する磁力強度の値（電流の値に対応する磁力強度の値）を取得することが可能である。
In step S401, when the
ステップＳ４０２において、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は電磁石コイル２０６に印加する電流を一定時間の間、制御する。すなわち、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加して、所定時間の間（一定時間の間）、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける。そして、所定時間経過後、ステップＳ４０３において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は磁力の発生を停止するように電磁石コイル２０６に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ２０７は、先のステップＳ４０２で、電磁石コイル２０６に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。詳細は後述するが、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させたあと、Ｓ４０７において受電装置１０２への送電が開始される。すなわち、制御部２０８は、受電装置１０２からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において電磁石から発生する磁力が、受電装置１０２の発見から送電期間の開始までの期間に電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるよう制御する。より具体的には、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、送電期間のうち少なくとも一部の期間（一定時間）の経過後に電磁石コイル２０６に印加する電流をゼロにするように制御する。ただし、電磁石コイル２０６に印加する電流を完全にゼロにしなくても良い。
In step S402, the
以上のステップＳ４０１からＳ４０３により、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせが行われる。ここで、送電装置１０１の送電アンテナ２０３および受電装置１０２の受電アンテナ３０２の位置は、送電装置１０１の電磁石コイル２０６と受電装置１０２の磁性体３０９の位置合わせが行われると、送電アンテナ２０３と受電アンテナ３０２間で所定の伝送効率（例えば、最大の効率）が得られる位置に配置されているものとする。
By the above steps S401 to S403, the position of the
次に、ステップＳ４０４において、送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電装置１０２に対して、受電電力値の要求信号を送信する。受電電力値の要求信号の受信に基づいて、受電装置１０２の無線通信部３０７は、受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置１０１に送信する。送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電電力値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部２０４は、受電電力値を受信しない場合（Ｓ４０４−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ４０４の判定で、無線通信部２０４が受電電力値を受信した場合（Ｓ４０４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０５に進められる。
Next, in step S404, the
送電装置１０１の無線通信部２０４が、受電装置１０２の無線通信部３０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ４０５において、送電装置１０１の制御部２０８は、無線通信部２０４が受信した受電電力値を取得する。制御部２０８は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて、送電の効率を示す伝送効率値（＝受電電力値／送電電力値）を算出する。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御する。
When the
ステップＳ４０６において、制御部２０８は、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）以上であるか否かを判定する。算出した伝送効率値が所定の効率値以上である場合（Ｓ４０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０７に進められ、充電を開始（または継続）する（Ｓ４０７）。そして、ステップＳ４０８において、送電装置１０１の制御部２０８は、設定された所定のタイミングで定期的に伝送効率値を確認する。制御部２０８は、設定されたタイミングで定期的に伝送効率を取得し、取得した伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御する。
In step S406, the
制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は、設定されたタイミングで定期的に伝送効率を取得し、取得した伝送効率値に基づいて電磁石コイル２０６に印加する電流を制御することが可能である。設定された所定のタイミングで伝送効率を確認する場合（Ｓ４０８−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０１に戻され、再度、ステップＳ４０１以降の処理が実行される。すなわち、送電装置１０１の可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に流して、所定時間の間だけ磁力を発生させ、受電装置１０２の磁性体３０９を引きつけて、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせを行う。そして、送電装置１０１は、無線通信部２０４を介して、受電装置１０２に受電電力値の要求信号を送信して、受電装置１０２から受電電力値を受信する。そして、送電装置１０１の制御部２０８は、送電の際に記憶した送電電力値と受電装置１０２から受信した受電電力値とにより、伝送効率値を算出し、伝送効率値が所定の値以上であるか確認する。
The
ステップＳ４０８の判定で、伝送効率を確認しない場合（Ｓ４０８−Ｎｏ）、処理はステップＳ４０９に進められる。ステップＳ４０９において、受電装置１０２の充電制御部３０６は、充電を終了するか否かを判定する。バッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になった場合は充電終了と判定し（Ｓ４０９−Ｙｅｓ）、処理を終了する。受電装置１０２のバッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になったら、受電装置１０２の充電制御部３０６は送電停止の要求信号を生成し、無線通信部３０７を介し、送電装置１０１に送信する。
If the transmission efficiency is not confirmed in the determination in step S408 (S408-No), the process proceeds to step S409. In step S409, the
送電装置１０１の制御部２０８は、受電装置１０２から送電停止の要求信号を受信すると、送電部２０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）を停止すように送電部２０２の動作を制御する。制御部２０８による送電部２０２の制御により、送電装置１０１の送電部２０２は送電を停止して、充電を終了する。一方、ステップＳ４０９の判定で、充電制御部３０６は、バッテリー３０５がフル充電（満充電）の状態になっていない場合、充電を継続すると判定し（Ｓ４０９−Ｎｏ）、処理をステップＳ４０７に戻し、充電制御部３０６は、バッテリー３０５の充電を継続するように充電制御を行う。
When the
ステップＳ４０６の判定で、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）より小さい値である場合（Ｓ４０６−Ｎｏ）、処理はステップＳ４１０に進められる。制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は磁力の強度を増加するように電流を制御する。すなわち、制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７は電磁石に印加する電流を増加させるように制御する。具体的には、ステップＳ４１０において、制御部２０８は、送電の際（Ｓ４０１）に取得して記憶した磁力強度の値と、例えば、テーブルに記憶されている磁力強度の最大値とを比較して、ステップＳ４０１で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値であるか否かを判定する。ステップＳ４０１で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値でない場合（Ｓ４１０−Ｎｏ）、処理はステップＳ４１１に進められる。
If the calculated transmission efficiency value is smaller than the predetermined efficiency value (reference transmission efficiency value) in the determination in step S406 (S406-No), the process proceeds to step S410. The
ステップＳ４１１において、制御部２０８は、可変電流レギュレータ２０７から電磁石コイル２０６に印加する電流値を増加させるように可変電流レギュレータ２０７を制御する。電磁石コイル２０６に印加する電流値の増加により、電磁石コイル２０６から発生する磁力強度は増加する（磁力強度ＵＰ）。
In step S411, the
ステップＳ４１２において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける（電磁石ＯＮ）。本ステップでは、ステップＳ４０１における処理よりも、より強い磁力強度で、所定時間の間だけ電磁石を動作させて（Ｓ４１３）、磁力により受電装置１０２の磁性体３０９を引きつける。制御部２０８は、電磁石コイル２０６に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。
In step S412, under the control of the
そして、所定時間経過後、ステップＳ４１４において、制御部２０８の制御の下、可変電流レギュレータ２０７は磁力の発生を停止するように電磁石コイル２０６に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ２０７は、ステップＳ４１２で、電磁石コイル２０６に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル２０６からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。以上のステップＳ４１２からＳ４１４により、送電装置１０１の送電アンテナ２０３と受電装置１０２の受電アンテナ３０２との位置合わせが行われる。
Then, after a lapse of a predetermined time, in step S414, under the control of the
そして、位置合わせが行われた後、処理はステップＳ４０４に戻され、ステップＳ４０４以降において、先に説明した処理と同様の処理が実行される。送電装置１０１の無線通信部２０４は、受電装置１０２に対して、受電電力値の要求信号を送信する。受電電力値の要求信号の受信に基づいて、受電装置１０２の無線通信部３０７は、受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置１０１に送信する。送電装置１０１の無線通信部２０４が、受電装置１０２の無線通信部３０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ４０５において、制御部２０８は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出する。
Then, after the alignment is performed, the process is returned to step S404, and in step S404 and thereafter, the same process as the process described above is executed. The
ステップＳ４０６において、制御部２０８は、算出した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する。そして、伝送効率値が所定の効率値以上でない場合、磁力が最大値になるまで（Ｓ４１０）、同様の処理を実行する。
In step S406, the
一方、ステップＳ４１０の判定で、発生させた磁力強度が磁力強度の最大値である場合（Ｓ４１０−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４１５に進められる。そして、ステップＳ４１５において、制御部２０８は、伝送効率値が所定の伝送効率値（基準となる伝送効率値）より小さく（Ｓ４０６−Ｎｏ）、かつ、電磁石コイル２０６の磁力強度が、設定された最大磁力である場合（Ｓ４１０−Ｙｅｓ）、電磁石コイル２０６の最大磁力による送電アンテナと受電アンテナの位置合わせでは、所定の伝送効率値（基準となる効率値）が得られないと判定する。制御部２０８は警告表示を行うように表示部２１０の表示を制御して、処理は終了する。
On the other hand, in the determination of step S410, when the generated magnetic force strength is the maximum value of the magnetic force strength (S410-Yes), the process proceeds to step S415. Then, in step S415, the
本実施形態の構成によれば、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御することにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the configuration of the present embodiment, in the alignment of the power transmission device and the power reception device, the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power reception circuit is reduced by controlling the electromagnet to operate when necessary, and charging is performed. It becomes possible to prevent a decrease in the efficiency of power transmission in the above. Further, since no magnetic force is generated after charging is completed, the power receiving device mounted on the power transmission device can be easily removed.
（第２実施形態）
第２実施形態では、送電装置に磁性体を設け、受電装置に電磁石コイルを設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。図６は、第２実施形態のシステム（無線給電システム）の構成例を示す図である。図６において、無線給電システムは、送電装置６０１および受電装置６０２を有し、送電装置６０１および受電装置６０２の間で、非接触（無線）により電力の給電（充電）を行う。受電装置６０２は、バッテリーを有しており、バッテリーに充電された電力により動作可能に構成されている。図６に示すシステム（無線給電システム）の構成例において、送電装置６０１は、送電アンテナ７０３および磁性体７０６を有する。また、受電装置６０２は、受電アンテナ８０２および電磁石コイル８０９を有する。受電装置６０２の電磁石コイル８０９は、電流が印加されると、送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける磁力を発生可能である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a configuration will be described in which a magnetic material is provided in the power transmission device, an electromagnet coil is provided in the power receiving device, and the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmission device and the power receiving device. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the system (wireless power supply system) of the second embodiment. In FIG. 6, the wireless power feeding system has a
（送電装置６０１のハードウエア構成）
図７は、第２実施形態の送電装置６０１のハードウエア構成の一例を示す図である。図７に示す送電装置６０１において、送電部７０２は電力を送信するための変調信号（交流信号）を生成する。７０３は電力の送電を行なう送電アンテナである。送電アンテナ７０３は、送電部７０２により生成された変調信号（交流信号）を受電装置６０２へ送信する。無線通信部７０４は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。７０５は無線通信を行なうためのアンテナであり、７０６は磁石から磁力を受けると磁石に吸着する磁性体である。制御部７０７は送電装置６０１の全体を制御する。７０８は各種操作を行なう操作部であり、７０９は各種表示を行なう表示部である。
(Hardware configuration of power transmission device 601)
FIG. 7 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
（受電装置６０２のハードウエア構成）
図８は、第２実施形態の受電装置６０２のハードウエア構成の一例を示す図である。図８に示す受電装置６０２において、８０２は受電を行なう受電アンテナであり、受電アンテナ８０２は、送電装置６０１の送電アンテナ７０３から送信された変調信号（交流信号）を受信する。受電部８０３は受電アンテナ８０２で受信した変調信号（交流信号）の受信処理を行う。整流回路８０４は受電部３０３で受電した変調信号（交流信号）を整流して直流電圧に変換する。また、８０５はバッテリー（電池）であり、充電制御部８０６は整流回路８０４から入力した直流電圧に基づいてバッテリー８０５の充電制御を行なう。充電制御部８０６は、整流回路８０４が生成した直流電圧を安定化してバッテリー８０５へ供給する。
(Hardware configuration of power receiving device 602)
FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
バッテリー８０５は、充電制御部８０６により安定化された直流電圧を受けて、電力を蓄積する。また、バッテリー８０５は、蓄積した電力を受電装置６０２の各部に供給することが可能である。無線通信部８０７は無線通信を行なうために必要な機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標） LEに対応した無線通信を行なうことが可能である。８０８は無線通信を行なうためのアンテナであり、８０９は電磁石コイルである。可変電流レギュレータ８１０は電磁石コイル８０９に電流を流して磁力を発生させる。制御部８１１は受電装置６０２の全体を制御する。制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は、電磁石コイル８０９に対する電流を制御する電流制御部として機能する。８１２は各種操作を行なう操作部であり、８１３は各種表示を行なう表示部である。
The
（電力の給電（充電）動作の処理フロー）
次に、送電装置６０１と受電装置６０２との間の非接触（無線）による電力の給電（充電）動作を説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、送電装置６０１および受電装置６０２の動作の一例を説明するためのフローチャートである。送電装置６０１に受電装置６０２が載置され、送電装置６０１からの送電により充電が開始された状態から説明する。
(Processing flow of power supply (charging) operation)
Next, a non-contact (wireless) power supply (charging) operation between the
図９（ａ）のステップＳ９０１において、受電装置６０２の充電制御部８０６は、受電装置６０２に内蔵されているバッテリーの充電状態を判定する。受電装置６０２が送電装置６０１に載置されると、受電装置６０２は送電装置６０１を検出（発見）する。そして、送電装置６０１の送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、受電装置６０２の充電制御部８０６は、バッテリー８０５に充電された電力（電気容量）と閾値（空状態判定閾値）とを比較する。バッテリー８０５に充電された電力が閾値未満の場合（例えば、充電された電力（電気容量）が少ない、またはゼロの場合）、充電制御部８０６は、受電装置６０２に内蔵されているバッテリー８０５の状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）と判定し（Ｓ９０１−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１８に進められる。
In step S901 of FIG. 9A, the
一方、ステップＳ９０１の判定で、バッテリー８０５に充電された電力が閾値以上の場合（Ｓ９０１−Ｎｏ）、すなわち、バッテリー８０５の電力がゼロの状態でなく、バッテリー８０５に充電された電力（電気容量）が閾値以上の場合、処理はステップＳ９０２に進められる。ここで、送電装置６０１の制御部７０７は、送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）が開始されると、変調信号（交流信号）の送電電力値を記憶する。
On the other hand, in the determination of step S901, when the power charged in the
ステップＳ９０２において、受電装置６０２の可変電流レギュレータ８１０は所定の電流を電磁石コイル８０９に流して、磁力を発生させる（電磁石ＯＮ）。ここで、受電装置６０２の制御部８１１は、可変電流レギュレータ８１０が電磁石コイル８０９に流す電流により発生する磁力強度を記憶する。制御部８１１は、電流により発生する磁力強度を、電流値に基づく演算処理により取得してもよい。また、制御部８１１は、電流値と発生する磁力強度の関係を予め格納したテーブルを持つようにして磁力強度を取得しても良い。あるいは、受電装置６０２の内部構成として記憶部を設けてもよい。記憶部が、電流値と発生する磁力強度との関係を予め格納したテーブルを記憶しておき、制御部８１１が記憶部のテーブルを参照して、電流値と磁力強度との関係を取得するようにしてもよい。
In step S902, the variable
ステップＳ９０３において、制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は電磁石コイル８０９に印加する電流を一定時間の間、制御する。すなわち、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける。
In step S903, the
そして、所定時間経過後、ステップＳ９０４において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は磁力の発生を停止するように電磁石コイル８０９に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ８１０は、先のステップＳ９０３で、電磁石コイル８０９に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。詳細は後述するが、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させたあと、Ｓ９０９において受電装置６０２への送電が開始される。すなわち、制御部８１１は、送電装置６０１からの要求に応じた電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において電磁石から発生する磁力が、送電装置６０１の発見から送電期間の開始までの期間に電磁石から発生する最大磁力よりも低くなるよう制御する。より具体的には、制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０は、送電期間のうち少なくとも一部の期間（一定時間）の経過後に電磁石コイル８０９に印加する電流をゼロにするように制御する。ただし、電磁石コイル８０９に印加する電流を完全にゼロにしなくても良い。
Then, after a lapse of a predetermined time, in step S904, under the control of the
以上のステップＳ９０１からＳ９０４により、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせが行われる。本実施形態においても、送電装置６０１の送電アンテナ７０３および受電装置６０２の受電アンテナ８０２の位置は、送電装置６０１の磁性体７０６と受電装置６０２の電磁石コイル８０９の位置合わせが行われると、送電アンテナ７０３と受電アンテナ８０２間で所定の効率（例えば、最大の効率）が得られる位置に配置されているものとする。
According to the above steps S901 to S904, the
ステップＳ９０５において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ９０６において、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２から取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、送電装置６０１の無線通信部７０４は、制御部７０７により算出された伝送効率値を受電装置６０２に送信する。
In step S905, the
図９（ｂ）のステップＳ９０７において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、伝送効率値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部８０７は、伝送効率値を受信しない場合（Ｓ９０７−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ９０７の判定で、無線通信部８０７が伝送効率値を受信した場合（Ｓ９０７−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０８に進められる。
In step S907 of FIG. 9B, the
ステップＳ９０８において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値と、所定の効率値（基準となる効率値）との比較に基づいて、送電装置６０１と受電装置６０２との位置合わせ結果を判定する。具体的には、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する。取得した伝送効率値が所定の効率値以上である場合（Ｓ９０８−Ｙｅｓ）、制御部８１１は、位置合わせ結果は適切と判定し、処理はステップＳ９０９に進められ、充電を開始（または継続）する（Ｓ９０９）。
In step S908, the
そして、ステップＳ９１０において、受電装置６０２の制御部８１１は、所定のタイミングで定期的に伝送効率を確認する。所定のタイミングで伝送効率を確認する場合（Ｓ９１０−Ｙｅｓ）、処理は図９（ａ）のステップＳ９０１に戻され、再度、ステップＳ９０１以降の処理が実行される。すなわち、送電装置６０１の送電部７０２による送電が開始されると、受電装置６０２の充電制御部８０６は、バッテリー８０５に充電された電力と閾値とを比較して、バッテリー８０５の充電状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）であるか否かを判定する。バッテリー８０５の充電状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）でない場合、受電装置６０２の可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に流して、所定時間の間だけ磁力を発生させ、送電装置６０１の磁性体７０６を引きつけて、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせを行う。そして、受電装置６０２は、無線通信部８０７を介して、受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の制御部７０７は、送電の際に記憶した送電電力値と受電装置６０２から受信した受電電力値とにより、伝送効率値を算出し、算出した伝送効率値を受電装置６０２に送信する。受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の値以上であるか再度確認する。ステップＳ９１０の判定で、伝送効率を確認しない場合（Ｓ９１０−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１１に進められる。
Then, in step S910, the
ステップＳ９１１において、受電装置６０２の充電制御部８０６は、充電を終了するか否かを判定する。バッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になった場合は充電終了と判定し（Ｓ９１１−Ｙｅｓ）、処理を終了する。受電装置６０２のバッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になったら、受電装置６０２の充電制御部８０６は送電停止の要求信号を生成し、無線通信部８０７を介し、送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２から送電停止の要求信号を受信すると、送電部７０２による送電（変調信号（交流信号）の送信）を停止すように送電部７０２の動作を制御する。制御部７０７による送電部７０２の制御により、送電装置６０１の送電部７０２は送電を停止して、充電を終了する。一方、ステップＳ９１１の判定で、充電制御部８０６は、バッテリー８０５がフル充電（満充電）の状態になっていない場合、充電を継続すると判定し（Ｓ９１１−Ｎｏ）、処理をステップＳ９０９に戻し、充電制御部８０６は、バッテリー８０５の充電を継続するように充電制御を行う。
In step S911, the
ステップＳ９０８の判定で、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値未満である場合（Ｓ９０８−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１２に進められる。この場合、制御部８１１は、位置合わせ結果は適切でないと判定し、制御部８１１は、より強い磁力強度に基づいて送電装置６０１と受電装置６０２とを位置合わせをするように以下に説明するステップＳ９１２〜Ｓ９１６の処理を実行する。
If the transmission efficiency value acquired from the
ステップＳ９１２において、制御部８１１は、磁力を発生させた際（Ｓ９０２）に取得して記憶した磁力強度の値と、例えば、テーブルに記憶されている磁力強度の最大値とを比較して、ステップＳ９０２で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値であるか否かを判定する。ステップＳ９０２で発生させた磁力強度が磁力強度の最大値でない場合（Ｓ９１２−Ｎｏ）、処理はステップＳ９１３に進められる。
In step S912, the
ステップＳ９１３において、制御部８１１は、可変電流レギュレータ８１０から電磁石コイル８０９に印加する電流値を増加させるように可変電流レギュレータ８１０を制御する。電磁石コイル８０９に印加する電流値の増加により、電磁石コイル８０９から発生する磁力強度は増加する（磁力強度ＵＰ）。
In step S913, the
ステップＳ９１４において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加して、所定時間の間、磁力を継続して発生させた状態にして、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける（電磁石ＯＮ）。本ステップでは、ステップＳ９０２における処理よりも、より強い磁力強度で、所定時間の間だけ電磁石を動作させて（Ｓ９１５）、磁力により送電装置６０１の磁性体７０６を引きつける。
In step S914, under the control of the
そして、所定時間経過後、ステップＳ９１６において、制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は磁力の発生を停止するように電磁石コイル８０９に対する電流を制御する。可変電流レギュレータ８１０は、ステップＳ９１４で、電磁石コイル８０９に対して印加していた電流の出力を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。以上のステップＳ９１２からＳ９１６により、送電装置６０１の送電アンテナ７０３と受電装置６０２の受電アンテナ８０２との位置合わせが行われる。
Then, after a lapse of a predetermined time, in step S916, under the control of the
そして、位置合わせが行われた後、処理は図９（ａ）のステップＳ９０５に戻され、ステップＳ９０５以降において、同様の処理が実行される。受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信し（Ｓ９０５）、送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、ステップＳ９０６において、送電装置６０１の制御部７０７は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、算出した伝送効率値を受電装置６０２に送信する。受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が所定の効率値（基準となる効率値）以上であるか否かを判定する（Ｓ９０８）。そして、伝送効率値が所定の効率値以上でない場合（Ｓ９０８−Ｎｏ）、磁力が最大値になるまで（Ｓ９１２）、同様の処理を実行する。
Then, after the alignment is performed, the process is returned to step S905 in FIG. 9A, and the same process is executed in step S905 and thereafter. The
ステップＳ９１２の判定で、発生させた磁力強度が磁力強度の最大値である場合（Ｓ９１２−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１７に進められる。そして、ステップＳ９１７において、制御部８１１は、伝送効率値が所定の効率値（基準となる伝送効率値）より小さく（Ｓ９０８−Ｎｏ）、かつ、電磁石コイル８０９の磁力強度が、設定された最大磁力である場合（Ｓ９１２−Ｙｅｓ）、電磁石コイル８０９の最大磁力による送電アンテナと受電アンテナとの位置合わせでは、所定の伝送効率値（基準となる効率値）が得られないと判定する。制御部８１１は警告表示を行うように表示部８１３の表示を制御して、処理は終了する。
In the determination of step S912, when the generated magnetic force strength is the maximum value of the magnetic force strength (S912-Yes), the process proceeds to step S917. Then, in step S917, the
一方、ステップＳ９０１の判定で、送電装置６０１に受電装置６０２が載置され、送電装置６０１からの送電による充電を開始しても、受電装置６０２に内蔵されているバッテリー８０５に充電された電力が閾値未満の場合、充電制御部８０６は、バッテリー８０５の状態がバッテリー空状態（エンプティ状態）と判定する。すなわち、充電制御部８０６は、充電された電力（電気容量）が少ない、または、バッテリー８０５の電力がゼロと判定し、処理はステップＳ９１８に進められる。
On the other hand, in the determination of step S901, even if the
ステップＳ９１８において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から送電される信号の受信の有無に基づいて、受電装置６０２が受電可能なエリアに載置されているか否かを判定する。送電装置６０１からの送電を開始しても、受電装置６０２の受電部８０３が、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電しない場合、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２が受電可能エリアに載置されていないと判定し（Ｓ９１８−Ｎｏ）、処理はステップＳ９２５に進められる。受電装置６０２は、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電しないため、送電装置６０１に対する受電電力値の送信を行わない。一方、送電装置６０１では、送電部７０２が変調信号（交流信号）の送電を行っており、かつ、無線通信部７０４が、受電装置６０２から受電電力値を受信しない場合、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２が受電可能なエリアに載置されていないと判定する。この場合、送電装置６０１の制御部７０７は、受電装置６０２の載置位置を受電可能なエリアに変更するように警告する表示を表示部７０９に表示させる表示制御を実行する。
In step S918, the
ステップＳ９１８の判定で、受電装置６０２の受電部８０３が、送電装置６０１から送電される変調信号（交流信号）を受電した場合、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２が受電可能エリアに載置されていると判定し（Ｓ９１８−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９１９に進められる。
In the determination of step S918, when the
ステップＳ９１９において、受電装置６０２の制御部８１１の制御の下、可変電流レギュレータ８１０は、電磁石コイル８０９に対する電流の印加（出力）を止めて、電磁石コイル８０９からの磁力の発生を停止させる（電磁石ＯＦＦ）。受電装置６０２内における消費電力を抑制することにより、バッテリー８０５の充電を効率的に行うことが可能になる。
In step S919, under the control of the
ステップＳ９２０において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、受電部８０３で受電した変調信号（交流信号）の受電電力値を送電装置６０１に送信する。送電装置６０１の無線通信部７０４が、受電装置６０２の無線通信部８０７から送信された受電電力値を受信すると、送電装置６０１の制御部７０７は、取得した受電電力値と、送電の際に記憶した送電電力値とを用いて伝送効率値を算出し、送電装置６０１の無線通信部７０４は、制御部７０７により算出された伝送効率値を受電装置６０２に送信する。
In step S920, the
ステップＳ９２１において、受電装置６０２の無線通信部８０７は、伝送効率値の受信待ちの状態で待機しており、無線通信部８０７は、伝送効率値を受信しない場合（Ｓ９２１−Ｎｏ）、受信待ちの待機状態を継続する。一方、ステップＳ９２１の判定で、無線通信部８０７が伝送効率値を受信した場合（Ｓ９２１−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９２２に進められる。
In step S921, the
ステップＳ９２２において、受電装置６０２の制御部８１１は、送電装置６０１から取得した伝送効率値が、伝送効率値の下限値より小さいか否かを判定する。取得した伝送効率値が伝送効率値の下限値より小さい場合（Ｓ９２２−Ｙｅｓ）、制御部８１１は、載置された受電装置６０２の位置では、伝送効率値の下限値が得られないと判定し、処理はステップＳ９２３に進められる。そして、ステップＳ９２３において、受電装置６０２の制御部８１１は、受電装置６０２の載置位置を適切なエリアに変更するように警告する警告表示を行うように表示部８１３の表示を制御する。
In step S922, the
一方、ステップＳ９２２の判定で、送電装置６０１から取得した伝送効率値が下限の伝送効率値以上となる場合（Ｓ９２２−Ｎｏ）、処理はステップＳ９２４に進められ、充電を継続する（Ｓ９２４）。そして、処理はステップＳ９０１に戻され、受電装置６０２の充電制御部８０６は、充電中のバッテリー８０５に充電された電力（電気容量）と閾値との比較結果に基づく判定処理を実行し、ステップＳ９０１以降の処理が、同様に実行される。
On the other hand, when the determination in step S922 indicates that the transmission efficiency value acquired from the
本実施形態の構成によれば、受電装置のバッテリーに所定の電力が充電されている場合に、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する。これにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the configuration of the present embodiment, when a predetermined electric power is charged to the battery of the power receiving device, the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmitting device and the power receiving device. This makes it possible to reduce the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power receiving circuit and prevent a decrease in the efficiency of power transmission during charging. Further, since no magnetic force is generated after charging is completed, the power receiving device mounted on the power transmission device can be easily removed.
また、受電装置が受電可能なエリアに載置されていない場合、あるいは、所定の伝送効率値が得られない位置に載置されている場合、警告表示により受電装置の載置位置を変更するようユーザに報知することが可能になる。 In addition, if the power receiving device is not mounted in an area where power can be received, or if it is mounted in a position where a predetermined transmission efficiency value cannot be obtained, the mounting position of the power receiving device should be changed by a warning display. It becomes possible to notify the user.
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、送電装置および受電装置のそれぞれに電磁石コイルおよび磁性体を設け、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、電磁石を必要な時に動作させるように制御する構成について説明する。電磁石コイルを有する送電装置の構成は、例えば、図２に示した送電装置１０１の構成と同様であり、この送電装置１０１の構成に磁性体が含まれているものとする。また、電磁石コイルを有する受電装置の構成は、例えば、図８に示した受電装置６０２の構成と同様であり、この受電装置６０２の構成に磁性体が含まれているものとする。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, an electromagnet coil and a magnetic material are provided in each of the power transmission device and the power receiving device, and a configuration is described in which the electromagnet is controlled to operate when necessary in the alignment of the power transmission device and the power receiving device. The configuration of the power transmission device having the electromagnet coil is, for example, the same as the configuration of the
制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７による電流制御により、送電装置１０１の電磁石コイル２０６（図２）が発生する磁力は、例えば、第１の極性を示し、この第１の極性の磁力により、受電装置６０２の磁性体（不図示）が引きつけられる。また、受電装置６０２の制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０による電流制御により、受電装置６０２の電磁石コイル８０９（図８）が発生する磁力は、例えば、第２の極性を示し、この第２の極性の磁力により、送電装置１０１の磁性体（不図示）が引きつけられる。
The magnetic force generated by the electromagnet coil 206 (FIG. 2) of the
第１の極性と第２の極性とは、逆の極性を示す。例えば、第１の極性をＮ極とした場合、第２の極性はＳ極を示す。送電装置１０１の制御部２０８および可変電流レギュレータ２０７と、受電装置６０２の制御部８１１および可変電流レギュレータ８１０とは、それぞれ、異なる極性の磁力を発生するように、電磁石コイルに流す電流の向きを設定することが可能である。例えば、送電装置１０１の操作部２０９を介して電流の向きを設定することが可能であり、可変電流レギュレータ２０７は、操作部２０９を介して設定された電流の向きに基づいて、所定の電流を電磁石コイル２０６に印加することが可能である。また、受電装置６０２の操作部８１２を介して電流の向きを設定することが可能であり、可変電流レギュレータ８１０は、操作部８１２を介して設定された電流の向きに基づいて、所定の電流を電磁石コイル８０９に印加することが可能である。
The first polarity and the second polarity show opposite polarities. For example, when the first polarity is N pole, the second polarity indicates S pole. The
また、本格充電開始前に、送電装置および受電装置のそれぞれが、電流の向きを変えた場合の伝送効率値を、それぞれ取得して、取得した伝送効率値に基づいて、電流の向きを決定することが可能である。例えば、磁力の極性がそれぞれ異なる場合は、送電装置と受電装置との間で引力が作用して、受電装置は送電装置にしっかり保持される。一方、磁力の極性が同じ場合は、送電装置と受電装置との間で斥力が作用して、送電装置および受電装置は斥力により反発するため、この場合の伝送効率値は、引力が作用した状態の伝送効率値に比べて低くなる。取得した複数の伝送効率値のうち、より高い値を示す伝送効率値を取得した際に設定した電流の向きを、充電用の電流の向きとして決定することが可能である。 Further, before the start of full-scale charging, each of the power transmitting device and the power receiving device acquires the transmission efficiency value when the direction of the current is changed, and determines the direction of the current based on the acquired transmission efficiency value. It is possible. For example, when the polarities of the magnetic forces are different, an attractive force acts between the power transmitting device and the power receiving device, and the power receiving device is firmly held by the power transmitting device. On the other hand, when the polarities of the magnetic forces are the same, a repulsive force acts between the power transmitting device and the power receiving device, and the power transmitting device and the power receiving device repel each other due to the repulsive force. Therefore, the transmission efficiency value in this case is the state in which the attractive force acts. It is lower than the transmission efficiency value of. Among the acquired plurality of transmission efficiency values, the direction of the current set when the transmission efficiency value indicating the higher value is acquired can be determined as the direction of the current for charging.
本実施形態によれば、送電装置および受電装置の位置合わせにおいて、送電装置および受電装置のそれぞれの電磁石を必要な時に動作させるように制御する。これにより、送電回路および受電回路への磁場の影響を低減して、充電中における電力伝送の効率低下を防止することが可能になる。また、充電終了後は磁力が発生していないため、送電装置に載置された受電装置を容易に取り去ることができる。 According to the present embodiment, in the alignment of the power transmitting device and the power receiving device, the electromagnets of the power transmitting device and the power receiving device are controlled to operate when necessary. This makes it possible to reduce the influence of the magnetic field on the power transmission circuit and the power receiving circuit and prevent a decrease in the efficiency of power transmission during charging. Further, since no magnetic force is generated after charging is completed, the power receiving device mounted on the power transmission device can be easily removed.
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
１０１：送電装置、１０２：受電装置、１０３：送電アンテナ、１０４：電磁石コイル、１０５：受電アンテナ、１０６：磁性体、２０６：電磁石コイル、２０７：可変電流レギュレータ、２０８：制御部、２０９：３０５：バッテリー（電池）、３０６：充電制御部、３０９：磁性体、３１０：制御部 101: power transmission device, 102: power reception device, 103: power transmission antenna, 104: electromagnet coil, 105: power reception antenna, 106: magnetic material, 206: electromagnet coil, 207: variable current regulator, 208: control unit, 209: 305: Battery (battery), 306: Charge control unit, 309: Magnetic material, 310: Control unit
Claims (15)
前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記受電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された受電装置への電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記受電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
送電した電力値と前記受電装置により受電された電力値とに基づいて取得した前記送電の効率を示す伝送効率値が、基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
取得した伝送効率値が前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御する
ことを特徴とする送電装置。 A power transmission device that wirelessly transmits power to a power receiving device that has a magnetic material.
An electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material,
A detection means for detecting the power receiving device and
In at least a part of the magnetic force generated from the electromagnet in a period is a period until the start of the electricity transmission from the detection of the power receiving device by said detecting means of the power transmission period of power to the detecting means by the detected powered device to be lower than the maximum magnetic force generated from the electromagnet, and a control means for controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet,
The control means
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. To increase the current applied to the electromagnet,
A power transmission device characterized in that a warning is given based on the acquired transmission efficiency value being smaller than the reference value and the magnetic force strength of the electromagnet being the set maximum magnetic force .
前記送電装置の電磁石は、前記制御手段による電流制御により第１の極性の磁力を発生させて前記受電装置の磁性体を引きつけ、
前記受電装置は、
前記送電装置の磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記受電装置の電磁石に印加する電流を一定時間の間、制御する制御手段と、を有し、
前記受電装置の電磁石は、前記受電装置の制御手段による電流制御により前記第１の極性に対して逆の極性を示す第２の極性の磁力を発生させて前記送電装置の磁性体を引きつける
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送電装置。 The power transmission device further has a magnetic material.
The electromagnet of the power transmission device generates a magnetic force of the first polarity by current control by the control means to attract the magnetic material of the power receiving device.
The power receiving device is
An electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material of the power transmission device,
It has a control means for controlling the current applied to the electromagnet of the power receiving device for a certain period of time.
The electromagnet of the power receiving device attracts the magnetic material of the power transmitting device by generating a magnetic force of a second polarity showing the opposite polarity to the first polarity by current control by the control means of the power receiving device. The power transmission device according to any one of claims 1 to 3 , which is characterized.
前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記送電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された送電装置からの電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記送電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
送電した電力値と、前記受電装置で受電された電力値とに基づいて取得された前記送電の効率を示す伝送効率値が基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
前記取得した伝送効率値が、前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が、設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御することを特徴とする受電装置。 A power receiving device that wirelessly receives electric power transmitted from a power transmitting device having a magnetic material.
An electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material,
A detection means for detecting the power transmission device and
At least a portion of the magnetic force generated from the electromagnet in a period is a period until the start of the electricity transmission from the detection of the power transmitting device by the detection means of the power transmission period of power from the power transmission device detected by said detecting means the maximum to be lower than the magnetic force generated from the electromagnet, and a control means for controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet in,
The control means
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. Control to increase the current applied to the electromagnet so as to
A power receiving device, characterized in that the acquired transmission efficiency value is smaller than the reference value, and the magnetic force strength of the electromagnet is controlled to give a warning based on the set maximum magnetic force .
前記磁性体を引きつける磁力を発生可能な電磁石と、
前記送電装置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された送電装置からの電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出手段による前記送電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御手段と、
前記受電装置のバッテリーの充電状態を判定する判定手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記判定手段の判定により、前記バッテリーの充電状態が閾値以上である場合に、前記一部の期間の間、前記電磁石に電流を印加する制御を行うことを特徴とする受電装置。 A power receiving device that wirelessly receives electric power transmitted from a power transmitting device having a magnetic material.
An electromagnet capable of generating a magnetic force that attracts the magnetic material,
A detection means for detecting the power transmission device and
The magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the transmission period of the electric power from the power transmission device detected by the detection means is the period from the detection of the power transmission device by the detection means to the start of the power transmission. A control means for controlling the generation of the magnetic force by the electromagnet so that the magnetic force is lower than the maximum magnetic force generated by the electromagnet.
Anda determining means for determining the state of charge of the battery of the power receiving device,
The control means
Wherein the determination of the determination unit, when the state of charge of the battery is equal to or greater than the threshold, during said portion of the period, powered device you and performs control for applying a current to the electromagnet.
前記判定手段の判定により、前記バッテリーの充電状態が閾値未満である場合に、前記送電装置から送電される信号の受信の有無に基づいて、前記受電装置が受電可能なエリアに載置されているか否かを判定することを特徴とする請求項８に記載の受電装置。 The control means
According to the determination of the determination means, when the charge state of the battery is less than the threshold value, whether the power receiving device is placed in the power receiving area based on the presence or absence of reception of the signal transmitted from the power transmission device. The power receiving device according to claim 8 , wherein it is determined whether or not the power receiving device is used.
前記受電装置が受電可能なエリアに載置されている場合、前記電磁石に印加する電流をゼロにするように制御し、
取得した伝送効率値が、伝送効率値の下限値より小さい場合、警告を行うように制御することを特徴とする請求項９に記載の受電装置。 The control means
When the power receiving device is placed in a power receiving area, the current applied to the electromagnet is controlled to be zero.
Transmission efficiency values obtained were collected is less than the lower limit value of the transmission efficiency value, the power receiving device according to claim 9, characterized in that that control so as to perform warning.
前記受電装置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された受電装置への電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出工程における前記受電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、
送電した電力値と前記受電装置により受電された電力値とに基づいて取得した前記送電の効率を示す伝送効率値が、基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
取得した伝送効率値が前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御する
ことを特徴とする送電装置の制御方法。 It is a control method of a power transmission device including an electromagnet capable of transmitting electric power wirelessly to a power receiving device having a magnetic material and generating a magnetic force that attracts the magnetic material.
The detection process for detecting the power receiving device and
In at least a part of the magnetic force generated from the electromagnet in a period is a period until the start of the electricity transmission from the detection of the power receiving device in the detection step of the power transmission period of power to the detection step in the detected powered device maximum to be lower than the magnetic force generated from the electromagnet, have a, and a control step of controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet,
In the control step,
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. To increase the current applied to the electromagnet,
A control method for a power transmission device, characterized in that a warning is given based on the acquired transmission efficiency value being smaller than the reference value and the magnetic force strength of the electromagnet being the set maximum magnetic force .
前記送電装置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された送電装置からの電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出工程における前記送電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、
送電した電力値と、前記受電装置で受電された電力値とに基づいて取得された前記送電の効率を示す伝送効率値が基準値より小さい値であることに基づいて、前記磁力の強度を増加するように前記電磁石に印加する電流を増加させるように制御し、
前記取得した伝送効率値が、前記基準値より小さく、かつ、前記電磁石の磁力強度が、設定された最大磁力であることに基づいて、警告を行うように制御することを特徴とする受電装置の制御方法。 A control method for a power receiving device including an electromagnet capable of wirelessly receiving electric power transmitted from a power transmitting device having a magnetic material and generating a magnetic force that attracts the magnetic material.
The detection process for detecting the power transmission device and
At least magnetic force in some period generated from the electromagnet, the period until the start of the electricity transmission from the detection of the power transmitting device in the detection step of the power transmission period of power from the detection step with the detected power transmission apparatus the maximum to be lower than the magnetic force generated from the electromagnet, have a, and a control step of controlling the generation of magnetic force generated by the electromagnet in,
In the control step,
The strength of the magnetic force is increased based on the fact that the transmission efficiency value indicating the efficiency of the power transmission acquired based on the power value transmitted and the power value received by the power receiving device is smaller than the reference value. Control to increase the current applied to the electromagnet so as to
The power receiving device is characterized in that the acquired transmission efficiency value is smaller than the reference value, and the magnetic force strength of the electromagnet is controlled to give a warning based on the set maximum magnetic force . Control method.
前記送電装置を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された送電装置からの電力の送電期間のうち少なくとも一部の期間において前記電磁石から発生する磁力が、前記検出工程における前記送電装置の検出から前記送電の開始までの期間において前記電磁石から発生する最大の磁力よりも低くなるように、前記電磁石による磁力の発生を制御する制御工程と、
前記受電装置のバッテリーの充電状態を判定する判定工程と、を有し、
前記制御工程では、
前記判定工程での判定により、前記バッテリーの充電状態が閾値以上である場合に、前記一部の期間の間、前記電磁石に電流を印加する制御を行うことを特徴とする受電装置の制御方法。 A control method for a power receiving device including an electromagnet capable of wirelessly receiving electric power transmitted from a power transmitting device having a magnetic material and generating a magnetic force that attracts the magnetic material.
The detection process for detecting the power transmission device and
The magnetic force generated from the electromagnet during at least a part of the transmission period of the electric power from the power transmission device detected in the detection step is the period from the detection of the power transmission device to the start of the power transmission in the detection step. A control process that controls the generation of magnetic force by the electromagnet so that it is lower than the maximum magnetic force generated by the electromagnet.
It has a determination step of determining the charge state of the battery of the power receiving device, and
In the control step,
A method for controlling a power receiving device, which controls applying a current to the electromagnet for a part of the period when the state of charge of the battery is equal to or higher than a threshold value according to the determination in the determination step.
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