JPWO2012111155A1 - 位置合わせ装置、受電装置及び送電装置 - Google Patents

Abstract

非接触充電を実行可能な充電器及び車両間における位置合わせを容易に実行することを課題として、位置合わせ装置（５００）は、車両（２０１）に搭載される充電池（２０２）に対し非接触充電を実行可能な充電器（１０１）及び車両間における位置合わせを行う。車両及び充電器は、充電器側充電部位（１０３）及び車両側充電部位（２０３）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（１１１ａ）を含む第１アンテナ部（１１１）と、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（２１２ａ）を含む第２アンテナ部（２１２）と、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（１０４，２０４）とを備える。位置合わせ装置は、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、相互にズレている程度を示す指標を出力する位置ズレ出力手段（５００ａ）を備える。

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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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１及び第２通信アンテナの他方との間に配置され、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１及び第２通信アンテナの他方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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、前記対向する面上で、前記第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（但し、ｎは３以上の自然数 ※ 三角形、矩形等）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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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１及び第２通信アンテナの他方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１及び第２通信アンテナの他方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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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１及び第２通信アンテナの他方との間に配置され、
   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１及び第２通信アンテナの他方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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、前記対向する面上で、前記第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（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１及び第２アンテナ部のうち前記第１及び第２通信アンテナの他方に対応するものは、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１及び第２通信アンテナの他方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１及び第２通信アンテナの他方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、
    前記位置合わせ装置は、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、
    前記位置合わせ装置は、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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