JPWO2014091549A1 - 車両および送電装置 - Google Patents

Abstract

車両は、受電部と、ＲＦＩＤタグとを備える。受電部は、送電部から出力される電力を非接触で受電する。ＲＦＩＤタグは、送電装置において当該車両を認識するための識別情報であって送電装置により非接触で被読出可能な情報を予め記憶する。ここで、ＲＦＩＤタグは、駐車枠内へ当該車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部（車体後方端）に配置される。

Description

この発明は、車両、送電装置および給電システムに関し、特に、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する給電システムにおける送電装置と車両との間のペアリング技術に関する。

電源コードや送電ケーブルを用いない非接触のワイヤレス電力伝送が注目されており、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）から電力供給を受ける電気自動車やハイブリッド車両等への適用が提案されている。このような非接触の給電システムにおいては、送電装置と受電装置（車両）との間の認識（ペアリング）を適切に行なうことが必要とされる。

特開２００７−１９７１９号公報（特許文献１）は、携帯端末装置と、盗難防止用に当該携帯端末装置のユーザを認識するための携帯可能な無線通信ユニットとを備えるシステムにおいて、認証対象の携帯端末装置が特定エリア内にいることを、無線通信ユニットに設けられるＲＦＩＤからの信号によって判断する技術を開示する（特許文献１参照）。

特開２００７−１９７１９号公報

ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification：無線周波数識別）は、ＩＤ情報が記憶されたＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグとの無線通信によりＲＦＩＤタグから情報を読取るＲＦＩＤリーダとを用いて個体識別を行なう技術である。このようなＲＦＩＤ技術を、非接触の給電システムにおける送電装置と車両との間のペアリングに適用する場合、以下のような課題がある。

すなわち、ＲＦＩＤの通信可能距離は一般的に短いので、送電装置と車両との間のペアリングが確立する前に、送電装置の送電部が設けられる駐車枠内への駐車が完了してしまう状況が生じ得る。このような場合、駐車完了後に送電装置と車両との間のペアリングが確立し、ペアリング確立後に適正位置に駐車できているかが判断可能になるので、適正位置に駐車できていない場合には駐車動作を再度行なわなければならなくなり、利便性に欠ける。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する給電システムにおいて、送電装置と車両との間のペアリングを早期に確立可能とすることである。

この発明によれば、車両は、送電装置から電力を受電する車両であって、受電部と、ＩＤタグとを備える。受電部は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する。ＩＤタグは、送電装置において当該車両を認識するための識別情報であって送電装置により非接触で被読出可能な情報を予め記憶する。ここで、ＩＤタグは、送電装置から電力を受電するための駐車枠内へ当該車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部に配置される。

好ましくは、車両は、もう１つのＩＤタグをさらに備える。このもう１つのＩＤタグは、車体前後方向についてＩＤタグと反対側の車体端部に配置され、送電装置により非接触で被読出可能な識別情報を予め記憶する。

また、好ましくは、車両は、もう１つのＩＤタグをさらに備える。このもう１つのＩＤタグは、受電部に近接して配置され、送電装置により非接触で被読出可能な識別情報を予め記憶する。

さらに好ましくは、受電部は、車体下部に配設される。そして、受電部に近接して配置される上記もう１つのＩＤタグは、受電部から車体前方端までの距離と、受電部から車体後方端までの距離とのうち、距離が長い方の車体端部側において受電部に近接して配置される。

このような配置により、受電部から車体前方端までの距離と、受電部から車体後方端までの距離とのうち、距離が長い方の車体端部側にＩＤタグが配置されている場合に、そのＩＤタグともう１つのＩＤタグとの間の距離を小さくできる。これにより、ＩＤタグおよびもう１つのＩＤタグの読取範囲が狭くても、ＩＤタグおよびもう１つのＩＤタグのいずれかを読取ることができる範囲は大きくなるので、駐車枠内への車両進入時において送電装置と車両とのペアリングが途切れにくくなる。

好ましくは、ＩＤタグは、車体左右方向について略中央に配置される。
好ましくは、車両は、送電装置と無線通信を行なう通信部をさらに備える。送電装置により読出される識別情報において示される車両情報が、通信部から送電装置へ送信される情報において示される車両情報に対応する場合に、当該車両は、送電装置から電力供給されるべき車両であると認識される。

さらに好ましくは、ＩＤタグと送電装置との通信可能距離は、通信部と送電装置との通信可能距離よりも短い。

好ましくは、受電部の固有周波数と送電装置の送電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±１０％以下である。

また、好ましくは、受電部と送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である。
また、好ましくは、受電部は、受電部と送電装置の送電部との間に形成される磁界と、受電部と送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。磁界および電界は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。

また、この発明によれば、送電装置は、車両へ電力を供給する送電装置であって、送電部と、読出部とを備える。送電部は、車両へ非接触で電力を出力する。読出部は、車両に設けられるＩＤタグに予め記憶された、車両を認識するための識別情報をＩＤタグから非接触で読出す。ここで、読出部は、車両へ電力を供給するための駐車枠内において、駐車枠内への車両進入端近傍に配置される。

好ましくは、送電装置は、もう１つの読出部をさらに備える。このもう１つの読出部は、送電部に近接して配置され、ＩＤタグに予め記憶された識別情報をＩＤタグから非接触で読出す。

また、この発明によれば、給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を供給する給電システムである。車両は、受電部と、ＩＤタグとを備える。受電部は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する。ＩＤタグは、送電装置において当該車両を認識するための識別情報を予め記憶する。送電装置は、送電部と、読出部とを備える。送電部は、受電部へ非接触で電力を出力する。読出部は、ＩＤタグから識別情報を非接触で読出す。ここで、ＩＤタグは、送電装置から車両へ電力を供給するための駐車枠内へ車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部に配置される。

好ましくは、読出部は、駐車枠内において、駐車枠内への車両進入端近傍に配置される。

この発明においては、車両において、送電装置から電力を受電するための駐車枠内へ当該車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部にＩＤタグが配置されるので、ＩＤタグに記憶された車両識別情報を送電装置によって早期に読取ることができる。したがって、この発明によれば、送電装置と車両との間のペアリングを早期に確立することができる。その結果、駐車動作時の位置合わせ等を余裕をもって行なうことが可能になる。

この発明の実施の形態による給電システムの全体構成図である。 給電システムの他の例の全体構成図である。 送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。 ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤリーダの配置例を示した図である。 車両および送電装置において実行される認証処理を説明するための第１のフローチャートである。 車両および送電装置において実行される認証処理を説明するための第２のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

（給電システムの構成）
図１は、この発明の実施の形態による給電システム１０の全体構成図である。図１を参照して、給電システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０と、ＲＦＩＤリーダ２７０とを含む。

電源装置２１０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、商用電源４００から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力を送電部２２０へ供給する。送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を供給する。

電源装置２１０は、通信部２３０と、送電ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４０と、電源部２５０と、整合器２６０とを含む。送電部２２０は、コイル２２１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ２２２と、コイル２２３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。

電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、商用電源４００等の交流電源から受ける電力を高周波の電力に変換する。電源部２５０は、その変換した高周波電力を、整合器２６０を介して電磁誘導コイル２２３へ供給する。また、電源部２５０は、図示されない電圧センサおよび電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒの各検出値を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

整合器２６０は、送電部２２０のインピーダンスを調整するためのものであり、典型的には、リアクトルとキャパシタとを含む回路によって構成される。整合器２６０によるインピーダンス調整は、固定であってもよいし、可変であってもよい。整合器２６０が可変である場合には、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＳＥ１０に基づいてインピーダンスが調整される。なお、電源部２５０が整合器２６０の機能を含む構成であってもよい。

電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル２２３は、電源部２５０から供給される高周波電力を、電磁誘導によって共振コイル２２１に伝達する。

共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から伝達された電力を、車両１００の受電部１１０に含まれる共振コイル１１１へ非接触で転送する。なお、受電部１１０と送電部２２０との間の非接触電力伝送については、後ほど詳しく説明する。

通信部２３０は、送電装置２００と車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、車両１００の通信部１６０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部２３０は、車両１００の通信部１６０から送信される車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、その受信した情報や信号等を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０から受ける送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒ等の情報を車両１００へ送信する。

ＲＦＩＤリーダ２７０は、車両１００に設けられるＲＦＩＤタグ１５５の情報を非接触で読出すための読出部である。ＲＦＩＤリーダ２７０は、図示しないアンテナを含み、このアンテナを用いて、たとえば電磁誘導により車両１００のＲＦＩＤタグ１５５に電力を送信し、それに応答してＲＦＩＤタグ１５５から送信される情報を受信する。このＲＦＩＤを用いた通信は、通信部２３０による通信に比べて通信可能距離が短い。そして、ＲＦＩＤリーダ２７０は、ＲＦＩＤタグ１５５から受信した情報ＳＩＧ１０を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

送電ＥＣＵ２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、送電装置２００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

一方、車両１００は、上述のＲＦＩＤタグ１５５に加えて、受電部１１０と、整合器１７０と、整流器１８０と、充電リレー（以下「ＣＨＲ（CHarging Relay）」とも称する。）１８５と、蓄電装置１９０とを含む。また、車両１００は、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する。）１１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する。）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、通信部１６０と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６と、車両ＥＣＵ３００とをさらに含む。受電部１１０は、コイル１１１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ１１２と、コイル１１３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。

なお、この実施の形態においては、車両１００は電気自動車（Electric Vehicle）として代表的に説明されるが、蓄電装置１９０に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車等が含まれる。

共振コイル１１１は、送電装置２００の共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１により受電された電力を電磁誘導により取出し、整合器１７０を介して整流器１８０へ出力する。

整合器１７０は、共振コイル１１１により受電された電力を受ける負荷の入力インピーダンスを調整するためのものであり、送電装置２００の整合器２６０と同様に、たとえばキャパシタとリアクトルとを含む回路（図示せず）を有する。

整流器１８０は、整合器１７０を介して電磁誘導コイル１１３から受ける交流電力を整流し、その整流された直流電力を蓄電装置１９０へ出力する。整流器１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む静止型の回路構成とすることができる。整流器１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流器１８０が受電部１１０に含まれる場合には、電磁場に伴うスイッチング素子の誤動作等を防止するために、ダイオードブリッジのような静止型の整流器とすることがより好ましい。

ＣＨＲ１８５は、整流器１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１８５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流器１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。

蓄電装置１９０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１９０は、受電部１１０により受電されて整流器１８０により整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。そして、蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力をＰＣＵ１２０から受けて蓄電する。

また、蓄電装置１９０には、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる（いずれも図示せず）。これらの各センサの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、満充電状態を１００％として０〜１００％で表わされる。）を演算する。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、コンバータやインバータを含む（いずれも図示せず）。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御され、蓄電装置１９０とインバータとの間で電圧変換を行なう。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御され、コンバータにより電圧変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。

モータジェネレータ１３０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、モータジェネレータ１３０によって発電された電力は、ＰＣＵ１２０によって電圧変換されて蓄電装置１９０に蓄えられる。

なお、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド車両では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの動力を用いて発電することにより蓄電装置１９０を充電することも可能である。

通信部１６０は、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、送電装置２００の通信部２３０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報ＩＮＦＯには、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号などが含まれる。

ＲＦＩＤタグ１５５は、アンテナと、車両情報が予め記憶された記憶部とを含む（いずれも図示せず）。ＲＦＩＤタグ１５５は、送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０からアンテナを通して電力が供給されると、記憶部に記憶された情報をアンテナを通して送信する。なお、この実施の形態では、ＲＦＩＤタグ１５５は、複数設けられ、各ＲＦＩＤタグは、車両１００の前方端および後方端ならびに受電部２２０の近傍に配置される。ＲＦＩＤタグ１５５および送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０の配置構成については、後ほど詳しく説明する。

車両ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

電圧センサ１９５は、受電部１１０の受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、受電部１１０の受電電流Ｉｒｅを検出する。受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅの各検出値は、車両ＥＣＵ３００に送信され、電力伝送効率の演算等に用いられる。

なお、図１においては、受電部１１０および送電部２２０がそれぞれ電磁誘導コイル１１３，２２３を有する構成を示したが、図２に示される給電システム１０Ａのように、受電部１１０Ａおよび送電部２２０Ａが電磁誘導コイルを備えない構成とすることも可能である。この場合には、送電部２２０Ａにおいては、共振コイル２２１が整合器２６０に接続され、受電部１１０Ａにおいては、共振コイル１１１が整流器１８０に接続される。

なお、送電部２２０Ａにおいて、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に直列に接続されて共振コイル２２１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に並列に接続してもよい。また、受電部１１０Ａにおいても、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に直列に接続されて共振コイル１１１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に並列に接続してもよい。

また、図２に示されるように、車両におけるインピーダンス調整手段として、図１における整合器１７０に代えて、整流器１８０により整流された直流電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１７０Ａが設けられる構成としてもよい。

（電力伝送の原理）
図３は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図３を参照して、送電装置２００において、送電部２２０の電磁誘導コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。

なお、電磁誘導コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。

一方、車両１００において、受電部１１０の共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。

電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷１１８へ出力する。なお、電気負荷１１８は、受電部１１０によって受電された電力を利用する電気機器であり、具体的には、整合器１７０（図１）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。

なお、電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル１１３を設けずに共振コイル１１１を電気負荷１１８に直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。

送電装置２００において、電源装置２１０から電磁誘導コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、電磁誘導コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷１１８へ伝送される。

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。

図４および図５を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図４は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図５は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図４を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。

図５に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図５から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図３を参照して、送電部２２０および受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および／または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図６は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図６を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。

なお、上記では、送電部２２０および受電部１１０にコイル（たとえばヘリカルコイル）を採用したが、コイルに代えて、メアンダラインなどのアンテナなどを採用してもよい。メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。

図７は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。送電部２２０と受電部１１０との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

（送電装置と車両との間の認証処理の説明）
上記のような給電システムにおいては、電力伝送が非接触で行なわれるので、送電装置と車両との間における各種情報の伝達についても、通信部による無線通信で行なわれるのが一般的である。この通信部を用いた無線通信については、送電装置が利用可能であることを複数の車両に通知するために、あるいは複数の送電装置のうち利用可能な送電装置を車両から探索可能なように、一般的に通信可能範囲が比較的広範囲となるように設計される。

しかしながら、この通信可能範囲の広さのために、給電対象として送電装置が認識している車両と、当該送電装置の送電部が設置された駐車枠内に駐車されて給電を受けようとしている車両とが不一致となる可能性がある。具体的には、当該送電装置が、他の送電装置が設置された隣接の駐車枠に駐車された車両を給電対象として認識してしまう可能性がある。このような不一致が発生すると、送電装置から実際に給電を受ける車両の仕様や蓄電装置の充電状態を適切に把握することができないので、充電動作が正しく行なわれなくなる。

あるいは、送電装置が設置された駐車枠への駐車動作が開始された後に、何らかの理由により駐車動作を中止して当該駐車枠から車両が移動したような場合には、通信部を用いた無線通信の通信可能範囲の広さのために、送電装置と車両との間で不必要に認識（ペアリング）が継続されてしまい、他の車両による当該送電装置の利用機会が減少してしまう可能性もある。

したがって、このような給電システムにおいては、送電装置と車両との間の間における互いのペアリング、およびその設定／解除のタイミングを適切にすることが重要である。このために、この実施の形態においては、図１，２に示したように、通信部１６０，２３０による通信よりも通信可能範囲の狭い、ＲＦＩＤタグ１５５およびＲＦＩＤリーダ２７０を用いたＲＦＩＤによる通信を、通信部１６０，２３０による通信と併用することによって、送電装置２００と車両１００との間のペアリングの信頼性を向上させている。

一方で、ＲＦＩＤによる通信では、その通信可能範囲が狭いことに起因して、送電装置２００と車両１００との間のペアリングが確立する前に、送電装置２００の送電部２２０が設けられる駐車枠内への駐車が完了してしまう状況が生じ得る。このような場合には、駐車完了後に送電装置２００と車両１００との間のペアリングが確立し、ペアリング確立後に適正位置に駐車できているかが判断可能になるので、適正位置に駐車できていない場合には駐車動作を再度行なわなければならなくなる。

そこで、この実施の形態においては、送電装置２００と車両１００との間のペアリングを早期に確立可能とするために、送電部２２０が設けられる駐車枠内へ車両１００が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部にＲＦＩＤタグ１５５が配置される。具体的には、この実施の形態では、車両１００が駐車枠に前進駐車される場合と後進駐車される場合とを想定して、車両１００の車体前方端および車体後方端の各々にＲＦＩＤタグ１５５が設けられる。

なお、車体の「先端」とは、車体の最先端部のみを意味するものではなく、たとえば、車体前方端については前輪よりも車体前方の部分を意味し、車体後方端については後輪よりも車体後方の部分を意味するものとする。

また、この実施の形態においては、車両１００の受電部１１０の位置を精度よく検知するために、受電部１１０の近傍にもＲＦＩＤタグ１５５が設けられる。すなわち、ＲＦＩＤによる通信では、公知の距離推定手法を用いることによってＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤタグとの間の距離を検出することができる。したがって、受電部１１０の近傍に設けられたＲＦＩＤタグをたとえば３つのＲＦＩＤリーダから距離検出することによって、３点測量の原理を用いて受電部１１０の位置を検知することができる。

なお、車体前方端、車体後方端、および受電部近傍の各々に配置される各ＲＦＩＤタグ１５５は、隣接する駐車枠に対応する送電装置との誤ペアリングを回避するために、車体左右方向の略中央に配置するのが好ましい。

図８は、ＲＦＩＤタグ１５５およびＲＦＩＤリーダ２７０の配置例を示した図である。なお、この図８では、車両１００が駐車枠２８０へ後進駐車される場合について代表的に説明される。

図８を参照して、車両１００は、受電部１１０と、３つのＲＦＩＤタグ１５５−１〜１５５−３とを含む。ＲＦＩＤタグ１５５−１は、車体後方端に配置される。すなわち、ＲＦＩＤタグ１５５−１は、送電部２２０が設けられる駐車枠２８０内へ車両１００が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部に配置される。ＲＦＩＤタグ１５５−２は、車体前方端に配置される。車両１００が駐車枠内へ前進駐車される場合には、ＲＦＩＤタグ１５５−２が車両進行方向の車体先端部に配置されるＲＦＩＤタグとなる。

受電部１１０は、この実施の形態では、車体後方寄りの車体下部に配置されるものとする。そして、ＲＦＩＤタグ１５５−３は、受電部１１０の車体前方側端部に配置される。すなわち、ＲＦＩＤタグ１５５−３は、受電部１１０から車体前方端までの距離と、受電部１１０から車体後方端までの距離とのうち、距離が長い方の車体前方側において前記受電部１１０に近接して配置される。これにより、ＲＦＩＤタグ１５５−２とＲＦＩＤタグ１５５−３との間隔が空き過ぎることによるＲＦＩＤの通信途絶が回避される。

一方、送電装置２００は、送電部２２０と、ＲＦＩＤリーダ２７０−１〜２７０−６とを含む。送電部２２０は、車両１００の受電部１１０の配置に対応して駐車枠２８０内の適切な場所に配置される。ＲＦＩＤリーダ２７０−１は、送電部２２０よりも駐車枠２８０内への車両進入端側に配置される。この実施の形態では、ＲＦＩＤリーダ２７０−１は、駐車枠２８０の車両進入端近傍に配置される。上記のように、車両１００においてＲＦＩＤタグ１５５−１が車体後方端に配置されることによって、駐車動作時に送電装置２００と車両１００とのペアリングを早期に完了させることができるところ、さらにＲＦＩＤリーダ２７０−１が駐車枠２８０の車両進入端近傍に配置されることによって、送電装置２００と車両１００とのペアリングを最大限に早い段階で完了させることができる。なお、ＲＦＩＤリーダ２７０−１を駐車枠２８０の外部に配置することは、他の駐車枠へ駐車される車両を検知してしまう可能性が高まるので好ましくない。

ＲＦＩＤリーダ２７０−２，２７０−３は、ＲＦＩＤリーダ２７０−１に比較的近接して配置され、たとえばＲＦＩＤリーダ２７０−１の左右にそれぞれ配置される。このＲＦＩＤリーダ２７０−２，２７０−３は、受電部１１０の端部に配置されたＲＦＩＤタグ１５５−３が近接したときに、ＲＦＩＤリーダ２７０−１〜２７０−３によって車高（受電部１１０の地面からの高さ）を算出するために設けられる。すなわち、ＲＦＩＤリーダ２７０−１〜２７０−３の各々からＲＦＩＤタグ１５５−３の距離を検出することによって、３点測量の原理を用いてＲＦＩＤタグ１５５−３の位置（高さ）を算出することができ、その算出結果を用いて車高（受電部１１０の地面からの高さ）を算出することができる。

なお、車高は、送電部２２０と受電部１１０との間の距離を規定し、送電部２２０と受電部１１０との間のインピーダンスに影響を与える。そこで、この実施の形態では、車高に応じて整合器１７０（送電装置２００側の整合器２６０でもよい。）を調整することによりインピーダンスが調整され、送電部２２０と受電部１１０との間の電力伝送効率の向上が図られる。

ＲＦＩＤリーダ２７０−４〜２７０−６は、送電部２２０の近傍に配置され、送電部２２０に対する受電部１１０の相対位置関係を検出するために設けられるものである。一例として、ＲＦＩＤリーダ２７０−４は、送電部２２０の端部に配置され、ＲＦＩＤリーダ２７０−５，２７０−６は、ＲＦＩＤリーダ２７０−１に比較的近接してＲＦＩＤリーダ２７０−４の左右にそれぞれ配置される。ＲＦＩＤリーダ２７０−１〜２７０−３によるＲＦＩＤタグの位置検出と同様の原理で、ＲＦＩＤリーダ２７０−４〜２７０−６により、送電部２２０に対する受電部１１０の相対位置が検出され、その検出結果に基づいて送電部２２０に対する受電部１１０の位置合わせ処理が実行される。

なお、ＲＦＩＤによる通信を用いた位置合わせでは、送電部２２０と受電部１１０との間の電力伝送効率が実際に最適となる位置までは分からない。そこで、この実施の形態では、駐車動作中に送電部２２０から受電部１１０へのテスト送電（蓄電装置１９０を実際に充電するための送電電力よりも小さい送電）が行なわれ、テスト送電中の電力伝送効率に基づいて位置合わせ処理が補完される。

図９，図１０は、車両１００および送電装置２００において実行される認証処理を説明するためのフローチャートである。フローチャート中の各ステップについては、主に車両ＥＣＵ３００および送電ＥＣＵ２４０に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期もしくは所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、全部または一部のステップについて、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図９とともに図１，８を参照して、まず車両１００における処理について説明する。車両１００は、通信部１６０を用いた無線通信により送電装置（以下、「充電スタンド」または「スタンド」とも称する。）の探索を開始する（ステップＳ１００）。具体的には、車両１００は、相手スタンドを特定せずに、当該車両を識別するための車両ＩＤを含む応答要求情報を、たとえば所定間隔で継続的に送信する。

そして、車両１００は、ユーザの操作によって、非接触充電を行なうために特定のスタンドの駐車枠への駐車動作を開始する（ステップＳ１０５）。なお、ここでも、図８に示したように、車両１００は駐車枠２８０へ後進駐車するものとする。駐車動作の実行中に、送電装置２００のＲＦＩＤリーダ２７０（具体的には、駐車枠２８０の車両進入端に配置されるＲＦＩＤリーダ２７０−１）によって、車両１００の車体後方端に設けられるＲＦＩＤタグ１５５−１に記憶されたタグ情報が読取られる（ステップＳ１２５）。このタグ情報には、車両１００の車両ＩＤや当該ＲＦＩＤタグ１５５−１のＩＤ情報等が含まれる。

なお、後述するように、送電装置２００においては、車両１００から無線送信された車両情報とＲＦＩＤタグ１５５−１から読取られた車両情報とが対応することにより同一の車両であると認識されると、たとえば当該車両の車両ＩＤと自スタンドのスタンドＩＤとを付加することによって相手車両を特定した接続要求情報の無線送信（ポーリング）が実行される（ステップＳ２０５，Ｓ２１０）。

次いで、車両１００は、自車両を特定した接続要求情報をスタンドから受信したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。接続要求情報が受信されていない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）は、ステップＳ１００へ処理が戻され、車両１００は、スタンドへの応答要求情報を送信しながら駐車動作を継続する。

接続要求情報が受信されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、車両１００は、現在駐車を行なっているスタンドにおいて電力供給対象車両が自車両であると認識されていると判断し、接続完了通知をスタンドへ送信する（ステップＳ１１５）。そして、車両１００は、相手スタンドを特定した無線通信を開始する。これによって、送電装置２００と車両１００との１対１通信が開始される（ステップＳ１２０）。

一方、送電装置２００は、車両１００からの応答要求情報を受信すると、ＲＦＩＤリーダ２７０（具体的には、駐車枠２８０の車両進入端に配置されるＲＦＩＤリーダ２７０−１）によってＲＦＩＤタグ１５５の探索を開始する（ステップＳ２００）。車両１００の近接端（車両後方端）に設けられたＲＦＩＤタグ１５５−１がＲＦＩＤリーダ２７０−１からの電力を受けると、ＲＦＩＤタグ１５５−１は、内部に記憶されたタグ情報を送信する（ステップＳ１２５）。

ＲＦＩＤタグ１５５の探索開始後、送電装置２００は、車両１００からの応答要求情報に含まれる車両ＩＤに一致する車両ＩＤを含むタグ情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。そのようなタグ情報が受信されていないときは、（ステップＳ２０５においてＮＯ）、ステップＳ２００へ処理が戻され、送電装置２００はＲＦＩＤタグの探索を継続する。

応答要求情報に含まれる車両ＩＤを含むタグ情報が受信されると（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、送電装置２００は、自スタンドのスタンドＩＤと受信した車両ＩＤとを付与した接続要求情報を無線通信により送信する（ステップＳ２１０）。該当の車両１００によりこの接続要求情報が受信されると、車両１００から接続完了通知が無線通信により送信される（ステップＳ１１５）。そして、送電装置２００において接続完了通知が受信されると（ステップＳ２１５においてＹＥＳ）、送電装置２００は、車両を特定した無線通信を開始する。これによって、車両１００と送電装置２００との間の１対１通信が確立する（ステップＳ２２０）。

図１０を参照して、引き続き送電装置２００について説明する。車両１００の近接端（車両後方端）に設けられたＲＦＩＤタグ１５５−１が検知されて車両１００との１対１通信が開始された後も、送電装置２００は、ＲＦＩＤタグ１５５の探索を継続的に実行する（ステップＳ２２５）。そして、駐車動作が進行し、ＲＦＩＤタグ１５５−１に続いて、受電部１１０の端部に配置されたＲＦＩＤタグ１５５−３がＲＦＩＤリーダ２７０−１からの電力を受けると、ＲＦＩＤタグ１５５−３は、内部に記憶されたタグ情報を送信する（ステップＳ１５５）。なお、このタグ情報には、車両１００の車両ＩＤのほか、ＲＦＩＤタグ１５５−３を特定するためのＩＤ情報が含まれる。

送電装置２００は、ＲＦＩＤタグ１５５−３のタグ情報を受信すると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、車両１００の車高（受電部１１０の地面からの高さ）を算出する（ステップＳ２３５）。この実施の形態では、図８に示したように、ＲＦＩＤリーダ２７０−１に比較的近接した位置にＲＦＩＤリーダ２７０−２，２７０−３が設けられ、ＲＦＩＤリーダ２７０−１〜２７０−３の各々からＲＦＩＤタグ１５５−３の距離を検出することによって、３点測量の原理を用いてＲＦＩＤタグ１５５−３の位置（地面からの高さ）が算出される。そして、この算出結果を用いて車高（受電部１１０の地面からの高さ）が算出される。車高の算出結果は、車両１００へ送信され、車両１００において、車高に応じて整合器１７０が調整される。なお、特に図示しないが、車高に応じて送電装置２００の整合器２６０を調整してもよい。

次いで、送電装置２００は、送電部２２０に対する受電部１１０の位置合わせ処理を支援するためのテスト送電を開始する（ステップＳ２４０）。続いて、送電装置２００は、送電部２２０に対する受電部１１０の相対位置を検出する（ステップＳ２４５）。この実施の形態では、図８に示したように、送電部２２０の端部にＲＦＩＤリーダ２７０−４が設けられ、ＲＦＩＤリーダ２７０−４に比較的近接した位置にＲＦＩＤリーダ２７０−５，２７０−６がさらに設けられる。そして、ＲＦＩＤリーダ２７０−４〜２７０−６の各々から受電部１１０の端部に設けられるＲＦＩＤタグ１５５−３までの距離を検出することによって、３点測量の原理を用いてＲＦＩＤタグ１５５−３の位置が算出され、その算出結果に基づいて送電部２２０に対する受電部１１０の相対位置が検出される。

この受電部１１０の位置検出結果は、車両１００へ送信され、その位置検出結果に基づいて、送電部２２０に対する受電部１１０の位置合わせ処理が実行される（ステップＳ１３５）。なお、上述のように、ＲＦＩＤによる通信を用いた位置検出では、送電部２２０と受電部１１０との間の電力伝送効率が実際に最適となる位置までは分からないため、ステップＳ２４０において開始されたテスト送電に伴なう電力伝送効率に基づいて、送電部２２０と受電部１１０との位置合わせ処理が補完される。

送電装置２００は、ＲＦＩＤタグ１５５の探索を継続的に実行する（ステップＳ２５０）。そして、駐車動作が進行し、ＲＦＩＤタグ１５５−３に続いて、車両１００の遠方端（車両前方端）に配置されたＲＦＩＤタグ１５５−２がＲＦＩＤリーダ２７０−１からの電力を受けると、ＲＦＩＤタグ１５５−２は、内部に記憶されたタグ情報を送信する（ステップＳ１６０）。なお、このタグ情報にも、車両１００の車両ＩＤのほか、ＲＦＩＤタグ１５５−２を特定するためのＩＤ情報が含まれる。

そして、ＲＦＩＤタグ１５５−２のタグ情報が受信され（ステップＳ２５５においてＹＥＳ）、さらに車両１００の駐車が完了すると（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、送電装置２００は、テスト送電を停止し（ステップＳ２６５）、車両１００の蓄電装置１９０を充電するための送電処理を実行する（ステップＳ２７０）。

一方、車両１００においては、車高の算出結果に基づいて整合器１７０が調整される（ステップＳ１３０）。なお、整合器１７０の調整については、たとえば、車高と調整値との関係を予め求めておいてマップ等により準備しておき、そのマップを用いて車高の算出結果に基づいて整合器１７０を調整することができる。

また、車両１００は、受電部１１０の位置検出結果に基づいて、送電部２２０に対する受電部１１０の位置合わせ処理を実行する（ステップＳ１３５）。なお、車両１００では、送電装置２００からテスト送電を受けており、そのテスト送電における電力伝送効率（単に受電電力でもよい。）に基づいて、上記位置合わせ処理を補完する。

次いで、車両１００は、駐車枠２８０内において車両１００の駐車位置が適切か否かを判定する（ステップＳ１４０）。たとえば、送電部２２０と受電部１１０との相対的な位置ずれ量が所定範囲内であり、かつ、テスト送電による電力伝送効率が所定値を超えている場合に、駐車位置が適切であると判定される。

駐車位置が適切でない場合は（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１３５へ処理が戻され、引き続き位置合わせ処理が実行される。一方、駐車位置が適切な場合は（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、車両１００は、駐車動作の完了通知を送電装置２００へ送信する（ステップＳ１４５）。その後、ステップＳ１５０へ処理が進められ、送電装置２００における送電処理の実行とともに、車両１００において受電処理が実行される（ステップＳ１５０）。

以上のように、この実施の形態においては、車両１００において、駐車枠２８０内へ当該車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部（車体後方端）にＲＦＩＤタグ１５５（ＲＦＩＤタグ１５５−１）が配置されるので、ＲＦＩＤタグ１５５に記憶された車両ＩＤを送電装置２００によって早期に読取ることができる。したがって、この実施の形態によれば、送電装置２００と車両１００との間のペアリングを早期に確立することができる。その結果、駐車動作時の位置合わせ等を余裕をもって行なうことが可能になる。

また、この実施の形態においては、車体前方端にもＲＦＩＤタグ１５５（ＲＦＩＤタグ１５５−２）が設けられるので、前進駐車時においても、送電装置２００と車両１００との間のペアリングを早期に確立することができる。

さらに、この実施の形態においては、受電部１１０の端部にもＲＦＩＤタグ１５５（ＲＦＩＤタグ１５５−３）がさらに設けられるので、ＲＦＩＤリーダからＲＦＩＤタグ１５５−３の距離を検出することによって、受電部１１０の地面からの高さや送電部２２０と受電部１１０との相対位置等を精度よく検出することができる。

さらに、ＲＦＩＤタグ１５５−３は、受電部１１０から車体前方端までの距離と、受電部１１０から車体後方端までの距離とのうち、距離が長い方の車体端部側（上記の実施の形態では車体前方側）において受電部１１０に近接して配置される。これにより、駐車動作時にＲＦＩＤタグ１５５−３とＲＦＩＤタグ１５５−２との間隔が空き過ぎることによるＲＦＩＤの通信途絶を回避することができる。

また、さらに、この実施の形態においては、ＲＦＩＤタグ１５５−１〜１５５−３の各々は、車体左右方向について略中央に配置されるので、隣接する駐車枠に対応する送電装置との誤ペアリングを回避することができる。

そして、この実施の形態によれば、通信部による広域通信とともにＲＦＩＤによる狭域通信を併用して送電装置２００と車両１００との間のペアリングを行なうことによって、信頼性の高いペアリングを実現することができる。

また、さらに、この実施の形態においては、送電装置２００においても、ＲＦＩＤリーダ２７０−１が、駐車枠２８０内において、駐車枠２８０内への車両進入端近傍に配置される。これにより、送電装置２００と車両１００とのペアリングを最大限に早い段階で完了させることができる。

なお、上記の実施の形態において、ＲＦＩＤタグ１５５−１は、この発明における「ＩＤタグ」の一実施例に対応し、ＲＦＩＤタグ１５５−２，１５５−３の各々は、この発明における「もう１つのＩＤタグ」の一実施例に対応する。また、ＲＦＩＤリーダ２７０−１は、この発明における「読出部」の一実施例に対応し、ＲＦＩＤリーダ２７０−４は、この発明における「もう１つの読出部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，１０Ａ 給電システム、１００，１００Ａ 車両、１１０，１１０Ａ 受電部、１１１，１１３，２２１，２２３ コイル、１１２，１１４，２２２，２２４ キャパシタ、１１５ ＳＭＲ、１１８ 電気負荷、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１５５ ＲＦＩＤタグ、１６０，２３０ 通信部、１７０，２６０ 整合器、１８０ 整流器、１８５ ＣＨＲ、１９０ 蓄電装置、１９５ 電圧センサ、１９６ 電流センサ、２００ 送電装置、２１０ 電源装置、２２０，２２０Ａ 送電部、２４０ 送電ＥＣＵ、２５０ 電源部、２７０ ＲＦＩＤリーダ、２８０ 駐車枠、３００ 車両ＥＣＵ、４００ 商用電源。

Claims (14)

1. 送電装置から電力を受電する車両であって、
   前記送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電部と、
   前記送電装置において当該車両を認識するための識別情報であって前記送電装置により非接触で被読出可能な情報が予め記憶されたＩＤタグとを備え、
   前記ＩＤタグは、前記送電装置から電力を受電するための駐車枠内へ当該車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部に配置される、車両。
2. 車体前後方向について前記ＩＤタグと反対側の車体端部に配置され、前記送電装置により非接触で被読出可能な前記識別情報が予め記憶されたもう１つのＩＤタグをさらに備える、請求項１に記載の車両。
3. 前記受電部に近接して配置され、前記送電装置により非接触で被読出可能な前記識別情報が予め記憶されたもう１つのＩＤタグをさらに備える、請求項１に記載の車両。
4. 前記受電部は、車体下部に配設され、
   前記もう１つのＩＤタグは、前記受電部から車体前方端までの距離と、前記受電部から車体後方端までの距離とのうち、距離が長い方の車体端部側において前記受電部に近接して配置される、請求項３に記載の車両。
5. 前記ＩＤタグは、車体左右方向について略中央に配置される、請求項１に記載の車両。
6. 前記送電装置と無線通信を行なう通信部をさらに備え、
   前記送電装置により読出される前記識別情報において示される車両情報が、前記通信部から前記送電装置へ送信される情報において示される車両情報に対応する場合に、当該車両は、前記送電装置から電力供給されるべき車両であると認識される、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
7. 前記ＩＤタグと前記送電装置との通信可能距離は、前記通信部と前記送電装置との通信可能距離よりも短い、請求項６に記載の車両。
8. 前記受電部の固有周波数と前記送電装置の送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の車両。
9. 前記受電部と前記送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である、請求項１に記載の車両。
10. 前記受電部は、前記受電部と前記送電装置の送電部との間に形成される磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電し、
    前記磁界および前記電界は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１に記載の車両。
11. 車両へ電力を供給する送電装置であって、
    前記車両へ非接触で電力を出力する送電部と、
    前記車両に設けられるＩＤタグに予め記憶された、前記車両を認識するための識別情報を前記ＩＤタグから非接触で読出すための読出部とを備え、
    前記読出部は、前記車両へ電力を供給するための駐車枠内において、前記駐車枠内への車両進入端近傍に配置される、送電装置。
12. 前記送電部に近接して配置され、前記ＩＤタグに予め記憶された前記識別情報を前記ＩＤタグから非接触で読出すためのもう１つの読出部をさらに備える、請求項１１に記載の送電装置。
13. 送電装置から車両へ非接触で電力を供給する給電システムであって、
    前記車両は、
    前記送電装置から出力される電力を非接触で受電する受電部と、
    前記送電装置において当該車両を認識するための識別情報が予め記憶されたＩＤタグとを備え、
    前記送電装置は、
    前記受電部へ非接触で電力を出力する送電部と、
    前記ＩＤタグから前記識別情報を非接触で読出すための読出部とを備え、
    前記ＩＤタグは、前記送電装置から前記車両へ電力を供給するための駐車枠内へ前記車両が誘導されるときの車両進行方向の車体先端部に配置される、給電システム。
14. 前記読出部は、前記駐車枠内において、前記駐車枠内への車両進入端近傍に配置される、請求項１３に記載の給電システム。

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