KR101668910B1 - 비접촉 급전 장치, 차량 및 비접촉 급전 시스템 - Google Patents

비접촉 급전 장치, 차량 및 비접촉 급전 시스템 Download PDF

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히로시 다나카
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

비접촉 급전 시스템은 차량(200)에 설치된 수전 코일(22)과, 급전 장치(100)측의 송전 코일(12) 사이에서, 자기적 결합에 의해 비접촉으로 급전을 행한다. 차량(200)과 급전 장치(100) 사이의 거리를 검출하기 위해 양자 사이에서 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과, 수전 코일(22)과 송전 코일(12)의 상대적인 위치를 검출하기 위해 무선 통신을 행하는 제2 통신 수단을 구비한다. 제1 통신 수단에 의해 계측되는 차량(200)과 급전 장치(100) 사이의 거리가 소정의 거리보다 짧아졌을 때에, 제2 통신 수단이 기동된다.

Description

비접촉 급전 장치, 차량 및 비접촉 급전 시스템 {NON-CONTACT POWER SUPPLY DEVICE, VEHICLE, AND NON-CONTACT POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 비접촉(즉, 무선 또는 유도식) 급전 장치, 차량 및 비접촉 급전 시스템에 관한 것이다.
휴대기를 조작함으로써 본체부에 설치되어 있는 피제어부를 무선으로 제어하는 원격 제어 장치가 알려져 있다(특허문헌 1). 상기 본체부는 전자파를 송전 코일로부터 발생하는 전자파 발생부와, 리시버를 구비한다. 상기 휴대기는 상기 전자파를 수전 코일에 의해 수신하고, 이에 기초하여 직류 전력을 생성하는 직류 전력 생성 수단과, 상기 직류 전력 생성 수단에 의해 충전되는 2차 전지와, 트랜스미터를 구비한다. 이 원격 제어 장치는 상기 트랜스미터로부터 전파에 의해 송신 출력된 암호 코드를 상기 리시버에서 수신하고, 암호 코드의 일치를 조건으로 동작 제어한다.
그러나, 이 선행 기술에 있어서는, 상기 리시버와 상기 트랜스미터 사이에서 전파를 송수신한 경우에, 주위의 무선 기기로의 전파 장해를 유인할 가능성이 있다.
일본 특허 출원 공개 평9-130864호 공보
본 발명의 목적은 주위의 무선 기기로의 전파 장해를 억제한 비접촉 급전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 비접촉(즉, 무선 또는 유도식) 급전 시스템은 차량과 급전 장치 사이에서 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과, 상기 제1 통신 수단과는 달리, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 무선 통신을 행하는 제2 통신 수단을 구비하고 있고, 상기 제1 통신 수단에 의해 상기 차량과 무선 통신을 행한 후에, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 차량과 무선 통신을 행한다.
본 발명에 따르면, 차량이 급전 장치에 근접한 상태에서 제2 통신 수단이 기동되므로, 이 제2 통신 수단에 의한 주변 기기로의 전파 장해가 억제된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 비접촉 충전 시스템에 포함되는 송전 코일, 수신부, 수전 코일 및 송신부의 사시도이다.
도 3은 도 1의 비접촉 급전 시스템에 포함되는, 송전 코일 및 수전 코일이 위치 어긋나지 않고, 대향하고 있는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다.
도 4는 도 1의 비접촉 급전 시스템에 포함되는, 송전 코일 및 수전 코일이 위치가 어긋나, 대향하고 있는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다.
도 5는 도 1의 비접촉 급전 시스템에 포함되는, 송전 코일 및 수전 코일이 위치 어긋나면서 대향하고, 송전 코일과 수전 코일 사이에 이물질이 존재하는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다.
도 6은 도 1의 비접촉 충전 시스템에 포함되는, 비접촉 급전 장치의 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 도 6의 원격 통신 제어의 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 6의 위치 검출 제어의 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 비접촉 급전 장치를 포함하는 차량(200) 및 급전 장치(100)를 구비한 비접촉 충전 시스템의 블록도이다. 또한, 본 예의 비접촉 급전 장치의 차량측의 유닛은 전기 자동차에 탑재되지만, 하이브리드 차량 등의 차량이어도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 시스템은 차량측의 유닛을 포함하는 차량(200)과, 지상측 유닛인 급전 장치(100)를 구비하여, 급전 스탠드 등에 설치되는 급전 장치(100)로부터, 비접촉으로 전력을 공급하여, 차량(200)에 설치되는 배터리(28)를 충전하는 시스템이다.
급전 장치(100)는 전력 제어부(11)와, 송전 코일(12)과, 수신부(13)와, 무선 통신부(14)와, 제어부(15)를 구비하고 있다. 급전 장치(100)는 차량(200)을 주차하는 주차 스페이스에 설치되어 있고, 차량(200)이 소정의 주차 위치에 주차되면 코일 사이의 비접촉 급전에 의해 전력을 공급하는 지상측의 유닛이다.
전력 제어부(11)는 교류 전원(300)으로부터 송전되는 교류 전력을, 고주파의 교류 전력으로 변환하여, 송전 코일(12)로 송전하기 위한 회로이고, 정류부(111)와, PFC(Power Factor Correction) 회로(112)와, 인버터(113)와, 센서(114)를 구비하고 있다. 정류부(111)는 교류 전원(300)에 전기적으로 접속되어, 교류 전원으로부터의 출력 교류 전력을 정류하는 회로이다. PFC 회로(112)는 정류부(111)로부터의 출력 파형을 정형함으로써 역률을 개선하기 위한 회로이며, 정류부(111)와 인버터(113) 사이에 접속되어 있다. 인버터(113)는 평활 콘덴서나 IGBT 등의 스위칭 소자를 가진 PWM 제어 회로 등을 포함하는 전력 변환 회로이고, 제어부(15)에 의한 스위칭 제어 신호에 기초하여, 직류 전력을 고주파의 교류 전력으로 변환하여, 송전 코일(12)에 공급한다. 센서(114)는 PFC 회로(112)와 인버터(113) 사이에 접속되어, 전류나 전압을 검출한다. 송전 코일(12)은 차량(200)측에 설치되어 있는 수전 코일(22)에 대해 비접촉으로 전력을 공급하기 위한 코일이고, 본 예의 비접촉 급전 장치를 설치한 주차 스페이스에 설치되어 있다.
차량(200)이 소정의 주차 위치에 주차되면, 송전 코일(12)은 수전 코일(22)의 하부이고, 수전 코일(22)과 거리를 유지하여 위치 부여된다. 송전 코일(12)은 주차 스페이스의 표면과 평행한 원형 형상의 코일이다.
수신부(13)는 수신용 안테나에 의해 구성되는 센서이고, 지상측인 급전 장치(100)에 설치되어, 수신용 안테나의 근방 자계를 측정함으로써, 송신부(23)로부터 송신되는 전자파를 수신한다. 수신용 안테나에는, 예를 들어 자계 안테나 등이 사용된다. 또한, 수신부(13)와 송신부(23) 사이에서 송수신되는 전자파의 주파수는, 후술하는 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신 주파수에 대해, 낮은 주파수가 설정되어 있다. 또한, 당해 전자파의 주파수는 인텔리전트 키 등의 차량 주변 기기에서 사용되는 주파수 대역에 포함되거나, 혹은 당해 주파수 대역에 가까운 주파수이다. 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 통신에는, 후술하는 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신과 비교하여, 근거리에 적합한 통신 방식이 사용되어 있다.
무선 통신부(14)는 차량(200)측에 설치된 무선 통신부(24)와 쌍방향으로 통신을 행하는 것으로, 지상측인 급전 장치(100)에 설치되어 있다. 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신 주파수에는 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 신호의 주파수나, 인텔리전트 키 등의 차량 주변 기기에서 사용되는 주파수보다 높은 주파수가 설정되어 있으므로, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 통신을 행해도, 차량 주변 기기는 당해 통신에 의한 간섭을 받기 어렵다. 무선 통신부(14) 및 무선 통신부(24) 사이의 통신에는, 예를 들어 각종 무선 LAN 방식이 사용되어, 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 통신과 비교하여, 원거리에 적합한 통신 방식이 사용되어 있다.
제어부(15)는 급전 장치(100) 전체를 제어하는 부분이고, 거리 측정부(151), 위치 검출부(152) 및 이물질 검출부(153)를 구비하여, 전력 제어부(11), 송전 코일(12), 수신부(13) 및 무선 통신부(14)를 제어한다. 제어부(15)는 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신에 의해, 급전 장치(100)로부터의 전력 공급을 개시하는 취지의 제어 신호를 차량(200)측으로 송신하거나, 차량(200)측으로부터, 급전 장치(100)로부터 전력을 수급하고 싶은 취지의 제어 신호를 수신한다. 제어부(15)는 센서(114)의 검출 전류에 기초하여, 인버터(113)의 스위칭 제어를 행하여, 송전 코일(12)로부터 송전되는 전력을 제어한다.
차량(200)은 수전 코일(22)과, 송신부(23)와, 무선 통신부(24)와, 충전 제어부(25)와, 정류부(26)와, 릴레이부(27)와, 배터리(28)와, 인버터(29)와, 모터(30)를 구비하고 있다. 수전 코일(22)은 차량(200)의 저면(섀시) 등에서, 후방의 차륜 사이에 설치되어 있다. 그리고, 당해 차량(200)이 소정의 주차 위치에 주차되면, 수전 코일(22)은 송전 코일(12)의 상부이고, 송전 코일(12)과 거리를 유지하여 위치 부여된다. 수전 코일(22)은 주차 스페이스의 표면과 평행한 원형 형상의 코일이다.
송신부(23)는 송신용 안테나에 의해 구성되는 센서이고, 차량(200)에 설치되어 수신부(13)로 전자파를 송신한다. 송신용 안테나에는, 예를 들어 자계 안테나 등이 사용된다. 무선 통신부(24)는 급전 장치(100)측에 설치된 무선 통신부(14)와 쌍방향으로 통신을 행하는 것으로, 차량(200)에 설치되어 있다.
정류부(26)는 수전 코일(22)에 접속되어, 수전 코일(26)에서 수전된 교류 전력을 직류로 정류하는 정류 회로에 의해 구성되어 있다. 릴레이부(27)는 제어부(25)의 제어에 의해 온 및 오프가 전환되는 릴레이 스위치를 구비하고 있다. 또한, 릴레이부(27)는 당해 릴레이 스위치를 오프로 함으로써, 배터리(28)를 포함하는 강전계와, 충전 회로부가 되는 수전 코일(22) 및 정류부(26)의 약전계를 분리한다.
배터리(28)는 복수의 2차 전지를 접속함으로써 구성되어, 차량(200)의 전력원으로 된다. 인버터(29)는 IGBT 등의 스위칭 소자를 가진 PWM 제어 회로 등의 제어 회로이며, 스위칭 제어 신호에 기초하여, 배터리(28)로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 하여 모터(30)에 공급한다. 모터(30)는, 예를 들어 3상의 교류 전동기에 의해 구성되어, 차량(200)을 구동시키기 위한 구동원으로 된다.
충전 제어부(25)는 배터리(28)의 충전을 제어하기 위한 컨트롤러이고, 송신부(23) 및 무선 통신부(24)를 제어한다. 충전 제어부(25)는 충전을 개시하는 취지의 신호를, 무선 통신부(24) 및 무선 통신부(14)의 통신에 의해 제어부(15)로 송신한다. 또한, 충전 제어부(25)는 차량(200) 전체를 제어하는 도시하지 않은 컨트롤러와 CAN 통신망으로 접속되어 있다. 당해 컨트롤러는 인버터(29)의 스위칭 제어나, 배터리(28)의 충전 상태(SOC)를 관리한다. 충전 제어부(25)는 당해 컨트롤러에 의해, 배터리(28)의 SOC에 기초하여 풀 충전에 도달한 경우에, 충전을 종료하는 취지의 신호를 제어부(15)로 송신한다.
본 예의 비접촉 급전 장치에서는 송전 코일(12)과 수전 코일(22) 사이에서, 전자기 유도 작용에 의해 비접촉 상태로 고주파 전력의 송전 및 수전을 행한다. 바꾸어 말하면, 송전 코일(12)에 전압이 가해지면, 송전 코일(12)과 수전 코일(22) 사이에는 자기적인 결합이 발생하여, 송전 코일(12)로부터 수전 코일(22)로 전력이 공급된다.
다음에, 도 2를 사용하여, 수신부(13) 및 송신부(23)의 구성을 설명한다. 도 2는 본 예의 비접촉 급전 장치의 일부인 송전 코일(12), 수신부(13), 수전 코일(22) 및 송신부(23)의 사시도이다.
수신부(13)는 4개의 수신용 안테나(13a 내지 13d)에 의해 구성되고, 수신용 안테나(13a 내지 13d)는 송전 코일(12)의 주위에 설치되어 있다. 또한, 수신용 안테나(13a 내지 13d)는 송전 코일(12)의 중심에 대해, 대칭이 되도록 배치되어 있다. 송신부(23)는 1개의 송신용 안테나에 의해 구성되고, 당해 송신용 안테나는 수전 코일(23)의 중심점에 설치되어 있다.
송전 코일(12) 및 수신부(13)는 지상측인 급전 장치(100)에 설치되어 있으므로, 송전 코일(12) 및 수신부(13)의 각각의 위치는 바뀌지 않는다. 한편, 수전 코일(22) 및 송신부(23)는 차량(200)에 설치되어 있으므로, 소정의 주차 스페이스에 대한 차량(200)의 주차 위치에 따라서, 수전 코일(22) 및 송신부(23)의 각각의 위치는 송전 코일(12) 및 수신부(13)의 각각의 위치에 대해 상대적으로 바뀐다.
수전 코일(22)의 중심점과 송전 코일(12)의 중심점이, 각각의 코일면의 방향, 바꾸어 말하면, 수전 코일(22) 및 송전 코일(12)의 평면 방향에 있어서, 서로 합치하도록 차량(200)이 소정의 주차 스페이스에 주차되었을 때에, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 각각의 위치로부터, 송신부(23)의 위치까지의 거리는 각각 동등해지도록 수신부(13) 및 송신부(23)가 배치되어 있다.
수신용 안테나(13a 내지 13d)는 송신부(23)의 안테나로부터 송신되는 신호를 각각 수신한다. 그리고, 수전 코일(22)의 중심점과 송전 코일(12)의 중심점이 수전 코일(22) 및 송전 코일(12)의 평면 방향에 있어서 합치하고 있는 경우에는, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 각각에서 수신되는 신호 강도는 동등해진다. 한편, 수전 코일(22)의 중심점과 송전 코일(12)의 중심점이 어긋나 있는 경우에는, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 각각에서 수신되는 신호 강도는 동등해지지 않는다. 즉, 본 예는 후술하는 바와 같이, 수신부(13) 및 송신부(23)로 구성되는 복수의 센서의 출력값으로부터, 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출함으로써, 양 코일의 위치 어긋남을 검출한다.
다음에, 도 1 및 도 2를 사용하여, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)에 의한 제어 내용을 설명한다.
제어부(15)는 초기화 제어로서, 급전 장치(100)의 각 시스템이 정상적으로 동작하는지 여부를 진단하는 시스템 체크를 행한다. 충전 제어부(25)는, 마찬가지로, 초기화 제어로서, 차량(200)의 충전 시스템이 정상적으로 동작하는지 여부를 진단하는 시스템 체크를 행한다. 시스템 체크의 결과, 차량(200)에서 시스템 이상이 발생하고 있는 경우에는, 차량(200)의 사용자에게 통지하고, 충전 장치(100)에서 시스템 이상이 발생하고 있는 경우에는, 충전 장치(100)를 관리하는 센터 등에 통지한다. 한편, 시스템 체크가 정상인 경우에는, 제어부(15)는 무선 통신부(14)를 기동시켜, 신호를 수신 가능한 상태로 한다. 또한, 급전 장치(100)측의 시스템 체크는, 예를 들어 소정의 주기로 정기적으로 행하고, 차량(200)측의 시스템 체크는, 예를 들어 차량(200)을 구동시키기 위한 메인 스위치가 온으로 되었을 때에 행한다.
제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 무선 통신부(14) 및 무선 통신부(24)를 각각 제어하여, 이하의 원격 통신 제어를 행한다. 우선, 충전 제어부(25)는 차량(200)에 설치되어 있는 GPS 기능으로부터, 차량(200)의 현재값의 정보를 취득하여, 차량의 현재지가, 미리 설정되어 있는 충전 포인트 영역 내에 있는지 여부를 판단한다. 여기서, 충전 포인트 영역이라 함은, 각 급전 장치(100)에 따라서 각각 설정되는 범위이며, 예를 들어, 지도상에서 급전 장치(100)의 위치를 중심으로 한 원 형상으로 표시되는 범위이다. 차량(200)이 충전 포인트 영역 내에 있다는 것은, 배터리(28)를 충전할 때에, 당해 충전 포인트 영역에 대응한 급전 장치(100)에서 충전이 행해진다는 것을 나타낸다.
그리고, 차량(200)의 현재지가 충전 포인트 영역 내에 있는 경우에는, 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)를 기동시켜, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 통신 가능한 상태로 한다. 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 통신 가능한 상태로 되면, 충전 제어부(25)는 링크를 확립하기 위한 신호를, 무선 통신부(24)로부터 무선 통신부(14)로 송신한다. 그리고, 제어부(15)는 당해 신호를 수신한 취지의 신호를, 무선 통신부(14)로부터 무선 통신부(24)로 송신한다. 이에 의해, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 링크가 확립된다.
또한, 충전 제어부(25)는 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신에 의해, 차량(200)의 ID를 제어부(15)로 송신한다. 제어부(15)는 차량(200)측으로부터 송신된 ID가, 미리 제어부(15)에 등록되어 있는 ID와 합치하는지 여부를 판정함으로써, ID 인증을 행한다. 본 예의 비접촉 급전 시스템에서는 미리 급전 가능한 차량(200)이 급전 장치(100)마다 미리 ID에 의해 등록되어 있다. 그로 인해, 상기의 ID 인증에 의해, 등록 ID와 합치한 차량(200)이 급전할 수 있다.
링크 확립 및 ID 인증을 종료하면, 차량(200)이 충전 포인트 영역에 대응한 급전 장치(100)에 근접하면서, 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)로부터 무선 통신부(14)로 신호를 소정의 주기로 송신한다. 제어부(15)는 거리 측정부(151)에 의해, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 측정한다. 무선 통신부(14)는 무선 통신부(24)로부터 주기적으로 송신되는 신호를 수신한다. 거리 측정부(151)는 수신한 신호의 전계 강도로부터, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 측정한다.
제어부(15)에는 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리가 근접하고, 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)의 평면 방향에 있어서의 코일 사이의 거리가 근접하게 되어 있는 것을 나타내기 위한 임계값이, 차량 접근 임계값으로서, 미리 설정되어 있다. 수신 신호의 강도는 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리와 상관성을 가지므로, 본 예에서는 차량 접근 임계값을 신호 강도에 의해 규정하고 있다.
제어부(15)는 수신 신호의 전계 강도와 차량 접근 임계값을 비교하여, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리가 소정의 거리보다 짧은지 여부를 판정한다. 그리고, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리가 소정의 거리보다 짧아지면, 제어부(15)는 수신부(13)를 기동하고, 또한 무선 통신부(14)로부터 무선 통신부(24)로 제어 신호를 송신한다. 충전 제어부(25)는 당해 제어 신호를 수신하면, 송신부(23)를 기동시킨다. 이에 의해, 수신부(13)는 송신부(23)보다 먼저 기동한다.
이에 의해, 본 예는 수신부(13) 및 송신부(23)에 의한 신호의 송수신을 항상 행하지 않고, 차량(200)이 급전 장치(100)에 접근한 경우에, 수신부(13) 및 송신부(23)를 기동시켜, 신호의 송수신을 행한다. 또한, 수신부(13) 및 송신부(23)는 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)이 겹치는 위치까지 접근했을 때에, 기동하여 전파를 발하도록 제어되므로, 수신부(13) 및 송신부(23)로부터의 전파 누설에 의한 다른 주변 기기로의 영향이 억제된다.
다음에, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 상기의 원격 통신 제어를 종료하면, 이하의 위치 검출 제어를 행한다. 충전 제어부(25)는 차량(200)이 정차한 것을 확인하면, 송신부(23)의 송신 안테나로부터, 수신부(13)의 수신 안테나(13a 내지 13d)에 대해 신호를 송신한다. 제어부(15)는 각 수신 안테나(13a 내지 13d)에 의해 수신된 신호의 출력값을 측정하여, 우선 수신 안테나(13a 내지 13d) 및 송신 안테나가 정상인지 여부를 판정한다. 제어부(15)에는 안테나의 이상을 판정하기 위한 이상 판정 임계값으로서 상한값 및 하한값이 미리 설정되어 있다. 수신 안테나(13a 내지 13d)의 모든 출력값이 하한값으로부터 상한값까지의 범위 내이면, 제어부(15)는 수신부(13) 및 송신부(23)가 정상적으로 동작하고 있다고 판정한다. 한편, 수신 안테나(13a 내지 13d)의 출력값이 상한값보다 높거나, 또는 하한값보다 낮은 경우에는, 제어부(15)는 수신부(13) 또는 송신부(23)의 적어도 한쪽이 고장이라고 판정한다. 그리고, 수신부(13) 또는 송신부(23)가 고장이라고 판정한 경우에는, 제어부(15)는 무선 통신부(14) 및 무선 통신부(24)를 통해, 이상을 나타내는 신호를 충전 제어부(25)로 송신하고, 충전 제어부(25)는 수신부(13) 또는 송신부(23)의 이상을 사용자에게 통지한다. 혹은, 제어부(15)는 수신부(13) 또는 송신부(23)의 이상을, 급전 제어부(100)를 관리하는 센터에 통지한다.
수신부(13) 및 송신부(23)가 정상인 경우에는, 제어부(15)는 이하의 요령으로, 위치 검출부(152)에 의해 코일의 위치 어긋남, 바꾸어 말하면, 송전 코일(12) 및 순코일의 겹침 상태를 검출하여, 이물질 검출부(153)에 의해 코일 사이에 존재하는 이물질을 검출한다. 도 3 내지 도 5를 사용하여, 코일의 위치 어긋남을 검출하는 제어 및 코일 사이의 이물질을 검출하는 제어를 각각 설명한다. 도 3은 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)이 위치가 어긋나지 않고, 대향하고 있는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다. 도 4는 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)이 위치가 어긋나, 대향하고 있는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다. 도 5는 도 4에 대해 이물질(40)이 송전 코일(12) 상에 존재하는 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시부 b), c)이다. X축 및 Y축은 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)의 평면 방향을 나타내고, Z축은 높이 방향을 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 송전 코일(12) 및 수전 코일(22)의 평면 방향에 있어서, 송전 코일(12)의 중심점과 수전 코일의 중심점이 일치하는 경우에는, 송신부(23)의 송전 안테나로부터 수신부(13)의 각 수신용 안테나(13a 내지 13d)까지의 각각의 거리는 동등해지므로, 수신용 안테나(13a 내지 13d)에서 수신되는 신호의 출력값은 동일한 값으로 된다. 여기서, 도 3에 도시하는 경우의, 각 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 출력값을 S로 한다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 수전 코일(22)이 송전 코일(12)에 대해 X축 방향으로 어긋나 있는 경우에는, 송신부(23)로부터 수신용 안테나(13a, 13d)까지의 거리가, 송신부(23)로부터 수신용 안테나(13b, 13c)까지의 거리보다 짧아진다. 그리고, 송신부(23)로부터 수신용 안테나(13a, 13d)까지의 거리는 도 3에 도시하는 상태에서의 송신부(23)로부터 각 수신용 안테나(13a 내지 13d)까지의 거리보다 짧아지므로, 수전 코일(13a, 13d)의 출력값은 출력값(S)보다 커져, 예를 들어 S＋30으로 된다. 한편, 송신부(23)로부터 수신용 안테나(13b, 13c)까지의 거리는 도 3에 도시하는 상태에서의 송신부(23)로부터 각 수신용 안테나(13a 내지 13d)까지의 거리보다 길어지므로, 수전 코일(13b, 13c)의 출력값은 출력값(S)보다 작아져, 예를 들어 S－30으로 된다.
그로 인해, 위치 검출부(152)는 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 출력값과, 기준이 되는 출력값 S를 비교하여, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 각 출력값의 어긋남을 연산함으로써, 송전 코일(12)에 대한 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출한다.
다음에, 이물질 검출부(153)에 의한 이물질 검지의 제어 내용을 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 도 4와 동일한 코일의 위치 관계에 있어서, 수신용 안테나(13a)의 부근에 이물질(40)이 존재하는 경우에는, 송신부(23)로부터 수신용 안테나(13a)로 송신되는 신호가 이물질(40)에 의해 차단되어 버리므로, 수신용 안테나(13a)의 출력값은 도 4의 수신용 안테나(13a)의 출력값(S＋30)보다 작아져, 예를 들어 S-600으로 된다. 한편, 수신용 안테나(13b 내지 13d)의 출력값은 도 4의 수신용 안테나(13b 내지 13d)의 출력값과 동일한 값으로 되어, 예를 들어 각각 S－30, S－30 및 S＋30으로 된다.
이물질 검출부(153)는 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 출력값의 각각의 차분의 절대값을 취하고, 당해 차분의 절대값과 임계값을 비교하여, 당해 차분이 임계값보다 큰 경우에, 코일 사이에 이물질이 존재한다고 판정한다. 당해 임계값은 이물질이 존재하는지 여부를 판정하기 위한 이물질 판정 임계값이고, 미리 설정되어 있는 값이다. 본 예에서는 이물질 판정 임계값을 60으로 한다.
도 4 및 도 5에 도시하는 예에 있어서, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 출력값을 각각 a 내지 d로 하면, 도 4에 도시하는 예에서는 이물질 검출부(153)에 의해, 각각의 차분의 절대값은 이하와 같이 연산된다.
|b－a|＝60
|c－a|＝60
|d－a|＝0
|c－b|＝0
|d－b|＝60
|d－c|＝60
그리고, 이물질 검출부(153)는 상기한 각각의 차분의 절대값과 이물질 판정 임계값을 비교하여, 모든 차분이 이물질 판정 임계값(＝60) 이하로 되므로, 송전 코일(12)과 수전 코일(22) 사이에 이물질은 존재하지 않는다고 판정한다.
한편, 도 5에 도시하는 예에서는, 이물질 검출부(153)에 의해, 각각의 차분의 절대값은 이하와 같이 연산된다.
|b－a|＝570
|c－a|＝570
|d－a|＝630
|c－b|＝0
|d－b|＝60
|d－c|＝60
이물질 검출부(153)는 상기한 각각의 차분의 절대값과 이물질 판정 임계값을 비교하여, 차분 |b－a|, |c－a| 및 |d－a|가 이물질 판정 임계값보다 커지므로, 이물질이 존재한다고 판정한다. 또한, 이물질 판정 임계값보다 큰 차분 중, 출력값 a가 공통되어 있으므로, 이물질 검출부(153)는 수신용 안테나(13a)의 부근에 이물질이 존재한다고 판정할 수 있다. 이에 의해, 이물질 검출부(153)는 송전 코일(12)과 수전 코일(22) 사이에 이물질이 존재하는지 여부를 검출하여, 이물질의 장소를 특정한다.
제어부(15)는 위치 검출부(152)에 의해 검출된, 송전 코일(12)에 대한 수전 코일(22)의 상대적인 위치를, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신을 통해, 차량(200)측으로 송신한다. 또한, 제어부(15)는 이물질 검출부(153)에 의해 이물질을 검출한 경우에는, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신을 통해, 차량(200)측으로 송신한다.
그리고, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 상기의 위치 검출 제어를 종료하면, 이하의 충전 제어를 행한다. 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)에 의해 수신한, 코일의 위치 어긋남의 정보로부터, 충전 시간을 산출한다. 송전 코일(12)로부터 수전 코일(22)로 공급되는 전력의 송전 효율은 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 결합 계수에 의존하고, 당해 결합 계수는 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치 관계와 상관되어 있다. 그로 인해, 충전 제어부(25)는 송전 코일(12)로부터 송전되는 전력에 대해, 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 알면, 수전 코일에 의해 수전되는 전력을 산출할 수 있다. 그리고, 충전 제어부(25)는 코일의 위치 어긋남에 기초하는 수전 전력에 대응한 충전 전력과, 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 관리되는 배터리(28)의 SOC로부터, 충전 시간을 산출할 수 있다. 그리고, 사용자가 충전 제어부(25)에 의해 산출된 충전 시간으로 충전을 행해도 된다고 판단한 경우에는, 사용자의 조작에 기초하여, 충전 제어부(25)는 충전을 개시하는 취지의 신호를, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신에 의해 급전 장치(100)로 송신한다. 제어부(15)는 당해 신호에 기초하여, 급전을 개시한다. 한편, 사용자가 충전 제어부(25)에 의해 산출된 충전 시간으로 충전을 행하지 않는다고 판단한 경우에는, 사용자는 충전 시간을 단축시키기 위해, 재주차시켜, 코일의 위치 어긋남을 작게 한다. 충전 제어부(25)는 배터리(28)가 풀 충전이 되면, 무선 통신부(24)로부터 무선 통신부(14)로, 충전을 종료하는 취지의 제어 신호를 송신하고, 제어부(15)는 당해 제어 신호에 기초하여, 급전을 정지시킨다.
또한, 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)에 의해, 이물질을 검출한 취지의 신호를 수신한 경우에는, 도시하지 않은 컨트롤러를 통해, 사용자에 대해 이물질의 존재를 통지한다. 사용자는 통지에 기초하여, 이물질을 배제함으로써, 충전을 개시시킬 수 있다. 또한, 제어부(15)는, 이물질을 검출한 경우에는, 급전을 행하지 않는다.
다음에, 도 6 내지 도 8을 사용하여, 본 예의 비접촉 급전 시스템의 제어 수순을 설명한다. 도 6은 본 예의 비접촉 급전 시스템의 제어 수순을 도시하는 흐름도이고, 도 7은 도 6의 원격 통신 제어의 제어 수순을 도시하는 흐름도이고, 도 8은 도 6의 위치 검출 제어의 제어 수순을 도시하는 흐름도이다.
스텝 S1에서, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 초기화 제어로서, 시스템 체크를 행한다. 스텝 S2에서, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 원격 통신 제어를 행한다.
스텝 S2의 원격 통신 제어에 대해, 도 7에 도시한 바와 같이, 스텝 S21에서, 충전 제어부(25)는 도시하지 않은 컨트롤러의 GPS 기능에 의해, 차량(200)의 현재지를 취득한다. 스텝 S22에서, 충전 제어부(25)는 취득한 현재지가 급전 장치(100)의 충전 포인트 영역 내에 있는지 여부를 판정한다. 현재지가 충전 포인트 영역 내에 없는 경우에는 스텝 S21로 복귀된다. 현재지가 충전 포인트 영역 내에 있는 경우에는, 스텝 S23에서, 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)를 기동시킨다.
스텝 S24에서, 제어부(15) 및 충전 제어부(25)는 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 링크를 확립하기 위한 신호를 송수신하여, 링크가 확립되었는지 여부를 판정한다. 링크가 확립되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S24로 돌아가, 다시, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이에서 신호를 송수신한다. 링크가 확립된 경우에는, 스텝 S25에서, 충전 제어부(25)는 급전 장치(100)에 차량(200)의 ID를 송신한다. 제어부(15)는 무선 통신부(14)에 의해 수신한 신호에 포함되는 ID와, 급전 장치(100)에 등록되어 있는 ID를 대조함으로써, ID 인증을 행한다.
ID가 인증되지 않은 경우에는, 본 예의 제어를 종료한다. 한편, ID가 인증된 경우에는, 스텝 S26에서, 충전 제어부(25)는 차량(200)이 급전 장치(100)에 근접하고 있는 것을 나타내기 위해, 무선 통신부(24)로부터 신호를 소정의 주기로 송신한다. 제어부(15)는 거리 측정부(151)에 의해, 무선 통신부(14)에서 수신되는 수신 신호의 전계 강도를 측정함으로써, 차량(200)과 급전 장치(100) 사이의 거리를 측정한다. 그리고, 스텝 S27에서, 제어부(15)는 수신 신호의 전계 강도가 차량 접근 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 수신 신호의 전계 강도가 차량 접근 임계값 이하인 경우에는, 수신부(13) 및 송신부(23)를 기동시켜 코일의 위치 어긋남을 검출할수록, 차량(200)이 급전 장치(100)에 근접하고 있지 않다고 판단하여, 스텝 S26으로 돌아간다. 한편, 수신 신호의 전계 강도가 차량 접근 임계값보다 큰 경우에는, 차량(200)이 급전 장치(100)에 근접하고 있다고 판단하여, 스텝 S3으로 이행하여, 스텝 S2의 원격 통신 제어를 종료한다.
스텝 S3의 위치 검출 제어에 대해, 도 8에 도시한 바와 같이, 스텝 S31에서, 제어부(15)는 수신부(13)를 기동시켜, 위치 검출 제어를 개시시키는 취지의 신호를 무선 통신부(14)로부터 무선 통신부(24)로 송신한다. 스텝 S32에서, 충전 제어부(25)는 스텝 S31에서 송신된 신호에 기초하여, 송신부(23)를 기동시킨다. 스텝 S33에서, 제어부(15)는 송신부(23)로부터 송신되어, 수신부(13)의 수신 안테나(13a 내지 13d)에서 수신되는 수신 신호의 출력값을 각각 측정한다. 스텝 S34에서, 제어부(15)는 각각의 수신 신호의 출력값이 이상 판정의 하한값보다 크고, 또한 이상 판정의 상한값보다 작은지 여부를 판단한다.
수신 신호의 출력값이, 하한값보다 높고, 또한 상한값보다 낮은 경우에는, 스텝 S35에서, 제어부(15)는 각 수신 안테나(13a 내지 13d)에서 수신되는 출력값의, 각각의 차를 연산한다. 스텝 S36에서, 제어부(15)는 이물질 검출부(153)에 의해, 각각의 출력값의 차의 절대값이 이물질 판정 임계값 이하인지 여부를 판정한다. 각각의 출력값의 차의 절대값이 이물질 판정 임계값 이하인 경우에는, 스텝 S37에서, 이물질 검출부(153)는 송전 코일(12)과 수전 코일(22) 사이에 이물질이 존재하지 않는다고 판정한다. 스텝 S38에서, 제어부(15)는 위치 검출부(152)에 의해, 스텝 S33에서 측정한 수신 안테나(13a 내지 13d)의 출력값으로부터, 송전 코일(12)에 대한 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출함으로써, 송전 코일(12)에 대한 수전 코일(22)의 위치 어긋남을 검출하여, 검출 결과를 차량(200)측으로 송신하고, 스텝 S4로 이행하여, 위치 검출 제어를 종료한다.
스텝 S36으로 돌아가, 수신용 안테나(13a 내지 13d)의 각각의 출력값의 차의 절대값이 이물질 판정 임계값보다 큰 경우에는, 스텝 S361에서, 이물질 검출부(153)는 이물질이 있다고 판정한다. 그리고, 스텝 S362에서, 제어부(15)는 이물질이 존재하는 취지의 신호를, 무선 통신부(14)를 통해, 차량(200)으로 송신한다. 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)에 의해 수신된 당해 신호에 기초하여, 사용자에게 이물질이 존재하는 것을 통지한다. 이물질이 존재하는 경우에는, 스텝 S4의 충전 제어로 이행하는 일 없이 본 예의 제어를 종료한다.
스텝 S34로 돌아가, 수신 안테나(13a 내지 13d)의 출력값이, 하한값보다 작거나, 또는 상한값보다 큰 경우에는, 스텝 S341에서, 제어부(15)는 수신부(13) 또는 송신부(23)에 이상이 발생하고 있다고 판정한다. 그리고, 스텝 S362에서, 제어부(15)는 송신부(13) 또는 수신부(23)에 이상이 발생하고 있는 취지의 신호를, 무선 통신부(14)를 통해 차량(200)으로 송신한다. 충전 제어부(25)는 무선 통신부(24)에 수신된 당해 신호에 기초하여, 사용자에게 이상이 발생하고 있는 것을 통지한다. 수신부(13) 또는 송신부(23)에 이상이 발생하고 있는 경우에는, 스텝 S4의 충전 제어로 이행하는 일 없이 본 예의 제어를 종료한다.
도 6으로 돌아가, 스텝 S4에서, 충전 제어부(25)는 위치 검출부(152)에 의해 검출된 코일의 위치 어긋남의 정보와, 배터리(28)의 SOC를 사용하여, 충전 시간을 산출하여 사용자에게 통지한다. 그리고, 사용자의 조작에 기초하여, 충전 제어부(25)는 충전을 개시하는 취지의 신호를 급전 장치(100)로 송신한다. 제어부(15)는 당해 신호를 수신하면, 송전 코일(12)로부터 수전 코일(22)로의 급전을 개시한다. 급전 개시 시에는, 제어부(15)는 수신부(13)를 정지하고, 충전 제어부(25)는 송신부(23)를 정지한다. 그리고, 배터리(28)가 풀 충전에 도달하면, 제어부(15)는 급전을 정지하여, 본 예의 충전 제어를 종료한다.
상기와 같이, 본 예의 비접촉 급전 시스템은 무선 통신부(14) 및 무선 통신부(24)와, 송신부(23)와 수신부(13)를 구비하고, 무선 통신부의 출력으로부터 차량(200)과 급전 장치(100) 사이의 거리를 검출하여, 당해 거리가 차량 접근 임계값보다 짧은 경우에, 송신부(23) 및 수신부(13)를 기동시켜, 수신부(13)의 출력으로부터 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출한다. 이에 의해, 송전 코일(12)의 상부에 차량(200)이 있는 경우에, 수신부(13) 및 송신부(23)를 기동하여, 신호를 발하므로, 당해 신호에 기초하는 전파 누설을 방지할 수 있어, 외부의 주변 기기로의 전파 장해를 억제할 수 있다. 또한, 본 예는 수신부(13) 및 송신부(23)를 항상 기동시키지 않아도 되므로, 수신부(13) 및 송신부(23)로부터의 전파의 누설을 저감시킬 수 있어, 그 결과로서, 외부의 주변 기기, 예를 들어 인텔리전트 키 시스템이나 타이어 공기압 모니터링 시스템 등으로의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 예는 무선 통신부(14)에서 수신되는 신호의 전계 강도에 기초하여, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 검출한다. 이에 의해, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 검출할 때의 신호가, 상기한 외부의 주변 기기의 신호를 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 예는 차량(200)과 급전 장치(100) 사이의 거리가 차량 접근 임계값보다 짧은 경우에, 송신부(23)보다 먼저 수신부(13)를 기동시킨다. 이에 의해, 송신부(23)로부터 신호가 발해졌음에도, 수신부(13)가 기동하고 있지 않아, 당해 신호를 수신할 수 없는 사태를 회피시킬 수 있다.
또한, 본 예의 급전 장치(100)는 무선 통신부(24)와 무선 통신을 행하는 무선 통신부(14)와, 송신부(23)와 무선 통신을 행하는 수신부(13)와, 제어부(15)를 구비하고, 무선 통신부(24)의 출력으로부터 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 검출하여, 당해 거리가 차량 접근 임계값보다 짧은 경우에, 수신부(13)를 기동시켜, 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출한다. 이에 의해, 송전 코일(12)의 상부에 차량(200)이 있는 경우에, 수신부(13)를 기동하여, 신호를 수신하므로, 당해 신호에 기초하는 전파 누설을 방지할 수 있어, 외부의 주변 기기로의 전파 장해를 억제할 수 있다. 또한, 본 예는 수신부(13)를 항상 기동시키지 않아도 되므로, 수신부(13)로부터의 전파의 누설을 저감시킬 수 있고, 그 결과로서, 외부의 주변 기기, 예를 들어 인텔리전트 키 시스템이나 타이어 공기압 모니터링 시스템 등으로의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 예의 차량(200)은 무선 통신부(14)와 무선 통신을 행하여, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 검출하기 위한 무선 통신부(24)와, 수신부(13)와 무선 통신을 행하여, 송전 코일(12)과 수전 코일(22)의 상대적인 위치를 검출하기 위한 송신부(23)와, 충전 제어부(25)를 구비하여, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리가 차량 접근 임계값보다 짧은 경우에는 송신부(23)를 기동시킨다. 이에 의해, 송전 코일(12)의 상부에 차량(200)이 있는 경우에, 송신부(23)를 기동하여, 신호를 발하므로, 당해 신호에 기초하는 전파 누설을 방지할 수 있어, 외부의 주변 기기로의 전파 장해를 억제할 수 있다. 또한, 본 예는 송신부(23)를 항상 기동시키지 않아도 되므로, 송신부(23)로부터의 전파의 누설을 저감시킬 수 있고, 그 결과로서, 외부의 주변 기기, 예를 들어 인텔리전트 키 시스템이나 타이어 공기압 모니터링 시스템 등으로의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 예는 수신부(13)를 4개의 안테나로 구성하지만, 반드시 4개일 필요는 없고, 복수의 안테나로 구성하면 된다. 또한, 수신부(13)는 반드시 지상측에 설치할 필요는 없고 차량(200)측에 설치해도 되고, 송신부(23)는 반드시 차량(200)측에 설치할 필요는 없고 지상측에 설치해도 된다. 또한, 본 예는 송신부(23)의 송신 안테나와, 수신부(13)의 수신 안테나(13a 내지 13d)에 의해, 복수의 센서를 구성하지만, 복수의 센서를, 반드시 송신부(23) 및 수신부(13)에 의한 쌍이 되는 구성으로 할 필요는 없고, 지상측 또는 차량(200)측의 어느 한쪽만 설치한 센서에 의해 구성해도 된다. 예를 들어, 지상측에 차량을 향해 발신하는 적외선 센서를 복수 설치하여, 반사되는 적외선의 강도로부터, 상기와 마찬가지로, 이물질 검출 및 코일의 위치 검출을 행해도 된다.
또한, 본 예에 있어서, 이물질 검출부(153)는 수신 안테나(13a 내지 13d)의 출력값의 차분으로부터 이물질을 검출하였지만, 이물질 검출부(153)는 수신 안테나(13a 내지 13d)의 각각의 출력값을 승산하고, 가산하고, 또는 제산하여, 그 연산 결과를 비교함으로써, 이물질을 검출해도 된다.
또한, 본 예에 있어서, 이물질 검출부(153)는 송전 코일(12)로부터 수전 코일(22)로 전력을 공급하고 있을 때에, 이물질 검출을 해도 된다. 그리고, 이물질 검출부(153)가 전력 공급 중에 이물질을 검출한 경우에는, 제어부(15)는 송전 코일(12)로부터의 송전을 정지시켜, 차량(200)측에, 이물질이 혼입된 것을 무선 통신으로 통지한다.
또한, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신에 기초하는 거리 계측은 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 통신에 기초하는 코일의 위치 어긋남 검출과 비교하여, 계측 단위가 크기 때문에, 거리 계측 시의, 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신 주기를, 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 통신 주기에 비해 길게 해도 된다. 또한, 수신부(13)와 송신부(23) 사이의 통신은 무선 통신부(14)와 무선 통신부(24) 사이의 통신과 같이, 제어 신호의 쌍방향 통신을 행하지 않는 만큼, 송신하는 데이터량을 적게 해도 되지만, 코일 사이의 위치 어긋남의 정밀도를 높이기 위해, 시스템 체크 시의 패리티를 행하면 된다.
또한, 위치 검출부(152)는 송전 코일(12)로부터 수전 코일(22)로의 전력 공급 중에, 코일의 위치 검출을 행해도 된다. 예를 들어, 제어부(15)는 전력 공급을 행한 후, 소정의 기간 경과 후에 전력 공급을 정지하고, 정지 중에 위치 검출부(152)에 의해 코일의 위치를 검출하고, 검출 후에 다시 전력 공급을 개시시키도록 제어하면 된다. 이에 의해, 본 예는 전력 공급 중에, 코일의 위치 어긋남이 발생하고 있지 않은지 확인할 수 있다.
또한, 본 예는 무선 통신부(14)의 수신 신호의 전계 강도로부터, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 측정하지만, 수신 신호의 시간 차 등에 기초하여, 거리를 측정해도 된다. 또한, 거리를 측정하기 위한 원격 통신용 통신 수단으로서, 차량(200)과 급전 장치(100)의 거리를 직접적으로 측정하는 센서를 설치해도 된다.
상기 송전 코일(12) 또는 수전 코일(22)의 한쪽의 코일이 본 발명에 관한 제1 코일에, 다른 쪽의 코일이 본 발명에 관한 제2 코일에 상당하고, 무선 통신부(14) 및 무선 통신부(24)가 본 발명에 관한 제1 통신 수단에, 수신부(13) 및 송신부(23)가 본 발명에 관한 제2 통신 수단에, 제어부(15) 또는 충전 제어부(25)가 본 발명에 관한 제어 수단에 상당한다.

Claims (15)

  1. 적어도 자기적 결합에 의해, 차량에 설치된 제1 코일과 급전 장치에 설치된 제2 코일 사이에서, 비접촉으로 전력을 송전 또는 수전하는 비접촉 급전 시스템에 있어서,
    제1 통신 주파수에 의해, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 원거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과,
    상기 제1 통신 주파수와는 다른 제2 통신 주파수에 의해, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 근거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제2 통신 수단과,
    상기 제1 통신 수단 및 상기 제2 통신 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리를 검출하고,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 소정의 거리보다 긴 경우에는, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 무선 통신을 행하지 않고,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 소정의 거리보다 짧은 경우에는, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 무선 통신을 행하는, 비접촉 급전 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단의 출력으로부터 상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 상기 거리를 검출하고,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 상기 소정의 거리보다 짧아졌을 때에, 상기 제2 통신 수단을 기동시켜, 상기 제2 통신 수단의 출력으로부터 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 상대적인 위치를 검출하는, 비접촉 급전 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단에 의해 수신되는 전계 강도에 기초하여, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리를 검출하는, 비접촉 급전 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 통신 수단은,
    송신부 및 수신부에 의해 구성되고,
    상기 제어 수단은,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 상기 소정의 거리보다 짧아졌을 때에, 상기 송신부보다 먼저 상기 수신부를 기동시키는, 비접촉 급전 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 통신 수단은 상기 차량이 상기 제2 코일을 덮는 위치에 있을 때에 기동되는, 비접촉 급전 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 통신 수단은 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 상대적인 위치를 검출하도록 복수의 수신 안테나를 포함하는, 비접촉 급전 시스템.
  7. 적어도 자기적 결합에 의해 차량에 설치된 제1 코일과의 사이에서, 비접촉으로 전력을 송전 또는 수전하는 제2 코일을 구비한 비접촉 급전 장치에 있어서,
    제1 통신 주파수에 의해, 차량측과 원거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과,
    상기 제1 통신 주파수와는 다른 제2 통신 주파수에 의해, 상기 차량측과 근거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제2 통신 수단과,
    상기 제1 통신 수단 및 상기 제2 통신 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단에 의해 상기 차량과의 사이의 거리를 검출하고,
    상기 차량과의 사이의 거리가 소정의 거리보다 긴 경우에는, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 차량과 무선 통신을 행하지 않고,
    상기 차량과의 사이의 거리가 소정의 거리보다 짧은 경우에, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 차량과 무선 통신을 행하는, 비접촉 급전 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단의 출력으로부터 상기 차량까지의 상기 거리를 검출하고,
    상기 차량까지의 거리가 상기 소정의 거리보다 짧아졌을 때에, 상기 제2 통신 수단을 기동시켜, 상기 제2 통신 수단의 출력으로부터 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 상대적인 위치를 검출하는, 비접촉 급전 장치.
  9. 적어도 자기적 결합에 의해 급전 장치에 설치된 제2 코일과의 사이에서, 비접촉으로 전력을 송전 또는 수전하는 제1 코일을 구비한 차량에 있어서,
    제1 통신 주파수에 의해, 급전 장치측과 원거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과,
    상기 제1 통신 주파수와는 다른 제2 통신 주파수에 의해, 상기 급전 장치측과 근거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제2 통신 수단과,
    상기 제1 통신 수단 및 상기 제2 통신 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단에 의해 상기 급전 장치와의 사이의 거리를 검출하고,
    상기 급전 장치와의 사이의 거리가 소정의 거리보다 긴 경우에는, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 급전 장치와 무선 통신을 행하지 않고,
    상기 급전 장치와의 사이의 거리가 소정의 거리보다 짧은 경우에, 상기 제2 통신 수단에 의해 상기 급전 장치와 무선 통신을 행하는, 차량.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단의 출력으로부터 상기 급전 장치까지의 상기 거리를 검출하고,
    상기 급전 장치까지의 거리가 상기 소정의 거리보다 짧아졌을 때에, 상기 제2 통신 수단을 기동시켜, 상기 제2 통신 수단의 출력으로부터 상기 제1 코일과 상기 제2 코일의 상대적인 위치를 검출하는, 차량.
  11. 적어도 자기적 결합에 의해, 차량에 설치된 제1 코일과 급전 장치에 설치된 제2 코일 사이에서, 비접촉으로 전력을 송전 또는 수전하는 비접촉 급전 시스템에 있어서,
    제1 주파수에 의해, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 원거리에 적합한 통신 방식인 무선 통신을 행하는 제1 통신 수단과,
    상기 제1 주파수와는 상이한 제2 주파수로, 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 근거리에 적합한 전자파 송수신을 행하는 전자파 송수신 수단과,
    상기 제1 통신 수단 및 상기 전자파 송수신 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 제1 통신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리를 검출하고,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 소정의 거리보다 긴 경우에는, 상기 전자파 송수신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 전자파의 송수신을 행하지 않고,
    상기 차량과 상기 급전 장치 사이의 거리가 소정의 거리보다 짧은 경우에는, 상기 전자파 송수신 수단에 의해 상기 차량과 상기 급전 장치 사이에서 전자파 송수신을 행하는, 비접촉 급전 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 통신 주파수는 상기 제2 통신 주파수보다도 높은, 비접촉 급전 시스템.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 통신 주파수는 상기 제2 통신 주파수보다도 높은, 비접촉 급전 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제1 통신 주파수는 상기 제2 통신 주파수보다도 높은, 차량.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 주파수는 상기 제2 주파수보다도 높은, 비접촉 급전 시스템.
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