WO2013121757A1

WO2013121757A1 - 給電装置、受電装置、充電システム及び障害物検出方法

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Publication number: WO2013121757A1
Application number: PCT/JP2013/000689
Authority: WO
Inventors: 聡中屋; 剛西尾
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2013-08-22
Also published as: EP2816706B1; US20150002090A1; CN104094499B; EP2816706A4; JP5958908B2; JP2013165614A; US9484988B2; JP2013165634A; EP2816706A1; JP5147999B1; CN104094499A

Abstract

　障害物が小さい場合においても、十分な障害物検出感度を得る給電装置、受電装置、充電システム及び障害物検出方法を提供する。変調部（２０２）は、テストデータ列記憶部（２０１）から出力されたテストデータ列を振幅変調または位相変調し、電力制御部（２０３）は、判定部（２０４）からの指示により、テストデータ列の送信のたびに、テストデータ列の電力レベルを増加させる電力制御信号を生成する。判定部（２０４）は、テストデータ列記憶部（２０１）から出力されたテストデータ列と、送電側受信回路（１２４）から出力されたテストデータ列とが一致するか否かを判定する。また、判定部（２０４）は、予め障害物がない状態でテストデータ列の送受信が成功した電力レベルを記憶しており、前述した判定の結果が一致した場合の電力レベルと、記憶された電力レベルとの関係に基づいて、障害物の有無を判定する。

Description

給電装置、受電装置、充電システム及び障害物検出方法

　本発明は、電磁誘導を利用して非接触で電力を供給する給電装置、給電装置から電力の供給を受ける受電装置、給電装置及び受電装置を含む充電システム及び障害物検出方法に関する。

　従来、マイクロ波を用いて、車輌に搭載された蓄電池を充電するエネルギ供給技術が知られている。このエネルギ供給技術では、駐車場等の地面に設置された給電装置のマイクロ波電源から電力がマグネトロンに供給され、マグネトロンによりマイクロ波が生成される。各マグネトロンから発生したマイクロ波は、各送電アンテナを介して車輌の底面に配置されている受電装置へ送られる。受電装置にて受信されたマイクロ波は、電力に変換されるとともに整流され、直流電力に変換された後に、蓄電池へ供給される。

　一方、このようなエネルギ供給技術では、マイクロ波の給電側と受電側との間に障害物が介在した場合、この障害物によりマイクロ波の伝送効率が低下し、さらに、障害物が人または動物等の生き物である場合、生き物がマイクロ波による影響を受けるという課題がある。

　このような課題を解決する方法として、給電側と受電側との間の障害物の有無を検出する方法が特許文献１に開示されている。特許文献１には、送電部から非接触で受電部に供給された電力の伝送効率が規定値未満である場合に、送電部と受電部との間に障害物が存在する可能性があるので、送電を一時的に停止する技術が開示されている。

特開２０１０－１１９２４６号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に開示の技術では、障害物が小さい場合には、伝送効率の変化量が小さく、十分な障害物検出感度が得られないという問題がある。

　本発明の目的は、障害物が小さい場合においても、十分な障害物検出感度を得る給電装置、受電装置、充電システム及び障害物検出方法を提供することである。

　本発明の給電装置は、車輌に設けた受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置であって、所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する送信手段と、前記送信手段が送信する前記第１テストデータ列を送信させるよう制御する制御手段と、前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調して第２テストデータ列として送信したデータ列を受信する受信手段と、前記送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致するか否かに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定手段と、を具備する構成を採る。

　本発明の受電装置は、給電装置から電磁誘導を利用して非接触で給電を受け、前記給電装置と受電装置との間における障害物の有無を判定するためのデータ列を送信する、車輌に設けられた受電装置であって、コイルの電磁誘導を用いて前記給電装置から送信された第１テストデータ列を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記第１テストデータ列を復調し、第２テストデータ列を生成する復調手段と、前記復調手段により生成された前記第２テストデータ列を前記給電装置へ送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

　本発明の充電システムは、車輌に設けられた受電装置と、前記受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置とを備える充電システムであって、前記給電装置は、所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する第１送信手段と、送信電力レベルを増加させて前記第１送信手段が送信する前記第１テストデータ列を繰り返し送信させるよう制御する電力制御手段と、前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調して第２テストデータ列として送信したデータ列を受信する第１受信手段と、前記第１送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記第１受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致するか否かを判定し、一致した場合、前記第１送信手段が前記第１テストデータ列を送信した際の送信電力レベルに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定手段と、を有し、前記受電装置は、前記第１テストデータ列を前記給電装置から受信する第２受信手段と、前記第２受信手段により受信された前記第１テストデータ列を復調し、前記第２テストデータ列を生成する復調手段と、前記復調手段により生成された前記第２テストデータ列を前記給電装置へ送信する第２送信手段と、を有する構成を採る。

　本発明の障害物検出方法は、車輌に設けられた受電装置と、前記受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置と、の間における障害物の有無を判定する障害物検出方法であって、所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する送信工程と、前記送信工程にて送信する前記第１テストデータ列を送信させるよう制御する制御工程と、前記送信工程にて送信した前記第１テストデータ列と、前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調した第２テストデータ列と、が一致するか否かに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定工程と、を具備するようにした。

　本発明によれば、障害物が小さい場合においても、十分な障害物検出感度を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る充電システムの構成を示すブロック図図１に示した送電側マイコンの機能構成を示すブロック図送電ユニット及び受電ユニット間におけるテストデータ列の送受信の様子を示す図本発明の実施の形態１に係る送電ユニットの障害物検出手順を示すフロー図本発明の実施の形態１に係る受電ユニットの受電準備手順を示すフロー図本発明の実施の形態２に係る受電側マイコンの機能構成を示すブロック図送電ユニット及び受電ユニット間におけるテストデータ列の送受信の様子を示す図本発明の実施の形態２に係る送電ユニットの障害物検出手順を示すフロー図本発明の実施の形態２に係る受電ユニットの受電準備手順を示すフロー図

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る充電システム１００の構成を示すブロック図である。充電システム１００は、送電ユニット１２０と、受電ユニット１５０とを有する。

　送電ユニット１２０は、電源回路１２１、送電インバータ１２２、送電側マイコン１２３、送電側受信回路１２４、送電コイル１２５を有する。

　電源回路１２１は、家庭用電源から直流を発生させる電源であり、例えば１００～２４０Ｖ程度の交流の電気エネルギから直流電源を生成して送電インバータ１２２に出力し、送電インバータ１２２は、電源回路１２１から出力された直流の電気エネルギを、送電側マイコン１２３の制御に従って、さらに高周波交流の電気エネルギを生成して、送電コイル１２５に供給する。

　送電側マイコン１２３は、予め所定のテストデータ列（例えば、８ビットのビット列）を記憶しており、受電ユニット１５０への給電開始前にテストデータ列を低い電力で送信するように、送電インバータ１２２を制御する。なお、テストデータ列は、振幅変調または位相変調によって変調して送信するものとする。また、送電側マイコン１２３は、送電側受信回路１２４から正しいテストデータ列を受信するまで、テストデータ列の送信のたびに、テストデータ列の送信電力レベル（以下、単に「電力レベル」という）を増加させる。さらに、送電側マイコン１２３は、送電側受信回路１２４から正しいテストデータ列を受信した場合、そのときの電力レベルに基づいて、障害物の有無を判定する。

　送電側受信回路１２４は、受電ユニット１５０から送信されたテストデータ列を受信し、受信したテストデータ列を送電側マイコン１２３に出力する。

　送電コイル１２５は、送電インバータ１２２から供給された電気エネルギによって電磁誘導が生じ、受電ユニット１５０の受電コイル１５１に電力を供給する。

　受電ユニット１５０は、受電コイル１５１、受電側受信回路／インバータ１５２、受電側マイコン１５３、電源回路１５４、スイッチ１５５、整流器１５６、フィルタ回路１５７、負荷１５８を有する。

　受電コイル１５１は、送電ユニット１２０の送電コイル１２５から供給された電力を受電側受信回路／インバータ１５２及び整流器１５６に供給する。

　受電側受信回路／インバータ１５２は、受電コイル１５１から供給された電力に含まれるテストデータ列を復調し、復調したテストデータ列を受電側マイコン１５３に出力する。

　受電側マイコン１５３は、電源回路１５４を用いて、受電側受信回路／インバータ１５２から出力されたテストデータ列を振幅変調し、振幅変調したテストデータ列を送電ユニット１２０が受信可能な電力レベルで送電ユニット１２０に送信するよう受電側受信回路／インバータ１５２を制御する。このように、送電ユニット１２０と受電ユニット１５０とは、コイルの電磁誘導を用いて、互いにテストデータ列の送受信を行い、受電ユニット１５０は、送電ユニット１２０から送信されたテストデータ列を復調した結果をそのまま振幅変調して、送電ユニット１２０に返送する。すなわち、復調したテストデータ列に誤りがあった場合でも、誤りを含んだままテストデータ列が返送される。

　電源回路１５４は蓄電池などであり、送電開始後に充電される。

　スイッチ１５５は、図示せぬ制御部等により制御され、送電ユニット１２０から受電を開始する前にテストデータ列を送受信する間はＯＦＦとなり、送電ユニット１２０から受電を開始する場合はＯＮとなることで、負荷１５８を切り離してテストデータ列の送受信への影響を避けることができる。

　整流器１５６は、受電コイル１５１から供給された電流を整流し、フィルタ回路１５７は、整流器１５６によって整流された電流をフィルタ処理し、負荷１５８に出力する。負荷１５８は、本充電システムで充電するバッテリであり、フィルタ回路１５７から出力された電流が充電される。

　図２は、図１に示した送電側マイコン１２３の機能構成を示すブロック図である。図２において、テストデータ列記憶部２０１は、所定のデータ系列を有するテストデータ列（例えば、８ビットのビット列）を記憶し、判定部２０４からの指示によってテストデータ列を変調部２０２及び判定部２０４に出力する。

　変調部２０２は、テストデータ列記憶部２０１から出力されたテストデータ列を振幅変調または位相変調し、変調したテストデータ列を送電インバータ１２２に出力する。

　電力制御部２０３は、判定部２０４からの指示により、テストデータ列の送信のたびに、テストデータ列の電力レベルを増加させる電力制御信号を生成し、生成した電力制御信号を送電インバータ１２２に出力する。

　判定部２０４は、テストデータ列記憶部２０１から出力されたテストデータ列と、送電側受信回路１２４から出力された、受電側インバータからのテストデータ列とが一致するか否かを判定する。また、判定部２０４は、予め障害物がない状態でテストデータ列の送受信が成功した電力レベルを記憶しており、前述した判定の結果が一致した場合の電力レベルが、記憶された電力レベルであれば、障害物が存在しないと判定し、前述した判定の結果が一致した場合の電力レベルが、記憶された電力レベルを超えていれば、障害物が存在すると判定する。

　図３は、送電ユニット１２０及び受電ユニット１５０間におけるテストデータ列の送受信の様子を示す図である。ここでは、送電ユニット１２０と受電ユニット１５０との位置ずれはないものとする。図３では、送電ユニット１２０は、最小電力である電力レベル１にてテストデータ列「０１１００１００」を送信する。このとき、受電ユニット１５０は、電力レベル１では受信できず、テストデータ列を返送することができない。

　送電ユニット１２０は、電力レベル１で送信したテストデータ列が所定の受信タイミングで受信できなかったため、電力レベル２に増加してテストデータ列「０１１００１００」を送信する。受電ユニット１５０は、電力レベル２でも受信できず、テストデータ列を返送することができない。

　送電ユニット１２０は、電力レベル２で送信したテストデータ列が所定の受信タイミングで受信できなかったため、電力レベル３に増加してテストデータ列「０１１００１００」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を受信できたものの、電力レベルが低いため、テストデータ列に受信誤りが生じ、テストデータ列を「０１００００１０」として、送電ユニット１２０が受信可能な電力レベルで送電ユニット１２０に返送する。

　送電ユニット１２０は、電力レベル３で送信したテストデータ列が受電ユニット１５０にて誤って受信されたことを認識し、電力レベル４に増加してテストデータ列「０１１００１００」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を受信できたものの、依然として電力レベルが低いため、テストデータ列に受信誤りが生じ、テストデータ列を「０１０００１００」として送電ユニット１２０に返送する。

　送電ユニット１２０は、電力レベル４で送信したテストデータ列が受電ユニット１５０にて誤って受信されたことを認識し、電力レベル５に増加してテストデータ列「０１１００１００」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を正しく受信できたため、テストデータ列「０１１００１００」を送電ユニット１２０に返送する。ここで、予め送電ユニット１２０と受電ユニット１５０との間に障害物がない状態で両者間のテストデータ列の送受信が電力レベル５で成功していれば、送電ユニット１２０は受電ユニット１５０との間に障害物がないものと判定する。なお、ここで、送受信の成功とは、送電ユニット１２０が送信したテストデータ列と、送電ユニット１２０が受電ユニット１５０から受信したテストデータ列とが一致することをいう。

　参考までに、送電ユニット１２０が電力レベル６でテストデータ列「０１１００１００」を送信した場合には、受電ユニット１５０はテストデータ列を正しく受信し、テストデータ列「０１１００１００」を送電ユニット１２０に返送する。

　このように、送電コイル１２５と受電コイル１５１との間でコイル間通信を行って、送電ユニット１２０が、送信したテストデータ列と一致するテストデータ列を受電ユニット１５０から受信するまで、繰り返しテストデータ列を送信するたびに電力レベルを段階的に増加し、送電ユニット１２０がテストデータ列を正しく受信できた際に送信した電力レベルが、予め障害物がない状態でテストデータ列の送受信が成功した電力レベルであれば、障害物が存在しないと判定し、障害物がない状態で送受信が成功した電力レベルを超えていれば、障害物が存在すると判定する。これにより、小さな障害物でも検知することができ、障害物検出感度を向上させることができる。

　図４は、本発明の実施の形態１に係る送電ユニット１２０の障害物検出手順を示すフロー図である。図４において、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）３０１では、電力レベル１に設定し、ＳＴ３０２では、テストデータ列の送信が一定回数以上行われたか否かを判定し、一定回数以上行われていれば、障害物検出手順を終了し、一定回数未満であればＳＴ３０３に移行する。

　ＳＴ３０３では、設定された電力レベルでテストデータ列を送信し、ＳＴ３０４では、受電ユニット１５０から返送されるテストデータ列の受信待ちを行う。

　ＳＴ３０５では、受電ユニット１５０から返送されるテストデータ列を受信したか否かを判定し、受信していればＳＴ３０６に移行し、受信していなければ、ＳＴ３０７にて電力レベルを増加して、ＳＴ３０２に戻る。

　ＳＴ３０６では、受電ユニット１５０から返送されたテストデータ列が正常か否かを判定し、正常であればＳＴ３０８に移行し、誤っていれば、ＳＴ３０７にて電力レベルを増加して、ＳＴ３０２に戻る。

　ＳＴ３０８では、正常に受信できたテストデータ列を送信した際の電力レベルが、障害物のない状態でテストデータ列の受信が成功した電力レベルか否かを判定し、この条件に該当する場合には、ＳＴ３０９に移行し、この条件に該当しなければ、ＳＴ３１２に移行する。

　ＳＴ３０９では、障害物が存在せず、送電可能と判断し、ＳＴ３１０では、送電開始信号を受電ユニット１５０に送信する。ＳＴ３１１では、送電を開始し、障害物検出手順を終了する。

　ＳＴ３１２では、障害物が存在し、送電不可と判断し、障害物検出手順を終了する。

　図５は、本発明の実施の形態１に係る受電ユニット１５０の受電準備手順を示すフロー図である。図５において、ＳＴ４０１では、スイッチ１５５をＯＦＦにし、ＳＴ４０２では、送電ユニット１２０から送信されるテストデータ列の受信待ちを行う。

　ＳＴ４０３では、テストデータ列の受信待ちから一定時間が経過したか否かを判定し、一定時間経過していれば、受電準備手順を終了し、一定時間経過していなければ、ＳＴ４０４に移行する。

　ＳＴ４０４では、テストデータ列を受信したか否かが判定され、受信していれば、ＳＴ４０５に移行し、受信していなければ、ＳＴ４０２に戻る。

　ＳＴ４０５では、受信したテストデータ列を送電ユニット１２０に送信し、ＳＴ４０６では、送電開始信号を受信したか否かを判定し、受信していれば、ＳＴ４０７に移行し、受信していなければ、ＳＴ４０２に戻る。

　ＳＴ４０７では、スイッチ１５５をＯＮにし、ＳＴ４０８では、送電ユニット１２０から供給される電力の受電を開始する。

　このように、実施の形態１によれば、送電ユニットが、送信したテストデータ列と一致するテストデータ列を受電ユニットから受信するまで、繰り返しテストデータ列を送信するたびに電力レベルを段階的に増加し、送電ユニットがテストデータ列を正しく受信できた際に送信した電力レベルに基づいて、障害物の有無を検知することにより、障害物が小さい場合においても、十分な障害物検出感度を得ることができる。

　なお、本実施の形態では、受電ユニットからコイル間通信によってテストデータ列を送信するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、他の通信手段、例えば、無線通信または赤外線通信等によって受電ユニットから送電ユニットへテストデータ列を送信するようにしてもよい。

　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２に係る充電システムは、実施の形態１の図１に示した構成と同様であり、送電側マイコン及び受電側マイコンの機能が異なるのみなので、図１及び図２を援用し、異なる機能について説明する。

　図２を援用するに、テストデータ列記憶部２０１は、段階的に可変の電力レベルのそれぞれに予め対応付けられたテストデータ列を記憶している。例えば、８ビットのテストデータ列のうち、５ビット目～７ビット目までの３ビット０００～１１１を電力レベル１～８に対応付けておく。テストデータ列記憶部２０１は、判定部２０４からの指示によってテストデータ列を変調部２０２及び判定部２０４に出力する。これにより、電力制御部２０３による電力レベルの制御と対応するテストデータ列を送信することができる。

　図６は、本発明の実施の形態２に係る受電側マイコンの機能構成を示すブロック図である。図６において、変調部５０１は、受電側受信回路／インバータ１５２から出力された復調後のテストデータ列を振幅変調または位相変調し、変調したテストデータ列を受電側受信回路／インバータ１５２に出力する。

　電力制御部５０２は、受電側受信回路／インバータ１５２から出力された復調後のテストデータ列が示す電力レベルを指示する電力制御信号を生成し、生成した電力制御信号を受電側受信回路／インバータ１５２に出力する。

　図７は、送電ユニット１２０及び受電ユニット１５０間におけるテストデータ列の送受信の様子を示す図である。ここでは、送電ユニット１２０と受電ユニット１５０との位置ずれはないものとする。図７では、送電ユニット１２０は、最小電力である電力レベル１にて、電力レベル１を示すテストデータ列「１０１００００１」を送信する。このとき、受電ユニット１５０は、電力レベル１では受信できず、テストデータ列を返送することができない。

　送電ユニット１２０は、電力レベル１で送信したテストデータ列が所定の受信タイミングで受信できなかったため、電力レベル２に増加して、電力レベル２を示すテストデータ列「１０１０００１１」を送信する。受電ユニット１５０は、電力レベル２でも受信できず、テストデータ列を返送することができない。

　送電ユニット１２０は、電力レベル２で送信したテストデータ列が所定の受信タイミングで受信できなかったため、電力レベル３に増加して、電力レベル３を示すテストデータ列「１０１００１０１」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を受信できたものの、電力レベルが低いため、テストデータ列に受信誤りが生じ、電力レベル１を示すテストデータ列「１０１００００１」を電力レベル１で送電ユニット１５０に返送する。

　送電ユニット１５０は、電力レベル３で送信したテストデータ列が所定の受信タイミングで受信できなかったため、電力レベル４に増加して、電力レベル４を示すテストデータ列「１０１００１１１」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を受信できたものの、依然として電力レベルが低いため、テストデータ列に受信誤りが生じ、電力レベル３を示すテストデータ列「１０１００１０１」を電力レベル３で送電ユニット１２０に返送する。

　送電ユニット１２０は、電力レベル４で送信したテストデータ列が受電ユニット１５０にて誤って受信されたことを認識し、電力レベル５に増加して、電力レベル５を示すテストデータ列「１０１０１００１」を送信する。受電ユニット１５０は、テストデータ列を正しく受信できたため、電力レベル５を示すテストデータ列「１０１０１００１」を電力レベル５で送電ユニット１２０に返送する。ここで、送電ユニット１２０と受電ユニット１５０との間に予め障害物がない状態で両者間のテストデータ列の送受信が電力レベル５で成功していれば、送電ユニット１２０は受電ユニット１５０との間に障害物がないものと判定する。

　なお、参考までに、送電ユニット１２０が電力レベル６で、電力レベル６を示すテストデータ列「１０１０１０１１」を送信した場合には、受電ユニット１５０は、テストデータ列を正しく受信し、電力レベル６を示すテストデータ列「１０１０１０１１」を電力レベル６で送電ユニット１５０に返送する。

　このように、送電コイル１２５と受電コイル１５１との間でコイル間通信を行って、送電ユニット１２０が、送信したテストデータ列と一致するテストデータ列を受電ユニット１５０から受信するまで、送電ユニット１２０及び受電ユニット１５０のそれぞれにおいて繰り返しテストデータ列を送信するたびに電力レベルを段階的に増加し、送電ユニット１２０がテストデータ列を正しく受信できた際に送信した電力レベルが、予め障害物がない状態でテストデータ列の送受信が成功した電力レベルであれば、障害物が存在しないと判定し、障害物がない状態で送受信が成功した電力レベルを超えていれば、障害物が存在すると判定する。これにより、小さな障害物でも検知することができ、障害物検出感度を向上させることができる。

　また、受信側からの電力レベルを一定とする場合に対して、受信側からの電力レベルも段階的に上げていくことにより、双方向に所定の送受信感度が求められ、通信成功となる条件が厳しくなるため、障害物検出感度をさらに向上させることができる。

　図８は、本発明の実施の形態２に係る送電ユニットの障害物検出手順を示すフロー図である。ただし、図８が図４と共通する部分には、図４と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図８において、ＳＴ６０１では、設定された電力レベルを示すテストデータ列を当該電力レベルで送信する。

　図９は、本発明の実施の形態２に係る受電ユニットの受電準備手順を示すフロー図である。ただし、図９が図５と共通する部分には、図５と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図９において、ＳＴ７０１では、受信したテストデータ列の示す電力レベルで、受信したテストデータ列を送電ユニットに送信する。

　このように、実施の形態２によれば、送電ユニットが、送信したテストデータ列と一致するテストデータ列を受電ユニットから受信するまで、送電ユニット及び受電ユニットのそれぞれにおいて繰り返しテストデータ列を送信するたびに電力レベルを段階的に増加し、送電ユニットがテストデータ列を正しく受信できた際に送信した電力レベルに基づいて、障害物の有無を検知することにより、障害物が小さい場合においても、十分な障害物検出感度を得ることができる。

　なお、上記各実施の形態では、テストデータ列を８ビットとして説明したが、本発明はこれに限らず、可変とする電力レベルの段階数によって、８ビット以上のビット数を用いてもよい。また、テストデータ列にパリティビットを用いて、誤り検出を行ってもよい。

　なお、上記各実施の形態では、送電ユニットと受電ユニットとの間で両者間のテストデータ列の送受信が成功した電力レベルを確定するにあたり、一旦送信電力レベルを下げて再度テストデータ列の送受信が成功するか確認すること、また、上記テストデータ列の送受信が最小の送信電力レベルで複数回成功するか確認することにより、テストデータ列の送受信が成功するために必要十分な最小の電力レベルを探索するようにしてもよい。

　２０１２年２月１３日出願の特願２０１２－０２８５４３の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

　本発明にかかる給電装置、受電装置、充電システム及び障害物検出方法は、十分な障害物検出感度を得るのに好適である。

　１００　充電システム
　１２０　送電ユニット
　１２１、１５４　電源回路
　１２２　送電インバータ
　１２３　送電側マイコン
　１２４　送電側受信回路
　１２５　送電コイル
　１５０　受電ユニット
　１５１　受電コイル
　１５２　受電側受信回路／インバータ
　１５３　受電側マイコン
　１５４　電源回路
　１５５　スイッチ
　１５６　整流器
　１５７　フィルタ回路
　１５８　負荷
　２０１　テストデータ列記憶部
　２０２、５０１　変調部
　２０３、５０２　電力制御部
　２０４　判定部

Claims

　車輌に設けた受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置であって、
　所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する送信手段と、
　前記送信手段が送信する前記第１テストデータ列を送信させるよう制御する制御手段と、
　前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調して第２テストデータ列として送信したデータ列を受信する受信手段と、
　前記送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致するか否かに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定手段と、
　を具備する給電装置。
　前記制御手段は、送信電力レベルを増加させて前記第１テストデータ列を前記送信手段から繰り返し送信させるよう制御し、
　前記判定手段は、前記送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致した場合、前記送信手段が前記第１テストデータ列を送信した際の送信電力レベルに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する、
　請求項１記載の給電装置。
　前記判定手段は、前記送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致した場合の前記第１テストデータ列の送信電力レベルが、予め測定した障害物がない状態で前記第１テストデータ列と前記第２テストデータ列とが一致した送信電力レベルである場合には、障害物が存在しないと判定し、予め障害物がない状態で前記第１テストデータ列と前記第２テストデータ列とが一致した送信電力レベルを超えている場合には、障害物が存在すると判定する請求項１に記載の給電装置。
　前記第１テストデータ列を振幅変調または位相変調を行う変調手段を具備する請求項１に記載の給電装置。
　前記第１テストデータ列は、段階的に可変の前記送信電力レベルのそれぞれに対応付けられた複数のデータ系列を有する請求項１に記載の給電装置。
　給電装置から電磁誘導を利用して非接触で給電を受け、前記給電装置と受電装置との間における障害物の有無を判定するためのデータ列を送信する、車輌に設けられた受電装置であって、
　コイルの電磁誘導を用いて前記給電装置から送信された第１テストデータ列を受信する受信手段と、
　前記受信手段により受信された前記第１テストデータ列を復調し、第２テストデータ列を生成する復調手段と、
　前記復調手段により生成された前記第２テストデータ列を前記給電装置へ送信する送信手段と、
　を具備する受電装置。
　前記送信手段が送信する前記第２テストデータ列の送信電力レベルを、前記第２テストデータ列を送信するたびに段階的に増加させるよう制御する電力制御手段を、
　さらに具備する請求項６に記載の受電装置。
　車輌に設けられた受電装置と、前記受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置とを備える充電システムであって、
　前記給電装置は、
　所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する第１送信手段と、
　送信電力レベルを増加させて前記第１送信手段が送信する前記第１テストデータ列を繰り返し送信させるよう制御する電力制御手段と、
　前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調して第２テストデータ列として送信したデータ列を受信する第１受信手段と、
　前記第１送信手段が送信した前記第１テストデータ列と前記第１受信手段が受信した前記第２テストデータ列とが一致するか否かを判定し、一致した場合、前記第１送信手段が前記第１テストデータ列を送信した際の送信電力レベルに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定手段と、
　を有し、
　前記受電装置は、
　前記第１テストデータ列を前記給電装置から受信する第２受信手段と、
　前記第２受信手段により受信された前記第１テストデータ列を復調し、前記第２テストデータ列を生成する復調手段と、
　前記復調手段により生成された前記第２テストデータ列を前記給電装置へ送信する第２送信手段と、
　を有する、
　充電システム。
　車輌に設けられた受電装置と、前記受電装置へ電磁誘導を利用して非接触で給電する給電装置と、の間における障害物の有無を判定する障害物検出方法であって、
　所定のデータ系列を有する第１テストデータ列を、コイルの電磁誘導を用いて前記受電装置へ送信する送信工程と、
　前記送信工程にて送信する前記第１テストデータ列を送信させるよう制御する制御工程と、
　前記送信工程にて送信した前記第１テストデータ列と、前記受電装置が前記第１テストデータ列を受信し、受信した前記第１テストデータ列を復調した第２テストデータ列と、が一致するか否かに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する判定工程と、
　を具備する障害物検出方法。
　前記制御工程では、送信電力レベルを増加させて前記第１テストデータ列を前記送信工程において繰り返し送信させるよう制御し、
　前記判定工程では、前記送信工程にて送信した前記第１テストデータ列と復調した前記第２テストデータ列とが一致した場合、前記送信工程にて前記第１テストデータ列を送信した際の送信電力レベルに基づいて、前記受電装置と前記給電装置との間における障害物の有無を判定する、
　請求項９記載の障害物検出方法。