JP2012191721A - Wireless power transmission device and wireless power transmission method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は移動体に搭載されたバッテリーへ給電するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for supplying power to a battery mounted on a moving body.
陸上輸送の分野においては、大気汚染や化石燃料の枯渇に対する懸念から、電力を使って走行する自動車の研究開発が盛んに行われている。そして、このような電気自動車に電力を供給するための技術として、従来、ステーションに設置された電極と車の前方又は後方に設置された電極とを接触させ、電極の接触を通じて、つまり、充電用ケーブルを用いて充電を行う技術がある(特許文献1を参照)。 In the field of land transportation, research and development of automobiles that run on electric power has been actively conducted due to concerns about air pollution and depletion of fossil fuels. As a technique for supplying electric power to such an electric vehicle, conventionally, an electrode installed at a station and an electrode installed at the front or rear of the vehicle are brought into contact with each other through the contact of the electrode, that is, for charging. There is a technique for charging using a cable (see Patent Document 1).
しかしながら、車両が電力供給源に優先接続で充電する方式であって、車両と電力供給源とを充電ケーブルで接触せずに充電する方式、すなわち、ワイヤレスで充電することについては、考慮されていない。例えば、駐車時にワイヤレスで電気自動車の充電を実施する場合には、電気自動車の個体差や送電設備の個体差等による制御内容の調整処理を実施する必要性が考えられるが、適切な方法が確立されていない状況である。電気自動車の個体差は、例えば、対応充電方式、充電装置種別、蓄電量、及び、受電装置の取り付け位置のばらつき、受電装置に用いられる部品等、更には利用権のある送電設備種別(例えば、送電設備保有企業との契約の有無)等である。送電設備の個体差は、例えば、対応充電方式、送電装置の種別、送電装置の設置位置等、更には送電設備種別(例えば、送電設備保有企業データ)である。 However, a method in which the vehicle is charged with priority connection to the power supply source and the vehicle and the power supply source are charged without contacting with the charging cable, that is, charging wirelessly is not considered. . For example, when charging an electric vehicle wirelessly at the time of parking, it may be necessary to adjust the control content due to individual differences of the electric vehicle or individual differences of the power transmission equipment, but an appropriate method has been established. This is not a situation. The individual difference of the electric vehicle includes, for example, the corresponding charging method, the charging device type, the storage amount, the variation in the mounting position of the power receiving device, the parts used for the power receiving device, and the power transmission equipment type with the right to use (for example, Whether or not there is a contract with a company that owns transmission equipment). The individual difference between the power transmission facilities is, for example, the corresponding charging method, the type of the power transmission device, the installation position of the power transmission device, and the power transmission facility type (for example, power transmission facility possessing company data).
本発明は、上記した問題に鑑み、送電ユニットと受電ユニットとの間の無線電力伝送の効率を向上させる無線電力伝送装置及び無線電力伝送方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wireless power transmission device and a wireless power transmission method that improve the efficiency of wireless power transmission between a power transmission unit and a power reception unit.
本発明は、上記課題を解決するために、無線電力伝送装置に以下の手段を備えることとした。即ち、本発明は、無線電力伝送装置が、送電ユニットと受電ユニットとの間で無線伝送される電力の伝送効率を算出する伝送効率算出部と、伝送効率算出部により算出された伝送効率が所定閾値を満たさない場合には、送電ユニットまたは受電ユニットの少なくとも一方の第1の要素を制御する制御部と、
を備える。
In order to solve the above problems, the present invention includes a wireless power transmission apparatus including the following means. That is, according to the present invention, the wireless power transmission device calculates a transmission efficiency of power wirelessly transmitted between the power transmission unit and the power receiving unit, and the transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit is predetermined. When the threshold value is not satisfied, a control unit that controls the first element of at least one of the power transmission unit or the power reception unit;
Is provided.
伝送効率が所定閾値を満たすまで、無線電力伝送装置が第1の要素を制御することによって、所定閾値まで伝送効率を向上させることができる。 Until the transmission efficiency satisfies the predetermined threshold, the wireless power transmission device controls the first element, whereby the transmission efficiency can be improved to the predetermined threshold.
また、制御部は、送信ユニットに試行用電力の送電を指示し、試行用電力の送電における伝送効率が所定閾値を満たした場合に、受電ユニットが要求する電力量の送電の開始を送信ユニットに指示するようにしてもよい。送電ユニットから試行用電力が送電される段階と送電ユニットから受電ユニットが要求する電力量が送電される段階とを分けることによって、無線電力伝送の処理全体を通して、電力の伝送の無駄を省くことができる。 In addition, the control unit instructs the transmission unit to transmit the trial power, and when the transmission efficiency in the transmission of the trial power satisfies a predetermined threshold, the control unit instructs the transmission unit to start transmission of the amount of power requested by the power reception unit. You may make it indicate. By separating the stage in which trial power is transmitted from the power transmission unit and the stage in which the amount of power required by the power reception unit is transmitted from the power transmission unit, waste of power transmission can be reduced throughout the entire wireless power transmission process. it can.
第1の要素は、例えば、送電ユニット及び受電ユニットの少なくとも一方の位置であってもよい。また、第2の要素は、送電コイル及び受電コイルの共振周波数であってもよい。 For example, the first element may be a position of at least one of a power transmission unit and a power reception unit. The second element may be a resonance frequency of the power transmission coil and the power reception coil.
また、送電ユニットは複数の送電コイルを備えてもよく、この場合には、伝送効率算出部は、複数の送電コイルそれぞれについて、受電ユニットとの間の電力の伝送効率を算出し、制御部は伝送効率の最も良い送電コイルの使用を選択するようにしてもよい。 In addition, the power transmission unit may include a plurality of power transmission coils. In this case, the transmission efficiency calculation unit calculates the power transmission efficiency with the power reception unit for each of the plurality of power transmission coils, and the control unit You may make it select use of the power transmission coil with the best transmission efficiency.
更に、本発明は、方法、又はコンピュータによって実行されるプログラムとしても把握することが可能である。また、本発明は、そのようなプログラムをコンピュータその他の装置、機械等が読み取り可能な記録媒体に記録したものでもよい。ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。 Furthermore, the present invention can be grasped as a method or a program executed by a computer. Further, the present invention may be a program in which such a program is recorded on a recording medium readable by a computer, other devices, machines, or the like. Here, a computer-readable recording medium is a recording medium that stores information such as data and programs by electrical, magnetic, optical, mechanical, or chemical action and can be read from a computer or the like. Say.
例えば、本発明は、送電コイルを含む送電ユニットと、受電コイルを含む受電ユニットと、を備える無線電力伝送装置が、送電ユニットと受電ユニットとの間の電力の伝送効率を算出するステップと、送電ユニットに対して試行用電力の送電又は受電ユニットからの要求電力の送電を指示するステップと、送電ユニットから試行用電力が送電される間は、算出された伝送効率が所定閾値を満たすまで、送電ユニット及び受電ユニットの少なくとも一方の第1の要素を制御するステップと、送電ユニットから要求電力が送電される間は、算出された伝送効率に応じて、送電ユニット及び前記受電ユニットの少なくとも一方の第2の要素を制御するステップと、実行する無線電力伝送方法である。 For example, the present invention includes a step in which a wireless power transmission device including a power transmission unit including a power transmission coil and a power reception unit including a power reception coil calculates power transmission efficiency between the power transmission unit and the power reception unit; Instructing the unit to transmit trial power or request power from the power receiving unit, and while the trial power is transmitted from the power transmission unit, transmit power until the calculated transmission efficiency satisfies a predetermined threshold. During the step of controlling the first element of at least one of the unit and the power receiving unit, and while the required power is transmitted from the power transmission unit, according to the calculated transmission efficiency, the first of the power transmission unit and the power receiving unit A step of controlling two elements, and a wireless power transmission method to be executed.
本発明によれば、送電ユニットと受電ユニットとの間での無線電力伝送の効率を向上させることができる。 According to the present invention, the efficiency of wireless power transmission between a power transmission unit and a power reception unit can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施をするための形態(以下、実施形態という)について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
<第1実施形態>
第1実施形態は、電気自動車又はハイブリッド電気車などの車両に搭載された車載バッテリーに対して磁界共鳴を用いた無線電力伝送によって給電する給電システムの一例であり、以降、電力を無線電送する送電装置と、無線電送された電力を受電可能な受電装置との間の伝送処理及び伝送処理に係る制御処理について詳細に説明する。尚、第1実施形態における伝送処理および伝送処理に係る制御処理は、第1実施形態における磁界共鳴方式以外の各種無線電力伝送方式、例えば、コイル間の電磁誘導を用いる方式や、マイクロ波伝送方式、等の様々な伝送方式を採用した給電システムにも適用可能である。
<First Embodiment>
The first embodiment is an example of a power feeding system that feeds power to a vehicle-mounted battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid electric vehicle by wireless power transmission using magnetic field resonance. A transmission process between the apparatus and a power receiving apparatus capable of receiving wirelessly transmitted power and a control process related to the transmission process will be described in detail. The transmission processing in the first embodiment and the control processing related to the transmission processing are various wireless power transmission methods other than the magnetic field resonance method in the first embodiment, for example, a method using electromagnetic induction between coils, and a microwave transmission method. The present invention can also be applied to a power feeding system employing various transmission methods such as.
(給電システム全体の構成)
図1は、第1実施形態における給電システムの構成例を示す図である。給電システムは、車両に搭載され受電関連動作を行う受電側システム100、駐車場等に設置され給電関連動作を行う給電側システム300、これら各車両の受電側システム100や各地に設置された給電側システム300と各種情報のやり取り、またそれら情報の各種処理を行うセンターシステム200とを基本構成として有し、さらに交通情報等の車両に有益な各種自動車関連情報を受電側システム100に提供するVICS(Vehicle Information and Communication System)等のリアルタイム道路情報配信システム400を機能拡張のための拡張構成として有する。そして、受電側システム100、センターシステム200、給電側システム300、及びリアルタイム道路情報配信システム400が互いにネットワークを介して接続されることで給電システムが構成される。
(Configuration of the entire power supply system)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power feeding system according to the first embodiment. The power feeding system includes a power
なお、ネットワークには、例えば、インターネット、携帯電話網、専用回線、プライベートネットワーク、イントラネット等が相互に接続されたものを用いることが可能である。具体的なネットワークとしては、センターシステム200の情報センターサーバ2や給電側システム300の給電設備管理サーバ3、受電側システム100の車載機1等が互いに通信を行うのに適したネットワークが採用されることが好ましい。例えば、第1実施形態では、車載機1は、ユーザの携帯電話5を介することで、携帯電話網を用いて情報センターサーバ2または給電設備管理サーバ3との間で情報の送受信を行う。但し、情報の送受信には、衛星通信やモバイルWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave
Access)等、その他の通信方式も適用可能である。
As the network, for example, a network in which the Internet, a mobile phone network, a dedicated line, a private network, an intranet, and the like are connected to each other can be used. As a specific network, a network suitable for the
Other communication methods such as “Access” are also applicable.
車載機1が搭載される車両は、例えば、電力で駆動する電気自動車や、電力とガソリンによるエネルギーとを駆動源とするハイブリッド電気自動車等である。なお、車載機1は、所謂カーナビゲーションシステムとして実施することが出来る。この際、処理を行うカーナビゲーションシステムのうち、ユーザに対するインターフェースを提供する部分(操作スイッチ類等の操作部、表示パネル等の表示部、スピーカ等の音声出力部等)、および車両に係る情報を取得する部分以外は、必ずしも車両に設置される必要はない。必要な入力を外部に設置されたナビゲーション装置本体やサーバ装置に送信し、本体またはサーバ装置において必要なナビゲーション関連処理(例えば経路探索処理、地図画像生成処理等)を行い、処理結果を車載器1に送信して表示させる方式が採用されてもよい。
The vehicle on which the in-
センターシステム200は、駐車場情報、給電設備による給電の課金情報等、給電に関する各システムの各種情報を有し、また各種情報処理を行うデータセンタで、情報記憶及
び情報処理を行う情報センターサーバ2を有する。ネットワークを介して受電側システム100(車載機1)や給電側システム300(給電設備管理サーバ3)からの情報提供を受けてそれら情報を記憶し、また情報要求を受け付け、受電側システム100(車載機1)や給電側システム300(給電設備管理サーバ3)に対して必要な情報を提供する。ここで、駐車場情報には、駐車場の空き情報、予約情報、サービス情報(給電設備情報:給電設備の有無、仕様、空き情報等)が含まれる。尚、センターシステム200から受電側システム100(車載機1)に道路情報を提供するシステムも実現可能である。この場合、道路情報は、VICS等のリアルタイム道路情報配信システム400から配信された情報を蓄積することにより実現できる。尚、道路情報としては、渋滞情報、工事情報、観光スポット情報等が含まれる。
The
給電側システム300はシステム制御装置として給電設備管理サーバ3を有している。給電設備管理サーバ3は、例えば、駐車場の各駐車エリアに設けられた各給電設備を管理するサーバであり、各給電設備の動作を制御するための情報を各給電設備に提供し、また各給電設備からそれらの動作状況等の情報を得て記憶し、これら情報の処理等を行なう。また、給電設備管理サーバ3は、ネットワークを介して車載機1や送電装置110と各種情報の授受、これら情報の記憶及び処理を行い、車載機1や送電装置110、そして各給電設備の動作に必要な情報の提供を行なう。給電設備管理サーバ3が取り扱う情報としては、給電設備の給電方式、規格、給電能力(急速充電の可否等)、設備の空き情報、予約情報(予約時間や充電量等の充電条件に関する情報、また予約車両における受電設備の規格情報等の予約車両に関する情報)、等がある。
The power
(車載機の構成)
図2は、車載機1の構成の概略の例を示した図である。車載機1は、CPU(Central Processing Unit)13、RAM(Random Access Memory)10、ROM(Read Only Memory)11、HDD(Hard Disk Drive)12、タッチパネルディスプレイおよび押しボタンスイッチ等からなる入出力装置8、CD/DVDデッキ14、TV/AM/FMチューナ15、通信インターフェース9等が電気的に接続された情報処理装置である。また、車載機1は、パワーアンプ16と、スピーカ17と、GPS受信機18と、車速センサ19と、車載バッテリー133の充放電制御装置131とに接続される。
(Configuration of in-vehicle device)
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic example of the configuration of the in-
CPU13は、中央処理装置であり、RAM10等に展開された命令及びデータを処理することで、RAM10、HDD12、入出力装置8等を制御する。RAM10は、主記憶装置であり、CPU13によって制御され、各種命令やデータが書き込まれ、読み出される。HDD12は、補助記憶装置であり、主に車載機1の電源を落としても保持したい情報が書き込まれ、読み出される。入出力装置8は、タッチパネルディスプレイや各種押しボタンスイッチ等からなり、CPU13によって制御され、出力された表示データを表示し、ユーザによる操作を受け付ける。入出力装置8から入力された内容はRAM10に記録され、CPU13によって処理される。
The
車載機1では、入出力装置8として、タッチパネルディスプレイおよび押しボタンスイッチ等からなる入出力装置が用いられ、主にユーザの視覚を通じて情報を提供し、ユーザによるタッチ操作やボタンスイッチ押下操作等を介してユーザによる入力を受け付ける。ユーザインターフェースとして、例えば、タッチパネルディスプレイ等を介した入出力の他、音声による入出力、カメラを用いた画像認識による入力等を用いることとしてもよい。
In the in-
HDD12には、RAM10にロードされる各種プログラムに加え、車載機1によって使用される各種データが記憶される。具体的には、HDD12には、車両のナビゲーションに必要な地点情報データベースが構築され、また地図データ等が記憶されている。そし
て、車載機1は、GPS受信機18および車速センサ19からの信号と、HDD12内に記憶されている地点情報および地図データ等に基づいて、車両のナビゲーションを行う。
The
地点情報データベースは、地点情報が検索可能に蓄積されたデータベースであり、地点情報には、各地点の名称、住所、位置情報、属性情報(施設種別等)の他、および給電設備に係る情報(給電設備情報)等が含まれる。 The point information database is a database in which the point information is stored so as to be searchable. In the point information, in addition to the name, address, position information, attribute information (facility type, etc.) of each point, information related to the power supply equipment ( Power supply facility information).
通信インターフェース9は、車載機1が受電ユニット120と通信を行うためのインターフェースである。通信インターフェース9は、例えば、LAN(Local Area Network)インターフェースボードにより実現され、通信(LAN)ケーブルにより車載機1と接続される。尚、通信インターフェース9は無線通信方式も適用可能で、例えば、無線LAN、ブルートゥース(登録商標)等の適用が可能である。また、通信インターフェース9は、LANを用いずに、シリアルあるいはパラレル通信インターフェースを用いてシリアルあるいはパラレル通信ケーブルをコネクタを用いて接続する構成であってもよい。
The
(無線電力伝送装置の構成)
図3は、無線電力伝送システムの構成を示す図である。第1実施形態では、車載バッテリー133に対する給電方法として、無線電力伝送が用いられる。無線電力伝送システムは、大きく分けて送電ユニット110(「送電装置」に相当)および受電ユニット120(「受電装置」に相当)を備える。送電ユニット110は、例えば、駐車スペースのような車両が停止する位置の地面側に設けられ、給電設備管理サーバ3と接続されている。受電ユニット120は、充電が必要な機器側、例えば、電気自動車やハイブリッド電気自動車などの車両に搭載される。受電ユニット120が搭載された車両が、送電ユニット110が設置された駐車スペースに進入し、受電ユニット120と送電ユニット110とが対面するように位置合わせが行われると、無線電力伝送による送受電が開始される。図3では、制御系の信号の流れは点線で示される。図3では、電源系の信号の流れは実線で示される。
(Configuration of wireless power transmission device)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the wireless power transmission system. In the first embodiment, wireless power transmission is used as a power feeding method for the in-
送電ユニット110は、送電コントローラ117、コンバータ113、送電アンプ114、送電コイル115、共振制御ユニット116、発振回路118、通信インターフェース119、アンテナ111およびデータ送受信ユニット112を備える。送電コイル115は、例えば、駐車スペースの車止めを基準とした所定位置等、車両が停止時における位置合わせが容易な位置に設けられることが好ましい。つまり、送電コイル115は、車両のタイヤを車止めに接触させた状態で停止させた時に、車両底面に設けられた受電ユニット120(受電コイル125が車両のタイヤに対して所定位置に設置される)に具備される受電コイル125に対向するように設けられることが好ましい。また、送電コイル115は、複数備えられてもよい。
The power transmission unit 110 includes a
データ送受信ユニット112(図3では、「送受信ユニット」と表示)は、アンテナ111に接続された、無線通信のための通信インターフェースである。データ送受信ユニット112は、アンテナ111を介して、受電ユニット120のデータ送受信ユニット122と通信を行う。データ送受信ユニット112が受信したデータは、送電コントローラ117に出力される。送電ユニット110のデータ送受信ユニット112と受電ユニット120のデータ送受信ユニット122との通信方法は、例えば、DARC(Dedicated Short Range Communication)、赤外線通信、ブルートゥース(登録商標)等の近距離の無線
通信を用いるのが好ましく、データ送受信ユニット112は、当該通信方式に対応するデコーダ、エンコーダ、変調回路、復調回路、同調回路、増幅回路等を備えている。
The data transmission / reception unit 112 (shown as “transmission / reception unit” in FIG. 3) is a communication interface for wireless communication connected to the
コンバータ113は、外部電源から供給された交流または直流電源を所定電圧の直流電源へ変換し、送電アンプ114へ供給する。コンバータ113の出力電圧は、送電コント
ローラ117によって制御される。
発振回路118は、送電コントローラ117からの指示信号によって指定される発振周波数の信号を送電アンプ114に出力する。また、発振回路118は、送電コントローラ117からの指示信号に従って発振周波数を変更して送電アンプ114に出力する。
The
送電アンプ114は、コンバータ113から供給される直流電源を、発振回路118から与えられた発信周波数の信号で変調して交流電源にして、送電コイル115へ出力する。つまり、送電コイル115へは、電圧、周波数が適切に制御された交流電源が供給される。また、送電コイル115に供給される交流電源は、発振回路118から出力される発振周波数によって、周波数が共振周波数と一致するように制御されている。送電アンプ114は、送電コイル115に出力した電力量をモニタし、送電電力モニタ結果を送電コントローラ117に出力する。
The
共振制御ユニット116は、送電コントローラ117からの指示信号に従って、送電コイル115に接続された共振周波数可変用のコンデンサ(キャパシタ)の容量を制御する等の方法で、送電ユニット110の共振周波数を、受電ユニット120の共振周波数と一致するように制御する。即ち、送電コントローラ117は送電ユニット110の共振周波数を受電ユニット120の共振周波数に一致するように制御すると共に、この共振周波数の電力送電用電磁波を出力するよう制御することで、磁界共鳴による無線電力伝送を可能とする。
The
通信インターフェース119は、例えば、給電設備管理サーバ3との距離に応じてLANあるいはWAN(Wide Area Network)インターフェースボードにより構成され、給電
設備管理サーバ3ト通信を行う。送電ユニット110は、通信インターフェース119を通じて給電設備管理サーバ3と通信を行い、各種情報、制御指令信号等を取得する。通信インターフェース119に入力されるデータは、送電コントローラ117に出力される。送電コントローラ117は、例えば、マイクロプロセッサを搭載するマイクロコンピュータである。送電コントローラ117は、データ送受信ユニット112から受電ユニット120から受信したデータ、及び送電アンプ114から送電電力モニタ結果を得る。送電コントローラ117は、予め設定された送電用の設定内容、受電ユニット120とのデータ送受信結果、および送電電力モニタ結果に基づいて、発振回路118に指示する発振周波数、共振制御ユニット116に指示する共振周波数可変用のコンデンサの容量、及び、コンバータ113に指示する出力電圧を決定し、それぞれに指示信号を出力する。また、送電コントローラ117は、データ送受信ユニット112を介して、受電ユニット120との通信確立処理及び給電開始準備処理を制御する。
The
受電ユニット120は、受電コントローラ127、受電コイル125、共振制御ユニット126、整流回路128、DC/DCコンバータ129、通信インターフェース130、アンテナ121およびデータ送受信ユニット122を備える。ここで、受電コイル125は、地面に設置された送電ユニット110と対向するように、車両底面の、車両のタイヤに対する所定位置に設けられることが好ましい。また、受電ユニット120は、車載の充放電制御装置131を介して、車載バッテリー133やモータ132に接続される。なお、充放電制御装置131は、アクセル操作に応じて車載バッテリー133から車両駆動用の電力を放電させ、また、減速の操作が行われた場合には、モータ132によって発電された回生電力が車載バッテリー133に充電されるように制御される。
The
データ送受信ユニット122は、アンテナ121に接続された、無線通信のための通信インターフェースである。データ送受信ユニット122は、アンテナ121を介して、送電ユニット110のデータ送受信ユニット112と通信を行う。データ送受信ユニット1
22は、例えば、DARC、赤外線通信、ブルートゥース(登録商標)等を用いて、送電ユニット110のデータ送受信ユニット112とアンテナ121を介して通信を行うことが好ましい。データ送受信ユニット122は、当該通信方式に対応するデコーダ、エンコーダ、変調回路、復調回路、同調回路、増幅回路等を備える。データ送受信ユニット122が受信したデータは、受電コントローラ127に出力される。
The data transmission /
22 preferably communicates with the data transmission /
受電コイル125には、送電コイル115から出力される電磁波によって磁界共鳴が起こり、電流が発生する。整流回路128(AC/DCコンバータ)は、受電コイル125に発生する交流電力を直流電力に変換しDC/DCコンバータ129に出力する。また、整流回路128は、受電コイル125に発生する電力量をモニタしており、受電電力モニタ結果を受電コントローラ127に出力する。
In the
DC/DCコンバータ129は、整流回路128から出力される直流電力の電圧を所定値に安定させる。直流電力の電圧は、受電コントローラ127によって制御される。DC/DCコンバータ129から出力される所定電圧の直流電力は、充放電制御装置131を介してバッテリー133に蓄えられる。
The DC /
共振制御ユニット126は、受電コントローラ127からの指示信号に従って、受電コイル125に接続された共振周波数可変用のコンデンサ(キャパシタ)の容量を制御する等の方法で、受電ユニット120の共振周波数を、送電ユニット110の共振周波数と一致するように制御する。
The
通信インターフェース130は、例えば、LANインターフェースカードにより構成され、車載機1及び充放電制御装置131と通信を行う。尚、LANによる有線通信インターフェース以外に、例えば、シリアルあるいはパラレル有線通信方式、また無線LAN等の無線通信方式のインターフェースを適用することも可能である。受電ユニット120は、通信インターフェース130を通じて車載機1と通信を行い、車載機1から各種情報、制御指令信号等を取得する。また、受電ユニット120は、通信インターフェース130を通じて充放電制御装置131から車載バッテリー133の電池残量を取得する。通信インターフェース130が受信したデータは、受電コントローラ127に出力される。
The
受電コントローラ127は、例えば、マイクロプロセッサを搭載するマイクロコンピュータである。受電コントローラ127は、データ送受信ユニット122から送電ユニット110とのデータ送受信結果、整流回路128から受電電力モニタ結果を取得する。受電コントローラ127は、予め設定された受電用の設定内容、送電ユニット110とのデータ送受信結果、および受電電力モニタ結果に基づいて、共振制御ユニット126およびDC/DCコンバータ129を制御する。具体的には、受電コントローラ127は、共振制御ユニット126に共振周波数可変用のコンデンサの容量を指示する指示信号を出力する。受電コントローラ127は、DC/DCコンバータ129に対して、整流回路128から出力される直流電力を所定値に安定させるための、直流電力の電圧を制御する。また、受電コントローラ127は、データ送受信ユニット122を介して、送電ユニット110との伝送準備処理及び伝送処理を制御する。
The
図4は、受電ユニット120の受電コントローラ127の機能構成の例を示した図である。尚、図4では制御系のつながりを示しており、電力系(充電電量送電用ライン)のつながりは省略している。電源ユニットは、例えは、DC/DCコンバータ129等で構成される。受電コントローラ127は、受電ユニット120に具備されるメモリ(図示せず)に記憶される送受電プログラムを実行することによって、畜電量取得部21、受電量取得部22、伝送効率算出部23、受電側情報生成部24、受電制御部25、及び測定部26として動作する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
蓄電量取得部21は、例えば、受電制御部25から指示を受けると、通信インターフェース130を通じて充放電制御装置131から、車両に搭載された車載バッテリー133の畜電量(又は電池残量)を取得する。畜電量取得部21は、取得された車載バッテリー133の畜電量を受電側情報生成部24や受電制御部25に通知する。
For example, when receiving an instruction from the power
受電量取得部22は、無線電力伝送による送受電が開始されると、整流回路128を監視し、送電ユニット110からの受電量を取得する。受電量取得部22は、例えば、定期的に、又は、指示を受けると、所定継続時間当たりに受電した受電量を取得し、伝送効率算出部23に出力する。また、受電量取得部22は、無線電力伝送による送受電の開始からの総受電量を測定する。受電量取得部22は、受電制御部25から指示を受けると、総受電量を受電制御部25に出力する。
When power transmission / reception by wireless power transmission is started, the power reception
伝送効率算出部23は、例えば、無線電力伝送による送受電が開始されると、受電ユニット120における伝送効率を算出する。例えば、伝送効率は、所定継続時間に、送電ユニット110から送電された送電量に対する、受電ユニット120に受電された受電量の割合の百分率で求められる。伝送効率算出部23は、送電ユニット110から送電された所定継続時間における送電量を、例えば、送電ユニット110からの通知によって得る。また、伝送効率算出部23は、例えば、受電ユニット120が所定継続時間に受電した受電量を、受電量取得部22から取得する。なお、所定継続時間は、送電ユニット110と受電ユニット120とで一致し、且つ、同期している時間であるとする。伝送効率算出部23は、算出された伝送効率を受電制御部25に出力する。
For example, when power transmission / reception by wireless power transmission is started, the transmission
受電側情報生成部24は、受電制御部25から無線電力伝送方式データの生成指示を受信すると、無線電力伝送方式データを生成する。無線電力伝送方式データには、例えば、受電ユニット120の識別子、無線伝送方式の種別、畜電容量、現在の畜電量、受電電圧又は受電電流の定格、受電電力量の許容量、受電ユニット120の装置のサイズ等の受電ユニット120に関する情報が含まれてもよい。受電側情報生成部24は、無線電力伝送方式データを受電制御部25に送信する。無線電力伝送方式データは、受電制御部25によって、送電ユニット110に送信される。
When the power receiving side
測定部26は、受電ユニット120の高さ、すなわち、送電ユニット110との距離を測定する。例えば、送電ユニット110が、駐車スペースの地面に埋め込まれている場合には、測定部26は、受電ユニット120の地面との距離を測定する。送電ユニット110との距離の測定には、例えば、光学センサ、レーザ、超音波、画像のフォーカス等が用いられる。測定部26は、受電ユニット120と送電ユニット110との距離を、受電制御部25に出力する。
The
受電制御部25は、伝送準備処理及び伝送処理を制御する。伝送準備処理は、送電ユニット110と受電ユニット120との間の無線電力伝送の開始のための準備の処理である。
The power
受電制御部25は、伝送準備処理及び伝送処理において、伝送効率算出部23から伝送効率を受信し、伝送効率が向上するように、受電ユニット120の要素を制御する。例えば、受電制御部25は、受電ユニット120が搭載される車両の位置を調整したり、共振周波数を調整したりする。例えば、受電ユニット120の要素は、受電ユニット120の位置(縦、横、高さの3方向を含む)や、共振周波数である。受電制御部25の伝送準備処理及び伝送処理における制御内容の詳細については、後述される。
The power
図5は、送電ユニット110の送電コントローラ117の機能構成の例を示す図である
。尚、図5では制御信号系のつながりを示しており、電力系(充電電力送電用ライン)のつながりは省略している。送電コントローラ117は、送電ユニット110に具備されるメモリ(図示せず)に記憶される送受電プログラムを実行することによって、送電量取得部51、伝送効率算出部52、判定部53、送電制御部54、及び測定部58として動作する。なお、伝送効率算出部52と測定部58は、第1実施形態においては動作しないものとする。そのため、伝送効率算出部52と測定部58とについては、ここでは説明されず、後述の変形例において説明される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
送電量取得部51は、送電アンプ114を監視し、送電ユニット110から送電される電力の送電量を取得する。送電量取得部51は、例えば、定期的に、又は、指示を受けると、所定継続時間当たりに送電された電力量を送電量として取得し、送電制御部54に出力する。送電量は、送電制御部54から受電ユニット120に送信され、受電ユニット120の伝送効率の算出に用いられる。また、送電量取得部51は、無線電力伝送による送受電の開始からの総送電量を測定する。
The power transmission
送電ユニット110が受電ユニット120から無線電力伝送方式データを受信すると、判定部53は、無線電力伝送方式データに含まれる情報に基づいて、受電ユニット120への給電の可否を判定する。判定部53は、例えば、無線電力伝送方式データに含まれる受電ユニット120の無線電力伝送方式の種別によって、給電の可否を判定する。例えば、無線電力伝送方式の種別が受電ユニット120と送電ユニット110とで異なる場合には、無線電力伝送を行えないので、判定部53は、給電不可を判定する。無線電力伝送方式の種別が受電ユニット120と送電ユニット110とで一致する場合には、判定部53は、給電可能を判定する。判定部53は、受電ユニット120への給電の可否の判定結果を送電制御部54に出力する。
When the power transmission unit 110 receives the wireless power transmission method data from the
送電制御部54は、判定部53から受電ユニット120への給電の可否の判定結果を入力として得て、受電ユニット120へ通知する。送電制御部54は、受電ユニット120への給電の可否判定の結果は、受電ユニット120から無線電力伝送方式データの受信を確認するための受電条件確認とともに受電ユニット120に送信する。
The power
送電制御部54は、伝送準備処理及び伝送処理において、送電ユニット110を制御する。伝送準備処理及び伝送処理の実行中には、例えば、受電ユニット120からの求めに応じて、共振周波数を調整したりなど、伝送効率を向上させるための制御を行う。また、伝送処理の終了の際には、送電制御部54は、送電量又は受電量、送電量又は受電量に応じた料金等の情報を含んだ課金情報を生成して受電ユニット120に送信する。伝送準備処理及び伝送処理における送電制御部54の制御内容の詳細については、後述される。
The power
(伝送準備処理の詳細)
図6は、伝送準備処理の概要のフローチャートの例である。例えば、受電ユニット120を具備する車両が車載バッテリー133を充電するために、送電ユニット110を設置する有料の駐車スペースに駐車し、受電ユニット120と送電ユニット110との通信が確立されると、図6に示されるような伝送準備処理が開始される。伝送準備処理は、例えば、受電ユニット120に対して受電の開始を指示する信号が入力されると開始され、受電ユニット120が起動中は、繰り返し実行される。なお、以降、伝送準備処理及び伝送処理において、送電ユニット110と受電ユニット120との間のデータの送受信は、送電ユニット110のデータ送受信ユニット112と受電ユニット120のデータ送受信ユニット122を用いた、近距離通信によるものとする。
(Details of transmission preparation processing)
FIG. 6 is an example of an outline flowchart of the transmission preparation process. For example, when a vehicle including the
伝送準備処理は、受電ユニット120と送電ユニット110との協働によって実行される。伝送準備処理は、大きく、送受電装置確認処理(OP1)、試行伝送処理(OP2)
、及び効率向上処理(OP3)に分けられ、この順番で実行される。
The transmission preparation process is executed by cooperation between the
And the efficiency improvement process (OP3), and are executed in this order.
送受電装置確認処理(OP1)は、送電ユニット110と受電ユニット120が互いの送電又は受電の条件を確認し合うための処理である。試行伝送処理(OP2)は、送受電が開始される前に、送受電を試行するための処理であって、これによって、送電ユニット110と受電ユニット120との間に異物が存在しているか否か等が確認される。効率向上処理(OP3)は、受電ユニット120における伝送効率、又は、送電ユニット110における伝送効率を向上させるための処理であって、例えば、受電ユニット120と送電ユニット110との距離が調整されたり、受電ユニット120の位置が調整されたりする。送受電装置確認処理、試行伝送処理、効率向上処理の詳細については、後述される。
The power transmission / reception device confirmation process (OP1) is a process for the power transmission unit 110 and the
(送受電装置確認処理の詳細)
図7は、送受電装置確認処理のフローチャートの例である。送受電装置確認処理は、伝送準備処理において、最初に行われる処理であって、送電ユニット110及び受電ユニット120が互いの存在や条件を確認するための処理である。送受電装置確認処理は、例えば、ユーザの押しボタンスイッチ等の押下により、受電ユニット120に対して受電の開始を指示する信号が入力されると開始される。
(Details of power transmission / reception device confirmation processing)
FIG. 7 is an example of a flowchart of power transmission / reception device confirmation processing. The power transmission / reception device confirmation process is a process performed first in the transmission preparation process, and is a process for the power transmission unit 110 and the
OP101では、受電コントローラ127は、無線電力伝送方式データを生成し、送電ユニット110に送信する。無線電力伝送方式データには、例えば、受電ユニット120の識別子、無線伝送方式の種別、畜電容量、現在の畜電量、受電電圧又は受電電流の定格、受電電力量の許容量、受電ユニット120の装置のサイズ等が含まれる。無線伝送方式の種別、畜電容量、現在の畜電量、受電電圧又は受電電流の定格、受電電力量の許容量、受電ユニット120の装置のサイズ等は、受電条件ともいう。
In OP <b> 101, the
OP102では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から送受信方式データを受信したか否かを判定する。送受電方式データを受信した場合には(OP102:YES)、処理がOP103に進む。送受電方式データを受信しない場合には(OP102:NO)、伝送準備処理が終了する。
In OP102, the
OP103では、送電コントローラ117は、送受信方式データに基づいて、受電ユニット120への給電が可能か否かを判定する。例えば、送電コントローラ117は、送受信方式データに含まれる、受電ユニット120の無線電力伝送方式の種別が送電ユニット110と一致する否かを判定することによって、受電ユニット120への給電が可能か否かを判定する。この場合には、無線電力伝送方式の種別が送電ユニット110と一致すれば、送電コントローラ117は、受電ユニット120への給電可能を判定する。受電ユニット120への給電可能が判定された場合には(OP103:YES)、処理がOP104に進む。受電ユニット120への給電が可能でない場合には(OP103:NO)、処理がOP105に進む。
In OP103, the
OP104では、送電コントローラ117は、受電ユニット120からの無線電力伝送方式データに含まれる情報に基づいて送電条件を決定する。送電条件は、例えば、送電電圧又は送電電流、送電電力量の上限等である。送電コントローラ117は、給電可能と、送電条件を含めて受電条件確認(OK)応答を、受電ユニット120に送信する。受電条件確認応答を受電ユニット120が受信することによって、受電ユニット120は、送電ユニット110が受電ユニット120からの無線電力伝送方式データに含まれる受電条件(無線伝送方式の種別、畜電容量、現在の畜電量、受電電圧又は受電電流の定格、受電電力量の許容量、受電ユニット120の装置のサイズ)を確認し、それに応じた送電条件を設定したことを認識可能となる。
In OP <b> 104, the
OP105では、送電コントローラ117は、受電ユニット120への給電不可を判定したので、給電不可を含めた受電条件確認(NG)応答を、受電ユニット120に送信する。この場合には、受電ユニット120への給電(送電)は行われないので、送受電装置確認処理及び伝送準備処理が終了する。
In OP105, since the
OP106では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から受電条件確認応答を受信したか否かを判定する。受電条件確認応答が受信された場合には(OP106:YES)、処理がOP107に進む。受電条件確認応答が受信されない場合には(OP106:NO)、送受電装置確認処理及び伝送準備処理が終了する。
In OP106, the
OP107では、受電コントローラ127は、受電条件確認応答によって、給電可能又は給電不可の何れが示されるかを判定する。受電条件確認応答によって給電可能が示される場合には(OP107:YES)、処理がOP108に進む。受電条件確認応答によって給電不可が示される場合には(OP107:NO)、送受電装置確認処理及び伝送準備処理が終了する。
In OP107, the
OP108では、受電コントローラ127は、受電条件確認応答に含まれる送電条件を取り出し、自身の受電条件と一致することを確認し、送電条件確認応答を送電ユニット110に送信する。送電条件確認応答を受信することによって、送電ユニット110は、受電ユニット120が送電ユニット110の送電条件を確認したことを認識可能となる。送電条件確認を送信すると、受電コントローラ127は、受電ユニット120における送受電装置確認処理を終了させ、次に、試行伝送処理を開始する。
In OP108, the
OP109では、送電ユニット110は、受電ユニット120から、送電条件確認応答を受信する。受電ユニット120が送電ユニット110から受電条件確認応答を受信し、送電ユニット110が受電ユニット120から送電条件確認応答を受信することによって、互いの条件又は状態を確認できる。送電条件確認を送信すると、送電コントローラ117は、送電ユニット110における送受電装置確認処理を終了させ、次に、試行伝送処理を開始する。
In OP109, the power transmission unit 110 receives a power transmission condition confirmation response from the
なお、OP101の一部、OP106、OP107、及び108の処理によって、受電制御部25が実現される。OP101の一部の処理によって、受電側情報生成部24が実現される。OP102、OP103の処理によって判定部53が実現される。OP104、OP105、OP109の処理によって、送電制御部54が実現される。
The power
(試行伝送処理の詳細)
図8は、試行伝送処理のフローチャートの例である。図7に示される送受電装置確認処理において、給電可能と判定され、送受電装置確認処理が終了すると、試行伝送処理が開始される。
(Details of trial transmission process)
FIG. 8 is an example of a flowchart of trial transmission processing. In the power transmission / reception device confirmation process shown in FIG. 7, when it is determined that power supply is possible and the power transmission / reception device confirmation process ends, trial transmission processing is started.
OP201では、受電コントローラ127は、送電ユニット110に試行送電を要求する試行送電開始要求を送信する。OP202では、送電コントローラ117は、試行送電開始要求を受信したか否かを判定する。試行送電開始要求が受信された場合には(OP202:YES)、処理がOP203に進む。試行送電開始要求が受信されない場合には(OP202:NO)、試行伝送処理及び伝送準備処理が終了する。
In OP201, the
OP203では、送電コントローラ117は、受電ユニット120に試行送電開始応答を送信する。その後、送電ユニット110では、処理がOP205に進む。
In OP203, the
OP204では、受電コントローラ127は、試行送電開始応答を受信したか否かを判
定する。試行送電開始応答が受信された場合には(OP204:YES)、受電ユニット120では、処理がOP206に進む。試行送電開始応答が受信されない場合には(OP204:NO)、試行伝送処理及び伝送準備処理が終了する。
In OP204, the
OP205では、送電コントローラ117は、試行送電を開始する。例えば、送電コントローラ117の制御によって、コンバータ113から出力された電力が、発振回路118から与えられた周波数で送電コイル115へ入力されて、送電が開始される。なお、試行送電の場合には、送電コントローラ117の制御によって試行送電用に予め定められた小電力(試行用電力)がコンバータ113から出力され、発振回路118から与えられた周波数で送電コイル115に入力される。その後、送電ユニット110では、処理がOP207に進む。
In OP205, the
OP206では、受電ユニット120では、試行送電によって送電コイル115に電流が流れると、受電コイル125に、送電コイル115との間の磁界共鳴によって電流が流れ、整流回路128、DC/DCコンバータ129、充放電制御装置131を通じて車載バッテリー133に充電される。また、受電コントローラ127は、整流回路128を監視し、試行送電による受電量を取得する。その後、受電ユニット120では、処理がOP208に進む。
In OP206, in the
OP207では、送電コントローラ117は、試行送電を行うと、送電アンプ114の監視の結果得られた送電量を受電ユニット120に送信する。その後、送電ユニット110では、処理がOP213に進む。
In OP <b> 207, the
OP208では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から、試行送電による送電量を受信する。
In OP <b> 208, the
OP209では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から送信された試行送電による送電量と、OP206において取得した試行送電による受電量とから、試行送電による伝送効率を求める。伝送効率は、例えば、送電ユニット110から送信された試行送電による送電量に対する、試行送電による受電量の割合を百分率で表したものである。
In OP209, the
OP210では、受電コントローラ127は、OP209において算出した伝送効率が、伝送効率の最低値以上か否かを判定する。伝送効率の最低値は、無線電力伝送において最低限保証されるべき伝送効率の値であって、20〜50%の範囲内で設定される。伝送効率が最低値以上である場合には(OP210:YES)、処理がOP211に進む。伝送効率が最低値未満である場合には(OP210:NO)、処理がOP212に進む。
In OP210, the
OP211では、受電コントローラ127は、試行完了(OK)を送電ユニット110に送信する。試行完了(OK)を送信すると、受電コントローラ127は、受電ユニット120における試行伝送処理を終了させ、次に、受電ユニット120における効率向上処理を開始させる。
In OP 211, the
OP212では、受電コントローラ127は、伝送効率が最低値よりも小さいので、試行完了(NG)を送電ユニット110に送信する。例えば、受電ユニット120と送電ユニット110との間に、金属のような導電体が異物として存在すると、異物に送電ユニット110からの電力が吸収されてしまい、受電ユニット120における伝送効率が低下する。したがって、試行送電における伝送効率が最低値よりも小さい場合には、受電ユニット120と送電ユニット110との間に異物が存在する可能性が高い。試行完了(NG)を送信すると、受電コントローラ127は、受電ユニット120における試行伝送処理を
終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理を終了させる。
In OP212, since the transmission efficiency is smaller than the minimum value, the
OP213では、送電コントローラ117は、試行完了(OK)を受信したか否かを判定する。試行完了(OK)を受信した場合には(OP213:YES)、送電コントローラ117は、送電ユニット110における試行伝送処理を終了させ、次に、送電ユニット110における効率向上処理を開始させる。試行完了(NG)が受信された場合には(OP213:NO)、送電コントローラ117は、送電ユニット110における試行伝送処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理も終了させる。
In OP213, the
OP210において、試行送電における伝送効率が最低値よりも小さい場合には、無線電力伝送が実行されないことによって、より早い段階で無駄な電力の伝送を省くことができる。 In OP210, when the transmission efficiency in the trial power transmission is smaller than the minimum value, the wireless power transmission is not executed, so that unnecessary power transmission can be omitted at an earlier stage.
なお、OP201、OP204、OP206、OP208の一部、OP209の一部、OP210、OP211、及びOP212の処理によって、受電制御部25が実現される。OP206の一部の処理(受電量取得)によって、受電量取得部22が実現される。OP209の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。OP202、OP203、OP205、OP207の一部、及びOP213の処理によって、送電制御部54が実現される。OP207の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。
Note that the power
(効率向上処理の詳細)
図9A及び図9Bは、効率向上処理のフローチャートの例である。効率向上処理は、受電ユニット120における伝送効率を向上させるために行われる処理である。図9A及び図9Bに示されるフローは、例えば、図8に示される試行伝送処理が成功すると、すなわち、受電ユニット120から送電ユニット110に試行完了(OK)が送信された後に実行される。
(Details of efficiency improvement processing)
9A and 9B are examples of flowcharts of the efficiency improvement process. The efficiency improvement process is a process performed to improve transmission efficiency in the
受電ユニット120における伝送効率は、例えば、1)受電コイル125と送電コイル115との距離、2)受電ユニット120と送電ユニット110との位置合わせに依存する。図9Aでは、受電ユニット120が可動である、又は、車両の高さがサスペンション等により調整できることを想定し、受電ユニット120の地面からの高さを調整することによって、受電ユニット120と送電ユニット110との距離を調整し、伝送効率を向上させる場合の効率向上処理のフローが示される。
The transmission efficiency in the
OP301では、受電コントローラ127は、送電ユニット110との距離を測定する。受電コントローラ127は、例えば、光センサ、レーザ、超音波、画像のフォーカス等を用いて、送電ユニット110との距離を測定しても良い。また、例えば、送電ユニット110が駐車スペースの地面に埋め込まれている場合には、受電ユニット120を搭載する車両の車種等のデータから高さのデータを取得し、送電ユニット110との距離としてもよい。
In OP301, the
OP302では、受電コントローラ127は、送電ユニット110との距離を取得する。例えば、予め受電ユニット120に具備されるメモリ(図示せず)には、送電ユニット110との距離と伝送効率との関係を示すグラフ、表、又は方程式等が保持されており、受電コントローラ127は、それらに基づいて、送電ユニット110との距離を取得する。例えば、受電ユニット120自体が、車両の設置位置から所定範囲内で可動である場合には、受電コントローラ127は、受電ユニット120を垂直方向に移動させ、送電ユニット110との距離を調整する。例えば、受電ユニット120を搭載した車両がサスペンションなどによって高さを調整できる場合には、受電コントローラ127は、サスペンシ
ョンを制御するユニットに対して車両の高さの調整を指示し、車両の高さを調整することによって送電ユニット110との距離を調整する。
In OP <b> 302, the
OP303では、受電コントローラ127は、送電ユニット110との距離の調整による伝送効率の変化を確認するために、送電ユニット110に試行送電開始要求を送信して試行送電を行い、試行送電の伝送効率を算出する。OP303からOP311の処理は、図8において説明されたOP201からOP209の処理と同様であるため、省略される。
In OP303, the
OP312では、受電コントローラ127は、OP311において算出した伝送効率が目標値よりも大きいか否かを判定する。伝送効率の目標値は、例えば、各伝送処理における伝送効率の最高値の平均を取った値や、70%から90%の範囲内の値である。伝送効率が目標値以下の場合には(OP312:NO)、効率向上処理が一旦終了し、伝送効率が目標値より大きくなるまで繰り返し実行される。伝送効率が目標値より大きい場合には(OP312:YES)、処理がOP313に進む。
In OP312, the
OP313では、受電コントローラ127は、距離設定完了を送電ユニット110に送信する。受電コントローラ127は、距離設定完了を送電ユニット110に送信すると、受電ユニット120における効率向上処理を終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理を終了させる。これによって、受電ユニット120は伝送処理を開始可能な状態となる。
In OP313, the
OP314では、送電コントローラ117は、距離設定完了を受信したか否かを判定する。距離設定完了が受信された場合には(OP314:YES)、送電コントローラ117は、送電ユニット110における効率向上処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理を終了させる。これによって、送電ユニット110は伝送処理を開始可能な状態となる。距離設定完了が受信されない場合には(OP314:NO)、送電ユニット110における効率向上処理が一旦終了し、図9Aに示されるフローが繰り返し実行される。
In OP314, the
図9Aにおいては、伝送効率が目標値より大きくなるまで受電ユニット120と送電ユニット110との距離の制御が実行される。これに代えて、例えば、所定回数だけ受電ユニット120と送電ユニット110との距離の制御が繰り返され、そのうち、最も伝送効率の良い場合の受電ユニット120の高さを採用するようにしてもよい。
In FIG. 9A, control of the distance between the
なお、OP301の処理によって、測定部26が実現される。OP302、OP303、OP306、OP308の一部、OP310、OP311の一部、OP312、及びOP313の処理によって、受電制御部25が実現される。OP308の一部の処理(受電量取得)によって、受電量取得部22が実現される。OP311の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。OP304、OP305、OP307、OP309の一部、及びOP314の処理によって、送電制御部54が実現される。OP309の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。
The
図9Bでは、受電ユニット120自体が可動である場合には受電ユニット120を動かして、又は、受電ユニット120を搭載する車両を移動させるなどして、受電コイル125と送電コイル115とがより適正に対面するように受電ユニット120の水平方向の位置を調整し、伝送効率を向上させる場合の効率向上処理のフローが示される。
In FIG. 9B, when the
OP321では、受電コントローラ127は、受電ユニット120の水平方向の位置情報を取得する。例えば、車両の寸法データ、受電ユニット120の寸法データ、及び受電
ユニットの取り付け位置が予めメモリに保持されており、車載機1がGPS受信機18から車両の座標を取得することによって、受電コントローラ127は受電ユニット120の水平方向の位置情報を取得する。
In OP321, the
OP322では、受電コントローラ127は、送電ユニット110の送電コイル115の座標情報等の位置情報を取得するために、送電ユニット110にコイル位置情報要求を送信する。その後、受電ユニット120では、処理がOP325に進む。
In OP322, the
OP323では、送電コントローラ117は、コイル位置情報要求を受信したか否かを判定する。コイル位置情報要求が受信された場合には(OP323:YES)、処理がOP324に進む。コイル位置情報要求が受信されない場合には(OP323:NO)、送電ユニット110において効率向上処理が一旦終了し、繰り返し実行される。
In OP323, the
OP324では、送電コントローラ117は、コイル位置情報を受電ユニット120に送信する。例えば、送電コントローラ117は、送電ユニット110に具備されるメモリ(図示せず)に保持される送電コイル115の位置情報を読み出し、コイル位置情報として受電ユニット120に送信する。なお、送電コイル115の位置情報は、例えば、給電設備サーバ3から取得してもよい。
In OP324, the
OP325では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から送電コイル115の位置情報を受信したか否かを判定する。送電コイル115の位置情報が受信された場合には(OP325:YES)、処理がOP326に進む。送電コイル115の位置情報が受信されない場合には(OP325:NO)、受電ユニット120において一旦効率向上処理が終了し、その後、繰り返し実行される。
In OP325, the
OP326では、受電コントローラ127は、受電ユニットの水平方向の位置情報と送電コイルの位置情報とから、受電ユニット120の水平方向における、移動方向及び移動距離を取得し、受電ユニット120の位置を制御する。受電ユニット120の水平方向の位置制御には、例えば、以下の方法がある。
In OP326, the
(1)例えば、受電ユニット120自体が、車両の設置位置から所定範囲内で可動である場合には、受電コントローラ127は、受電ユニット120を水平方向に移動させる。(2)例えば、車載機1に具備されるディスプレイやスピーカ等の出力装置を用いて、受電コントローラ127は、車両の移動をユーザに指示し、車両の移動によって受電ユニット120の位置を調整する。(3)例えば、受電コントローラ127は、車両の移動方向及び移動距離を給電設備管理サーバ3又は情報センタ2に送信し、給電設備管理サーバ3又は情報センタ2が、ユーザの携帯電話端末に車両の移動方向及び移動距離を送信することで、車両の移動をユーザに指示する。(4)IPA(Intelligent Parking Assist)システムを用いて、車両の位置を自動で調整する。
(1) For example, when the
OP327では、受電コントローラ127は、受電ユニット120の水平方向の位置の調整が完了すると、伝送効率の変化を確認するために、送電ユニット110に試行送電開始要求を送信し、試行送電を行い、試行送電の伝送効率を算出する。OP327からOP335の処理は、図8において説明されたOP201からOP209の処理と同様であるため、省略される。
In OP327, when the adjustment of the horizontal position of the
OP336では、受電コントローラ127は、OP335において算出した伝送効率が目標値よりも大きいか否かを判定する。伝送効率が目標値以下の場合には(OP336:NO)、受電ユニット120における効率向上処理が一旦終了し、更なる伝送効率の向上のために、繰り返し実行される。伝送効率が目標値より大きい場合には(OP336:Y
ES)、処理がOP337に進む。
In OP336, the
ES), the process proceeds to OP337.
OP337では、受電コントローラ127は、位置設定完了を送電ユニット110に送信する。位置設定完了を送電ユニット110に送信すると、受電コントローラ127は、受電ユニット120における効率向上処理を終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理も終了させる。これによって、受電ユニット120は、伝送処理を開始可能な状態となる。
In OP <b> 337, the
OP338では、送電コントローラ117は、位置設定完了を受信したか否か判定する。位置設定完了が受信された場合には(OP338:YES)、送電コントローラ117は、送電ユニット110における効率向上処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理を終了させる。これによって、送電ユニット110は、伝送処理を開始可能な状態となる。位置設定完了が受信されない場合には(OP338:NO)、送電ユニット110における処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
In OP338, the
なお、OP321の処理によって、測定部26が実現される。OP322、OP325、OP326、OP327、OP330、OP332の一部、OP334、OP335の一部、OP336、及びOP337の処理によって、受電制御部25が実現される。OP332の一部の処理(受電量取得)によって、受電量取得部22が実現される。OP335の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。OP323、OP324、OP328、OP329、OP331、OP333の一部、及びOP338の処理によって、送電制御部54が実現される。OP333の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。
The
第1実施形態では、図9A及び図9Bにおいて、2つの効率向上処理の例が説明された。受電ユニット120を搭載する車両の性能に応じて、どちらか一方の効率向上処理が実行されてもよいし、両方が組み合わされて実行されてもよい。
In the first embodiment, two examples of efficiency improvement processing have been described in FIGS. 9A and 9B. Depending on the performance of the vehicle on which the
以上のようにして伝送準備処理が終了し、送電ユニット110及び受電ユニット120が送受電可能な状態になると、伝送処理が開始される。
When the transmission preparation process is completed as described above and the power transmission unit 110 and the
(伝送処理の詳細)
図10は、伝送処理の概要を示す図である。伝送処理では、送電ユニット110と受電ユニット120との間で無線電力伝送が開始されると(OP4)、無線電力伝送に並行して、危険回避処理(OP5)、共振周波数調整処理(OP6)、初期パラメータ学習処理(OP7)、畜電量監視処理(OP8)、伝送完了判定処理(OP9)が繰り返し実行される。危険回避処理(OP5)及び伝送完了判定処理(OP9)において、無線電力伝送が停止すると、共振周波数調整処理(OP6)、初期パラメータ学習処理(OP7)、及び畜電量監視処理(OP8)は終了する。その後、情報提供処理(OP10)が行われ、伝送処理が終了する。
(Details of transmission processing)
FIG. 10 is a diagram showing an outline of the transmission process. In the transmission process, when wireless power transmission is started between the power transmission unit 110 and the power receiving unit 120 (OP4), in parallel with the wireless power transmission, a risk avoidance process (OP5), a resonance frequency adjustment process (OP6), The initial parameter learning process (OP7), the livestock power monitoring process (OP8), and the transmission completion determination process (OP9) are repeatedly executed. When the wireless power transmission is stopped in the danger avoidance process (OP5) and the transmission completion determination process (OP9), the resonance frequency adjustment process (OP6), the initial parameter learning process (OP7), and the livestock energy monitoring process (OP8) are finished. . Thereafter, an information providing process (OP10) is performed, and the transmission process is completed.
受電ユニット120への送電が実行されている間、送電コントローラ117は、定期的に送電量を取得し、受電ユニット120に送信する。受電コントローラ127は、送電ユニット110からの送電を受電している間、定期的に受電量を取得し、伝送効率を算出する。受電コントローラ127は、算出さした伝送効率を送電ユニット110に送信し、送電ユニット110の送電コントローラ117は、送電ユニット110に具備されるメモリ(図示せず)に伝送効率を格納する。送電ユニット110と受電ユニット120との間で無線電力伝送が行われている間、このような処理が定期的に繰り返し行われる。
While power transmission to the
危険回避処理(OP5)は、例えば、送電ユニット110と受電ユニット120との間
の送受電において異常を検知した場合に、異常が送電ユニット110と受電ユニット120との間の異物の存在によるものか否かを判定する処理であって、異物の存在による電力の流出を防ぐための処理である。
In the risk avoidance process (OP5), for example, when an abnormality is detected in power transmission / reception between the power transmission unit 110 and the
共振周波数調整処理(OP6)は、コイルの発熱等による共振周波数の変化を伝送効率を監視することによって検知し、共振周波数を調整する処理である。初期パラメータ学習処理(OP7)は、伝送効率を監視し、伝送効率の最高値を記録した際のパラメータを、次回の伝送準備処理および伝送処理の実行時の初期パラメータとして保持する処理である。 The resonance frequency adjustment process (OP6) is a process for detecting a change in the resonance frequency due to heat generation of the coil or the like by monitoring the transmission efficiency and adjusting the resonance frequency. The initial parameter learning process (OP7) is a process of monitoring the transmission efficiency and holding the parameter when the maximum value of the transmission efficiency is recorded as an initial parameter at the time of executing the next transmission preparation process and transmission process.
畜電量監視処理(OP8)は、受電ユニット120において行われる処理であって、車載バッテリー133の畜電量を監視し、或る程度(例えば、満充電時の畜電量の80%ほど)蓄電された場合には、充電速度を下げる処理である。伝送完了判定処理(OP9)は、送受電の完了を判定するための処理である。情報提供処理(OP10)は、送受電の完了時に、受電ユニット120に課金情報や総送電量等の情報を提供する処理である。危険回避処理、共振周波数調整処理、初期パラメータ学習処理、畜電量監視処理、伝送完了判定処理、情報提供処理のそれぞれの詳細については後述される。
The livestock power monitoring process (OP8) is a process performed in the
(危険回避処理の詳細)
図11は、危険回避処理のフローの例を示す図である。送電ユニット110と受電ユニット120との間で無線電力伝送が開始されると、危険回避処理が開始され、無線電力伝送が行われている間は繰り返し実行される。
(Details of risk avoidance processing)
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the flow of danger avoidance processing. When wireless power transmission is started between the power transmission unit 110 and the
OP501では、受電コントローラ127は、異常検知条件が満たされたか否か判定する。異常検知条件には、例えば、以下の条件がある。
In OP501, the
(A)受電ユニット120と送電ユニット110との間で定期的に行われる、送電量の通知、及び伝送効率の通知の通信が切断する。例えば、受電コントローラ127は、定期的に受信している送電ユニット110からの送電量の通知が受信されなくなると、異常を検知する。(B)受電コントローラ127が、受電ユニット120と接続する操作ボタンや車載機1を通じたユーザの操作による強制停止信号を検知する。(C)携帯電話や車両に搭載される警報機等の外部装置からの強制停止信号を受電ユニット120の受電コントローラ127が検知する。なお、この場合には、外部装置からの強制停止信号は、例えば、情報センタ2又は給電設備管理サーバ3に一旦経由して、車載機1を通じて受電ユニット120に送信される。
(A) Communication of power transmission amount notification and transmission efficiency notification that is periodically performed between the
上記(A)から(C)のいずれかの異常検出条件を受電コントローラ127が検知した場合には(OP501:YES)、処理がOP502に進む。異常検出条件が検出されない場合には(OP501:NO)、受電ユニット120における危険回避処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
When the
OP502では、受電コントローラ127は、最新の伝送効率を取得する。OP503では、受電コントローラ127は、取得した伝送効率が最低閾値以上か否かに基づいて、異常が発生しているか否かを判定する。例えば、異常が検出されるのは、送電ユニット110と受電ユニット120との間に異物が挿入されたような場合である。伝送効率が最低閾値以上の場合には、受電制御部25は、異常は発生していないことを判定する。伝送効率が最低閾値より小さい場合には、受電制御部25は、異常の発生を判定する。異常の発生が判定されなかった場合には(OP503:NO)、受電ユニット120において危険回避処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。異常の発生が判定された場合には(OP503:YES)、処理がOP504に進む。
In OP502, the
OP504では、受電コントローラ127は、送電ユニット110に異常発生通知を送信する。その後、受電ユニット120では、処理がOP507に進む。
In OP <b> 504, the
OP505では、送電コントローラ117は、異常発生通知を受信したか否か判定する。異常発生通知が受信された場合には(OP505:YES)、処理がOP506に進む。異常発生通知を受信しない場合には(OP505:NO)、送電ユニット110における危険回避処理が終了し、その後繰り返し実行される。
In OP505, the
OP506では、送電コントローラ117は、異常発生通知を受信したので、送電を停止させる。
In OP506, the
OP507では、受電コントローラ127は、異常発生通知を送信すると、受電を停止させる。
In OP507, the
OP508では、受電コントローラ127は、変数iを初期値の1に設定する。OP509では、受電ユニット120と送電ユニット110との間で、例えば、図8における試行伝送処理が行われる。
In OP508, the
OP510では、受電コントローラ127は、試行伝送処理が成功したか否かを判定する。試行伝送処理が成功した場合には(OP510:YES)、処理がOP511に進む。試行伝送処理が成功しなかった場合には(OP510:NO)、処理がOP515に進む。
In OP510, the
OP511では、受電コントローラ127は、送電ユニット110に送電開始要求を送信し、送電を要求する。OP512では、送電コントローラ117は、送電開始要求を受信したか否か判定する。送電開始要求が受信された場合には(OP512:YES)、処理がOP513に進む。送電開始要求が受信されない場合には(OP512:NO)、送電ユニット110における危険回避処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
In OP511, the
OP513では、送電コントローラ117は、送電を開始する。送電を開始すると、送電ユニット110における危険回避処理が終了し、その後繰り返し実行される。
In OP513, the
OP514では、受電コントローラ127は、送電ユニット110によって送電が開始されると、受電を開始する。
In OP514, when the power transmission unit 110 starts power transmission, the
OP515では、受電コントローラ127は、変数iが定数n以上か否かを判定する。定数nは、試行伝送処理の繰り返しの上限値である。変数iが定数nより小さい場合には(OP515:NO)、処理がOP516に進む。変数iが定数n以上の場合には(OP515:YES)、試行伝送処理の繰り返しの上限値を超えても、送受試行処理が成功しないことが示される。この場合には、例えば、送電ユニット110と受電ユニット120との間に電力を吸収吸うような異物が挿入されて、電力が流出していることが疑われるので、危険を回避するため、受電制御部25は、受電ユニット120における危険回避処理を終了させる。また、受電制御部25は、送電ユニット110に危険回避処理の終了を通知し、送電ユニット110は、危険回避処理の終了の通知を受信すると、送電ユニット110における危険回避処理を終了させる。
In OP515, the
OP516では、受電コントローラ127は、変数iに1を加算して更新する。その後、処理がOP509に戻り、試行伝送処理が成功するまで、又は、試行伝送処理の繰り返しの上限値になるまでOP509、OP510、OP515、OP516の処理を繰り返
す。
In OP516, the
このようにして、異常検知条件が満たされたことが検知された場合には、受電ユニット120は、伝送効率に基づいて異常の発生の判定を行い、異常の発生を判定した場合には、一旦送受電を停止して、再度試行伝送処理を行う。所定回数試行伝送処理を行っても、試行伝送処理が成功しない場合には、無線電力伝送が終了する。これによって、異常が検知された場合に、例えば、送電ユニット110と受電ユニット120との間に異物が存在するような異常が発生していない場合には、無線電力伝送が再開される。また、異常が検知された場合に、例えば、実際に送電ユニット110と受電ユニット120との間に異物が存在するような異常が発生している場合には、無線電力伝送が停止し、電力の流出を防ぐことができる。
In this way, when it is detected that the abnormality detection condition is satisfied, the
なお、OP501、OP502の一部、OP503−OP511、OP515、及びOP516の処理によって、受電制御部25が実現される。OP502の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。OP505、OP506、OP509の一部、OP512、及びOP513の処理によって、送電制御部54が実現される。
Note that the power
(共振周波数調整処理の詳細)
図12は、共振周波数調整処理のフローチャートの例である。共振周波数は、送受電を継続していると、コイルの発熱等によって変化する。共振周波数が変化すると、伝送効率が低下する可能性がある。共振周波数調整処理では、伝送効率の低下を検知し、共振周波数を調整することによって、伝送効率の低下を防ぐ。図12に示されるフローは、無線電力伝送が開始されるとともに開始され、無線電力伝送が実行されている間、繰り返し実行される。
(Details of resonance frequency adjustment processing)
FIG. 12 is an example of a flowchart of the resonance frequency adjustment process. The resonance frequency changes due to heat generation of the coil or the like when power transmission / reception is continued. If the resonance frequency changes, the transmission efficiency may decrease. In the resonance frequency adjustment process, a decrease in transmission efficiency is detected, and a decrease in transmission efficiency is prevented by adjusting the resonance frequency. The flow shown in FIG. 12 starts when wireless power transmission is started, and is repeatedly executed while wireless power transmission is being performed.
OP602では、受電コントローラ127は、伝送効率取得タイミングになると、伝送効率を取得する。例えば、受電コントローラ127は、1秒おきに伝送効率を取得してもよい。
In OP602, the
OP603では、受電コントローラ127は、伝送効率が所定量低下したか否かを判定する。伝送効率が所定量以上低下している場合には(OP603:YES)、処理がOP604に進む。伝送効率が所定量より低下していない場合には(OP603:NO)、受電ユニット120における共振周波数調整処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
In OP603, the
OP604では、受電コントローラ127は、共振周波数の制御を行う。例えば、受電コントローラ127は、伝送効率の変化量に応じて共振周波数を変化させて、新たな共振周波数を決定する。受電コントローラ127は、決定された共振周波数を共振制御ユニット126に通知する。共振制御ユニット126では、例えば、コンデンサの容量を変化させたり、受電コイル125のインダクタンスを変化させたりして、共振周波数を変化させる。OP605では、受電コントローラ127は、決定された新たな共振周波数を送電ユニット110に通知する。
In OP604, the
OP606では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から新たな共振周波数の通知を受信したか否かを判定する。新たな共振周波数の通知が受信された場合には(OP606:YES)、処理がOP607に進む。新たな共振周波数の通知が受信されない場合には(OP606:NO)、送電ユニット110における共振周波数調整処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
In OP606, the
OP607では、送電コントローラ117は、受信された新たな共振周波数になるように共振周波数を制御する。例えば、送電コントローラ117は、受信された新たな共振周波数を共振制御ユニット116に通知する。共振制御ユニット116では、例えば、コンデンサの容量を変化させたり、送電コイル115のインダクタンスを変化させたりして、共振周波数を変化させる。また、送電コントローラ117は、発振回路118に受信された共振周波数を通知し、発振回路118は、通知された共振周波数と回路の周波数が一致するように制御する。OP608では、送電コントローラ117は、共振周波数の制御が完了すると、受電ユニット120に共振周波数設定完了を送信する。その後送電ユニット110における共振周波数調整処理が一旦終了し、その後繰り返し実行される。
In OP607, the
OP609では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から共振周波数設定完了を受信したか否かを判定する。共振周波数設定完了が受信された場合には(OP609:YES)、処理がOP610に進む。共振周波数設定完了が受信されない場合には(OP609:NO)、受電ユニット120における共振周波数調整処理が一旦終了し、その後くり返し実行される。
In OP609, the
OP610では、受電コントローラ127は、伝送効率を取得する。なお、このときの伝送効率は、受電ユニット120および送電ユニット110の双方で共振周波数が制御された後の送電量及び受電量とから算出された伝送効率である。
In OP610, the
OP611において、受電コントローラ127は、伝送効率が目標値よりも大きいか否かを判定する。伝送効率が目標値よりも大きい場合には(OP611:YES)、受電ユニット120における共振周波数調整処理が終了し、その後繰り返し実行される。伝送効率が目標値よりも小さい場合には(OP611:NO)、処理がOP604に戻り、OP604−OP611の処理が繰り返し実行される。
In OP611, the
共振周波数調整処理は、例えば、危険回避処理や伝送完了判定処理において無線電力伝送が停止された場合に終了される。 The resonance frequency adjustment process is terminated when, for example, the wireless power transmission is stopped in the danger avoidance process or the transmission completion determination process.
受電ユニット120が伝送効率の低下を検知し、共振周波数を制御することによって、無線電力伝送による受電コイル125の発熱などによって共振周波数が変化し伝送効率の低下した場合でも、伝送効率を再度目標値にすることができる。
The
なお、OP602の一部、OP603−OP605、OP609−OP611の処理によって、受電制御部25が実現される。OP602の一部の処理、及びOP610の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。OP606−OP608の処理によって、送電制御部54が実現される。
Note that the power
(初期パラメータ学習処理の詳細)
図13は、初期パラメータ学習処理のフローチャートの例である。受電ユニット120は、例えば、自宅の駐車場や、会社の駐車場、良く利用する充電スポット等の利用頻度の高い充電可能な各駐車スペースで、最も伝送効率が良かった時のパラメータを初期パラメータとして保持する。図13に示されるフローは、無線電力伝送が開始されるとともに開始され、無線電力伝送が実行されている間、繰り返し実行される。
(Details of initial parameter learning process)
FIG. 13 is an example of a flowchart of the initial parameter learning process. The
OP702では、受電コントローラ127は、伝送効率取得タイミングになると、伝送効率を取得する。例えば、受電コントローラ127は、1秒おきに伝送効率を取得してもよい。また、伝送効率取得タイミングが、例えば、図12に示される共振周波数調整処理のOP601と同じであってもよい。
In OP <b> 702, the
OP703では、受電コントローラ127は、取得した伝送効率が、受電ユニット120に具備されるメモリに保持されている初期パラメータに対応する伝送効率よりも良い効率であるか否かを判定する。取得された伝送効率が初期パラメータに対応する伝送効率よりも良い効率である場合には(OP703:YES)、処理がOP704に戻る。取得された伝送効率が初期パラメータに対応する伝送効率よりも良い効率でない場合には(OP703:NO)、初期パラメータ学習処理が終了し、その後繰り返し実行される。
In OP703, the
OP704では、受電コントローラ127は、現時点でのパラメータで初期パラメータを更新する。なお、パラメータは、例えば、共振周波数、受電ユニット120の位置(座標など)、受電ユニット120と送電ユニット110との距離等である。また、受電コントローラ127は、パラメータとその時の伝送効率とを、駐車スペースの位置情報に対応付けて記録する。その後初期パラメータ学習処理が終了し、その後繰り返し実行される。このようにして、例えば、自宅の駐車場や会社の駐車場などの駐車スペース毎に初期パラメータと、初期パラメータに対応する伝送効率とが記録される。
In OP704, the
初期パラメータ学習処理は、例えば、危険回避処理や伝送完了判定処理において無線電力伝送が停止された場合に終了される。 The initial parameter learning process is ended when, for example, the wireless power transmission is stopped in the danger avoidance process or the transmission completion determination process.
図13に示されるようにして、伝送効率がもっとも良い時のパラメータを初期パラメータとして保持し、同じ駐車スペースで充電を行う際に初期パラメータを利用することで、効率よく伝送準備処理及び伝送処理を実行することが可能となる。 As shown in FIG. 13, the parameters when the transmission efficiency is the best are held as initial parameters, and the initial parameters are used when charging in the same parking space, so that the transmission preparation process and the transmission process can be performed efficiently. It becomes possible to execute.
なお、OP702の一部、OP703、及びOP704の処理によって、受電制御部25が実現される。OP702の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部23が実現される。
Note that the power
(畜電量監視処理の詳細)
図14は、畜電量監視処理のフローチャートの例である。例えば、畜電量監視処理において、受電ユニット120は、過充電を防ぐために、車載バッテリー133の満充電量に対して複数の閾値m(m=1、2、...k(k:定数))を有しており、車載バッテリー133の畜電量が閾値mを超える毎に充電速度を低下させるようにして受電を制御する。例えば、閾値は、閾値1は車載バッテリーの満充電量に対して70%の値、閾値2は75%の値、閾値3は80%の値、というように、段階的に複数用意される。図14に示されるフローは、無線電力伝送が開始されるとともに開始される。
(Details of livestock monitoring process)
FIG. 14 is an example of a flowchart of the amount of electric power monitoring process. For example, in the livestock power monitoring process, the
OP801では、受電コントローラ127は、変数mを初期値の1に設定する。変数mは、複数の畜電量の閾値を特定するための変数である。OP803では、受電コントローラ127は、畜電量取得タイミングになると、車載バッテリー133の畜電量を取得する。
In OP801, the
OP804では、受電コントローラ127は、取得した車載バッテリー133の畜電量が閾値m以上であるか否かを判定する。取得した車載バッテリー133の畜電量が閾値m以上である場合には(OP804:YES)、処理がOP805に進む。取得した車載バッテリー133の畜電量が閾値mより小さい場合には(OP804:NO)、車載バッテリー133の畜電量が閾値m以上になるまでOP802とOP804との処理が繰り返される。
In OP804, the
OP805では、受電コントローラ127は、送電速度を低下するよう要求する送電速度調整要求を送電ユニット110に送信する。例えば、受電ユニット120のメモリには、畜電量と送電速度との関係を示すグラフ、表、方程式等が保持されており、受電コント
ローラ127は、これらに基づいて、送電速度を決定する。なお、畜電量と送電速度との関係は、畜電量が大きくなるにつれて、送電速度が低下するような関係が定められる。送電速度調整要求には、決定された送電速度が含められている。
In OP <b> 805, the
OP806では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から送電速度調整要求を受信したか否か判定する。送電速度調整要求を受信した場合には(OP806:YES)、処理がOP807に進む。送電速度調整要求を受信していない場合には(OP806:NO)、送電ユニット110における畜電量監視処理が終了し、その後、再度開始される。
In OP806, the
OP807では、送電コントローラ117は、送電速度調整要求に含まれる送電速度になるように送電速度を制御する。例えば、送電コントローラ117は、コンバータ113による出力電圧を制御することによって、送電速度を制御する。OP808では、送電コントローラ117は、送電速度の制御が完了した旨を通知するための送電速度調整完了応答を受電ユニット120に送信する。その後、送電ユニット110における畜電量監視処理が終了し、再度開始される。
In OP807, the
OP809では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から送電速度調整完了応答を受信したか否かを判定する。送電速度調整完了応答が受信された場合には(OP809:YES)、処理がOP810に進む。送電速度調整完了応答が受信されていない場合には(OP809:NO)、受電ユニット120における畜電量監視処理が終了し、その後、例えば、再度畜電量監視処理を開始してもよいし、エラーを出力してもよい。
In OP809, the
OP810では、受電コントローラ127は、変数mに1を加算して更新する。その後、処理がOP803に戻る。畜電量監視処理は、例えば、危険回避処理や伝送完了判定処理において無線電力伝送が停止された場合に終了される。
In OP810, the
受電ユニット120は、無線電力伝送による送受電の間、車載バッテリー133の畜電量を監視し、畜電量が閾値mを超えると、送電速度を低下するように送電ユニット110に要求する。送電ユニット110は、要求に応じて送電速度を低下させるため、車載バッテリー133の過充電を防ぐことができる。
The
なお、OP801、OP803の一部、OP804、OP805、OP809、OP810の処理によって、受電制御部25が実現される。OP803の一部の処理(畜電量取得)によって、畜電量取得部21が実現される。OP806−OP808の処理によって、送電制御部54が実現される。
Note that the power
(伝送完了判定処理の詳細)
図15は、伝送完了判定処理のフローチャートの例である。図15に示されるフローは、無線電力伝送の開始とともに開始される。
(Details of transmission completion judgment processing)
FIG. 15 is an example of a flowchart of a transmission completion determination process. The flow shown in FIG. 15 is started together with the start of wireless power transmission.
OP902では、受電コントローラ127は、送受電開始からの総受電量を取得する。OP903では、受電コントローラ127は、総受電量が受電ユニット120が送電ユニット110に要求した電力量(要求量、又は、要求電力)以上であるか否かを判定する。送受電量が要求量以上である場合には(OP903:YES)、無線電力伝送が完了したので、送受電を終了させるために、処理がOP904に進む。送受電量が要求量より少ない場合には(OP903:NO)、受電ユニット120における伝送完了判定処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP902, the
OP904では、受電コントローラ127は、送電ユニット110に送電の終了を要求
する伝送終了要求を送信する。
In OP904, the
OP905では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から伝送終了要求を受信したか否かを判定する。伝送終了要求が受信された場合には(OP905:YES)、処理がOP906に進む。伝送終了要求が受信されない場合には(OP905:NO)、送電ユニット110における伝送完了判定処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP <b> 905, the
OP906では、送電コントローラ117は、送電を停止させる。OP907では、送電コントローラ117は、送電が停止したら、受電ユニット120に伝送終了応答を送信する。送電コントローラ117は、受電ユニット120に伝送終了応答を送信すると、送電ユニット110における伝送完了判定処理を終了させ、送電ユニット110における情報提供処理を開始させる。
In OP906, the
OP908では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から伝送終了応答を受信したか否かを判定する。伝送終了応答が受信された場合には(OP908:YES)、処理がOP909に進む。伝送終了応答が受信されない場合には(OP908:NO)、受電ユニット120における伝送完了判定処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP908, the
OP909では、受電コントローラ127は、受電を停止させる。受電コントローラ127は、受電を停止させると、受電ユニット120における伝送完了判定処理を終了させ、受電ユニット120における情報提供処理を開始させる。
In OP909, the
なお、OP903、OP904、OP908、OP909の処理によって、受電制御部25が実現される。OP902の処理によって、受電量取得部22が実現される。OP905−OP907の処理によって、送電制御部54の処理が実現される。
Note that the power
(情報提供処理の詳細)
送電コントローラ117は、例えば、危険回避処理において、無線電力伝送が停止された場合や、伝送完了判定処理において無線電力伝送が完了した場合に、料金、総送電量、平均送電速度、送電時間等を含めた送受電情報を受電ユニット120に送信する。
(Details of information provision processing)
For example, when the wireless power transmission is stopped in the danger avoidance process or when the wireless power transmission is completed in the transmission completion determination process, the
受電コントローラ127は、送受電情報を受信すると、送受電情報に含まれる内容を、例えば、車載機1に送信して、車載機1に搭載されるディスプレイに表示させてもよい。又は、受電コントローラ127は、情報センタ2又は給電設備管理サーバ3に送受電情報を経由して、ユーザの携帯電話に送信して、携帯電話のディスプレイに表示させてもよい。
When the
送電コントローラ117は、受電ユニット120に送受電情報を送信すると、送電ユニット110における情報提供処理を終了し、送電ユニット110における伝送処理を終了させる。受電コントローラ127は、送電ユニット110から送受電情報を受信すると、受電ユニット120における情報提供処理を終了し、受電ユニット120における伝送処理を終了させる。
When the
<第1実施形態の作用効果>
第1実施形態では、無線電力伝送の伝送準備処理において、試行送電を行い、受電ユニット120において伝送効率を求め、伝送効率がより良い値になるように、受電ユニット120の位置や受電ユニット120と送電ユニット110との距離を調整する。また、無線電力伝送の伝送処理中にも、定期的に伝送効率を監視し、伝送効率が低下しないように、共振周波数を制御する。伝送準備処理と伝送処理との2段階に分けて、受電ユニット120の位置や共振周波数を調整することによって、無線電力伝送全体を通して、電力の伝
送の無駄を省くことができる。これらによって、より効率の良い無線電力伝送を実現することができる。
<Operational effects of the first embodiment>
In the first embodiment, in the transmission preparation process for wireless power transmission, trial power transmission is performed, the transmission efficiency is obtained in the
<変形例>
第1実施形態においては、受電ユニット120側で伝送効率を算出し、伝送効率が良くなるように、受電ユニット120の要素(受電ユニットの位置、受電ユニットとの地面からの高さ等)を制御した。受電ユニット120に代えて、送電ユニット110が伝送効率を算出し、伝送効率が良くなるように、送電ユニット110の要素を制御してもよい。送電ユニット110の要素は、例えば、送電ユニット110の位置(縦、横、高さの3方向を含む)や、共振周波数である。
<Modification>
In the first embodiment, the transmission efficiency is calculated on the
送電ユニット110が伝送効率を算出する場合には、送電ユニット110は、伝送効率算出部52をさらに備える(図5参照)。送電ユニット110は、試行伝送処理の実行中には送電の試行が完了した後、又は、伝送処理の実行中には定期的に、送電量取得部51から送電量を取得する。また、受電ユニット120の受電制御部25は、試行伝送処理の実行中には送電の試行が完了した後、又は、伝送処理の実行中には定期的に、受電量を送電ユニット110に送信する。伝送効率算出部52は、受電ユニット120から送信された受電量を受信する。
When the power transmission unit 110 calculates the transmission efficiency, the power transmission unit 110 further includes a transmission efficiency calculation unit 52 (see FIG. 5). The power transmission unit 110 acquires the power transmission amount from the power transmission
伝送効率算出部52は、送電量取得部51から取得された送電量と、受電ユニット120から受信した受電量とから、送電量に対する受電量の割合の百分率を伝送効率として算出する。伝送効率算出部52は、算出した伝送効率を送電制御部54に送信する。
The transmission
以上のようにして、送電ユニット110は伝送効率を算出することができる。 As described above, the power transmission unit 110 can calculate the transmission efficiency.
試行伝送処理において、受電ユニット120に代えて、送電ユニット110が伝送効率を算出し、受電ユニット120と送電ユニット110との間に異物が存在するか否かを判定してもよい。
In the trial transmission process, instead of the
効率向上処理において、受電ユニット120に代えて、送電ユニット110が伝送効率を算出し、伝送効率が向上するように、受電ユニット120と送電ユニット110との距離を制御し、受電ユニット120に高さの調整を指示してもよい。また、送電ユニット110が受電ユニット120の水平方向の位置を制御し、受電ユニット120に、受電ユニット120を搭載する車両の移動を指示してもよい。
In the efficiency improvement process, instead of the
また、送電ユニット110が伝送効率を算出して、効率向上処理を制御する場合には、送電ユニット110は、測定部58をさらに備える(図5参照)。測定部58は、例えば、光センサ、レーザ、超音波、画像のフォーカス等を用いて、受電ユニット120との距離を測定する。送電ユニット110が伝送効率を算出して効率向上処理を制御する場合には、例えば、以下のような例が挙げられる。
When the power transmission unit 110 calculates the transmission efficiency and controls the efficiency improvement process, the power transmission unit 110 further includes a measurement unit 58 (see FIG. 5). The
図16A、図16B、及び図16Cは、送電ユニット110が伝送効率を算出する場合の、効率向上処理のフローチャートの例である。図16A、図16B、及び図16Cのフローは、例えば、図8に示される試行伝送処理が成功すると、すなわち、受電ユニット120から送電ユニット110に試行完了(OK)が送信された後に実行される。
FIG. 16A, FIG. 16B, and FIG. 16C are examples of flowcharts of efficiency improvement processing when the power transmission unit 110 calculates transmission efficiency. 16A, FIG. 16B, and FIG. 16C are executed, for example, when the trial transmission process shown in FIG. 8 is successful, that is, after trial completion (OK) is transmitted from the
図16Aに示される例では、送電ユニット110又は送電コイル115が可動であることを想定し、送電ユニット110又は送電コイル115を垂直方向の位置(高さ)を調整することによって、受電ユニット120と送電ユニット110との距離を調整する処理のフローが示される。なお、送電コイル110は、初期状態では、駐車スペースの地面に埋
め込まれた状態であるとする。
In the example shown in FIG. 16A, assuming that the power transmission unit 110 or the
OP341では、送電コントローラ117は、受電ユニット120との距離を測定する。例えば、送電ユニット110が駐車スペースの地面に埋め込まれている場合には、送電コントローラ117は、受電ユニット120の地面からの距離を測定する。また、送電コントローラ117は、例えば、光センサ、レーザ、超音波、画像のフォーカス等を用いて、受電ユニット120との距離を測定しても良い。また、送電コントローラ117は、受電ユニット120を搭載する車両の車種等のデータから高さのデータを取得し、受電ユニット120との距離としてもよい。
In OP341, the
OP342では、送電コントローラ117は、例えば、予め送電ユニット110に具備されるメモリ(図示せず)に、受電ユニット120との距離と伝送効率との関係を示すグラフ、表、又は方程式等が保持されており、それらに基づいて、適正な受電ユニット120との距離を取得する。例えば、送電コントローラ117は、送電ユニット110を地面に垂直方向に移動させ、受電ユニット120との距離を調整する。
In OP <b> 342, the
OP343では、送電コントローラ117は、伝送効率の変化を確認するために、受電ユニット120に試行送電の為の受電準備を依頼する試行受電開始要求を送信する。
In OP343, the
OP344では、受電コントローラ127は、試行受電開始要求を受信したか否かを判定する。試行受電開始要求が受信された場合には(OP344:YES)、処理がOP345に進む。試行受電開始要求が受信されていない場合には(OP344:NO)、受電ユニット120における効率向上処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP344, the
OP345では、受電コントローラ127は、受電状態になるよう各ユニットに指示を出し、試行受電開始応答を送電ユニット110に送信する。
In OP345, the
OP346では、送電コントローラ117は、試行受電開始応答を受信したか否かを判定する。試行受電開始応答が受信された場合には(OP346:YES)、処理がOP347に進む。試行受電開始応答が受信されない場合には(OP346:NO)、送電ユニット110における効率向上処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP346, the
OP347では、送電コントローラ117は、試行送電の開始を各ユニットに指示し、試行送電を開始する。
In OP347, the
OP348では、受電コントローラ127は、試行送電が開始されると受電する。OP349では、受電コントローラ127は、試行送電によって送電された小電力(試行用電力)の受電が完了すると、受電量を取得し、送電ユニット110に送信する。
In OP348, the
OP350では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から受電量を受信する。OP351では、送電コントローラ117は、送電量を取得し、受電ユニット120から受信した受電量と送電量とから、伝送効率を算出する。OP352では、送電コントローラ117は、伝送効率が目標値よりも大きいか否かを判定する。伝送効率の目標値は、例えば、各伝送処理における伝送効率の最高値の平均を取った値であってもよいし、70%から90%の範囲内の値が設定されてもよい。伝送効率が目標値よりも大きい場合には(OP352:YES)、処理がOP353に進む。伝送効率が目標値以下の場合には(OP352:NO)、送電ユニット110における効率向上処理が一旦終了し、更なる伝送効率の向上のために、再開される。
In OP350, the
OP353では、送電コントローラ117は、距離設定完了を受電ユニット120に送
信する。送電コントローラ117は、距離設定完了を受電ユニット120に送信すると、送電ユニット110における効率向上処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理を終了させる。
In OP353, the
OP354では、受電コントローラ127は、送電ユニット110から距離設定完了を受信したか否かを判定する。距離設定完了が受信された場合には(OP354:YES)、受電コントローラ127は、受電ユニット120における効率向上処理を終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理を終了させる。距離設定完了が受信されない場合には(OP354:NO)、受電ユニット120における効率向上処理は一旦終了し、再度開始される。
In OP354, the
なお、OP344、OP345、OP348、OP349の一部の処理、及びOP354の処理によって、受電制御部25が実現される。OP349の一部の処理(受電量取得)によって、受電量取得部22が実現される。OP341の処理によって、測定部58が実現される、OP342、OP343、OP346、OP347、OP350、OP351の一部、OP352、OP353の処理によって、送電制御部54が実現される。OP351の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。OP351の一部の処理(伝送効率取得)によって、伝送効率算出部52が実現される。
The power
次に、図16Bは、送電ユニット110または送電コイル115が可動である場合に、受電コイル125と送電コイル115とがより適正に対面するように送電ユニット110または送電コイル115を水平方向に移動させて、伝送効率を向上させる効率向上処理のフローチャートの例が示される。
Next, FIG. 16B shows that when the power transmission unit 110 or the
OP361では、送電コントローラ117は、受電ユニット120(又は受電コイル125)の水平方向の位置情報を要求する位置情報要求を受電ユニット120に送信する。
In OP361, the
OP362では、受電コントローラ127は、位置情報要求を受信したか否かを判定する。位置情報要求が受信された場合には(OP362:YES)、処理がOP363に進む。位置情報要求が受信されない場合には(OP362:NO)、受電ユニット120における効率情報処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP362, the
OP363では、受電コントローラ127は、受電ユニット120(又は受電コイル125)の水平方向の位置情報を取得する。例えば、受電ユニット120は、車載機1がGPS受信機18によって取得した車両の座標と、車両の寸法データ、及び受電ユニット120の寸法データとから受電ユニット120(又は受電コイル125)の座標を取得することによって、受電ユニット120の水平方向の位置情報を取得する。OP364では、受電コントローラ127は、受電ユニット120(又は受電コイル125)の水平方向の位置情報を送電ユニット110に送信する。
In OP363, the
OP365では、送電コントローラ117は、受電ユニット120から受電ユニット120(又は受電コイル125)の位置情報を受信したか否かを判定する。受電ユニット120の位置情報が受信された場合には(OP365:YES)、処理がOP366に進む。受電ユニット120の位置情報が受信されない場合には(OP365:NO)、送電ユニット110における効率向上処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP365, the
OP366では、送電コントローラ117は、送電ユニット110または送電コイル115の位置を制御する。例えば、送電コイル115の水平方向の位置情報は、予め、送電ユニット110に具備されるメモリに保持される。送電コントローラ117は、送電コイル115の水平方向の位置情報と、受電ユニット120(又は受電コイル125)の水平
方向の位置情報とから、送電ユニット110(又は送電コイル115)の水平方向における、移動方向及び移動距離を取得し、送電ユニット110または送電コイル115の位置を制御する。
In OP366, the
OP367では、送電コントローラ117は、送電ユニット110(又は送電コイル115)の水平方向の位置の調整が完了したので、伝送効率の変化を確認するために、受電ユニット120に試行送電を依頼する。試行送電を行い、試行送電の伝送効率を算出するOP367からOP375の処理は、図16Aにおいて説明されたOP343からOP351の処理と同様であるため、省略される。
In OP367, since the adjustment of the horizontal position of the power transmission unit 110 (or the power transmission coil 115) has been completed, the
OP376では、送電コントローラ117は、OP375において算出した伝送効率が目標値よりも大きいか否かを判定する。伝送効率が目標値よりも大きい場合には(OP376:YES)、処理がOP377に進む。伝送効率が目標値以下の場合には(OP376:NO)、更なる伝送効率の向上のために、伝送効率が目標値より大きくなるまでOP361からOP376の処理が繰り返される。
In OP376, the
OP377では、送電コントローラ117は、位置設定完了を受電ユニット120に送信する。送電コントローラ117は、位置設定完了を受電ユニット120に送信すると、送電ユニット110における効率向上処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理を終了させる。
In OP377, the
OP378では、受電コントローラ127は、位置設定完了を受信したか否か判定する。位置設定完了が受信された場合には(OP378:YES)、受電ユニット120における効率向上処理を終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理を終了させる。位置設定完了が受信されない場合には(OP378:NO)、受電ユニット120における効率向上処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP378, the
なお、OP362、OP364、OP368、OP369、OP372、OP373、及びOP378の処理によって、受電制御部25が実現される。OP363の処理によって、測定部26が実現される。OP361、OP365、OP366、OP367、OP370、OP371、OP374、OP375の一部、OP376、及びOP377の処理によって、送電制御部54が実現される。OP375の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。OP375の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部52が実現される。
Note that the power
次に、図16Cは、送電ユニット110が複数の送電コイルを備える場合に、複数の送電コイルの中から最も伝送効率のよい送電コイルを選択して用いる効率向上処理のフローチャートの例である。図16Cでは、送電ユニット110は、X個の送電コイル115を有しているとする。また、X個の各送電コイル115には、0からX−1までの識別番号が付されているとする。 Next, FIG. 16C is an example of a flowchart of an efficiency improvement process in which the power transmission coil having the highest transmission efficiency is selected from the plurality of power transmission coils and used when the power transmission unit 110 includes a plurality of power transmission coils. In FIG. 16C, it is assumed that the power transmission unit 110 includes X power transmission coils 115. Further, it is assumed that identification numbers from 0 to X-1 are assigned to the X power transmission coils 115.
OP381では、送電コントローラ117は、各送電コイル115の伝送効率を求めるために、変数aを初期値の0に設定する。変数aは、複数ある送電コイル115の識別番号を指定するためのものである。
In OP381, the
OP382では、送電コントローラ117は、識別番号がaの送電コイル115の使用を決定する。OP383では、送電コントローラ117は、識別番号がaの送電コイル115を使用して、試行送電を実施するため、試行受電開始要求を受電ユニット120に送信する。以降、OP383からOP391の処理は、図16AのOP343からOP351の処理と同様であるので、説明は省略される。
In OP382, the
OP392では、送電コントローラ117は、OP391において取得した伝送効率と、送電コイル115の識別番号aとを対応付けてメモリに格納する。
In OP392, the
OP393では、送電コントローラ117は、変数aが送電コイル115の個数X以上であるか否かを判定する。変数aが送電コイル115の個数X以上である場合には(OP393:YES)、処理がOP395に進む。変数aが送電コイル115の個数Xより小さい場合には(OP393:NO)、処理がOP394に進む。
In OP393, the
OP394では、送電コントローラ117は、次の送電コイル115の伝送効率を求めるために、変数aに1を加算して更新する。その後、全ての送電コイル115について伝送効率が算出されるまでOP382からOP394の処理が繰り返される。
In OP394, the
OP395では、送電コントローラ117は、変数aが送電コイル115の個数X以上であり、全ての送電コイル115について伝送効率が得られたので、メモリから全ての送電コイル115の伝送効率を読出し、最も伝送効率の良い送電コイル115を使用する送電コイルとして選択する。OP396では、送電コントローラ117は、使用する送電コイル115の識別番号を含めて、使用コイル選択完了を受電ユニット120に送信する。送電コントローラ117は、使用コイル選択完了を受電ユニット120に送信すると、送電ユニット110における効率向上処理を終了させるとともに、送電ユニット110における伝送準備処理を終了させる。
In OP395, since the variable a is equal to or greater than the number X of the power transmission coils 115 and the transmission efficiency is obtained for all the power transmission coils 115, the
OP397では、受電コントローラ127は、使用コイル選択完了を受信したか否かを判定する。使用コイル選択完了が受信されると(OP397:YES)、受電コントローラ127は、受電ユニット120における効率向上処理を終了させるとともに、受電ユニット120における伝送準備処理を終了させる。受電ユニット120に通知された使用する送電コイル115の識別番号は、パラメータの1つとして、初期パラメータ学習処理において、保持されてもよい。使用コイル選択完了が受信されない場合には(OP397:NO)、受電ユニット120における効率向上処理が一旦終了し、再度開始される。
In OP397, the
なお、OP384、OP385、OP388、OP397の処理によって、受電制御部25が実現される。OP389の処理によって、受電量取得部22が実現される。OP381、OP382、OP383、OP386、OP387、OP390、OP392の一部、OP393−OP396の処理によって、送電制御部54が実現される。OP391の一部の処理(送電量取得)によって、送電量取得部51が実現される。OP391の一部の処理(伝送効率算出)によって、伝送効率算出部52が実現される。
The power
以上のようにして、送電ユニット110が伝送効率を算出し、効率向上処理を実行することができる。また、図9A、図9B、図16A、図16B、及び図16Cにおいて説明された効率向上処理は、組み合わせて実行されてもよい。 As described above, the power transmission unit 110 can calculate the transmission efficiency and execute the efficiency improvement process. Further, the efficiency improvement processes described in FIGS. 9A, 9B, 16A, 16B, and 16C may be executed in combination.
効率向上処理が終了すると、伝送準備処理が終了し、伝送処理が開始される。送電ユニット110が伝送効率を算出する場合には、無線電力伝送が実行されている間、定期的に受電ユニット120は送電ユニット110に受電量を送信し、送電ユニット110は、定期的に伝送効率を算出する。
When the efficiency improvement process ends, the transmission preparation process ends, and the transmission process starts. When the power transmission unit 110 calculates the transmission efficiency, the
危険回避処理においては、受電ユニット120に代えて、送電ユニット110の送電コントローラ117が、異常検知条件が満たされたことを検知し、異常検知条件が満たされた場合には、伝送効率により異常の発生を判定してもよい。この場合でも、異常検知条件は、第1実施形態において説明された異常検知条件(A)から(C)と同様でよい。例え
ば、送電ユニット110は、情報センタ2又は給電設備管理サーバ3を通じて、受電ユニット120を搭載する車両の車載機1及びユーザの携帯電話と通信を行うことによって、異常検知条件(A)から(C)を検知することができる。
In the danger avoidance process, instead of the
共振周波数調整処理においては、受電ユニット120に代えて、送電ユニット110の送電コントローラ117が、定期的に算出される伝送効率を監視し、伝送効率が低下した場合に、共振周波数を制御するようにしてもよい。
In the resonance frequency adjustment process, instead of the
初期パラメータ学習処理において、送電ユニット110の送電コントローラ117は、定期的に算出される伝送効率を記憶し、記憶される伝送効率よりも良い値の伝送効率が算出された際に、受電ユニット120の伝送効率を送信し、その時のパラメータで初期パラメータを更新させるようにしてもよい。
In the initial parameter learning process, the
伝送完了判定処理において、受電ユニット120に代えて、送電ユニット110の送電コントローラ117が、異常検出条件が満たされたことを検知し、異常検出条件が満たされた場合には、総送電量を取得し、受電ユニット120の要求する電力量だけ送電されたか否かを判定し、送受電の完了を判定してもよい。
In the transmission completion determination process, instead of the
以上のようにして、送電ユニット110が伝送効率を算出して、伝送準備処理及び送電処理を制御することができる。また、試行伝送処理、効率向上処理、危険回避処理、共振周波数調整処理、初期パラメータは学習処理、及び伝送完了判定処理において、送電ユニット110又は受電ユニット120の何れかが伝送効率を算出して判定処理(フロー図中の菱形で示される処理)を行うように統一されている必要はない。適宜、ある処理においては受電ユニット120が伝送効率を算出して判定処理を行い、別の処理では送電ユニット110が伝送効率を算出して判定処理を行うように、組み合わせることも可能である。また、受電ユニット120が伝送効率を算出し、伝送効率を用いて送電ユニット110が判定処理を行うように設計することも可能である。
As described above, the power transmission unit 110 can calculate the transmission efficiency and control the transmission preparation process and the power transmission process. In addition, in the trial transmission process, the efficiency improvement process, the risk avoidance process, the resonance frequency adjustment process, the initial parameter is the learning process, and the transmission completion determination process, either the power transmission unit 110 or the
また、第1実施形態においては、送電ユニット110と受電ユニット120との通信は、データ送受信ユニット112とデータ送受信ユニット122によるDSRCやブルートゥース(登録商標)等の近距離通信を用いたものが想定された。これに代えて、例えば、受電ユニット120から車載機1又はユーザの携帯電話を通じて、情報センタ2又は給電設備管理サーバ3にデータが送信され、情報センタ2又は給電設備管理サーバ3から送電ユニット110に送信されるようにして、受電ユニット120と送電ユニット110との通信が行われてもよい。
Further, in the first embodiment, the communication between the power transmission unit 110 and the
また、例えば、車載機1が送電ユニット110と受電ユニット120とからデータを取得することによって、第1実施形態の受電ユニット120の受電制御部25を、車載機1の機能として実現することも可能である。又は、情報センタ2や給電設備管理サーバ3が、送電ユニット110と受電ユニット120とからデータを取得することによって、第1実施形態の受電ユニット120の受電制御部25、送電ユニット110の判定部53、及び送電制御部54を情報センタ2や給電設備管理サーバ3の機能として実現することも可能である。
In addition, for example, when the in-
1 車載機
21 畜電量取得部
22 受電量取得部
23 伝送効率算出部
24 受電側情報生成部
25 受電制御部
26 測定部
51 送電量取得部
52 伝送効率算出部
53 判定部
54 送電制御部
58 測定部
110 送電ユニット
115 送電コイル
117 送電コントローラ
120 受電ユニット
125 受電コイル
127 受電コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記伝送効率算出部により算出された伝送効率が所定閾値を満たさない場合には、前記送電ユニットまたは前記受電ユニットの少なくとも一方の第1の要素を制御する制御部と、
を備える無線電力伝送装置。 A transmission efficiency calculation unit that calculates the transmission efficiency of power wirelessly transmitted between the power transmission unit and the power reception unit;
When the transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit does not satisfy a predetermined threshold, a control unit that controls at least one first element of the power transmission unit or the power reception unit;
A wireless power transmission device comprising:
前記送信ユニットに試行用電力の送電を指示し、
前記試行用電力の送電における伝送効率が前記所定閾値を満たした場合に、前記受電ユニットが要求する電力量の送電の開始を前記送信ユニットに指示する
請求項1に記載の無線電力伝送装置。 The controller is
Instructing the transmission unit to transmit trial power,
The wireless power transmission apparatus according to claim 1, wherein when the transmission efficiency of the trial power transmission satisfies the predetermined threshold, the transmission unit is instructed to start transmission of the amount of power required by the power receiving unit.
請求項1又は2に記載の無線電力伝送装置。 The wireless power transmission device according to claim 1, wherein the first element is a position of at least one of the power transmission unit and the power reception unit.
請求項1から3の何れか1項に記載の無線電力伝送装置。 4. The wireless power transmission device according to claim 1, wherein the first element is a resonance frequency of the power transmission coil and the power reception coil. 5.
前記伝送効率算出部は、前記複数の送電コイルそれぞれについて、前記受電ユニットとの間の電力の伝送効率を算出し、
前記制御部は前記伝送効率の最も良い送電コイルの使用を選択する
請求項1から4の何れか1項に記載の無線電力伝送装置。 The power transmission unit includes a plurality of power transmission coils,
The transmission efficiency calculation unit calculates the transmission efficiency of power between the power receiving unit for each of the plurality of power transmission coils,
The wireless power transmission device according to claim 1, wherein the control unit selects use of a power transmission coil having the best transmission efficiency.
送電ユニットと受電ユニットとの間の電力の伝送効率を算出するステップと、
前記算出された伝送効率が所定閾値を満たさない場合には、前記送電ユニット及び前記受電ユニットの少なくとも一方の第1の要素を制御するステップと、
を実行する無線電力伝送方法。 Wireless power transfer device
Calculating power transmission efficiency between the power transmission unit and the power reception unit;
If the calculated transmission efficiency does not satisfy a predetermined threshold, controlling at least one first element of the power transmission unit and the power reception unit;
A wireless power transmission method for executing.
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