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Power supply device, powered device, charging system and obstacle detection method

申请号 JP2012028543 申请日 2012-02-13 公开(公告)号 JP5147999B1 公开(公告)日 2013-02-20
申请人 パナソニック株式会社; 发明人 聡 中屋; 剛 西尾;
摘要 【課題】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。
【解決手段】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。
【選択図】図2
权利要求
  • 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 送信する送信手段と、
    信電力レベルを増加させて 前記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を判定し、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判定手段と、
    を具備する給電装置。
  • 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、
    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 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
    さらに具備する 請求項5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 送信する 第1送信手段と、
    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 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 送信する送信工程と、
    信電力レベルを増加させて 前記送信工程にて送信する前記第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 が一致するか否かを判定し、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判定工程と、
    を具備する障害物検出方法。
  • 说明书全文

    本発明は、電磁誘導を利用して非接触で電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送信する送信手段と、送信電力レベルを増加させて前記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を判定し、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送信する送信工程と、送信電力レベルを増加させて前記送信工程にて送信する前記第 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を判定し、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。

    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

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