(57)【要約】【課題】本発明は、無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行うにあたり、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を防止する。【解決手段】本発明は、無線送電装置１から無線受電装置２への無線給電を行う無線給電システムである。ここで、無線送電装置１は、無線送電の周波数を、無線受電装置２との間で秘匿にかつ可変に設定する。そして、無線受電装置２は、無線送電の周波数及び無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、無線受電の周波数を、無線送電装置１との間で秘匿にかつ可変に設定する。【選択図】図１
2014143810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受電装置への無線送電を行う無線送電部と、
前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線送電周波数設定部と、
を備えることを特徴とする無線送電装置。
【請求項２】
前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電の開始から終了まで、前記無線送電部での無線送電の周波数を、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定することを特徴とする請求項１に記載の無線送電装置。
【請求項３】
前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電の開始から終了まで、前記無線送電部での無線送電の周波数を、設定可能な周波数の中で時間変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線送電装置。
【請求項４】
前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電に先立ち、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿に予め割り当てられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線送電装置。
【請求項５】
前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電にあたり、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿に通信確立時に設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線送電装置。
【請求項６】
無線送電装置からの無線受電を行う無線受電部と、
前記無線送電装置での無線送電の周波数及び前記無線受電部での無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線受電周波数設定部と、
を備えることを特徴とする無線受電装置。
【請求項７】
前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電の開始から終了まで、前記無線受電部での無線受電の周波数を、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定することを特徴とする請求項６に記載の無線受電装置。
【請求項８】
前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電の開始から終了まで、前記無線受電部での無線受電の周波数を、設定可能な周波数の中で時間変化させることを特徴とする請求項６に記載の無線受電装置。
【請求項９】
前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電に先立ち、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿に予め割り当てられていることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の無線受電装置。
【請求項１０】
前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電にあたり、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿に通信確立時に設定することを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の無線受電装置。
【請求項１１】
無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行う無線給電システムであって、
前記無線送電装置は、
前記無線受電装置への無線送電を行う無線送電部と、
前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線送電周波数設定部と、
を備え、
前記無線受電装置は、
前記無線送電装置からの無線受電を行う無線受電部と、
前記無線送電部での無線送電の周波数及び前記無線受電部での無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線受電周波数設定部と、
を備えることを特徴とする無線給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車や携帯用電子機器に対する充電は、有線を介して行うより無線を介して行う方が、より効果的に行うことができる。無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行う技術は、例えば特許文献１などに開示されている。
【０００３】
特許文献１では、送電装置及び受電装置は、送受電共振コイル間の距離を検出し、送受電共振コイルの共振周波数を、送受電共振コイル間の距離に基づいて定まる値に変更する。よって、送電装置及び受電装置は、送受電共振コイル間の距離に変化が生じても、送電装置から受電装置への無線給電の効率低下を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３９７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、送電装置及び受電装置は、送受電共振コイルの共振周波数を、送受電共振コイル間の距離に基づいて定まる値に微調整しているに過ぎない。よって、送電装置及び受電装置は、対象外の装置との間で、周波数共振によるエネルギー放出及び電磁干渉を防止することができない。そして、送電装置は、対象外の装置に対して、周波数共振による無線給電を防止することができない。さらに、受電装置は、対象外の装置に対して、周波数共振による無線盗電を防止することができない。
【０００６】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行うにあたり、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置及び無線受電装置の間で秘匿にかつ可変に設定することとした。
【０００８】
具体的には、本発明は、無線受電装置への無線送電を行う無線送電部と、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線送電周波数設定部と、を備えることを特徴とする無線送電装置である。
【０００９】
また、本発明は、無線送電装置からの無線受電を行う無線受電部と、前記無線送電装置での無線送電の周波数及び前記無線受電部での無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線受電周波数設定部と、を備えることを特徴とする無線受電装置である。
【００１０】
また、本発明は、無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行う無線給電システムであって、前記無線送電装置は、前記無線受電装置への無線送電を行う無線送電部と、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線送電周波数設定部と、を備え、前記無線受電装置は、前記無線送電装置からの無線受電を行う無線受電部と、前記無線送電部での無線送電の周波数及び前記無線受電部での無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿にかつ可変に設定する無線受電周波数設定部と、を備えることを特徴とする無線給電システムである。
【００１１】
この構成によれば、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置及び無線受電装置の間で秘匿にかつ可変に設定しているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を防止することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電の開始から終了まで、前記無線送電部での無線送電の周波数を、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定することを特徴とする無線送電装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電の開始から終了まで、前記無線受電部での無線受電の周波数を、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定することを特徴とする無線受電装置である。
【００１４】
この構成によれば、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、一回の無線給電において、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定しているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を簡便に防止することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電の開始から終了まで、前記無線送電部での無線送電の周波数を、設定可能な周波数の中で時間変化させることを特徴とする無線送電装置である。
【００１６】
また、本発明は、前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電の開始から終了まで、前記無線受電部での無線受電の周波数を、設定可能な周波数の中で時間変化させることを特徴とする無線受電装置である。
【００１７】
この構成によれば、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、一回の無線給電において、設定可能な周波数の中で時間変化させているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を確実に防止することができる。
【００１８】
また、本発明は、前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電に先立ち、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿に予め割り当てられていることを特徴とする無線送電装置である。
【００１９】
また、本発明は、前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電に先立ち、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿に予め割り当てられていることを特徴とする無線受電装置である。
【００２０】
この構成によれば、無線給電の装置の登録にあたり、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置及び無線受電装置の間で秘匿に設定することができる。
【００２１】
また、本発明は、前記無線送電周波数設定部は、前記無線受電装置への無線給電にあたり、前記無線送電部での無線送電の周波数を、前記無線受電装置との間で秘匿に通信確立時に設定することを特徴とする無線送電装置である。
【００２２】
また、本発明は、前記無線受電周波数設定部は、前記無線送電装置からの無線給電にあたり、前記無線受電部での無線受電の周波数を、前記無線送電装置との間で秘匿に通信確立時に設定することを特徴とする無線受電装置である。
【００２３】
この構成によれば、無線給電の一回の利用にあたり、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置及び無線受電装置の間で秘匿に設定することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、無線送電装置から無線受電装置への無線給電を行うにあたり、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】無線給電システムの構成を示す図である。
【図２】無線給電周波数の第１の設定方法を示す図である。
【図３】無線給電周波数の第２の設定方法を示す図である。
【図４】無線給電周波数の第３の設定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２７】
無線給電システムの構成を図１に示す。無線給電システムは、無線送電装置１及び無線受電装置２から構成される。無線給電システムが電気自動車に対する充電に適用されるときには、電気自動車が無線受電装置２を含んでいる。無線給電システムが携帯用電子機器に対する充電に適用されるときには、携帯用電子機器が無線受電装置２を含んでいる。
【００２８】
無線送電装置１は、周波数発生部１１、送電部１２、送電共振回路１３、発生周波数変更部１４、共振周波数変更部１５、周波数変更表１６及び時計１７から構成される。
【００２９】
周波数発生部１１は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）などであり、無線送電の周波数を発生させる。送電共振回路１３は、送電共振コイルなどであり、無線受電装置２への無線送電を行う。送電部１２は、周波数発生部１１が発生させた無線送電の周波数に基づいて、送電共振回路１３が行う無線送電を制御する。周波数発生部１１、送電部１２及び送電共振回路１３は、解決手段の無線送電部に対応する。
【００３０】
発生周波数変更部１４は、周波数発生部１１が発生させる無線送電の周波数を、後述の周波数変更表１６に基づいて変更する。共振周波数変更部１５は、送電共振回路１３が行う無線送電の周波数を、後述の周波数変更表１６に基づいて変更する。
【００３１】
周波数変更表１６は、無線送電の開始から終了までにおける、無線送電の周波数の時間変化を示すテーブルである。周波数変更表１６は、後述の周波数変更表２５と同様のものであり、無線送電装置１及び無線受電装置２の間では共有されているが、対象外の装置に対しては秘匿されている。発生周波数変更部１４、共振周波数変更部１５及び周波数変更表１６は、解決手段の無線送電周波数設定部に対応する。
【００３２】
無線受電装置２は、受電共振回路２１、受電部２２、負荷２３、共振周波数変更部２４、周波数変更表２５及び時計２６から構成される。
【００３３】
受電共振回路２１は、受電共振コイルなどであり、無線送電装置１からの無線受電を行う。負荷２３は、受電共振回路２１が行った無線受電を利用して動作する。受電部２２は、受電共振回路２１から電力を入力され、負荷２３へと電力を出力する。受電共振回路２１、受電部２２及び負荷２３は、解決手段の無線受電部に対応する。
【００３４】
共振周波数変更部２４は、無線送電装置１での無線送電の周波数及び無線受電装置２での無線受電の周波数の間で共振条件が成立するように、受電共振回路２１が行う無線受電の周波数を、後述の周波数変更表２５に基づいて変更する。
【００３５】
周波数変更表２５は、無線受電の開始から終了までにおける、無線受電の周波数の時間変化を示すテーブルである。周波数変更表２５は、前述の周波数変更表１６と同様のものであり、無線送電装置１及び無線受電装置２の間では共有されているが、対象外の装置に対しては秘匿されている。共振周波数変更部２４及び周波数変更表２５は、解決手段の無線受電周波数設定部に対応する。
【００３６】
時計１７及び時計２６は、それぞれ、無線送電装置１及び無線受電装置２において、長期間にわたり時刻精度及び周波数精度を高く確保する。時計１７及び時計２６として、例えば、ルビジウム発振器、電波時計、及び、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）又はＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した時計又は発振器などを適用することができる。
【００３７】
このように、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置１及び無線受電装置２の間で秘匿にかつ可変に設定しているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を防止することができる。
【００３８】
無線給電周波数の第１の設定方法を図２に示す。周波数変更表１６に基づいて、無線給電の開始から終了まで、無線送電の周波数は、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定される。周波数変更表２５に基づいて、無線給電の開始から終了まで、無線受電の周波数は、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定される。
【００３９】
図２の左側の方法では、無線給電の開始から終了まで、無線給電の周波数は、設定可能な周波数の中で上限に近い位置の周波数に固定されている。図２の右側の方法では、無線給電の開始から終了まで、無線給電の周波数は、設定可能な周波数の中で下限に近い位置の周波数に固定されている。ここで、一の無線受電装置２が、１回目の無線給電では、図２の左側の方法を適用した後に、２回目の無線給電では、図２の右側の方法を適用することができる。または、一の無線受電装置２が、図２の左側の方法を適用すると同時に、他の無線受電装置２が、図２の右側の方法を適用することもできる。
【００４０】
図２の方法では、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、一回の無線給電において、設定可能な周波数の中で一の周波数に固定しているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を簡便に防止することができる。
【００４１】
無線給電周波数の第２の設定方法を図３に示す。周波数変更表１６に基づいて、無線給電の開始から終了まで、無線送電の周波数は、設定可能な周波数の中で時間変化を受けている。周波数変更表２５に基づいて、無線給電の開始から終了まで、無線受電の周波数は、設定可能な周波数の中で時間変化を受けている。
【００４２】
図３の左側の方法では、無線給電の開始から終了まで、無線給電の周波数は、設定可能な周波数の中で、時間的に不連続的に、ホッピングしている。図３の右側の方法では、無線給電の開始から終了まで、無線給電の周波数は、設定可能な周波数の中で、時間的に連続的に、時間変化を受けている。ここで、一の無線受電装置２が、１回目の無線給電では、図３の左側の方法を適用した後に、２回目の無線給電では、図３の右側の方法を適用することができる。または、一の無線受電装置２が、図３の左側の方法を適用すると同時に、他の無線受電装置２が、図３の右側の方法を適用することもできる。さらに、一の無線受電装置２が、図４の実線の方法を適用した場合、他の無線受電装置２が、図４の鎖線のように時間的に異なる周波数を使ってホッピングする方法を適用することもできる。
【００４３】
図３の方法では、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、一回の無線給電において、設定可能な周波数の中で時間変化させているため、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電を確実に防止することができる。
【００４４】
つまり、対象外の装置及び無線給電システムの間で、ある時刻において周波数共振が起きたとしても、無線給電の周波数が時間変化した後に、その時刻において周波数共振が起こらなくなる。よって、対象外の装置との関係で、エネルギー放出、電磁干渉、無線給電、無線盗電が、瞬間では起きたとしても、直後には防止することができる。
【００４５】
周波数変更表１６及び周波数変更表２５の第１の設定方法について説明する。無線送電装置１においては、無線給電に先立ち、無線送電の周波数を、無線受電装置２との間で秘匿に予め割り当てられている。無線受電装置２においては、無線給電に先立ち、無線受電の周波数を、無線送電装置１との間で秘匿に予め割り当てられている。つまり、無線給電の装置の登録にあたり、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置１及び無線受電装置２の間で秘匿に設定することができる。
【００４６】
周波数変更表１６及び周波数変更表２５の第２の設定方法について説明する。無線送電装置１においては、無線給電にあたり、無線送電の周波数を、無線受電装置２との間で秘匿に通信確立時に設定される。無線受電装置２においては、無線給電にあたり、無線受電の周波数を、無線送電装置１との間で秘匿に通信確立時に設定される。つまり、無線給電の一回の利用にあたり、無線送電の周波数及び無線受電の周波数を、無線送電装置１及び無線受電装置２の間で秘匿に設定することができる。
【００４７】
なお、無線受電装置２における電磁環境変化に伴って、無線受電効率を最適化する無線受電周波数が、周波数変更表２５が設定する無線受電周波数から、若干ずれる可能性がある。そこで、受電部２２は、無線受電効率を最適化するように、無線受電周波数をフィードバック調整してもよい。そして、共振周波数変更部２４は、周波数変更表２５による設定をメインにしつつ、受電部２２によるフィードバック調整に基づいて、無線受電効率を最適化するように、無線受電周波数を変更してもよい。
【００４８】
ただ、無線給電システムが機械的制御の多い電気自動車に対する充電に適用されるときには、受電部２２によるフィードバック調整時間は長くなるため、図３で示したような周波数変更表２５による無線受電周波数の時間変化速度を、受電部２２によるフィードバック調整時間を考慮して遅く設定することが好ましい。
【００４９】
逆に、無線給電システムが電気的制御の多い携帯用電子機器に対する充電に適用されるときには、受電部２２によるフィードバック調整時間は短く済むため、図３で示したような周波数変更表２５による無線受電周波数の時間変化速度を、受電部２２によるフィードバック調整時間を考慮せず速く設定しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る無線送電装置、無線受電装置及び無線給電システムは、電気自動車や携帯用電子機器などの様々な装置に対する無線充電に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１：無線送電装置
２：無線受電装置
１１：周波数発生部
１２：送電部
１３：送電共振回路
１４：発生周波数変更部
１５：共振周波数変更部
１６：周波数変更表
１７：時計
２１：受電共振回路
２２：受電部
２３：負荷
２４：共振周波数変更部
２５：周波数変更表
２６：時計
【図１】
2014143810.tif 000003
【図２】
2014143810.tif 000004
【図３】
2014143810.tif 000005
【図４】
2014143810.tif 000006