(57)【要約】【課題】給電側から受電側に効率よく非接触給電を行えるようにする。【解決手段】非接触給電システム１は、給電装置１０から受電装置２０に直接給電を行うとともに給電装置１０から中継装置３０を介して受電装置２０に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、給電装置１０から受電装置２０に直接給電を行うが中継装置３０を介した給電装置１０から受電装置２０への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率とを比較し、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合は、第２給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電を行い、第２伝送効率が第１伝送効率以下である場合は、第１給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電を行う。
2014076801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置、受電装置、及び中継装置を含んで構成される非接触給電システムであって、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、
を比較し、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率以下である場合は、前記第１給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行う
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置から前記受電装置に電磁界共鳴方式により給電し、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電システムであって、
前記中継装置の共鳴回路を構成している素子の容量もしくはインダクタンスを変化させることにより、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御する
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置から送られてくる給電電力を受信するための前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御する機構を備え、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させるか否かを制御する遮蔽物制御機構を備え、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させることにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
非接触給電システム。
【請求項６】
給電装置、受電装置、及び中継装置を含んで構成される非接触給電システムの制御方法であって、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、
を比較するステップと、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行うステップと、
を含むことを特徴とする非接触給電システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システム、及び非接触給電システムの制御方法に関し、特に給電側から受電側に効率よく非接触給電を行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
給電装置から受電装置に対して非接触で電力を供給する非接触給電に関し、例えば、特許文献１には、充電のための電力を送電する送電デバイスを含むワイヤレス充電装置と、ワイヤレス充電装置から送電された電力を磁界共鳴関係をもって受電する受電デバイスを含み、受電した電力をバッテリに充電する受電装置と、ワイヤレス充電装置の送電デバイスの送電電力を中継可能な中継デバイスと、を有するワイヤレス充電システムが記載されている。【０００３】
また特許文献２には、シート状本体と、電力が給電され、その電力を送電する送電側共振コイルと、送電される電力を磁界共鳴関係をもって受電して送電可能な少なくとも一つの中継コイルとを含むワイヤレスシステムにおいて、送電側共振コイルおよび中継コイルがシート状に形成され、送電側共振コイルおよび中継コイルが、シート状本体に、所定の間隔をおいて配置されることが記載されている。【０００４】
特許文献３には、電力が給電されその電力を送電する第１の共振素子を含む送電デバイスと、送電された電力を磁界共鳴関係をもって受電して送電する第２の共振素子を含む中継デバイスと、磁界共鳴関係をもって中継デバイスから送電された電力を受電する第３の共振素子を含む受電デバイスとを含むワイヤレス給電システムにおいて、中継デバイスが、送電デバイスおよび受電デバイスの少なくとも一方の電力伝送情報に応じて、第２の共振素子の配置角度および配置位置のうちの少なくとも一方を調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６０５０５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５１９８９号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非接触給電において、中継装置（中継コイル、中継デバイス等）は、伝送効率を向上させることを企図して設けられるが、異なるルートで供給される電力同士の干渉やマルチパス、反射波等の影響によっては、中継装置を設けることにより反って伝送効率が低下してしまう場合がある。【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、中継装置を設けて給電装置から受電装置に非接触給電を行う場合に効率よく給電を行うことが可能な、非接触給電システム、及び非接触給電システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一つは、給電装置、受電装置、及び中継装置を含んで構成される非接触給電システムであって、前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、を比較し、前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、前記第２伝送効率が前記第１伝送効率以下である場合は、前記第１給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行うこととする。【０００９】
本発明によれば、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合、即ち、干渉やマルチパス、反射波等の影響によって中継装置を設けることにより反って伝送効率が低下してしまう場合には、第２給電方式により、即ち、中継装置を介さずに給電装置から受電装置への給電を行うようにするので、より高い伝送効率が得られる方式を適切に選択して給電装置から受電装置に効率よく非接触給電を行うことができる。【００１０】
また本発明のうちの他の一つは、上記非接触給電システムであって、前記給電装置から前記受電装置に電磁界共鳴方式により給電し、前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる。より具体的には、前記中継装置の共鳴回路を構成している素子の容量もしくはインダクタンスを変化させることにより、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御する。【００１１】
このような方法で中継装置から受電装置に供給される電力を減衰させることにより、簡素な仕組みで第１給電方式又は第２給電方式を選択する仕組みを実現することができる。【００１２】
また本発明のうちの他の一つは、上記非接触給電システムであって、前記給電装置から送られてくる給電電力を受信するための前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御する機構を備え、前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる。【００１３】
また本発明のうちの他の一つは、上記非接触給電システムであって、前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させるか否かを制御する遮蔽物制御機構を備え、前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させることにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる。【００１４】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、中継装置を設けて給電装置から受電装置に非接触給電を行う場合に、効率よく給電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】非接触給電システム１の概略的構成を説明する図である。
【図２】給電装置１０のハードウエアを示す図である。
【図３】給電装置１０が備える主な機能を示す図である。
【図４】受電装置２０のハードウエアを示す図である。
【図５】受電装置２０が備える主な機能を示す図である。
【図６】中継装置３０のハードウエアを示す図である。
【図７】中継装置３０が備える主な機能を示す図である。
【図８】非接触給電処理Ｓ１０を説明するフローチャートである。
【図９】非接触給電処理Ｓ１０を説明するフローチャートである。
【図１０】伝送効率取得処理Ｓ８２１を説明するフローチャートである。
【図１１】非接触給電処理Ｓ２０を説明するフローチャートである。
【図１２】非接触給電処理Ｓ２０を説明するフローチャートである。
【図１３】伝送効率取得処理Ｓ１１２１を説明するフローチャートである。
【図１４】伝送効率取得処理Ｓ１２２１の詳細を説明するフローチャートである。
【図１５】伝送効率取得処理Ｓ１２２１の詳細を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に第１実施形態として説明する非接触給電システム１の概略的な構成を示している。同図に示すように、非接触給電システム１は、給電装置１０、給電装置１０から非接触給電により給電を受ける受電装置２０、及び非接触給電の伝送効率を向上させることを企図して設けられている中継装置３０を含んで構成されている。受電装置２０は、例えば、携帯電話機、携帯情報端末、小型家電機器、電気自動車等である。上記非接触給電の方式は、例えば、電磁波方式、磁界共鳴方式、電磁誘導方式等である。本実施形態では、このうちの磁界共鳴方式で非接触給電を行うものとする。
【００１８】
非接触給電システム１は、給電装置１０から受電装置２０に直接給電を行うとともに給電装置１０から中継装置３０を介して受電装置２０に給電を行う方式である「第１給電方式」で給電を行うことができる。また非接触給電システム１は、給電装置１０から受電装置２０に直接給電を行うが、中継装置３０を介した給電装置１０から受電装置２０への給電は行わない方式である「第２給電方式」で給電を行うことができる。
【００１９】
以下に説明するように、非接触給電システム１は、非接触給電を行うにあたり、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である「第１伝送効率」と、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である「第２伝送効率」とを比較する。そして非接触給電システム１は、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合は、第２給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電を行い、第２伝送効率が第１伝送効率以下である場合は、第１給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電を行うように制御する。
【００２０】
図２に給電装置１０の主なハードウエアを示している。同図に示すように、給電装置１０は、電源装置１１、給電電力供給回路１２、給電回路１４、通信回路１５、中央処理装置１６、記憶装置１７、入力装置１８、及び表示装置１９を備える。
【００２１】
電源装置１１は、例えば、スイッチング方式の電源やリニア方式の電源であり、給電装置１０の構成要素を駆動するための電力を供給する。給電電力供給回路１２は、ドライバ回路（ゲートドライバ、ハーフブリッジドライバ等）を含み、電源装置１１から供給される電力に基づき、給電回路１４に供給する所定周波数の駆動電流を生成する。
【００２２】
給電回路１４は、例えば、コンデンサ等の容量性素子やコイル等の誘導性素子を用いて構成された共鳴回路を含む。通信回路１５は、受電装置２０、及び中継装置３０との間で通信（例えば、無線ＬＡＮ（ＬＡＮ：Local Area Network）、規格IEEE 802.15.1による通信、規格IEEE 802.15.4による通信）を行う。尚、給電装置１０と受電装置２０との間、及び給電装置１０と中継装置３０との間の通信は、伝達する情報を給電信号に含ませることにより（例えば給電信号を伝達する情報で変調（Modulation）することにより）行ってもよい。
【００２３】
中央処理装置１６は、ＣＰＵやＭＰＵを用いて構成され、給電装置１０の統括的な制御を行う。記憶装置１７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等を用いて構成され、プログラムやデータを記憶する。入力装置１８は、タッチパネルやテンキー等の入力インタフェースであり、ユーザから情報を受け付ける。表示装置１９は、液晶パネル等の出力インタフェースであり、ユーザに情報を提供する。
【００２４】
図３に給電装置１０が備える主な機能を示している。同図に示すように、給電装置１０は、伝送効率比較部１２１及び給電制御部１２２を備えている。尚、これらの機能は、給電装置１０のハードウエアによって、もしくは、給電装置１０の中央処理装置１６が、記憶装置１７に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２５】
伝送効率比較部１２１は、第１伝送効率と前述した第２伝送効率とを比較する。給電制御部１２２は、上記比較の結果、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合は、第２給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電が行われるように制御し、第２伝送効率が第１伝送効率以下である場合は、第１給電方式により給電装置１０から受電装置２０への給電が行われるように制御する。
【００２６】
例えば、第１給電方式による給電を行う場合、給電制御部１２２は、給電装置１０の給電回路１４と中継装置３０が備える後述の受電回路３１とが共鳴するように受電回路３１を制御（中継装置３０の中継機能を機能させるように制御）し、給電装置１０から中継装置３０に電力を供給する。尚、この制御は、例えば、中継装置３０が、受電回路３１の共鳴回路を構成している素子の容量やインダクタンスを変化させることにより行う。
【００２７】
また第２給電方式による給電を行う場合、給電制御部１２２は、給電装置１０の給電回路１４と中継装置３０の受電回路３１とが共鳴しないように受電回路３１を制御（中継装置３０の中継機能を機能させないように制御）し、給電装置１０から中継装置３０に供給される電力を減衰させて中継装置３０に電力が供給されないようにする。尚、この制御は、例えば、中継装置３０が、受電回路３１の共鳴回路を構成している素子の容量やインダクタンスを変化させることにより行う。
【００２８】
図４に受電装置２０のハードウエアを示している。同図に示すように、受電装置２０は、受電回路２１、負荷２２、蓄電装置２３、電力計測回路２４、通信回路２５、中央処理装置２６、記憶装置２７、入力装置２８、及び表示装置２９を備える。
【００２９】
受電回路２１は、コンデンサ等の容量性素子やコイル等の誘導性素子を用いて構成される共鳴回路を含み、給電装置１０から送電されてくる給電電力を受電する。
【００３０】
負荷２２は、例えば、給電装置１０から供給された電力を消費する回路、素子、機構等である。例えば、受電装置２０が携帯電話機であれば、負荷２２は携帯電話機が備える回路（制御回路、送受信回路、表示回路等）である。
【００３１】
蓄電装置２３は、蓄電池、及び受電回路２１に発生した起電力に基づく電流を蓄電池に供給するための整流回路、平滑回路、ＤＣ／ＡＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの給電回路等を含む。蓄電装置２０は、例えば、二次電池（リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等）や容量素子で構成された電池（電気二重層コンデンサ等）である。尚、受電装置２０は、必ずしも蓄電装置２３を備えていなくてもよい。例えば、受電装置２０は、非接触型のＩＣカードやパッシブ型のＲＦＩＤタグのように、受電回路２１に発生した起電力に基づく電流を負荷２２に直接供給するように構成されたものであってもよい。
【００３２】
電力計測回路２４は、受電回路２１が給電装置１０から受電する電力の大きさを計測する。通信回路２５は、給電装置１０及び中継装置３０との間で通信（例えば、無線ＬＡＮ、規格IEEE 802.15.1による通信、規格IEEE 802.15.4による通信）を行う。
【００３３】
中央処理装置２６は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成され、受電装置２０の統括的な制御を行う。記憶装置２７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等を用いて構成され、プログラムやデータを記憶する。入力装置２８は、キーボードやタッチパネル等の入力インタフェースである。表示装置２９は液晶パネル等の出力インタフェースである。
【００３４】
図５に受電装置２０が備える主な機能を示している。同図に示すように、受電装置２０は、電力供給部２２１、及び受電電力取得部２２２を備える。尚、これらの機能は、受電装置２０のハードウエアによって、もしくは、受電装置２０の中央処理装置２６が、記憶装置２７に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００３５】
電力供給部２２１は、受電回路２１を制御し、受電回路２１に発生した起電力を負荷２２又は蓄電装置２３に供給する。受電電力取得部２２２は、電力計測回路２４が計測した電力の電力値を取得する。
【００３６】
図６に中継装置３０のハードウエア構成を示している。同図に示すように、中継装置３０は、受電回路３１、送電回路３２、中央処理装置３３、記憶装置３４、及び通信回路３５を備える。
【００３７】
受電回路３１及び送電回路３２は、いずれも、コンデンサ等の容量性素子、もしくはコイル等の誘導性素子を用いて構成される共鳴回路を含む。送電回路３２は、受電回路３１が受電した電力を受電装置２０に送電（中継）する。
【００３８】
中央処理装置３３は、ＣＰＵやＭＰＵなどを用いて構成され、中継装置３０の統括的な制御を行う。記憶装置３４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等を用いて構成されており、プログラムやデータを記憶する。通信回路３５は、給電装置１０、及び受電装置２０との間で通信（例えば、無線ＬＡＮ、規格IEEE 802.15.1による通信、規格IEEE 802.15.4による通信）を行う。
【００３９】
図７に中継装置３０が備える主な機能を示している。同図に示すように、中継装置３０は、中継装置３０のハードウエアによって、もしくは、中継装置３０の中央処理装置３３が、記憶装置３４に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される、給電方式制御部３２１を備える。
【００４０】
給電方式制御部３２１は、受電装置２０から送られてくる制御信号に基づき、給電装置１０の給電回路１４と中継装置３０の受電回路３１との共鳴状態を制御し、給電装置１０からの受電有無を制御する。
【００４１】
続いて非接触給電システム１において行われる処理（以下、非接触給電処理Ｓ１０と称する。）について説明する。
【００４２】
＜第１処理例＞
図８乃至図１１は、第１処理例として示す非接触給電処理Ｓ１０のフローチャートである。以下、これらの図とともに説明する。
【００４３】
図８及び図９は、第１処理例における非接触給電処理Ｓ１０の全体を説明するフローチャートである。図８に示すように、非接触給電処理Ｓ１０は、受電装置２０から給電要求が送信されることにより開始される（Ｓ８１１）。上記給電要求は、例えば、携帯電話機等の受電装置２０を充電しようとしてユーザが受電装置２０に対して所定の操作を行ったことを契機として送信される。
【００４４】
給電装置１０は、受電装置２０から給電要求を受信すると（Ｓ８１２）、これに含まれている認証情報と自身が記憶している照合情報とを照合することにより受電装置２０の認証を行う（Ｓ８１３）。一方、中継装置３０は、受電装置２０から給電要求を受信すると（Ｓ８１４）、受信した給電要求に含まれている認証情報と自身が記憶している照合情報とを照合することにより受電装置２０の認証を行う。中継装置３０が行った認証の結果は、給電装置１０に通知される（Ｓ８１５〜Ｓ８１７）。
【００４５】
次いで給電装置１０は、Ｓ８１３における自身の認証結果と、中継装置３０から受信した（Ｓ８１７）認証結果とに基づき、認証の成否を判定する（Ｓ８１８）。即ち給電装置１０は、給電装置１０及び中継装置３０のいずれにおける認証も成功していた場合（Ｓ８１８：ＹＥＳ）、当該受電装置２０は認証に成功したと判定し、その後はＳ８２１に進む。一方、給電装置１０及び中継装置３０のいずれかにおいて認証が失敗していた場合（Ｓ８１８：ＮＯ）、給電装置１０は、当該受電装置２０は認証に失敗したと判定し、その旨（認証結果）を受電装置２０に通知する（Ｓ８１９）。尚、このように給電装置１０と中継装置３０の双方で受電装置２０の認証を行うのではなく、給電装置１０のみが受電装置２０の認証を行うようにしてもよい。
【００４６】
受電装置２０は、給電装置１０から認証失敗の通知を受信すると（Ｓ８２０：ＹＥＳ）、その旨を表示装置２９に出力し、その後は再び給電要求の受け付け操作の入力を待機する（Ｓ８１１）。
【００４７】
Ｓ８２１では、受電装置２０は、給電装置１０から受電装置２０への非接触給電の伝送効率を取得するための処理（以下、伝送効率取得処理Ｓ８２１と称する。）を行う。
【００４８】
図９のＳ８２２では、受電装置２０が、Ｓ８２１で取得した、第１伝送効率と第２伝送効率とを比較する。比較の結果、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合（Ｓ８２２：ＹＥＳ）、受電装置２０は、第２給電方式により給電を行うべく、中継装置３０に給電装置１０から送られてくる電力の中継機能をオフさせる指示を送信する（Ｓ８２３）。一方、第２伝送効率が第１伝送効率以下である場合（Ｓ８２２：ＮＯ）、受電装置２０は、第１給電方式により給電を行うべく、中継装置３０に給電装置１０から送られてくる電力の中継機能をオンさせる指示を送信する（Ｓ８２４）。
【００４９】
中継装置３０は、受電装置２０からオフ指示を受信した場合は中継機能をオフに制御し、受電装置２０からオン指示を受信した場合は中継機能をオンに制御する（Ｓ８２５）。上記制御が完了すると、中継装置３０はその旨を給電装置１０に通知する（Ｓ８２６）。
【００５０】
給電装置１０は、上記通知を受信すると（Ｓ８３０：ＹＥＳ）、受電装置２０への非接触給電を開始し（Ｓ８３１）、受電装置２０は、給電装置１０及び中継装置３０から送られてくる給電電力の受電を開始する（Ｓ８３２）。
【００５１】
その後、受電終了の契機が到来するまで、受電装置２０は受電を継続する（Ｓ８３３：ＮＯ）。尚、受電終了の契機は、例えば、受電装置２０が備える蓄電池の充電が完了したこと、ユーザが受電装置２０の入力装置２８に対して所定の操作を行ったこと、蓄電池の温度が上昇するなど受電装置２０や給電装置１０が何らかの異常を検知した場合に到来する。
【００５２】
受電装置２０は、受電終了の契機が到来すると（Ｓ８３３：ＹＥＳ）、その旨を給電装置１０に通知する（Ｓ８３４）。給電装置１０は、上記通知を受けると（Ｓ８３５：ＹＥＳ）、給電を終了する（Ｓ８３６）。
【００５３】
図１０及び図１１は、図８の伝送効率取得処理Ｓ８２１の詳細を説明するフローチャートである。
【００５４】
同図に示すように、まず受電装置２０は、中継装置３０に、当該中継装置３０の中継機能を機能させる指示（オン指示）を送信する（Ｓ１０１１）。中継装置３０は、上記オン指示を受信すると（Ｓ１０１２）、中継機能を機能させる（Ｓ１０１３）。
【００５５】
続いて受電装置２０は、給電装置１０に第１給電方式による試送電を要求する（Ｓ１０１４）。給電装置１０は、上記要求を受信すると（Ｓ１０１５）、第１給電方式による給電を開始する（Ｓ１０１６）。給電が開始されると、受電装置２０は、試送電中に受電した電力の値（以下、第１受電電力値と称する。）を記憶する（Ｓ１０１７）。
【００５６】
次いで受電装置２０は、給電装置１０に給電電力の値（試送電している給電電力の値）を要求する（Ｓ１０１８）。給電装置１０は、上記要求を受信すると（Ｓ１０１９）、試送電している給電電力の値（以下、第１給電電力値と称する。）を送信する（Ｓ１０２０）。その後、給電装置１０は、試送電を停止する（Ｓ１０２２）。
【００５７】
受電装置２０は、給電装置１０から第１給電電力値を受信すると（Ｓ１０２１）、これとＳ１０１７で記憶した第１受電電力値とに基づき、第１伝送効率を求める（Ｓ１０２３）。
【００５８】
続いて第２給電方式による試送電を行うべく、図１１に示すように、受電装置２０は、中継装置３０に、当該中継装置３０の中継機能を停止させる指示（オフ指示）を送信する（Ｓ１０３１）。中継装置３０は、上記オフ指示を受信すると（Ｓ１０３２）、中継機能を停止する（Ｓ１０３３）。
【００５９】
次いで受電装置２０は、給電装置１０に第２給電方式による試送電を要求する（Ｓ１０３４）。給電装置１０は、上記要求を受信すると（Ｓ１０３５）、第２給電方式による給電を開始する（Ｓ１０３６）。給電が開始されると、受電装置２０は、試送電中に受電した電力の値（以下、第２受電電力値と称する。）を記憶する（Ｓ１０３７）。
【００６０】
続いて受電装置２０は、給電装置１０に給電電力の値（試送電している給電電力の値）を要求する（Ｓ１０３８）。給電装置１０は、上記要求を受信すると（Ｓ１０３９）、試送電している給電電力の値（以下、第２給電電力値と称する。）を送信する（Ｓ１０４０）。その後、給電装置１０は、給電を停止する（Ｓ１０４２）。
【００６１】
受電装置２０は、給電装置１０から第２給電電力値を受信すると（Ｓ１０４１）、これとＳ１０３７で記憶した第２受電電力値とに基づき、第２伝送効率を求める（Ｓ１０３４）。
【００６２】
このように伝送効率の比較や中継機能のオン及びオフの処理を受電装置２０が主体となって行うようにすることで、給電装置１０や中継装置３０の構成を簡素にすることができる。
【００６３】
＜第２処理例＞
第１処理例では、伝送効率の比較や中継機能のオン及びオフの処理を受電装置２０が主体となって行うが、第２処理例では、給電装置１０が主体となって上記処理を行う。
【００６４】
図１２及び図１３は、第２処理例として示す非接触給電処理Ｓ１０の全体を説明するフローチャートである。
【００６５】
まず図１２におけるＳ１２１１からＳ１２２０までの処理は、図８のＳ８１１からＳ８２０までの処理と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
Ｓ１２２１では、給電装置１０は、伝送効率を取得するための処理（以下、伝送効率取得処理Ｓ１２２１と称する。）を行い、第１伝送効率及び第２伝送効率を取得する。
【００６７】
図１３のＳ１２２２では、給電装置１０は、Ｓ１２２１で取得した、第１伝送効率と第２伝送効率とを比較する。比較の結果、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合（Ｓ１２２２：ＹＥＳ）、給電装置１０は、第２給電方式により給電を行うべく、中継装置３０にその機能をオフさせる旨の指示（オフ指示）を送信する（Ｓ１２２３）。一方、第２伝送効率が第１伝送効率以下である場合（Ｓ１２２２：ＮＯ）、給電装置１０は、第１給電方式により給電を行うべく、中継装置３０にその機能をオンさせる旨の指示（オン指示）を送信する（Ｓ１２２４）。
【００６８】
中継装置３０は、給電装置１０からオフ指示を受信した場合は中継機能をオフに制御し、給電装置１０からオン指示を受信した場合は中継機能をオンに制御する（Ｓ１２２５）。上記制御が完了すると、中継装置３０はその旨を給電装置１０に通知する（Ｓ１２２６）。
【００６９】
給電装置１０は、上記通知を受信すると（Ｓ１２３０：ＹＥＳ）、受電装置２０への非接触給電を開始し（Ｓ１２３１）、受電装置２０は、給電装置１０から送られてくる給電電力の受電を開始する（Ｓ１２３２）。
【００７０】
その後、受電終了の契機が到来するまで、受電装置２０は受電を継続する（Ｓ１２３３：ＮＯ）。
【００７１】
受電装置２０は、受電終了の契機が到来すると（Ｓ１２３３：ＹＥＳ）、その旨を給電装置１０に通知する（Ｓ１２３４）。給電装置１０は、上記通知を受けると（Ｓ１２３５：ＹＥＳ）、給電を終了する（Ｓ１２３６）。
【００７２】
図１４及び図１５は、図１２の伝送効率取得処理Ｓ１２２１の詳細を説明するフローチャートである。
【００７３】
同図に示すように、まず給電装置１０は、中継装置３０に、当該中継装置３０の中継機能を機能させる指示（オン指示）を送信する（Ｓ１４１１）。中継装置３０は、上記オン指示を受信すると（Ｓ１４１２）、中継機能を機能させる（Ｓ１４１３）。
【００７４】
続いて給電装置１０は、第１給電方式による試送電を開始する（Ｓ１４１４）。試送電を開始すると、給電装置１０は、当該試送電の電力値（以下、第１給電電力値と称する。）を記憶する（Ｓ１４１５）。
【００７５】
次いで給電装置１０は、受電装置２０に、受電電力の値（受電装置２０が試送電中に受電した電力値。以下、第１受電電力値と称する。）の送信を要求する（Ｓ１４１６）。受電装置２０は、上記要求を受信すると（Ｓ１４１７）、第１受電電力値を送信する（Ｓ１４１８）。
【００７６】
給電装置１０は、受電装置２０から第１受電電力値を受信すると（Ｓ１４１９）、これとＳ１４１５で記憶した第１給電電力値とに基づき、第１伝送効率を求める（Ｓ１４２０）。その後、給電装置１０は、試送電を停止する（Ｓ１４２１）。
【００７７】
続いて第２給電方式による試送電を行うべく、図１４に示すように、給電装置１０は、中継装置３０に、当該中継装置３０の中継機能を停止させる指示（オフ指示）を送信する（Ｓ１４３１）。中継装置３０は、上記指示を受信すると（Ｓ１４３２）、中継機能を停止する（Ｓ１４３３）。
【００７８】
次いで給電装置１０は、第２給電方式による試送電を開始する（Ｓ１４３４）。試送電を開始すると、給電装置１０は、当該試送電の電力値（以下、第２給電電力値と称する。）を記憶する（Ｓ１４３５）。
【００７９】
続いて給電装置１０は、受電装置２０に受電電力の値（受電装置２０が試送電中に受電した電力値。以下、第２受電電力値と称する。）を要求する（Ｓ１４３６）。受電装置２０は、上記要求を受信すると（Ｓ１４３７）、第２受電電力値を送信する（Ｓ１４３８）。
【００８０】
給電装置１０は、受電装置２０から第２受電電力値を受信すると（Ｓ１４３９）、これとＳ１４３５で記憶した第２給電電力値とに基づき、第２伝送効率を求める（Ｓ１４４０）。その後、給電装置１０は、給電を停止する（Ｓ１４４１）。
【００８１】
このように伝送効率の比較や中継機能のオン及びオフの処理を給電装置１０が主体となって行うようにすることで、受電装置２０や中継装置３０の構成を簡素にすることができる。
【００８２】
以上に説明したように、本実施形態の非接触給電システム１によれば、第２伝送効率が第１伝送効率よりも高い場合、即ち、干渉やマルチパス、反射波等の影響によって中継装置３０を設けることにより反って伝送効率が低下してしまう場合には、第２給電方式により、即ち、中継装置３０を介さずに給電装置１０から受電装置２０への給電を行うようにするので、より高い伝送効率が得られる方式を適切に選択して給電装置１０から受電装置２０に効率よく非接触給電を行うことができる。
【００８３】
また第１給電方式と第２給電方式の選択は、中継装置３０の共鳴回路を構成している素子の容量もしくはインダクタンスを変化させることにより行うので、簡素な仕組みで第１給電方式又は第２給電方式を選択する仕組みを実現することができる。
【００８４】
尚、以上に説明した実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００８５】
例えば、第１給電方式と第２給電方式を選択する仕組みは、中継装置３０の受電回路３１の指向方向を制御することにより実現してもよい。この場合、例えば、第２給電方式により給電を行う際は、給電装置１０又は受電装置２０が、中継装置３０の受電回路３１の指向方向を給電装置１０の方向もしくは受電装置２０の方向から反らすように制御して、中継装置３０が受電する電力を減衰させるようにする。また上記仕組みは、例えば、給電装置１０と中継装置３０との間に金属板等の遮蔽物を設け、電装置１０と中継装置３０との間に遮蔽物を介在させるか否かを制御することにより実現してもよい。
【００８６】
受電装置２０が移動する場合等、給電装置１０と受電装置２０との位置関係が給電中に変化する場合は、給電中に第１伝送効率及び第２伝送効率を繰り返し取得して比較し、その結果に応じて適切な給電方式にリアルタイムに切り替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  非接触給電システム
１０  給電装置
１４  給電回路
１２１  伝送効率比較部
１２２  給電制御部
２０  受電装置
２１  受電回路
２２１  電力供給部
２２２  受電電力取得部
３０  中継装置
３１  受電回路
３２  送電回路
３２１  給電方式制御部
【図１】
2014076801.tif 000003
【図２】
2014076801.tif 000004
【図３】
2014076801.tif 000005
【図４】
2014076801.tif 000006
【図５】
2014076801.tif 000007
【図６】
2014076801.tif 000008
【図７】
2014076801.tif 000009
【図８】
2014076801.tif 000010
【図９】
2014076801.tif 000011
【図１０】
2014076801.tif 000012
【図１１】
2014076801.tif 000013
【図１２】
2014076801.tif 000014
【図１３】
2014076801.tif 000015
【図１４】
2014076801.tif 000016
【図１５】
2014076801.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月1日(2014.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置、受電装置、及び中継装置を含んで構成される非接触給電システムであって、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、
を比較し、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率以下である場合は、前記第１給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、
前記受電装置は、
前記給電装置及び前記中継装置と通信可能に接続し、
前記中継装置に中継機能を機能させる指示であるオン指示を送信することにより前記中継機能を機能させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第１受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第１給電電力値を受信し、前記第１給電電力値及び前記第１受電電力値とに基づき前記第１伝送効率を求め、
前記中継装置に中継機能を停止させる指示であるオフ指示を送信することにより前記中継機能を停止させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第２受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第２給電電力値を受信し、前記第２給電電力値及び前記第２受電電力値とに基づき前記第２伝送効率を求める
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置から前記受電装置に電磁界共鳴方式により給電し、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電システムであって、
前記中継装置の共鳴回路を構成している素子の容量もしくはインダクタンスを変化させることにより、前記給電装置の共鳴回路と前記中継装置の共鳴回路とが共鳴しないように制御する
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置から送られてくる給電電力を受信するための前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御する機構を備え、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記中継装置の共鳴回路の指向方向を制御することにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
ことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触給電システムであって、
前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させるか否かを制御する遮蔽物制御機構を備え、
前記第２給電方式により前記給電を行う場合は、前記給電装置と前記中継装置との間に遮蔽物を介在させることにより、前記中継装置から前記受電装置に供給される電力を減衰させる
非接触給電システム。
【請求項６】
給電装置、受電装置、及び中継装置を含み、
前記受電装置は、前記給電装置及び前記中継装置と通信可能に接続され、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、
前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、
を比較し、
前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行う、非接触給電システムの制御方法であって、
前記受電装置が、
前記中継装置に中継機能を機能させる指示であるオン指示を送信することにより前記中継機能を機能させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第１受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第１給電電力値を受信し、前記第１給電電力値及び前記第１受電電力値とに基づき前記第１伝送効率を求めるステップと、
前記中継装置に中継機能を停止させる指示であるオフ指示を送信することにより前記中継機能を停止させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第２受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第２給電電力値を受信し、前記第２給電電力値及び前記第２受電電力値とに基づき前記第２伝送効率を求めるステップと
を含むことを特徴とする非接触給電システムの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一つは、給電装置、受電装置、及び中継装置を含んで構成される非接触給電システムであって、前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うとともに前記給電装置から前記中継装置を介して前記受電装置に給電を行う、第１給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第１伝送効率と、前記給電装置から前記受電装置に直接給電を行うが前記中継装置を介した前記給電装置から前記受電装置への給電は行わない、第２給電方式で給電を行った場合の給電電力の伝送効率である第２伝送効率と、を比較し、前記第２伝送効率が前記第１伝送効率よりも高い場合は、前記第２給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、前記第２伝送効率が前記第１伝送効率以下である場合は、前記第１給電方式により前記給電装置から前記受電装置への給電を行い、前記受電装置は、前記給電装置及び前記中継装置と通信可能に接続し、前記中継装置に中継機能を機能させる指示であるオン指示を送信することにより前記中継機能を機能させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第１受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第１給電電力値を受信し、前記第１給電電力値及び前記第１受電電力値とに基づき前記第１伝送効率を求め、前記中継装置に中継機能を停止させる指示であるオフ指示を送信することにより前記中継機能を停止させ、前記給電装置に試送電を要求することにより前記給電装置に試送電を開始させ、前記試送電中に受電した電力値である第２受電電力値を取得するとともに前記給電装置から前記試送電の電力値である第２給電電力値を受信し、前記第２給電電力値及び前記第２受電電力値とに基づき前記第２伝送効率を求めることとする。
【国際調査報告】
2014076801.tif 000018
2014076801.tif 000019
2014076801.tif 000020
2014076801.tif 000021