(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導現象により電力を供給する給電装置と、
前記給電装置から前記電力を受電する受電コイルを含む被給電装置とを備え、
前記給電装置は、
前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、
前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、
前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、
前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える非接触給電システム。
【請求項２】
前記コイル制御部は、
前記第２処理において、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用として予め設定された停止相互作用に満たない相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルは、前記励磁対象コイルとしない請求項１記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記被給電装置は、
前記受電コイルによって受電された電力の供給を受けて動作を開始し、前記受電コイルが前記給電コイルに対向配置されていることを示す存在通知を前記被給電装置へ送信する存在通知部をさらに備え、
前記給電装置は、
前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して前記存在通知を受信する複数の存在通知受信部と、
前記第２処理の実行中に前記複数の存在通知受信部のうちいずれかによって前記存在通知が受信されたか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定された場合、前記励磁対象コイルのうち、前記存在通知を受信した存在通知受信部と対応する給電コイルを励磁確定コイルとする確定処理を実行する確定処理部と、
前記励磁確定コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させ、かつ前記励磁対象コイルのうち前記励磁確定コイル以外の励磁対象コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させる給電処理部とをさらに備える請求項１又は２記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記存在通知は、
前記被給電装置を識別する識別情報を含み、
前記給電装置は、
給電対象となる被給電装置を示す識別情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記確定処理部は、
前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定され、かつ前記受信された存在通知に含まれる識別情報が前記記憶部に記憶されていた場合に、前記確定処理を実行する請求項３記載の非接触給電システム。
【請求項５】
前記判定部は、
前記第２処理の開始から予め設定された監視時間内における前記存在通知の受信の有無に基づいて、前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたか否かを判定する請求項３又は４記載の非接触給電システム。
【請求項６】
前記存在通知部は、
前記受電コイルのインピーダンスを変化させることによって、前記存在通知を前記給電装置へ通知し、
前記各存在通知受信部は、
前記受電コイルのインピーダンスの変化に基づく前記相互作用の強度変化を、前記存在通知として受信する請求項３〜５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項７】
前記存在通知部は、
前記動作を開始してから所定の開始待ち時間の経過後に前記存在通知の送信を実行し、かつ前記待ち時間をランダムに変化させる請求項３〜６のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項８】
前記存在通知部は、
前記存在通知の送信を、所定の繰返し待ち時間間隔で、繰り返し実行し、かつ前記繰返し待ち時間をランダムに変化させ、
前記給電処理部は、
前記励磁確定コイルと対応する存在通知受信部によって前記存在通知が前回受信された後予め設定された設定時間内に、新たに前記存在通知が受信されなかった場合、その励磁確定コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させる請求項３〜７のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項９】
前記複数の相互作用検出部は、
前記電源部によって前記各給電コイルへ前記高周波電圧が供給された状態で前記各給電コイルに流れる電流を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触給電システム。
【請求項１０】
電磁誘導現象により電力を受電する受電コイルを含む被給電装置へ前記電力を供給する非接触給電装置であって、
前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、
前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、
前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、
前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える非接触給電装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の非接触給電装置から電磁誘導現象により電力を受電する受電コイルを備えた被給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導現象を利用することで、給電装置の給電コイルから、被給電装置の受電コイルへ電力を供給する非接触給電システム、非接触給電システムの給電装置として用いられる非接触給電装置、及び被給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁誘導現象を利用することで、給電装置の給電コイルから、被給電装置の受電コイルへ電力を供給する非接触給電システムが知られている。このような非接触給電システムでは、給電コイルと受電コイルの位置決めをする必要があるため、不便である。
【０００３】
そこで、以下のような技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、給電装置の複数の給電コイルをマトリックス状に配置する。被給電装置の位置を検出し、被給電装置と対向する位置の給電コイルを駆動して、給電を行う。
【０００４】
これにより、ユーザは、給電コイルと受電コイルとを正確に位置決めしなくても、給電装置上に被給電装置を置くだけで、被給電装置の受電コイルと対向する位置にある給電コイルによって、非接触給電を行うことができる。
【０００５】
また、特定の被給電装置に対してのみ給電可能とするため、被給電装置が給電装置に対して認証用の信号を送信し、認証に成功した場合のみ、給電を行う技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４９１６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のように、被給電装置の認証を行うためには被給電装置が給電装置に対して認証用の信号を送信する必要がある。そして、被給電装置が給電装置に対して認証用の信号を送信するためには、被給電装置が動作するために必要な電力である要求電力が、給電装置から被給電装置へ供給される必要がある。
【０００８】
一方、上述のように、マトリックス状に給電コイルを配置し、被給電装置の受電コイルと対向する位置にある給電コイルを選択して駆動した場合、選択された給電コイルと、受電コイルの位置とが、ずれている場合がある。そして、給電コイルと、受電コイルの位置とがずれていると、給電装置から被給電装置へ供給される電力が減少する。そのため、給電装置から被給電装置へ供給される電力が、要求電力に満たなくなる。その結果、被給電装置が給電装置に対して認証用の信号を送信することができず、認証に失敗してしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、給電コイルと受電コイルとを正確に位置決めしなくても被給電装置へ給電することができ、かつ、給電コイルと受電コイルの位置ずれが生じた場合であっても、給電装置から被給電装置へ供給される電力が減少するおそれを低減することができる非接触給電システム、非接触給電装置、及び被給電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る非接触給電システムは、電磁誘導現象により電力を供給する給電装置と、前記給電装置から前記電力を受電する受電コイルを含む被給電装置とを備え、前記給電装置は、前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える。
【００１１】
また、前記コイル制御部は、前記第２処理において、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用として予め設定された停止相互作用に満たない相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルは、前記励磁対象コイルとしないことが好ましい。
【００１２】
また、前記被給電装置は、前記受電コイルによって受電された電力の供給を受けて動作を開始し、前記受電コイルが前記給電コイルに対向配置されていることを示す存在通知を前記被給電装置へ送信する存在通知部をさらに備え、前記給電装置は、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して前記存在通知を受信する複数の存在通知受信部と、前記第２処理の実行中に前記複数の存在通知受信部のうちいずれかによって前記存在通知が受信されたか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定された場合、前記励磁対象コイルのうち、前記存在通知を受信した存在通知受信部と対応する給電コイルを励磁確定コイルとする確定処理を実行する確定処理部と、前記励磁確定コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させ、かつ前記励磁対象コイルのうち前記励磁確定コイル以外の励磁対象コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させる給電処理部とをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、前記存在通知は、前記被給電装置を識別する識別情報を含み、前記給電装置は、給電対象となる被給電装置を示す識別情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記確定処理部は、前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定され、かつ前記受信された存在通知に含まれる識別情報が前記記憶部に記憶されていた場合に、前記確定処理を実行することが好ましい。
【００１４】
また、前記判定部は、前記第２処理の開始から予め設定された監視時間内における前記存在通知の受信の有無に基づいて、前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたか否かを判定することが好ましい。
【００１５】
また、前記存在通知部は、前記受電コイルのインピーダンスを変化させることによって、前記存在通知を前記給電装置へ通知し、前記各存在通知受信部は、前記受電コイルのインピーダンスの変化に基づく前記相互作用の強度変化を、前記存在通知として受信することが好ましい。
【００１６】
また、前記存在通知部は、前記動作を開始してから所定の開始待ち時間の経過後に前記存在通知の送信を実行し、かつ前記待ち時間をランダムに変化させることが好ましい。
【００１７】
また、前記存在通知部は、前記存在通知の送信を、所定の繰返し待ち時間間隔で、繰り返し実行し、かつ前記繰返し待ち時間をランダムに変化させ、前記給電処理部は、前記励磁確定コイルと対応する存在通知受信部によって前記存在通知が前回受信された後予め設定された設定時間内に、新たに前記存在通知が受信されなかった場合、その励磁確定コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させることが好ましい。
【００１８】
また、前記複数の相互作用検出部は、前記電源部によって前記各給電コイルへ前記高周波電圧が供給された状態で前記各給電コイルに流れる電流を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出することが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る非接触給電装置は、電磁誘導現象により電力を受電する受電コイルを含む被給電装置へ前記電力を供給する非接触給電装置であって、前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える。
【００２０】
また、本発明に係る被給電装置は、上述の非接触給電装置から電磁誘導現象により電力を受電する受電コイルを備える。
【発明の効果】
【００２１】
このような構成の非接触給電システム及び非接触給電装置によれば、複数の給電コイルのうち受電コイルとの間に相互作用が生じる給電コイルが励磁対象コイルとされて、励磁対象コイルへ高周波電圧が供給される。従って、給電コイルと受電コイルとを正確に位置決めしなくても、被給電装置へ給電することができる。また、受電コイルとの間に基準相互作用より弱い相互作用を生じる給電コイル、すなわち受電コイルと位置がずれていると考えられる給電コイルについては、この給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルが励磁対象コイルとされてこれらの励磁対象コイルへ高周波電圧が供給される。従って、複数の給電コイルから受電コイルへ電磁誘導現象による電力供給が行われる。その結果、給電コイルと受電コイルの位置ずれが生じた場合であっても、給電装置から被給電装置へ供給される電力が減少するおそれを低減することができる。
【００２２】
また、このような構成の被給電装置は、上述の非接触給電装置から電磁誘導現象により電力を受電する被給電装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る非接触給電システムの構成の一例を説明するための説明図である。
【図２】図１に示す被給電装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す給電装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図４】給電コイルと受電コイルとが対向配置された場合の給電コイルのインダクタンス（相互作用）について説明するための説明図である。
【図５】給電コイルと受電コイルの位置関係による相互作用を説明するための説明図である。
【図６】給電コイルと受電コイルの正対面積と、給電コイルのインダクタンス（相互作用）との関係の一例を示すグラフである。
【図７】図３に示す給電装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図３に示す給電装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】図３に示す給電装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図２に示す被給電装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】スイッチング素子のオン、オフと、コイル電流との関係の一例を示す説明図である。
【図１２】励磁対象コイルとされる給電コイルを説明するための説明図である。
【図１３】受電コイルが、複数の給電コイルに跨がる位置に対向配置された場合を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る非接触給電システムの構成の一例を説明するための説明図である。図１に示す非接触給電システム１は、給電装置２（非接触給電装置）と、被給電装置３とが組み合わされて、構成されている。給電装置２と、被給電装置３とは離間可能に構成されている。
【００２６】
給電装置２は略箱状の筐体２１を備え、被給電装置３は略箱状の筐体３１を備えている。図１において、給電装置２の筐体２１の上面は被給電装置３を載置させるための対向面２２とされている。被給電装置３の筐体３１の下面は、対向面２２と対向、接触させるための対向面３２とされている。
【００２７】
給電装置２には、対向面２２の内側（直下）に、複数、例えばｎ個の給電コイル２３が対向面２２に沿うように、対向面２２と略平行に二次元状に、配設されている。複数の給電コイル２３は、給電コイル２３相互間の間隔が略ゼロになるように、密接に配設されている。
【００２８】
ｎ個の給電コイル２３には、１〜ｎのコイル番号が付されている。以下、コイル番号ｉの給電コイル２３を、給電コイル２３（ｉ）と称する。
【００２９】
被給電装置３には、対向面３２の内側（直上）に、複数の受電コイル３３が対向面３２に沿うように、対向面３２と略平行に配設されている。被給電装置３は、後述する存在通知部及び負荷を備えている。そして、受電コイル３３で受電された電力が、後述する存在通知部及び負荷へ供給される。
【００３０】
図２は、図１に示す被給電装置３の電気的構成の一例を示すブロック図である。図２に示す被給電装置３は、受電コイル３３、制御部３４、負荷３５、スイッチング素子ＳＷ１、及び抵抗Ｒを備えている。
【００３１】
制御部３４は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性のＩＤ記憶部３４２と、タイマ回路と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。
【００３２】
そして、制御部３４は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、存在通知部３４１として機能する。ＩＤ記憶部３４２には、被給電装置３を識別するための識別情報（ＩＤ）が予め記憶されている。制御部３４は、受電コイル３３から供給された電力によって動作する。
【００３３】
スイッチング素子ＳＷ１は、抵抗Ｒと直列に接続されている。そして、スイッチング素子ＳＷ１と抵抗Ｒとの直列回路が、受電コイル３３と並列に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１は、存在通知部３４１からの制御信号に応じて、オン、オフする。
【００３４】
存在通知部３４１は、スイッチング素子ＳＷ１をオン、オフさせることによって、受電コイル３３のインピーダンスを変化させる。受電コイル３３のインピーダンスが変化すると、受電コイル３３と給電コイル２３との間の相互作用が変化する。その結果、スイッチング素子ＳＷ１のオン、オフと対応して、給電コイル２３に流れるコイル電流Ｉが変化する。存在通知部３４１は、ＩＤ記憶部３４２に記憶されている識別情報に応じてスイッチング素子ＳＷ１をオン、オフさせることによって、存在通知として自機の識別情報を給電装置２へ送信する。
【００３５】
負荷３５は、受電コイル３３から供給された電力によって動作する負荷回路である。
【００３６】
図３は、図１に示す給電装置２の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３に示す給電装置２は、複数のコイル駆動ブロックＢと、制御部４とを備えている。コイル駆動ブロックＢは、複数の給電コイル２３にそれぞれ対応して設けられている。
【００３７】
コイル駆動ブロックＢは、給電コイル２３と、電流検出部２４（相互作用検出部及び存在通知受信部の一例）と、電源部２５とを含む。電源部２５は、例えば、ゲートドライバ回路２５１と、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）Ｑ１，Ｑ２と、キャパシタＣとを備えている。
【００３８】
ＦＥＴＱ１は例えばＰチャネルＦＥＴであり、ＦＥＴＱ２は例えばＮチャネルＦＥＴである。そして、ＦＥＴＱ１のソースに、図略の電源回路から供給された電源電圧ＶＤＤが印加され、ＦＥＴＱ１のドレインがＦＥＴＱ２のドレインに接続され、ＦＥＴＱ２のソースが回路グラウンドに接続されている。ＦＥＴＱ１とＦＥＴＱ２の接続点Ｐ１は、キャパシタＣ、電流検出部２４、及び給電コイル２３を介して回路グラウンドに接続されている。
【００３９】
ゲートドライバ回路２５１は、制御部４からの制御信号に応じて、ＦＥＴＱ１とＦＥＴＱ２とを、一方をオンさせるときは他方をオフさせるように、略交互に高周波でオン、オフさせる。これにより、ＦＥＴＱ１，Ｑ２によって、接続点Ｐ１に高周波電圧が生成される。キャパシタＣは、ＦＥＴＱ１，Ｑ２によって生成された高周波電圧から直流成分をカットし、残りの高周波成分を給電コイル２３へ供給する。
【００４０】
電流検出部２４は、電源部２５から供給された高周波電圧により給電コイル２３に流れるコイル電流Ｉを検出する。そして、電流検出部２４は、検出されたコイル電流Ｉの電流値を示す信号を、制御部４へ出力する。電流検出部２４は、例えばシャント抵抗やホール素子等の電流センサである。
【００４１】
コイル電流Ｉは、給電コイル２３と受電コイル３３との間の磁気的な相互作用の強度の影響を受けて変化する。従って、コイル電流Ｉは、給電コイル２３と受電コイル３３との間の磁気的な相互作用の強度を示す相互作用情報の一例であり、電流検出部２４は、相互作用検出部の一例である。
【００４２】
また、上述したように、存在通知はコイル電流Ｉの変化によって表されるから、コイル電流Ｉは存在通知を示す情報の一例であり、コイル電流Ｉを検出する電流検出部２４は、存在通知受信部の一例である。
【００４３】
給電装置２は、このように構成されたコイル駆動ブロックＢを、給電コイル２３と同じ数だけ備えている。
【００４４】
以下、給電コイル２３（ｉ）を含むコイル駆動ブロックＢをコイル駆動ブロックＢ（ｉ）と称する。また、コイル駆動ブロックＢ（ｉ）に含まれる電流検出部２４及び電源部２５、すなわち給電コイル２３（ｉ）と対応する電流検出部２４及び電源部２５を、それぞれ電流検出部２４（ｉ）及び電源部２５（ｉ）と称する。また、電流検出部２４（ｉ）によって検出されたコイル電流Ｉ、すなわち給電コイル２３（ｉ）に流れるコイル電流Ｉを、コイル電流Ｉ（ｉ）と称する。電源部２５（１）〜（ｎ）は、請求項における電源部に相当する。
【００４５】
制御部４は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵと、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性の記憶部４７と、タイマ回路と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。なお、制御部４は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されていてもよい。
【００４６】
ＲＡＭには、例えば給電コイル２３（１）〜（ｎ）が、それぞれ給電中であるか（励磁対象コイル又は励磁確定コイルであるか）、給電停止中であるか（非励磁コイルであるか）といった制御状態を示す情報を記憶しておいてもよい。これにより、給電コイル２３（１）〜（ｎ）の状態を把握することが容易となる。
【００４７】
記憶部４７には、給電対象となる被給電装置３を示す識別情報が予め記憶されている。
【００４８】
そして、制御部４は、例えばＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、相互作用検出処理部４１、コイル制御部４２、判定部４４、確定処理部４５、及び給電処理部４６として機能する。
【００４９】
相互作用検出処理部４１は、各コイル駆動ブロックＢの電源部２５によって、順次、給電コイル２３へ高周波電圧を供給させる。そして、相互作用検出処理部４１は、各コイル駆動ブロックＢの電流検出部２４によって、順次、それぞれ対応する給電コイル２３に高周波電圧が供給されている期間中に、各コイル駆動ブロックＢに含まれる給電コイル２３とそれぞれ対応する相互作用情報として各給電コイル２３のコイル電流Ｉを電流検出部２４によって検出させる。
【００５０】
図４は、給電コイル２３と受電コイル３３とが対向配置された場合の給電コイル２３のインダクタンス（相互作用）について説明するための説明図である。まず、図４（ａ）に示すように、給電コイル２３と受電コイル３３とが対向配置されている。
【００５１】
次に、電源部２５から電圧が出力されて給電コイル２３にコイル電流が流れる（図４（ｂ））。給電コイル２３にコイル電流が流れると、給電コイル２３と受電コイル３３とを貫通するように鎖交磁束が生じる（図４（ｃ））。
【００５２】
受電コイル３３に鎖交磁束が貫通すると、受電コイル３３には、給電コイル２３と逆回転のコイル電流が流れる。そして、受電コイル３３において、給電コイル２３で発生した磁束とは逆方向の鎖交磁束が発生する。そうすると、給電コイル２３では、受電コイル３３で発生した鎖交磁束を妨げるように電流が流れる（図４（ｄ））。
【００５３】
したがって、給電コイル２３と受電コイル３３とが対向配置されると、給電コイル２３と受電コイル３３とで形成された磁気回路による相互作用によって、給電コイル２３と受電コイル３３とが対向配置されたときは、給電コイル２３単体のときよりも給電コイル２３に流れるコイル電流Ｉが増加する。この場合、給電コイル２３単体のときと、給電コイル２３と受電コイル３３とが対向配置されたときとでは、給電コイル２３の見かけ上のインダクタンスが変化する。
【００５４】
図５は、給電コイル２３と受電コイル３３の位置関係による相互作用を説明するための説明図である。図５は、給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積と、給電コイル２３のインダクタンスとの関係の一例を示すグラフである。
【００５５】
図５（ａ）は、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが一致している場合、すなわち給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積が最大となる場合の例を示す説明図である。
【００５６】
なお、給電コイル２３及び受電コイル３３の最外周の巻線で囲まれた平面であって、かつ給電コイル２３及び受電コイル３３の鎖交磁束と直交する方向に拡がる平面を、給電コイル２３及び受電コイル３３のコイル面と称する。また、給電コイル２３の面積とは、給電コイル２３のコイル面の面積を意味し、受電コイル３３の面積とは、受電コイル３３のコイル面の面積を意味する。また、給電コイル２３のコイル面と受電コイル３３のコイル面とが相対向する部分の面積を、正対面積と称する。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが一致したとき、給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積が最大となる。給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積が最大となった場合、給電コイル２３及び受電コイル３３と鎖交する鎖交磁束数が最大となり、給電コイル２３及び受電コイル３３の相互作用が最大となる。その結果、給電コイル２３のインダクタンスは最少となる。
【００５８】
図５（ｂ）に示すように、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが一致せず、位置にずれがある場合、給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積は、図５（ａ）に示す場合よりも小さくなる。この場合、給電コイル２３及び受電コイル３３と鎖交する鎖交磁束数が減少する。そうすると、給電コイル２３及び受電コイル３３の相互作用が小さくなる結果、給電コイル２３のインダクタンスは図５（ａ）に示す場合よりも大きくなる。
【００５９】
図５（ｃ）に示すように、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが完全にずれている場合、給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積はゼロとなる。この場合、給電コイル２３及び受電コイル３３の相互作用は作用せず、給電コイル２３のインダクタンスは最大となる。
【００６０】
従って、給電コイル２３と受電コイル３３の正対面積と、給電コイル２３の相互作用、インダクタンス、及びコイル電流Ｉは、例えば図６に示すように、コイル正対面積が大きいほど、給電コイル２３と受電コイル３３の相互作用が強く、インダクタンスは小さく、コイル電流Ｉは増加する。
【００６１】
そして、給電コイル２３の相互作用、インダクタンス、及びコイル電流Ｉは、図６に示すようにそれぞれ１対１で対応する関係にあるので、給電コイル２３のインダクタンス、及びコイル電流Ｉは、給電コイル２３と受電コイル３３の相互作用の強度を示す相互作用情報の一例である。コイル電流Ｉを検出する電流検出部２４は、相互作用検出部の一例である。
【００６２】
なお、給電コイル２３のインダクタンスを測定する公知の測定手段を、電流検出部２４の代わりに相互作用検出部として用いてもよい。
【００６３】
給電コイル２３のインダクタンスをＬ、電源部２５から出力される高周波電圧の電圧をＶ、周波数をｆとすると、給電コイル２３のコイル電流Ｉは、下記の式（１）で表される。
【００６４】
Ｉ＝Ｖ／（２πｆＬ）  ・・・（１）
そして、例えば、図５（ａ）に示すように、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが一致している場合における相互作用に対して、誤差等を考慮したマージン分だけわずかに弱い相互作用に対応するコイル電流Ｉが、基準閾値として予め設定されている。また、例えば、図５（ｃ）に示すように、給電コイル２３の位置と受電コイル３３の位置とが完全にずれている場合における相互作用より、誤差や金属片などの異物によって生じる相互作用等を考慮したマージン分だけわずかに強い相互作用に対応するコイル電流Ｉが、停止閾値として予め設定されている。
【００６５】
なお、インダクタンスを相互作用情報として用いる場合、上述のようなコイル電流Ｉにそれぞれ対応するインダクタンス値を基準閾値、及び停止閾値として設定してもよい。
【００６６】
基準閾値は、基準相互作用を示す情報の一例に相当し、停止閾値は、停止相互作用を示す情報の一例に相当している。
【００６７】
コイル制御部４２は、コイル電流Ｉ（１）〜コイル電流Ｉ（ｎ）のうち、基準相互作用に対応する基準閾値を超える電流が流れた給電コイルを励磁対象コイルとし、その励磁対象コイルへ対応する電源部２５から高周波電圧を供給させる第１処理を実行する。
【００６８】
また、コイル制御部４２は、コイル電流Ｉ（１）〜コイル電流Ｉ（ｎ）のうち、基準閾値以下、かつ停止閾値以上の電流が流れた給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとし、それらの励磁対象コイルへそれぞれ対応する電源部２５から高周波電圧を供給させる第２処理を実行する。
【００６９】
また、コイル制御部４２は、コイル電流Ｉ（１）〜コイル電流Ｉ（ｎ）のうち、電流値が停止閾値に満たない給電コイルは、励磁対象コイルとすることなく、この給電コイルへは高周波電圧を供給しない。
【００７０】
判定部４４は、コイル制御部４２による第１処理及び第２処理のうち、少なくとも第２処理の実行中に、電流検出部２４（１）〜２４（ｎ）によって検出されたコイル電流Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）が存在通知に対応する変化を示した場合、電流検出部２４（１）〜２４（ｎ）によって存在通知が受信されたと判定する。
【００７１】
確定処理部４５は、判定部４４によってコイル電流Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）のいずれかが示す存在通知が取得されたと判定され、かつ取得された存在通知に含まれる識別情報が、記憶部４７に記憶されていた場合、励磁対象コイルのうち、その存在通知を示すコイル電流Ｉと対応する給電コイル２３を励磁確定コイルとする確定処理を実行する。
【００７２】
給電処理部４６は、励磁確定コイルへ対応する電源部２５から高周波電圧を供給させ、かつ励磁対象コイルのうち励磁確定コイル以外の励磁対象コイルへの高周波電圧の供給を停止させる。
【００７３】
図７〜図９は、図３に示す給電装置２の動作の一例を示すフローチャートである。図１０は、図２に示す被給電装置３の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
図７、図８は、給電装置２による給電コイル選択処理の一例を示すフローチャートである。図９は、給電装置２による給電処理の一例を示すフローチャートである。図７、図８に示す給電コイル選択処理と、図９に示す給電処理とは、給電装置２によって、例えば並行して実行されている。
【００７５】
まず、給電コイル選択処理について説明する。まず、相互作用検出処理部４１は、コイル番号ｉを１に初期化する（ステップＳ１）。次に、相互作用検出処理部４１は、電源部２５（ｉ）によって、給電コイル２３（ｉ）へ高周波電圧を供給させ、すなわち給電を開始する（ステップＳ２）。
【００７６】
次に、コイル制御部４２は、電流検出部２４（ｉ）によって検出されたコイル電流Ｉ（ｉ）と、基準閾値とを比較する（ステップＳ３）。ここで、給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが、例えば図５（ａ）に示すように、略一致した位置で対向配置されていた場合、コイル電流Ｉ（ｉ）は基準閾値を超え（ステップＳ３でＹＥＳ）、コイル制御部４２は、ステップＳ４へ移行する。
【００７７】
一方、給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが略一致した位置で対向配置されていた場合、ステップＳ２において給電が開始されると、被給電装置３の受電コイル３３によって受電された電力が制御部３４へ供給される。その結果、制御部３４が起動され、制御部３４が動作を開始する（図１０）。
【００７８】
なお、図２では図示を省略しているが、被給電装置３は、例えば、受電コイル３３の出力電圧を制御部３４の動作電圧に変換する電源回路を備えてもよい。
【００７９】
図７に戻ってステップＳ４において、コイル制御部４２は、給電コイル２３（ｉ）を励磁対象コイルとして、電源部２５（ｉ）による高周波電圧供給を継続させる。ステップＳ４は第１処理の一例に相当し、ステップＳ４による高周波電圧供給が継続する期間であるステップＳ４〜Ｓ８が実行される期間が、第１処理の実行中に相当する。
【００８０】
次に、判定部４４は、電流検出部２４（ｉ）によって検出されたコイル電流Ｉ（ｉ）に、存在通知を示す変化が生じたか否か、すなわち電流検出部２４（ｉ）によって存在通知が受信されたか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００８１】
図１０を参照して、制御部３４が起動されて存在通知部３４１が動作を開始すると、存在通知部３４１は、開始待ち時間ｔ２をランダムに生成する（ステップＳ３０１）。存在通知部３４１は、例えば公知の乱数発生方法を用いて、開始待ち時間ｔ２を生成する。あるいは、公知の乱数発生回路によって、開始待ち時間ｔ２を生成してもよい。なお、開始待ち時間ｔ２は、後述する監視時間ｔ１より短い時間の範囲内で設定される。
【００８２】
そして、制御部３４が起動されてから開始待ち時間ｔ２が経過したとき（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、存在通知部３４１は、ステップＳ３０３へ移行する。ステップＳ３０３において、存在通知部３４１は、ＩＤ記憶部３４２に記憶されている自機の識別情報に応じてスイッチング素子ＳＷ１をオン、オフさせる。その結果、被給電装置３の識別情報を含む（示す）存在通知が被給電装置３から給電コイル２３（ｉ）へ送信される。
【００８３】
図１１は、スイッチング素子ＳＷ１のオン、オフと、コイル電流Ｉとの関係の一例を示す説明図である。図１１（ａ）に示すように、コイル電流Ｉ（ｉ）は、スイッチング素子ＳＷ１がオンされると、スイッチング素子ＳＷ１がオフされているときよりも振幅（ピークｔｏピーク値）が小さくなる。また、コイル電流Ｉ（ｉ）は、スイッチング素子ＳＷ１がオフされると、スイッチング素子ＳＷ１がオンされているときよりも振幅（ピークｔｏピーク値）が大きくなる。
【００８４】
判定部４４は、ステップＳ５において、例えばコイル電流Ｉ（ｉ）の振幅が小さくなるように変化したとき（スイッチング素子ＳＷ１がオンされたとき）、存在通知が電流検出部２４（ｉ）によって受信されたと判定する（ステップＳ５でＹＥＳ）。
【００８５】
ところで、給電装置２の対向面２２上に、複数の被給電装置３が載置される場合がある。このような場合、もし仮に、各被給電装置３の制御部３４が略同時に起動され、起動から同じ時間の経過後に各被給電装置３の存在通知部３４１による存在通知の送信が開始されると、各被給電装置３相互間で存在通知の干渉が生じるおそれがある。存在通知の干渉が生じると、給電装置２において、各存在通知を正常に受信できなかったり、各存在通知に含まれる識別情報を正しく取得できなかったりするおそれがある。
【００８６】
そこで、給電装置２の対向面２２上に、複数の被給電装置３が載置された場合であっても、被給電装置３のステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理によって、開始待ち時間ｔ２がランダムに生成される結果、複数の被給電装置３から存在通知が送信されるタイミングを互いに異ならせることができる。その結果、各被給電装置３相互間で存在通知の干渉が生じるおそれを低減できる。
【００８７】
存在通知部３４１は、図１０のステップＳ３０３における存在通知の送信後、繰返し待ち時間ｔ３をランダムに生成する（ステップＳ３０４）。存在通知部３４１は、例えば公知の乱数発生方法を用いて、繰返し待ち時間ｔ３を生成する。あるいは、公知の乱数発生回路によって、繰返し待ち時間ｔ３を生成してもよい。なお、繰返し待ち時間ｔ３は、後述する設定時間ｔ４より短い時間の範囲内で設定される。
【００８８】
次に、存在通知部３４１は、前回存在通知を送信してから繰返し待ち時間ｔ３経過したか否かを確認する（ステップＳ３０５）。そして、ランダムな繰返し待ち時間ｔ３が経過したら、存在通知部３４１は、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５を繰り返す。すなわち、存在通知部３４１は、ランダムな繰返し待ち時間ｔ３間隔で存在通知の送信を繰り返す。
【００８９】
図７に戻って、確定処理部４５は、コイル電流Ｉ（ｉ）の変化のパターンから、被給電装置３の識別情報を取得する。確定処理部４５は、例えば図１１（ｃ）に示すように、コイル電流Ｉの振幅が小さくなったときを「０」（又は「１」）、コイル電流Ｉの振幅が大きくなったときを「１」（又は「０」）に当てはめることによって、コイル電流Ｉ（ｉ）の変化のパターンから、被給電装置３の識別情報を取得する。
【００９０】
そして、確定処理部４５は、取得された識別情報が記憶部４７に記憶されていた場合、給電コイル２３（ｉ）について認証成功と判定し（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ７へ移行する。一方、確定処理部４５は、取得された識別情報が記憶部４７に記憶されていなかった場合、給電コイル２３（ｉ）について認証失敗と判定し（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ９へ移行する。
【００９１】
認証が成功した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、確定処理部４５は、給電コイル２３（ｉ）を励磁確定コイルとして（ステップＳ７）、給電コイル選択処理を継続するべくステップＳ１０へ移行する。励磁確定コイルとされた給電コイル２３（ｉ）には、後述する給電処理によって、高周波電圧が供給される。
【００９２】
一方、認証が失敗した場合（ステップＳ６でＮＯ）、確定処理部４５は、給電コイル２３（ｉ）を非励磁コイルとして（ステップＳ９）、給電コイル選択処理を継続するべくステップＳ１０へ移行する。非励磁コイルとされた給電コイル２３（ｉ）は、後述する給電処理によって、高周波電圧の供給が停止される。
【００９３】
例えば第三者が偽造した被給電装置３が対向面２２上に載置された場合、このような被給電装置３に対して非接触給電を実行すると、安全性が確保できないおそれがある。そこで、ステップＳ５〜Ｓ７，Ｓ９の処理により、認証に成功した被給電装置３に対してのみ、非接触給電を実行する。これにより、安全性を確保する確実性が向上する。
【００９４】
なお、必ずしもステップＳ６を実行する必要はなく、存在通知が電流検出部２４（ｉ）によって受信された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ７へ移行してもよい。
【００９５】
他方、ステップＳ５において、例えばコイル電流Ｉ（ｉ）の振幅変化が検出されず、すなわち存在通知が受信されなかった場合（ステップＳ５でＮＯ）、判定部４４は、ステップＳ２の給電開始からの経過時間が、予め設定された監視時間ｔ１を超えたか否かを確認する（ステップＳ８）。
【００９６】
そして、判定部４４は、給電の開始から監視時間ｔ１を超えていなければ（ステップＳ８でＮＯ）、再びステップＳ５へ戻る。一方、給電の開始から監視時間ｔ１を超えた場合（ステップＳ８でＹＥＳ）、判定部４４は、電流検出部２４（ｉ）は存在通知を受信せず、従って給電コイル２３（ｉ）は受電コイル３３と対抗していないと判断し、ステップＳ９へ移行する。
【００９７】
ステップＳ９では、確定処理部４５は、給電コイル２３（ｉ）を非励磁コイルとして（ステップＳ９）、給電コイル選択処理を継続するべくステップＳ１０へ移行する。非励磁コイルとされた給電コイル２３（ｉ）は、後述する給電処理によって、高周波電圧の供給が停止される。
【００９８】
例えば給電コイル２３（ｉ）と対向する位置にコインなどの金属片が載置された場合、金属片に流れる渦電流によって金属片と給電コイル２３（ｉ）との間に相互作用が生じる。そのため、ステップＳ３において給電コイル２３（ｉ）が基準閾値を超えるおそれがある。しかしながら、金属片は、存在通知を送信することがないので、ステップＳ５，Ｓ８，Ｓ９の処理により、金属片に対向する給電コイル２３を誤って励磁確定コイルとすることが防止される。
【００９９】
他方、ステップＳ３において、例えば図５（ｂ）又は図５（ｃ）に示すように、給電コイル２３（ｉ）の位置と受電コイル３３の位置とがずれていた場合、コイル電流Ｉ（ｉ）は基準閾値以下となり（ステップＳ３でＮＯ）、相互作用検出処理部４１は、図８のステップＳ１０１へ移行する。
【０１００】
ステップＳ１０１において、コイル制御部４２は、電流検出部２４（ｉ）によって検出されたコイル電流Ｉ（ｉ）と、停止閾値とを比較する（ステップＳ１０１）。ここで、例えば図５（ｂ）に示すように、給電コイル２３のコイル面の一部と受電コイル３３のコイル面の一部とが対向するように、給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが配置されていた場合、コイル電流Ｉ（ｉ）は停止閾値以上となり（ステップＳ１０１でＮＯ）、コイル制御部４２は、ステップＳ１０２へ移行する。
【０１０１】
ステップＳ１０２において、コイル制御部４２は、給電コイル２３（ｉ）、及び給電コイル２３（ｉ）と隣接する給電コイル２３を励磁対象コイルとする。そして、コイル制御部４２は、対応する電源部２５によって、励磁対象コイルへ高周波電圧を供給させる。ステップＳ１０２は第２処理の一例に相当し、ステップＳ１０２による高周波電圧供給が継続する期間であるステップＳ１０２〜Ｓ１０４の実行される期間が、第２処理の実行中に相当する。
【０１０２】
図１２は、ステップＳ１０２において励磁対象コイルとされる給電コイル２３を説明するための説明図である。図１２において、励磁対象コイルを斜線のハッチングで示している。
【０１０３】
ステップＳ１０２において、コイル制御部４２は、例えば図１２（ａ）に示すように、給電コイル２３（ｉ）と、給電コイル２３（ｉ）に前後左右方向に隣接する４つの給電コイル２３とを励磁対象コイルとする。あるいは、コイル制御部４２は、例えば図１２（ｂ）に示すように、給電コイル２３（ｉ）と、給電コイル２３（ｉ）に前後左右斜め方向に隣接する８つの給電コイル２３とを励磁対象コイルとしてもよい。
【０１０４】
また、例えば複数の給電コイル２３が一列に配列されている場合、コイル制御部４２は、給電コイル２３（ｉ）と、給電コイル２３（ｉ）の両側に隣接する２つの給電コイル２３とを励磁対象コイルとしてもよい。
【０１０５】
次に、ステップＳ１０３において、判定部４４は、励磁対象コイルについて、ステップＳ５と同様の処理により存在通知の受信の有無を確認する。そして、判定部４４は、ステップＳ１０２による給電開始から監視時間ｔ１内に励磁対象コイルと対応する電流検出部２４によって存在通知が受信されると、存在通知を受信した電流検出部２４を確定処理部４５へ通知する。
【０１０６】
確定処理部４５は、判定部４４の通知に基づき、存在通知を受信した電流検出部２４と対応する励磁対象コイル（給電コイル２３）について、ステップＳ６と同様の処理により認証に成功したか否かを確認する。そして、確定処理部４５は、認証に成功した励磁対象コイル（給電コイル２３）を励磁確定コイルとする（ステップＳ１０３）。励磁確定コイルとされた給電コイル２３には、後述する給電処理によって、高周波電圧が供給される
次に、ステップＳ１０４において、判定部４４は、ステップＳ１０２による給電開始から監視時間ｔ１内に存在通知が受信されなかった電流検出部２４を確定処理部４５へ通知する。
【０１０７】
確定処理部４５は、判定部４４の通知に基づき、存在通知が受信されなかった電流検出部２４と対応する励磁対象コイル、及び上記認証に失敗した励磁対象コイルを非励磁コイルとする（ステップＳ１０４）。非励磁コイルとされた給電コイル２３は、後述する給電処理によって、高周波電圧の供給が停止される。そして、コイル制御部４２は、給電コイル選択処理を継続するべく図７のステップＳ１０へ移行する。
【０１０８】
例えば、図１３に示すように、受電コイル３３が、複数の給電コイル２３に跨がる位置に対向配置された場合において、もし仮に、給電コイル２３（ｉ）にのみ高周波電圧を供給したときは、以下のような不都合が生じるおそれがある。
【０１０９】
すなわち、受電コイル３３が、複数の給電コイル２３に跨がる位置に対向配置された場合、給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とに鎖交する鎖交磁束は、給電コイル２３（ｉ）の位置と受電コイル３３の位置とが一致した状態で給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが対向配置された場合よりも減少する。
【０１１０】
その結果、給電コイル２３（ｉ）にのみ高周波電圧を供給することによって受電コイル３３で受電される電力は、給電コイル２３（ｉ）の位置と受電コイル３３の位置とが一致した状態で給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが対向配置された場合よりも減少する。
【０１１１】
そのため、被給電装置３において、受電コイル３３によって受電された電力が、制御部３４を起動するための電力に足らず、制御部３４が起動されないおそれがある。制御部３４が起動されないと、存在通知部３４１は存在通知を送信することができないので、確定処理部４５は、被給電装置３の認証に失敗する。その結果、給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧の供給は停止され、被給電装置３に対して電力を供給することができなくなる。
【０１１２】
そこで、コイル制御部４２は、図８のステップＳ１０２において、給電コイル２３（ｉ）のみならず、給電コイル２３（ｉ）と隣接する給電コイル２３を励磁対象コイルとする。そして、コイル制御部４２は、給電コイル２３（ｉ）及び給電コイル２３（ｉ）と隣接する給電コイル２３へ高周波電圧を供給する。
【０１１３】
そうすると、例えば図１３において、給電コイル２３（ｉ）及び給電コイル２３（ｉ）と隣接する給電コイル２３（ｉ−１），（ｉ＋１）に対して高周波電圧が供給される。その結果、複数の給電コイル２３（ｉ），（ｉ＋１）から、受電コイル３３へ電力が供給される。これにより、被給電装置３において、電力不足が生じるおそれが低減され、制御部３４が起動されないおそれが低減される。
【０１１４】
そして、制御部３４が起動された場合、受電コイル３３と対向する給電コイル２３（ｉ），（ｉ＋１）に対応する電流検出部２４によって、存在通知が受信される。その結果、ステップＳ１０３において、給電コイル２３（ｉ），（ｉ＋１）が励磁確定コイルとされ、給電コイル２３（ｉ），（ｉ＋１）によって受電コイル３３への電力供給が行われる。従って、複数の給電コイル２３によって電力供給が行われるので、受電コイル３３において受電される電力が不足するおそれが低減される。
【０１１５】
また、受電コイル３３と対向しない給電コイル２３（ｉ−１）に対応する電流検出部２４（ｉ−１）では、存在通知が受信されないので、ステップＳ１０４において、給電コイル２３（ｉ−１）が非励磁コイルとされる。その結果、受電コイル３３と対向しない給電コイル２３（ｉ−１）に対する高周波電圧の供給が停止される。これにより、励磁対象コイルとされた給電コイル２３のうち、受電コイル３３と対向しない給電コイル２３に対する高周波電圧の供給を停止することができる。
【０１１６】
一方、ステップＳ１０１において、例えば図５（ｃ）に示すように、給電コイル２３のコイル面と受電コイル３３のコイル面とが全く対向しない状態で、給電コイル２３（ｉ）と受電コイル３３とが配置されていた場合、コイル電流Ｉ（ｉ）は停止閾値未満となり（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、コイル制御部４２は、ステップＳ１０５へ移行する。
【０１１７】
ステップＳ１０５において、コイル制御部４２は、給電コイル２３（ｉ）を非励磁コイルとし、給電コイル選択処理を継続するべくステップＳ１０へ移行する。非励磁コイルとされた給電コイル２３（ｉ）は、後述する給電処理によって、高周波電圧の供給が停止される。
【０１１８】
これにより、例えば停止閾値に相当する相互作用よりも弱い相互作用を示す金属片などの異物が給電コイル２３（ｉ）と対向配置された場合、給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧の供給が停止されるので、金属片などの異物を加熱するおそれが低減される。
【０１１９】
以上、ステップＳ１０１，Ｓ１０５の処理により、受電コイル３３と全く対向しない給電コイル２３は、速やかに非励磁コイルとされ、その給電コイル２３への高周波電圧の供給を速やかに停止させることができる。
【０１２０】
図７に戻ってステップＳ１０において、相互作用検出処理部４１は、コイル番号ｉがｎであるか否かを確認する（ステップＳ１０）。そして、コイル番号ｉがｎであれば（ステップＳ１０でＹＥＳ）処理を終了し、コイル番号ｉがｎでなければ（ステップＳ１０でＮＯ）、次の給電コイル２３について給電コイル選択処理を実行するべくステップＳ１１へ移行する。
【０１２１】
ステップＳ１１において、相互作用検出処理部４１は、コイル番号ｉに１を加算し（ステップＳ１１）、再びステップＳ２以降の処理を繰り返す。
【０１２２】
図９は、図３に示す給電装置２による給電処理の一例を示すフローチャートである。給電処理部４６は、コイル番号ｉを１に初期化する（ステップＳ２０１）。次に、給電処理部４６は、給電コイル２３（ｉ）が励磁確定コイルであるか否かを確認する（ステップＳ２０２）。
【０１２３】
そして、給電コイル２３（ｉ）が励磁確定コイルでなければ（ステップＳ２０２でＮＯ）、給電処理部４６は、電源部２５（ｉ）による給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧供給を停止させ（ステップＳ２０３）、次の給電コイル２３に対する給電処理を実行するべくステップＳ２１０へ移行する。
【０１２４】
一方、給電コイル２３（ｉ）が励磁確定コイルであった場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、給電処理部４６は、電源部２５（ｉ）によって給電コイル２３（ｉ）へ高周波電圧供給を供給させる（ステップＳ２０４）。
【０１２５】
次に、給電処理部４６は、ステップＳ５と同様の処理により、電流検出部２４（ｉ）によって検出されたコイル電流Ｉ（ｉ）に、存在通知を示す変化が生じたか否か、すなわち電流検出部２４（ｉ）によって存在通知が受信されたか否かを確認する（ステップＳ２０５）。
【０１２６】
給電処理部４６は、ステップＳ２０５において、例えばコイル電流Ｉ（ｉ）の振幅が小さくなるように変化したとき（スイッチング素子ＳＷ１がオンされたとき）、存在通知が電流検出部２４（ｉ）によって受信されたと判定し（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０６へ移行する。
【０１２７】
次に、給電処理部４６は、ステップＳ６と同様の処理により、コイル電流Ｉ（ｉ）の変化のパターンから、被給電装置３の識別情報を取得する。そして、給電処理部４６は、取得された識別情報が記憶部４７に記憶されていた場合、認証成功と判定し（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、ステップＳ２０７へ移行する。一方、給電処理部４６は、取得された識別情報が記憶部４７に記憶されていなかった場合、認証失敗と判定し（ステップＳ２０６でＮＯ）、ステップＳ２０９へ移行する。
【０１２８】
認証が成功した場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、給電処理部４６は、給電コイル２３（ｉ）を励磁確定コイルとして、電源部２５（ｉ）によって給電コイル２３（ｉ）へ高周波電圧を供給させる（ステップＳ２０７）。
【０１２９】
一方、認証が失敗した場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、給電処理部４６は、給電コイル２３（ｉ）を非励磁コイルとして、電源部２５（ｉ）による給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧供給を停止させる（ステップＳ２０９）。そして給電処理部４６は、給電処理を継続するべくステップＳ２１０へ移行する。
【０１３０】
他方、ステップＳ２０５において、例えばコイル電流Ｉ（ｉ）の振幅変化が検出されず、すなわち電流検出部２４（ｉ）によって存在通知が受信されなかった場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、給電処理部４６は、電流検出部２４（ｉ）によって前回存在通知が受信されてから設定時間ｔ４が経過したか否かを確認する（ステップＳ２０８）。設定時間ｔ４は、例えば開始待ち時間ｔ２と同じ時間であってもよい。
【０１３１】
そして、給電処理部４６は、前回存在通知が受信されてからの経過時間が設定時間ｔ４を超えていなければ（ステップＳ２０８でＮＯ）、次の給電コイル２３に対する給電処理を実行するべくステップＳ２１０へ移行する。
【０１３２】
一方、前回存在通知が受信されてからの経過時間が設定時間ｔ４を超えた場合（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、給電処理部４６は、給電コイル２３（ｉ）を非励磁コイルとして、電源部２５（ｉ）による給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧供給を停止させる（ステップＳ２０９）。そして給電処理部４６は、給電処理を継続するべくステップＳ２１０へ移行する。
【０１３３】
例えば、被給電装置３が対向面２２上に載置され、給電コイル２３による被給電装置３への非接触給電が一旦開始された後、被給電装置３が対向面２２から取り去られる場合がある。このような場合に、給電コイル２３に電源部２５による高周波電圧の供給を継続すると、エネルギーの損失を招くこととなり、好ましくない。
【０１３４】
そこで、ステップＳ２０５，Ｓ２０８，Ｓ２０９の処理によれば、一旦給電コイル２３（ｉ）による非接触給電を開始した後であっても、給電コイル２３（ｉ）と対向する位置から被給電装置３が取り去られた場合、設定時間ｔ４以内に存在通知が受信されなくなる。その結果、ステップＳ２０９へ移行して、電源部２５（ｉ）による給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧供給を停止させることができる。
【０１３５】
また、例えば、被給電装置３において、給電装置２からの給電を停止させたい場合、存在通知部３４１は、図１０のステップＳ３０３における存在通知の送信を実行しないようにしてもよい。この場合、設定時間ｔ４以内に存在通知が受信されなくなる。その結果、図９のステップＳ２０５，Ｓ２０８，Ｓ２０９の処理によれば、ステップＳ２０９へ移行して、電源部２５（ｉ）による給電コイル２３（ｉ）への高周波電圧供給を停止されるので、被給電装置３が給電装置２の給電を停止させることが可能となる。
【０１３６】
ここで、図１０のステップＳ３０３〜Ｓ３０５によれば、存在通知はランダムな繰返し待ち時間ｔ３間隔で送信される。従って、給電装置２の対向面２２上に、複数の被給電装置３が載置された場合であっても、各被給電装置３相互間で存在通知の干渉が生じるおそれが低減される。
【０１３７】
図９に戻ってステップＳ２１０において、給電処理部４６は、コイル番号ｉがｎであるか否かを確認する（ステップＳ２１０）。そして、コイル番号ｉがｎでなければ（ステップＳ２１０でＮＯ）、給電処理部４６は、次の給電コイル２３について給電処理を実行するべくコイル番号ｉに１を加算し（ステップＳ２１１）、再びステップＳ２０２〜Ｓ２１０を繰り返す。
【０１３８】
一方、コイル番号ｉがｎであれば（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、給電処理部４６は、再びステップＳ２０１〜Ｓ２１０を繰り返す。
【０１３９】
なお、被給電装置３は、スイッチング素子ＳＷ１及び抵抗Ｒを備えず、代わりに応答通知送信用に、通信コイル等の通信手段を備えてもよい。そして、存在通知部３４１は、通信手段を介して応答通知を給電装置２へ送信してもよい。この場合、給電装置２は、応答通知受信用に、通信コイル等の通信手段を各給電コイル２３と対応して複数備えてもよい。そして、判定部４４は、各通信手段により受信された応答通知に基づき上述の処理を実行してもよい。
【０１４０】
また、被給電装置３は、ＩＤ記憶部３４２を備えず、存在通知部３４１は、自機の識別情報を含む（示す）存在通知を送信しなくてもよい。例えば、存在通知部３４１は、スイッチング素子ＳＷ１を例えば１回オン、オフさせることによって、存在通知を被給電装置３から給電コイル２３（ｉ）へ送信する構成としてもよい。この場合、給電装置２は、記憶部４７を備えず、確定処理部４５は、ステップＳ６を実行せず、ステップＳ５でＹＥＳの場合、ステップＳ７へ移行してもよい。また、コイル制御部４２は、ステップＳ１０３，Ｓ１０４において、認証の結果とは無関係に処理を行う構成であってもよい。
【０１４１】
また、存在通知部３４１は、図１０のステップＳ３０４，Ｓ３０５を実行しなくてもよい。また、給電処理部４６は、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９を実行せず、ステップＳ２０４の次にステップＳ２１０へ移行してもよい。
【０１４２】
また、存在通知部３４１は、ステップＳ３０１を実行せず、開始待ち時間ｔ２は予め設定された一定の時間であってもよい。また、存在通知部３４１は、ステップＳ３０４を実行せず、繰返し待ち時間ｔ３は予め設定された一定の時間であってもよい。
【０１４３】
また、被給電装置３は、スイッチング素子ＳＷ１、抵抗Ｒ、存在通知部３４１、及びＩＤ記憶部３４２を備えない構成であってもよい。そして、給電装置２は、判定部４４、及び確定処理部４５を備えず、ステップＳ５〜Ｓ９を実行せず、ステップＳ４の次にステップＳ１０へ移行し、ステップＳ１０３，Ｓ１０４を実行せず、ステップＳ１０２の次にステップＳ１０へ移行し、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９を実行せず、ステップＳ２０４の次にステップＳ２１０へ移行してもよい。
【０１４４】
また、ステップＳ１０１，Ｓ１０５を実行せず、ステップＳ３でＮＯの場合、ステップＳ１０２へ移行してもよい。
【０１４５】
即ち、本発明に係る非接触給電システムは、電磁誘導現象により電力を供給する給電装置と、前記給電装置から前記電力を受電する受電コイルを含む被給電装置とを備え、前記給電装置は、前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える。
【０１４６】
また、本発明に係る非接触給電装置は、電磁誘導現象により電力を受電する受電コイルを含む被給電装置へ前記電力を供給する非接触給電装置であって、前記受電コイルを対向配置可能な複数の給電コイルと、前記複数の給電コイルへ、選択的に高周波電圧を供給する電源部と、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して設けられ、前記受電コイルと前記各給電コイルとの間の磁気的な相互作用の強度を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出する複数の相互作用検出部と、前記各相互作用情報のうち、予め設定された基準相互作用より強い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第１処理と、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイル及びこの給電コイルと隣接する給電コイルを励磁対象コイルとして前記励磁対象コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させる第２処理とを実行するコイル制御部とを備える。
【０１４７】
この構成によれば、複数の相互作用検出部によって、受電コイルと各給電コイルとの間の相互作用の強度が相互作用情報として検出される。そして、コイル制御部の第１及び第２処理によって、基準相互作用より強いものも弱いものも含めて、受電コイルとの間で相互作用を示す給電コイル、すなわち少なくとも一部分が受電コイルと対向する位置に配設され、受電コイルへ給電が可能な給電コイルが励磁対象コイルとして選択される。そして、励磁対象コイルへ高周波電圧が供給されて、励磁対象コイルによる受電コイルへの給電が行われる。その結果、給電コイルと受電コイルとを正確に位置決めしなくても被給電装置へ給電することができる。さらに、第２処理において、基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルと隣接する給電コイルが励磁対象コイルとして選択され、これら隣接する給電コイルによる給電が行われる。従って、給電コイルと受電コイルの位置ずれが生じて相互作用が弱いときは、その給電コイルに隣接する給電コイルを含む複数の給電コイルによって、受電コイルへの給電が行われる。複数の給電コイルによれば、受電コイルへの給電量が増大するから、非接触給電装置から被給電装置へ供給される電力が減少するおそれが低減される。
【０１４８】
また、前記コイル制御部は、前記第２処理において、前記各相互作用情報のうち、前記基準相互作用より弱い相互作用として予め設定された停止相互作用に満たない相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルは、前記励磁対象コイルとしないことが好ましい。
【０１４９】
この構成によれば、停止相互作用に満たない弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルは、励磁対象コイルとされず、従ってこの給電コイルへは高周波電圧が供給されない。従って、例えば金属片などの異物によって生じる微弱な相互作用より大きく、基準相互作用より弱い相互作用を停止相互作用として設定すれば、このような異物を加熱するおそれが低減される。
【０１５０】
また、前記被給電装置は、前記受電コイルによって受電された電力の供給を受けて動作を開始し、前記受電コイルが前記給電コイルに対向配置されていることを示す存在通知を前記被給電装置へ送信する存在通知部をさらに備え、前記給電装置は、前記複数の給電コイルとそれぞれ対応して前記存在通知を受信する複数の存在通知受信部と、前記第２処理の実行中に前記複数の存在通知受信部のうちいずれかによって前記存在通知が受信されたか否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定された場合、前記励磁対象コイルのうち、前記存在通知を受信した存在通知受信部と対応する給電コイルを励磁確定コイルとする確定処理を実行する確定処理部と、前記励磁確定コイルへ前記電源部から前記高周波電圧を供給させ、かつ前記励磁対象コイルのうち前記励磁確定コイル以外の励磁対象コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させる給電処理部とをさらに備えることが好ましい。
【０１５１】
コイル制御部の第２処理によれば、基準相互作用より弱い相互作用を示す相互作用情報と対応する給電コイルと隣接する給電コイルが励磁対象コイルとして選択されるから、励磁対象コイルには、受電コイルと対向しない給電コイルも含まれる場合がある。この構成によれば、励磁対象コイルのうち、判定部によって存在通知が受信されたと判定された存在通知受信部に対応する給電コイルが、確定処理部によって励磁確定コイルとされる。そして、励磁確定コイルへ電源部から高周波電圧が供給される。一方、励磁対象コイルとして選択された給電コイルのうち、受電コイルと対向しない給電コイルに対応する存在通知受信部では、存在通知が受信されない。そして、存在通知が受信されない存在通知受信部と対応する励磁対象コイルは、確定処理部によって励磁確定コイルとされない。さらに、給電処理部は、励磁対象コイルのうち励磁確定コイル以外の励磁対象コイルへの電源部による高周波電圧の供給を停止させるから、受電コイルと対向しない給電コイルへの給電が停止されることになる。これにより、励磁対象コイルとして選択された給電コイルのうち、受電コイルと対向しない給電コイルへの高周波電圧の供給を停止させることができる。
【０１５２】
また、前記存在通知は、前記被給電装置を識別する識別情報を含み、前記給電装置は、給電対象となる被給電装置を示す識別情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記確定処理部は、前記判定部によって前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたと判定され、かつ前記受信された存在通知に含まれる識別情報が前記記憶部に記憶されていた場合に、前記確定処理を実行することが好ましい。
【０１５３】
この構成によれば、存在通知に含まれる識別情報が記憶部に記憶されていた場合、すなわち被給電装置が給電対象となる被給電装置であった場合に、存在通知を受信した存在通知受信部と対応する給電コイルを励磁確定コイルとする確定処理が実行され、その給電コイルへ電源部から高周波電圧が供給される。従って、給電対象となる被給電装置にのみ、給電コイルから給電を行う確実性が向上する。
【０１５４】
また、前記判定部は、前記第２処理の開始から予め設定された監視時間内における前記存在通知の受信の有無に基づいて、前記いずれかの存在通知受信部によって前記存在通知が受信されたか否かを判定することが好ましい。
【０１５５】
この構成によれば、第２処理が開始され、励磁対象コイルによる被給電装置への給電が開始されて、被給電装置の存在通知部が受電コイルにより受電された電力により動作可能となったタイミングから監視時間内に存在通知を受信しなかった存在通知受信部は、判定部によって存在通知の受信なしと判定される。この場合、判定部によって存在通知の受信なしと判定された存在通知受信部と対応する励磁対象コイルは、受電コイルと対向していないと考えられる。
【０１５６】
また、前記存在通知部は、前記受電コイルのインピーダンスを変化させることによって、前記存在通知を前記給電装置へ通知し、前記各存在通知受信部は、前記受電コイルのインピーダンスの変化に基づく前記相互作用の強度変化を、前記存在通知として受信することが好ましい。
【０１５７】
この構成によれば、受電コイルのインピーダンスを変化させることによって、存在通知を給電装置へ通知することができる。従って、存在通知の通知用に、別途給電装置との通信手段を備える必要がない。
【０１５８】
また、前記存在通知部は、前記動作を開始してから所定の開始待ち時間の経過後に前記存在通知の送信を実行し、かつ前記待ち時間をランダムに変化させることが好ましい。
【０１５９】
給電装置と対向して複数の受電コイル（被給電装置）が対向配置された場合、各被給電装置から同時に存在通知が送信されると、存在通知相互間で干渉が生じるおそれがある。存在通知相互間で干渉が生じると、存在通知受信部によって正しく存在通知が受信できないおそれがある。そこで、この構成によれば、存在通知部は、動作を開始してから所定の開始待ち時間の経過後に前記存在通知の送信を実行し、かつ待ち時間をランダムに変化させるので、複数の給電装置から存在通知が送信されるタイミングがランダムにばらつく。その結果、存在通知相互間で干渉が生じるおそれが低減され、存在通知受信部によって正しく存在通知が受信できないおそれが低減される。
【０１６０】
また、前記存在通知部は、前記存在通知の送信を、所定の繰返し待ち時間間隔で、繰り返し実行し、かつ前記繰返し待ち時間をランダムに変化させ、前記給電処理部は、前記励磁確定コイルと対応する存在通知受信部によって前記存在通知が前回受信された後予め設定された設定時間内に、新たに前記存在通知が受信されなかった場合、その励磁確定コイルへの前記電源部による前記高周波電圧の供給を停止させることが好ましい。
【０１６１】
被給電装置は、給電装置に対向配置された後、取り去られる場合がある。被給電装置が給電装置から取り去られると、設定時間内に存在通知受信部によって存在通知が受信されなくなる。そこでこの構成によれば、給電処理部によって、励磁確定コイルと対応する存在通知受信部によって存在通知が前回受信された後設定時間内に、新たに存在通知が受信されなかった場合、その励磁確定コイルへの高周波電圧の供給が停止される。一方、複数の被給電装置が給電装置に対向配置された場合、複数の被給電装置が同じタイミングで存在通知の送信を繰り返すと、存在通知相互間で干渉が生じ、存在通知受信部によって正しく存在通知が受信できないおそれがある。そこで、存在通知部は、存在通知の送信が繰り返される繰返し待ち時間を、ランダムに変化させる。その結果、複数の給電装置から存在通知が送信されるタイミングがランダムにばらつくので、存在通知相互間で干渉が生じるおそれが低減され、存在通知受信部によって正しく存在通知が受信できないおそれが低減される。
【０１６２】
また、前記複数の相互作用検出部は、前記電源部によって前記各給電コイルへ前記高周波電圧が供給された状態で前記各給電コイルに流れる電流を、前記各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出することが好ましい。
【０１６３】
各給電コイルへ前記高周波電圧が供給された状態で前記各給電コイルに流れる電流は、各給電コイルと対向する受電コイルとの間の相互作用の強度に応じて変化する。従って、複数の相互作用検出部は、各給電コイルへ高周波電圧が供給された状態で各給電コイルに流れる電流を、各給電コイルとそれぞれ対応する相互作用情報として検出することができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  非接触給電システム
２  給電装置
３  被給電装置
４，３４  制御部
２１，３１  筐体
２２，３２  対向面
２３  給電コイル
２４  電流検出部
２５  電源部
３３  受電コイル
３５  負荷
４１  相互作用検出処理部
４２  コイル制御部
４３  通知受信処理部
４４  判定部
４５  確定処理部
４６  給電処理部
４７  記憶部
２５１  ゲートドライバ回路
３４１  存在通知部
３４２  ＩＤ記憶部
Ｂ  コイル駆動ブロック
Ｉ  コイル電流
Ｒ  抵抗
ＳＷ１  スイッチング素子
ｔ１  監視時間
ｔ２  開始待ち時間
ｔ３  繰返し待ち時間
ｔ４  設定時間
【図１】
0005948676.tif 000002
【図２】
0005948676.tif 000003
【図３】
0005948676.tif 000004
【図４】
0005948676.tif 000005
【図５】
0005948676.tif 000006
【図６】
0005948676.tif 000007
【図７】
0005948676.tif 000008
【図８】
0005948676.tif 000009
【図９】
0005948676.tif 000010
【図１０】
0005948676.tif 000011
【図１１】
0005948676.tif 000012
【図１２】
0005948676.tif 000013
【図１３】
0005948676.tif 000014