(57)【要約】【課題】本発明の一実施形態は、電力伝送に使用されるコイルの適切とされる位置と、現在の位置との位置関係を推定する。【解決手段】本発明の一態様としての位置ずれ方向推定装置は、指標値算出部と、線位置推定部と、を備え、送電コイルセットまたは受電コイルセットの位置ずれの方向を推定する。送電コイルセットは、少なくとも２つの送電コイルから構成されている。受電コイルセットは、少なくとも２つの受電コイルから構成されている。指標値算出部は、送電コイルセットまたは受電コイルセットに係るパラメータから、指標値を算出する。線位置推定部は、送電コイルセット内の送電コイル、または受電コイルセット内の受電コイルを通過する直線の位置と、指標値との関係を示すデータに基づき、指標値から直線の位置を推定することにより、直線の位置から位置ずれの方向を推定する【選択図】図３
2018148704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力伝送システム内の、少なくとも２つの送電コイルから構成される送電コイルセット、または、少なくとも２つの受電コイルから構成される受電コイルセット、の位置ずれの方向を推定する位置ずれ方向推定装置であって、
前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットに係るパラメータから、指標値を算出する指標値算出部と、
前記送電コイルセット内の前記送電コイル、または、前記受電コイルセット内の前記受電コイル、を通過する直線の位置と、前記指標値との関係を示すデータに基づき、前記指標値から前記直線の位置を推定することにより、前記直線の位置から前記位置ずれの方向を推定する線位置推定部と、
を備える位置ずれ方向推定装置。
【請求項２】
推定された前記直線の位置と、前記送電コイルセットと前記受電コイルセットとの距離と、に基づき、前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットの位置を推定することにより、前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットの位置から前記位置ずれの方向を推定するコイル位置推定部
をさらに備える請求項１に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項３】
前記コイル位置推定部は、前記送電コイルおよび前記送電コイルに対応する受電コイルに係る結合係数と、前記送電コイルセットと前記受電コイルセットとの距離と、の関係を示すデータに基づき、結合係数から、前記送電コイルセットと前記受電コイルセットとの距離を推定する
請求項２に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項４】
前記送電コイルまたは前記受電コイルに係る電力から、前記結合係数を算出する結合係数算出部
をさらに備え、
前記コイル位置推定部は、前記結合係数算出部により算出された結合係数を用いて、前記送電コイルセットと前記受電コイルセットとの距離を推定する
請求項３に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項５】
前記送電コイルセットと前記受電コイルセットとの、３次元座標軸のうちの１つの軸方向における距離を受け付ける入力部
をさらに備え、
前記コイル位置推定部は、前記１つの軸方向における距離を用いて、前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットの位置を推定する
請求項２に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項６】
少なくとも、推定された前記位置ずれの方向、または前記位置ずれを直す方向を出力する出力部
をさらに備える
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項７】
前記パラメータが、電流、電圧または電力である
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項８】
前記位置ずれ方向が、前記受電コイルセットを搭載した移動体の停止基準位置と、前記移動体の現在位置との間の方向を示す
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の位置ずれ方向推定装置。
【請求項９】
電力伝送システム内の、少なくとも２つの送電コイルから構成される送電コイルセット、または、少なくとも２つの受電コイルから構成される受電コイルセット、の位置ずれの方向を推定する位置ずれ方向推定方法であって、
前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットに係るパラメータから、指標値を算出する指標値算出ステップと、
前記送電コイルセット内の前記送電コイル、または前記受電コイルセット内の前記受電コイルを通過する直線の位置と、前記指標値との関係を示すデータに基づき、前記指標値から前記直線の位置を推定することにより、前記直線の位置から前記位置ずれの方向を推定する線位置推定ステップと、
を備える位置ずれ方向推定方法。
【請求項１０】
電力伝送システム内の、少なくとも２つの送電コイルから構成される送電コイルセット、または、少なくとも２つの受電コイルから構成される受電コイルセット、の位置ずれの方向を推定する位置ずれ方向推定方法であって、
前記送電コイルセットまたは前記受電コイルセットに係るパラメータから、指標値を算出する指標値算出ステップと、
前記送電コイルセット内の前記送電コイル、または前記受電コイルセット内の前記受電コイルを通過する直線の位置と、前記指標値との関係を示すデータに基づき、前記指標値から前記直線の位置を推定することにより、前記直線の位置から前記位置ずれの方向を推定する線位置推定ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、位置ずれ方向推定装置、位置ずれ方向推定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、モバイル端末などの移動体に搭載された電池を充電するために、非接触型の電力伝送を利用することが増えている。非接触型の電力伝送では、電力を送る送電コイルと、電力を受ける受電コイルと、が用いられる。電力伝送の効率は、送電コイルおよび受電コイルの位置によって変動する。送電コイルと受電コイルが離れすぎると所望の充電電力が得られない場合がある。ゆえに、充電を行う際には、送電コイルおよび受電コイルを、適切とされる配置にすることが重要となる。
【０００３】
例えば、受電コイルを搭載した電気自動車が駐車している間に、当該電気自動車に搭載された電池の充電が行われる充電システムがあると仮定する。当該充電システムにおいては、電気自動車の運転手は、電力伝送の効率を高めるため、または、所望の受電電力を得るために、受電コイルを適切な位置に合わせようとする。しかし、適切な駐車位置が予め判明していない場合、受電コイルの現在の位置と、受電コイルの適切とされる位置と、の間に位置ずれが生じてしまう。
【０００４】
位置ずれを直すために、受電電力の強弱に基づき位置ずれの度合いを計る装置が知られている。しかし、当該装置では、位置ずれの度合を計ることはできるが、位置ずれの方向、すなわち、受電コイルの現在の位置を特定することはできない。ゆえに、既存の装置では、運転手に対して電気自動車をどちらの方向に動かせばよいかを指示することができない。そのため、運転手は、少しずつ位置ずれの度合いを小さくすることにより、位置ずれを直している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１３／１１８３６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態は、電力伝送に使用されるコイルの適切とされる位置と、現在の位置との位置関係を推定する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としての位置ずれ方向推定装置は、指標値算出部と、線位置推定部と、を備え、送電コイルセットまたは受電コイルセットの位置ずれの方向を推定する。送電コイルセットは、少なくとも２つの送電コイルから構成されている。受電コイルセットは、少なくとも２つの受電コイルから構成されている。指標値算出部は、送電コイルセットまたは受電コイルセットに係るパラメータから、指標値を算出する。線位置推定部は、送電コイルセット内の送電コイル、または受電コイルセット内の受電コイルを通過する直線の位置と、指標値との関係を示すデータに基づき、指標値から直線の位置を推定することにより、直線の位置から位置ずれの方向を推定する
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置を含む電力伝送システムを説明する図。
【図２】位置ずれの一例を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置の概略構成の一例を示すブロック図。
【図４】受電コイルセットの電流に係る指標値に対する線位置データを示す図。
【図５】送電コイルセットの電流に係る指標値に対する線位置データを示す図。
【図６】受電コイルセットの電力に係る指標値に対する線位置データを示す図。
【図７】比較線上のコイルの位置について説明する図。
【図８】コイル距離データを示す図。
【図９】コイルの位置の推定方法を説明する図。
【図１０】Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方の距離により、コイルの位置が推定されることを示す図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置の全体処理の概略フローチャートの一例を示す図。
【図１２】本発明の一実施形態におけるハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置を含む電力伝送システムを説明する図である。図１に示された電力伝送システムは、送電装置１と、受電装置２と、蓄電装置３と、位置ずれ方向推定装置４と、を備える。受電装置２と、蓄電装置３と、位置ずれ方向推定装置４は、移動体５に搭載されている。図１では、移動体５の一例として電気自動車が示されている。
【００１０】
なお、図１に示す電力伝送システムは、位置ずれ方向推定装置が使用される状況を説明するための例である。位置ずれ方向推定装置４が用いられる電力伝送システムは、図１の構成、配置等に限られるわけではない。例えば、図１では、位置ずれ方向推定装置４は、移動体５に搭載されているが、移動体５の外部に存在していてもよいし、受電装置２または送電装置１の内部装置であってもよい。移動体５も特に限られるものではない。
【００１１】
なお、図１では、３次元座標軸のＺ軸方向が鉛直方向であり、ＸＹ平面が地面と平行であるとして説明する。
【００１２】
本電力伝送システムでは、移動体５に搭載された蓄電装置３を充電するために、移動体５に搭載された受電装置２に対し、送電装置１から電力が伝送されることを想定する。つまり、本電力伝送システムは、非接触型の充電システムでもある。なお、図１では、送電装置１の一部が地中にあり、当該一部から送電が行われることが示されている。ただし、送電が行われる場所および位置は、特に限られるものではない。
【００１３】
また、本電力伝送システムでは、受電装置２が移動体５に搭載されているため、受電装置２の位置は変動する。そのため、受電装置２が適切な位置になく、伝送効率が低下する、所望の受電電力が得られないといった恐れがある。ゆえに、受電装置２の現状の位置が適切な位置に合うように、現状の位置を修正する必要がある。
【００１４】
なお、ここでは、対象の現状の位置が、基準の位置と異なることを位置ずれと記載する。基準の位置は、当該対象にとって、電力伝送に適切とされる位置とする。位置ずれの詳細についは後述する。また、現状の位置と、基準の位置との距離を位置ずれ距離と記載する。また、基準の位置から現状の位置に向かう方向を位置ずれ方向と記載する。
【００１５】
位置ずれ方向推定装置４は、受電装置２の位置ずれをなくすために、少なくとも位置ずれ方向を推定する。位置ずれ方向が判明することにより、位置ずれの修正が容易になる。
【００１６】
各装置について説明する。送電装置１は、少なくとも２つの送電コイルを備える。２つの送電コイルを送電コイルセットと記載する。２つの送電コイルは、第１送電コイル１１１および第２送電コイル１１２と記載する。つまり、第１送電コイル１１１と、第２送電コイル１１２と、により、送電コイルセットが構成される。図１では、送電コイルセットは、電気自動車が駐車するスペースがある地面の下に埋め込まれている。
【００１７】
第１送電コイル１１１および第２送電コイル１１２は、電流が流れることにより磁束を形成する。第１送電コイル１１１および第２送電コイル１１２からの各磁束が受電装置２に到達することにより、電力伝送が行われる。なお、第１送電コイル１１１および第２送電コイル１１２に流れる電流および電圧は、位置ずれに応じて変化する。
【００１８】
なお、コイルの種類は、巻線とフェライトコアの配置などから、ソレノイド型と、スパライラル型があるが、いずれの型でもよい。送電コイルセットにおいて、型が異なっていてもよい。
【００１９】
本実施形態では、送電装置１は２つの送電回路をさらに備えるとする。２つの送電回路は、図１のように、第１送電回路１２１および第２送電回路１２２と記載する。第１送電回路１２１から第１送電コイル１１１に対し電流が送られる。また、第２送電回路１２２から第２送電コイル１１２に電流が送られる。なお、第１送電回路１２１または第２送電回路１２２が、第１送電コイル１１１および第２送電コイル１１２に対し電流を流してもよい。
【００２０】
送電回路は、送電コイルに電力伝送に適した電流を送ることができる公知の回路を用いればよい。送電回路の構成は特に限られるものではない。例えば、送電回路は、インバータ、整流器、力率改善回路、電圧変換回路などを含んでいてもよい。例えば、送電回路は、商用電源から取得した交流電力を直流電力に変換し、次に、インバータなどにより高周波電流（ＲＦ電流）に変換し、ＲＦ電流を送電コイルに出力する。高周波電流を用いることにより、単位時間あたりに送電可能な電力量を大きくすることができる。
【００２１】
受電装置２は、少なくとも２つの２つの受電コイルを備える。２つの受電回路を受電コイルセットと記載する。２つの受電コイルそれぞれは、第１受電コイル２１１および第２受電コイル２１２と記載する。つまり、第１受電コイル２１１と、第２受電コイル２１２と、により、受電コイルセットが構成される。図１では、受電コイルセットは、電気自動車の車体の下に設置されているとする。
【００２２】
図１のように、移動体５のタイヤ５１などによって、送電コイルセットと受電コイルセットの間には空間が存在する。しかし、第１送電コイル１１１の磁束が第１受電コイル２１１を貫くと、第１送電コイル１１１と第１受電コイル２１１との相互結合が生じる。これにより、第１受電コイル２１１は第１送電コイル１１１から電力を受け取る。同様に、第２送電コイル１１２の磁束が第２受電コイル２１２を貫くと、第２送電コイル１１２と第２受電コイル２１２との相互結合が生じる。これにより、第２受電コイル２１２は第２送電コイル１１２から電力を受け取る。このようにして、非接触で電力が伝送される。なお、第１受電コイル２１１および第２受電コイル２１２に流れる電流および電圧は、位置ずれに応じて変化する。
【００２３】
本実施形態では、第１送電コイル１１１と第１受電コイル２１１とが相互結合し、第２送電コイル１１２と第２受電コイル２１２とが相互結合するものとする。このように、本実施形態では、定格容量の制限に対処するなどの理由により、送電コイルと受電コイルから構成されるコイルのペア（電力伝送の系統）は１つではなく、少なくとも２つあるとする。なお、２つの系統において、一方の系統の電流の位相を、他方の系統の電流の位相の反対にする（反転させる）と、送電コイルと受電コイルから放射される電磁波の位相がそれぞれ反対になり、互いに打ち消しあうため、放射エミッションを抑えることができる。
【００２４】
なお、送電コイル同様、受電コイルの種類は、ソレノイド型、スパイラル型、いずれの型でもよい。受電コイルセットにおいて、型が異なってもよい。また、同一系統内のコイルの種類は、同じでも異なっていてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、受電装置２は２つの受電回路をさらに備えるとする。２つの受電回路それぞれは、図１のように、第１受電回路２２１および第２受電回路２２２と記載する。第１受電コイル２１１に生じた電流は、第１受電回路２２１に送られる。第２受電コイル２１２に生じた電流は、第２受電回路２２２に送られる。なお、第１受電回路２２１または第２受電回路２２２が、第１受電コイル２１１および第２受電コイル２１２の両方から電流を取得してもよい。
【００２６】
受電回路は、受電コイルから取得した電流を蓄電装置３に送ることができる公知の回路を用いればよい。受電回路の構成は、送電回路同様、特に限られるものではない。例えば、受電回路は、受電コイルからのＲＦ電流を整流した上で、蓄電装置３に送ってもよい。また、受電回路は、内部のＤＣ−ＤＣコンバータを用いて、整流後の受電電力の電圧を変換してもよい。
【００２７】
蓄電装置３は、二次電池などの充電可能な蓄電池を用いて、電気を蓄える装置である。蓄電装置３の構成も特に限られるものではない。
【００２８】
このような電力伝送システムにおいて、電力伝送の効率を高めるため、または、受電電力を上げるためには、送電コイルにより生じた磁束が受電コイルを通る割合を大きくする必要がある。つまり、磁束方向に垂直な平面座標系において、位置ずれが生じていないことが望ましい。
【００２９】
図２は、位置ずれの一例を示す図である。図２は、図１に示した３次元座標軸のＺ軸方向から見た平面図である。灰色の矩形が送電コイル（具体的には送電コイルを含む送電パッド）を示し、白塗りの矩形が受電コイル（具体的には受電コイルを含む受電パッド）を示す。送電コイルと受電コイル以外は省略されている。
【００３０】
図２の例では、受電コイルセットが、送電コイルセットと丁度重なる場合に、電力伝送が最も高いものとする。つまり、送電コイルセットの位置を適切な位置、つまり基準の位置とする。なお、Ｘ軸方向における位置ずれ方向を左右と、Ｙ軸方向における位置ずれ方向を前後と記載する場合、図２の例の位置ずれ方向は右前である。位置ずれを直す方向は左後ろである。このように、位置ずれは、磁束方向と平行な方向は考慮しないものとする。つまり、位置ずれは、磁束方向と垂直な平面座標系における、基準の位置との相違を意味する。図１の例では、Ｚ軸方向は考慮されず、ＸＹ平面の座標（Ｘ座標およびＹ座標）の値の相違が位置ずれを表す。
【００３１】
なお、便宜上、位置が固定されている送電コイルセットを基準の位置としたが、受電コイルセットの現状の位置を基準の位置として、適切な位置との相違を位置ずれとしてもよい。
【００３２】
また、基準の位置とされたコイルセットのコイルを通る平面座標系における直線を基準線６１と記載する。基準の位置とされなかったコイルセットのコイルを通る平面座標系における直線を比較線６２と記載する。図２の場合は、送電コイルセットの位置を基準の位置としたので、基準線６１は送電コイルセットの直線であり、比較線６２は受電コイルセットの直線となる。基準線６１と比較線６２については、後述する。
【００３３】
位置ずれ方向推定装置４は、電力伝送システム内の、少なくとも２つの送電コイルから構成される送電コイルセット、または、少なくとも２つの受電コイルから構成される受電コイルセット、の位置ずれの方向を推定する装置である。位置ずれ方向推定装置４は、送電コイルセットまたは受電コイルセットに係るパラメータに基づき、平面座標系における、送電コイルセットおよび受電コイルセットの位置ずれ方向を推定する。
【００３４】
ゆえに、位置ずれ方向推定装置４が用いられる電力伝送システムは、少なくとも２つの送電コイルと、少なくとも２つの受電コイルがあればよい。
【００３５】
図３は、本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置４の概略構成の一例を示すブロック図である。図３に示された位置ずれ方向推定装置４は、入力部４１と、記憶部４２と、指標値算出部４３と、線位置推定部（線方向推定部）４４と、結合係数算出部４５と、コイル位置推定部（コイル方向推定部）４６と、出力部４７と、を備える。
【００３６】
なお、指標値算出部４３と、線位置推定部４４と、結合係数算出部４５と、コイル位置推定部４６とは、位置ずれ方向を推定するための各処理を行う構成要素である。これらは１つの位置ずれ方向算出処理部としてもよい。また、各構成要素が担当する処理が行われない場合は、該当する構成要素は省略されてもよい。例えば、結合係数を算出せずに取得する場合は、結合係数算出部４５は省略されてもよい。また、例えば、コイルの位置を推定しない場合は、結合係数算出部４５およびコイル位置推定部４６は省略されてもよい。
【００３７】
位置ずれ方向推定装置４の各構成要素について説明する。入力部４１は、受電回路または送電回路から、位置ずれ方向推定装置４の処理に必要なパラメータの値の入力を受け付ける。パラメータは、電流、電圧、または電力を想定する。入力部４１は、取得したパラメータを、当該情報を必要とする構成要素に送る。
【００３８】
なお、パラメータの値は受電回路または送電回路が計測することを想定するが、入力部４１が計測してもよい。
【００３９】
パラメータの取得方法は、通信でもよいし、電気信号でもよい。例えば、図１のように、受電装置２と位置ずれ方向推定装置４が同じ移動体５に搭載されている場合に、受電装置２からパラメータを取得するときは、位置ずれ方向推定装置４はケーブルを介して電気信号を受電装置２から取得してもよい。あるいは、図１のように、位置ずれ方向推定装置４が送電装置１と同じ筐体内に存在しない場合に、送電装置１からパラメータを取得するときは、位置ずれ方向推定装置４は無線電波を介して、通信にてパラメータを取得してもよい。
【００４０】
なお、入力部４１が、送電装置１からパラメータを取得する第１入力部と、受電装置２からパラメータを取得する第２入力部と、に分かれていてもよい。また、入力部４１は、パラメータ以外の情報を受け付けてもよい。例えば、使用するパラメータの指定をユーザ等から受け付けてもよい。
【００４１】
記憶部４２は、位置ずれ方向算出の処理に必要な情報を記憶する。例えば、指標値を算出するための計算式、後述する線位置データなどがある。また、入力部４１が受け取ったパラメータを記憶してもよいし、位置ずれ方向推定装置４の各構成要素の処理結果を記憶してもよい。
【００４２】
記憶部４２は、１つのメモリまたはストレージであってもよいし、複数のメモリまたはストレージであってもよいし、メモリまたはストレージの組み合わせであってもよい。記憶される情報に応じて記憶先が分けられていてもよい。記憶されたデータは、データベース（ＤＢ）として管理されていてもよい。
【００４３】
指標値算出部４３は、送電コイルセットまたは受電コイルセットに係るパラメータ（電流、電圧または電力）に基づき、指標値を算出する。電流、電圧または電力のいずれのパラメータを用いるかは予め定められていてもよい。あるいは、入力部４１を介して、ユーザから指定されてもよい。
【００４４】
例えば、受電コイルセットの電流をパラメータとする場合の計算式は、Ｉｒ１／(Ｉｒ１＋Ｉｒ２)となる。Ｉｒ１は第１受電コイル２１１に生じた電流を示す。Ｉｒ２は第２受電コイル２１２に生じた電流を示す。
【００４５】
例えば、送電コイルセットの電流をパラメータとする場合の計算式は、Ｉｓ１／(Ｉｓ１＋Ｉｓ２)となる。Ｉｓ１は第１送電コイル１１１に生じた電流を示す。Ｉｓ２は第２送電コイル１１２に生じた電流を示す。
【００４６】
例えば、送電コイルセットの電圧をパラメータとする場合の計算式は、Ｖｓ１／(Ｖｓ１＋Ｖｓ２)となる。Ｖｓ１は第１送電コイル１１１に掛けられた電圧を示す。Ｖｓ２は第２送電コイル１１２に掛けられた電圧を示す。受電コイルセットの電圧をパラメータとする場合の計算式は、第１受電コイル２１１の電圧および第２受電コイル２１２の電圧を用いて、同様に表される。
【００４７】
例えば、受電コイルセットの電力をパラメータとする場合の計算式は、Ｐｒ１／(Ｐｒ１＋Ｐｒ２)となる。Ｐｒ１は第１受電コイル２１１に生じた電力を示す。Ｐｒ２は第２受電コイル２１２に生じた電力を示す。送電コイルセットの電力をパラメータとする場合の計算式は、第１送電コイル１１１の電力および第２送電コイル１１２の電力を用いて、同様に表される。
【００４８】
線位置推定部４４は、比較線６２の位置と指標値との関係を示す参照データに基づき、指標値から比較線６２の位置を推定する。当該参照データを線位置データと記載する。比較線６２の位置が推定されることにより、比較線６２の位置から位置ずれ方向を推定することができる。
【００４９】
本願の発明者達は、指標値と、比較線６２の位置ずれとが、一定の対応を有することを発見し、線位置データとしてまとめている。線位置データを用いれば、指標値により、比較線６２の位置ずれの範囲（方向および距離）を推定することができる。
【００５０】
図４から図６は、線位置データを説明する図である。図４は、受電コイルセットの電流に係る指標値に対する線位置データを示す図である。図５は、送電コイルセットの電流に係る指標値に対する線位置データを示す図である。図６は、受電コイルセットの電力に係る指標値に対する線位置データを示す図である。図４から図６に示した以外の指標値、例えば電圧、に対する線位置データも同様になる。
【００５１】
図４から図６は、ある指標値において、基準線６１から見た比較線６２の位置を示す。例えば、図４において、指標値が０．４７であった場合、比較線６２が記号ｖで示された範囲にあることが判明する。ゆえに、この場合、比較線６２は、基準線６１から見て、前後で言えば前、左右で言えば右の方向に位置することが判明する。比較線６２が記号ｖの範囲にある場合、比較線６２と基準線６１との最短距離は、約３５から約９５ｍｍ程度である。また、指標値が０．５３であった場合、同様にして、比較線６２は基準線６１から見て前後で言えば後ろ、左右で言えば左の方向に位置することが判明する。
【００５２】
このようにして、線位置推定部４４は、各パラメータの指標値と、各パラメータの線位置データと、に基づき、基準線６１に対する比較線６２の位置を推定する。これにより、位置ずれ方向が前にずれているのか後ろにずれているのか、または、左にずれているのか右にずれているのかが分かる。図１のように、電気自動車の駐車を想定している場合に、駐車スペースに左右の隙間がほとんどなければ、電気自動車は前後に動くだけであるので、位置ずれの方向は、前後いずれかが分かればよい。また、レールを走る電動車両、ベルトコンベアなどにより前方向にだけ運ばれる機械などに対して充電が行われる場合も、位置ずれの方向は、前後いずれかが分かればよいため、比較線６２の位置から位置ずれの方向を推定すればよい。
【００５３】
しかし、比較線６２の位置が判明しても、比較線６２上のどこにコイルがあるかまでは不明である。図７は、比較線６２上のコイルの位置について説明する図である。２１１Ａ、２１１Ｂ、および２１１Ｃは第１受電コイル２１１の位置の候補の例であり、２１２Ａ、２１２Ｂ、および２１２Ｃは第２受電コイル２１２の位置の候補の例である。このように、受電コイルセットは比較線６２上のいずれの位置にあるかは不明である。そして、一方、受電コイルが前後左右のいずれも動くような場合は、受電コイルセットの位置を推定し、受電コイルセットへの方向を示す必要がある。このような場合に、結合係数算出部４５とコイル位置推定部４６とが処理を行い、受電コイルセットの位置が推定されることにより、位置ずれ方向が推定される。
【００５４】
結合係数算出部４５は、送電コイルまたは受電コイルに係る電力から、送電コイルおよび当該送電コイルに対応する受電コイルに係る結合係数を算出する。具体的には、コイルの位置ずれがない場合における送電コイルまたは受電コイルに係る電圧と電力の関係を基準として、位置ずれがある場合の当該電圧と電力の関係の変化に基づき、結合係数を算出することができる。
【００５５】
コイル位置推定部４６は、比較線６２の位置と、コイルの位置ずれ距離と、に基づき、送電コイルセットまたは受電コイルセットの位置を推定する。送電コイルセットまたは受電コイルセットの位置が推定されることにより、位置ずれ方向を推定することができる。
【００５６】
結合係数算出部により算出された結合係数を用いて、コイルの位置ずれ距離を推定する場合は、コイル位置推定部４６は、結合係数とコイルの位置ずれ距離との関係を示す参照データに基づき、結合係数からコイルの位置ずれ距離を推定する。当該参照データをコイル距離データと記載する。
【００５７】
図８は、コイル距離データを示す図である。結合係数は、コイルの位置ずれの距離に応じて低下する。図８は、位置ずれに応じて、コイルの位置ずれがないときの結合係数と現在の結合係数との差分値がどのように推移するかを示している。図８から分かるように、当該差分値がある特定の値であるときのコイルの位置の集合は、閉曲線のグラフで表される。なお、送電コイルがソレノイド型であって、ソレノイド型コイルの軸方向がＸ軸方向またはＹ軸方向である場合は、閉曲線は楕円状となる。コイルがスパイラル型の場合は円状の閉曲線となる。
【００５８】
例えば、結合係数算出部４５により結合係数の減少度が−０．３８と判明すれば、結合係数の減少度が−０．３８のときの閉曲線が判明する。つまり、コイルの距離が判明する。そして、コイル位置推定部４６は、推定された比較線６２の位置において、推定されたコイルの距離を満たす位置を算出する。図９は、コイルの位置の推定方法を説明する図である。図９には、閉曲線と比較線６２が示されている。閉曲線と比較線６２との接点が、コイルの位置と推定される。
【００５９】
なお、結合係数の精度等により、閉曲線と比較線６２が接しないで、交わる場合もあり得る。その場合、コイルの位置候補が２つ導出されることになる。この場合、２つの位置候補のうち、いずれか一方を選択してもよいし、両方を処理結果としてもよい。例えば、他のパラメータにより推定されたコイルの位置を基準として、より正しそうな位置を選んでもよい。
【００６０】
上記では、コイル位置推定部４６が位置ずれ距離を算出したが、コイル位置推定部４６は入力部４１を介して位置ずれ距離を取得してもよい。このとき、取得される位置ずれ距離は、３次元座標軸のうちの１つの軸方向における距離であればよい。例えば、図１に示した移動体５が距離センサを搭載しており、当該距離センサが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方の距離を測定し、入力部４１に送信してもよい。
【００６１】
図１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方の距離により、コイルの位置が推定されることを示す図である。比較線６２の位置が推定されているため、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれか一方の距離（図１０のＸまたはＹ）が判明すれば、他方も判明するため、位置ずれの方向は推定することができる。
【００６２】
例えば、移動体５が、Ｘ軸方向の距離を測定する第１の距離センサと、Ｙ軸方向の距離を測定する第２の距離センサと、を備えることができれば、本実施形態の位置ずれ方向推定装置は必要ない。しかし、移動体５の進行方向にセンサを設置し難い場合など、第１の距離センサおよび第２の距離センサのいずれか一方しか設置できない場合は、既存の位置ずれ方向推定装置は、位置ずれ方向を推定することができない。しかし、本実施形態の位置ずれ方向推定装置４を用いれば、第１の距離センサおよび第２の距離センサのいずれか一方しか設置できない場合でも、位置ずれ方向を推定することができる。このように、３次元座標軸のうちの１つの軸方向における距離が、入力部４１を介して、取得されればよい。
【００６３】
出力部４７は、位置ずれ方向推定装置４による処理結果を出力する。例えば、比較線の位置、送電コイルの位置、受電コイルの位置、位置ずれ方向、位置ずれ距離、位置ずれを直す方向（位置ずれとは真逆の方向）を出力してもよい。位置ずれ方向は、線位置推定部４４により推定された位置ずれ方向でもよいし、コイル位置推定部４６により推定された位置ずれ方向でもよい。なお、出力部４７は、処理結果以外の情報も出力してよい。
【００６４】
出力部４７の出力方式は、特に限られるものではない。出力部４７は、処理結果を、画像として画面に表示してもよいし、スピーカに対して音声信号を出力してもよい。
【００６５】
なお、図１のような電力伝送システムにおいては、位置ずれ方向推定装置４が推定する位置ずれ方向は、受電コイルセットを搭載した移動体５の停止基準位置から、移動体５の現在位置への方向を示すものとなる。ゆえに、出力部４７は、例えば、移動体５に搭載されたモニタに、位置ずれ方向および位置ずれ距離を示す画像を表示してもよい。あるいは、移動体５を自動で操縦するコントローラに対し、位置ずれ方向および位置ずれ距離のデータを出力してもよい。これにより、コントローラが位置ずれ方向および距離を是正するように移動体５を作動させれば、自動で位置ずれを修正することができる。
【００６６】
各構成要素による処理の流れについて説明する。図１１は、本発明の一実施形態に係る位置ずれ方向推定装置４の全体処理の概略フローチャートの一例を示す図である。本フローは、結合係数算出部が結合係数を算出する場合を示す。
【００６７】
入力部４１がパラメータの値を取得する（Ｓ１０１）。指標値算出部４３がパラメータの値に基づき、指標値を算出する（Ｓ１０２）。線位置推定部４４が、指標値と線位置データとに基づき、比較線６２の位置および方向を推定する（Ｓ１０３）。また、結合係数算出部４５がパラメータの１つである電力に基づき、結合係数を算出する（Ｓ１０４）。コイル位置推定部４６が、結合係数とコイル距離データとに基づきコイルセット間の距離を推定する（Ｓ１０５）。さらに、コイル位置推定部４６が、比較線の位置とコイルセット間の距離とに基づき、コイルの位置および方向を推定する（Ｓ１０６）。出力部４７が、推定された位置ずれ方向などを出力する（Ｓ１０７）。こうして、位置ずれ方向推定装置４の全体処理が終了する。
【００６８】
本フローでは、コイルの位置の推定まで行われたが、比較線６２の位置の推定まででよい場合は、Ｓ１０４以降の処理は、省略される。また、フロー内の各処理は連続して行われてもよいし、独立して行われてもよい。例えば、Ｓ１０４の処理は、Ｓ１０２およびＳ１０３の処理と並行して行われてもよい。なお、各処理の処理結果は記憶部４２に逐次に記憶され、各構成要素は記憶部４２を参照して処理結果を取得してもよい。
【００６９】
以上のように、本実施形態によれば、指標値と線位置データとに基づき、比較線６２の位置ずれ方向を推定する。さらに、比較線６２の位置と、コイルセット間の距離と、に基づき、コイルセットの位置ずれ方向を推定することができる。
【００７０】
なお、上記の実施形態は一例であり、上記実施形態の位置ずれ方向推定装置４の構成要素の一部が外部の装置にあってもよい。例えば、上記の実施形態は指標値算出部４３を有していたが、指標値算出部４３が外部の装置にあってもよい。その場合、入力部４１が、指標値を外部の装置から取得し、線位置推定部４４に渡してもよい。
【００７１】
なお、位置ずれ方向推定装置４が通信または電気信号によりデータの受け渡しを行うことができる複数の装置から構成されてもよい。例えば、指標値算出部４３および線位置推定部４４を有する第１装置と、結合係数算出部４５およびコイル位置推定部４６を有する第２装置とに分かれていてもよい。
【００７２】
また、上記に説明した実施形態における各処理は、専用の回路により実現してもよいし、ソフトウェア（プログラム）を用いて実現してもよい。ソフトウェア（プログラム）を用いる場合は、上記に説明した実施形態は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用い、コンピュータ装置に搭載された中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサにプログラムを実行させることにより、実現することが可能である。
【００７３】
図１２は、本発明の一実施形態におけるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。位置ずれ方向推定装置４は、プロセッサ７１と、主記憶装置７２と、補助記憶装置７３と、ネットワークインタフェース７４と、デバイスインタフェース７５とを備え、これらがバス７６を介して接続されたコンピュータ装置７として実現できる。また、コンピュータ装置７は、さらに汎用の入力装置および出力装置を備えていてもよい。
【００７４】
本実施形態における位置ずれ方向推定装置４は、各装置で実行されるプログラムをコンピュータ装置７に予めインストールすることで実現してもよいし、プログラムをＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して配布して、コンピュータ装置７に適宜インストールすることで実現してもよい。
【００７５】
なお、図１２では、コンピュータ装置は、各構成要素を１つ備えているが、同じ構成要素を複数備えていてもよい。また、図１２では、１台のコンピュータ装置が示されているが、ソフトウェアが複数のコンピュータ装置にインストールされてもよい。当該複数のコンピュータ装置それぞれがソフトウェアの異なる一部の処理を実行することにより、処理結果を生成してもよい。つまり、位置ずれ方向推定装置４がシステムとして構成されていてもよい。
【００７６】
プロセッサ７１は、コンピュータの制御装置および演算装置を含む電子回路である。プロセッサ７１は、コンピュータ装置７の内部構成の各装置などから入力されたデータやプログラムに基づいて演算処理を行い、演算結果や制御信号を各装置等に出力する。具体的には、プロセッサ７１は、コンピュータ装置７のＯＳ（オペレーティングシステム）や、アプリケーションなどを実行し、コンピュータ装置７を構成する各装置を制御する。
【００７７】
プロセッサ７１は、上記の処理を行うことができれば特に限られるものではない。プロセッサ７１は、例えば、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどでもよい。また、プロセッサ７１は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）に組み込まれていてもよい。また、プロセッサ７１は、複数の処理装置から構成されていてもよい。例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせでもよいし、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサでもよい。
【００７８】
主記憶装置７２は、プロセッサ７１が実行する命令および各種データ等を記憶する記憶装置であり、主記憶装置７２に記憶された情報がプロセッサ７１により直接読み出される。補助記憶装置７３は、主記憶装置７２以外の記憶装置である。なお、記憶装置は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を意味するものとする。主記憶装置７２として、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の一時的な情報の保存に用いられる揮発性メモリが主に用いられるが、本発明の実施形態において、主記憶装置７２がこれらの揮発性メモリに限られるわけではない。主記憶装置７２および補助記憶装置７３として用いられる記憶装置は、揮発性メモリでもよいし、不揮発性メモリでもよい。不揮発性メモリは、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ等がある。また、補助記憶装置７３として磁気または光学のデータストレージが用いられてもよい。データストレージとしては、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＵＳＢ等のフラッシュメモリ、および磁気テープなどが用いられてもよい。
【００７９】
なお、プロセッサ７１が主記憶装置７２または補助記憶装置７３に対して、直接または間接的に、情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、記憶装置はプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。なお、主記憶装置７２は、プロセッサに統合されていてもよい。この場合も、主記憶装置７２は、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。
【００８０】
ネットワークインタフェース７４は、無線または有線により、通信ネットワークに接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース７４は、既存の通信規格に適合したものを用いればよい。ネットワークインタフェース７４により、通信ネットワーク８を介して通信接続された外部装置９に出力結果などが送信されてもよい。外部装置９は、外部記憶媒体でもよいし、表示装置でもよいし、データベースなどのストレージでもよい。
【００８１】
デバイスインタフェース７５は、出力結果などを記録する外部記憶媒体と接続するＵＳＢなどのインタフェースである。外部記憶媒体は、ＨＤＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＳＡＮ（Ｓｔｏｒａｇｅ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）等の任意の記録媒体でよい。デバイスインタフェース７５を介して、ストレージなどと接続されていてもよい。
【００８２】
また、コンピュータ装置７の一部または全部、つまり位置ずれ方向推定装置４の一部または全部は、プロセッサ７１などを実装している半導体集積回路などの専用の電子回路（すなわちハードウェア）にて構成されてもよい。専用のハードウェアは、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置との組み合わせで構成されてもよい。
【００８３】
なお、図１２では、１台のコンピュータ装置が示されているが、ソフトウェアが複数のコンピュータ装置にインストールされてもよい。当該複数のコンピュータ装置それぞれがソフトウェアの異なる一部の処理を実行することにより、処理結果を生成してもよい。
【００８４】
上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１  送電装置
１１１  第１送電コイル
１１２  第２送電コイル
１２１  第１送電回路
１２２  第２送電回路
２  受電装置
２１１  第１受電コイル
２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ  第１受電コイルの候補
２１２  第２受電コイル
２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ  第２受電コイルの候補
２２１  第１受電回路
２２２  第２受電回路
３  蓄電装置
４  位置ずれ方向推定装置
４１  入力部
４２  記憶部
４３  指標値算出部
４４  線位置推定部（線方向推定部）
４５  結合係数算出部
４６  コイル位置推定部（コイル方向推定部）
４７  出力部
５  移動体
５１  移動体のタイヤ
６１  基準線
６２  比較線
７  コンピュータ装置
７１  プロセッサ
７２  主記憶装置
７３  補助記憶装置
７４  ネットワークインタフェース
７５  デバイスインタフェース
７６  バス
８  通信ネットワーク
９  外部装置
【図１】
2018148704.tif 000003
【図２】
2018148704.tif 000004
【図３】
2018148704.tif 000005
【図４】
2018148704.tif 000006
【図５】
2018148704.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2018148704.tif 000010
【図９】
2018148704.tif 000011
【図１０】
2018148704.tif 000012
【図１１】
2018148704.tif 000013
【図１２】
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