(57)【要約】【課題】  送電開始時にシステムに異常が発生した場合、送電時に物体及び異物が近付いてきた場合に、送電を停止して、本来照射すべきでない対象物にマイクロを照射することがない無線電力伝送システムを得る。【解決手段】  電源からの電力をマイクロ波に変換して送電する送電部と、送電部からのマイクロ波を受電し、直流電力に変換して負荷装置に供給する受電部と、送電部と受電部とで形成されるマイクロ波の送電経路とその周囲を監視するセンサと、受電部で生成されるマイクロ波の受電情報及びセンサからの監視データに基づき送電部から送電されるマイクロ波の電力レベル及び指向性を制御する制御部と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力をマイクロ波に変換して送電する送電部と、
前記送電部からの前記マイクロ波を受電し、直流電力に変換して負荷装置に供給する受電部と、
前記送電部と前記受電部とで形成される前記マイクロ波の送電経路とその周囲で形成される送電エリアを監視する監視センサと、
前記受電部で生成される前記マイクロ波の受電情報及び前記監視センサからの監視データに基づき前記送電部から送電される前記マイクロ波の電力レベル及び指向性を制御する制御部と、
を備えた無線電力伝送システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記受電部が、前記送電部から送電される前記マイクロ波の定常電力レベルより小さい電力レベルの校正マイクロ波の受電情報に異常が無いとき、前記送電部に前記規定電力レベルの前記マイクロ波の送電を指示する請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記受電部が、前記校正マイクロ波の受電情報が所定の受電情報となるように、前記送電部に前記マイクロ波の指向性の制御を指示する請求項２に記載の無線電力伝送システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記監視センサが、前記送電エリアに異物を検出したとき、前記送電部に前記マイクロ波の送電の停止を指示する請求項１から３のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項５】
前記受電情報は、電力レベルである請求項１から４のいずれか１項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項６】
電源からの電力をマイクロ波に変換して送電部から送電する送電ステップと、
前記マイクロ波を受電部で受電し、受電情報の生成及び負荷装置に供給する直流電力に変換する受電ステップと、
前記送電部と前記受電部とで形成される前記マイクロ波の送電経路とその周囲で形成される送電エリアを監視し監視データを生成する監視ステップと、
前記受電情報及び前記監視データに基づき前記送電部からのマイクロ波の電力レベル及び指向性を制御するビーム制御ステップと、
を備えた無線電力伝送方法。
【請求項７】
前記ビーム制御ステップは、
前記送電部に前記マイクロ波の定常電力レベルより小さい電力レベルの校正マイクロ波の送電を指示し、
この校正マイクロ波による受電情報に異常が無いとき、前記送電部に前記規定電力レベルの前記マイクロ波の送電を指示する請求項６に記載の無線電力伝送方法。
【請求項８】
前記ビーム制御ステップは、
前記校正マイクロ波の受電情報が所定の受電情報となるように、前記送電部に前記マイクロ波の指向性の制御を指示する請求項７に記載の無線電力伝送方法。
【請求項９】
前記ビーム制御ステップは、
前記送電エリアに異物を検出したことを示す前記監視データが得られたとき、前記送電部に前記マイクロ波の送電の停止を指示する請求項６から８のいずれか１項に記載の無線電力伝送方法。
【請求項１０】
前記受電情報は、電力レベルである請求項６から９のいずれか１項に記載の無線電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波を用いた無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、路側装置から移動体に対して、マイクロ波を用いてエネルギーを伝送するシステムで、マイクロ波の送信条件情報を取得する情報取得手段を備え、移動体でのマイクロ波受信結果と送信条件情報の取得結果に基づいて送信方向を補正するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７８００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたマイクロ波エネルギー伝送システムによれば、路側送信装置のマイクロ波送信方向を特定するための送信条件情報と、移動体でのマイクロ波受信結果に基づいて、マイクロ波送信方向を補正している。送信装置から高出力のマイクロ波を送信するときに、送信開始時点でシステムに異常が発生していた場合や、送信時に人や異物が近付いた場合に、本来照射すべきでない人体などの対象物にマイクロ波が照射されてしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、送電開始時にシステムに異常が発生した場合、送電時に物体及び異物が近付いてきた場合に、送電を停止して、本来照射すべきでない対象物にマイクロを照射することがない無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る無線電力伝送システムは、電源からの電力をマイクロ波に変換して送電する送電部と、前記送電部からの前記マイクロ波を受電し、直流電力に変換して負荷装置に供給する受電部と、前記送電部と前記受電部とで形成される前記マイクロ波の送電経路とその周囲で形成される送電エリアを監視する監視センサと、前記受電部で生成される前記マイクロ波の受電情報及び前記監視センサからの監視データに基づき前記送電部から送電される前記マイクロ波の電力レベル及び指向性を制御する制御部と、を備えたものである。
【０００７】
この発明に係る無線電力伝送方法は、電源からの電力をマイクロ波に変換して送電部から送電する送電ステップと、前記マイクロ波を受電部で受電し、受電情報の生成及び負荷装置に供給する直流電力に変換する受電ステップと、前記送電部と前記受電部とで形成される前記マイクロ波の送電経路とその周囲で形成される送電エリアを監視し監視データを生成する監視ステップと、前記受電情報及び前記監視データに基づき前記送電部からのマイクロ波の電力レベル及び指向性を制御するビーム制御ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、受電部で生成されるマイクロ波の受電情報及び監視センサからの監視データに基づき送電部から送電されるマイクロ波の電力レベル及び指向性を制御するので、本来照射すべきでない対象物にマイクロを照射することがない無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送システムの構成を表す機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】無線電力伝送システムに近付く物体及び異物を検知するセンサ５を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送の他の動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送システムについて説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送システムの機能ブロック図である。図１において、１はマイクロ波を送電する送電部である。２は送電部１からのマイクロ波を受電する受電部であり、３は受電部２の受電情報を取得し、送電部１に対してビーム形成や送電電力の切換えを指示する制御部である。４は送電部１に電力を供給する送電用電源、５はシステムの周囲を監視するセンサ、６は受電部２が出力する電力を消費する負荷装置である。２１は受電情報を送信する通信用アンテナで受電部２に設置される。３１は受電情報を受信する通信用アンテナで制御部３に設置される。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送の動作手順を示すフローチャートである。図２において、通信開始ステップにおいて、送電開始前に制御部３は受電部２との通信を開始し（Ｓ１）、各装置の状態監視ステップで、システムの各装置の状態を監視する（Ｓ２）。送電開始に際して、ビーム制御指示ステップで、送電部１は制御部３の指示に基づいて受電部２の方向にビーム形成し（Ｓ３）、低出力送電ステップで、送電部１は、定常出力よりも低い低出力のマイクロ波（校正マイクロ波）で送電を開始する（Ｓ４）。レベル判定ステップで、制御部３は受電部２からの受電情報を入手し、受電電力またはマイクロ波受信レベルからシステムに異常がないか確認する（Ｓ５）。異常がある場合は、送電停止指示ステップへ分岐し、制御部３は、校正マイクロ波の送電停止を送電部１に指示する（Ｓ８）。異常がない場合は、高出力送電ステップで、制御部３は、定常出力である高出力のマイクロ波送電への移行を送電部１に指示する（Ｓ６）。電力量判定ステップで、制御部３は、受電部２からの受電情報を監視し、十分な受電電力量が蓄積された時点で（Ｓ７）、送電停止指示ステップで、送電部１に対してマイクロ波の送電停止を指示する（Ｓ８）。
【００１２】
図２のフローチャートに示していないが、低出力送電開始（Ｓ４）から送電停止（Ｓ８）までの間、複数の赤外線センサからなるセンサ５が無線電力伝送システムに近付く物体、異物を検知したら、制御部３に通知し、制御部３より送電部１に対してマイクロ波の送電停止（Ｓ８）を指示する。ゼンサ５が物体、異物を検知しなくなり、物体、異物が無線電力伝送システムから離れたことが確認できたら、図２の低出力送電開始（Ｓ４）のステップから再開する。
【００１３】
図３は、無線電力伝送システムに近付く物体及び異物を検知するセンサ５を説明する図である。図３において、８は電気自動車等の負荷装置６を格納するガレージであり、８１は負荷装置６の出入り口であるシャッター、８２は人の出入り口である扉である。５１はガレージ８内の人などを検知する赤外線センサであり、５２はガレージ８の内部を監視するための監視カメラ、５３は出入り口であるシャッター８１や扉８２の開閉を検知する開閉センサである。センサ５は上記の赤外線センサ５１、監視カメラ５２、扉の開閉を検知する開閉センサ５３のいずれか一つでも良いし、それらの組合せでも良い。
【００１４】
赤外線センサ５１及び監視カメラ５２でガレージ８内に人、動物等を検知すると制御部３は送電部１に対してマイクロ波の送電停止を指示する。また、開閉センサ５３が、シャッター８１及び扉８２の開放を検知すると、制御部３は送電部１に対してマイクロ波の送電停止を指示し、開閉センサ５３が、シャッター８１及び扉８２の閉鎖を検知しているとき、制御部３は送電部１に対してマイクロ波の送電を指示する。
【００１５】
図４は、この発明の実施の形態１に係る無線電力伝送の他の動作手順を示すフローチャートである。送電部１は、マイクロ波のビーム走査が可能な構成、例えばフェーズドアレイアンテナ方式、とし、レベル判定ステップ（Ｓ５）で、受電情報が所定のレベルになるように、制御部３が送電部１に対して校正マイクロ波のビーム走査（指向性制御）するビーム走査ステップ（Ｓ４１）を、低出力送電ステップ（Ｓ４）とレベル判定ステップ（Ｓ５）との間に設けても良い。
【符号の説明】
【００１６】
１  送電部、２  受電部、２１  受電部内の通信用アンテナ、３  制御部、３１  制御部内の通信用アンテナ、４  送電用電源、５  センサ（監視センサ）、５１  赤外線センサ、５２  監視カメラ、５３  開閉センサ、６  負荷装置、７  送電部から放射されるマイクロ波ビーム、８  ガレージ、８１  シャッター、８２  扉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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