(57)【要約】【課題】雨や土埃等の影響を受けにくく、車両に対する対応付けを正しく行うことができる非接触給電装置及びシステムを提供する。【解決手段】非接触給電装置１０は、予め規定された駐車エリアに設置された給電コイル１４と、車両２０のフロントガラスＧ１（或いは、リアガラスＧ２）を透過して送信される給電指示のための光信号を受光する受光装置１５と、受光装置１５で受信された信号に基づいて、給電コイル１４から車両２０の受電コイル２１への電力供給を制御する給電制御部１７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め規定された駐車領域に設置された給電コイルを備え、該給電コイルから前記駐車領域に駐車された車両の受電コイルに非接触で電力の供給を行う非接触給電装置において、
前記車両のフロントガラス又はリアガラスを透過して送信される給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を受信する受信装置と、
前記受信装置で受信された信号に基づいて、前記給電コイルから前記車両の受電コイルへの電力供給を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記受信装置は、前記車両に対して斜め上方に配される位置に設置されており、該位置から前記車両のフロントガラス又はリアガラスを通して車内を望むようにされていることを特徴とする請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記受信装置は、前記駐車領域に駐車された前記車両から送信される光信号又は指向性の高い電波信号のみを受信するように受信エリアが制限されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記受信装置は、前記車両のフロントガラスを透過して送信された信号、或いは前記車両のリアガラスを透過して送信された信号の何れか一方を選択的に受信するように構成されており、前記駐車領域に対する前記車両の駐車の向きが正しい場合にのみ電力供給が行われることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記給電コイル、前記受信装置、及び前記制御装置は、複数の前記駐車領域毎に対応付けてそれぞれ設けられており、
前記制御装置は、対応する前記受信装置で受信された信号に基づいて、対応する前記給電コイルからの電力供給を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記給電コイル及び前記受信装置は、複数の前記駐車領域毎に対応付けてそれぞれ設けられており、
前記制御装置は、前記光信号又は指向性の高い電波信号を受信した前記受信装置に対応する前記給電コイルからの電力供給を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
非接触で電力の供給を行う非接触給電システムにおいて、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の非接触給電装置と、
前記非接触給電装置の前記給電コイルから供給される電力を非接触で受電する受電コイルと、前記フロントガラス及び前記リアガラスの少なくとも一方を透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する送信装置とを備える車両と
を備えることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項８】
前記送信装置は、前記フロントガラスを透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する第１送信装置と、
前記リアガラスを透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する第２送信装置と
を備えることを特徴とする請求項７記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、給電側から受電側への給電を非接触で行うことが可能な非接触給電システムの開発が盛んに行われている。このような非接触給電システムは、給電側と受電側とを配線（ケーブル）で接続することなく給電を行うことが可能であって利便性が高いため、例えば電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等の車両に搭載されたバッテリを充電する用途で有望視されている。
【０００３】
車両に搭載されたバッテリの充電用途に用いられる非接触給電システムは、例えば駐車場内に設定された駐車エリア（駐車領域）の各々に非接触給電装置が設置され、駐車エリアに駐車された車両に対して非接触で給電を行う。一般的に、駐車場には複数の駐車エリアが用意されており、各々の駐車エリアに車両が駐車され得ることから、給電を行う非接触給電装置と、非接触給電装置からの電力を受電する車両との対応付けを行う必要がある。
【０００４】
以下の特許文献１には、車両に搭載されたバッテリの充電用途に用いられるものではないが、室内の全ての電化機器に対して非接触で電力を搬送する電力搬送システムが開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、室内の電化機器に対して光により電力を供給するとともに光により電化機器と必要な情報の送受信を行い、或いは室内の電化機器に対して電波により電力を供給するとともに電波により電化機器と必要な情報の送受信を行う電力搬送システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両に搭載されたバッテリの充電用途に用いられる非接触給電システムは、車両との間で各種情報のやりとりを行いつつ給電制御を行うものが殆どである。例えば、車両からの給電開始信号及び給電終了信号に基づいて車両に対する給電の開始及び終了をそれぞれ制御するとともに、車両からの電力要求信号に基づいて車両に給電する電力量を調整する制御を行う。
【０００７】
このため、このような非接触給電システムでは、給電側である非接触給電装置と受電側である車両との双方に、上記の各種情報を送受信するための通信装置を設ける必要がある。この通信装置として上述した特許文献１に開示された光通信を行うものを用いれば、光通信の指向性が高いことを利用して異なる通信装置どうしの視野が重ならないようにすることにより干渉（混信）を防止できるため、給電を行う非接触給電装置と、非接触給電装置からの電力を受電する車両との対応付けを正しく行うことができると考えられる。
【０００８】
しかしながら、車両に搭載されたバッテリの充電用途に用いられる非接触給電システムでは、地面に設置された非接触給電装置の給電コイルと車両の底部に設けられた受電コイルとの間で非接触での電力伝送が行われる。また、駐車場の多くは屋外に設けられており、屋根が設置されていないものも多い。このため、上述した通信装置を、非接触給電装置の給電コイルや車両に設けられる受電コイルの筐体内に設け、或いはこれらコイルに近接して設けると、雨によってはね上げられて付着した土埃等によって光が遮られて通信を行うことができなくなる可能性があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、雨や土埃等の影響を受けにくく、車両に対する対応付けを正しく行うことができる非接触給電装置及びシステム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、予め規定された駐車領域（Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６）に設置された給電コイル（１４、１４−１〜１４−６）を備え、該給電コイルから前記駐車領域に駐車された車両（２０）の受電コイル（２１）に非接触で電力の供給を行う非接触給電装置（１０）において、前記車両のフロントガラス（Ｇ１）又はリアガラス（Ｇ２）を透過して送信される給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を受信する受信装置（１５、１５−１〜１５−６）と、前記受信装置で受信された信号に基づいて、前記給電コイルから前記車両の受電コイルへの電力供給を制御する制御装置（１７、１７−１〜１７−６）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の非接触給電装置は、前記受信装置が、前記車両に対して斜め上方に配される位置に設置されており、該位置から前記車両のフロントガラス又はリアガラスを通して車内を望むようにされていることを特徴としている。
また、本発明の非接触給電装置は、前記受信装置が、前記駐車領域に駐車された前記車両から送信される光信号又は指向性の高い電波信号のみを受信するように受信エリアが制限されていることを特徴としている。
また、本発明の非接触給電装置は、前記受信装置が、前記車両のフロントガラスを透過して送信された信号、或いは前記車両のリアガラスを透過して送信された信号の何れか一方を選択的に受信するように構成されており、前記駐車領域に対する前記車両の駐車の向きが正しい場合にのみ電力供給が行われることを特徴としている。
また、本発明の非接触給電装置は、前記給電コイル、前記受信装置、及び前記制御装置が、複数の前記駐車領域毎に対応付けてそれぞれ設けられており、前記制御装置が、対応する前記受信装置で受信された信号に基づいて、対応する前記給電コイルからの電力供給を制御することを特徴としている。
或いは、本発明の非接触給電装置は、前記給電コイル及び前記受信装置が、複数の前記駐車領域毎に対応付けてそれぞれ設けられており、前記制御装置が、前記光信号又は指向性の高い電波信号を受信した前記受信装置に対応する前記給電コイルからの電力供給を制御することを特徴としている。
本発明の非接触給電システムは、非接触で電力の供給を行う非接触給電システム（１〜３）において、上記の何れかに記載の非接触給電装置（１０）と、前記非接触給電装置の前記給電コイルから供給される電力を非接触で受電する受電コイル（２１）と、前記フロントガラス及び前記リアガラスの少なくとも一方を透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する送信装置（２７、２７ａ、２７ｂ）とを備える車両（２０）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の非接触給電システムは、前記送信装置が、前記フロントガラスを透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する第１送信装置（２７ａ）と、前記リアガラスを透過して前記給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を送信する第２送信装置（２７ｂ）とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両のフロントガラス又はリアガラスを透過して送信される給電指示のための光信号又は指向性の高い電波信号を受信する受信装置を設け、受信装置で受信された信号に基づいて、給電コイルから車両の受電コイルへの電力供給を制御するようにしているため、雨や土埃等の影響を受けにくく、給電を行う非接触給電装置と、非接触給電装置からの電力を受電する車両との対応付けを正しく行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における非接触給電装置の制御系の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による非接触給電装置及びシステムについて詳細に説明する。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の非接触給電システム１は、非接触給電装置１０と車両２０とを備えており、これら非接触給電装置１０と車両２０との間で各種情報（指令信号）のやりとりを行いつつ、非接触給電装置１０から車両２０に対して非接触で給電を行う。
【００１５】
非接触給電装置１０は、外部電源１１、整流回路１２、給電回路１３、給電コイル１４、受光装置１５（受信装置）、光復調回路１６、及び給電制御部１７（制御装置）を備えており、車両２０から送信される光信号（上述の指令信号）を受光して車両２０に対する非接触給電に適した電力を生成し、車両２０に対して非接触で給電を行う。この非接触給電装置１０は、例えば駐車場に設置され、白線等で区画された駐車エリア（駐車領域）に駐車した車両２０に対して非接触で給電を行う。尚、詳細は後述するが、非接触給電装置１０を構成する上記外部電源１１〜給電制御部１７のうち、少なくとも給電コイル１４及び受光装置１５は、駐車エリア毎に設けられる。
【００１６】
外部電源１１は、出力端が整流回路１２の入力端に接続されており、車両２０への給電に必要となる交流電力を整流回路１２に供給する。この外部電源１１は、例えば２００Ｖ又は４００Ｖ等の三相交流電力、或いは１００Ｖの単相交流電力を供給する系統電源である。整流回路１２は、入力端が外部電源１１に接続されるとともに出力端が給電回路１３に接続されており、外部電源１１から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、変換した直流電力を給電回路１３に出力する。
【００１７】
尚、上記の外部電源１１として、燃料電池や太陽電池等の直流電源を利用することも可能である。このような直流電源を利用する場合には、上記の整流回路１２は省略可能である。
【００１８】
給電回路１３は、入力端が整流回路１２に接続されるとともに出力端が給電コイル１４に接続されており、整流回路１２からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を給電コイル１４に出力する。具体的に、給電回路１３は、給電コイル１４とともに給電側共振回路を構成する共振用コンデンサ（図示省略）を備えており、給電制御部１７の制御の下で、整流回路１２からの直流電力を外部電源１１の交流電力よりも周波数が高い交流電力（高周波電力）に変換して給電コイル１４に出力する。例えば、給電回路１３はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor）等の半導体スイッチング素子を用いたインバータである。
【００１９】
給電コイル１４は、給電回路１３から供給される高周波電力が加えられることにより磁界を発生し、車両２０に対して非接触で給電を行う。この給電コイル１４は、両端が給電回路１３の出力端に接続されており、露出した状態或いはプラスチック等の非磁性且つ非導電性材料によってモールドされた状態で地上に設置されている。具体的に、給電コイル１４は、例えば丸線或いは平角線等の導線を螺旋状且つ予め規定された形状（例えば、四角筒状）に巻回したコイル（ソレノイド型のコイル）、或いは丸線或いは平角線等の導線を同一平面内で螺旋状に巻回したコイル（サーキュラー型のコイル）である。
【００２０】
受光装置１５は、車両２０からの光信号（車両２０に設けられるＬＥＤ２７から射出される光信号）を受光する。具体的に、受光装置１５は、前向きでの駐車が予定されている駐車エリア（以下、前向駐車エリアという）に駐車される車両２０に対して前方の斜め上方に配される位置に設置されており、車両２０のフロントガラスＧ１を通して車内を望むことが可能にされている。つまり、受光装置１５は、前向駐車エリアに駐車された車両２０を前方から見下ろすように設置されており、ＬＥＤ２７から射出されて車両２０のフロントガラスＧ１を透過した光信号を受光する。
【００２１】
この受光装置１５は、受光素子１５ａ、レンズ１５ｂ、及びフード１５ｃを備えており、前向駐車エリアに駐車された車両２０から送信される光信号のみを受光するように受光エリア（視野：受信エリア）が制限されている。尚、図１においては、理解を容易にするために、受光装置１５の受光エリアの境界を一点鎖線で図示している。これは、他の前向駐車エリアに駐車された車両から送信される光信号を受光しないようにするためである。
【００２２】
上記の受光素子１５ａは、例えばフォトダイオード等の受光素子である。上記のレンズ１５ｂは、車両２０からの光信号を受光素子１５ａに集光するために設けられる。上記のフード１５ｃは、受光装置１５への雨や土埃等の侵入を防ぐとともに、受光装置１５の受光エリア（視野）を制限するために設けられる。
【００２３】
光復調回路１６は、受光装置１５で受信された信号（後述する光変調回路２６で変調された信号）を復調する回路である。給電制御部１７は、給電回路１３を制御して車両２０に供給すべき電力を生成させる。具体的に、給電制御部１７は、前向駐車エリアに駐車された車両２０からの給電開始を示す信号が入力されたときに給電回路１３を制御して車両２０に対する給電を開始させ、給電終了を示す信号が入力されたときに給電回路１３を制御して車両２０に対する給電を停止させる。
【００２４】
また、車両２０に対する給電を行っている最中は、車両２０からの電力要求を示す信号に応じた電力を車両２０に給電させる制御を行う。例えば、１［ｋＷ］の電力を要求する信号が車両２０から送信されてきた場合には、給電コイル１４から車両２０の受電コイル２１に供給される電力が１［ｋＷ］となるように給電回路１３を制御する。尚、給電制御部１７は、ＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ等を備えており、予め用意された給電制御プログラムに基づいて上記の各種制御を行う。
【００２５】
車両２０は、運転者によって運転されて道路上を走行する自動車であり、例えば動力発生源として走行モータを備える電気自動車やハイブリッド自動車である。この車両２０は、図１に示す通り、受電コイル２１、受電回路２２、充電回路２３、蓄電池２４、充電制御部２５、光変調回路２６、及びＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）２７（送信装置）を備える。尚、図１では省略しているが、車両２０には、操作ハンドル、ブレーキ、上記走行モータ等の走行に必要な構成が設けられている。
【００２６】
受電コイル２１は、上述した給電コイル１４と同じ若しくはおおむね同じコイル寸法を有するコイル（ソレノイド型のコイル、或いはサーキュラー型のコイル）であり、車両２０の底部に設けられている。この受電コイル２１は、両端が受電回路２２の入力端に接続されており、給電コイル１４の電磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、発生した起電力を受電回路２２に出力する。
【００２７】
受電回路２２は、入力端が受電コイル２１の両端に接続されるとともに出力端が充電回路２３の入力端に接続されており、受電コイル２１から供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を充電回路２３に出力する。この受電回路２２は、受電コイル２１とともに受電側共振回路を構成する共振用コンデンサ（図示省略）を備えている。尚、受電回路２２の共振用コンデンサの静電容量は、受電側共振回路の共振周波数が前述した給電側共振回路の共振周波数と同一ないしほぼ同一の周波数になるように設定されており非接触給電の効率を高くする。
【００２８】
充電回路２３は、入力端が受電回路２２の出力端に接続されるとともに出力端が蓄電池２４の入力端に接続されており、充電制御部２５の制御の下で、受電回路２２からの電力（直流電力）を蓄電池２４に充電する。蓄電池２４は、車両２０に搭載された再充電が可能な電池（例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池）であり、図示しない走行モータ等に電力を供給する。
【００２９】
充電制御部２５は、受電回路２２から充電回路２３に供給される電力量、及び蓄電池２４の充電状態（ＳｏＣ：State of Charge）を求め、これらの値に基づいて充電回路２３を制御する。例えば、充電制御部２５は、充電回路２３の入力電圧（受電回路２２の出力電圧）と充電回路２３の入力電流（受電回路２２の出力電流）とをモニタしており、このモニタ結果を用いて、即ち充電回路２３の入力電圧と入力電流とを乗ずることにより、受電回路２２から充電回路２３に供給される電力量を算出する。尚、充電制御部２５は、ＣＰＵやメモリ等を備えており、予め用意された充電制御プログラムに基づいて充電回路２３を制御する。
【００３０】
光変調回路２６は、充電制御部２５から出力される指令信号を変調する回路である。ＬＥＤ２７は、車両２０の車内前方に設置され、光変調回路２６で変調された指令信号に応じた光信号を射出する。具体的に、ＬＥＤ２７は、ダッシュボード上、或いはフロントガラスＧ１の車内側上部に取り付けられており、車両２０の斜め上方から視認可能な位置に設置される。ここで、フロントガラスＧ１は、運転者が車内から車外を見通すことができるよう常に清掃されており、ＬＥＤ２７から射出された光信号が遮られることがないと考えられるため、車両２０の車内前方にＬＥＤ２７を設置してフロントガラスＧ１を透過して光信号を送信するようにしている。
【００３１】
図２は、本発明の第１実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。尚、図２においては、図示を簡略化するために、非接触給電装置１０が備える給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−６）及び受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−６）のみを図示している。図２に示す通り、駐車場に設けられた複数の前向駐車エリアＡ１〜Ａ６内には給電コイル１４−１〜１４−６がそれぞれ設置されている。
【００３２】
ここで、図１に示す通り、車両２０の受電コイル２１は、車両２０の中央部よりも後方に設けられている。このため、給電コイル１４−１〜１４−６は、受電コイル２１に合わせて、図２に示す通り、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６の中央部よりも一端側（駐車時に車両２０が侵入する側）にそれぞれ設けられている。つまり、給電コイル１４−１〜１４−６は、車両２０が前向駐車エリアＡ１〜Ａ６に前向きで駐車された場合に、車両２０に設けられた受電コイル２１と平面視で重なることが可能な位置に設置されている。
【００３３】
また、図２に示す通り、受光装置１５−１〜１５−６は、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６毎に給電コイル１４−１〜１４−６に対応付けてそれぞれ設置されている。具体的に、受光装置１５−１〜１５−６は、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６の他端側（上記の一端側とは反対の側）において、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６から予め規定された距離だけ離間した位置に設置されている。つまり、受光装置１５−１〜１５−６は、車両２０が前向駐車エリアＡ１〜Ａ６に前向きで駐車された場合に、車両２０のフロントガラスＧ１を通して車内を望むことができるように設置されている。尚、図２に示す通り、受光装置１５−１〜１５−６は、受光エリア（視野）が互いに重ならないようにされている。
【００３４】
図３は、本発明の第１実施形態における非接触給電装置の制御系の構成例を示す図である。図３（ａ）に例示する制御系は、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６毎に給電制御部１７（１７−１〜１７−６）を設け、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６における給電制御を前向駐車エリアＡ１〜Ａ６毎に個別に行うものである。これに対し、図３（ｂ）に例示する制御系は、全ての前向駐車エリアＡ１〜Ａ６に共通した給電制御部１７を１つだけ設け、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６における給電制御を給電制御部１７によって一括して行うものである。
【００３５】
但し、図３（ａ），（ｂ）に例示する制御系の何れであっても、給電コイル１４−１〜１４−６から供給される電力の制御（給電制御）は、対応する受光装置１５−１〜１５−６で受光された信号に基づいて行われる。例えば、図３（ａ），（ｂ）に例示する制御系の何れであっても、受光装置１５−１で受光された信号に基づいて給電コイル１４−１から供給される電力の制御が行われ、受光装置１５−２で受光された信号に基づいて給電コイル１４−２から供給される電力の制御が行われる。
【００３６】
つまり、図３（ａ）に例示する制御系は、給電コイル１４、受光装置１５、及び給電制御部１７が、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６毎に対応付けてそれぞれ設けられており、給電制御部１７が、対応する受光装置１５で受光された信号に基づいて、対応する給電コイル１４からの電力供給を制御するものである。これに対し、図３（ｂ）に示す制御系は、給電コイル１４及び受光装置１５が、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６毎に対応付けてそれぞれ設けられており、給電制御部１７が、光信号を受信した受光装置１５に対応する給電コイル１４からの電力供給を制御するものである。
【００３７】
次に、上記構成における非接触給電システム１の動作について説明する。運転者が車両２０を運転し、図２に示す前向駐車エリアＡ１に車両２０を侵入させて車両２０を前向きに駐車させたとする。尚、ここでは、説明を簡単にするために、前向駐車エリアＡ１に設置された給電コイル１４（給電コイル１４−１）と、前向駐車エリアＡ１に前向きに駐車された車両２０に設けられた受電コイル２１とは、平面視で重なった状態（即ち、給電コイル１４と受電コイル２１とがおおむね正対し、非接触給電が効率良く行える状態）にあるものとする。
【００３８】
車両２０を駐車させた後で、例えば運転者が車両２０に対して充電指示を行うと、車両２０の充電制御部２５から充電開始を指示する指令信号が出力される。充電制御部２５から出力された指令信号は、光変調回路２６に入力されて変調された後にＬＥＤ２７に出力される。これにより、ＬＥＤ２７からは、変調された指令信号に応じた光信号が射出される。
【００３９】
ＬＥＤ２７から射出された光信号は、車両２０のフロントガラスＧ１を透過して車両２０の外部に送信され、車両２０の前側上方に配置されている受光装置１５（受光装置１５−１）で受光される。受光装置１５（受光装置１５−１）で受光された信号は、光復調回路１６に入力されて復調された後に給電制御部１７（或いは、図３に示す給電制御部１７−１）に出力される。すると、給電制御部１７（或いは、給電制御部１７−１）によって給電回路１３が制御され、前向駐車エリアＡ１に設置された給電コイル１４（給電コイル１４−１）から、車両２０に設けられた受電コイル２１への給電（非接触給電）が開始される。
【００４０】
車両２０の受電コイル２１に非接触で供給された電力（交流電力）は、受電回路２２で直流電力に変換された後に充電回路２３に出力される。そして、充電制御部２５によって充電回路２３が制御されることにより、受電回路２２からの電力（直流電力）が蓄電池２４に充電される。蓄電池２４の充電が行われている間、充電制御部２５からは、必要な電力量を指示する指令信号（例えば、１［ｋＷ］の電力を要求する指令信号）が出力される。
【００４１】
この指令信号は、先の指令信号と同様に、光変調回路２６で変調された後にＬＥＤ２７に出力され、ＬＥＤ２７からは、その信号に応じた光信号が射出される。ＬＥＤ２７から射出された光信号はフロントガラスＧ１を透過して外部に送信されて受光装置１５（受光装置１５−１）で受光される。受光装置１５（受光装置１５−１）で受光された信号は、光復調回路１６に入力されて復調された後に給電制御部１７（或いは、給電制御部１７−１）に出力される。これにより、前向駐車エリアＡ１に設置された給電コイル１４（給電コイル１４−１）から、車両２０に設けられた受電コイル２１に供給される電力量が、上記の指令信号で指示された電力量となるように充電回路２３が制御される。
【００４２】
ここで、仮に他の前向駐車エリアＡ２〜Ａ６の何れかに別の車両Ｘが駐車しており、別の車両Ｘ内に設けられたＬＥＤから、別の車両Ｘが必要とする電力に応じた別の指令信号が送信されていても、前向駐車エリアＡ２〜Ａ６は受光装置１５−１の受光エリア（視野）の範囲外なので、受光装置１５−１は車両２０内に設けられたＬＥＤ２７から射出された光信号のみを受信する。そのため、給電コイル１４−１は前向駐車エリアＡ１に駐車している車両２０からの指令信号に応答して車両２０の受電コイル２１へ給電を行い、別の車両Ｘからの指令信号がまぎれることは無い。
【００４３】
以上の通り、本実施形態では、前向駐車エリアＡ１〜Ａ６に前向きに駐車された車両２０のＬＥＤ２７から射出されてフロントガラスＧ１を透過した光信号を受光する受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−６）を設け、受光装置１５で受光された信号に基づいて給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−６）から車両２０の受電コイル２１への電力供給を制御するようにしている。このため、雨や土埃等の影響によってＬＥＤ２７から送信された光信号が受光装置１５で受光されないという状況が生じにくく、且つ、給電を行う給電コイル１４と、給電コイル１４からの電力を受電する車両２０との対応付けを正しく行うことができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。本実施形態の非接触給電システム２は、第１実施形態の非接触給電システム１と同様に、非接触給電装置１０と車両２０とを備えており、非接触給電装置１０と車両２０との間で各種情報（指令信号）のやりとりを行いつつ、非接触給電装置１０から車両２０に対して非接触で給電を行うものである。但し、第１実施形態の非接触給電システム１は、車両２０が前向きで駐車される場合に対応したものであったが、本実施形態の非接触給電システム２は、車両２０が後向きで駐車される場合に対応したものである。
【００４５】
図４に示す通り、本実施形態の非接触給電システム２では、車両２０のＬＥＤ２７が車内後方に設置されており、ＬＥＤ２７から射出された光信号がリアガラスＧ２を透過して外部に送信されるようになっている。具体的に、ＬＥＤ２７は、リアガラスＧ２の車内側上部或いは車内側下部に取り付けられており、車両２０の後方斜め上方から視認可能な位置に設置される。ここで、リアガラスＧ２は、フロントガラスＧ１と同様に、運転者が車内から車外を見通すことができるよう清掃されていることが殆どであり、ＬＥＤ２７から射出された光信号が遮られることがないと考えられる。
【００４６】
また、本実施形態の非接触給電システム２では、受光装置１５が、後向きでの駐車が予定されている駐車エリア（以下、後向駐車エリアという）に駐車される車両２０に対して後方の斜め上方に配される位置に設置されており、車両２０のリアガラスＧ２を通して車内を望むことが可能にされている。つまり、受光装置１５は、後向駐車エリアに駐車された車両２０を後方から見下ろすように設置されており、ＬＥＤ２７から射出されて車両２０のリアガラスＧ２を透過した光信号を受光する。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。尚、図５においては、図２と同様に、非接触給電装置１０が備える給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−６）及び受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−６）のみを図示している。図５に示す通り、駐車場に設けられた複数の後向駐車エリアＢ１〜Ｂ６内には給電コイル１４−１〜１４−６がそれぞれ設置されている。
【００４８】
ここで、後向駐車エリアＢ１〜Ｂ６においては、給電コイル１４−１〜１４−６が、後向駐車エリアＢ１〜Ｂ６の中央部よりも他端側（駐車時に車両２０が侵入する一端側とは反対の側）にそれぞれ設けられている。これは、後向で駐車される車両２０の駐車時における受電コイル２１の位置を考慮したためである。また、受光装置１５−１〜１５−６は、図５に示す通り、後向駐車エリアＢ１〜Ｂ６毎に給電コイル１４−１〜１４−６に対応付けてそれぞれ設置されている。尚、これら受光装置１５−１〜１５−６の設置位置は、図２に示す受光装置１５−１〜１５−６の設置位置と同様である。
【００４９】
本実施形態の非接触給電システム２は、第１実施形態の非接触給電システム１とは、車両２０が後向きで駐車される場合に対応したものである点において相違し、基本的な構成及び動作は、第１実施形態と同様である。尚、非接触給電装置１０の制御系の構成も、図３（ａ），（ｂ）に示す構成例を取り得る。このため、非接触給電システム２の動作の詳細な説明は省略する。
【００５０】
以上の通り、本実施形態では、後向駐車エリアＢ１〜Ｂ６に後向きに駐車された車両２０のＬＥＤ２７から射出されてリアガラスＧ２を透過した光信号を受光する受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−６）を設け、受光装置１５で受光された信号に基づいて給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−６）から車両２０の受電コイル２１への電力供給を制御するようにしている。このため、第１実施形態と同様に、雨や土埃等の影響によってＬＥＤ２７から送信された光信号が受光装置１５で受光されないという状況が生じにくく、且つ、給電を行う給電コイル１４と、給電コイル１４からの電力を受電する車両２０との対応付けを正しく行うことができる。
【００５１】
〔第３実施形態〕
図６は、本発明の第３実施形態による非接触給電システムの要部構成を示すブロック図である。本実施形態の非接触給電システム３は、第１実施形態の非接触給電システム１と同様に、非接触給電装置１０と車両２０とを備えており、非接触給電装置１０と車両２０との間で各種情報（指令信号）のやりとりを行いつつ、非接触給電装置１０から車両２０に対して非接触で給電を行うものである。但し、本実施形態の非接触給電システム３は、車両２０が前向きで駐車される場合、及び車両２０が後向きで駐車される場合の双方の場合に対応したものである。
【００５２】
図６に示す通り、本実施形態の非接触給電システム３では、車両２０の車内前方及び車内後方にＬＥＤ２７ａ（第１送信装置）及びＬＥＤ２７ｂ（第２送信装置）がそれぞれ設置されている。そして、ＬＥＤ２７ａから射出された光信号がフロントガラスＧ１を透過して外部に送信され、ＬＥＤ２７ｂから射出された光信号がリアガラスＧ２を透過して外部に送信されるようになっている。
【００５３】
ＬＥＤ２７ａは、第１実施形態における車両２０に設けられたＬＥＤ２７と同様のものであり、ＬＥＤ２７ｂは、第２実施形態における車両２０に設けられたＬＥＤ２７と同様のものである。但し、ＬＥＤ２７ａ，２７ｂは、互いに異なる波長の光信号を射出する。例えば、ＬＥＤ２７ａは赤色波長の光信号を射出し、ＬＥＤ２７ｂは青色波長の光信号を射出する。このように、互いに異なる波長の光信号を射出するＬＥＤ２７ａ，２７ｂを用いるのは、車両２０が前向きで駐車されたのか、或いは後向きで駐車されるのかを判別するためである。
【００５４】
また、本実施形態の非接触給電システム２では、第１，第２実施形態で説明した受光装置１５と同様のものが設置されている。但し、本実施形態で設置される受光装置１５は、例えばカラーフィルタを備えており、ＬＥＤ２７ａ，２７ｂから射出される波長が互いに異なる光信号の何れか一方を受光可能である。例えば、赤色波長の光を透過し青色波長の光を透過しないカラーフィルタ、若しくは青色波長の光を透過し赤色波長の光を透過しないカラーフィルタの２種類のカラーフィルタのいずれかを備える。
【００５５】
図７は、本発明の第３実施形態における非接触給電装置の設置例を示す平面図である。尚、図７においては、図２及び図５と同様に、非接触給電装置１０が備える給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−６）及び受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−６）のみを図示している。図７に示す例では、図２に示した前向駐車エリアＡ１〜Ａ３と、図５に示した後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６とが駐車場に設けられている。
【００５６】
前向駐車エリアＡ１〜Ａ３内に設置される給電コイル１４−１〜１４−３は、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３の中央部よりも一端側（駐車時に車両２０が侵入する側）にそれぞれ設置されている。これに対し、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６内に設置される給電コイル１４−４〜１４−６は、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６の中央部よりも他端側（駐車時に車両２０が侵入する一端側とは反対の側）にそれぞれ設置されている。
【００５７】
また、受光装置１５−１〜１５−３はＬＥＤ２７ａから射出された光を透過しＬＥＤ２７ｂから射出された光を透過しないカラーフィルタを備え、受光装置１５−４〜１５−６はＬＥＤ２７ｂから射出された光を透過しＬＥＤ２７ａから射出された光を透過しないカラーフィルタを備える。例えば、ＬＥＤ２７ａは赤色波長の光信号を射出し、ＬＥＤ２７ｂは青色波長の光信号を射出する場合には、受光装置１５−１〜１５−３は赤色のカラーフィルタを、受光装置１５−４〜１５−６は青色のカラーフィルタを備える。
【００５８】
ここで、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３に対して車両２０が前向きに正しく駐車された場合には、ＬＥＤ２７ａから射出されてフロントガラスＧ１を透過した光信号が受光装置１５−１〜１５−３に備えられたカラーフィルタを透過して受光装置１５−１〜１５−３でそれぞれ受光される。また、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６に対して車両２０が後向きに正しく駐車された場合には、ＬＥＤ２７ｂから射出されてリアガラスＧ２を透過した光信号が受光装置１５−４〜１５−６に備えられたカラーフィルタを透過して受光装置１５−４〜１５−６でそれぞれ受光される。
この場合、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３においては第１実施形態と、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６においては第２実施形態と同じ動作により、非接触給電装置１０から車両２０への非接触給電が行われる。
【００５９】
これに対し、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３に対して車両２０が後向きに駐車されてしまった場合には、ＬＥＤ２７ｂから射出されてリアガラスＧ２を透過した光信号（ＬＥＤ２７ａから射出される光信号とは波長が異なる光信号）は受光装置１５−１〜１５−３に備えられたカラーフィルタを透過できず受光装置１５−１〜１５−３で受光されない。また、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６に対して車両２０が前向きに駐車されてしまった場合には、ＬＥＤ２７ａから射出されてフロントガラスＧ１を透過した光信号（ＬＥＤ２７ｂから射出される光信号とは波長が異なる光信号）は受光装置１５−４〜１５−６に備えられたカラーフィルタを透過できず受光装置１５−４〜１５−６で受光されない。
【００６０】
このように、車両２０が正しい向きに駐車された場合に受光される光信号と異なる波長の光信号は受光装置１５−１〜１５−６で受光されないため、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３に後向きに駐車した車両２０、若しくは後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６に前向きに駐車した車両２０へ非接触給電することが防止される。
【００６１】
本実施形態の非接触給電システム３は、車両２０が前向きで駐車される場合、及び車両２０が後向きで駐車される場合の双方の場合に対応したものであり、基本的な構成及び動作は、第１，第２実施形態と同様である。尚、非接触給電装置１０の制御系の構成も、図３（ａ），（ｂ）に示す構成例を取り得る。このため、非接触給電システム３の動作の詳細な説明は省略する。
【００６２】
以上の通り、本実施形態では、前向駐車エリアＡ１〜Ａ３に前向きに駐車された車両２０のＬＥＤ２７ａから射出されてフロントガラスＧ１を透過した光信号を受光する受光装置１５（受光装置１５−１〜１５−３）を設け、受光装置１５で受光された信号に基づいて給電コイル１４（給電コイル１４−１〜１４−３）から車両２０の受電コイル２１への電力供給を制御するようにしている。また、本実施形態では、後向駐車エリアＢ４〜Ｂ６に後向きに駐車された車両２０のＬＥＤ２７ｂから射出されてリアガラスＧ２を透過した光信号を受光する受光装置１５（受光装置１５−４〜１５−６）を設け、受光装置１５で受光された信号に基づいて給電コイル１４（給電コイル１４−４〜１４−６）から車両２０の受電コイル２１への電力供給を制御するようにしている。このため、第１，第２実施形態と同様に、雨や土埃等の影響によってＬＥＤ２７ａ，２７ｂから送信された光信号が受光装置１５で受光されないという状況が生じにくく、且つ、給電を行う給電コイル１４と、給電コイル１４からの電力を受電する車両２０との対応付けを正しく行うことができる。
【００６３】
加えて、本実施形態では、車両２０が正しい向きに駐車された場合に受光される光信号と異なる波長の光信号は受光装置１５−１〜１５−６で受光されないように構成されているため、車両２０の駐車の向きが誤っているときに車両２０へ非接触給電されることを防止できる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態による非接触給電装置及びシステムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、車両２０のフロントガラスＧ１或いはリアガラスＧ２から光信号が送信される例について説明した。しかしながら、ＬＥＤ２７，２７ａ，２７ｂに代えて指向性のあるアンテナを設け、高周波数の電波信号、例えばＧＨｚ帯ないしそれ以上の周波数の電波信号を送信するようにしても良い。尚、必要とされる指向性は、受信装置の視野として設定された駐車エリアに駐車する車両から送信された電波信号のみが受信装置で受信され、受信装置の視野外の駐車エリアに駐車する車両から送信された電波信号は受信に影響しない（受信装置において、ノイズないしそれ以下のレベルである）ようになっていればよい。
【００６５】
尚、上述したＬＥＤ２７や指向性のあるアンテナは、例えば吸盤を用いてダッシュボード上、或いはフロントガラスＧ１やリアガラスＧ２に固定した状態で取り付けられていても良い。吸盤を用いることで、必要に応じてＬＥＤ２７や指向性のあるアンテナを車内前方に配置し、或いは車内後方に配置することができる。また、ＬＥＤ２７，２７ａ，２７ｂや指向性のあるアンテナは、ヘッドライトやブレーキランプと同じカバー内に設けられていても良い。
【００６６】
また、上記第１〜第３実施形態においては、受光装置１５（１５−１〜１５−６）に設けられたレンズ１５ｂの前面にガラスを設けても良い。そして、ワイパーやエアパージによってガラスに付着した雨滴を排除するようにしても良く、ヒータを内蔵させてガラスのくもりを防ぐようにしても良い。
【００６７】
上記第１〜第３実施形態において、車両２０の受電コイル２１は、車両２０の中央部よりも後方に設けられていると仮定したが、全ての車両において受電コイルの車両に対する位置が一定であり、車両が駐車したときに給電コイルが受電コイルと正対するように給電コイルが設けられていれば、受電コイル２１が車両２０底面のどこに設けられていてもよい。
【００６８】
尚、上記実施形態では、非接触給電する方法として磁界共鳴方式を採用したが、電磁誘導方式等の他の方式を採用するようにしてもよい。給電コイル、受電コイルは、両者間で非接触給電が可能であれば、ソレノイド型若しくはサーキュラー型以外でもよく、コイルの形状・大きさ・その他のコイル特性は任意である。
【符号の説明】
【００６９】
１〜３…非接触給電システム、１０…非接触給電装置、１４…給電コイル、１４−１〜１４−６…給電コイル、１５…受光装置、１５−１〜１５−６…受光装置、１７…給電制御部、１７−１〜１７−６…給電制御部、２０…車両、２１…受電コイル、２７…ＬＥＤ、２７ａ，２７ｂ…ＬＥＤ、Ａ１〜Ａ６…前向駐車エリア、Ｂ１〜Ｂ６…後向駐車エリア、Ｇ１…フロントガラス、Ｇ２…リアガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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