(57)【要約】【課題】送電効率を高めることができる動力機付き二輪車および電力受信装置を提供する。【解決手段】自転車１は、充電池１１４と、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂと、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂから電力を取り出すためのコイル１０２ａ、１０２ｂと、コイル１０２ａ、１０２ｂにより取り出された電力を充電池１１４に充電するための制御回路１１２と、を備える。受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂは、互いに向きが異なるように配置され、制御回路１１２は、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂがそれぞれ受電した電力を加算して、充電回路１１３に導く。【選択図】図５
2012034487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電池と、
第１の受電用コイルと、
第２の受電用コイルと、
前記第１の受電用コイルおよび前記第２の受電用コイルによりそれぞれ受電した電力を前記充電池に充電するための充電制御回路と、を備え、
前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルは、互いに向きが異なるように配置され、
前記充電制御回路は、前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルがそれぞれ受電した電力を前記充電池に導くための回路部を有する、
ことを特徴とする動力機付き二輪車。
【請求項２】
請求項１に記載の動力機付き二輪車において、
前記回路部は、前記第１の受電用コイルにより受電した電力と前記第２の受電用コイルにより受電した電力を加算して前記充電池に導くための加算部を有する、
ことを特徴とする動力機付き二輪車。
【請求項３】
請求項１に記載の動力機付き二輪車において、
前記回路部は、
前記第１の受電用コイルにより受電される電力と前記第２の受電用コイルにより受電される電力とを比較し、受電される電力が大きい方の受電コイルのみを用いて受電を行うよう制御する受電選択部を有する、
ことを特徴とする動力機付き二輪車。
【請求項４】
請求項２または３に記載の動力機付き二輪車において、
前記回路部は、
前記第１の受電用コイルから電力を取り出すための第１の整合回路と、
前記第１の整合回路により取り出される電力が最大となるように調整する第１の整合調整部と、
前記第２の受電用コイルから電力を取り出すための第２の整合回路と、
前記第２の整合回路により取り出される電力が最大となるように調整する第２の整合調整部と、を有する、
ことを特徴とする動力機付き二輪車。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の動力機付き二輪車において、
前記第１のコイルは、前記動力機付き二輪車に設置された方形状の荷かごの第１の側面に装着され、前記第２のコイルは、前記荷かごの前記第１の側面に隣り合う第２の側面に装着される、
ことを特徴とする動力機付き二輪車。
【請求項６】
電力受信装置において、
充電池と、
第１の受電用コイルと、
第２の受電用コイルと、
前記第１の受電用コイルおよび前記第２の受電用コイルによりそれぞれ受電した電力を前記充電池に充電するための充電制御回路と、を備え、
前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルは、互いに向きが異なるように配置され、
前記充電制御回路は、前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルがそれぞれ受
電した電力を前記充電池に導くための回路部を有する、
ことを特徴とする電力受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電池を備えた動力機付き二輪車およびそれに装備されて好ましい電力受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータにより駆動力を補助する、いわゆるアシスト自転車が商品化され普及している。かかるアシスト自転車には、電動モータに電力を供給するための充電池が装備される。充電池は、着脱可能となっており、適宜、商用電源を用いて充電される。充電は、専用のアダプターを用いて行われる。
【０００３】
通常、充電は、家庭において行われるが、アシスト自転車が駐輪場に駐輪されたようなときに充電が行われると便利である。たとえば、駐輪場にワイヤレス電力伝送システムを配置することで、別途、充電のための作業を伴うことなく、アシスト自転車側の充電池に充電を行うことができる。
【０００４】
かかる充電のためのシステムとして、たとえば、共鳴法による電力伝送システムを用いることができる（特許文献１）。このシステムでは、送電側のコイルと受電側のコイルとの間の磁気共鳴を利用して電力が送られる。２つのコイルがある程度離れていても、送電側から受電側に電力を送ることができる。このため、駐輪場におけるアシスト自転車の駐輪位置をそれほど厳格に管理せずとも、充電池に対する充電が円滑に行われ得る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記電力伝送システムでは、アシスト自転車側に受電用のコイルを配置する必要がある。この場合、受電用のコイルが送電用のコイルに対して正対するほど、送電効率が高くなる。しかし、アシスト自転車の置き方によっては、受電用のコイルが送電用のコイルに正対しないことも起こり得る。この場合、送電効率が低下する。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、送電効率を高めることができる動力機付き二輪車および電力受信装置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】
本発明の第１の態様は、動力機付き二輪車に関する。本態様に係る動力機付き二輪車は、充電池と、第１の受電用コイルと、第２の受電用コイルと、前記第１の受電用コイルおよび前記第２の受電用コイルによりそれぞれ受電した電力を前記充電池に充電するための充電制御回路と、を備える。前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルは、互いに向きが異なるように配置される。前記充電制御回路は、前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルがそれぞれ受電した電力を前記充電池に導くための回路部を有する。
【０００９】
本発明の第２の態様は、電力受信装置に関する。本態様に係る電力受信装置は、充電池と、第１の受電用コイルと、第２の受電用コイルと、前記第１の受電用コイルおよび前記第２の受電用コイルによりそれぞれ受電した電力を前記充電池に充電するための充電制御回路と、を備える。前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルは、互いに向きが
異なるように配置される。前記充電制御回路は、前記第１の受電用コイルと前記第２の受電用コイルがそれぞれ受電した電力を前記充電池に導くための回路部を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の受電用コイルが向きを変えて配置されるため、これら受電用コイルにより、効率的に電力を受け取ることができる。よって、送電効率を高めることができる動力機付き二輪車および電力受信装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態により何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る自転車の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る前かごの構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係る給電システムの構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係る給電システムの回路構成を示す図である。
【図５】実施の形態に係る制御回路の構成を示す図である。
【図６】実施の形態に係る送電開始時の処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態の変更例１に係る制御回路の構成を示す図である。
【図８】変更例１に係る受電時の処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態の変更例２に係る制御回路の構成を示す図である。
【図１０】変更例２に係る受電時の処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態の他の変更例に係る制御回路の構成を示す図である。
【図１２】他の変更例に係る受電時の処理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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、アシスト自転車（以下、自転車という）に本発明を適用したものである。
【００１４】
自転車１は、本体フレーム１０と、前輪２１と、後輪２２と、サドル３０と、ペダル４０と、モータ５０と、バッテリーユニット６０と、前かご７０と、前照灯８０と、ハンドル９０を備えている。
【００１５】
モータ５０には、バッテリーユニット６０から電力が供給される。この電力によりモータ５０が駆動されると、モータ５０の駆動力がペダルクランク軸に伝達される。これにより、ペダル４０を踏む力より大きな推進力で、自転車１を走行させることができる。なお、バッテリーユニット６０の電力は、モータ５０以外にも、前照灯８０などの他の電気部品に供給される。
【００１６】
バッテリーユニット６０は、着脱可能となっている。ユーザは、取り外したバッテリーユニット６０に対し、所定のアダプターを用いて、充電を行うことができる。充電は、バッテリーユニット６０に配された回路ユニット６１によって制御される。
【００１７】
本実施の形態では、かかる充電形態の他に、電力伝送による充電が可能となっている。すなわち、前かご７０に受電用のコイルが配置され、このコイルと、送電側のコイルとの磁気共鳴を利用して、電力伝送が行われる。送電された電力は、回路ユニット６１に送られ、バッテリーユニット６０内の充電池に蓄電される。
【００１８】
受電用のコイルは、前かご７０の前面と左側面にそれぞれ配置される。各コイルを覆う
ように、カバー７１、７２が前かご７０の前面と左側面に装着される。
【００１９】
図２（ａ）は、前かご７０と、前かご７０の前面に装着される受電用コイルの概略構成を示す分解斜視図、図２（ｂ）は、前かご７０にコイル１０１ａ、１０２ａおよび基板１０３ａと、カバー７１とを取り付けた状態の斜視図である。
【００２０】
図２（ａ）を参照して、前かご７０の前面には、２つのコイル１０１ａ、１０２ａと、基板１０３ａと、カバー７１が装着される。領域Ｓ１は、カバー７０の装着領域を示している。領域Ｓ１には、２つのコイル１０１ａ、１０２ａと基板１０３ａが装着される。さらに、これら２つのコイル１０１ａ、１０２ａと基板１０３ａを覆うように、カバー７１が前かご７０の前面に取り付けられる。カバー７１は、前かご７０側に開口７１ａが形成された有底箱形状を有している。
【００２１】
コイル１０１ａは、両端が非接続のＬＣ共振コイルであり、送電時に、送電側のコイルとの間で磁気共鳴が生じるように設計されている。すなわち、コイル１０１ａは、送電時に、送電側のコイルと、磁場の共鳴により磁気的に結合される。
【００２２】
コイル１０２ａは、磁気共鳴によりコイル１０１ａに生じた磁界を、電磁誘導により、電力として取り出すよう構成されている。コイル１０２ａには、コイル１０１ａにより生じる磁界の変化に応じて、電流（交流）が流れる。コイル１０２ａの両端は、基板１０３ａ上の整流回路（後述）に接続されている。電磁誘導によりコイル１０２ａに流れた電流（交流）は、基板１０３ａ上の整流回路によって直流の電流に変換され、図１に示すバッテリーユニット６０の回路ユニット６１に送られる。なお、図２（ａ）には、基板１０３ａから回路ユニット６１に向かう配線が図示省略されている。
【００２３】
本実施の形態では、２つのコイル１０１ａ、１０２ａは、方形状に巻回されている。２つのコイル１０１ａ、１０２ａは、方形状の他、円形状に巻回されても良い。ただし、コイル１０１ａは、その輪郭がなるべく大きい方が望ましい。コイル１０１ａの輪郭が大きいほど、共振周波数が低くなり、送電距離を長くできるためである。
【００２４】
なお、図２には図示省略したが、前かご７０の左側面にも、上記と同様にして、コイル１０１ｂ、１０２ｂおよび基板１０３ｂと、カバー７２が装着される。領域Ｓ２は、カバー７０の装着領域を示し、この領域Ｓ２に、コイル１０１ｂ、１０２ｂおよび基板１０３ｂが装着される。
【００２５】
前かご７０は、全体が、プラスチック（合成樹脂）により形成されている。前かご７０は、縦フレームと横フレームが格子状に交差した枠組み構造となっている。縦フレームと横フレームの間には、フレームのない隙間が網目状に存在している。
【００２６】
なお、磁気共鳴方式の電力伝送では、コイル１０１ｂ、１０２ｂにより、磁界の他、交流（高周波）の電界が発生する。この電界が誘電体に作用することにより、損失が生じる（誘電体損）。コイル１０１ｂ、１０２ｂは、かかる誘電体損を抑制可能なように前かご７０に装着されるのが望ましい。たとえば、前かご７０の領域Ｓ１、Ｓ２の枠組み構造を、他の領域の枠組み構造よりも疎とし、あるいは、コイル１０１ｂ、１０２ｂを多数の気泡を有する低誘電率体で被覆するような構成が採られ得る。
【００２７】
図３は、給電システムの構成を示す図である。同図の給電システムは、たとえば、駐輪場に設置されている。
【００２８】
給電システムは、送電部２と、支柱３と、回路ユニット４とを有する。送電部２には、
送電側のコイルが収容されている。支柱３は、送電部２が地面から前かご７０付近の高さになるように、送電部２を支持する。回路ユニット４には、送電部２を介して送電を行うための回路が収容されている。
【００２９】
図３に示す如く前輪２１が支柱３に対向するように自転車１を駐輪すると、前かご７０の前面が送電部２に向き合う。この場合、前かご７０の前面に装着されたコイル１０１ａに対する送電効率が、前かご７０の左側面に装着されたコイル１０１ｂに対する送電効率よりも高くなる。図３の状態からハンドル９０が右に切られた状態で自転車１が駐輪されると、前かご７０の左側面が送電部２に向くようになる。この場合、前かご７０の左側面に装着されたコイル１０１ｂに対する送電効率が、前かご７０の前面に装着されたコイル１０１ａに対する送電効率よりも高くなる。
【００３０】
本実施の形態では、これら２つのコイル１０１ａ、１０１ｂを用いて、電力伝送が行われる。以下、そのための回路構成および制御処理について説明する。
【００３１】
図４は、給電システムの回路構成を示すブロック図である。
【００３２】
図４において、コイル１０１ａ、１０２ａは、図２に示すように、前かご７０の前面に装着されており、整流回路１１１ａは、図２の基板１１３ａに配置されている。また、コイル１０１ｂ、１０２ｂは、上記のように前かご７０の左側面に装着され、整流回路１１１ｂは、前かご７０の左側面に装着される基板に配置されている。
【００３３】
制御回路１１２、充電回路１１３、電源回路１１５、通信装置１１６は、図１の回路ユニット６１に配置され、充電池１１４は、図１のバッテリーユニット６０内に配置されている。さらに、発信器２１１から通信装置２１５は、図３の回路ユニット４内に配置されている。送電側のコイル２０１、２０２は、図３の送電部２に収容されている。
【００３４】
コイル２０１とコイル１０１ａ、１０１ｂは、数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚの周波数帯域で共振が起こるように構成されている。コイル２０１とコイル１０１ａ、１０１ｂは、略同じ形状と大きさを有する。コイル２０２は、コイル２０１とコイル１０１ａ、１０１ｂとの間で共振（磁気共鳴）が起こるよう、電磁誘導により、電力をコイル２０１に与える。
【００３５】
発振器２１１は、商用電源や太陽電池からの電力を、コイル２０１とコイル１０１ａ、１０１ｂとの間で共振が起こる周波数（以下、「目標共振周波数」という）の電流信号に変換してコイル２０２に与える。カプラ２１２は、発振器２１１からコイル２０２に供給される電気信号の一部を検波器２１３に供給する。検波器２１３は、供給された電気信号をＡ／Ｄ変換し、変換後のデジタル信号を制御回路２１４に供給する。
【００３６】
制御回路２１４は、検波器２１３から供給されたデジタル信号に基づいて、発振器２１１からコイル２０２に供給されている電流信号の周波数と振幅を検出する。そして、制御回路２１４は、検出した周波数と振幅に基づき、コイル２０２に供給される電流信号が、目標共振周波数と振幅になるよう、発振器２１１を制御する。なお、電流信号の振幅は、伝送される電力の大きさに応じて調整される。この他、制御回路２１４は、ネットワーク（図示せず）を介して、送電側のサーバと通信可能となっている。
【００３７】
整流回路１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、コイル１０２ａ、１０２ｂにより受電された交流の電力（交流電流）を直流の電力（直流電流）に変換し、制御回路１１２に供給する。制御回路１１２は、充電回路１１３、電源回路１１５および通信装置１１６を制御する。充電回路１１３は、充電池に対する充電を行う。充電は、商用電源から供給された電力、または、整流回路１１１から供給された電力を用いて行われる。電源回路１１５は、
充電池１１４に蓄積された電力を、制御回路１１２による制御に応じて、各部に供給する。通信装置１１６は通信装置２１５との間で通信を行う。
【００３８】
電力伝送時において、発振器２１１からコイル２０２に電流信号が供給されると、コイル２０２に磁界が発生し、この磁界に基づく電磁誘導によりコイル２０１に高周波電力が発生する。この高周波電力は、コイル２０１とコイル１０１ａ、１０１ｂとの間の磁気共鳴によって、コイル１０１ａ、１０１ｂに伝送される。こうして伝送された電力は、電磁誘導により、コイル１０１ａ、１０１ｂからコイル１０２ａ、１０２ｂに受電される。
【００３９】
コイル１０２ａ、１０２ｂは、それぞれ、受電した電力を整流回路１１１ａ、１１１ｂに出力する。整流回路１１１ａ、１１１ｂは、受電した交流の電力（交流電流）を整流して直流の電力（直流電流）に変換し、制御回路１１２に供給する。制御回路１１２は、供給された電力を充電回路１１３に供給し、充電回路１１３に充電を行わせる。充電回路１１３は、供給された電力を充電池１１４に充電する。
【００４０】
かかる充電の際に、制御回路１１２は、充電池１１４に対する充電状況を監視し、送電すべき電力に関する情報を、通信装置１１６を介して通信装置２１５に送信する。通信装置２１５は、受信した情報を制御回路２１４に送る。制御回路２１４は、制御回路１１２から要求された電力になるよう、発振器２１１の振幅を調整する。
【００４１】
充電池１１４が満充電になると、制御回路１１２は、その旨を示す情報を、通信装置１１６を介して通信装置２１５に送信する。通信装置２１５は、受信した情報を制御回路２１４に送る。これを受けて、制御回路２１４は、発振器２１１を停止させる。これにより、電力伝送が終了する。
【００４２】
図５は、制御回路１１２の構成を示す図である。同図には、制御回路１１２の構成のうち電力伝送に関するもののみが示されている。同図において、電圧検出回路１２１ａ、１２１ｂ、定電圧回路１２２ａ、１２２ｂ、ＣＰＵ１２３、メモリ１２４が制御回路１１２に含まれる。
【００４３】
電圧検出回路１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ、整流回路１１１ａ、１１１ｂから出力される直流電圧の大きさを検出しＣＰＵ１２３に出力する。定電圧回路１２２ａ、１２２ｂは、それぞれ、整流回路１１１ａ、１１１ｂから出力される直流電圧を所定の電圧に変換して出力する。定電圧回路１２２ａ、１２２ｂから出力される電圧は互いに等しく設定される。定電圧回路１２２ｂの出力ラインは、接続部Ｐにおいて、定電圧回路１２２ａの出力ラインに並列接続される。これにより、定電圧回路１２２ｂからの出力は、定電圧回路１２２ａからの出力に加算される。こうして加算された直流電圧が充電回路１１３に供給される。
【００４４】
ＣＰＵ１２３は、メモリ１２４に記憶されたプログラムに従って各部を制御する。メモリ１２４は、前記プログラムを格納するとともに、ＣＰＵ１２３のワークメモリとしても機能する。
【００４５】
図６は、送電開始時における送電側と受電側の処理を示すフローチャートである。送電側の処理に関する制御は、図４の制御回路２１４により行われ、受電側の処理に関する制御は、図４の制御回路１１２によって行われる。
【００４６】
図６を参照して、送電側の制御回路２１４は、自転車１が駐輪されたかを確認するための確認信号を、通信装置２１５を介して、一定の間隔で、送信する（Ｓ１０１）。制御回路２１４は、確認信号を送信した後、所定の期間内に自転車１側から応答信号を受信しな
ければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、送電対象の自転車１が駐輪されなかったとして、次の確認信号の送信タイミングを待つ。
【００４７】
受電側の制御回路１１２は、通信装置１１６を介して送電側から確認信号を受信したかを判別する（Ｓ２０１）。そして、確認信号を受信すると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、制御回路１１２は、自己のＩＤ情報を含む応答信号を、通信装置１１６を介して送信する（Ｓ２０２）。かかるＩＤ情報は、たとえばインターネット経由で、送電側のサーバに登録されている。また、登録されたＩＤ情報は、図５のメモリ１２４に格納されている。制御回路１１２は、応答信号を送信した後、所定の期間内に送電側から送電準備信号を受信しなければ（Ｓ２０３：ＮＯ）、送電を受けられないとして、処理を終了する。
【００４８】
送電側の制御回路２１４は、自転車１側から応答信号を受信すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、この応答信号に含まれるＩＤ情報を参照し、このＩＤ情報が予め登録されているかを確認する（Ｓ１０３）。具体的には、制御回路２１４は、応答信号に含まれるＩＤ情報を、ネットワークを介して、サーバに送信し、サーバに対し、当該ＩＤ情報が登録されているかを問い合わせる。その後、サーバからの応答により、当該ＩＤ情報がサーバに登録されていなければ、当該ＩＤ情報は不適正であるとして（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理を終了し、次の確認信号の送信タイミングを待つ。
【００４９】
他方、当該ＩＤ情報がサーバに登録されていると、制御回路２１４は、当該ＩＤ情報は適正であるとして（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、通信装置２１５を介して、送電準備信号を送信する（Ｓ１０４）。制御回路２１４は、送電準備信号を送信した後、所定の期間内に自転車１側から受入信号を受信しなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、送電不可として、次の確認信号の送信タイミングを待つ。
【００５０】
受電側の制御回路１１２は、通信装置１１６を介して送電側から送電準備信号を受信すると（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、各部を受電可能な状態に設定し、その後、通信装置１１６を介して受入信号を送信する（Ｓ２０４）。
【００５１】
送電側の制御回路２１４は、自転車１側から受入信号を受信すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、図４のコイル２０１により送電を開始する（Ｓ１０６）。こうして送電か開始されると、コイル１０１ａ、１０１ｂにより電力が受け取られ、充電池１１４に対する充電が開始される（Ｓ２０６）。
【００５２】
充電が開始された後、ＣＰＵ１２３は、定期的に、電圧検出回路１２１ａ、１２１ｂによる検出結果を参照し、送電電力が、充電のための所定の電力範囲にあるかを判別する。そして、ＣＰＵ１２３は、その判別結果に応じて、送電電力の加減要求を、通信装置１１６を介して、送電側に送信する。これにより、送電側において、送電電力が加減される。
【００５３】
以上、本実施の形態によれば、２つのコイル１０１ａ、１０１ｂにより電力が受け取られるため、自転車１の駐輪状態に拘らず効率的に、送電部２からの電力を受電して、充電池１１４に充電することができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、自転車の荷かごに受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂが配置されるため、コイル１０１ａ、１０１ｂの形状を大きくとることができ、電力伝送可能な距離を長くすることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、前かご７０の前面と左側面に受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂを配置したが、さらに、前かご７０の右側面にも受電用のコイルを配置し、このコイルによって受電した電力を、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂにて受電した電力に加算
して、充電池１１４に充電を行っても良い。この場合、前かご７０の右側面に配置されたコイルについて、図５に示す整流回路と、電圧検出回路と、定電圧回路とからなる回路部が設けられ、この回路部の定電圧回路からの出力ラインが、定電圧回路１２２ａ、１２２ｂからの出力回路に並列接続される。こうすると、一層、送電効率を上げることができる。
【００５６】
さらに、自転車１に後かごが装着される場合には、後かごにも受電用のコイルを配置し、このコイルによって受電した電力を、他の受電用のコイルにて受電した電力に加算して、充電池１１４に充電を行っても良い。
【００５７】
＜変更例１＞
上記実施の形態では、コイル１０１ａ、１０１ｂにて受電した電力を加算し、加算した電力を充電回路１１３に導くようにした。これに対し、本変更例では、コイル１０１ａ、１０１ｂのうち受電効率の高い方のみを使用して、受電が行われる。
【００５８】
図７は、この場合の回路構成を示す図である。本変更例では、図５に比べ、コイル１０２ａ、１０２ｂを短絡可能なスイッチ１２５ａ、１２５ｂが配置され、定電圧回路１２２ａ、１２２ｂからの出力のうち何れか一方のみを充電回路１１３に導くための切替回路１２６が設けられている。スイッチ１２５ａ、１２５ｂのＯＮ／ＯＦＦおよび切替回路１２６における切替は、ＣＰＵ１２３による制御によって行われる。
【００５９】
スイッチ１２５ａが短絡されると、コイル１０１ａにて受電された電力は、スイッチ１２５ａよりも後段側の回路（負荷）によって消費されない。この場合、コイル１０１ａにて受電された電力は、コイル２０１に戻り、コイル１０１ｂへの送電に充てられる。同様に、スイッチ１２５ｂが短絡されると、コイル１０１ｂにて受電された電力は、スイッチ１２５ｂよりも後段側の回路（負荷）によって消費されずに、コイル２０１に戻って、コイル１０１ａへの送電に充てられる。
【００６０】
図８は、本変更例における受電側の処理を示すフローチャートである。この処理における制御は、図６のステップＳ２０６にて受電が開始された後に、受電側の制御回路１１２によって行われる。
【００６１】
制御回路１１２は、まず、スイッチ１２５ａ、１２５ｂが共にＯＦＦの状態から、スイッチ１２５ｂをＯＮ（短絡）に設定し（Ｓ２１１）、そのときの電圧検出回路１２１ａの検出結果（受電電圧Ｖａ）を取得する（Ｓ２１２）。次に、制御回路１１２は、スイッチ１２５ｂをＯＦＦ、スイッチ１２５ａをＯＮ（短絡）に設定し（Ｓ２１３）、そのときの電圧検出回路１２１ｂの検出結果（受電電圧Ｖｂ）を取得する（Ｓ２１４）。なお、受電電圧Ｖａ、Ｖｂは、たとえば、電圧検出回路１２１ａ、１２１ｂから所定時間の間に供給される検出結果を平均したものとされる。
【００６２】
しかる後、制御回路１１２は、取得した受電電圧Ｖａ、Ｖｂの何れが大きいかを判別する（Ｓ２１５）。そして、制御回路１１２は、Ｖａ＞Ｖｂであると、スイッチ１２５ａ、１２５ｂが共にＯＦＦの状態からスイッチ１２５ｂをＯＮに設定し（Ｓ２１６）、Ｖａ＞Ｖｂでなければ、スイッチ１２５ａ、１２５ｂが共にＯＦＦの状態からスイッチ１２５ａをＯＮに設定する（Ｓ２１７）。
【００６３】
さらに、制御回路１１２は、切替回路１２６を制御する（Ｓ２１８）。すなわち、制御回路１１２は、Ｖａ＞Ｖｂの場合は、定電圧回路１２２ａからの出力が充電回路１１３に導かれるよう切替回路１２６を制御し、Ｖａ＞Ｖｂでなければ、定電圧回路１２２ｂからの出力が充電回路１１３に導かれるよう切替回路１２６を制御する。
【００６４】
本変更例では、コイル１０１ａ、１０１ｂのうち受電効率の高い方のみを使用して、受電が行われる。こうすると、受電効率の低い方のコイルに供給されて消費される電力を、受電効率の高いコイルの方に供給できるため、電力をより効率的に、受電側に送ることができる。よって、自転車１の駐輪状態に拘らず効率的に、送電部２からの電力を受電して、充電池１１４に充電することができる。
【００６５】
なお、図８に示す処理は、送電開始時に実行される他、さらに、送電開始時から所定時間が経過する毎に行われても良い。こうすると、たとえば駐輪場の係員等により自転車の駐輪状態が変えられたような場合にも、その都度、受電効率の高いコイルを用いた受電を行うことができる。
【００６６】
また、本変更例では、コイル１０１ａ、１０１ｂのうち受電効率の高い方のみを使用するようにしたが、受電効率の高い方のコイルのみを使用するよりも、両方のコイルを使用した方が、充電効率が高ければ、両方のコイルを用いて充電を行うようにしても良い。
【００６７】
この場合、ＣＰＵ１２３は、スイッチ１２５ａ、１２５ｂを共にＯＦＦとした状態で、電圧検出回路１２１ａ、１２１ｂからそれぞれ検出値を取得し、取得した２つの検出値を加算して、コイル１０１ａ、１０１ｂの両方を用いたときの受電電圧Ｖ０を取得する。そして、ＣＰＵ１２３は、上記のように取得した受電電圧Ｖａ、Ｖｂと、受電電圧Ｖ０とを比較し、受電電圧Ｖ０が受電電圧Ｖａ、Ｖｂよりも大きい場合に、スイッチ１２５ａ、１２５ｂを共にＯＦＦに設定する。
【００６８】
この場合、切替回路１２６は、上記のように定電圧回路１２２ａ、１２２ｂからの出力のうち何れか一方のみを充電回路１１３に導く切替形態の他、図５のように定電圧回路１２２ａ、１２２ｂの出力ラインを並列接続する切替形態を備える構成とされる。そして、ＣＰＵ１２３は、受電電圧Ｖ０が受電電圧Ｖａ、Ｖｂよりも大きい場合に、定電圧回路１２２ａ、１２２ｂの出力ラインを並列接続するよう、切替回路１２６を制御する。
【００６９】
なお、本変更例でも、上記本実施の形態と同様、前かご７０の前面と左側面の他、右側面にも受電用のコイルを配置してもよく、さらに、自転車１に後かごが装着される場合には、後かごにも受電用のコイルを配置しても良い。この場合、上記と同様、各コイルに短絡用のスイッチが配されるとともに、最も受電効率の高いコイルが判定され、そのコイルのみを用いた送電が行われる。なお、送電に用いないコイルをＯＦＦ状態にする方法は、上記のように短絡用のスイッチをＯＮする方法の他、コイルから整流回路へと向かうラインに開閉スイッチを設け、このスイッチをオープンにすることで、このラインを遮断する方法を用いることもできる。
【００７０】
＜変更例２＞
上記実施の形態では、コイル１０１ａ、１０１ｂにて受電した電力を加算し、加算した電力を充電回路１１３に導くようにした。これに対し、本変更例では、さらに、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂと電力取り出し用のコイル１０２ａ、１０２ｂの結合状態が調整され、これにより、電力の取り出し効率が高められる。なお、本変更例におけるコイル１０２ａとコンデンサ１２７ａは、請求項３における第１の整合回路に相当し、コイル１０２ｂとコンデンサ１２７ｂは、請求項３における第２の整合回路に相当する。
【００７１】
図９は、本変更例の回路構成を示す図である。本変更例では、図５に比べ、容量可変のコンデンサ１２７ａ、１２７ｂがコイル１０２ａ、１０２ｂに並列に接続されている。コンデンサ１２７ａ、１２７ｂの容量の調節は、ＣＰＵ１２３による制御によって行われる。
【００７２】
コンデンサ１２７ａの容量が変化すると、受電用のコイル１０１ａとコイル１０２ａと間の結合状態が変わる。同様に、コンデンサ１２７ｂの容量が変化すると、受電用のコイル１０１ｂとコイル１０２ｂと間の結合状態が変わる。本変更例では、受電用のコイル１０１ａとコイル１０２ａと間の結合状態と、受電用のコイル１０１ｂとコイル１０２ｂと間の結合状態が最適となるように、コンデンサ１２７ａ、１２７ｂの容量が調節される。
【００７３】
図１０は、本変更例における受電側の処理を示すフローチャートである。この処理における制御は、図６のステップＳ２０６にて受電が開始された後に、受電側の制御回路１１２によって行われる。
【００７４】
制御回路１１２は、まず、コンデンサ１２６ｂを予め決められた容量に固定する（Ｓ２２１）。その後、制御回路１１２は、コンデンサ１２６ａの容量を変えながら、電圧検出回路１２１ａから入力される受電電圧Ｖａを監視し、受電電圧Ｖａが最大となるときのコンデンサ１２６ａの容量（最適容量Ｃａ：コンデンサ１２６ａの調節値）を取得する（Ｓ２２２）。
【００７５】
次に、制御回路１１２は、コンデンサ１２６ａをＳ２２２で取得した最適容量Ｃａに設定し（Ｓ２２３）、コンデンサ１２６ｂの容量を変えながら、電圧検出回路１２１ｂから入力される受電電圧Ｖｂを監視して、受電電圧Ｖｂが最大となるときのコンデンサ１２６ｂの容量（最適容量Ｃｂ：コンデンサ１２６ｂの調節値）を取得する（Ｓ２２４）。そして、制御回路１１２は、コンデンサ１２６ｂをＳ２２５で取得した最適容量Ｃｂに設定する（Ｓ２２５）。こうして、コンデンサ１２６ａ、１２６ｂが、それぞれ、最適容量Ｃａ、Ｃｂに設定された状態で、電力の受電が行われる。
【００７６】
本変更例では、このようにコンデンサ１２６ａ、１２６ｂが、それぞれ、最適容量Ｃａ、Ｃｂに設定され、これにより、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂと電力取り出し用のコイル１０２ａ、１０２ｂの結合状態が最適な状態に調節されるため、上記実施形態よりも電力の取り出し効率を高め得る。よって、より効率的な送電を実現することができる。
【００７７】
なお、図１０に示す処理は、送電開始時に実行される他、さらに、送電開始時から所定時間が経過する毎に行われても良い。こうすると、たとえば駐輪場の係員等により自転車の駐輪状態が変えられたような場合にも、その都度、受電効率の高いコイルを用いた受電を行うことができる。
【００７８】
また、上記実施の形態と同様、前かご７０の前面と左側面の他、さらに、前かご７０の右側面や後かごにも受電用のコイルが配置される場合には、前かご７０の右側面および後かごの受電用のコイルから電力を取り出す各コイルにも、図９と同様の形態にて、容量可変のコンデンサが接続され、電力の取り出し効率が最大になるように、各コンデンサの容量が調節される。
【００７９】
＜変更例３＞
さらに、図１１に示すように、上記変更例１のコイル１０２ａ、１０２ｂに容量可変のコンデンサ１２７ａ、１２７ｂを接続し、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂと電力取り出し用のコイル１０２ａ、１０２ｂの結合状態が最適となるようにコンデンサ１２７ａ、１２７ｂを調節するようにしても良い。この場合、図８のフローチャートは図１２のように変更される。図１２のフローチャートは、図８のフローチャートのステップＳ２１２、２１４、２１６、２１７が、それぞれ、ステップＳ２１２ａ、２１４ａ、２１６ａ、２１７ａに変更されている。
【００８０】
ステップＳ２１２ａでは、コンデンサ１２７ａの容量を変化させながら、電圧検出回路１２１ａにより検出される受電電圧の最大値（最大受電電圧Ｖａ）とそのときのコンデンサ１２７ａの容量（最適容量Ｃａ：コンデンサ１２７ａの調節値）が取得される。また、ステップＳ２１４ａでは、コンデンサ１２７ｂの容量を変化させながら、電圧検出回路１２１ｂにより検出される受電電圧の最大値（最大受電電圧Ｖｂ）とそのときのコンデンサ１２７ｂの容量（最適容量Ｃｂ：コンデンサ１２７ｂの調節値）が取得される。そして、ステップＳ２１６ａでは、スイッチ１２５ｂがＯＮに設定されるとともに、コンデンサ１２７ａが最適容量Ｃａに設定される。また、ステップＳ２１７ａでは、スイッチ１２５ａがＯＮに設定されるとともに、コンデンサ１２７ｂが最適容量Ｃｂに設定される。
【００８１】
図１１および図１２のように変更例２を修正すると、受電用のコイル１０１ａ、１０１ｂと電力取り出し用のコイル１０２ａ、１０２ｂの結合状態が最適な状態に調節されるため、電力の取り出し効率を高めることができる。よって、より効率的な送電を実現することができる。なお、３つ以上の受電用コイルを用いる場合は、追加されるコイルの受電系に対し図１１および図１２と同様の構成および処理が適用される。
【００８２】
以上、本発明の実施の形態および変更例について説明したが、本発明は、上記実施の形態および変更例に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記の他に種々の変更が可能である。
【００８３】
たとえば、上記実施の形態では、整流回路が設置された基板１０３を前かご７０に配置したが、整流回路は、バッテリーユニット６０内の回路ユニット６１に配置しても良い。
【００８４】
また、前かご７０は、枠組み構造でなくても良く、たとえば、板状の部材に多数の孔が設けられたような構造でも良い。ただし、誘電体損を低下させるためには、受電用のコイルが装着される領域は、枠組み構造であるのが望ましい。
【００８５】
また、コイル１０２を省略して、コイル１０１から直接、電力を取り出すようにしても良い。また、図５、７、９、１１に記載の回路構成は、適宜、修正可能であり、図６、８、１０、１２に示す処理フローチャートもまた、適宜、修正可能である。
【００８６】
さらに、上記実施の形態および変更例は、アシスト自転車に本発明を適用したものであったが、原動機つき自転車やオートバイ等、アシスト自転車以外の動力機付き二輪車に本発明を適用することも可能である。
【００８７】
なお、上記実施の形態および変更例では、送電側における送電制御については特に言及しなかったが、たとえば、自転車１に配置されたコイルの数やコイルの配置位置等、コイルに関する情報を自転車から送電側に通知し、この情報に基づいて、より送電効率が向上するように、送電側の送電制御を動的に変えるようにしても良い。この場合、上記変更例２、３における処理は、送電側の送電制御の変更に応じて、送電側と共働して行われるに修正される余地が有る。
【００８８】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  …  自転車
６０  …  バッテリーユニット（充電池）
６１  …  回路ユニット（充電制御回路）
７０  …  前かご（荷かご）
１０１ａ、１０１ｂ  …  コイル（第１の受電用コイル、第２の受電用コイル）
１０２ａ、１０２ｂ  …  コイル（第１の整合回路、第２の整合回路）
１１１ａ、１１１ｂ  …  整流回路（回路部）
１２１ａ、１２１ｂ  …  電圧検出回路（回路部）
１２２ａ、１２２ｂ  …  定電圧回路（回路部、加算部）
１２５ａ、１２５ｂ  …  スイッチ（受電選択部）
１２６  …  切替回路（受電選択部）
１２７ａ、１２７ｂ  …  コンデンサ（第１の整合回路、第２の整合回路）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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