JP2017200330A - 受電装置、輸送機器、送電装置、送受電システム及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な精度の位置合わせを容易かつ低コストに行うことができる受電装置を提供すること。【解決手段】受電装置は、互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルから非接触で受電する２次コイルと、１次コイルに対する２次コイルの平面上の相対位置を変位可能な駆動部と、表示部と、表示部に表示する映像を処理する処理部とを備える。処理部は、１次コイルと２次コイルの間の結合係数及び結合係数の時間変化に基づき、相対位置及び１次コイルに対する２次コイルの傾きを算出し、相対位置に関する情報及び２次コイルの傾きに関する情報を表示部に表示する。【選択図】図１２

Description

本発明は、非接触電力伝送技術を用いた給電（以下「非接触給電」）という。）を行う前の送受電ユニットの位置合わせを支援する受電装置、輸送機器、送電装置、送受電システム及び制御方法に関する。

電動機によって駆動されるハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載されたバッテリを充電する技術として、充電時の利便性を考慮した非接触電力伝送技術が注目されている。但し、この技術を用いる場合、給電設備側の送電ユニットと車両側の受電ユニットとの位置合わせが、電力伝送効率の向上及び漏洩磁界の低減の観点から重要である。

特許文献１には、給電設備に対する車両の駐車精度を向上させるための駐車支援装置が記載されている。この駐車支援装置は、カメラにより撮影された画像に基づく車両のステアリング制御を行うことによって車両を給電設備の送電ユニットへ誘導し、送電ユニットに対して予め定められた位置に車両が誘導されると、受電ユニットの受電状況に基づく車両の速度制御を行うことによって送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせを行う。

国際公開第２０１１／１３２２７１号

ところで、非接触給電が可能な給電設備が普及するまでは、車両に搭載されたバッテリを充電するための機能として、実際の車両にはプラグイン充電機能を並存させておく必要がある。こういった背景の下、車両に搭載されたバッテリを充電するための装備は、コスト及び部品点数等の観点から適度に設けられることが望ましい。上記説明した特許文献１に記載の駐車支援装置では、ステアリング制御を行うための機能及び速度制御を行うための機能を利用した、いわゆる自動運転を行うことによって駐車精度を向上している。しかし、送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせのためだけに、自動運転用の装備を車両に搭載することは主にコストの点で好ましくない。

このため、自動運転に代えた他の駐車支援装置による位置合わせの支援が望ましいが、車両のドライバーに過度な駐車精度を要求すると駐車の手間が増大するため、ユーザビリティの観点では好ましくない。このように、非接触給電を行う前の位置合わせを行うに際しては、駐車精度とユーザビリティの両立を低コストな装置によって実現することが求められる。

本発明の目的は、適切な精度の位置合わせを容易かつ低コストに行うことができる受電装置、輸送機器、送電装置、送受電システム及び制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）から非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）と、
前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）と、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）と、
前記表示部に表示する映像を処理する処理部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、を備え、
前記処理部は、
前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置である。

ここで本請求項に記載された用語について補足する。「表示部」とは、処理部によって処理された映像を表示するための一般的な電子媒体であり、特別な装置であることを必要としない。「表示部」の具体例としては、カーナビゲーションシステムのディスプレイ、カーナビゲーションシステムとは別体に設けられたディスプレイ、携帯端末やタブレットの画面などが挙げられるが、これらに限定して解釈されるものでない。上記補足は本請求項以降の請求項でも同様である。

請求項２に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）から非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）と、
前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）と、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）と、
前記表示部に表示する映像を処理する処理部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、
前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部（例えば、後述の実施形態での近距離無線部１１１及びＧＰＳ処理部１１３）と、を備え、
前記処理部は、
前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置である。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する。

ここで本請求項に記載された用語について補足する。「前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合」とは、目標域の前後方向（長さ方向）に２次コイルが含まれているか否かは関係なく、目標域の左右方向（幅方向）に２次コイルが含まれている場合を指す。換言すれば、目標域を前後方向にそれぞれ仮想的に延長した領域、または目標域に２次コイルが含まれる場合を指す。上記補足は本請求項以降の請求項でも同様である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれる場合、前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定されれば、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、
前記処理部は、前記目標域に関する情報を前記表示部に表示する。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、
前記処理部は、前記相対位置の前記左右方向に係る情報の時間変化及び前記相対位置の前記前後方向に係る情報の時間変化に基づき、前記２次コイルの傾きを算出する。

請求項７に記載の発明は、請求項３から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化した際に、所定の通知を行う。

請求項８に記載の発明は、請求項３から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記受電装置は車両に搭載され、
前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化した際に、前記車両の操舵角に関する通知を行う。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記２次コイルの傾きを保持しつつ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合の前記操舵角に関する通知は、前記操舵角を徐々に略０度に変更するよう求める通知である。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、
前記２次コイルの傾きを保持しつつ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれると推定される場合の前記操舵角に関する通知は、前記操舵角を維持するよう求める通知である。

請求項１１に記載の発明は、請求項３から１０のいずれか１項に記載の発明において、
前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、前記相対位置に関する情報のうち前記左右方向に係る情報を減らして前記表示部に表示する。

請求項１２に記載の発明は、請求項３から１０のいずれか１項に記載の発明において、
前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、前記相対位置に関する情報のうち前記左右方向に係る情報を除いて前記表示部に表示する。

請求項１３に記載の発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の発明において、
前記相対位置に関する情報は、前記相対位置を図形によって示す情報を含み、
前記２次コイルの傾きに関する情報は、前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを図形によって示す情報を含む。

請求項１４に記載の発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の受電装置を有する、輸送機器である。

請求項１５に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）と、
前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）、及び表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）を有する受電装置に情報を送信する送信部と、
前記受電装置の前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、を備え、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記送信部は、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記受電装置に送信し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記受電装置の前記表示部には、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報が表示される、送電装置である。

請求項１６に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）と、
前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）、及び表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）を有する受電装置に情報を送信する送信部と、
前記受電装置の前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、
前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部と、を備え、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記送信部は、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記受電装置に送信し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記受電装置の前記表示部には、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報が表示される、送電装置である。

請求項１７に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）と、
前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）と、
前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）と、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）と、
前記表示部に表示する映像を処理する処理部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、を備え、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、送受電システムである。

請求項１８に記載の発明は、
互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）と、
前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）と、
前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）と、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）と、
前記表示部に表示する映像を処理する処理部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１０９）と、
前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部（例えば、後述の実施形態での近距離無線部１１１及びＧＰＳ処理部１１３）と、を備え、
前記処理部は、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、送受電システムである。

請求項１９に記載の発明は、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）に表示する映像によって、互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）から非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）の、前記１次コイルへの位置合わせを支援する制御方法であって、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定する工程と、
前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部（例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）によって変位する前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出する工程と、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する工程とを含む、制御方法である。

請求項２０に記載の発明は、
表示部（例えば、後述の実施形態での表示部１０７）に表示する映像によって、互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイル（例えば、後述の実施形態での１次コイル１１）から非接触で受電する２次コイル（例えば、後述の実施形態での２次コイル１０５）の、前記１次コイルへの位置合わせを支援する制御方法であって、
前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定する工程と、
前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部（例えば、後述の実施形態での近距離無線部１１１及びＧＰＳ処理部１１３）が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部例えば、後述の実施形態での駆動部１０１）によって変位する前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出する工程と、
前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する工程とを含む、制御方法である。

請求項１、２及び１４の発明によれば、２次コイルの１次コイルへの位置合わせ時には、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び傾きが表示部に表示されるため、駆動部の操作者は、表示部の画面を参照すれば１次コイルに対する２次コイルの状態を的確に把握できる。したがって、操作者が表示部の画面を見ながら駆動部を操作することによって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。さらに表示部に加えて、１次コイルと２次コイルの間の結合係数を測定する手段か、１次コイルと２次コイルの各位置情報を取得する手段を備えていれば本発明を実現できるため、位置合わせの支援を低コストに行える。

請求項３の発明によれば、２次コイルの１次コイルへの位置合わせ時において、左右方向での位置合わせの重要な局面である目標域の左右方向に２次コイルが含まれない場合、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び傾きが表示部に表示されるため、駆動部の操作者は、表示部の画面を参照すれば１次コイルに対する２次コイルの状態を的確に把握できる。したがって、操作者が表示部の画面を見ながら駆動部を操作することによって、特に左右方向での位置合わせが重要な局面において適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

請求項４、１４及び１５から２０の発明によれば、２次コイルの１次コイルへの位置合わせ時において、左右方向での位置合わせの重要な局面である目標域の左右方向に２次コイルが含まれない場合、または目標域の左右方向に２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが目標域の前後方向に含まれる位置まで変位したとき、目標域に２次コイルが含まれないと推定される場合、すなわち位置合わせのために駆動部による２次コイルの平面上での旋回動作が必要とされる場合に、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び傾きが表示部に表示されるため、駆動部の操作者は、表示部の画面を参照すれば１次コイルに対する２次コイルの状態を的確に把握できる。したがって、操作者が表示部の画面を見ながら駆動部を操作することによって、特に左右方向での位置合わせが重要な局面において適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

請求項５の発明によれば、表示部には、相対位置及び２次コイルの傾きに加えて、２次コイルを１次コイルに位置合わせする際の目標域が表示される。このため、操作者が表示部の画面を見ながら、２次コイルが目標域に含まれるよう駆動部を操作することによって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

請求項６の発明によれば、２次コイルの傾きが、相対位置の左右方向に係る情報の時間変化及び前後方向に係る情報の時間変化に基づき算出される。このように、相対位置を左右方向と前後方向に分解した各情報の時間変化に基づけば、特殊なセンサを必要とすることなく、２次コイルの正確な傾きが得られる。

請求項７の発明によれば、目標域の左右方向に２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、駆動部の操作者は、所定の通知によって、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了したことを把握できる。また、当該通知があれば、操作者は前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。したがって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

請求項８の発明によれば、目標域の左右方向に２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、駆動部の操作者は、操舵角に関する通知によって、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。また、車両の操舵角に関する通知によって前後方向での位置合わせのみを行えば良いことが把握されれば、駆動部の操作者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

請求項９の発明によれば、２次コイルの傾きを保持しつつ２次コイルが目標域の前後方向に含まれる位置まで変位したとき、目標域に２次コイルが含まれないと推定される場合の操舵角に関する通知は、操舵角を徐々に略０度に変更するよう求める通知であるため、駆動部の操作者は、当該通知があれば、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、２次コイルの傾きを修正したうえで、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを確実に把握できる。また、当該通知によって、２次コイルの傾きを修正したうえで、前後方向での位置合わせのみを行えば良いことが把握されれば、駆動部の操作者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

請求項１０の発明によれば、２次コイルの傾きを保持しつつ２次コイルが目標域の前後方向に含まれる位置まで変位したとき、目標域に２次コイルが含まれると推定される場合の操舵角に関する通知は、操舵角を維持するよう求める通知であるため、駆動部の操作者は、当該通知があれば、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを確実に把握できる。また、当該通知によって、前後方向での位置合わせのみを行えば良いことが把握されれば、駆動部の操作者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

請求項１１の発明によれば、目標域の左右方向に２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、表示部には左右方向に係る情報を減らして相対位置が表示される。駆動部の操作者は、表示部に表示される相対位置の左右方向に係る情報が減った画面から、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。また、表示部に表示する相対位置の左右方向に係る情報を減らすことで、表示部の画面を参照する操作者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、駆動部の操作者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

請求項１２の発明によれば、目標域の左右方向に２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、表示部には左右方向に係る情報を除いて相対位置が表示される。駆動部の操作者は、表示部に表示される相対位置の左右方向に係る情報が除かれた画面から、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを確実に把握できる。また、表示部に表示する相対位置の左右方向に係る情報を除くことで、表示部の画面を参照する操作者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、駆動部の操作者による相対位置の左右方向の変化を確実に抑止できる。

請求項１３の発明によれば、相対位置及び２次コイルの傾きは図形によって表示されるため、駆動部の操作者は、１次コイルに対する２次コイルの状態を視覚的に把握できる。

本発明に係る受電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。 送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する途中の状態を示す上面図である。 送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する途中の状態を示す側面図である。 送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する際にＥＣＵが行う処理の流れを示すフローチャートである。 １次コイルの大きさと目標域の大きさとの関係、並びに、目標域の大きさと２次コイルの大きさとの関係を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は１次コイルの形状に応じた１次コイルの大きさを示す図である。 （Ａ）は１次コイルに対する２次コイルの相対位置の一例を示す図であり、（Ｂ）は１次コイルと２次コイルの結合係数と相対距離との関係を示す図である。 １次コイルと２次コイルの結合係数を用いる方式によって相対位置を決定する際にＥＣＵが行う処理の流れを示すサブルーチンである。 時刻ｔ−Δｔでの１次コイルに対する２次コイルの距離ｄ（ｔ−Δｔ）及び相対位置｛ｘ（ｔ−Δｔ），ｙ（ｔ−Δｔ）｝と、時間Δｔの間の移動距離ｌ（Δｔ）と、時刻ｔでの２次コイルの相対距離ｄ（ｔ）と、時刻ｔでの操舵角θと整合する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝と、時刻ｔでの操舵角θと矛盾する２次コイルの相対位置との関係を示す図である。 １次コイルに対する２次コイルの相対位置の一例を示す図である。 ２次コイルの変位と１次コイルに対する２次コイルのヨー角θｙａとの関係を示す図である。 左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１以上（Δｘ≧ｔｈ１）である場合の状態の一例と、このとき表示される表示部の画面の一例とを示す図である。 （Ａ）左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１以上（Δｘ≧ｔｈ１）である場合の状態の一例と、（Ｂ）左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である場合の状態の一例とを示す図である。 運転者が駆動輪Ｗの操舵角θを０度にする前と０度にした状態の電動車両を示す図である。 左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である場合の状態の一例と、このとき表示される表示部の画面の一例とを示す図である。 左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である場合の状態の一例と、このとき表示される表示部の画面の一例とを示す図である。 左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である状態の電動車両が後進して目標域に２次コイルが含まれる場合の一例と、このとき表示される表示部の画面の一例とを示す図である。 ステップＳ１１３で表示される第１表示態様及びステップＳ１２３で表示される第２表示態様毎に、左右方向の情報、前後方向の情報、２次コイルのヨー角に関する情報及び拡大表示がどのように表示されるかを示す図表である。 電動車両が後進する際に第２表示態様で表示する表示部の他の表示例である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１は、本発明に係る受電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号を示す。図１に示す１ＭＯＴ型の電動車両は、駆動部１０１と、整流器１０３と、２次コイル１０５と、表示部１０７と、ＥＣＵ１０９と、近距離無線部１１１と、ＧＰＳ処理部１１３とを備える。以下、電動車両が備える各構成要素について説明する。

駆動部１０１は、図１に示すように、バッテリ（BATT）１５１と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１５３と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）１５５と、モータジェネレータ（MG）１５７と、駆動輪Ｗと、パワーステアリングユニット１５９と、ステアリングホイール（以下、単に「ステアリング」という。）Ｓとを有する。

バッテリ１５１は、直列又は並列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。ＶＣＵ１５３は、バッテリ１５１の出力電圧を直流のまま昇圧する。ＰＤＵ１５５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流をモータジェネレータ１５７に供給する。モータジェネレータ１５７は、バッテリ１５１から供給される電力によって駆動され、電動車両が走行するための動力を発生する。モータジェネレータ１５７で発生したトルクは、変速段又は固定段を含むギヤボックスＧＢ及びデファレンシャル・ギアＤを介して駆動輪Ｗに伝達される。

パワーステアリングユニット１５９は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）又は油圧パワーステアリング（ＨＰＳ：Hydraulic Power Steering）を利用して、電動車両の運転者によるステアリングＳの操作を補助する機構である。駆動輪Ｗには、パワーステアリングユニット１５９によって、ステアリングＳの操作に応じた操舵角が与えられる。駆動輪Ｗに与えられた操舵角は、駆動輪Ｗの長さ方向の軸と電動車両の前後軸とのなす角度である。

整流器１０３は、商用電源等の外部の電力系統から得られた交流電圧を直流電圧に変換する。整流器１０３によって直流電圧に変換された電力は、バッテリ１５１に充電される。２次コイル１０５は、電動車両の底部に配設され、外部の電力系統から図１には図示されない１次コイルを介して送られる電力を、非接触電力伝送技術を用いて受電する。１次コイルに２次コイル１０５が対向した状態で１次コイルが通電すると、電磁誘導の作用によって２次コイル１０５に電流が流れる。この誘導電流によって、電動車両のバッテリ１５１は整流器１０３を介して充電（非接触充電）される。１次コイルは、商用電源等の電力系統に接続された送電装置を構成する。送電装置は駐車設備を構成する路面等に配設される。電動車両の運転者は、図２及び図３に示すように、電動車両が送電装置に向けて後進するよう運転して、電動車両の２次コイル１０５が送電装置の１次コイル１１と対向する位置で停車する。図２は、送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する途中の状態を示す上面図である。図３は、送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する途中の状態を示す側面図である。なお、送電装置に向けた電動車両の進行方向は後進に限らず、前進であっても良い。すなわち、電動車両が前向き駐車を行うべく送電装置に向けて前進するよう運転される場合も、本実施形態を適用可能である。

表示部１０７は、送電装置が配設された駐車位置に電動車両が駐車する際の、送電装置の１次コイル１１と電動車両の２次コイル１０５との位置関係等を表示する。ＥＣＵ１０９は、送電装置が配設された駐車位置に電動車両が駐車する際に、送電装置の１次コイル１１に対する電動車両の２次コイル１０５の相対位置及び１次コイル１１に対する２次コイル１０５の傾きを算出する。また、ＥＣＵ１０９は、１次コイル１１に対する２次コイル１０５の位置に応じて、上記相対位置に関する情報及び２次コイル１０５の傾きに関する情報を表示部１０７に所定の表示態様で表示する。

近距離無線部１１１は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）等を用いて送電装置と無線通信を行い、１次コイル１１の位置情報を取得する。ＧＰＳ処理部１１３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した衛星等からの電波を受信して電動車両の現在位置、すなわち及び２次コイル１０５の位置情報を取得する。各コイルの位置情報は、緯度及び経度で表される。

次に、送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する際にＥＣＵ１０９が行う処理について、図４を参照して説明する。図４は、送電装置が配設された駐車位置に電動車両を駐車する際にＥＣＵ１０９が行う処理の流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、ＥＣＵ１０９は、送電装置の１次コイルと電動車両の２次コイルとの間の平面（路面）上での距離が相対位置を取得可能な距離であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。当該判断は、電動車両の近距離無線部１１１が送電装置の通信部と通信可能な状態であるか否かに基づいても、送電装置の位置に対するＧＰＳ処理部１１３が判別した電動車両の現在位置との間の距離に基づいて行われても良い。

次に、ＥＣＵ１０９は、電動車両の運転者による駐車意思の有無を確認し（ステップＳ１０３）、駐車意思が有ると判断した場合にはステップＳ１０５に進む。なお、ステップＳ１０３における上記確認において、ＥＣＵ１０９は、送電装置と電動車両との間の距離が所定値以下であれば駐車意思が有ると判断する。また、ＥＣＵ１０９は、電動車両に設けられたナビゲーション装置や電動車両と通信可能な携帯情報端末に対する所定の操作が行われた場合に駐車意思が有ると判断しても良い。また、ＥＣＵ１０９は、近距離無線部１１１が送電装置と無線通信可能な状態であれば駐車意思が有ると判断しても良い。さらに、駐車時には電動車両が送電装置に向けて後進するとの設定が事前にされている場合には、ＥＣＵ１０９は、電動車両のギヤがリバース（Ｒ）であれば駐車意思が「有」、他の状態であれば駐車意思が「無」と判断しても良い。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０９は、送電装置の１次コイルに対して電動車両の２次コイルを位置合わせする際に用いる、１次コイルを含む平面（路面）上の目標域を決定する。図５は、１次コイルの大きさと目標域の大きさとの関係、並びに、目標域の大きさと２次コイルの大きさとの関係を示す図である。ＥＣＵ１０９が目標域を決定するにあたって、近距離無線部１１１は、送電装置が設けられた平面（路面）上の１次コイルの大きさに関する情報を送電装置から取得する。

１次コイルの大きさは、１次コイルの形状に応じた矩形の２辺の長さによって表される。例えば、図６（Ａ）に示すように、Ｄ形状のコイルを２つ対向して並べた１次コイルの大きさは、２つのコイルを囲むまたは接する、図６（Ａ）に点線で示す矩形の２辺の長さによって表される。また、図６（Ｂ）に示すように、１次コイルが円形である場合の１次コイルの大きさは、コイルの外径を囲むまたは接する、図６（Ｂ）に点線で示す矩形の２辺の長さによって表される。なお、図６（Ｃ）に示すように、１次コイルが円形である場合の１次コイルの大きさを、コイルの内径に囲まれるまたは接する、図６（Ｃ）に点線で示す矩形の２辺の長さによって表しても良い。２次コイルの大きさも１次コイルと同様に、２次コイルの形状に応じた矩形の２辺の長さによって表される。なお、理解を容易にするために、図６（Ａ）〜（Ｃ）において、１次コイルの実際の形状とその大きさを示す点線の矩形との間には、若干の隙間を持たせているが、ＥＣＵ１０９の認識上では、この隙間が無い点に留意されたい。

近距離無線部１１１が１次コイルの大きさに関する情報として、図５に示す前後方向の長さＬ１及び左右方向の幅Ｗ１を取得すると、ＥＣＵ１０９は、１次コイルの前後方向の辺（長さＬ１）及び左右方向の辺（幅Ｗ１）の各両端に位置ズレ許容量Δ１をそれぞれ足す。ここで言う「位置ズレ許容量Δ１」とは、１次コイル上に２次コイルの中心座標が位置しなくとも、この位置ズレ許容量Δ１以下の１次コイルの近傍に２次コイルの中心座標が位置すれば、送電効率や漏洩磁界の強度の観点から、十分な非接触充電を担保する長さである。さらに、前後方向の両端には２次コイルの長さＬ２の半値を足し、左右方向の両端には２次コイルの幅Ｗ２の半値を足した領域を上述の目標域として決定する。なお、位置ズレ許容量Δ１は、固定値であっても、電動車両のバッテリ１５１の充電状態等に応じた可変値であっても良い。例えば、位置ズレ許容量Δ１がバッテリ１５１のＳＯＣ（State Of Charge、充電状態）に応じた可変値である場合、ＥＣＵ１０９は、ＳＯＣ値が低いほど位置ズレ許容量Δ１を小さく、ＳＯＣ値が高いほど位置ズレ許容量Δ１を大きく設定しても良い。また、１次コイルの前後方向及び左右方向の４辺に足される位置ズレ許容量Δ１は、辺毎にそれぞれ異なっていても良い。

このようにして決定される、図５に示す二重線で囲まれた目標域の大きさは、前後方向の長さＬが以下に示す式（１）によって表され、左右方向の幅Ｗが以下に示す式（２）によって表される。
Ｌ＝Ｌ１＋２×Δ１＋２×（Ｌ２／２） …（１）
Ｗ＝Ｗ１＋２×Δ１＋２×（Ｗ２／２） …（２）

次に、ＥＣＵ１０９は、１次コイルに対する２次コイルの平面（路面）上での相対位置を、後述する２つの方式のいずれかによって決定する（ステップＳ１０７）。２つの方式は、１次コイルと２次コイルの結合係数を用いる方式と、近距離無線通信を利用する方式である。

まず、１次コイルと２次コイルの結合係数を用いる方式によって相対位置を決定する場合について説明する。図７（Ａ）は、１次コイルに対する２次コイルの相対位置の一例を示す図である。図７（Ｂ）は、１次コイルと２次コイルの結合係数と相対距離との関係を示す図である。図８は、１次コイルと２次コイルの結合係数を用いる方式によって相対位置を決定する際にＥＣＵ１０９が行う処理の流れを示すサブルーチンである。

１次コイルと２次コイルの結合係数ｋが得られれば、図７（Ｂ）に示す関係のマップ又は算出式から、１次コイルと２次コイルの間の相対距離ｄを導出できる。したがって、図８に示すように、ＥＣＵ１０９はまず結合係数ｋを算出する。ＥＣＵ１０９は、一方のコイル（例えば２次コイル）の時刻ｔでの自己インダクタンスLopen(t)を測定する（ステップＳ２０１）。次に、ＥＣＵ１０９は、他方のコイル（例えば１次コイル）を短絡状態とし（ステップＳ２０３）、この状態で一方のコイル（２次コイル）の時刻ｔでの漏れインダクタンスLsc(t)を測定する（ステップＳ２０５）。次に、ＥＣＵ１０９は、以下に示す式（３）から、時刻ｔでの１次コイルと２次コイルの結合係数ｋ（ｔ）を算出する（ステップＳ２０７）。

次に、ＥＣＵ１０９は、結合係数ｋ（ｔ）と図７（Ｂ）に示す関係のマップ又は算出式から、１次コイルと２次コイルの間の相対距離ｄ（ｔ）を導出する（ステップＳ２０９）。次に、ＥＣＵ１０９は、時刻ｔ−Δｔから時刻ｔまでの間に電動車両が移動した距離ｌ（Δｔ）を取得する（ステップＳ２１１）。移動距離ｌ（Δｔ）は、時間差Δｔの間の駆動輪Ｗの回転角度などから求められる。次に、ＥＣＵ１０９は、駆動輪Ｗの操舵角θを取得する（ステップＳ２１３）。操舵角θは、ステアリングＳの操作量から求められる。

次に、ＥＣＵ１０９は、ステップＳ２０９で導出した相対距離ｄ（ｔ）と、ステップＳ２１１で取得した移動距離ｌ（Δｔ）と、時刻ｔ−Δｔでの相対距離ｄ（ｔ−Δｔ）と、前回のフローで決定した時刻ｔ−Δｔでの２次コイルの位置｛ｘ（ｔ−Δｔ），ｙ（ｔ−Δｔ）｝と、ステップＳ２１３で取得した操舵角θとに基づき、時刻ｔでの２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝を決定する。なお、ＥＣＵ１０９が２次コイルの相対位置を決定するために、図８に示すサブルーチンを最初に行う際（ｔ＝Δｔ，ｔ−Δｔ＝０）の２次コイルの相対距離ｄ（０）及び位置｛ｘ（０），ｙ（０）｝は、近距離無線部１１１が取得した１次コイルの位置情報及びＧＰＳ処理部１１３が取得した２次コイルの位置情報から得られる。

図９は、時刻ｔ−Δｔでの１次コイルに対する２次コイルの距離ｄ（ｔ−Δｔ）及び相対位置｛ｘ（ｔ−Δｔ），ｙ（ｔ−Δｔ）｝と、時間Δｔの間の移動距離ｌ（Δｔ）と、時刻ｔでの２次コイルの相対距離ｄ（ｔ）と、時刻ｔでの操舵角θと整合する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝と、時刻ｔでの操舵角θと矛盾する２次コイルの相対位置との関係を示す図である。図９に示すように、ＥＣＵ１０９は、時刻ｔ−Δｔでの１次コイルに対する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ−Δｔ），ｙ（ｔ−Δｔ）｝を中心とした移動距離ｌ（Δｔ）を径とする円弧と、１次コイルを中心とした２次コイルの相対距離ｄ（ｔ）を径とする円弧との交点の内、操舵角θと整合する交点を、時刻ｔでの２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝に決定する。なお、操舵角θが０度である場合、上記２つの円弧の交点は１つである。

以上説明した１次コイルと２次コイルの結合係数を用いた相対位置の決定方法は、図８及び図９を参照して説明した上述の方法に限られず、１次コイルと２次コイルの結合係数及び結合係数の時間変化を用いればその手法は問わない。

次に、近距離無線通信を利用する方式によって相対位置を決定する場合について説明する。図１０は、１次コイルに対する２次コイルの相対位置の一例を示す図である。ＥＣＵ１０９は、ＧＰＳ処理部１１３が取得した２次コイルの位置情報｛ｘ２（ｔ），ｙ２（ｔ）｝と、近距離無線部１１１が送電装置から取得した１次コイルの位置情報｛ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ）｝とに基づき、１次コイルに対する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝（＝｛ｘ２（ｔ）−ｘ１（ｔ），ｙ２（ｔ）−ｙ１（ｔ）｝）を決定する。なお、１次コイルが移動機構を備えない限り、位置情報｛ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ）｝は時刻ｔに依存しない固定値である。

このようにして１次コイルに対する２次コイルの相対位置を決定すると、次にＥＣＵ１０９は、１次コイルに対する２次コイルのヨー角（傾き）を算出する（ステップＳ１０９）。図１１は、２次コイルの変位と１次コイルに対する２次コイルのヨー角θｙａとの関係を示す図である。ＥＣＵ１０９は、時刻ｔ−Δｔでの１次コイルに対する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ−Δｔ），ｙ（ｔ−Δｔ）｝及び時刻ｔでの１次コイルに対する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝に基づき、前後方向における時間Δｔの間の２次コイルの移動距離ｌｙ（Δｔ）と、左右方向における時間Δｔの間の２次コイルの移動距離ｌｘ（Δｔ）とを算出した上で、以下に示す式（４）から、時刻ｔでの１次コイルに対する２次コイルのヨー角θｙａ（ｔ）を算出する。
θｙａ（ｔ）＝９０−ａｒｃｔａｎ｛ｌｙ（Δｔ）／ｌｘ（Δｔ）｝ …（４）

次に、ＥＣＵ１０９は、ステップＳ１０７で決定した１次コイルに対する２次コイルの相対位置に基づき、送電装置が設けられた平面（路面）上の左右方向における１次コイルと２次コイルのズレ量（以下「左右ズレ量」という。）Δｘを算出した上で、目標域に対する２次コイルの相対位置及び２次コイルのヨー角を、表示部１０７に第１表示態様で表示するよう処理する（ステップＳ１１１）。図１２は、左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１以上（Δｘ≧ｔｈ１）である場合の状態の一例と、このとき表示される表示部１０７の画面の一例とを示す図である。図１２に示した例では、目標域は二重線の矩形で表され、２次コイルはハッチングされた矩形で表されている。

第１表示態様で表示される表示部１０７には、図１２に示すように、目標域、目標域に対する２次コイルの前後方向及び左右方向における相対位置及び２次コイルのヨー角、並びに、１次コイルに対する２次コイルの左右方向における左右ズレ量Δｘを数値で、ズレ方向を矢印で表示する。なお、第１表示態様では、１次コイルに対する２次コイルの前後方向におけるズレ量（以下「前後ズレ量」という。）Δｙは表示されない。

次に、ＥＣＵ１０９は、左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）であるか否かを判断する（ステップＳ１１３）。左右ズレ量Δｘは、１次コイルの中心と２次コイルの中心の間の左右方向における距離である。図１３は、（Ａ）左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１以上（Δｘ≧ｔｈ１）である場合の状態の一例と、（Ｂ）左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である場合の状態の一例とを示す図である。左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１以上（Δｘ≧ｔｈ１）である場合は、図１３（Ａ）に示すように、一点鎖線の二重線で示す目標域を前後方向に拡張した領域（以下「目標左右領域」という。）に２次コイルが含まれない。一方、左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である場合は、図１３（Ｂ）に示すように、目標左右領域に２次コイルが含まれる。なお、第１しきい値ｔｈ１は、２次コイルの左右方向における両側端の一方が目標左右領域の側端に重なる状態にあるときの左右ズレ量Δｘの値に予め設定される。すなわち、第１しきい値ｔｈ１は、図５における「Ｗ１／２＋Δ１」と同値である。

ステップＳ１１３で行われた判断の結果が「Δｘ＜ｔｈ１」の場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）は、前後方向での位置合わせが重要な局面であり、ステップＳ１１５に進む。一方、ステップＳ１１１で行われた判断の結果が「Δｘ≧ｔｈ１」の場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）は、左右方向での位置合わせが重要な局面であり、ステップＳ１１３に進む。なお、他の実施例として、ステップＳ１１１の処理を行う前にステップＳ１１３の処理を先に行っても良い。この場合、ステップＳ１１３での判断の結果が「Δｘ＜ｔｈ１」の場合はステップＳ１１５に進み、「Δｘ≧ｔｈ１」の場合はステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１５では、ＥＣＵ１０９は、電動車両が操舵角０度の状態で後進して、目標域を左右方向に拡張した領域（以下「目標前後領域」という。）に２次コイルが含まれる位置まで移動すると目標域に２次コイルが含まれるか否かを、ステップＳ１０７で決定した１次コイルに対する２次コイルの相対位置｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ）｝及びステップＳ１０９で算出した２次コイルのヨー角θｙａに基づき推定する。ステップＳ１１５の結果、目標域に２次コイルが含まれると判断された場合はステップＳ１１７に進み、含まれないと判断された場合はステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１１７では、ＥＣＵ１０９は、電動車両のステアリングＳを操作せず駆動輪Ｗの操舵角θを維持するよう運転者に指示する。一方、ステップＳ１２１では、ＥＣＵ１０９は、電動車両のステアリングＳを操作して駆動輪Ｗの操舵角θを徐々に０度にするよう運転者に指示する。これらの指示は、表示部１０７の表示であっても、音声による案内であっても良い。図１４に、運転者が駆動輪Ｗの操舵角θを徐々に０度にする前と徐々に０度にした状態の電動車両を示す。

ステップＳ１１７を行った後、ＥＣＵ１０９は、目標域に対する２次コイルの前後方向の相対位置等を、表示部１０７に第２表示態様で表示するよう処理する（ステップＳ１１９）。図１５は、左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である状態の電動車両が操舵角０度の状態で後進して目標域に２次コイルが含まれる場合の一例と、このとき表示される表示部１０７の画面の一例とを示す図である。図１５に示した例では、目標域は二重線の矩形で表され、２次コイルはハッチングされた矩形で表されている。

ステップＳ１１９で表示される表示部１０７には、図１５に示すように、目標域、目標域に対する２次コイルの前後方向における相対位置、及び前後ズレ量Δｙに応じて変化する指標を表示する。前後ズレ量Δｙは、１次コイルの中心と２次コイルの中心の間の前後方向における距離である。なお、第２表示態様では、目標域に対する２次コイルの左右方向における相対位置及び左右ズレ量Δｘは表示されないことが好ましい。すなわち、目標域と２次コイルとの間に左右方向でのズレがあっても、表示部１０７には、目標域と２次コイルを中央に揃えた状態で表示する。

また、ステップＳ１１９で表示部１０７に表示される２次コイルは、図１５に示すように、略０度のヨー角で表示される。但し、略０度に限らず、ステップＳ１０９で算出したヨー角θｙａから軽減した値のヨー角で２次コイルを表示しても良い。

一方、ステップＳ１２１を行った後、ＥＣＵ１０９は、目標域に対する２次コイルの前後方向の相対位置及び２次コイルのヨー角等を、表示部１０７に第２表示態様で表示するよう処理する（ステップＳ１２３）。図１６は、左右ズレ量Δｘが第１しきい値ｔｈ１未満（Δｘ＜ｔｈ１）である状態の電動車両が操舵角０度の状態で後進して目標域に２次コイルが含まれない場合の一例と、このとき表示される表示部１０７の画面の一例とを示す図である。図１６に示した例では、目標域は二重線の矩形で表され、２次コイルはハッチングされた矩形で表されている。

ステップＳ１２３で表示される表示部１０７には、図１６に示すように、目標域、目標域に対する２次コイルの前後方向における相対位置及び２次コイルのヨー角、並びに、前後ズレ量Δｙに応じて変化する指標を表示する。この場合も、目標域に対する２次コイルの左右方向における相対位置及び左右ズレ量Δｘは表示されないことが好ましい。すなわち、目標域と２次コイルとの間に左右方向でのズレがあっても、表示部１０７には、目標域と２次コイルを中央に揃えた状態で表示する。また、ステップＳ１２３で表示部１０７に表示される２次コイルは、図１６に示すように、ステップＳ１０９で算出したヨー角で表示される。

ステップＳ１１９又はステップＳ１２３での表示部１０７の第２表示態様では、図１７に示すように、目標域及び２次コイルを示す各図形を、前後ズレ量Δｙが小さいほど拡大して表示する。

ステップＳ１１９又はステップＳ１２３の処理を行った後、ＥＣＵ１０９は、前後ズレ量Δｙが第２しきい値ｔｈ２未満（Δｙ＜ｔｈ２）であるか否かを判断し（ステップＳ１２５）、「Δｙ＜ｔｈ２」の場合は一連の処理を終了し、「Δｙ≧ｔｈ２」の場合はステップＳ１２７に進む。なお、第２しきい値ｔｈ２は、２次コイルの前後方向における両側端の一方が目標前後領域の側端に重なる状態にあるときの前後ズレ量Δｙの値に予め設定される。すなわち、第２しきい値ｔｈ２は、図５における「Ｌ１／２＋Δ１」と同値である。

ステップＳ１２７では、ＥＣＵ１０９は、１次コイルに対する２次コイルの平面（路面）上での相対位置を、上述した２つの方式のいずれかによって決定する。ステップＳ１２７は、ステップＳ１０７と同様の処理である。次に、ＥＣＵ１０９は、１次コイルに対する２次コイルのヨー角（傾き）を算出する（ステップＳ１２９）。ステップＳ１２９は、ステップＳ１０９と同様の処理である。ＥＣＵ１０９は、ステップＳ１２９を行った後、ステップＳ１１５に進む。

図１８は、ステップＳ１１１で表示される第１表示態様及びステップＳ１１９又はステップＳ１２３で表示される第２表示態様毎に、左右方向の情報、前後方向の情報、２次コイルのヨー角に関する情報及び拡大表示がどのように表示されるかを示す図表である。図１８に示すように、左右方向での位置合わせが重要な局面での第１表示態様では、目標域に対する２次コイルの前後方向及び左右方向における相対位置、並びに、左右ズレ量Δｘを表示し、２次コイルはヨー角を反映して表示する。第１表示態様では、前後ズレ量Δｙを表示しない。一方、前後方向での位置合わせが重要な局面での第２表示態様では、目標域に対する２次コイルの前後方向における相対位置、及び前後ズレ量Δｙに応じた指標を表示する。第２表示態様では、目標域に対する２次コイルの左右方向における相対位置及び左右ズレ量Δｘを表示しないことが好ましい。

図１９は、電動車両が後進する際に第２表示態様で表示する表示部１０７の他の表示例である。図１９に示す表示例１では、２次コイルが車を模写した図形で表され、目標域がハッチングされた矩形で表される。図１９に示す表示例２では、２次コイルが二重線の三角形で表され、目標域がハッチングされた三角形で表される。表示例２では、前後ズレ量Δｙが第２しきい値ｔｈ２未満（Δｙ＜ｔｈ２）になると２つの三角形がぴったりと重なって表示される。図１９に示す表示例３では、前後ズレ量Δｙに応じて変化する指標が表示される。表示例３では、前後ズレ量Δｙが第２しきい値ｔｈ２未満（Δｙ＜ｔｈ２）になると、指標が表示されなくなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、送電装置の１次コイルに対して電動車両の２次コイルを位置合わせする際には、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び２次コイルのヨー角が表示部１０７に表示されるため、電動車両の運転者は、表示部１０７の画面を参照すれば１次コイルに対する２次コイルの状態を的確に把握できる。具体的には、左右方向での位置合わせの重要な局面である目標左右領域に２次コイルが含まれない（Δｘ≧ｔｈ１）場合と、前後方向での位置合わせの重要な局面である目標左右領域に２次コイルが含まれる（Δｘ＜ｔｈ１）場合とで、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び２次コイルのヨー角が表示態様を変えて表示部に表示される。目標左右領域に２次コイルが含まれない（Δｘ≧ｔｈ１）場合には、１次コイルに対する２次コイルの相対位置及び２次コイルのヨー角が表示部に表示される。また、前後方向での位置合わせの重要な局面である目標左右領域に２次コイルが含まれる（Δｘ＜ｔｈ１）場合には、１次コイルに対して２次コイルが前後方向に近づくほど、表示部には相対位置の表示態様が拡大して表示される。したがって、運転者が表示部の画面を見ながら電動車両を運転することによって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。さらに表示部に加えて、１次コイルと２次コイルの間の結合係数を測定する手段か、１次コイルと２次コイルの各位置情報を取得する手段を備えたていれば本実施形態を実現できるため、位置合わせの支援を低コストに行える。

また、左右方向での位置合わせが重要な局面（第１表示態様）では、相対位置として左右方向に係る情報を前後方向に係る情報よりも多く表示する。このとき、電動車両の運転者は、表示部に表示される第１表示態様の画面を参照すれば、適切な精度での左右方向の位置合わせを容易に行うことができる。一方、前後方向での位置合わせが重要な局面（第２表示態様）では、相対位置として前後方向に係る情報を左右情報に係る情報よりも多く表示する、又は前後方向に係る情報のみを表示する。このとき、電動車両の運転者は、表示部に表示される第２表示態様の画面を参照すれば、適切な精度での前後方向の位置合わせを容易に行うことができる。また、表示部に表示される相対位置として左右方向よりも前後方向に係る情報が多いため、運転者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、電動車両の運転者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

また、表示部に表示する２次コイルのヨー角を、左右方向での位置合わせが重要な局面である第１表示態様のときにはそのまま表示する。２次コイルのヨー角は、主に左右方向の位置合わせの精度に依存するため、電動車両の運転者は、表示部に表示される第１表示態様の画面を参照すれば、適切な精度での左右方向の位置合わせを容易に行うことができる。一方、表示部に第２表示態様で表示する場合、電動車両が操舵角０度の状態で後進して、目標前後領域に２次コイルが含まれる位置まで移動すると目標域に２次コイルが含まれれば２次コイルのヨー角は表示されないため、第２表示態様の画面を参照する電動車両の運転者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、電動車両の運転者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

また、表示部には、相対位置及び２次コイルのヨー角に加えて、２次コイルを１次コイルに位置合わせする際の目標域が表示される。このため、運転者が表示部の画面を見ながら、２次コイルが目標域に含まれるよう電動車両を運転することによって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

また、目標左右領域に２次コイルが含まれる状態（Δｘ＜ｔｈ１）のとき、１次コイルに近づくよう２次コイルを変位させた場合に当該２次コイルが目標域に含まれないと推定されれば、運転者には操舵角θを徐々に０度にするよう指示し、かつ２次コイルのヨー角をそのまま表示部に表示する。すなわち、目標左右領域に２次コイルが含まれる状態から２次コイルを１次コイルに近づけると、２次コイルが左右方向に大きく変位して目標域に含まれないのであれば、当該２次コイルのヨー角は運転者にとって重要な情報である。この場合、そのままのヨー角で２次コイルを表示部に表示して、操舵角θを徐々に０度にするよう指示することで、電動車両の運転者には適切な精度の位置合わせを要求する。したがって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。

一方、目標左右領域に２次コイルが含まれる状態（Δｘ＜ｔｈ１）のとき、１次コイルに近づくよう２次コイルを変位させた場合に当該２次コイルが目標域に含まれると推定されれば、運転者には操舵角θを維持するよう指示し、かつヨー角を軽減又は削除した状態で２次コイルを表示部に表示する。すなわち、目標左右領域に２次コイルが含まれる状態から２次コイルを１次コイルに近づけても、２次コイルが左右方向に大きく変位せず目標域に含まれるのであれば、当該２次コイルのヨー角は運転者にとって重要な情報ではない。この場合、表示部にはヨー角を軽減又は削除した状態の２次コイルを表示し、操舵角θを維持するよう指示することによって、電動車両の運転者には、左右方向における過度な精度の位置合わせを要求しない。したがって、適切な精度の位置合わせを容易に行うことができる。また、表示部に表示する情報として２次コイルのヨー角を軽減又は削除すれば、表示部の画面を参照する電動車両の運転者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、電動車両の運転者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

また、２次コイルのヨー角は、１次コイルに対する２次コイルの相対位置の経時変化を左右方向と前後方向に分解した情報に基づき算出される。したがって、特殊なセンサを必要とすることなく、２次コイルの正確なヨー角が得られる。

目標左右領域に２次コイルが含まれない状態（Δｘ≧ｔｈ１）から含まれる状態（Δｘ＜ｔｈ１）に変化すると、電動車両の運転者は、操舵角に関する通知によって、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。また、当該通知があれば、運転者は前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。また、当該通知によって前後方向での位置合わせのみを行えば良いことが把握されれば、電動車両の運転者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

目標左右領域に２次コイルが含まれない状態（Δｘ≧ｔｈ１）から含まれる状態（Δｘ＜ｔｈ１）に変化すると、表示部には左右方向に係る情報は表示されなくなる。電動車両の運転者は、表示部に表示される相対位置の左右方向に係る情報が除かれた画面から、２次コイルの左右方向の位置合わせが完了し、あとは前後方向での位置合わせのみを行えば良いことを把握できる。また、表示部に表示する相対位置の左右方向に係る情報を除くことで、表示部の画面を参照する運転者は、前後方向の位置合わせに集中して左右方向の操作を行わなくなると考えられる。その結果、電動車両の運転者による相対位置の左右方向の変化を抑止できる。

相対位置及び２次コイルのヨー角は図形によって表示されるため、電動車両の運転者は、１次コイルに対する２次コイルの状態を視覚的に把握できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態では、電動車両に搭載された受電装置と路面等に配設された送電装置とが、電動車両のバッテリを充電するための送受電システムを構成し、受電装置が備えるＥＣＵ１０９が上記処理を行うが、送電装置に設けられた処理部が同様の処理を行っても良い。この場合、送電装置の処理部が上記処理を行うことによって得られた情報が送信部から電動車両に送信され、電動車両の表示部１０７に表示される。

また、上記説明した電動車両は、１ＭＯＴ型のＥＶ（Electrical Vehicle）であるが、複数のモータジェネレータを搭載したＥＶであっても、少なくとも１つのモータジェネレータと共に内燃機関を搭載したＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle）であっても良い。

１１ １次コイル
１０１ 駆動部
１０３ 整流器
１０５ ２次コイル
１０７ 表示部
１０９ ＥＣＵ
１１１ 近距離無線部
１１３ ＧＰＳ処理部
１５１ バッテリ
１５３ ＶＣＵ
１５５ ＰＤＵ
１５７ モータジェネレータ
１５９ パワーステアリングユニット
Ｓ ステアリングホイール
Ｗ 駆動輪

Claims (20)

1. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルから非接触で受電する２次コイルと、
   前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部と、
   表示部と、
   前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、を備え、
   前記処理部は、
   前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
   前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置。
2. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルから非接触で受電する２次コイルと、
   前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部と、
   表示部と、
   前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、
   前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部と、を備え、
   前記処理部は、
   前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
   前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置。
3. 請求項１又は２に記載の受電装置であって、
   前記処理部は、
   前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
   前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の受電装置であって、
   前記処理部は、
   前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
   前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれる場合、前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定されれば、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、受電装置。
5. 請求項４に記載の受電装置であって、
   前記処理部は、前記目標域に関する情報を前記表示部に表示する、受電装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の受電装置であって、
   前記処理部は、前記相対位置の前記左右方向に係る情報の時間変化及び前記相対位置の前記前後方向に係る情報の時間変化に基づき、前記２次コイルの傾きを算出する、受電装置。
7. 請求項３から６のいずれか１項に記載の受電装置であって、
   前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化した際に、所定の通知を行う、受電装置。
8. 請求項３から６のいずれか１項に記載の受電装置であって、
   前記受電装置は車両に搭載され、
   前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化した際に、前記車両の操舵角に関する通知を行う、受電装置。
9. 請求項８に記載の受電装置であって、
   前記２次コイルの傾きを保持しつつ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合の前記操舵角に関する通知は、前記操舵角を徐々に略０度に変更するよう求める通知である、受電装置。
10. 請求項８又は９に記載の受電装置であって、
    前記２次コイルの傾きを保持しつつ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれると推定される場合の前記操舵角に関する通知は、前記操舵角を維持するよう求める通知である、受電装置。
11. 請求項３から１０のいずれか１項に記載の受電装置であって、
    前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、前記相対位置に関する情報のうち前記左右方向に係る情報を減らして前記表示部に表示する、受電装置。
12. 請求項３から１０のいずれか１項に記載の受電装置であって、
    前記処理部は、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない状態から含まれる状態に変化すると、前記相対位置に関する情報のうち前記左右方向に係る情報を除いて前記表示部に表示する、受電装置。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の受電装置であって、
    前記相対位置に関する情報は、前記相対位置を図形によって示す情報を含み、
    前記２次コイルの傾きに関する情報は、前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを図形によって示す情報を含む、受電装置。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の受電装置を有する、輸送機器。
15. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルと、
    前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部、及び表示部を有する受電装置に情報を送信する送信部と、
    前記受電装置の前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
    前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
    前記送信部は、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記受電装置に送信し、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記受電装置の前記表示部には、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報が表示される、送電装置。
16. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルと、
    前記１次コイルから非接触で受電する２次コイル、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部、及び表示部を有する受電装置に情報を送信する送信部と、
    前記受電装置の前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、
    前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
    前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
    前記送信部は、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記受電装置に送信し、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記受電装置の前記表示部には、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報が表示される、送電装置。
17. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルと、
    前記１次コイルから非接触で受電する２次コイルと、
    前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部と、
    表示部と、
    前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
    前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、送受電システム。
18. 互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルと、
    前記１次コイルから非接触で受電する２次コイルと、
    前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部と、
    表示部と、
    前記表示部に表示する映像を処理する処理部と、
    前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部と、を備え、
    前記処理部は、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定し、
    前記取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出し、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する、送受電システム。
19. 表示部に表示する映像によって、互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルから非接触で受電する２次コイルの、前記１次コイルへの位置合わせを支援する制御方法であって、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定する工程と、
    前記１次コイルと前記２次コイルの間の結合係数及び該結合係数の時間変化に基づき、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部によって変位する前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出する工程と、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する工程とを含む、制御方法。
20. 表示部に表示する映像によって、互いに直交する前後方向と左右方向から成る平面に配設された１次コイルから非接触で受電する２次コイルの、前記１次コイルへの位置合わせを支援する制御方法であって、
    前記１次コイルを含む前記平面上の目標域を決定する工程と、
    前記１次コイルの位置情報及び前記２次コイルの位置情報を取得する取得部が取得した前記１次コイルと前記２次コイルの各位置情報及び該各位置情報の時間変化に基づき、前記１次コイルに対する前記２次コイルの前記平面上の相対位置を変位可能な駆動部によって変位する前記相対位置及び前記１次コイルに対する前記２次コイルの傾きを算出する工程と、
    前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれ且つ前記２次コイルが前記目標域の前記前後方向に含まれる位置まで変位したとき、前記目標域に前記２次コイルが含まれないと推定される場合と、前記目標域の前記左右方向に前記２次コイルが含まれない場合との少なくとも一方の場合に、前記相対位置に関する情報及び前記２次コイルの傾きに関する情報を前記表示部に表示する工程とを含む、制御方法。

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