WO2023166821A1 - 送電装置、非接触給電システム、送電方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

移動可能な受電装置（２００）に非接触で給電を行うための送電装置（１００）は、送電コイル（１１２）および送電共振コンデンサを有する送電共振回路（１１０）と、送電共振回路に交流電力を供給するための送電回路（１３０）と、受電装置から発信される送電要求信号を受信するための送電要求信号受信部（１７２）と、送電コイルに流れる電流値を切り替えるための切替部（１７４）であって、送電要求信号を受信した場合に、送電共振回路の入力インピーダンスを変化させることによって、送電コイルに流れる電流値を、受電装置に給電可能な電流値に切り替える切替部と、を備える。

Description

送電装置、非接触給電システム、送電方法、およびプログラム 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２２年３月４日に出願された日本出願番号２０２２－０３３６１８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、送電装置、非接触給電システム、送電方法、およびプログラムに関する。

　可変コンデンサを用いて送電側共振回路の入力インピーダンスを切り替える送電装置と受電装置とを備える非接触給電システムが知られている（例えば、特開２０２１－２３０９４号公報）。この非接触給電システムでは、受電コイルが送電コイルに対して非対向状態から対向状態に変化した際に送電コイルに発生する磁束の変化に応じて可変コンデンサのキャパシタンスが変化するように設定されている。具体的には、受電コイルと送電コイルとが対向する状態では、可変コンデンサのキャパシタンスが小さい値に切り替えられることにより入力インピーダンスが小さくされて送電コイルに大きな電流が流れる給電状態とされ、受電コイルと送電コイルとが互いに非対向の状態では、可変コンデンサのキャパシタンスを大きい値に切り替えられることにより入力インピーダンスが大きくされて送電コイルに待機電流が流れる非給電状態とされている。

　しかし、受電コイルのサイズや形状のばらつき、送電コイルに対する受電コイルの相対位置のばらつきなどに起因して、受電コイルが送電コイルに対して非対向状態から対向状態に変化した場合であっても送電コイルに発生する磁束の変化が小さくなることがある。この場合には、送電コイルと受電コイルとが共振できず、送電装置から受電装置への給電が開始されないことがある。

　本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

　本開示の一形態によれば、移動可能な受電装置に非接触で給電を行うための送電装置が提供される。この送電装置は、送電コイルおよび送電共振コンデンサを有する送電共振回路と、前記送電共振回路に交流電力を供給するための送電回路と、前記受電装置から発信される送電要求信号を受信するための送電要求信号受信部と、前記送電コイルに流れる電流値を切り替えるための切替部であって、前記送電要求信号を受信した場合に、前記送電コイルに流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値に変化させるためインピーダンスを変更する切替部と、を備える。
　この形態の送電装置によれば、受電装置が送電装置に対して非対向状態から対向状態に変化した場合に送電装置から受電装置への給電が開始されないといった不具合を抑制または防止することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係る送電装置を備える非接触給電システムを示す説明図であり、 図２は、非接触給電システムの回路構成を示す説明図であり、 図３は、送電可能領域の端部に位置する送電共振回路の回路構成を示す説明図であり、 図４は、送電可能領域の内部に位置する送電共振回路の回路構成を示す説明図であり、 図５は、送電装置の切り替え処理を示す説明図であり、 図６は、送電装置の待機状態への移行処理の処理ルーチンを示すフロー図であり、 図７は、送電装置の通電状態への移行処理の処理ルーチンを示すフロー図であり、 図８は、送電装置の停止状態への移行処理の処理ルーチンを示すフロー図であり、 図９は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第１の説明図であり、 図１０は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第２の説明図であり、 図１１は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第３の説明図であり、 図１２は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第４の説明図であり、 図１３は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第５の説明図であり、 図１４は、走行中の車両と送電装置との関係を示す第６の説明図であり、 図１５は、他の実施形態としての送電装置の構成を示す説明図であり、 図１６は、他の実施形態としての受電装置の構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
　図１は、本開示の第１実施形態に係る送電装置１００を備える非接触給電システムを示す概略構成図である。非接触給電システムは、送電装置１００と、受電装置２００とを備えており、送電装置１００から受電装置２００に非接触で電力を供給することが可能なシステムである。図１ならびに図１以降の各図に示すＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向とも呼ぶ。図１の例では、Ｘ軸方向は、車両走行路ＲＳの車線に沿った車両ＣＲの進行方向と一致し、Ｙ軸方向は、車両走行路ＲＳの幅方向と一致し、Ｚ軸方向は重力方向と一致している。

　送電装置１００は、送電共振回路１１０と、送電回路１３０と、電源回路１４０と、を備えている。本実施形態では、送電共振回路１１０と、送電回路１３０と、電源回路１４０とは、車両走行路ＲＳの内部に埋設されている。ただし、送電共振回路１１０、送電回路１３０、ならびに電源回路１４０は、車両走行路ＲＳの内部には限らず、車両走行路ＲＳ上に露出されていてもよい。送電回路１３０、および電源回路１４０は、例えば側道に配置されてもよく、車両走行路ＲＳ上において車両ＣＲの走行の弊害とならない位置に配置されてもよい。

　電源回路１４０は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ回路であり、系統電源などの交流電源からの交流電力を直流電力に変換して送電回路１３０に供給する。送電回路１３０は、電源回路１４０から供給される直流電力を動作周波数の交流電力に変換して送電共振回路１１０に供給するインバータ等を含む装置である。送電回路１３０には、整流回路やフィルタ回路などが含まれてもよい。

　送電共振回路１１０は、電磁誘導現象を利用して送電コイル１１２に誘導された交流電力を受電共振回路２１０に送電する。図１に示すように、複数の送電共振回路１１０、具体的には４つの送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓが車両走行路ＲＳにおいて車両ＣＲの進行方向（Ｘ軸方向）に沿った直線状に連続的に敷設されている。送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓは、互いに当接して配列されている。また、４つの送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓに対して一つの送電回路１３０が設けられている。これにより、一つの送電回路１３０および複数の送電共振回路１１０は、略直線状に配列された一つの送電可能領域ＳＣ１を形成している。図１の例では、送電可能領域ＳＣ１から所定の距離だけ離れた位置には、さらに、送電可能領域ＳＣ１と同様に構成された送電可能領域ＳＣ２が設けられている。

　図２に示すように、送電共振回路１１０は、図２に示すように、送電コイル１１２と、共振コンデンサとして機能する送電共振コンデンサ１１６とが直列に接続されている共振回路である。送電共振コンデンサ１１６は、送電コイル１１２に供給された電力を共振させるための共振コンデンサである。送電共振コンデンサ１１６には、後述するように、キャパシタンスの大きさを可変可能なユニットが用いられている。なお、以下では、送電回路１３０が送電共振回路１１０に印加する交流電圧をＶ１、交流電流をＩ１、動作周波数をｆ０、動作角周波数をω０（＝２π・ｆ０）として説明する。なお、送電コイル１１２と、送電共振コンデンサ１１６とは、並列に接続されていてもよい。

　送電装置１００から受電装置２００に給電が行われる場合には、キャパシタンスＣ１は、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１（Ｖ１／Ｉ１）が小さな状態となって、給電用の大きなコイル電流が送電コイル１１２に流れるような値に設定される。送電装置１００から受電装置２００に給電が行われない場合には、キャパシタンスＣ１は、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１が大きな状態となって、待機用の小さなコイル電流が送電コイル１１２に流れるような値に設定される。

　ここで、入力インピーダンスＺ１は、簡易的にはＺ１＝ｊ［ω０・Ｌ１－１／（ω０・Ｃ１）］で表される。Ｌ１は送電コイル１１２の自己インダクタンスである。従って、入力インピーダンスＺ１を小さくするには、［ω０・Ｌ１－１／（ω０・Ｃ１）］の絶対値が予め定めたインピーダンスとなるようなキャパシタンスＣ１に設定されればよい。また、入力インピーダンスＺ１を大きくするには、予め定めた待機電流に対応するインピーダンスとなるように、キャパシタンスＣ１を、入力インピーダンスＺ１を小さくする場合に比べて小さくすればよい。以上のことから、上記したように、入力インピーダンスＺ１を小さくする場合にはキャパシタンスＣ１を給電用のキャパシタンスに設定し、入力インピーダンスＺ１を大きくする場合にはキャパシタンスＣ１を待機用のキャパシタンスに設定している。

　送電共振コンデンサ１１６の給電時におけるキャパシタンスＣ１は、例えば、送電コイル１１２の自己インダクタンスＬ１に対して、動作周波数ｆ０が共振周波数となるように、Ｃ１＝１／（ω０^２・Ｌ１）に設定される。また、給電時のキャパシタンスＣ１は、動作周波数ｆ０のｘ次倍（ｘは２以上の正数）の高調波周波数が共振周波数となるように設定されてもよい。すなわち、給電時のキャパシタンスＣ１は、動作周波数ｆ０の交流電力が送電共振回路１１０と受電共振回路２１０との間で効率良く送電されるように、種々の予め定めた設定条件に従って、送電コイル１１２の自己インダクタンスＬ１や動作周波数ｆ０（動作角周波数ω０）等に基づいて設定されてもよい。非給電時のキャパシタンスＣ１は、入力インピーダンスＺ１が予め定めた値の待機電流に対応する値となるように、給電時のキャパシタンスＣ１の値に比べて十分に小さな値に設定される。

　図１に示すように、受電装置２００は、電子機器や電気自動車等のように、電力を利用して作動する種々の装置に搭載される。本実施形態では、受電装置２００は、車両ＣＲに搭載されている。車両ＣＲは、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の電力を動力として利用する駆動モータを搭載する車両である。受電装置２００は、受電共振回路２１０と、受電回路２２０と、バッテリ２３０と、受電側狭域通信部２７０とを備えている。

　受電共振回路２１０は、例えば、車両ＣＲの底面に配置されている。受電共振回路２１０は、受電コイル２１２を含んでいる。受電共振回路２１０は、受電コイル２１２と送電コイル１１２とが磁気的に結合された共振結合の状態において、受電コイル２１２に誘導された交流電力を得るための回路である。受電コイル２１２は、車両ＣＲの底部において、送電共振回路１１０の送電コイル１１２と対向可能な位置に設置されている。受電共振回路２１０に誘導された電力は、受電回路２２０を介してバッテリ２３０に充電され、不図示のモータ等を駆動するために利用される。

　図２に示すように、受電共振回路２１０も、送電共振回路１１０と同様に、直列に接続された受電コイル２１２と受電共振コンデンサ２１６とを有する共振回路である。受電共振回路２１０は、受電コイル２１２に誘導された交流電力を得る装置である。具体的には、受電共振回路２１０は、送電共振回路１１０と共振することで、送電装置１００からの交流電力を非接触で受電する。受電コイル２１２が送電コイル１１２に対して対向する対向状態になると、送電コイル１１２と受電コイル２１２とが電磁気的に結合し、送電共振回路１１０と共振する。なお、図２に示すように、送電共振回路１１０及び受電共振回路２１０には、一次直列二次直列コンデンサによる共振方式（「ＳＳ方式」とも呼ばれる）が適用されている。また、送電側が単相の送電コイル１１２で構成され、受電側が単相の受電コイル２１２で構成された送電側単相－受電側単相の非接触給電方式が適用されている。送電コイル１１２のインダクタンスはＬｔ、送電共振コンデンサ１１６のキャパシタンスはＣｔで表されている。また、受電コイル２１２のインダクタンスはＬｒ、受電共振コンデンサ２１６のキャパシタンスはＣｒで表されている。

　受電回路２２０は、受電共振回路２１０から出力される交流電力を直流電力に変換する。受電回路２２０から出力される直流電力は、バッテリ２３０の充電などに利用することができる。受電回路２２０は、例えば、フィルタ回路と、交流電力を直流電力に変換する整流回路と、バッテリ２３０の充電に適した直流電力に変換する電力変換回路とを有している。バッテリ２３０は、例えば、車両ＣＲの駆動源である駆動モータを駆動するための直流電力を出力する二次電池である。受電回路２２０からの直流電力は、図示しない補機バッテリの充電や、駆動モータや補機の駆動に利用されてもよい。

　図１に示すように、送電コイル１１２は、受電コイル２１２が対向している状態において、送電回路１３０からの交流電力が供給される。そして、送電コイル１１２と受電コイル２１２とが電磁結合することによって、送電コイル１１２から受電コイル２１２に交流電力が送電される。受電コイル２１２に送電された交流電力は、受電回路２２０を介してバッテリ２３０に充電される。これに対して、受電コイル２１２が対向していない状態の送電コイル１１２には、後述するように、送電回路１３０からの交流電力の供給は行なわれない。

　受電共振コンデンサ２１６のキャパシタンスＣ２は、給電時のキャパシタンスＣ１と同様に、受電コイル２１２の自己インダクタンスＬ２に対して、動作周波数ｆ０が共振周波数となるように、Ｃ２＝１／（ω０^２・Ｌ２）に設定される。また、キャパシタンスＣ２は、送電コイル１１２と受電コイル２１２との互いの結合係数を考慮して設定されてもよい。また、キャパシタンスＣ２は、動作周波数ｆ０のｘ倍の高調波周波数が共振周波数となるように設定されてもよい。すなわち、キャパシタンスＣ２は、動作周波数ｆ０の交流電力が送電共振回路１１０と受電共振回路２１０との間で効率良く送電されるように、種々の予め定めた設定条件に従って、受電コイル２１２の自己インダクタンスＬ２や動作周波数ｆ０（動作角周波数ω０）、結合係数等に基づいて設定されてもよい。

　受電側狭域通信部２７０は、狭域通信によって、送電装置１００に対して、送電要求信号を送電装置１００に発信する送電要求信号送信部として機能する。「送電要求信号」とは、送電装置１００を給電可能な通電状態に切り替えるために用いられる信号である。本実施形態では、送電要求信号には、車両ＣＲの位置情報とＩＤ情報とが含まれる。「送電要求信号に含まれる車両ＣＲの位置情報」とは、ＲＦタグとしての受電側狭域通信部２７０と送電側狭域通信部１７０との狭域通信の成立に基づき、送電側狭域通信部１７０から所定の距離以内に車両ＣＲが検出されたことを意味する。ただし、これに限らず、「送電要求信号に含まれる車両ＣＲの位置情報」には、車両ＣＲの絶対位置の情報と、送電装置１００に対する車両ＣＲの相対位置の情報とが含まれてもよい。「ＩＤ情報」とは、受電装置２００を搭載する車両ＣＲの識別情報である。ただし車両ＣＲの識別情報のみには限らず、受電装置２００に含まれる受電コイル２１２の識別情報、あるいは受電装置２００の使用者の識別情報であってもよく、またこれらを組み合わせてもよく、これらに関連付けられた種々の識別情報であってもよい。本開示において、「狭域通信」とは、通信距離が５メートル以下の無線通信を意味する。狭域通信での通信距離は、走行する複数の車両に対する一の車両ＣＲの識別性の向上、送電装置１００の電磁両立性（ＥＭＣ）の向上、ならびに受電装置２００との非対向状態における不要な電力消費や不要な磁束の発生を抑制する観点などから、１～１００センチメートル程度であることがより好ましい。

　本実施形態では、受電側狭域通信部２７０には、９００ＭＨｚ帯や２．４５ＧＨｚ帯の電波方式を利用したアクティブタイプのＲＦ－ＩＤ（Radio Frequency-Identification：無線移動識別）タグが採用されている。以下の説明において、ＲＦ－ＩＤタグを「ＲＦタグ」とも呼ぶ。受電側狭域通信部２７０は、アクティブタイプのＲＦ－ＩＤを採用することにより、予め定められた単位時間ごとの定期的な通信を行い、送電要求信号を定期的に発信することができる。ただし、受電側狭域通信部２７０は、パッシブタイプのＲＦタグであってもよい。受電側狭域通信部２７０は、電波方式に代えて、電磁誘導方式のＲＦタグであってもよい。また、受電側狭域通信部２７０は、ＲＦ－ＩＤタグには限定されず、例えば、ループアンテナを利用する近距離無線通信技術でもよく、例えば磁界を用いた通信方式に直交周波数分割多重方式としての「Wavelet OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）」を適用した近距離無線通信技術が用いられてもよく、また、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などの５．８ＧＨｚ帯を利用した双方向の無線通信方式を利用した無線通信が用いられてもよい。

　図１に示すように、本実施形態では、車両ＣＲは、さらに、車両情報取得部２６０と、車両制御部２８０と、受電側広域通信部２９０と、を備えている。車両制御部２８０は、ＣＰＵとメモリとを含む回路である。車両制御部２８０は、受電装置２００ならびに車両ＣＲの各部を統率する。車両制御部２８０は、車両ＣＲの運転のための各種の制御を実行し、自動運転と手動運転のいずれの場合にも利用される。メモリには、本実施形態において提供される機能を実現するための各種プログラムが格納されており、車両制御部２８０は、ＣＰＵによってメモリに格納されたコンピュータプログラムが実行されることによって、各部の機能をそれぞれ実現する。なお、車両制御部２８０の機能の一部をハードウェア回路で実現するようにしてもよい。

　車両情報取得部２６０は、非接触給電システムならびに車両ＣＲの走行に関わる各種の支援情報を取得する。車両情報取得部２６０は、ＧＮＳＳ受信機２６２と、ナビゲーション装置２６４と、を含んでいる。ＧＮＳＳ受信機２６２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する人工衛星から受信した航法信号に基づいて、車両ＣＲの現在位置（経度・緯度）を測位する。ナビゲーション装置２６４は、目的地と、ＧＮＳＳ受信機２６２で検出される自車位置とに基づいて、走行予定ルートを決定する機能を有する。走行予定ルートの決定や修正のために、ＧＮＳＳ受信機２６２に加えて、ジャイロ等の他のセンサを利用してもよい。

　受電側広域通信部２９０は、広域通信によって、送電装置１００に対して送電装置１００の利用予約の申請を行う。具体的には、受電側広域通信部２９０は、送電装置１００の利用予約の申請のために必要な情報、例えば、車両ＣＲの自車位置や走行予定ルート、ならびに車両ＣＲのＩＤ情報を、送電装置１００に送信する。車両ＣＲのＩＤ情報には、例えば、上述した受電側狭域通信部２７０によって送信されるＩＤ情報と同じ情報が用いられる。

　「広域通信」とは、通信距離が後述する狭域通信の通信距離よりも広い無線通信を意味する。広域通信は、例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ、Ｌｏｃａｌ　５Ｇ）や第４世代移動通信システム（LTE-Advanced、４Ｇ）、ＬＴＥなどの移動通信システム、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ローカルネットワーク（ＬＡＮ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いた無線通信などによって実現され得る。送電装置１００との無線通信には、基地局やサーバなどを介した間接的な送電装置１００との無線通信が含まれる。

　本実施形態では、送電装置１００は、さらに、送電側狭域通信部１７０と、送電側制御部１８０と、送電側広域通信部１９０とを備えている。送電側広域通信部１９０は、広域通信によって、車両ＣＲからの利用予約の申請を受信する。送電側広域通信部１９０が取得した情報は、送電側制御部１８０に出力される。送電側制御部１８０は、ＣＰＵとメモリとを含む回路である。送電側制御部１８０は、車両ＣＲから送電側広域通信部１９０を介して受信した情報に基づいて、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１を変化させることにより、送電コイル１１２に流れる電流値を切り替えて、送電装置１００の停止状態と、待機状態とを切り替える。「送電装置１００の停止状態」とは、送電回路１３０の駆動が停止されることにより、送電回路１３０から送電共振回路１１０への電力供給が停止されている状態を意味する。「送電装置１００の待機状態」とは、送電回路１３０が駆動されているが受電装置２００への給電が行われない状態である。送電装置１００の待機状態では、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１が大きな状態となって待機用の小さなコイル電流が送電コイル１１２に流れている状態である。

　送電側狭域通信部１７０は、狭域通信によって、受電側狭域通信部２７０から発信される送電要求信号などを受信し、受信した送電要求信号に基づいて送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１を変化させるためのインターフェースである。図１に示すように、送電側狭域通信部１７０は、受信部１７２と、切替部１７４とを備えている。

　受信部１７２は、受電側狭域通信部２７０から発信される送電要求信号などを取得する。受信部１７２には、例えば、受電側狭域通信部２７０に用いられる無線通信の方法に対応するリーダを用いることができる。本実施形態では、受信部１７２は、ＲＦタグを認識可能なＲＦリーダを採用している。ただし、受信部１７２は、上述したループアンテナを用いた磁界を用いた通信方式に対応する受信機とすることも可能である。

　切替部１７４は、送電共振回路１１０に流れる電流値を切り替えるための回路である。具体的には、切替部１７４は、受信部１７２が受電側狭域通信部２７０からの送電要求信号を取得した場合に、送電共振回路１１０に設けられるスイッチ回路などを切り替えることで、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１を変化させ、送電コイル１１２に流れる電流値を受電装置２００に対して給電可能な電流値へと切り替える。本実施形態において、切替部１７４は、例えば、送電コイル１１２のコイル中心に配置されており、送電コイル１１２と一体に設けられている。受信部１７２は、送電要求信号を受信する送電要求信号受信部として機能する。

　図１に示すように、本実施形態では、送電側狭域通信部１７０は、送電可能領域ＳＣ１に含まれる４つの送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓのうち、送電可能領域ＳＣ１の端部に位置する送電共振回路１１０の近傍に配置されている。ここで、「送電可能領域ＳＣ１の端部」とは、送電可能領域ＳＣ１を形成する複数の送電共振回路における配列上での端部を意味する。送電可能領域ＳＣ１の端部に位置する送電共振回路に含まれる送電コイルを、「端部コイル」とも呼ぶ。図１の例では、送電可能領域ＳＣ１には、直線状に配列された４つの送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓのうち、送電共振回路１１０Ｐおよび送電共振回路１１０Ｓが、送電可能領域ＳＣ１の端部に位置する送電共振回路１１０に該当する。また、本実施形態では、送電側狭域通信部１７０は、端部コイル１１２Ｐ，１１２Ｓのうち、車両走行路ＲＳにおいて車両が走行し得る車両ＣＲの走行経路と、送電可能領域ＳＣ１とを重ねた場合に、車両ＣＲが走行経路に従って走行した場合に最初に交差する端部コイル１１２Ｐの近傍にのみ配置されている。走行する複数の車両に対する一の車両ＣＲの識別性の向上、送電装置１００の電磁両立性（ＥＭＣ）の向上、ならびに受電装置２００との非対向状態における不要な電力消費や不要な磁束の発生を抑制する観点などから、車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐに近接したことを高い精度で検出できることが好ましい。そのため、受信部１７２の設置位置は、端部コイル１１２Ｐの設置位置に近いことが好ましく、例えば、受信部１７２が端部コイル１１２Ｐのコイル面内に配置されるなど、受信部１７２と端部コイル１１２Ｐとの座標が平面視で互いに重なっていることがより好ましい。

　図３および図４を用いて、送電共振回路１１０に流れる電流値の切り替え方法について説明する。端部コイル１１２Ｐを有する送電共振回路１１０Ｐでは、図３に示すように、送電共振コンデンサ１１６Ｐは、複数のコンデンサ１１６Ｐａ，１１６Ｐｂおよび双方向スイッチ回路１１７を用いたユニットが用いられている。なお、図３および図４では、技術の理解を容易にするために、図２に示した送電装置１００の構成要素のうちの送電共振回路１１０Ｐ、送電側狭域通信部１７０および電流センサ３１０を示しており、他の構成要素を省略している。

　送電側狭域通信部１７０は、送電共振コンデンサ１１６Ｐと、送電側狭域通信部１７０とを用いて入力インピーダンスＺ１を変化させる。具体的には、切替部１７４は、送電共振コンデンサ１１６Ｐの双方向スイッチ回路１１７を切り替えて、送電共振コンデンサ１１６Ｐのキャパシタンスの大きさを切り替えることによって、入力インピーダンスＺ１を変化させる。

　図３に示すように、送電共振コンデンサ１１６Ｐは、並列に配置された第一共振コンデンサ１１６Ｐａと、第二共振コンデンサ１１６Ｐｂと、を有している。但し、第二共振コンデンサ１１６Ｐｂは、直列に接続された双方向スイッチ回路１１７がオンの場合に第一共振コンデンサ１１６Ｐａに対して並列に接続され、双方向スイッチ回路１１７がオフの場合には解放される。送電共振コンデンサ１１６ＰのキャパシタンスＣｔは、双方向スイッチ回路１１７がオフの場合には、第一共振コンデンサ１１６ＰａのキャパシタンスＣｈｓとなり、双方向スイッチ回路１１７がオンの場合には、第一共振コンデンサ１１６ＰａのキャパシタンスＣｈｓと第二共振コンデンサ１１６ＰｂのキャパシタンスＣｈｌとの積算値（Ｃｈｓ＋Ｃｈｌ）となる。

　切替部１７４は、受信部１７２が受信した受電側狭域通信部２７０からのＩＤ情報および送電要求信号に基づいて、双方向スイッチ回路１１７を切り替える。この結果、送電共振コンデンサ１１６ＰのキャパシタンスＣｔの大きさが切り替えられる。受信部１７２が送電要求信号を取得した場合には、切替部１７４は、双方向スイッチ回路１１７をオンにして、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１を、Ｚ１＝Ｚ１ｒとして小さくする。これにより、送電装置１００から受電装置２００への給電を開始することができる。以下、送電装置１００から受電装置２００への給電を開始できる状態を「送電装置１００の通電状態」とも呼ぶ。

　切替部１７４は、送電装置１００から受電装置２００への給電を実行しない非対向状態である場合には、双方向スイッチ回路１１７をオフにして、送電共振回路１１０の入力インピーダンスＺ１を、Ｚ１＝Ｚ１ｎ＞Ｚ１ｒとして大きくする。これにより、送電装置１００から受電装置２００への給電が停止され、送電装置１００を待機状態とすることができる。なお、図１に示すように、送電側狭域通信部１７０は、電流センサ３１０に接続されており、例えば、受電コイル２１２と送電コイル１１２とが非対向状態となり、電流センサ３１０に流れる電流値、すなわち送電コイル１１２に流れる電流値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合には、切替部１７４はこれを検知して、双方向スイッチ回路１１７をオフにして、給電を停止することもできる。あるいは、切替部１７４は、受信部１７２と受電側狭域通信部２７０との狭域通信が途絶えたことを検知して、双方向スイッチ回路１１７をオフにして、給電を停止することもできる。電流センサ３１０は、「送電側検出回路」の一例である。

　図４に示すように、送電共振回路１１０Ｐに隣接する送電共振回路１１０Ｑは、複数のコンデンサ１１６Ｑａ，１１６Ｑｂおよび双方向スイッチ回路１１７を用いたユニットとしての送電共振コンデンサ１１６Ｑと、可変制御回路３２０とを用いて入力インピーダンスＺ１を変化させる。送電共振コンデンサ１１６Ｑの構成は、送電共振コンデンサ１１６Ｐと同様であるので説明を省略する。

　可変制御回路３２０は、受電コイル２１２と送電コイル１１２の対向状態に応じて送電共振コンデンサ１１６ＱのキャパシタンスＣｔを制御することができる。可変制御回路３２０は、電流センサ３２２と、整流回路３２４と、ローパスフィルタ回路３２６（以下、「ＬＰＦ回路３２６」とも呼ぶ）と、電圧変換回路３２８と、を備えている。なお、以下の説明において、端部コイル１１２Ｐおよび送電コイル１１２Ｑ，１１２Ｒ，１１２Ｓを区別しない場合には、「送電コイル１１２」と称して説明する。

　電流センサ３２２は、送電コイル１１２Ｑに流れる電流を検出し、検出電圧として出力する。電流センサ３２２で検出される電流は、受電コイル２１２が送電コイル１１２に対して非対向状態である場合には非常に小さく、非対向状態から対向状態となって正対状態に近づくほど大きくなる。検出電圧は、電流センサ３２２の電流の変化に応じて変化する。電流センサ３２２に流れる電流値に基づき出力される電圧が予め定められた閾値よりも小さくなった場合には、双方向スイッチ回路１１７をオフにして、給電を停止することもできる。電流センサ３２２は、「送電側検出回路」の一例である。整流回路３２４は、検出電圧を整流する。ＬＰＦ回路３２６は、検出電圧の高周波成分を除去する。電圧変換回路３２８は、検出電圧Ｖｄが閾値としての電圧Ｖｔｈ以上であるか否かに基づいて異なる制御電圧Ｖｓを出力するコンパレータを用いた回路である。

　電圧変換回路３２８は、非対向状態により検出電圧Ｖｄが閾値としての電圧Ｖｔｈよりも小さい値として検出されると、双方向スイッチ回路１１７をオフとする制御電圧Ｖｓを出力する。この結果、送電共振回路１１０Ｑの入力インピーダンスＺ１を、Ｚ１＝Ｚ１ｎ＞Ｚ１ｒとして大きくして、端部の送電共振回路１１０Ｐに隣接する送電共振回路１１０Ｑにおいても同様に、非対向状態において送電装置１００から受電装置２００への給電を停止することができる。

　電圧変換回路３２８は、対向状態により検出電圧Ｖｄが閾値としての電圧Ｖｔｈ以上の値として検出されると、双方向スイッチ回路１１７をオンとする制御電圧Ｖｓを出力する。この結果、送電共振回路１１０Ｑの入力インピーダンスＺ１をＺ１＝Ｚ１ｒとして小さくして、送電共振回路１１０Ｑに入力される入力インピーダンスＺ１をＺ１＝Ｚ１ｒとして小さくし、端部の送電共振回路１１０Ｐに隣接する送電共振回路１１０Ｑにおいても同様に、対向状態において送電装置１００から受電装置２００への給電を開始することができる。

　送電共振コンデンサ１１６ＱのキャパシタンスＣｔは、非対向状態では第一共振コンデンサ１１６ＱａのキャパシタンスＣｈｓとなり、対向状態では第一共振コンデンサ１１６ＱａのキャパシタンスＣｈｓと第二共振コンデンサ１１６ＱｂのキャパシタンスＣｈｌとの積算値（Ｃｈｓ＋Ｃｈｌ）となる。なお、第一共振コンデンサ１１６ＱａのキャパシタンスＣｈｓおよび第二共振コンデンサ１１６ＱｂのキャパシタンスＣｈｌは、対向状態のキャパシタンスＣｔ＝（Ｃｈｓ＋Ｃｈｌ）が共振キャパシタンスＣ１で、非対向状態のキャパシタンスＣｔ＝Ｃｈｓが共振キャパシタンスＣ１よりも小さくなるように、かつ、Ｃｈｓ＜Ｃｈｌとなるように設定すればよい。

　図５から図１４を用いて、本実施形態の送電装置１００によって実行される給電処理について説明する。図９から図１４では、受電装置２００を搭載した車両ＣＲが送電装置１００の送電可能領域ＳＣ１に向かって走行し、送電可能領域ＳＣ１を通過する様子が示されている。図９から図１４では、図示の便宜のために、送電側狭域通信部１７０が端部コイル１１２Ｐから離間して示されているが、実際には、端部コイル１１２Ｐと送電側狭域通信部１７０との座標は平面視で互いに一致している。なお、図９から図１４では、技術の理解を容易にするために、機能がアクティブな状態の部分にハッチングを付している。また、図９から図１４では、図示の便宜のために、一部の構成要素の名称が略して記載されている。

　図９から図１４には、送電装置１００の端部コイル１１２Ｐからの通電開始距離ＤＴ２と、端部コイル１１２Ｐからの準備距離ＤＴ１とが模式的に示されている。通電開始距離ＤＴ２は、例えば、受電装置２００の受電側狭域通信部２７０と、送電装置１００の送電側狭域通信部１７０との間で送電要求信号の授受が可能な距離を用いて設定することができる。本実施形態では、通電開始距離ＤＴ２は、受電側狭域通信部２７０の通信距離としての１００センチメートルで設定されている。準備距離ＤＴ１は、通電開始距離ＤＴ２よりも長い距離であり、車両ＣＲの進入により送電装置１００を準備状態に移行させるための領域を規定している。準備距離ＤＴ１は、車両ＣＲが準備距離ＤＴ１から通電開始距離ＤＴ２を差し引いた距離（ＤＴ１－ＤＴ２）を走行している間に送電回路１３０を待機状態に移行できればよく、例えば、送電回路１３０を準備状態に移行するために必要な時間と、車両ＣＲと送電装置１００との離隔距離と、車両ＣＲの走行速度とから導出することができる。

　図５に示すように、送電装置１００から受電装置２００への給電処理において、ステップＳ１０では、停止状態の送電装置１００が待機状態へと移行する。具体的には、図６に示すように、ステップＳ１１０では、車両ＣＲが送電装置１００の利用予約の申請を開始する。送電装置１００の利用予約とは、送電装置１００から受電装置２００への給電を行うための送電装置１００の利用を、送電装置１００あるいは送電装置１００の管理者に対して申請することを意味する。送電装置１００の利用予約は、例えば、ナビゲーション装置２６４が生成した走行予定ルートに送電可能領域ＳＣ１が含まれているという情報を車両情報取得部２６０から取得した車両制御部２８０が行ってもよく、車両ＣＲの利用者の手動によって行われてもよい。あるいは、車両ＣＲからの利用予約の申請の有無に問わず、車両ＣＲから受電側広域通信部２９０を介して送信される車両ＣＲの位置情報に基づき、車両ＣＲが送電装置１００から所定の範囲内にいることを検知した送電装置１００が利用予約を受け付けても良い。車両制御部２８０は、例えば、バッテリ２３０のＳＯＣが低い状態を判定するなど、バッテリ２３０の充電状態に応じて送電装置１００の利用予約を申請してもよい。

　送電装置１００の利用予約の申請が開始されると、ステップＳ１２０では、図９に示すように、車両ＣＲの車両制御部２８０は、受電側広域通信部２９０を介して、利用予約の申請とともに、車両ＣＲの位置情報および車両ＣＲのＩＤ情報を発信する。これらの情報は、申請の開始後において所定の時間ごとに定期的に発信されてもよい。広域通信により送信される車両ＣＲの位置情報は、ＧＮＳＳ受信機２６２あるいはナビゲーション装置２６４により取得される車両ＣＲの現在位置情報である。ただし、これに限らず、広域通信により送信される車両ＣＲの位置情報には、受電側広域通信部２９０と送電側広域通信部１９０との広域通信の成立に基づき送電側広域通信部１９０から所定の距離以内に車両ＣＲが検出されたこと、ならびに送電側広域通信部１９０に対する車両ＣＲの相対位置の情報とが含まれてもよい。

　ステップＳ１３０では、送電装置１００の送電側広域通信部１９０が、車両ＣＲの現在位置情報および車両ＣＲのＩＤ情報を取得すると、送電側制御部１８０は、車両ＣＲによる送電装置１００の利用予約の申請を受け付けるとともに、メモリに、取得した車両ＣＲのＩＤ情報を記憶させる。

　ステップＳ１４０では、送電側制御部１８０は、取得した車両ＣＲの現在位置情報を用いて、車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐから準備距離ＤＴ１までの範囲に到達したか否かを判定する。端部コイル１１２Ｐから車両ＣＲまでの距離が準備距離ＤＴ１以上である場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、送電側制御部１８０は、車両ＣＲの現在位置情報の取得を継続して、車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐから準備距離ＤＴ１までの範囲に到達するまで待機する。端部コイル１１２Ｐからの距離が準備距離ＤＴ１よりも短くなった場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、送電側制御部１８０は、ステップＳ１５０へと移行し、図１０に示すように、送電回路１３０を駆動させて停止状態から待機状態へと切り替えて、処理を完了する。

　図５に戻り、ステップＳ２０では、待機状態の送電装置１００が通電状態へと移行する。具体的には、図７に示すように、ステップＳ２１０では、送電側制御部１８０は、取得した車両ＣＲの現在位置情報を用いて、車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐから通電開始距離ＤＴ２までの範囲に到達したか否かを判定する。端部コイル１１２Ｐから車両ＣＲまでの距離が通電開始距離ＤＴ２以上である場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、送電側制御部１８０は、車両ＣＲの現在位置情報の取得を継続して、車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐから通電開始距離ＤＴ２までの範囲に到達するまで待機する。端部コイル１１２Ｐからの距離が通電開始距離ＤＴ２よりも短くなった場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、送電側制御部１８０は、ステップＳ２２０に移行する。

　ステップＳ２２０では、車両制御部２８０は、送電側狭域通信部１７０を介した送電装置１００からの要請を受けて、給電開始の申請を開始する。車両制御部２８０は、車両ＣＲの現在位置が通電開始距離ＤＴ２までの範囲に到達したことを契機として、給電開始の申請を開始してもよい。ステップＳ２３０では、車両制御部２８０は、給電開始の申請として、受電側狭域通信部２７０による狭域通信により、狭域通信の成立に基づく車両ＣＲの位置情報と、車両ＣＲのＩＤ情報とを発信する。

　ステップＳ２４０では、送電側狭域通信部１７０の受信部１７２は、受電側狭域通信部２７０から発信される車両ＣＲの位置情報と、車両ＣＲのＩＤ情報とを取得する。ステップＳ２５０では、送電側制御部１８０は、上述した送電装置１００の利用予約の申請においてメモリに記憶した車両ＣＲのＩＤ情報と、受電側狭域通信部２７０を介して取得した車両ＣＲのＩＤ情報とを照合する。車両ＣＲのＩＤ情報が互いに一致する場合に、送電側制御部１８０は、給電開始の申請を許可し、ステップＳ２６０へと移行する。

　図１１に示すように、車両ＣＲが進行方向であるＸ軸方向に沿って移動すると、車両ＣＲは送電可能領域ＳＣ１のうち端部コイル１１２Ｐに最初に通過し得る。車両ＣＲは、送電装置１００に対して、受電側狭域通信部２７０を介して車両ＣＲの位置情報、すなわち車両ＣＲが端部コイル１１２Ｐに近接していることを伝達し、また、ＩＤ情報を用いた給電開始申請を完了させる。

　ステップＳ２６０では、送電側制御部１８０は、送電装置１００を待機状態から通電状態へと移行する。具体的には、送電側制御部１８０は、切替部１７４を制御して、端部コイル１１２Ｐの送電共振回路１１０Ｐの双方向スイッチ回路１１７をオンにする。この結果、送電共振回路１１０Ｐの入力インピーダンスＺ１は小さい値に変化されて、端部コイル１１２Ｐに給電用の大きな電流が流れる。送電側制御部１８０は、送電装置１００を通電状態へと切り替えると処理を終了する。

　図１２に示すように、車両ＣＲは、走行しながら給電開始申請を完了させて、給電用の電流が流れた状態の端部コイル１１２Ｐ上に到達する。端部コイル１１２Ｐ上に受電コイル２１２が近づき対向状態となると、端部コイル１１２Ｐの磁束Ｇ２から発生する磁束により、受電コイル２１２の磁束Ｇ１が共振により誘起され、磁気結合する。この結果、送電装置１００から受電装置２００への給電が開始する。

　車両ＣＲがさらに走行を続けると、図１３に示すように、受電コイル２１２の磁束Ｇ１と端部コイル１１２Ｐの磁束Ｇ２との磁気的結合による給電が開始した後に、受電コイル２１２から磁束Ｇ３により、端部コイル１１２Ｐに隣接する送電コイル１１２Ｑに電流が流れる。送電共振回路１１０Ｑの可変制御回路３２０は、この送電コイル１１２Ｑに流れる電流を検出し、送電共振回路１１０Ｑの双方向スイッチ回路１１７をオンにする。送電共振回路１１０Ｑの入力インピーダンスＺ１は小さい値に変更され、送電コイル１１２Ｑに給電用の大きな電流が流れる。この結果、端部コイル１１２Ｐに隣接する送電コイル１１２Ｑと受電コイル２１２との磁気的結合による給電が開始する。このように、端部コイル１１２Ｐによる送電可能領域ＳＣ１の端部で給電が開始された後では、端部コイル１１２Ｐに隣接する送電コイル１１２Ｑならびにこれに連続する送電コイル１１２Ｒ，１１２Ｓは、狭域通信を利用することなく給電を開始することができる。

　図５に戻り、ステップＳ３０では、通電状態の送電装置１００が停止状態へと移行して処理は完了する。図８に示すように、ステップＳ３１０では、送電側制御部１８０は、給電が終了したことを送電可能領域ＳＣ１ごとに確認する。図１４の例では、送電側制御部１８０は、送電可能領域ＳＣ１に含まれるすべての送電共振回路１１０による給電が終了していることを確認する。

　本実施形態では、送電側制御部１８０は、送電コイル１１２に流れる電流値が給電時の電流値よりも小さくなることを確認することによって、給電の終了を確認する。具体的には、送電側制御部１８０は、端部コイル１１２Ｐにおいて、電流センサ３１０の検出値が予め定められた閾値以下となった場合、および、これと同様に、他の送電コイル１１２Ｑ，１１２Ｒ，１１２Ｓにおいて、電流センサ３２２の検出値が予め定められた閾値以下となった場合に、送電可能領域ＳＣ１に含まれるすべての送電共振回路１１０による給電が終了したと判定する。ここで、車両ＣＲの走行により、受電装置２００が送電側狭域通信部１７０と受電側狭域通信部２７０との通信距離よりも離れた位置に送電装置１００から離間することにより、送電側狭域通信部１７０は車両ＣＲからの送電要求信号を受信できなくなる。したがって、送電コイル１１２に流れる電流を利用する方法に代えて、またはこれとともに、送電側狭域通信部１７０が送電要求信号を受信しなくなったことを検出することにより給電が終了したと判断されてもよい。このように構成された送電装置１００によれば、端部の送電共振回路１１０Ｐの電流センサ３１０を省略することができ、部品点数の増加を抑制することができる。

　ステップＳ３２０では、送電側制御部１８０は、送電可能領域ＳＣ１に含まれるすべての送電共振回路１１０による給電が終了したと判定すると、送電装置１００を通電状態から待機状態へと切り替える。具体的には、送電側制御部１８０は、端部コイル１１２Ｐにおいて、電流センサ３１０の検出値が予め定められた閾値以下となった場合には、双方向スイッチ回路１１７をオフにして入力インピーダンスＺ１を大きくし、端部コイル１１２Ｐに流れる電流値を、受電装置２００に給電可能な電流値よりも小さい電流値に切り替える。送電側制御部１８０は、他の送電コイル１１２Ｑ，１１２Ｒ，１１２Ｓにおいても同様に、電流センサ３２２の検出値が予め定められた閾値以下となった場合に、双方向スイッチ回路１１７をオフにして送電コイル１１２Ｑ，１１２Ｒ，１１２Ｓに流れる電流値を、受電装置２００に給電可能な電流値よりも小さい電流値に切り替える。この結果、送電装置１００は、通電状態から待機状態へと切り替えられる。

　ステップＳ３３０では、送電側制御部１８０は、図示しないタイマを利用して、送電装置１００を待機状態に切り替えた時点からの計時を行い、予め定められた待機時間の経過を待機する。待機時間は、例えば、送電可能領域ＳＣ１に対する車両の走行頻度などの交通状況を考慮して、任意に設定することができる。待機時間は、例えば、日中と夜間、平日と休日、季節などの車両の走行頻度に有意な因子に基づいて適宜に切り替えられてもよい。送電側制御部１８０は、予め定められた待機時間の経過により、ステップＳ３４０に移行する。ステップＳ３４０では、送電側制御部１８０は、送電回路１３０の駆動を停止して、送電装置１００を停止状態へと切り替えて、処理を終了する。あるいは、車両ＣＲの受電側広域通信部２９０と送電側広域通信部１９０との広域通信が途絶えたことを検知して、終了することも可能である。

　以上、説明したように、本実施形態の送電装置１００によれば、送電コイル１１２および送電共振コンデンサ１１６を有する送電共振回路１１０と、送電共振回路１１０に交流電力を供給するための送電回路１３０と、受電装置２００から発信される送電要求信号を受信するための送電要求信号受信部としての受信部１７２と、送電コイル１１２に流れる電流値を切り替えるための切替部１７４とを備えている。切替部１７４は、受電装置２００から送電要求信号を受信した場合に、送電コイル１１２に流れる電流値を、受電装置２００に給電可能な電流値に切り替えるので、送電コイルに発生する磁束の変化を利用する場合よりも確実に、送電装置１００を給電可能な状態に切り替えることができる。したがって、受電コイル２１２が送電コイル１１２に対して非対向状態から対向状態に変化した場合に送電装置１００から受電装置２００への給電が開始されないといった不具合を抑制または防止することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、切替部１７４は、複数のコンデンサ１１６Ｐａ，１１６Ｐｂおよび双方向スイッチ回路１１７を用いた送電共振コンデンサ１１６において、双方向スイッチ回路１１７の切り替えによるユニットのキャパシタンスＣｔの切り替えにより、送電コイル１１２に流れる電流値を切り替える。双方向スイッチ回路１１７を用いることにより、送電共振コンデンサ１１６ｈの体格の増加を抑制しつつ、送電共振コンデンサ１１６のキャパシタンスＣｔの大きさを変化させることができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、受信部１７２は、受電装置２００を搭載する車両と、受電装置２００に含まれる受電コイル２１２と、受電装置２００の使用者との少なくともいずれかに関連付けられたＩＤ情報が含まれる送電要求信号を受信可能である。したがって、給電が必要な受電装置２００をＩＤ情報により識別したうえで給電を行うことにより、給電が不要な受電装置２００への給電を防止することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、複数の送電コイル１１２を備えている。複数の送電コイル１１２は、車両ＣＲの進行方向であるＸ軸方向に沿った直線状の一つの送電可能領域ＳＣ１を形成するように配列されている。受信部１７２は、この複数の送電コイル１１２のうち送電可能領域ＳＣ１の端部に位置する端部コイル１１２Ｐの近傍に配置されている。受電装置２００が送電可能領域ＳＣ１の外部から送電可能領域ＳＣ１へと進入する際に、送電可能領域ＳＣ１に含まれる送電コイル１１２を確実に給電可能な状態に切り替えることができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、受信部１７２は、複数の送電コイル１１２が送電可能領域ＳＣ１を形成している場合において、車両ＣＲの移動経路と送電可能領域ＳＣ１とを重ねた場合に、車両ＣＲが送電可能領域ＳＣ１のうち最初に通過し得る端部コイル１１２Ｐにのみ配置される。端部コイル１１２Ｐとの給電が開始された後は、端部コイル１１２Ｐと受電コイル２１２との共振時に発生する磁束を利用することにより、狭域通信を利用することなく、送電可能領域ＳＣ１に含まれる他の送電コイル１１２から受電コイル２１２への給電を開始することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、受信部１７２は、通信距離が５メートル以下である狭域通信信号を受信可能である。したがって、走行する複数の車両に対する一の車両ＣＲの識別性や送電装置１００の電磁両立性（ＥＭＣ）を向上し、ならびに受電装置２００との非対向状態における不要な電力消費や不要な磁束の発生を抑制することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、切替部１７４は、送電コイル１１２と一体に設けられている。したがって、送電回路１３０に切替部が接続される場合などと比較して送電装置１００を小型化できる。また、送電装置１００が複数の送電コイル１１２を備える場合には、切替部１７４を各送電コイル１１２と一体に設けることにより、送電回路１３０から各送電コイル１１２までの配線を共通化できる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、さらに、通信距離が５メートルよりも長い広域通信信号を受信するための送電側広域通信部１９０と、送電回路１３０を駆動可能な送電側制御部１８０と、を備えている。送電側制御部１８０は、送電側広域通信部１９０が広域通信信号を受信した場合に送電回路１３０を駆動する。したがって、給電前の予め広域通信信号を受信して送電装置１００を待機状態とすることにより、受電装置２００が近接する場合に通電状態への切り替えに必要な時間を短縮することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、送電側制御部１８０は、広域通信信号を受信した場合であって、さらに、受電装置２００が送電装置１００から予め定められた準備距離ＤＴ１以下であると判定した場合に、送電回路１３０を駆動する。受電装置２００が準備距離ＤＴ１よりも離れた給電が不要な場合には送電装置１００を停止状態とすることにより、不要な電力供給を抑制または防止することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、送電側制御部１８０は、送電装置１００から受電装置２００への給電が予め定められた期間において行われない場合に、送電回路１３０を停止して送電装置１００を停止状態へと切り替える。したがって、受電装置２００への給電が完了したあとに、送電装置１００に不要な電力消費が発生することを抑制することができる。

　本実施形態の送電装置１００によれば、送電コイル１１２に流れる電流を検出可能な送電側検出回路としての電流センサ３１０を備えている。切替部１７４は、給電後に、電流センサ３１０の検出値が予め定められた閾値以下となった場合に、送電コイル１１２に流れる電流値を、受電装置２００に給電可能な電流値よりも小さい電流値に切り替える。したがって、給電後に受電装置２００が非対向状態となったことを簡易な構成により検出して送電装置１００を待機状態へと切り替えることができる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、複数の送電コイル１１２が互いに当接して配列されている例を用いて説明した。これに対して、複数の送電コイル１１２は、必ずしも互いに当接している必要は無く、複数の送電コイル１１２が互いに離間されていてもよい。ただし、車両ＣＲの走行中において複数の送電コイル１１２から受電コイル２１２への給電を円滑にするために、送電コイル１１２は互いに当接していることが好ましく、離間する場合には、離間距離は、例えば、送電コイル１１２の幅の半分（送電コイル１１２が円形で有ればその半径）以下であることが好ましい。

（Ｂ２）上記実施形態では、送電可能領域ＳＣ１から所定の距離だけ離れた位置に送電可能領域ＳＣ１と同様に構成された送電可能領域ＳＣ２が設けられている例を示した。これに対して、図１５に示すように、送電可能領域ＳＣ１と、隣接する送電可能領域ＳＣ２とが互いに近接して設けられてもよい。図１５には、送電可能領域ＳＣ１と、これに隣接する送電可能領域ＳＣ２との距離ＤＴ３が示されている。送電可能領域ＳＣ１と送電可能領域ＳＣ２とが連続して配置されているとみなせるほどに距離ＤＴ３が小さい場合には、送電可能領域ＳＣ１との給電時に受電コイル２１２に発生する磁束を、送電可能領域ＳＣ２の送電装置１００が検出することができる。したがって、この形態の送電装置１００によれば、送電可能領域ＳＣ２の送電側狭域通信部１７０を省略することができる。

（Ｂ３）上記実施形態では、車両ＣＲが１つの受電共振回路２１０を備える例を示した。これに対して、図１６に示すように、車両ＣＲは、２以上の受電共振回路２１０を備えてもよい。図１６の例では、車両ＣＲが２つの受電共振回路２１０Ｆ，２１０Ｂを備え、２つの受電コイル２１２Ｆ，２１２Ｂが２つの送電コイル１１２Ｑ，１１２Ｒから給電されている。この場合において、受電側狭域通信部２７０は、車両ＣＲの進行方向における先頭に位置する受電コイル２１２Ｆの近傍に設けられることが好ましい。受電側狭域通信部２７０を車両ＣＲの先頭に配置することにより、車両ＣＲの走行中において送電装置１００に早期に狭域通信を行うことができる。したがって、例えば狭域通信の遅延などにより送電装置１００の端部コイル１１２Ｐへの通電が遅れることを抑制または防止し、先頭の受電コイル２１２Ｆが送電装置１００に到達した際に、送電装置１００からの給電が間に合わないといった不具合の発生を抑制または防止することができる。

（Ｂ４）上記実施形態では、送電側検出回路が電流センサ３１０である例を示した。またおよび可変制御回路３２０の電流センサ３２２により送電コイルに流れる電流の変化を検出する例を示した。これに対して、送電コイル１１２に印加されるコイル電圧も送電コイル電流と同様に変化することから、送電側検出回路ならびに可変制御回路３２０のセンサは、電圧センサであってもよく、送電コイル１１２に印加されるコイル電圧の変化を検出してもよい。また、送電側検出回路ならびに可変制御回路３２０のセンサは、磁気センサやコイル等の磁束検出素子を用いて、送電コイル１１２の近傍における磁界（磁束）を検出してもよい。

（Ｂ５）上記実施形態では、複数のコンデンサ１１６Ｐａ，１１６Ｐｂおよび双方向スイッチ回路１１７を用いたユニットとしての送電共振コンデンサ１１６Ｐを備える例を示した。これに対して、送電共振コンデンサ１１６には、キャパシタンスが可変となる可変コンデンサが用いられてもよい。可変コンデンサとしては、切替部１７４または可変制御回路３２０からの制御電圧Ｖｃに応じてキャパシタンスＣｔが変化する一般的な可変コンデンサを採用可能である。この場合において、可変コンデンサのキャパシタンスＣｔは、対向状態では、送電共振回路１１０が共振状態となるように、共振条件を満たす共振キャパシタンスＣ１に設定され、非対向状態では、送電共振回路１１０が共振状態から外れるように、共振キャパシタンスＣ１よりも小さいキャパシタンスに設定される。また、複数のコンデンサ１１６Ｐａ，１１６Ｐｂおよび双方向スイッチ回路１１７を用いたユニットとしての送電共振コンデンサ１１６Ｐや可変コンデンサに代えて、キャパシタンスが不変のコンデンサを用いることもできる。この場合には、送電共振回路１１０に半導体スイッチなどのスイッチ素子が備えられ、可変制御回路３２０ならびに切替部１７４は、半導体スイッチのオンオフを切り替えることにより、送電共振回路１１０への入力インピーダンスＺ１を変化させることができる。具体的には、半導体スイッチがオンとされる場合には入力インピーダンスＺ１は略ゼロとなり、半導体スイッチがオフとされる場合には、入力インピーダンスＺ１は略無限大に変化する。このように構成された送電装置１００によれば、簡易な構成により送電共振回路１１０に流れる電流値を切り替えることができる。

（Ｂ６）上記実施形態では、送電共振回路１１０Ｐ，１１０Ｑ，１１０Ｒ，１１０Ｓが車両走行路ＲＳにおいて車両ＣＲの進行方向（Ｘ軸方向）に沿った直線状に連続的に敷設されており、これにより、複数の送電共振回路１１０は、略直線状に配列された一つの送電可能領域ＳＣ１を形成する例を示した。これに対して、複数の送電共振回路１１０は、直線状には限らず、例えば、車両ＣＲの進行方向に沿った直線状に加え、さらに、車両走行路ＲＳにおいて車両ＣＲの進行方向に交差する方向、すなわち車両ＣＲの幅方向（Ｙ軸方向）に沿って連続的に敷設されてもよい。このように構成することにより、略矩形平面状に配列された一つの送電可能領域ＳＣ１を形成することができる。

　送電共振回路１１０がさらに車両ＣＲの幅方向（Ｙ軸方向）に沿って敷設されて略矩形平面状の送電可能領域ＳＣ１を形成している場合には、「送電可能領域ＳＣ１の端部に位置する送電共振回路１１０」とは、矩形平面状の送電可能領域ＳＣ１の周縁部に位置する送電共振回路１１０を意味する。平面状の送電可能領域ＳＣ１の周縁部に位置する端部コイル１１２Ｐに送電側狭域通信部１７０を設けることにより、車両ＣＲの車線変更や進行方向の切り替え、あるいは交差点など、送電可能領域ＳＣ１に対して車両ＣＲが進入し得る方向が複数ある場合であっても、受電装置２００が送電可能領域ＳＣ１へ進入する際に、送電可能領域ＳＣ１に含まれる送電コイル１１２を確実に給電可能な状態に切り替えることができる。

（Ｂ７）上記実施形態では送電コイル１１２から受電コイル２１２へ電力を送電する場合を例に説明したが、送電装置１００ならびに受電装置２００が、例えば、中継コイルなど、送電装置１００から受電装置２００への給電時に用いられ得るその他の共振コイルを備える場合には、切替部１７４などの構成を、その他の共振コイルの共振状態を切り替える切替部として適用することができる。

（Ｂ８）上記実施形態では、送電可能領域ＳＣ１から所定の距離だけ離れた位置に送電可能領域ＳＣ１と同様に構成された送電可能領域ＳＣ２が設けられている例を示した。ここで、送電装置１００が複数の送電可能領域ＳＣ１，ＳＣ２を備える場合には、複数の送電可能領域ＳＣ１，ＳＣ２のうち一の送電可能領域ＳＣ１に備えられる送電要求信号受信部と、一の送電可能領域ＳＣ１に隣接する他の送電可能領域ＳＣ２に備えられる送電要求信号受信部とが互いに離間されてもよい。離間される距離は、例えば、狭域通信の通信距離よりも大きい距離で設定されることが好ましい。「一の送電可能領域に隣接する他の送電可能領域」とは、図１に示す車両ＣＲの進行方向に沿って隣接する場合のみには限定されず、車両走行路ＲＳが走行方向を同じくする複数の車線を備える場合における隣接する他方の車線に備えられる送電可能領域が含まれ、また、隣接する対向車線に備えられる送電可能領域が含まれ得る。この形態の送電装置１００によれば、複数の送電可能領域ＳＣ１，ＳＣ２間で狭域通信が混信する不具合を抑制または防止することができる。

　本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

　本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

Claims (18)

1. 　移動可能な受電装置（２００）に非接触で給電を行うための送電装置（１００）であって、
   　送電コイル（１１２）および送電共振コンデンサ（１１６）を有する送電共振回路（１１０）と、
   　前記送電共振回路に交流電力を供給するための送電回路（１３０）と、
   　前記受電装置から発信される送電要求信号を受信するための送電要求信号受信部（１７２）と、
   　前記送電コイルに流れる電流値を切り替えるための切替部（１７４）であって、前記送電要求信号を受信した場合に、前記送電共振回路の入力インピーダンスを変化させることによって、前記送電コイルに流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値に切り替える切替部と、を備える、
   送電装置。
2. 　請求項１に記載の送電装置であって、
   　前記送電共振コンデンサは、可変コンデンサであり、
   　前記切替部は、前記可変コンデンサのキャパシタンスを切り替えることにより、前記入力インピーダンスを変化させる、
   送電装置。
3. 　請求項１に記載の送電装置であって、
   　前記送電共振コンデンサは、複数のコンデンサおよびスイッチ回路を用いたユニットであり、
   　前記切替部は、前記スイッチ回路を切り替えて前記ユニットのキャパシタンスを切り替えることにより、前記入力インピーダンスを変化させる、
   送電装置。
4. 　請求項１に記載の送電装置であって、
   　さらに、前記送電共振回路と前記送電回路との間にスイッチ素子を備え、
   　前記切替部は、前記スイッチ素子を切り替えて前記送電回路から前記送電共振回路への電力供給のオンオフを切り替えることにより、前記入力インピーダンスを変化させる、
   送電装置。
5. 　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
   　前記送電要求信号受信部は、前記受電装置を搭載する車両と、前記受電装置に含まれる受電コイルと、前記受電装置の使用者との少なくともいずれかに関連付けられたＩＤ情報が含まれる前記送電要求信号を受信可能であり、
   　前記ＩＤ情報を用いて許可された前記受電装置に給電を行う、
   送電装置。
6. 　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
   　複数の前記送電コイルを備え、
   　前記複数の送電コイルは、一方向に沿った直線状、または前記一方向に交差する交差方向と前記一方向との面状の一つの送電可能領域（ＳＣ１，ＳＣ２）を形成するように配列され、
   　前記送電要求信号受信部は、前記複数の送電コイルのうち前記送電可能領域の端部に位置する端部コイルの近傍に配置される、
   送電装置。
7. 　請求項６に記載の送電装置であって、
   　前記送電要求信号受信部は、前記受電装置の移動経路と前記送電可能領域とを重ねた場合に、前記受電装置が前記移動経路に従って移動して最初に交差する前記端部コイルの近傍にのみ配置される、
   送電装置。
8. 　請求項６または請求項７に記載の送電装置であって、
   　さらに、前記送電可能領域を複数備え、
   　前記複数の送電可能領域のうち一の送電可能領域に備えられる前記送電要求信号受信部と、前記一の送電可能領域に隣接する他の送電可能領域に備えられる前記送電要求信号受信部とが互いに離間されている、
   送電装置。
9. 　請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
   　前記送電要求信号受信部は、通信距離が５メートル以下である狭域通信信号としての前記送電要求信号のみを受信可能である、
   送電装置。
10. 　請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
    　前記切替部は、前記送電コイルと一体に設けられる、
    送電装置。
11. 　請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
    　さらに、通信距離が５メートルよりも長い広域通信信号を受信するための広域通信部（１９０）と、
    　前記送電回路を駆動可能な送電側制御部（１８０）と、を備え、
    　　前記送電側制御部は、前記広域通信部が前記広域通信信号を受信した場合に、前記送電回路を駆動する、
    送電装置。
12. 　請求項１１に記載の送電装置であって、
    　前記送電側制御部は、前記広域通信信号を受信した場合であって、さらに、前記受電装置が前記送電装置から予め定められた準備距離（ＤＴ１）以下であると判定した場合に、前記送電回路を駆動する、
    送電装置。
13. 　請求項１１に記載の送電装置であって、
    　前記送電側制御部は、前記送電装置から前記受電装置への給電が予め定められた期間において行われない場合に、前記送電回路を停止させる、
    送電装置。
14. 　請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
    　さらに、前記送電コイルに流れる電流、前記送電コイルに印加される電圧、前記送電コイルに発生する磁界のうち少なくともいずれかの検出値を検出可能な送電側検出回路（３１０，３２２）を備え、
    　前記切替部は、前記送電要求信号を受信して前記送電コイルに流れる電流値を前記受電装置に給電可能な電流値に切り替えるための前記入力インピーダンスに変化させた後に、前記送電側検出回路の検出値が予め定められた閾値以下となった場合に、前記送電コイルに流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値よりも小さい電流値に切り替えるための前記入力インピーダンスに変化させる、
    送電装置。
15. 　請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載の送電装置であって、
    　前記切替部は、前記送電要求信号を受信して前記送電コイルに流れる電流値を前記受電装置に給電可能な電流値に切り替えるための前記入力インピーダンスに変化させた後に、前記送電要求信号を受信しなくなった場合に、前記送電コイルに流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値よりも小さい電流値に切り替えるための前記入力インピーダンスに変化させる、
    送電装置。
16. 　非接触給電システムであって、
    　請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の送電装置と、
    　前記送電要求信号を送信するための送電要求信号送信部（２７０）を有する前記受電装置と、を備える、
    非接触給電システム。
17. 　移動可能な受電装置（２００）に非接触で給電を行うための送電方法であって、
    　前記受電装置から発信される送電要求信号を受信した場合に、送電共振回路（１１０）に含まれる送電コイル（１１２）に流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値に切り替える、
    送電方法。
18. 　移動可能な受電装置（２００）に非接触で給電を行うためのプログラムであって、
    　前記受電装置から発信される送電要求信号を受信した場合に、送電共振回路（１１０）に含まれる送電コイル（１１２）に流れる電流値を、前記受電装置に給電可能な電流値に切り替える機能、をコンピュータに実現させる、
    プログラム。

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