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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6986712
(24)【登録日】2021年12月2日
(45)【発行日】2021年12月22日
(54)【発明の名称】移動体および無線電力伝送システム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/80 20160101AFI20211213BHJP
B60L 5/00 20060101ALI20211213BHJP
B60L 53/12 20190101ALI20211213BHJP
B60L 53/62 20190101ALI20211213BHJP
B60L 53/68 20190101ALI20211213BHJP
B60L 58/12 20190101ALI20211213BHJP
B60M 7/00 20060101ALI20211213BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20211213BHJP
H02J 50/05 20160101ALI20211213BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20211213BHJP
【ＦＩ】
H02J50/80
B60L5/00 B
B60L53/12
B60L53/62
B60L53/68
B60L58/12
B60M7/00 X
H02J7/00 P
H02J7/00 301D
H02J50/05
H02J50/40
【請求項の数】21
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2017-219214(P2017-219214)
(22)【出願日】2017年11月14日
(65)【公開番号】特開2018-108012(P2018-108012A)
(43)【公開日】2018年7月5日
【審査請求日】2020年11月5日
(31)【優先権主張番号】特願2016-249101(P2016-249101)
(32)【優先日】2016年12月22日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100180529
【弁理士】
【氏名又は名称】梶谷 美道
(74)【代理人】
【識別番号】100125922
【弁理士】
【氏名又は名称】三宅 章子
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(74)【代理人】
【識別番号】100188813
【弁理士】
【氏名又は名称】川喜田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100184985
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 悠
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(72)【発明者】
【氏名】山本 浩司
(72)【発明者】
【氏名】菊池 悟
【審査官】
右田 勝則
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１６−０６３６９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特許第５９８８４０９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１６／０２９４２１７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１５／０５３２４６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
国際公開第２０１４／１１２１５０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｊ ５０／８０
Ｈ０２Ｊ ５０／０５
Ｈ０２Ｊ ５０／４０
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｂ６０Ｍ ７／００
Ｂ６０Ｌ ５／００
Ｂ６０Ｌ ５０／４０
Ｂ６０Ｌ ５３／１２
Ｂ６０Ｌ ５３／６２
Ｂ６０Ｌ ５３／６８
Ｂ６０Ｌ ５８／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つの送電電極を有する送電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、
前記２つの送電電極とそれぞれ容量結合して前記２つの送電電極から交流電力を受け取る２つの受電電極と、
前記２つの受電電極に接続され、前記２つの受電電極が受け取った交流電力を直流電力または他の交流電力に変換して、前記移動体を駆動する電気モータ、または前記移動体を駆動するための電力を蓄える二次電池に供給する受電回路と、
前記２つの受電電極が前記２つの送電電極に対向した状態で前記移動体が移動している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路と、
を備える移動体。
前記２つの送電電極とそれぞれ容量結合して前記２つの送電電極から交流電力を受け取る２つの受電電極と、
前記２つの受電電極に接続され、前記２つの受電電極が受け取った交流電力を直流電力または他の交流電力に変換して、前記移動体を駆動する電気モータ、または前記移動体を駆動するための電力を蓄える二次電池に供給する受電回路と、
前記２つの受電電極が前記２つの送電電極に対向した状態で前記移動体が移動している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路と、
を備える移動体。
【請求項2】
前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記送電装置からの前記電力を受け取るか否かを判断し、前記電力を受け取らないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る第２制御回路をさらに備える、請求項１に記載の移動体。
【請求項3】
前記第２制御回路は、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えたとき、前記第１制御回路に前記指示を送る、請求項１または２に記載の移動体。
【請求項4】
前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電しているとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超え、
前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電していないとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超えない、請求項３に記載の移動体。
前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電していないとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超えない、請求項３に記載の移動体。
【請求項5】
前記第１制御回路は、前記２つの受電電極が、前記２つの送電電極にそれぞれ対向している状態において、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率が前記閾値を超えずに所定時間が経過したとき、前記送電装置に送電を要求する、請求項３または４に記載の移動体。
【請求項6】
前記第１制御回路は、前記移動体の運行を管理する中央制御装置から、前記指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる、請求項１から５のいずれかに記載の移動体。
【請求項7】
前記中央制御装置は、前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させるか否かを判断し、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る、請求項６に記載の移動体。
【請求項8】
前記第１制御回路は、前記電気モータを制御するモータ制御回路を含み、前記モータ制御回路が前記電気モータに停止指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを増加させる、請求項１から７のいずれかに記載の移動体。
【請求項9】
前記第１制御回路は、前記電気モータに前記停止指令を送った後、所定時間が経過したとき、前記電気モータに駆動を再開させる指令を送る、請求項８に記載の移動体。
【請求項10】
前記第１制御回路は、前記電気モータに前記停止指令を送った後、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率が前記閾値以下の第２の閾値よりも低くなったとき、前記電気モータに駆動を再開させる指令を送る、請求項８または９に記載の移動体。
【請求項11】
前記受電回路は、前記２つの受電電極と前記電気モータとの間の電気的な接続を切替えるスイッチを有し、
前記第１制御回路は、前記スイッチに前記接続をオフにする指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを増加させる、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
前記第１制御回路は、前記スイッチに前記接続をオフにする指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを増加させる、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
【請求項12】
前記制御回路は、前記スイッチに前記指令を送った後、所定時間が経過したとき、前記スイッチに前記接続をオンにする指令を送る、請求項１１に記載の移動体。
【請求項13】
前記受電回路は、
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１１または１２に記載の移動体。
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１１または１２に記載の移動体。
【請求項14】
前記受電回路は、
整流回路と、
前記整流回路と前記電気モータとの間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１１または１２に記載の移動体。
整流回路と、
前記整流回路と前記電気モータとの間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１１または１２に記載の移動体。
【請求項15】
前記受電回路は、
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続されたインピーダンス整合回路と、
前記２つの受電電極と前記インピーダンス整合回路との間、または、前記インピーダンス整合回路と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１２または１３に記載の移動体。
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続されたインピーダンス整合回路と、
前記２つの受電電極と前記インピーダンス整合回路との間、または、前記インピーダンス整合回路と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、請求項１２または１３に記載の移動体。
【請求項16】
前記第１制御回路は、前記受電回路に、前記受電回路が有する抵抗、インダクタンスおよびキャパシタンスの少なくとも１つの値を変更する指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを高くする、請求項１から１５のいずれかに記載の移動体。
【請求項17】
前記電気モータをさらに備える、請求項１から１６のいずれかに記載の移動体。
【請求項18】
前記受電回路における電力、電圧および電流の少なくとも１つを検出する検出器をさらに備える、請求項１から１７のいずれかに記載の移動体。
【請求項19】
前記移動体は、無人搬送車である、請求項１から１８のいずれかに記載の移動体。
【請求項20】
請求項１から１９のいずれかに記載の移動体と、
前記送電装置と、
を備える無線電力伝送システム。
前記送電装置と、
を備える無線電力伝送システム。
【請求項21】
請求項６または７に記載の移動体と、
前記送電装置と、
前記中央制御装置と、
を備える無線電力伝送システム。
前記送電装置と、
前記中央制御装置と、
を備える無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線で伝送された電力によって駆動される移動体、および無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話機および電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線（非接触）で電力を伝送する無線電力伝送技術の開発が進められている。無線電力伝送技術には、電磁誘導方式および電界結合方式などの方式がある。このうち、電界結合方式による無線電力伝送システムは、一対の送電電極と一対の受電電極とが対向した状態で、一対の送電電極から一対の受電電極に無線で交流電力が伝送される。このような電界結合方式による無線電力伝送システムは、例えば路面（または床面）に設けられた一対の送電電極から負荷（例えば可動ロボット等の移動体が有するモータまたはバッテリ）に電力を伝送する用途で用いられ得る。特許文献１は、そのような電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１５／０３７５２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電界結合方式による無線電力伝送システムにおいて、移動体が路面などに設けられた一対の送電電極の近傍を走行すると、当該送電電極から移動体に電力が伝送される。しかし、送電装置が既に他の移動体に電力を伝送していた場合、２台目の移動体が送電電極の近傍を走行すると、１台目の移動体への電力伝送効率が低下する。
【0005】
本開示は、第２の移動体が送電電極の近傍を走行しても、既に充電中の第１の移動体への電力伝送効率が低下することを抑制する新規な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る移動体は、２つの送電電極を有する送電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、
前記２つの送電電極とそれぞれ容量結合して前記２つの送電電極から交流電力を受け取る２つの受電電極と、
前記２つの受電電極に接続され、前記２つの受電電極が受け取った交流電力を直流電力または他の交流電力に変換して、前記移動体を駆動する電気モータ、または前記移動体を駆動するための電力を蓄える二次電池に供給する受電回路と、
前記２つの受電電極が前記２つの送電電極に対向した状態で前記移動体が移動している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路と、
を備える。
【0007】
本開示の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0008】
本開示の技術によれば、第２の移動体が送電電極の近傍を走行しても、送電電極から第１の移動体への電力伝送効率が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本開示の基礎となった知見）本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
【0011】
図１は、本発明者が開発を進めている電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。図示されている無線電力伝送システムは、例えば工場内で物品の搬送に用いられる搬送ロボット（無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＧＶ））１０に無線で電力を伝送するシステムである。搬送ロボット１０は、本開示における移動体の一例である。このシステムでは、路面（床面）３０に平板状の一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂが配置されている。搬送ロボット１０は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに対向する不図示の一対の受電電極を備えている。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂから伝送された交流電力を、一対の受電電極によって受け取る。受け取った電力は、搬送ロボット１０が有するモータ、二次電池、または蓄電用のキャパシタなどの負荷に供給される。これにより、搬送ロボット１０の駆動または充電が行われる。
【0012】
図１には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。以下の説明では、図示されているＸＹＺ座標を用いる。送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向をＹ方向、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向をＸ方向とする。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。
【0013】
図２は、図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００と、搬送ロボット（移動体）１０とを備えている。送電装置１００は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を供給する送電回路１１０とを備えている。送電回路１１０は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。送電回路１１０は、不図示の直流電源から供給された直流電力を、交流電力に変換して一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに出力する。
【0014】
搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備えている。受電装置２００は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った交流電力を負荷３３０が要求する電力（例えば所定の電圧の直流電圧または所定の周波数の交流電力）に変換して負荷３３０に供給する受電回路２１０とを備えている。受電回路２１０は、例えば整流回路または周波数変換回路等の各種の回路を含み得る。負荷３３０は、例えばモータ、蓄電用のキャパシタ、または二次電池などの、電力を消費または蓄える機器である。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の電界結合（容量結合）により、両者が対向した状態で電力が無線で伝送される。
【0015】
このような無線電力伝送システムにより、搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂに沿って移動しながら、無線で電力を受け取ることができる。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとが近接して対向した状態を保ちながら、送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向（図１におけるＹ方向）に移動する。これにより、搬送ロボット１０は、例えばキャパシタ等の蓄電器を充電しながら移動することができる。
【0016】
しかし、このような無線電力伝送システムにおいて複数の移動体（例えば搬送ロボット）が同時に移動し、同時に充電され得るとき、以下の問題が発生する。第１の移動体が充電している最中に、第２の移動体が送電電極１２０ａ、１２０ｂの上を走行すると、送電電極１２０ａ、１２０ｂから送出されたエネルギの一部を第２の移動体が受け取ることになる。その結果、第１の移動体への電力伝送の効率が低下するおそれがある。
【0017】
本発明者は、以上の課題を見出し、この課題を解決するための構成を検討した。その結果、以下に説明する本開示の各態様により、上記課題を解決することに成功した。
【0018】
本開示の一態様に係る移動体は、２つの送電電極を有する送電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、
前記２つの送電電極とそれぞれ容量結合して前記２つの送電電極から交流電力を受け取る２つの受電電極と、
前記２つの受電電極に接続され、前記２つの受電電極が受け取った交流電力を直流電力または他の交流電力に変換して、前記移動体を駆動する電気モータ、または前記移動体を駆動するための電力を蓄える二次電池に供給する受電回路と、
前記２つの受電電極が前記２つの送電電極に対向した状態で前記移動体が移動している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路と、
を備える。
【0019】
上記態様によれば、前記移動体は、前記移動体が前記２つの送電電極の近傍を走行している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路を備える。
【0020】
これにより、移動体が送電電極の近傍を走行しても、送電電極から他の移動体への電力伝送効率が低下することを抑制することができる。移動体は、前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記送電装置からの前記電力を受け取るか否かを判断し、前記電力を受け取らないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る第２制御回路をさらに備えていてもよい。
【0021】
第２制御回路を備えることにより、移動体は、電力を受け取るか否かを自ら判断し、必要な場合に、送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる。これにより、移動体が送電電極の近傍を走行しても、送電電極から他の移動体への電力伝送効率が低下することを抑制することができる。
【0022】
「前記送電装置から前記移動体への電力の送電状況」は、例えば移動体の受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値またはその時間変化率の情報を含み得る。
【0023】
前記第２制御回路は、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えたとき、前記第１制御回路に前記指示を送ってもよい。
【0024】
ある実施形態において、前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電しているとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超える。前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電していないとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超えない。
【0025】
前記第１制御回路は、前記２つの受電電極が、前記２つの送電電極にそれぞれ対向している状態において、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率が前記閾値を超えずに所定時間が経過したとき、前記送電装置に送電を要求してもよい。
【0026】
受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えずに所定時間が経過したということは、送電装置から電力の供給を受けている他の移動体が存在しないと推定される。そこで、そのような場合には、第１制御回路は、送電装置に送電を要求してもよい。送電装置は、この要求に応答して、送電電力を増加させればよい。
【0027】
本開示は、送電装置と、１以上の移動体と、前記送電装置および前記１以上の移動体とを制御する中央制御装置とを備える無線電力伝送システム（「移動体システム」とも称する）を含む。中央制御装置は、送電装置および１以上の移動体との間で無線通信を行い、これらを制御する。移動体は、中央制御装置からの指示に応答して、前述のインピーダンスの制御を行ってもよい。
【0028】
言い替えれば、前記第１制御回路は、前記移動体および前記送電装置を制御する中央制御装置から、前記指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させてもよい。
【0029】
ある実施形態において、前記中央制御装置は、前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させるか否かを判断し、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る。
【0030】
このような実施形態では、中央制御装置は、送電装置および／または移動体から、例えば無線通信によって送電状況、移動体の位置、および二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し得る。
【0031】
本開示における「移動体」は、前述の搬送ロボットのような車両に限定されず、電力によって駆動される任意の可動物体を意味する。移動体には、例えば、電気モータおよび１以上の車輪を備える電動車両が含まれる。そのような車両は、例えば、前述の搬送ロボットなどの無人搬送車（ＡＧＶ）、電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）、または電動カートであり得る。本開示における「移動体」には、車輪を有しない可動物体も含まれる。例えば、二足歩行ロボット、マルチコプターなどの無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ、所謂ドローン）、および有人の電動航空機も、「移動体」に含まれる。
【0032】
以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【0033】
（実施形態１）まず、本開示の例示的な第１の実施形態を説明する。本実施形態では、移動体が、送電装置から移動体への前記電力の送電状況が所定の条件に該当したとき、送電装置からの電力を受け取らないと判断する。より具体的には、移動体は、受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えたとき、送電装置からの電力を受け取らないように、送電装置から見た移動体のインピーダンスを増加させる。これにより、他の移動体への電力伝送の効率の低下を抑制することができる。
【0034】
図３は、本開示の実施形態の無線電力伝送システムにおける送電装置１００および搬送ロボット（移動体の一例）１０の構成を示す図である。
【0035】
送電装置１００は、送電回路１１０と、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電検出器１９０と、送電制御回路１５０とを有する。外部の交流電源２０は、送電回路１１０に交流電力を供給する。送電回路１１０は、コンバータ回路およびインバータ回路を含み得る。送電回路１１０に供給された交流電力は、コンバータ回路によって直流電力に変換される。その後、直流電力はインバータ回路によって他の交流電力に変換される。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂは送電回路１１０に接続されている。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂは、送電回路１１０から出力された交流電力を無線で送電する。送電検出器１９０は、送電回路１１０内の特定の箇所における電力、電圧、または電流などを検出する。本実施形態では、一例として、送電検出器１９０は、送電回路１１０におけるインバータ回路から出力される電流を検出する。送電検出器１９０は、その検出値を示すデータを送電制御回路１５０に送る。送電制御回路１５０は、その情報に基づく指令を送電回路１１０に送る。
【0036】
一方、搬送ロボット１０は、受電回路２１０と、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電検出器２９０と、受電制御回路２５０と、電気モータ３３０（以下、単に「モータ３３０」と称することがある）と、モータ制御回路３４０と、充放電制御回路３５０と、二次電池３２０（以下、単に「電池３２０」と称することがある）とを有する。一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂは、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂとそれぞれ容量結合する。一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂは、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂから交流電力を受け取る。受電回路２１０は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続されている。受電回路２１０は、整流回路を含み得る。受電回路２１０は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った交流電力を整流回路によって直流電力に変換する。受電回路２１０は、受け取った交流電力を他の交流電力に変換してもよい。
【0037】
受電回路２１０は、その変換された電力を、搬送ロボット１０を駆動する電気モータ３３０または／および電池３２０に供給する。電池３２０における充放電は、充放電制御回路３５０によって制御される。受電検出器２９０は、受電回路２１０内の特定の箇所（例えば整流回路の後段）における電力、電圧、または電流などを検出する。本実施形態では、一例として、受電検出器２９０は、受電回路２１０における整流回路から出力される電流を検出する。受電回路２１０は、その検出値を示すデータを受電制御回路２５０に送る。受電制御回路２５０は、その情報に基づく指令を受電回路２１０およびモータ制御回路３４０に送る。モータ制御回路３４０は、その指令に応じて電気モータ３５０の駆動を開始または停止する。モータ制御回路３４０は、電気モータ３５０の駆動方式に応じて、コンバータ回路またはインバータ回路を含み得る。本実施形態においては、モータ制御回路３４０が第１制御回路に該当し、受電制御回路２５０が第２制御回路に該当する。
【0038】
受電制御回路２５０は、送電装置１００から移動体１０への電力の送電状況および電池３２０の残量の情報を取得し、当該情報に基づいて、送電装置１００からの電力を受け取るか否かを判断する。受電制御回路２５０は、電力を受け取らないと判断したとき、モータ制御回路３４０に、電力の受け取りを停止すべき旨の指示を送る。モータ制御回路３４０は、当該指示を受けると、モータ３３０を停止させることにより、送電装置１００から見た移動体１０のインピーダンスを増加させる。
【0039】
送電装置１００の送電制御回路１５０と搬送ロボット１０の受電制御回路２５０は、無線により互いに通信することができる。
【0040】
以下の説明において、送電電極１２０ａ、１２０ｂを特に区別せずに表現する際には、「送電電極１２０」の表記を用いる。同様に、受電電極２２０ａ、２２０ｂを特に区別せずに表現する際には、「受電電極２２０」の表記を用いる。また、送電回路１１０／受電回路２１０内の特定の箇所における電流／電圧／電力を、単に「送電回路１１０／受電回路２１０における電流／電圧／電力」と呼ぶことがある。
【0041】
以下、本実施形態における基本的な動作を説明する。まず、搬送ロボットが送電電極１２０の上を走行するときに、送電電極１２０上に他の搬送ロボットが存在しない場合の動作の例を説明する。
【0042】
図４Ａは、搬送ロボット１０ａおよび送電電極１２０の位置関係の時間変化を模式的に示す図である。上向きの矢印は搬送ロボット１０ａに供給される電力を模式的に表している。矢印の本数は、受電量に対応している。下向きの白い矢印は時間経過を意味する。上段の図に示すように搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上に存在しないとき、すなわち、搬送ロボット１０の受電電極２２０が送電電極１２０と対向していないときであっても、送電装置１００は、常に送電電極１２０から微弱電力の送電を行っている。この微弱電力のレベルは、環境に影響のない程度であり、受電側回路で検出可能なレベルである。中段の図に示すように走行中の搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行し始めると、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０からの微弱電力の受電を開始する。このときには、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における整流回路から出力される電力、電圧および電流は、伝送される電力が微弱であるため、ゼロからあまり大きく増加しない。
【0043】
したがって、受電回路２１０における電力、電圧および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えずに所定時間が経過した場合、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電電極１２０上に受電中の他の搬送ロボットが存在しないと判断できる。
【0044】
さらに搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、現時点での負荷の状況から受電する必要があるかないかの判断を行う。受電する必要がある場合とは、例えば、搬送ロボット１０ａの電池３２０の残量が所定値よりも少ない場合などである。図４Ａの下段の図に示すように搬送ロボット１０ａが完全に送電電極１２０の上に来て、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０が、受電の必要があり、かつ送電電極１２０上に受電中の他の搬送ロボットが存在しないと判断した場合、受電制御回路２５０は、送電装置１００の送電制御回路１５０に本格送電を要求する。本格送電とは、搬送ロボットに電力を供給するための、比較的大電力での送電を意味する。本格送電の電力は、微弱送電の電力よりも大きい。受電制御回路２５０からの本格送電の要求を受け取った送電制御回路１５０からの指令により、送電回路１１０は、微弱送電から本格送電へ切り替える。
【0045】
図４Ｂは、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の時間変化の一例を示す図である。一例として、受電回路２１０内を流れる電流の検出値を用いる場合を説明する。電流に代えて、受電回路２１０内の電圧または電力の検出値を用いてもよい。図示される例では、検出される受電回路２１０内の電流は直流電流である。検出される受電回路２１０における電流が交流電流のときは、交流電流の振幅の時間変化に基づいて他の搬送ロボットの有無を判断すればよい。簡単のために、以下では、受電回路２１０における電流を直線的な変化で表す。実際には、受電回路２１０内の電流は、ノイズまたは過渡応答により、曲線的に変化し得る。
【0046】
まず、搬送ロボット１０ａが受電する必要がない場合の動作の例を説明する。この場合、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０から微弱電力を受け取り続ける。走行中の搬送ロボット１０ａの受電電極２２０の一部が送電電極１２０に対向すると、受電回路２１０における電流Ｃ０はゼロから増加し始める。搬送ロボット１０ａが送電電極１２０に沿って移動すると、その移動に伴い、送電電極１２０と受電電極２２０との重なりの面積が次第に増加するため、検出される電流も増加する。受電電極２２０の全体が送電電極１２０に対向すると、受電回路２１０における電流Ｃ０は、その時の負荷状態および伝送効率で決定される値Ｉｗｅａｋになる。受電の必要がない場合、搬送ロボット１０ａは、送電装置１００に本格送電を要求しない。このため、図４Ｂにおいて破線で示すように、受電回路２１０における電流Ｃ０は、一定値Ｉｗｅａｋのまま推移する。
【0047】
次に、搬送ロボット１０ａが受電する必要がある場合（例えば、電池残量が少ない場合）の動作の例を説明する。この場合、搬送ロボット１０ａは、送電電極１２０に本格送電の要求を行う。走行中の搬送ロボット１０ａが送電電極１２０上を走行すると、受電回路２１０の出力電流Ｃ１は、受電する必要がない場合と同様に、ゼロから増加し、Ｉｗｅａｋになる。このとき、もし送電電極１２０上に充電中の他の搬送ロボットがいる場合には、その送電電力を搬送ロボット１０ａも受け取ることになる。その結果、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０の電流Ｃ１は、図４Ｂに示す例とは異なり、急激に増加し、Ｉｗｅａｋよりも遥かに高い値になる。したがって、電流Ｃ１の値が閾値（例えば、Ｉｗｅａｋ以上の値）を超えた場合には、他の搬送ロボットが充電中であると判断できる。逆に、電流Ｃ１の値が当該閾値を超えずに所定時間が経過したときには、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電電極１２０上に受電中の他の搬送ロボットが存在しないと判断できる。その判断後、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は送電制御回路１５０に本格送電の開始を要求する。送電装置１００の送電回路１１０が本格送電を始めると、受電回路２１０の電流Ｃ１は急激に増加し、一定値Ｉｆｕｌｌになる。ＩｗｅａｋおよびＩｆｕｌｌを区別するために、ＩｆｕｌｌはＩｗｅａｋの例えば５倍以上に設定され得る。
【0048】
図４Ｃは、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流が時間変化する他の例を示す図である。受電回路２１０の電流Ｃ’１の時間変化率が閾値（例えば、電流Ｃ０のゼロからの増加量の時間変化率）を超えずに所定時間が経過したとき、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電電極１２０上に受電中の他の搬送ロボットが存在しないと判断できる。その判断後、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は送電制御回路１５０に送電の開始を要求する。送電装置１００の送電回路１１０が本格送電を始めると、受電回路２１０の電流Ｃ’１は急激に増加する。その後、受電回路２１０の電流Ｃ’１は比例的に増加し、一定値Ｉｆｕｌｌになる。電流の時間変化率に基づいて他の搬送ロボットの有無を判断することにより、電流の値に基づいて判断する場合よりも早い時間で送電制御回路１５０に本格送電の開始を要求する信号を送ることができる。
【0049】
本格送電の開始後、受電中の搬送ロボット１０ａは送電電極１２０上を通り過ぎる。そのとき、受電回路２１０における電流はＩｆｕｌｌから減少し始め、最終的にゼロになる。同様に、送電回路１１０における電流も減少し始める。これにより、送電制御回路１５０は搬送ロボット１０ａの通過を判断できる。その判断後、送電制御回路１５０からの指令により、送電回路１１０は本格送電から微弱送電へ切り替える。別の方法として、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０上を通過している最中に、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０が、送電制御回路１５０に本格送電から微弱送電へ切り換える指令を送ってもよい。
【0050】
次に、図５Ａを参照しながら、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行するときに、送電電極１２０上に他の搬送ロボット１０ｂが存在する場合の動作の例を説明する。搬送ロボット１０ａに電力の一部が供給され出すと、受電中の他の搬送ロボット１０ｂに供給される電力が小さくなり、搬送ロボット１０ｂへの電力伝送効率が低下してしまう。このような事態を避けるため、搬送ロボット１０ａは、送電電極１２０からの受電を抑制するための制御を行う。
【0051】
搬送ロボット１０ａへの電力供給を抑制することは、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流を小さくすることに相当する。これは、送電装置１００から見た搬送ロボット１０ａのインピーダンスが増加することに等しい。送電装置１００から見た搬送ロボット１０ａのインピーダンスを制御する方法として、搬送ロボット１０ａの電気モータ３３０の駆動を制御する方法（モータ駆動制御法と称する）が考えられる。
【0052】
図５Ａは、モータ駆動制御法による制御を行う２台の搬送ロボット１０ａ、１０ｂおよび送電電極１２０の位置関係の時間変化を模式的に示す図である。図５Ａの上段の図に示すように、送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在する。図５Ａの中段の図に示すように搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行する場合、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０から送電された電力を受ける。このとき、本格送電中であるため、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流は、ゼロから急激に増加する。その電流の値および時間変化率は、図４Ｂおよび図４Ｃに示す例と比較して、著しく大きい。したがって、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の値または時間変化率が閾値を超えた場合、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電電極１２０上に受電中の他の搬送ロボット１０ｂが存在すると判断できる。その場合、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、モータ制御回路３４０に、電気モータ３３０の駆動を停止すべき旨の指令を送る。図５Ａの下段の図に示すように、モータ駆動の停止の指令により、搬送ロボット１０ａは、送電電極１２０の入口付近で停止する。これにより、送電電極１２０から他の搬送ロボット１０ｂへの電力伝送効率が低下することを抑制できる。
【0053】
図５Ｂは、モータ駆動制御法による制御が行われる場合における搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の時間変化の一例を示す図である。この例では、受電回路２１０における電流の閾値がＩｗｅａｋ以上の値に設定されている。
【0054】
図５Ｂにおける電流Ｃ０は、受電する必要がない場合の受電回路２１０における電流の時間変化の例を示している。この電流は、図４Ｂに示す電流Ｃ０に相当する。ただし、時間および電流のスケールが図４Ｂの例とは異なる。図５Ｂに示すように、走行中の搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行すると、受電回路２１０における電流Ｃ２は、他の搬送ロボット１０ｂが存在しない場合と比較して、大きく増加する。この電流が閾値を超えたとき、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、モータ制御回路３４０に、電気モータ３３０の駆動を停止する指令を送る。この場合、送電電極１２０と搬送ロボット１０ａの受電電極２２０との対向面積は、最大面積に対して十分に小さい一定面積のままで停止する。その結果、受電回路２１０内の電流Ｃ２は一定値になる。この一定値は本格送電におけるＩｆｕｌｌよりも十分小さくなり、搬送ロボット１０ｂへの影響を十分に小さくすることが期待できる。搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流を十分に小さくすることは、送電装置１００から見た搬送ロボット１０ａのインピーダンスを増加させることに等しい。
【0055】
図５Ｃは、モータ駆動制御法による制御が行なわれる場合における搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の時間変化の他の例を示す図である。この例では、受電回路２１０における電流値がＩｗｅａｋに達する前の電流Ｃ０の時間変化率が閾値として設定されている。電流の時間変化率が閾値を超えたとき、搬送ロボット１０ａのモータ制御回路３４０に、電気モータ３３０の駆動を停止する指令を送る。その結果、受電回路２１０の電流Ｃ’２の最終的な値は、図５Ｂの例における値よりも小さくなる。電流の時間変化率に基づいて判断することにより、電流の値に基づいて判断する場合よりも早い時間で受電回路２１０にモータ停止信号を送ることができる。
【0056】
次に、搬送ロボット１０ａのモータ駆動の停止の後、搬送ロボット１０ｂが送電電極１２０の上を通り過ぎる場合の動作の例を説明する。この場合、送電装置１００は本格送電から微弱送電に切り替える。同時に、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流は一定値から減少し始める。例えば、図５Ｂにおける電流Ｃ２が減少してＩｗｅａｋに達したとき、搬送ロボット１０ａのモータ制御回路３４０は、電気モータ３３０に駆動を開始すべき旨の指令を送る。その結果、搬送ロボット１０ａは再び走行し始める。この場合、送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在しないことは明らかである。したがって、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、受電が必要な場合のみ、送電装置１００の送電制御回路１５０に微弱送電から本格送電へ切り替える指令を送る。受電回路２１０の電流の減少は、受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値よりも低くなったか否かに基づいて判断してもよい。この閾値は、送電電極１２０上における受電中の搬送ロボット１０ｂの有無を判断するために用いられる閾値とは異なっていてもよい。
【0057】
図６は、搬送ロボット１０ａのモータ駆動制御の一例を示すフローチャートである。受電制御回路２５０は、受電回路２１０における電流の値または時間変化率が閾値を超えずに所定時間が経過したかを判断する（Ｓ１０１）。受電回路２１０における電流の値または時間変化率が閾値を超えずに所定時間が経過した場合、受電制御回路２５０は、受電する必要があるかを判断する（Ｓ１０２）。受電する必要がある場合、受電制御回路２５０は、送電制御回路１５０に微弱送電から本格送電へ切り替える指令を送る（Ｓ１０３）。一方、受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値を超えた場合、受電制御回路２５０は、モータ制御回路３４０を介して、電気モータ３３０に駆動を停止する指令を送る（Ｓ１０４）。その後、受電制御回路２５０は、受電回路２１０における電流が減少し始めたかを判断する（Ｓ１０５）。受電回路２１０の電流が減少し始めた場合、受電制御回路２５０は、電気モータ３３０に駆動を開始する指令を送る（Ｓ１０６）。その後、受電制御回路２５０は、受電する必要があるかを判断する（Ｓ１０２）。
【0058】
上述したモータ駆動制御の他に、送電装置１００から見た搬送ロボット１０ａのインピーダンスを制御する方法として、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０の電気的な接続を切り替える方法（「受電回路制御法」と称する）も考えられる。
【0059】
図７Ａは、本実施形態の変形例に係る無線電力伝送システムにおける送電装置１００および搬送ロボット１０の構成を示す図である。搬送ロボット１０は、スイッチ制御回路２５５を有する。受電回路２１０は、電気的な接続を切り替えるスイッチを有する。スイッチ制御回路２５５は、受電制御回路２５０からの指示を受けて、受電回路２１０におけるスイッチの接続を切り替える指令を送る。本実施形態においては、受電制御回路２５０とスイッチ制御回路２５５とが別個の回路であるが、これらの回路を含む単一の回路を設けてもよい。図７Ａの例では、スイッチ制御回路２５５が第１制御回路に該当し、受電制御回路２５０が第２制御回路に該当する。
【0060】
図７Ｂは、スイッチ回路２７０の配置例を模式的に示す図である。例では、受電回路２１０は整合回路２８０と、整流回路２６０と、複数のスイッチ回路２７０とを含む。スイッチ回路２７０は、受電電極２２０とインピーダンス整合回路（以下、「整合回路」と呼ぶ）２８０との間、整合回路２８０と整流回路２６０との間、整流回路２６０と充放電制御回路３５０との間、および充放電制御回路３５０と電気モータ３３０との間の少なくとも１箇所に接続されている。本明細書においては、受電電極２２０と電気モータ３３０との間の構成要素を含む回路について「受電回路」の用語を用いることもある。
【0061】
図８Ａは、受電回路制御法による制御が行なわれる場合における、２台の搬送ロボット１０ａ、１０ｂおよび送電電極１２０の位置関係の時間変化の例を模式的に示す図である。図８Ａの上段の図に示すように、送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在する。図８Ａの中段の図に示すように走行中の搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行した場合、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０からの受電を開始する。この場合、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流は、他の搬送ロボット１０ｂへの本格送電が行われているため、ゼロから急激に増加する。したがって、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の値または時間変化率が閾値を超えた場合、搬送ロボット１０ａは、送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在すると判断できる。そのとき、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、スイッチ制御回路２５５を介して、受電回路２１０に少なくとも１つのスイッチの電気的な接続をオフにする指令を送る。その結果、受電回路２１０の電流経路が遮断され、受電回路２１０における電流はゼロなる。図８Ａの下段の図に示すように、受電回路２１０への指令により、搬送ロボット１０ａは、受電を停止する。しかし、モータ３３０への給電は継続できる。このため、搬送ロボット１０ａは、搬送ロボット１０ｂへの給電に影響を及ぼすことなく走行を継続することができる。モータ駆動制御法と異なり、受電回路制御法では、搬送ロボット１０ａを停止させずに、送電電極１２０から他の搬送ロボット１０ｂへの電力伝送効率が低下することを抑制することができる。
【0062】
図８Ｂは、受電回路制御法による制御が行なわれる場合における搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流の時間変化の一例を示す図である。この例では、電流の閾値がＩｗｅａｋ以上の値に設定されている。電流Ｃ０は、微弱送電時の受電回路２１０内の電流の時間変化である。この電流は、図５Ｂにおける受電回路２１０の電流Ｃ０に相当する。図８Ｂに示すように、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０の上を走行すると、受電回路２１０の電流Ｃ３は、微弱送電時と比較して、ゼロから大きく増加する。受電回路２１０内の電流Ｃ３が閾値を超えたとき、搬送ロボット１０ａのスイッチ制御回路２５５は、受電回路２１０に、少なくとも１つのスイッチの電気的な接続をオフにする指令を送る。その結果、受電回路２１０の電流はゼロになる。受電回路２１０に流れる電流をゼロにすることは、送電装置１００から見た搬送ロボット１０ａのインピーダンスが無限大に増加することに等しい。
【0063】
図８Ｃは、受電回路制御法による制御が行なわれる場合における搬送ロボット１０ａの受電回路２１０内の電流の時間変化の他の例を示す図である。この例では、電流値がＩｗｅａｋに達する前の微弱送電時の電流Ｃ０の時間変化率が閾値として設定されている。この電流の時間変化率が閾値を超えたとき、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、スイッチ制御回路２５５を介して、受電回路２１０に電気的な接続をオフにする指令を送る。その結果、受電回路２１０の電流Ｃ’３はゼロになる。電流の時間変化率に基づいて判断することにより、電流の値に基づいて判断する場合よりも早い時間で搬送ロボット１０ａの受電回路２１０に電気的な接続をオフにする信号を送ることができる。
【0064】
電気的な接続をオフにした後、所定時間が経過すると、搬送ロボット１０ａのスイッチ制御回路２５５は、受電回路２１０における電気的な接続をオンにする指令を送る。上記所定時間は、搬送ロボット１０ｂが送電電極１２０上を通り過ぎ、送電装置１００が本格送電から微弱送電状態に戻ったと推定される時間に設定され得る。上記指令により、送電電極１２０上を走行する搬送ロボット１０ａは、再び送電電極１２０からの受電を開始する。その後、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、再び送電電極１２０上における受電中の搬送ロボット１０ｂの有無を判断する。
【0065】
図９は、搬送ロボット１０ａの受電回路制御の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートにおけるステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６に代えて、ステップＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９が実行される。受電回路２１０内の電流の値または時間変化率が閾値よりも高い場合、受電制御回路２５０は、スイッチ制御回路２５５を介して受電回路２１０に電気的な接続をオフにする指令を送る（Ｓ１０７）。その後、受電制御回路２５０は、所定時間が経過したかを判断する（Ｓ１０８）。所定時間が経過した場合、受電制御回路２５０は、スイッチ制御回路２５５を介して受電回路２１０に電気的な接続をオンにする指令を送る（Ｓ１０９）。その後、受電制御回路２５０は、再び、受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値以下であるかを判断する（Ｓ１０１）。
【0066】
送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在する場合における、上述したモータ駆動制御法および受電回路制御法の振舞いを比較すると、以下のようになる。
【0067】
モータ駆動制御法では、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０の入口付近で停止する（図５Ａ）。これに対し、受電回路制御法では、搬送ロボット１０ａは受電せずに送電電極１２０の上を走行する（図８Ａ）。すなわち、受電回路制御では、搬送ロボット１０ａの走行にタイムロスがない。
【0068】
モータ駆動制御法では、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０における電流はＩｆｕｌｌよりも十分小さい一定値になる（図５Ｂまたは図５Ｃ）。これに対し、受電回路制御では、搬送ロボット１０ａの受電回路２１０の電流はゼロになる（図８Ｂまたは図８Ｃ）。すなわち、受電回路制御法では、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０上の受電中の搬送ロボット１０ｂに影響を与えることはない。
【0069】
モータ駆動制御法では、モータ駆動を開始した後（図６のＳ１０６）、再び送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在するかどうかを判断する必要はない（図６のＳ１０２）。これに対し、受電回路制御法では、受電回路２１０の電気的な接続をオンにした後（図９のＳ１０９）、再び送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在するかどうかが判断される（図９のＳ１０１）。
【0070】
変形例として、上述したモータ駆動制御法と受電回路制御法とを組み合わせてもよい。
【0071】
図１０は、搬送ロボット１０ａのモータ駆動制御法の他の例を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおけるステップＳ１０７からＳ１０９に代えて、ステップＳ１１０からＳ１１２が実行される。受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値を超えた場合、受電制御回路２５０は、電気モータ３３０に駆動を停止する指令を送る（Ｓ１１０）。その後、受電制御回路２５０は、所定時間が経過したかを判断する（Ｓ１１１）。所定時間が経過した場合、受電制御回路２５０は、モータ制御回路３４０を介して、電気モータ３３０に駆動を開始する指令を送る（Ｓ１１２）。その後、受電制御回路２５０は、再び、受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値以下であるかを判断する（Ｓ１０１）。所定時間として、送電電極１２０の長さを搬送ロボット１０ｂの移動速度で割って得られた時間が用いられ得る。この場合、搬送ロボット１０ａのモータ駆動開始（Ｓ１１２）後、送電電極１２０上に受電中の搬送ロボット１０ｂが存在することはない。受電制御回路２５０は、次に受電する必要があるかを判断すればよい（Ｓ１０２）。
【0072】
図１１は、搬送ロボット１０ａの受電回路制御法の他の例を示すフローチャートである。図６のステップＳ１０４からＳ１０６に代えて、ステップＳ１１３からＳ１１５が実行される。受電回路２１０の電流の値または時間変化率が閾値を超えた場合、受電制御回路２５０は、受電回路２１０にインピーダンスを高くする指令を送る（Ｓ１１３）。このとき、受電回路２１０の電流は、Ｉｆｕｌｌよりも十分小さくなる。しかし、受電回路２１０の電流は上述した受電回路制御法と異なりゼロにはならないとする。その後、受電制御回路２５０は、受電回路２１０の電流が減少し始めたかを判断する（Ｓ１１４）。受電回路２１０の電流が減少し始めた場合、受電制御回路２５０は、スイッチ制御回路２５５を介して、受電回路２１０にインピーダンスを低くする指令を送る（Ｓ１１５）。その後、受電制御回路２５０は、受電する必要があるかを判断する（Ｓ１０２）。受電回路２１０のインピーダンスの高低の調整は、例えば、受電回路２１０が有する抵抗、インダクタンス、およびキャパシタンスの少なくとも１つの値を変更することにより実現できる。
【0073】
次に、本実施形態の効果を、特許文献１の技術と対比して説明する。特許文献１では、送電装置の電圧監視部が電圧を監視する。電圧が所定の閾値を超えた場合、送電装置の電力伝送停止部が受電装置への電力伝送を停止する。一方、本実施形態では、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０が、送電電極１２０上における他の搬送ロボット１０ｂの有無を判断する。送電電極１２０上に他の搬送ロボット１０ｂが存在する場合、搬送ロボット１０ａは送電電極１２０からの受電を抑制する。つまり、本実施形態では、受電側で電力伝送を制御できる。この受電側での電力伝送の制御は、２台の移動体のみならず、３台以上の移動体を含むシステムにも適用できる。
【0074】
上述した実施形態では、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０上を走行していることを前提として、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電制御回路１５０に本格送電の開始を要求する。しかし、搬送ロボット１０ａが送電電極１２０上を走行していないときでも、ノイズの影響により、または搬送ロボット１０ａが送電電極１２０に近づくことにより、受電回路２１０にＩｗｅａｋよりもかなり小さい微弱電流が流れる場合がある。この場合、所定時間が経過すると、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、誤って送電制御回路１５０に送電の開始を要求し得る。
【0075】
このような誤作動を防ぐために、送電電極１２０上における受電中の搬送ロボット１０ｂの有無を判断するために用いられる閾値（第１の閾値）とは別に、送電要求に必要な閾値（第２の閾値）を導入してもよい。第２の閾値は第１の閾値よりも小さい値に設定され得る。例えば、所定時間経過後に、電流の値または時間変化率が第１の閾値を超えず、かつ、第２の閾値を超えたときのみ、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は送電制御回路１５０に送電の開始を要求してもよい。一方、電流の値または時間変化率が第１の閾値を超えずに所定時間が経過しても、電流の値または時間変化率が第２の閾値を超えないときは、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、自身が送電電極１２０上を走行していないと判断できる。その場合、搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、送電制御回路１５０に送電の開始を要求しなくてもよい。
【0076】
電流の値を用いる場合、第２の閾値は、例えば、Ｉｗｅａｋまたはそれよりも少し小さい値であり得る。電流の時間変化率を用いる場合、第２の閾値は、例えば、電流Ｃ０のゼロからの増加量の時間変化率またはそれよりも少し小さい値であり得る。
【0077】
これまでの実施形態では、受電制御回路２５０は、搬送ロボット１０ａにおける受電回路２１０に流れる電流または電力の変化に基づく判断によって送電装置１００に本格送電を要求する。このような動作に代えて、送電装置１００が微弱送電を行っている際に、送電回路１１０に流れる電流または電力の変化に基づいて、送電制御回路１５０が、送電電極１２０上に搬送ロボット１０ａが来たと判断してもよい。送電装置１００が搬送ロボット１０ａに本格送電するか否かの判断を要求してもよい。搬送ロボット１０ａの受電制御回路２５０は、当該要求を受けた場合、本格送電が必要と判断すれば、送電装置１００に本格送電を要求してもよい。
【0078】
次に、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成をより詳細に説明する。なお、以下に説明するシステムの構成は一例であり、要求される機能および性能に応じて、適宜変更してもよい。
【0079】
図１２は、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成を概略的に示すブロック図である。図１２においては、受電制御回路２５０の図示は省略されている。送電装置１００は、外部の直流電源３１０から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１６０と、交流電力を送電する２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと、インバータ回路１６０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとの間に接続された整合回路１８０とを備える。「直流電源３１０」は、外部から供給された交流電力を、コンバータ回路で直流電力に変換した電源も含む。本実施形態では、インバータ回路１６０は、整合回路１８０を介して第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに電気的に接続され、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を出力する。搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備える。
【0080】
受電装置２００は、２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと容量結合して電力を受け取る２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂと、２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された整合回路２８０と、整合回路２８０に接続され、受け取った交流電力を直流電力に変換して出力する整流回路２６０とを有する。第１の受電電極２２０ａは、第１の送電電極１２０ａと対向したときに、第１の送電電極１２０ａとの間に容量結合を形成する。第２の受電電極２２０ｂは、第２の送電電極１２０ａと対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する。これらの２つの容量結合を介して交流電力が送電装置１００から受電装置２００に非接触で伝送される。
【0081】
本実施形態における搬送ロボット１０の筐体、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれのサイズは、特に限定されないが、例えば以下のサイズに設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂの長さ（Ｙ方向のサイズ）は、例えば５０ｃｍ〜２０ｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂのそれぞれの幅（Ｘ方向のサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。搬送ロボット１０の筐体の進行方向および横方向におけるそれぞれのサイズは、例えば、２０ｃｍ〜５ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの長さ（進行方向におけるサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの幅（横方向におけるサイズ）は、例えば２ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。但し、これらの数値範囲に限定されない。
【0082】
負荷３３０は、例えば駆動用の電気モータおよび蓄電用のキャパシタを含み、受電回路２１０から出力された直流電力によって駆動または充電される。
【0083】
電気モータは、直流モータ、永久磁石同期モータ、誘導モータ、ステッピングモータ、リラクタンスモータなどの、任意のモータであり得る。モータは、シャフトおよびギア等を介して搬送ロボット１０の車輪を回転させ、搬送ロボット１０を移動させる。モータの種類に応じて、受電回路２１０は、整流回路、インバータ回路、インバータ制御回路などの、各種の回路を含み得る。
【0084】
キャパシタは、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタなどの、高容量かつ低抵抗のキャパシタであり得る。このようなキャパシタを蓄電器として用いることにより、バッテリ（二次電池）を用いた場合よりも、急速な充電が可能である。なお、キャパシタに代えて、二次電池（例えば、リチウムイオン電池等）を用いてもよい。その場合、充電に要する時間は増加するが、より多くのエネルギを蓄えることができる。搬送ロボット１０は、キャパシタまたは二次電池に蓄えられた電力によってモータを駆動して移動する。
【0085】
搬送ロボット１０が移動すると、キャパシタまたは二次電池の蓄電量（充電量）が低下する。このため、移動を継続するためには、再充電が必要になる。そこで、搬送ロボット１０は、移動中に充電量が所定の閾値を下回ると、送電装置１００から充電を行う。
【0086】
図１３は、無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。図示される例では、送電装置１００における整合回路１８０は、送電回路１１０に接続された直列共振回路１３０ｓと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続され、直列共振回路１３０ｓと誘導結合する並列共振回路１４０ｐとを有する。整合回路１８０は、インバータ回路１６０のインピーダンスと送電電極１２０ａ、１２０ｂのインピーダンスとを整合させる機能を有する。送電装置１００における直列共振回路１３０ｓは、第１のコイルＬ１と第１のキャパシタＣ１とが直列に接続された構成を有する。送電装置１００における並列共振回路１４０ｐは、第２のコイルＬ２と第２のキャパシタＣ２とが並列に接続された構成を有する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との巻数比は、所望の変圧比（昇圧比または降圧比）を実現する値に設定される。
【0087】
受電装置２００における整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された並列共振回路２３０ｐと、整流回路２６０に接続され、並列共振回路２３０ｐと誘導結合する直列共振回路２４０ｓとを有する。整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスと、受電回路２１０のインピーダンスとを整合させる機能を有する。並列共振回路２３０ｐは、第３のコイルＬ３と第３のキャパシタＣ３とが並列に接続された構成を有する。受電装置２００における直列共振回路２４０ｓは、第４のコイルＬ４と第４のキャパシタＣ４とが直列に接続された構成を有する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４との巻数比は、所望の変圧比を実現する値に設定される。
【0088】
なお、整合回路１８０、２８０の構成は、図１３に示す構成に限定されない。例えば、直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓのそれぞれに代えて、並列共振回路を設けてもよい。また、並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐのそれぞれに代えて、直列共振回路を設けてもよい。さらには、整合回路１８０、２８０の一方または両方を省略してもよい。整合回路１８０を省略する場合、インバータ回路１６０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが直接接続される。整合回路２８０を省略する場合、整流回路２６０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが直接接続される。本明細書においては、整合回路１８０を設けた構成も、インバータ回路１６０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。同様に、整合回路２８０を設けた構成も、整流回路２６０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。
【0089】
図１４Ａは、インバータ回路１６０の構成例を模式的に示す図である。この例では、インバータ回路１６０は、４つのスイッチング素子（例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ）を含むフルブリッジ型のインバータ回路と、送電制御回路１５０とを有する。送電制御回路１５０は、各スイッチング素子のオン（導通）およびオフ（非導通）の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ（マイコン）等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、Ｅ級などの他の発振回路を用いてもよい。インバータ回路１６０は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。通信用の変復調回路を有する場合、交流電力に重畳してデータを受電装置２００に送信することができる。
【0090】
なお、本開示は、電力伝送の目的ではなく、データを送信する目的で微弱な交流信号（例えばパルス信号）を受電装置２００に送信する形態も含まれる。そのような形態でも、微弱な電力が伝送されるといえるため、微弱な交流信号（例えばパルス信号）を伝送することも、「送電」または「電力伝送」の概念に含まれる。また、そのような微弱な交流信号も、「交流電力」の概念に含まれる。
【0091】
図１４Ｂは、整流回路２６０の構成例を模式的に示す図である。この例では、受電回路２１０は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。整流回路２６０は、他の整流器の構成を有していてもよい。整流回路２６０の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。整流回路２６０は、受け取った交流エネルギを負荷３３０が利用可能な直流エネルギに変換する。直列共振回路２４０ｓから出力される電圧および電流などを測定する各種のセンサが整流回路２６０に含まれていてもよい。
【0092】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各コイルは、例えば、回路基板上に形成された平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各キャパシタには、例えばチップ形状またはリード形状を有するあらゆるタイプのキャパシタを利用できる。空気を介した２配線間の容量を各キャパシタとして機能させることも可能である。各コイルが有する自己共振特性をこれらのキャパシタの代わりに用いてもよい。
【0093】
直流電源３１０は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）電源、高容量のキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。
【0094】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの共振周波数ｆ０は、典型的には、電力伝送時の伝送周波数ｆに一致するように設定される。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの各々の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆに厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆの５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆは、電力伝送の周波数ｆは、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに好ましくは２０ｋＨｚ〜７ＭＨｚに設定され得る。
【0095】
本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間は空隙であり、その距離は比較的長い（例えば、１０ｍｍ程度）。そのため、電極間のキャパシタンスＣｍ１、Ｃｍ２は非常に小さく、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスは非常に高い（例えば、数ｋΩ程度）。これに対し、送電回路１１０および受電回路２１０のインピーダンスは、例えば数Ω程度と低い。本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂに近い側に並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐがそれぞれ配置され、送電回路１１０および受電回路２１０に近い側に直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓがそれぞれ配置される。このような構成により、インピーダンスの整合を容易に行うことができる。直列共振回路は、共振時にインピーダンスがゼロ（０）になるため、低いインピーダンスとの整合に適している。一方、並列共振回路は、共振時にインピーダンスが無限大になるため、高いインピーダンスとの整合に適している。よって、図１３に示す構成のように、低いインピーダンスの電源側に直列共振回路を配置し、高いインピーダンスの電極側に並列共振回路を配置することにより、インピーダンス整合を容易に実現することができる。同様に、電極側に並列共振回路を配置し、負荷側に直列共振回路を配置することにより、受電装置２００におけるインピーダンス整合を好適に実現することができる。
【0096】
なお、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の距離を短くしたり、間に誘電体を配置したりした構成では、電極のインピーダンスが低くなるため、上記のような非対称な共振回路の構成にする必要はない。また、インピーダンス整合の問題がない場合は、整合回路１８０、２８０自体を省略してもよい。
【0097】
（実施形態２）次に、本開示の例示的な第２の実施形態を説明する。
【0098】
本実施形態では、移動体が受電するか否かの判断を、移動体とは異なる外部の装置が実行する。外部の装置は、判断の結果を移動体に通知する。移動体は、通知を受けて、自己のインピーダンスを変化させる。
【0099】
図１５は、本実施形態における無線電力伝送システムの構成を示すブロック図である。この無線電力伝送システムは、少なくとも１つの送電装置１００と、少なくとも１つの移動体１０と、移動体１０の運行を管理する中央制御装置３００とを備える。中央制御装置３００は、送電装置１００と、少なくとも１つの移動体１０とを制御する。中央制御装置３００は、送電装置１００における送電制御回路１５０と、移動体１０における受電制御回路２５０に、無線または有線で接続される。
【0100】
中央制御装置３００は、例えばＣＰＵなどの制御回路、およびメモリなどの記憶装置とを備えたコンピュータによって実現され得る。記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを制御回路が実行することにより、後述する動作が実現され得る。
【0101】
中央制御装置３００は、送電制御回路１５０に、送電の停止および開始の指令を送る。送電制御回路１５０は、送電中、送電状態に関する情報、例えば、送電回路１１０内の電流、電圧、および電力の少なくとも１つの値を、中央制御装置３００に送る。送電装置１００から中央制御装置３００へのこの情報送信は、例えば所定時間ごとに実行される。
【0102】
中央制御装置３００はまた、受電制御回路２５０に、受電の開始および停止の指令を送る。受電制御回路２５０は、移動体１０の位置を示す情報と、電池３２０の残量を示す情報とを中央制御装置３００に送る。受電装置１０から中央制御装置３００へのこの情報送信は、例えば所定時間ごとに実行される。
【0104】
中央制御装置３００は、送電状態を示す情報、移動体３２０の位置を示す情報、および電池３２０の残量を示す情報の少なくとも１つの情報に基づいて、移動体１０の受電の開始および停止のタイミングを決定する。中央制御装置３００は、移動体１０が送電電極１２０の上に到達しようとしているとき、上記の情報に基づいて、移動体１０に受電させるか否かを判断する。中央制御装置３００は、その判断の結果に基づいて、受電開始指令または受電停止指令を、受電制御回路２５０に送信する。移動体１０における受電制御回路２５０は、受電開始指令および受電停止指令に従い、自己のインピーダンスを調整する。
【0105】
図１６は、本実施形態における移動体１０の動作を示すフローチャートである。移動体１０の受電制御回路２５０は、以下の動作を実行する。ステップＳ２０１：受電制御回路２５０は、受電開始指令を受けたかを判定する。判定がＹｅｓの場合はステップＳ２０２に進む。判定がＮｏの場合はステップＳ２０３に進む。
ステップＳ２０２：受電制御回路２５０は、受電開始指令を受けると、送電制御回路１５０に、微弱送電から本格送電への切り替え指令を送る。
ステップＳ２０３：受電制御回路２５０は、受電停止指令を受けたかを判定する。判定がＹｅｓの場合はステップＳ２０４に進む。判定がＮｏの場合はステップＳ２０１に戻る。
ステップＳ２０４：受電制御回路２５０は、受電停止指令を受けると、インピーダンスを増加させる指令をモータ制御回路３４０に送る。モータ制御回路３４０は、この指令を受けて、モータ３３０を停止させる。
ステップＳ２０５：次に、受電制御回路２５０は、再び受電開始指令を受けたかを判定する。判定がＹｅｓの場合、ステップＳ２０６に進む。判定がＮｏの場合、再びステップＳ２０５を実行する。
ステップＳ２０６：受電制御回路２５０は、再び受電開始指令を受けると、インピーダンスを低下させる指令をモータ制御回路３４０に送る。モータ制御回路３４０は、この指令を受けて、モータ３３０を再び駆動させる。
【0106】
図１６の例では、モータ制御回路３４０がモータ３３０を停止させることによって送電装置１００から見た移動体１０のインピーダンスを増加させる。これに代えて、受電制御回路２５０が受電回路２１０内のスイッチ、抵抗、キャパシタンス、インダクタンスの制御によってインピーダンスを増加させてもよい。本実施形態では、受電制御回路２５０およびモータ制御回路３４０が協働して「第１制御回路」として機能する。
【0107】
中央制御装置３００は、例えば以下の前提に基づいて、受電開始/停止の判断を行う。前提：
（１）システム内に含まれる全ての送電電極１２０の位置情報を保持している。
（２）各送電電極１２０について、送電装置が送電を行っているか否かの情報を常時、取得している。
（３）システム内に含まれる全ての移動体１０の位置情報および電池３２０の充電残量情報を常時、取得している。
（４）ある移動体１０が送電電極１２０に近づくと、その移動体１０とは異なる他の移動体１０が送電電極１２０上にいる場合には、それらの移動体１０に対して“受電開始/停止”の判断を行い、指令を送る。
【0108】
中央制御装置３００は、各移動体１０の受電開始／停止の判断を、例えば以下の基準１〜３のいずれかに基づいて実行する。・基準１：先方優先
先に送電電極上にいる移動体を優先して、近づいてきた移動体に“受電停止”指令を送る。
・基準２：充電残量優先
充電残量の少ない移動体を優先し、充電残量の多い移動体に“受電停止”指令を送る。
・基準３：後方優先
後から来た移動体を優先して、送電電極上に先にいる移動体に“受電停止”指令を送る。
【0109】
以下、図１７を参照して、中央制御装置３００の動作の一例を説明する。図１７は、中央制御装置３００の動作の一例を示すフローチャートである。ここで、図５Ａに示すように、２台の移動体１０ａ、１０ｂが、一対の送電電極１２０から受電しようとしている場合を想定する。先に送電電極上にいる移動体１０ｂを、「先の移動体１０ｂ」と称し、送電電極に近づいてきた移動体を「後の移動体１０ａ」と称する。この例では、中央制御装置３００は、以下の動作を実行する。Ｓ３０１：送電装置１００から送電状態情報を取得する。
Ｓ３０２：後の移動体１０ａから移動体位置情報および充電状態情報を取得する。
Ｓ３０３：先の移動体１０ｂから移動体位置情報および充電状態情報を取得する。
なお、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３は、どの順序で行ってもよい。
Ｓ３０４：後の移動体１０ａと送電電極１２０との距離が指定値以下になったかを判定する。判定がＮｏの場合は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３に戻る。判定がＹｅｓの場合は、ステップＳ３０５に進む。なお、移動体１０ａと送電電極１２０との距離は、各送電電極および各移動体の位置情報から計算され得る。
Ｓ３０５：送電装置１００が送電中か否かを判定する。判定がＹｅｓの場合はステップＳ３０６に進む。判定がＮｏの場合はステップＳ３０９に進む。
Ｓ３０６：先の移動体１０ｂの位置が送電電極上か否かを判定する。判定がＹｅｓの場合、ステップＳ３０７に進む。判定がＮｏの場合、ステップＳ３０９に進む。
Ｓ３０７：後の移動体１０ａの電池残量が指定値よりも大きいか否かを判定する。判定がＹｅｓの場合はステップＳ３０８に進む。Ｎｏの場合はステップＳ３１２に進む。
Ｓ３０８：後の移動体１０ａに受電停止指令を発信する。
Ｓ３０９：先の移動体１０ｂに受電停止指令を発信する。
Ｓ３１０：後の移動体１０ａに受電開始指令を発信する。
Ｓ３１１：送電装置１００に送電開始指令を発信する。
Ｓ３１２：後の移動体１０ａの電池残量が先の移動体１０ｂの電池残量よりも大きいかを判定する。判定がＹｅｓの場合はステップＳ３１３に進む。Ｎｏの場合はステップＳ３０９に移行する。
Ｓ３１３：後の移動体１０ａに受電停止指令を発信する。
【0110】
以上の動作により、先の移動体１０ｂと後の移動体１０ａの電池残量の応じて、適切に電力供給を行うことが可能となる。
【0111】
以上の実施形態では、一対の送電電極１２０は、地面に敷設されているが、一対の送電電極１２０は、壁などの側面、または天井などの上面に敷設されていてもよい。送電電極１２０が敷設される場所および向きに応じて、移動体１０の受電電極２２０の配置および向きが決定される。
【0112】
図１８Ａは、送電電極１２０が壁などの側面に敷設された例を示している。この例では、受電電極２２０は、移動体１０の側方に配置される。図１８Ｂは、送電電極１２０が天井に敷設された例を示している。この例では、受電電極２２０は、移動体１０の天板に配置される。これらの例のように、送電電極１１０および受電電極２１０の配置には様々なバリエーションがある。
【0113】
本開示の実施形態における無線電力伝送システムは、前述のように、工場内における物品の搬送用のシステムとして利用され得る。搬送ロボット１０は、物品を積載する荷台を有し、工場内を自律的に移動して物品を必要な場所に搬送する台車として機能する。しかし、本開示における無線電力伝送システムおよび移動体は、このような用途に限らず、他の様々な用途に利用され得る。例えば、移動体は、ＡＧＶに限らず、他の産業機械、サービスロボット、電気自動車、マルチコプター（ドローン）等であってもよい。無線電力伝送システムは、工場内に限らず、例えば、店舗、病院、家庭、道路、滑走路その他のあらゆる場所で利用され得る。
【0114】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の移動体および無線電力伝送システムを含む。
【0115】
［項目１］２つの送電電極を有する送電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、
前記２つの送電電極とそれぞれ容量結合して前記２つの送電電極から交流電力を受け取る２つの受電電極と、
前記２つの受電電極に接続され、前記２つの受電電極が受け取った交流電力を直流電力または他の交流電力に変換して、前記移動体を駆動する電気モータ、または前記移動体を駆動するための電力を蓄える二次電池に供給する受電回路と、
前記２つの受電電極が前記２つの送電電極に対向した状態で前記移動体が移動している間、前記送電装置からの前記電力の受け取りを停止すべき旨の指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる第１制御回路と、
を備える移動体。
【0116】
［項目２］前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記送電装置からの前記電力を受け取るか否かを判断し、前記電力を受け取らないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る第２制御回路をさらに備える、項目１に記載の移動体。
【0117】
［項目３］前記第２制御回路は、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率が閾値を超えたとき、前記第１制御回路に前記指示を送る、項目１または２に記載の移動体。
【0118】
［項目４］前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電しているとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超え、
前記送電装置が前記移動体とは異なる他の移動体に送電していないとき、前記受電回路における電力、電圧、および電流の少なくとも１つの値または時間変化率は、前記閾値を超えない、項目３に記載の移動体。
【0119】
［項目５］前記第１制御回路は、前記２つの受電電極が、前記２つの送電電極にそれぞれ対向している状態において、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率が前記閾値を超えずに所定時間が経過したとき、前記送電装置に送電を要求する、項目３または４に記載の移動体。
【0120】
［項目６］前記第１制御回路は、前記移動体の運行を管理する中央制御装置から、前記指示を受けたとき、前記送電装置から見た前記移動体のインピーダンスを増加させる、項目１から５のいずれかに記載の移動体。
【0121】
［項目７］前記中央制御装置は、前記送電装置から前記移動体への前記電力の送電状況、前記移動体の位置、および前記二次電池の残量の少なくとも１つの情報を取得し、前記情報に基づいて、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させるか否かを判断し、前記移動体に前記送電装置からの前記電力を受電させないと判断したとき、前記第１制御回路に前記指示を送る、項目６に記載の移動体。
【0122】
［項目８］前記第１制御回路は、前記電気モータを制御するモータ制御回路を含み、前記モータ制御回路が前記電気モータに停止指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを増加させる、項目１から７のいずれかに記載の移動体。
【0123】
［項目９］前記第１制御回路は、前記電気モータに前記停止指令を送った後、所定時間が経過したとき、前記電気モータに駆動を再開させる指令を送る、項目８に記載の移動体。
【0124】
［項目１０］前記第１制御回路は、前記電気モータに前記停止指令を送った後、前記受電回路における電力、電圧、および電流の前記少なくとも１つの値または時間変化率が前記閾値以下の第２の閾値よりも低くなったとき、前記電気モータに駆動を再開させる指令を送る、項目８または９に記載の移動体。
【0125】
［項目１１］前記受電回路は、前記２つの受電電極と前記電気モータとの間の電気的な接続を切替えるスイッチを有し、
前記第１制御回路は、前記スイッチに前記接続をオフにする指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを増加させる、項目１から１０のいずれかに記載の移動体。
【0126】
［項目１２］前記制御回路は、前記スイッチに前記指令を送った後、所定時間が経過したとき、前記スイッチに前記接続をオンにする指令を送る、項目１１に記載の移動体。
【0127】
［項目１３］前記受電回路は、
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、項目１１または１２に記載の移動体。
【0128】
［項目１４］前記受電回路は、
整流回路と、
前記整流回路と前記電気モータとの間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、項目１１または１２に記載の移動体。
【0129】
［項目１５］前記受電回路は、
整流回路と、
前記２つの受電電極と前記整流回路との間に接続されたインピーダンス整合回路と、
前記２つの受電電極と前記インピーダンス整合回路との間、または、前記インピーダンス整合回路と前記整流回路との間に接続され、前記スイッチを含むスイッチ回路と、
を有する、項目１２または１３に記載の移動体。
【0130】
［項目１６］前記第１制御回路は、前記受電回路に、前記受電回路が有する抵抗、インダクタンスおよびキャパシタンスの少なくとも１つの値を変更する指令を送ることにより、前記送電装置から見た前記移動体の前記インピーダンスを高くする、項目１から１５のいずれかに記載の移動体。
【0131】
［項目１７］前記電気モータをさらに備える、項目１から１６のいずれかに記載の移動体。
【0132】
［項目１８］前記受電回路における電力、電圧および電流の少なくとも１つを検出する検出器をさらに備える、項目１から１７のいずれかに記載の移動体。
【0133】
［項目１９］前記移動体は、無人搬送車である、項目１から１８のいずれかに記載の移動体。
【0134】
［項目２０］項目１から１９のいずれかに記載の移動体と、
前記送電装置と、
を備える無線電力伝送システム。
【0135】
［項目２１］項目６または７に記載の移動体と、
前記送電装置と、
前記中央制御装置と、
を備える無線電力伝送システム。
【産業上の利用可能性】
【0136】
本開示の技術は、電力によって駆動される任意の機器に利用できる。例えば、工場で用いられる無人搬送車（ＡＧＶ）などの搬送ロボットまたは電動車両に好適に利用できる。
【符号の説明】
【0137】
１０、１０ａ、１０ｂ 搬送ロボット（移動体）２０ 交流電源
３０ 路面
１００ 送電装置
１１０ 送電回路
１２０ａ、１２０ｂ 送電電極
１３０ｓ 直列共振回路
１４０ｐ 並列共振回路
１５０ 送電制御回路
１６０ インバータ回路
１８０ 整合回路
１９０ 送電検出器
２００ 受電装置
２１０ 受電回路
２２０ａ、２２０ｂ 受電電極
２３０ｐ 並列共振回路
２４０ｓ 直列共振回路
２５０ 受電制御回路
２５５ スイッチ制御回路
２６０ 整流回路
２７０ スイッチ回路
２８０ 整合回路
２９０ 受電検出器
３１０ 直流電源
３２０ 二次電池
３３０ 負荷、電気モータ
３４０ モータ制御回路
３５０ 充放電制御回路