無線エネルギー伝送のためのエネルギー結合装置を有する充電システム
【課題】短時間で電池を繰り返し充電することを可能にし、ユーザの利便性および充電システムの操作者への安全性、信頼性があり堅牢な自動車充電システムを提供する。
【解決手段】エネルギー結合装置は、自動車の外部に配置される第１のトランスデューサと、自動車に取り付けられる第２のトランスデューサとを含む。整列手段は自動車と連絡して、第２のトランスデューサが、第１のトランスデューサから無線で伝送され電力伝送器により生成されたエネルギーを受け取るように、第２のトランスデューサが第１のトランスデューサに対して配置されるような、繰り返し可能な自動車の配置を確実にする。第２のトランスデューサにより受け取られるエネルギーは、ＥＳＳＤにより電気的に整形され、コントローラにより制御される通りにＥＳＳＤを通じて電気的に伝送され、ＥＳＤを充電する。
【解決手段】エネルギー結合装置は、自動車の外部に配置される第１のトランスデューサと、自動車に取り付けられる第２のトランスデューサとを含む。整列手段は自動車と連絡して、第２のトランスデューサが、第１のトランスデューサから無線で伝送され電力伝送器により生成されたエネルギーを受け取るように、第２のトランスデューサが第１のトランスデューサに対して配置されるような、繰り返し可能な自動車の配置を確実にする。第２のトランスデューサにより受け取られるエネルギーは、ＥＳＳＤにより電気的に整形され、コントローラにより制御される通りにＥＳＳＤを通じて電気的に伝送され、ＥＳＤを充電する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連文献
[0001]本出願は、２０１１年７月１１日に出願された、米国特許仮出願第６１／５０６，２４２号の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は一般に、地上を走る電動車両（ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]電気自動車およびハイブリッド電気自動車は、消費者の間で人気が高まっている。これらの自動車の電気モータは、自動車の電池により駆動される。電池は、自己再生しない場合、自動車の外部に位置しうる電源から、充電される必要がありうる。
【０００４】
[0004]従来の自動車の電池の充電システムは、自動車の電池を充電するために自動車に差し込むことができる連結器を含む。この種類の充電システムは、十分小さく自動車で運搬可能であり、米国で一般に利用可能な交流１２０Ｖ、６０ヘルツ（Ｈｚ）の電源に、着脱可能に連結する、または差し込むことができる。ある状況では、このシステムは、１０時間以内で通常の自動車の電池を充電することができる。この充電システムは良好に動作するが、消費者は、電池をより短時間で充電する充電システムを望む可能性がある。また、消費者は、自動車を電源に物理的に接続する必要なく電源から自動車の電池を充電するという、より大きな利便性をも求める可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１２／９５０，２９８号
【特許文献２】米国特許出願第１３／３０６，３２７号
【特許文献３】米国特許第７，８００，３４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0005]したがって、従来の交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの低電圧の充電システムよりも短時間で電池を繰り返し充電することを可能にし、ユーザの利便性および充電システムの操作者への安全性を実現する、信頼性があり堅牢な自動車の充電システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0006]本発明の核心には、操作者が操作し使用するために、充電システムが確実に信頼性が高い安全かつより便利なものであるように、様々な要因を組み合わせて考慮する、充電システムを見出すということがある。１つの要因は、交流１２０Ｖよりも高い電圧で動作する電気接続システムが従来の交流１２０Ｖの充電器よりも短時間で電池を充電することができることである。第２の要因は、６０ヘルツよりも高い周波数で動作する電気接続システムもまた、動作する際の電源システム効率が改善された電気接続システムを実現することができることである。第３の要因は、受信トランスデューサのコイルにより無線で効果的にエネルギーを受け取ることができ、その結果、充電システムが電気的に動作し電池を充電することができるように、伝送トランスデューサと受信トランスデューサを整列するように自動車を繰り返し可能に、確実に位置決めすることである。第４の要因は、やはり自動車の周囲に位置する操作者に関して、自動車空間内で高電圧、高周波の電気信号を確実かつ安全に、電気的に整形し伝送する必要があることである。第５の要因は、充電システムが電池を充電する速度を、充電システムが効果的に制御する必要があることである。第６の要因は、部品の数を減らした、より簡易的な充電システムを有することである。第７の要因は、高電圧、高周波の主要のシステムと、低電圧、６０Ｈｚの二次的システムとの両方を含み、操作者が所期の輸送機能のために自動車を効果的に用いる際に遭遇する様々な動作条件において電池の充電を可能にする充電システムを有することである。主要システムおよび二次的システムを有することで、充電システムの操作者の操作は、さらに柔軟かつ簡単になる。第８の要因は、電気的な用途に応じて、高出力、高周波の信号を車載で整形するための、様々な電気的／電子的な構成を有することである。第９の要因は、充電システムが意図された通りに動作していない場合、操作者が充電システムの配置されている局所的な領域から離れる前に、操作者に音声または視覚による通知を提供する充電システムを有することである。第１０の要因は、複数の自動車の充電システムに同時に充電する能力を有することである。
【０００８】
[0007]本発明のある実施形態によれば、充電システム（ＥＣＳ）は、自動車のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電することができる。ＥＣＳは、電力伝送器、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含むエネルギー結合装置、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）、ならびに整列手段を含む。電力伝送器は、エネルギーを提供するように構成される。エネルギー結合装置の車外トランスデューサは、自動車の外部に配置される。車外トランスデューサは、電力伝送器と電気的に接続される。エネルギー結合装置の車載トランスデューサは、自動車に搭載される。車載トランスデューサは、車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーの少なくとも一部を、受け取るように構成される。ＥＳＳＤは、車載トランスデューサと電気的に接続され、受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送してＥＳＤを充電する。整列手段は、自動車と連絡して、車載トランスデューサが車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーを受け取るように、エネルギー結合装置の車外トランスデューサに対して自動車が配置されることを確実にするように構成される。
【０００９】
[0008]本発明の別の実施形態によれば、自動車に搭載されるＥＳＤを充電するためにＥＣＳが用いられる、ＥＣＳを操作するための方法が提示される。
[0009]本発明のさらなる実施形態によれば、ＥＣＳの中でのデータメッセージの伝送および確認応答によって、ＥＳＤを充電するためのさらなる方法が提示される。
【００１０】
[0010]本発明のさらなる実施形態によれば、ＥＣＳを通じてエネルギーを伝送し、反射され受信されたＥＣＳの電力の測定結果を用いてＥＳＤを充電するための、方法が提示される。
【００１１】
[0011]本発明のさらに別の実施形態によれば、マルチスイッチが複数の自動車に搭載されたそれぞれのＥＳＤを同時に充電するように構成されるように、マルチスイッチが少なくとも１つの別のＥＳＣとも電気的に接続される、マルチスイッチと電気的に接続されたＥＣＳが提示される。
【００１２】
[0012]本発明のさらなる特徴、使用法、および利点は、添付の図面を参照して非限定的な例としてのみ与えられる、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むことでより明らかになるであろう。
【００１３】
[0013]本発明は、添付の図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]本発明による、エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように構成される、簡易的なブロック図の形態の充電システム（ＥＣＳ）を示す図である。
【図２】[0015]図１のＥＣＳのより詳細なブロック図と、整列手段を含む図１のＥＣＳのさらなる詳細とを示す図である。
【図３】[0016]図２のＥＣＳと、自動車と地面との間の図２のＥＣＳのトランスデューサのさらなる空間的な細部とを示す図である。
【図４】[0017]図３のＥＣＳのさらに別のブロック図を示し、図３のＥＣＳの自動車の電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）の詳細をさらに示す図である。
【図５】[0018]図２のＥＣＳの単一の電力伝送器のブロック図と、電力伝送器の詳細とを示す図である。
【図５Ａ】[0019]図５の電力伝送器の電気的な概略図である。
【図６】[0020]ＥＣＳの整列手段を用いて、エネルギー結合装置の中での電磁エネルギーの繰り返し可能なエネルギー伝送を保証する、図２のＥＣＳを操作するための方法を示す図である。
【図７】[0021]トランスデューサが互いに無線で通信するように構成されるように、自動車を配置するための、図６の方法のさらなるサブステップを示す図である。
【図８】[0022]データメッセージの伝送および確認応答に基づいて、図２のＥＣＳを操作するための別の方法を示す図である。
【図９】[0023]図８の方法の追加のステップを示す図である。
【図１０】[0024]反射され受け取られた電力の測定結果を用いて、図２のＥＣＳを通じてエネルギーを伝送するための方法を示す図である。
【図１１】[0025]図１０の方法の追加のステップを示す図である。
【図１２】[0026]本発明の代替的な実施形態による、図２の実施形態と同様の主要システムと、主要システムと電気的にインターフェースをとる６０Ｈｚの二次的システムとを含む、ＥＣＳを示す図である。
【図１３】[0027]本発明の別の代替的な実施形態による、主要システムと、二次的システムと、伝送スイッチ機能が搭載されたＥＣＳの一部としての統合された充電デバイスとを含むＥＣＳを示す図である。
【図１４】[0028]本発明のさらなる代替的な実施形態による、主要システムと、二次的システムと、主要システムの一部として含まれ伝送スイッチ機能が組み込まれた統合された充電デバイスとを含み、インバータ電気機器が主要システムから除去された、ＥＣＳを示す図である。
【図１５】[0029]本発明の別の代替的な実施形態による、主要システムとおよび二次的システムのブロック図を示す図であり、主要システムはコンバータを含む。
【図１６】[0030]本発明のさらに別の代替的な実施形態による、多重電力スイッチにより同時に充電されている図２のＥＣＳをそれぞれ含む、複数の自動車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0031]自動車の駆動系は、力を発生させてこの力を路面に接する自動車のタイヤに伝える、自動車内の一群の部品により形成される。ハイブリッド電気自動車および電気自動車は、それぞれの自動車の駆動系を駆動するために牽引用の電池をそれぞれ用いる。ハイブリッド電気自動車は、炭化水素燃料のエンジンを、または、自動車に搭載された電池により供給されるエネルギーとともにモータを用いて、自動車の駆動系を駆動する。電気自動車は、エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）または電池からのエネルギーのみを用いることで、駆動系を駆動する。ハイブリッド電気自動車および電気自動車の牽引用の電池は、単一の電池を形成するように直列または並列に接続された複数の電池を含みうる。自動車が運転されると、または、例えば、駆動系を駆動することとは別にラジオまたはフロントガラスのワイパを動かすときのように、自動車が操作者により運転以外に用いられると、電池の充電量が減少し、または充電量が空になることがある。こうした状況が起きると、電池は満充電の状態に戻るように充電されなければならない。電池の再充電は、充電システム（ＥＣＳ）を用いて実現されうる。ＥＣＳは電荷を供給して、電池に電荷を与え電荷で満たす。ハイブリッド自動車または電気自動車の電池は、駐車中のように自動車が動いていないときは、プラグインの交流１２０Ｖ、６０ヘルツ（Ｈｚ）のＥＣＳを用いて充電されうる。１つのそのようなＥＣＳが、「ＢＡＴＴＥＲＹ ＣＨＡＲＧＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＷＩＴＣＨ（非接触式の電気的スイッチを有する電池充電器）」という表題の米国特許出願第１２／９５０，２９８号で説明され、別のそのようなシステムが、「ＰＯＷＥＲ ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＴＨＥＲＭＡＬＬＹ−ＴＲＩＧＧＥＲＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＢＲＥＡＫＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ（温度により動作する複数の電気遮断装置を有する駆動安全システムおよび方法）」という表題の米国特許出願第１３／３０６，３２７号で説明され、これらは参照により全体が本明細書にそれぞれ組み込まれる。ＥＣＳを用いて自動車の電池を満充電に戻すことで、ハイブリッド自動車または電気自動車のユーザは、電池または電池パックの充電状態により少なくとも一部が決まる、完全な航続距離を確実に移動できるようになる。交流１２０Ｖ、６０ＨｚのＥＣＳよりも短時間で、電池を安定的かつ信頼性をもって充電することは、自動車の操作者に対する、自動車の即時使用性および利便性を高める上で有利である。
【００１６】
[0032]以下の用語は本明細書を通じて使用され、以下のように定義される。
[0033]整列手段 トランスデューサの整列が繰り返し行われるように、自動車の整列を容易にする構造物。整列手段は、車輪止め、車輪ストッパ、またはタイヤ用くぼみ機器を含みうる。車輪止めは、自動車の不意な動きを防ぐための、自動車の車輪の前または後ろに位置する、丈夫な材料の１つまたは複数のくさびである。底面は、地面との摩擦を向上させるために、ゴムで被覆されることがある。本明細書で説明されるようなＥＣＳとともに使用される場合、車輪止めは、接着剤または留め具を用いて地面に配置および固定され、自動車のタイヤと係合すると、自動車に搭載されたトランスデューサの１つと地面に配置された別のトランスデューサとの、ＥＣＳのトランスデューサの少なくとも部分的な整列を確実にすることが好ましい。くさびの１つの端部は、自動車の車輪の形状に合うような凹んだ形状を有してもよく、これにより車輪止めを超えるのに必要な力が大きくなる。別の種類の整列手段は、タイヤ用くぼみ機器であってよい。車輪がタイヤ用くぼみ機器のくぼみに入ると、ＥＣＳのトランスデューサが互いに一般的な整列の状態にあるので、車載トランスデューサが地上にある車外トランスデューサから伝送されたエネルギーと結合またはエネルギーを受け取れるということが、自動車の運転手に分かる。車両の横方向の整列のための部材、例えば、住宅の車庫の天井から吊るされたテニスボールも、車載トランスデューサが車外トランスデューサから伝送されたエネルギーを無線で受け取るように、トランスデューサが十分整列されるように、自動車の運転手が自動車を位置付ける助けになりうる。自動車の前側で自動車の中心線がテニスボールのところに来るようにしたときに、車載トランスデューサの少なくとも一部が車外トランスデューサと重なり合い、これらのトランスデューサの間でエネルギーが伝送／受信されるように自動車が位置付けられるように、テニスボールが所定の位置に配置されうる。
【００１７】
[0034]トランスデューサの整列 トランスデューサは、ＥＣＳのシステム電力効率がトランスデューサ間で７５％を超える場合、整列されていると考えられる。例えば、５０センチメートル（ｃｍ）×５０ｃｍという一般的な大きさで、ｚ軸方向が２０ｃｍであり、それぞれのトランスデューサの各領域が少なくとも５０％重なるトランスデューサは、７５％以上のシステム電力効率を生み出しうる。一般的には、ＥＣＳのシステム電力効率が７５％よりも高ければ、トランスデューサのそれぞれの領域の一部が互いに重なり合うかどうかに関わらず、トランスデューサは、互いに整列していると考えられる。例えば、図３に最もよく示されるように、自動車のトランスデューサの領域の少なくとも一部が、好ましくは、自動車の下の地面に固定された車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合う。
【００１８】
[0035]充電デバイス 一形態のエネルギーを得て、自動車のＥＳＤを充電するのに適した形態のエネルギーに変換する、電気的なデバイス。例えば、この充電デバイスは、低周波の交流電力を受け取ることができ、交流電力を電池を安全かつ効率的に充電するために次いで用いられる直流電流に変換する。例えば、低周波の交流電力は、関連する６０Ｈｚの周波数を有しうる。
【００１９】
[0036]エネルギー結合装置 エネルギー結合装置は、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサから形成される。車載トランスデューサは、車外トランスデューサから伝送された電磁（ＥＭ）エネルギーを無線で受け取る。好ましくは、エネルギー伝送は、主に磁気的なエネルギー結合によるものである。
【００２０】
[0037]エネルギー記憶デバイス（ＥＳＤ） 電荷を蓄積する電気的なデバイス。ＥＳＤは、電池とも呼ばれうる。電池は、単一の電池であってよく、または電池パックに形成された複数の電池であってもよい。例えば、電池パックは通常、電気自動車またはハイブリッド電気自動車で見出される。
【００２１】
[0038]充電システム（ＥＣＳ）電力効率 ＥＣＳの出力電力量に対する入力電力量。通常、システム電力効率は、０％から１００％の範囲にあることが可能であり、１００％では、入力と出力の間に電力損失がなく完全に効率的である。いくつかの電気的な用途では、システム電力効率を可能な限り高くする、したがって１００％に近い百分率の値を有することが望まれうる。システム電力効率は、複数の要因により影響を受けることがあり、その要因の１つは、ＥＣＳの電力損失に影響しうる、ＥＣＳの製造に用いられる電気的なコンポーネントである。また、この用語は、「システム電力効率」とも呼ばれうる。
【００２２】
[0039]電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ） ＥＳＳＤは、トランスデューサから入力としてある形態のエネルギーを得て、ＥＳＤを充電するのに適した形にエネルギーを電気的に整形し、整形されたエネルギーをＥＳＤに電気的に伝送する。例えば、本明細書で説明されるように、ＥＳＳＤは、車載トランスデューサから見て電気的に下流側の、車載に配置される。ＥＳＳＤは、充電システムの用途に応じて、単一の電気的なモジュール、または、ともに電気的に接続される複数のモジュールに、パッケージングされうる。例えば、ＥＳＳＤは単に整流器であってよい。
【００２３】
[0040]高出力ＥＣＳ 少なくとも９００ワットの、電力伝送器からの出力を有する、充電システム（ＥＣＳ）。好ましくは、このワット値は、９００から１０，０００ワットの範囲にある。いくつかの実施形態では、電力伝送器からの出力が９００ワット未満のＥＣＳは、高出力ＥＣＳであると考えられない。高出力ＥＣＳの出力はまた、一般に、周波数が６０Ｈｚよりも高い電気信号を出力する。ＥＣＳは、電源と電気的に接続された電力伝送器と、第１および第２のトランスデューサを含むエネルギー結合装置と、コントローラを含む電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）を含む。ＥＣＳはまた、自動車の用途で用いられた場合に、ＥＣＳの動作中に第２のトランスデューサが第１のトランスデューサからのエネルギーを受け取るように第１のトランスデューサに対して第２のトランスデューサを適切に整列するのを支援する、整列手段も含みうる。図４〜５、１２〜１５に示されるように、様々なＥＣＳの実施形態における様々な電気信号の電圧および／または周波数のレベルをよりよく理解するために、これらの電気信号の記号がＥＣＳの中の信号経路に沿って描かれる。あるいは、ＥＣＳは、整列手段を含まなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲内にありうる。これらの電気信号の記号は、以下の通りである。
【００２４】
[0041]ＨＶ ＨＦ ＡＣ 高電圧、高周波の交流（ＡＣ）電気信号。好ましくは、電圧信号は交流１２０Ｖよりも高く、電圧信号の周波数は６０Ｈｚよりも高い。周波数は、１０ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にありうる。
【００２５】
[0042]ＨＶ ＤＣ 高電圧の直流（ＤＣ）電気信号。好ましくは、直流電圧は直流１２０Ｖよりも高い。
[0043]６０Ｈｚ ＡＣ ６０Ｈｚの交流電圧電気信号。一般に、交流電圧は、電圧を発生させる電源に応じて、交流１２０Ｖまたは交流２４０Ｖのいずれかである。
【００２６】
[0044]１２０ＶＡＣ ｏｒ ２４０ＶＡＣ、６０Ｈｚ 交流１２０Ｖまたは交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号。例えば、これは、図４および１２に示されるように、電源により主要システム（交流２４０Ｖ）または二次的システム（交流１２０Ｖ、プラグイン）に供給される電気信号でありうる。主要システムおよび／または二次的システムは、電気的な用途に応じて有線で接続され、またはプラグにより着脱可能でありうる。
【００２７】
[0045]トランスデューサ エネルギーをある形態から別の形態に変換するデバイス。例えば、車外のトランスデューサは、電気エネルギーを電磁エネルギーに変換し、車載トランスデューサは、電磁エネルギーの少なくとも一部を受け取り、次いでこの受け取られた電磁エネルギーを、電池を充電するのに用いられうる電気エネルギーに変換し戻す。
【００２８】
[0046]電源 電源は、配電網により供給され、例えば電力自治体（ｐｏｗｅｒ ｍｕｎｉｃｉｐａｌｉｔｙ）により供給される。高出力ＥＣＳは、電気的に電源に接続する。従来の６０ＨｚのＥＣＳも、電源と電気的に接続する。好ましくは、高出力ＥＣＳと電気的に接続される電源は、６０ＨｚのＥＣＳと電気的に接続される電源よりも高い電圧を有する。
【００２９】
[0047]電力伝送器 ＥＣＳの一部である電気的なデバイス。単一の電力伝送器は、有利には、例えば車庫の壁または郵便受けに設置されうる、小型で効率的な配置に役立つ単一の筐体内に、直流電源と、高周波増幅器と、無線通信制御器と、ユーザインターフェースとを含む。統合された電力伝送器により、ＥＣＳの全体の電力効率が、電力伝送の機能を生み出しうる複数の電気的なモジュールを有する場合よりも、得られるようになる。複数の電気的なモジュールは、統合された電力伝送器を用いないと発生しうる、不要な電力損失を被る可能性がある。高周波増幅器は、直流電源と電気的に接続される。第１のトランスデューサは、高周波増幅器の出力と電気的に接続される。好ましくは、高周波増幅器は、９００ワットよりも大きく周波数が６０ヘルツ（Ｈｚ）よりも高い出力を送達することができる。好ましくは、周波数は、１５ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にある。あるいは、高周波増幅器はまた、ＥＣＳの動作モードおよび電気的な用途に応じて、９００ワット未満の電力を送達してもよい。無線通信制御器は、電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）のコントローラ部分と無線で通信する。
【００３０】
[0048]受け取られた電力 車載トランスデューサにより受け取られたエネルギー量。
[0049]反射された電力 車外トランスデューサにより無線で送信できないエネルギー量。例えば、反射された電力エネルギーは、ＥＣＳを通って電池までの経路の間に失われた電力により影響される。
【００３１】
[0050]自動車 モータまたは燃料燃焼エンジンにより駆動される駆動系と連絡する車輪を通常有する、自動車。電気自動車用途では、モータは電気モータである。ハイブリッド電気自動車は、燃料燃焼エンジンと組み合わせて用いられる電気モータを含み、自動車の駆動系を駆動する。
【００３２】
[0051]図１〜４を参照すると、本発明の一実施形態によれば、高出力ＥＣＳ１０は、１つまたは複数の電気的な負荷をさらに駆動するＥＳＤ１２を充電するように構成される。いくつかの自動車の用途では、ＥＳＤ１２は牽引用の電池であってよい。ＥＳＤ１２は、地上を走る自動車１３に搭載され、自動車１３の駆動系（図示せず）を動作させるためにエネルギーを供給するように構成される。あるいは、ＥＳＤは、駆動系への電流を供給することのみには限定されず、電流を必要とする任意の電気的なデバイスまたは電気／機械的なデバイスを動作させるためにも用いられうる。さらに、自動車は、充電を必要とするＥＳＤまたは電池を有する任意の種類の自動車であってよく、ハイブリッド自動車および／またはハイブリッド電気自動車を含むがこれらには限定されない。ＥＳＤ１２は、単一の電池として、または電池パックに配置されうるような複数の電池として、形成されうる。ＥＣＳ１０の第１の部分は自動車１３の外部に配置され、ＥＣＳ１０の第２の部分は自動車１３に搭載される。図３および４に最もよく示されるように、自動車１３は、長手軸Ａに沿った長さを有し、概ね平面的な地面２７にさらに配置される。
【００３３】
[0052]図２を参照すると、ＥＣＳ１０は、一体的に製造された電力伝送器１４と、第１の、または車外トランスデューサ１６と、第２の、または車載トランスデューサ１８と、少なくとも１つの車載の電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、整列手段２２とを含む。本明細書で定義されるように、「車外」とは、デバイスが自動車の外部に配置されることを示し、「車載」とは、デバイスが自動車に取り付けられる、または搭載されることを示す。ＥＳＳＤ２０を含むＥＣＳ１０は、任意の種類の回路の組み合わせで、任意の種類の電気的／電子的なデバイスにより形成されてよく、抵抗、キャパシタ、ダイオード、半導体、集積回路（ＩＣ）、リレー、温度ヒューズ、サーミスタ、熱電対、トランスデューサ、コイルなどを含みうる。自動車１３の外部に配置されるＥＣＳ１０の第１の部分は、電力伝送器１４と、電力伝送器１４と電気的に接続される車外トランスデューサ１６とを含む。車外トランスデューサ１６は、ボルトのような留め具により、地面２７にしっかりと固定される。自動車１３に搭載されるＥＣＳ１０の第２の部分は、車載トランスデューサ１８と、車載トランスデューサ１８と下流側で電気的に接続されるＥＳＳＤ２０とを含む。自動車１３は、充電デバイス２４と、充電器２４と下流側で電気的に接続される電池１２とを含む。自動車の充電器２４は、ＥＳＳＤ２０と下流側で電気的に接続されるように配置される。電力伝送器１４は、固定された電源２６と下流側で電気的に接続される。前に背景技術において論じられたように、電源２６は、プラグ着脱可能で持ち運び可能な充電システムを動作させるのに用いられる、交流１２０Ｖで６０Ｈｚの電源よりも、電圧値が高い。好ましくは、固定された電源２６の電圧値は、交流２２０Ｖまたは２４０Ｖである。あるいは、電力伝送器と電気的に接続された固定された電源の電圧は、交流１２０Ｖよりも高い任意の電圧値であってよい。したがって、システム１０は、本明細書で前に論じられた、プラグ着脱可能で持ち運び可能な、６０Ｈｚで交流１２０Ｖの充電システムよりも短時間で、電池１２を充電するように構成される。システム１０が固定された電源２６と電気的に接続される場合、ＥＣＳ１０は電池１２を充電するように構成される。
【００３４】
[0053]トランスデューサ１６、１８はエネルギー結合装置２８を形成し、車載トランスデューサ１８およびＥＳＳＤ２０は、ＥＣＳ１０の移動可能な電力システム３１を形成する。移動可能な電力システム３１は、自動車１３が道路を走って移動するとき、自動車１３とともに運ばれる。車載トランスデューサ１８、車外トランスデューサ１６は、高いＱ値（Ｑ ｆａｃｔｏｒ）を有し動作周波数において低抵抗となるようにリッツ線または銅管により形成されうる、コイルにより構築される。電気的な用途に応じて、Ｑ値は１００より大きくてもよい。トランスデューサはまた、抵抗、キャパシタ、インダクタなどのような追加の電気的な部品を含み、トランスデューサ間の磁気エネルギーの高効率の伝送を確実にすることができる。したがって、図１に最もよく示されるように、移動可能な電力システム３１は、エネルギー結合装置２８に接続され下流側に配置される、車載のサブシステムであり、エネルギー結合装置２８は、固定された電源２６と下流側で電気的に接続されるように配置される。電磁エネルギーは、エネルギー結合装置２８の中で、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に無線で伝送される。車載トランスデューサと車外トランスデューサはそれぞれ、摂氏−３０度から＋５０度までの動作温度範囲を有することが望ましい。
【００３５】
[0054]電力伝送器１４は、固定された電源２６および車外トランスデューサ１６と電気的に接続される。したがって、電力伝送器１４および固定された電源２６は、地上にある無線電力伝送器サブシステムを形成する。電源２６は、ＥＣＳ１０および自動車１３の外部に配置される。好ましくは、電源２６および電力伝送器１４に電気的に接続する高電圧の電力ケーブルを操作者３２が扱うことをなくし、操作者３２の安全性を高め、ＥＣＳ１０を操作する際に操作者３２にさらなる利便性を提供するために、電力伝送器１４は、電源２６と有線で接続される。例えば、図３に最もよく示されるように、操作者３２は、自動車１３の運転手であってよい。あるいは、操作者は、システム１０に近づける任意の人であってよい。電力伝送器１４は、電力伝送器１４の電気的な出力を伝える電気ワイヤケーブル３４を通じて、車外トランスデューサ１６と電気的に接続される。電力伝送器１４が電源２６と電気的に接続されると、電力伝送器１４は、ＥＣＳ１０により用いられるエネルギーを供給し、ＥＳＤ１２を充電するために提供される電流を形成するように構成される。
【００３６】
[0055]固定された電源２６を介して電力伝送器１４により提供されるエネルギーから、車外トランスデューサ１６により伝送されたエネルギーの少なくとも一部を、車載トランスデューサ１８が無線で受け取り、収集し、または結合するという点で、車外トランスデューサ１６は、構成２８の車載トランスデューサ１８と無線で接続されている。電磁エネルギーは無線で伝えられ、または車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に伝送される。あるいは、エネルギー結合装置のトランスデューサは、無線による誘導性のエネルギー伝達または無線による電気的な伝達により、無線で伝えることができる。別の形態の無線による電気的な伝達は、容量性結合でありうる。ＥＳＳＤ２０は、有利なことに、車載トランスデューサ１８により受け取られ捕捉された、伝えられた電磁エネルギーを電気的に整形し、ＥＳＤ１２により使用できる形態の電流を生成する。生成された電流は、ＥＳＤ１２を充電するために、ＥＳＳＤ２０を通って電気的に伝送される。いくつかの電気的な用途では、この電流は、充電されている電池の前に、充電器により使用できる形態の電流である。
【００３７】
[0056]図３に最もよく示されるように、整列手段２２は、地面２７上で自動車１３の外部に配置される。整列手段２２は、図１３のタイヤ３８ａ〜ｄのうちの少なくとも１つと物理的に係合または接触するように構成される、タイヤブロックまたは車輪止め３７である。車輪止め３７は、市販製品を購入してもよく、成形技術の分野で知られているような射出成形機により成形されてもよい。車輪止め３７は、地面２７に配置され、ボルトまたは他の種類の留め具を用いて地面２７に固定されうる。図３および４に最もよく示されるように、車輪止め３７は、右の前輪３８ｂと係合する。あるいは、車輪止めは、トランスデューサがトランスデューサ間で電磁エネルギーを無線で伝達するように、自動車の任意のタイヤが適切に係合しうるように、地面に対して戦略的に配置されうる。車輪止め３７の設置により、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６から無線で伝送された電磁エネルギーを受け取るように、自動車１３が構成２８の車外トランスデューサ１６に対して配置されることが、確実になる。車載トランスデューサ１８は、自動車１３、好ましくは自動車１３の下側部分３９に固定されて取り付けられるので、車載トランスデューサの延ばされた面が地面２７に面する。自動車へのある種類の搭載の構成では、車載トランスデューサは、ボルトまたはひもなどの留め具を用いて自動車のフレームに取り付けられている、ブラケットまたは部品のフレーム（図示せず）に搭載されうる。車載トランスデューサの下に他の自動車の部品を置かずに、車載トランスデューサに簡単に手が届くことで、車載トランスデューサがより簡単に修理できるようになりうる。例えば、図２に最もよく示されるように、車載トランスデューサ１８は、自動車１３の後部に搭載される。あるいは、車載トランスデューサは、自動車の下側の任意の場所に搭載されてもよい。さらに代替として、車載トランスデューサは、車載トランスデューサと車外トランスデューサの間で電磁エネルギーが伝達されるように２つのトランスデューサが互いに十分近接して配置されたときに、車載トランスデューサが車外トランスデューサにより供給され伝送されたエネルギーを効果的に受け取るように、車載の任意の場所に搭載されうる。そして、固定された車輪止め３７を用いることで、自動車１３のタイヤ３８ｂが戦略的に配置された車輪止め３７と係合するときに、トランスデューサ１６、１８の少なくともそれぞれの部分が軸Ｂに沿って軸方向に整列されるように、自動車１３の運転手３２が自動車１３を繰り返し位置付けることが可能になる。図３に最もよく示されるように、好ましくは、車輪止め３７は、タイヤ３８ｂが車輪止め３７と係合するときに、車載トランスデューサ１８の大部分が車外トランスデューサ１６と重なり合うように、戦略的に配置される。さらに、自動車１３のタイヤ３８ａ〜ｄの少なくとも１つが配置され車輪止め３７と係合することによって車輪止め３７と連絡するときに、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に電磁エネルギーが効果的に伝達されるように、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６に対しても配置されるように、車輪止め３７が地面２７のある場所に配置される。
【００３８】
[0057]あるいは、整列手段は、自動車用の車輪ストッパまたは少なくとも１つのタイヤ用くぼみ機器であってよい。さらに代替として、車輪止めは、トランスデューサ間で無線伝達が行われるように、車輪の少なくとも１つのタイヤと係合してそれ以上は動かないのに十分な重量を有しうる。図３に最もよく示されるように、好ましくは、車輪止め３７は、自動車１３のタイヤ３８ｂと係合したときに、車載トランスデューサ１８の少なくとも一部が軸Ｂに沿って車外トランスデューサ１６の少なくとも一部と確実に重なり合うように、地面２７上のある位置に固定されて配置される。軸Ｂは、地面２７および軸Ａを横切る。一般に、軸Ｂに沿って１つのトランスデューサ１６と重なり合う他方のトランスデューサ１８の少なくとも一部を整列することで、電磁エネルギーがトランスデューサ１６、１８の間で無線で確実に伝達される。さらにより好ましくは、車載トランスデューサ１８の大部分が軸Ｂに沿って車外トランスデューサ１６と軸方向に重なり合うように、車輪止め３７が配置される。加えて、自動車１３が車輪止め３７と連絡し、または係合するとき、自動車１３が車輪止め３７と連絡した結果として感覚的な応答が生成される。自動車１３の中にいる運転手３２の少なくとも１つの感覚器がこの感覚的な入力を感知するが、その少なくとも１つの感覚器が感覚的な入力を感知すると、エネルギー結合装置２８の車載トランスデューサ１８の少なくとも一部が、エネルギー結合装置２８の車外トランスデューサ１６と重なり合う。人間の感覚器は一般に、目による視覚、鼻による嗅覚、口による味覚、肌による触覚、および耳による聴覚とであると理解される。車輪止めに関しては、運転手の肌は、車輪止めを係合する自動車のタイヤから「凹凸」の感触を感じ、これは、自動車の運転手に、自動車の動きを停止させるように知らせるものである。
【００３９】
[0058]あるいは、運転手はまた、自動車のタイヤが車輪留めに係合するときに、耳により係合の音を聞くことができる。あるいは、電磁エネルギーが車載トランスデューサと車外トランスデューサの間で無線により伝達するように、車載トランスデューサが車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合えるようにする、任意の整列手段も、本発明の趣旨および範囲にある。図３により最もよく示されるように、トランスデューサ１６、１８が軸に沿って概ね整列される場合、トランスデューサ１６、１８の外に面する表面は、距離ｄだけ離隔される。距離ｄにわたる軸方向の空間は、空隙である。一実施形態では、距離ｄは１５から２０センチメートルの距離であってよく、この距離で電力伝送器から出る３．３ｋＷの信号が効果的に伝送されうる。トランスデューサ１６、１８を整列する際に、自動車１３の左側／右側の隙間をさらに横方向に整列するように運転手３２を支援するために、有利には、自動車整列部材４１も、運転手３２により用いられうる。例えば、１つのそのような整列部材４１は、住宅の車庫または事業所の駐車場構造物の天井からのロープに吊るされたテニスボールであり、自動車１３の前端がテニスボールのところに来ると、トランスデューサ１６、１８が軸Ｂに沿って互いに少なくとも部分的に整列していると運転手３２が分かるように、整列部材は戦略的に配置される。
【００４０】
[0059]ここで図４を参照すると、自動車１３の局所的な図が、ＥＳＳＤ２０の回路要素をブロック図の形でさらに示す。ＥＳＳＤ２０は、車載トランスデューサ１８により受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、この電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して、ＥＳＤ１２を充電するようになされる。ＥＳＳＤ２０は、コントローラおよび整流器を含むコントローラ／整流器ブロック４０と、バラスト抵抗４２と、無線電圧計４４と、インバータ４６と、伝送スイッチ４８とを含む。車載トランスデューサ１８の電気的な出力５２は、コントローラ／整流器ブロック４０により電気的に受け取られる。コントローラ／整流器ブロック４０の電気的な出力５４は、インバータ４６により電気的に受け取られる。インバータ４６の電気的な出力５８は、伝送スイッチ４８により電気的に受け取られる。伝送スイッチ４８の電気的な出力６１は、充電器２４により受け取られる。充電器２４の電気的な出力６８は、電池１２により電気的に受け取られる。コントローラ／整流器４０のコントローラ部分は、電子技術において知られているようなマイクロコンピュータまたはマイクロプロセッサであってよい。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、電力伝送器１４と無線データ伝送６２を行い、電力伝送器１４からの無線データ伝送６４を受信する。データはまた、無線電圧計４４から、コントローラ／整流器のコントローラ部分に、無線により電気的に伝達される（６６）。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分はまた、自動車の通信データバス６０上で、他の自動車の電気的なデバイスとデータを電気的に通信する。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により監視されるデータ通信は、電池１２の現在の充電の条件、または状態が中心である。あるいは、インバータは利用されなくてもよい。インバータがＥＣＳのＥＳＳＤに用いられない場合、ＥＣＳのシステム全体の電力効率は望ましく改善し、自動車の重量は望ましく低減し、ＥＣＳの部品の複雑さも望ましく低減して、ＥＣＳの信頼性を向上させる。
【００４１】
[0060]充電器２４は、自動車１３の中、かつ本明細書で前に説明された電池１２と同様の自動車の電子部品と関連しているシステム１０の外部に、配置される。これらの電気的なデバイスは、用途に応じて、単一のユニットまたは複数のユニットに収容されるプリント回路基板上に配置されうる。あるいは、ＥＳＳＤのコントローラ／整流器ブロックは、ＥＣＳの中に、別個の独立したコントローラおよび整流器の機能ブロックとして配置されてもよい。コントローラはまた、電池により許容される新たな充電速度を決定するために、現在の電池の充電状態についての情報をデータ通信バス上で自動車から受信するコントローラに入力を提示するアルゴリズムを動作させることができる。次いで、新たに入力された情報は、電池により許容される新たな充電速度を決定する。１つのそのようなアルゴリズムは、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＥＮＥＲＧＹ ＣＡＰＡＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＢＡＴＴＥＲＹ（電池のエネルギー容量を求める方法）」という表題の、米国特許第７，８００，３４４号で説明されており、上記の特許は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００４２】
[0061]電力伝送器１４は、電源２４から電気エネルギーを受け取り、受け取られたエネルギーを増幅し、増幅された受け取られたエネルギーを車外トランスデューサ１６に供給する。車外トランスデューサ１６は、増幅されたエネルギーの少なくとも一部を、無線で、かつ電磁的に、車載トランスデューサ１８に伝送または伝搬する。車載トランスデューサ１８は、車外トランスデューサ１６から伝送された電磁エネルギーの少なくとも一部を受け取る。車載トランスデューサ１８は、この受け取られたエネルギーをＥＳＳＤ２０に伝送し、ＥＳＳＤ２０は、このエネルギーを電気的に整形し、電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して、次いで自動車１３上の電池１２を充電する。有利なことに、インバータを用いることで、自動車の充電器を含む既存の自動車に、ＥＣＳを最も簡単に統合することができる。自動車の充電器は、ＥＣＳシステム全体への追加の修正またはコストを伴うことなく、インバータの出力を容易に受け入れることができる。ＥＣＳにおいてインバータを用いることの１つの望ましくない欠点は、ＥＣＳの追加の電気的な部品がシステム電力効率の損失を発生させうるために、ＥＣＳ全体のシステム電力効率が低くなりうるということである。
【００４３】
[0062]図４〜５を参照すると、固定された電源２６により供給されるエネルギーは、直流電源７０を介して直流電圧を生成する電力伝送器１４により受け取られ、直流電源７０は変調され、増幅器７２により電気的な利得を与えられて、高周波交流電圧になり、この電圧は増幅器７２から出力され、ワイヤケーブル３４上で電力伝送器１４からさらに出力される。増幅器７２から出力される高周波交流電圧出力は、１０ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にありうる。より好ましくは、この範囲は９０ｋＨｚから１７０ｋＨｚである。こうした高周波を用いる手法により、システム全体の効率を向上させることができ、効率の向上によって、トランスデューサ間のより大きな位置合わせのずれが許容され、１０ｋＨｚ未満の周波数で動作するＥＣＳシステムと比べて、より大きな操作上の柔軟性のあるシステムを実現する。これにより、さらに、ＥＣＳのユーザに対して、より大きな操作者の利便性を提供できる。また、高周波により、低周波を利用した場合に必要な重量や大きさよりも、軽量かつ小型のトランスデューサを製造することが可能になる。有利なことに、軽量であることで、自動車は、電池の所与の充電量に対して、軽量ではない場合に可能でありうる距離よりも長い距離を走ることが可能になる。高効率であることで、さらに、ＥＣＳを最初に準備する際の、車載トランスデューサおよび地面のトランスデューサの位置決めを柔軟に行うことができる。また、図３に最もよく示されるような、間隙の距離ｄを大きくすることができる。ユーザは、システム電力効率を高くして、電池を充電するためのエネルギーコストをより小さくすることを所望しうる。高周波、高電圧の交流電圧は、車外トランスデューサ１６に電気的に伝送され、トランスデューサ１６は、このエネルギーの少なくとも一部を車載トランスデューサ１８に無線で伝送してエネルギーが車載トランスデューサ１８により受け取られ、さらに、このエネルギー部分を信号経路５２に沿ってコントローラ／整流器ブロック４０に電気的に伝送する。コントローラ／整流器ブロック４０の整流器部分は、この電圧を電気的に整流し、対応する直流電流（ＩＤＣ）を生成する。この電流ＩＤＣは、信号経路５４に沿ってインバータ４６に電気的に伝送され、インバータ４６は、対応する直流電流を逆変換して、電池１２を充電するのに使用できる５０〜６０Ｈｚの電流を生成する。この５０〜６０Ｈｚの電流は、信号経路５８に沿って伝送スイッチ４８に伝送される。
【００４４】
[0063]電力伝送器２６は、直流電源７０、増幅器７２、ユーザインターフェース７４、および無線通信制御器７６を囲む、金属製の囲いまたは筐体を含む。ユーザインターフェース７４は、ＬＥＤ、音声によるアラーム、および制御パネルを含みうる。ＬＥＤおよび音声によるアラームは、システムの操作者に、異常または状態の状況を示すことができる。他の実施形態では、ＥＣＳが電池を充電できるように本明細書で説明されたようにトランスデューサが十分に整列されていない場合、異常の状況および／または音声によるアラームにより、注意することができる。これらの特徴の要点は、電池が充電されていなければならないときに充電されていないことについて、操作者に注意を喚起し、操作者がＥＣＳの局所的な領域および自動車から離れる前に問題が解決されうるように、どこに異常があるかを操作者に示すことを含む。こうした特徴がない場合、操作者は自動車の局所的な領域から離れて、後で自動車に戻ってきたときに、電池が充電されていないことに気付く可能性がある。操作者は、満充電ではない自動車では所望の距離を運転できない可能性があるため、これは望ましくない状況である。
【００４５】
[0064]一実施形態では、電力伝送器は、中に格納される電子部品を冷却するためのファンを含む。さらに、ワイヤケーブル３４は、ワイヤケーブル３４で搬送される高電圧、高周波の信号のために、液密の曲げやすい金属管の中に格納されうる。電力伝送器は、通信制御電子装置上の増幅器から熱を逃がすための、ヒートシンクをさらに含みうる。電力伝送器の電源への電気的な接続は、曲げやすい金属管の中で行われうる。電力伝送器は、壁にさらに取り付けられうる取り付け用ブラケットに、電力伝送器を取り付けるための装備を含みうる。
【００４６】
[0065]伝送スイッチ４８は、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により、制御信号経路５６に沿って、第１または第２の位置に選択的に制御される。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分による伝送スイッチ４８の制御は、システム１０が電池１２への充電速度を制御することを可能にする、１つの手法である。伝送スイッチ４８が第１の位置に設定されると、５０〜６０Ｈｚの電流がインバータ４６の電気的な出力５８で運ばれ、信号経路６１に沿って充電器２４により受け取られる。伝送スイッチ４８がコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により第２の位置に設定されると、インバータ４６の電気的な出力は、信号経路６１に沿って充電器２４により受け取られない。伝送スイッチ４８は、電池１２を充電するのに使用できる電圧を調整し制御する、自動車の充電器２４と電気的に接続される。自動車の充電器２４は、システム１０とは独立の、電池の充電に関する自動車の独立な制御を可能にするために、自動車１３の電気システムにより用いられる。したがって、充電器２４はさらに、自動車１３に配置された電子装置により制御されるような、システム１０から受け取られた電流による電池１２の充電を、調整または管理することができる。あるいは、自動車の充電器は利用されなくてもよい。
【００４７】
[0066]コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、自動車のデータ通信バス６０を通じて、自動車１３に配置される電気的なコンポーネントと通信する。あるいは、伝送スイッチは、コントローラ／整流器ブロック４０と通信する自動車のデータ通信バスを通じて、自動車の別の電気的なデバイスにより制御されうる。自動車のデータ通信バス６０は、システム１０に自動車の状態情報を伝達することができる。無線電圧計４４は、コントローラ／整流器ブロック４０の信号経路５４に沿って、電圧の大きさおよび／または電流の大きさを測定する。この電圧情報は、システム１０のコントローラ／整流器ブロック４０の受信機部分と、無線で通信する。基板上の自動車の電圧情報を知ることで、システム１０による車外トランスデューサ１６の変数の調整を可能にして、システム１０の電気的な動作を最適化する。高周波増幅器からのエネルギーの流出は、電圧に基づいて調整される。バラスト抵抗４２は、システム１０を電気的に起動させる間に、信号経路５４の電圧の大きさを最小にするために用いられる。あるいは、バラスト抵抗は、ＥＣＳにおいて用いられなくてもよい。一実施形態では、信号経路６１に沿って電池を充電するのに利用可能な電流は、直流１０〜２０アンペアの範囲にありうる。ＥＳＳＤ２０に電気的に伝送される電気的に整形されたエネルギーは、信号経路５２では第１の周波数を有し、信号経路６１では第２の周波数を有し、第２の周波数のエネルギーは伝送スイッチ４８から電気的に出力され、充電器２４、次いで電池１２に伝送される。第１の周波数は、第２の周波数よりも高い。好ましくは、第２の周波数は少なくとも４５Ｈｚであり、電力伝送器１４からのワイヤケーブル３４上の電気的な出力信号の周波数とは対照的に、第１の周波数は２０ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲にある。
【００４８】
[0067]図５および５Ａを参照すると、電力伝送器１４は、統合されたパッケージに複数の電気的なコンポーネント（図示せず）を封入する筐体７５を含む。筐体は、金属またはプラスチックのような任意の固形材料で製造されてよく、金属材料はある形に打ち抜かれてよく、またプラスチック材料は成形されてよい。電気的なコンポーネントは、それぞれの第１の電気的な部分、第２の電気的な部分、第３の電気的な部分、および第４の電気的な部分を、筐体７５の中で形成する。これらの部分は、筐体７５の中に配置される１つまたは複数のプリント回路基板上に形成されうる。電力伝送器１４は、車外トランスデューサ１６と電気的に接続されるワイヤケーブル３４により運ばれる、電気的な出力を有する。第１の電気的な部分は、直流電源７０である。第２の電気的な部分は、直流電源７０と電気的に接続される増幅器７２である。
【００４９】
[0068]第３の電気的な部分は、ユーザインターフェース７４である。ユーザインターフェース７４は、操作者３２に対して、ＥＣＳ１０の動作状態の情報を提供する。好ましくは、ユーザインターフェース７４は、ＥＣＳに電池を充電させないようにするという指示を、操作者に知らせるのに非常に役に立つ。加えて、自動車の運転手などの操作者が自動車から降りた後、ＥＣＳの局所的な領域にまだいる場合にも、そのようにすることが有利である。したがって、何らかの状況によりＥＣＳが電池を充電することが妨げられる場合、運転手の注意を喚起することが重要である。また、運転手の注意が異常な状況に向けられたときに、異常な状況をどのように直して、ＥＣＳがＥＳＤを充電できるようにするかを、ＥＣＳが運転手に教えて知らせることも重要である。ユーザインターフェースが、電池の充電を妨げるようなＥＣＳの状況を運転手に知らせるように動作しなかった場合、電池が満充電の状態にあるであろうと操作者が思ったときに、望ましくないことに電池が充電されていない状態のままである可能性がある。例えば、第２のトランスデューサが第１のトランスデューサからエネルギーを受け取るように、自動車が適切に整列されていない場合、または、自動車の変速機が「パーキング」の位置にない場合、こうした状況は電池の充電を妨げうる。
【００５０】
[0069]ユーザインターフェースは、操作者３２の目に見える少なくとも１つの視覚的要素７８を有する。視覚的要素７８は、好ましくはＬＣＤディスプレイである。ＬＣＤ７８は４行の英数字の行を含み、これらの行はそれぞれＥＣＳ１０の異なる動作指標を表示する。第１の英数字の行は、ＥＣＳ１０の全般的な動作状況についての情報を表示する。第２の英数字の行は、コントローラ／整流器４０の整流器部分の出力電圧と、コントローラ／整流器４０からＥＣＳおよび自動車の残りの部分に伝えられる出力電圧および出力電力とを、表示する。第３の英数字の行は、電力伝送器１４の高周波増幅器７２への、直流電源７０により供給される直流電圧を表示する。第４の英数字の行は、システム電力効率を表示する。あるいは、ＬＣＤディスプレイは、例えば、ＥＣＳが異常な状況に遭遇したときに、操作者にとって有用なＥＣＳの動作についてのエラーメッセージのような情報を表示するための、他の装備を有してもよい。電力伝送器１４はまた、複数色の光源８２を含む。光源８２は、ＥＣＳ１０の様々な動作状態の状況を示すように、異なる色の光を切り替えるように操作されうる。例えば、光源は、緑から黄、黄から赤に変わってもよく、これは、ＥＣＳ１０にＥＳＤ１２を充電させないようにするような、望ましくないＥＣＳシステムの異常でありうる。あるいは、異常による赤色の光が、ＬＣＤディスプレイに表示されてもよい。
【００５１】
[0070]あるいは、少なくとも１つの音声要素が、操作者の耳に聞こえうる。例えば、電磁エネルギーを伝送／受信するためにトランスデューサが互いに適切に近接するように自動車が整列されていない場合、警報音がスピーカなど音声出力を通じて生成され、ＥＣＳがＥＳＤを充電していないということを、操作者に知らせる。この警告音は、操作者が自動車およびＥＣＳの局所的な領域から離れる前に、操作者の注意をさらに喚起し、問題を修正する。さらに別の実施形態では、ユーザインターフェースは、少なくとも１つの視覚的要素および少なくとも１つの音声要素を含む。ユーザインターフェース７４は、少なくとも１つの装備７９を含み、装備７９は、ＥＣＳ１０の操作者３２が、少なくとも１つの動作を実行するようにＥＣＳ１０に命令することを可能にする。装備７９は、電力伝送器１４が車外トランスデューサ１６に伝送するためのエネルギーを生成するように電圧を与えられるように、電力伝送器１４の電源を入れ、また、電力伝送器の電源が落とされエネルギーが車外トランスデューサ１６に伝送されないように電力伝送器の電源を切るための、オン／オフ押しボタンである。ユーザインターフェース７４は、ＬＣＤディスプレイを含む。あるいは、ユーザインターフェースは、任意の数のＬＥＤ、光源、ＬＥＤディスプレイ、および少なくとも１つの押しボタンを含みうる。
【００５２】
[0071]第４の電気的な部分は、自動車１３に配置されたＥＣＳ１０の一部とアンテナ８０を通じて電気的に無線で通信する、無線通信制御部７６である。第４の部分７６は、当技術分野で知られているようなコンピュータまたはマイクロプロセッサである。電力伝送器１４は、無線通信制御器７６を介してコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分から受信されたデータを分析して、コントローラ／整流器ブロック４０の整流器部分の出力がシステム１０の電気的な用途により決まる範囲にあることを確実にするように、直流電源７０を調整する。制御器７６はまた、自動車のデータ通信バス６０を通じて自動車１３の充電器２４および他の電子的なデバイスと通信し、電池１２の最適な充電を確実にするための受信機／送信機として、用いられうる。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分はまた、自動車の通信データバス６０を通じて、充電器２４に対してデータを受信／伝送することができる。電力伝送器１４から出力される、ワイヤケーブル３４で運ばれる電気的な信号は、６０Ｈｚよりも高い周波数を有し、車外トランスデューサ１６に電気的に伝送される９００ワットよりも大きな出力電力を有する。一実施形態では、電力伝送器は３．３キロワット（ｋＷ）を伝送する。ケーブル３４で運ばれる電気信号の周波数値は、１５ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にある。別の実施形態では、電力伝送器からの３．３ｋＷの出力は、充電レベルの低い電池を、約４時間で充電することができる。別の実施形態では、完全に充電された電池により、その電池を搭載する自動車は、最大で６４．７ｋｍ（４０マイル）を走ることが可能になりうる。
【００５３】
[0072]ＥＣＳ１０は、７５％以上のシステム電力効率を有するように設計される。好ましくは、７５％以上のシステム電力効率は、操作者が操作する際のＥＣＳの費用対効果が高くなるような、望ましい水準である。７５％未満であると、操作者がＥＣＳを操作する際の費用対効果が高くないことがあるため、望ましくないことがある。好ましくは、効率が７５％よりも高いと、操作者にとってＥＣＳを運用するコストがさらに低くなるため、さらに望ましいことがある。
【００５４】
[0073]子供および／またはペットが、ＥＳＤの充電中に車外トランスデューサの近くにいることがある。ＥＳＤの充電中に、人が自動車の中に乗っていることがある。ＥＣＳは、異なる自動車メーカにより用いられる異なるＥＳＤ電池の電圧に基づいて、電力伝送器からの出力電圧を調整することができる。ＥＣＳがＥＳＤの充電を開始できる前に、データ通信リンクを通じてデータを送信することが必要である。電力伝送器の高周波増幅器は、ＥＳＤの充電が自動車の電子的なデバイスにより要求されるまで、有効にされない。充電サイクルの間、充電電流は徐々に減少するため、システム電力効率は７５％以上のままでありうる。
【００５５】
[0074]参照番号６２、６４、および６６は、ＥＣＳ１０の様々な電気的なコンポーネントの間で、電子データを送信するための、無線による電気的な信号エネルギーの経路を表す。電圧計４４は、ＥＳＳＤ２０の信号経路５４の電圧を測定し、このデータの測定結果の情報を、コントローラ／整流器４０に無線で送信する。無線による電気的な信号エネルギー６２は、コントローラ／整流器４０から電力伝送器１４に無線で伝送される。電力伝送器１４は、信号エネルギー６２を動的に受け取る。電力伝送器１４も、データ情報をコントローラ／整流器４０に無線で伝送する。信号経路６２、６４、６６に沿って信号エネルギーを無線エネルギー伝送する目的は、ＥＳＤ１２を充電するＥＣＳ１０の動作の性能を最適にすることである。より具体的には、ＥＣＳは、リアルタイムでＥＣＳの動作を最適化し、システム電力効率が確実に７５％よりも大きく、かつ７５％よりも大きいままになるように、構成される。コントローラ／整流器４０のコントローラ部分は、信号経路５４上の出力電流を測定することができる。コントローラ／整流器のコントローラ部分はまた、電流データおよび電圧計４４からの電圧データを用いて、信号経路５４の電力値を数学的に生成することができる。あるいは、電力は実際に測定されてもよい。電圧、電流、または電力のデータは、無線信号経路６２で、電力伝送器１４に送信されうる。そして、電力伝送器１４はこのデータを受信し、信号経路３４上の出力信号を調整して、ＥＣＳがＥＳＤ１２を充電している間、ＥＣＳ１０の電力システム効率が７５％より大きくなるように維持することができる。電力伝送器１４は、無線信号経路６４により、電圧、電流、または電力のデータを、コントローラ／整流器４０に要求する。いくつかの実施形態では、電力伝送器１４は、電力伝送器１４により要求されるような、１つの種類のデータのみを、またはデータの任意の組み合わせを要求することができる。あるいは、コントローラ／整流器は、無線データ信号経路で、このデータのいずれかまたは全てを電力伝送器に定期的に送信してもよい。
【００５６】
[0075]ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４が電源２４と接続されない場合には用いられない。ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４が電源２４と接続され、ユーザインターフェース７４のオン／オフスイッチ８２が操作者３２により入れられていない場合にも用いられない。オン／オフスイッチ８２が入れられない場合、ＥＣＳ１０は、ＥＳＤ１２がＥＣＳ１０により充電できないように、オフ状態にある。
【００５７】
[0076]ＥＣＳ１０は、システム１０が電源２６と電気的に接続され、ＥＣＳ１０がオン状態であるが、トランスデューサ１６、１８が十分に離れているためＥＭエネルギーがトランスデューサ１６、１８の間で無線により伝送／受信されない場合に、部分的に用いられる。例えば、トランスデューサがＥＣＳ１０のために互いに少なくとも部分的に重なり合うことは、ＥＳＤ１２を充電するには必要ではなくてもよい。トランスデューサが軸方向か横方向のいずれかで十分に離れており、電力伝送器１４により測定したＥＣＳのシステム電力効率が７５％以上である場合、ＥＳＤ１２により充電が必要とされれば、ＥＣＳ１０はＥＳＤ１２を充電する。電力伝送器１４は、出力またはワイヤケーブル３４で運ばれる電力、電圧、および電流を確認して、ＥＣＳ１０がＥＳＤ１２を充電するかどうか、さらにＥＳＣ１０がＥＳＤ１２を充電する速度を決定する。
【００５８】
[0077]図３で最もよく示されるように、電力伝送器１４が電源２６と電気的に接続され、トランスデューサ１６、１８が十分近く、例えば軸方向の距離ｄだけ離隔されるのでトランスデューサ１６、１８の間で伝送／受信されるＥＭエネルギーが発生し、電力伝送器１４により測定されるシステム電力効率が少なくとも７５％である場合に、ＥＣＳ１０が用いられる。図６を参照すると、ＥＣＳ１０は、方法１００により自動車１３の電池１２を充電する。方法１００の１つのステップ１０２は、電力伝送器１４と、エネルギー結合装置２８と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、車輪止め３２とを含むＥＣＳ１０を提供するステップであり、これらの全てが本明細書で前に説明されている。方法１００の別のステップ１０４は、車外トランスデューサ１６がエネルギーを含むように、ＥＣＳ１０の電力伝送器１４の電源を入れるステップである。方法１００のさらなるステップ１０６は、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６から無線で伝送されたエネルギーを受け取るように構成されるように自動車１３が車輪止め３７と連絡するときに、エネルギー結合装置２８の車載トランスデューサ１８を、車外トランスデューサ１６に対して整列するステップである。方法１００の別のステップ１０８は、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８により無線で伝送されたエネルギーの、少なくとも一部を受け取るステップである。方法１００のさらなるステップ１１０は、ＥＳＳＤ２０により車載トランスデューサ１８を通じて受け取られたエネルギーの一部を電気的に整形して、ＥＳＤ１２を充電するように構成される充電電流を生成するステップである。方法１００の別のステップ１１２は、ＥＳＳＤ２０によりＥＳＤ１２に充電電流を電気的に伝送し、ＥＳＤ１２を充電するステップである。ＥＣＳ１０は、本明細書で前に説明されたようなアルゴリズムを用いて、または、電力伝送器により第１のトランスデューサへの電力の出力を制御することによって、または、伝送スイッチの動作を制御するコントローラによって、ＥＳＤ１２の充電を制御することができる。ＥＳＤの充電を制御する別の方法は、ユーザがオン／オフスイッチ７９を入れて、ワイヤケーブル３４で運ばれる電気信号が発生しないように、ＥＣＳをオフにして電力が供給されない状態にすることである。
【００５９】
[0078]図７を参照すると、方法１００の整列ステップ１０６はさらに、以下のサブステップ１１４、１１６、１１８、１２０を含み、自動車１３が車輪止め３７と係合できるように自動車１３をさらに整列する。横方向の自動車の整列部材４１を用いることで、運転手３２が自動車１３を効率的に配置するのをさらに助けることができる。ＥＣＳ１０は、住宅の車庫または駐車場の構造物のような固定された場所に配置されるので、トランスデューサ１６、１８が互いにエネルギーを無線で伝送／受信するように構成されうるように、自動車１３は、地上にある車外トランスデューサ１６および地上にある車輪止め３７に移動して近づく必要がある。したがって、方法２００のサブステップ１１４は、自動車１３により、車輪止め３７に向かって移動して近づくステップである。サブステップ１１６は、自動車１３の運転手３２により、自動車１３の左側のタイヤまたは右側のタイヤの横方向のずれを検出し、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６と整列するように、タイヤのずれを調整するステップである。方法２００のサブステップ１１８は、タイヤのずれが調整された自動車１３により車輪止め３７に近づくことを続けるステップであり、方法２００のサブステップ１２０は、自動車の少なくとも１つのタイヤ３８が少なくとも１つの車輪止め３７と係合したということを、運転手３２が感覚器の１つにより感知したときに、運転手３２が自動車１３の動きを止めるステップである。
【００６０】
[0079]図８および９を参照すると、ＥＳＤを動作させるためのさらに別の方法が開示される。方法１３０は、自動車のＥＣＳの中のＥＳＤを充電するように提示される。方法１３０の１つのステップ１３１は、電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）と、伝送スイッチとを含むＥＣＳを提供するステップであって、エネルギー結合装置は車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含み、車外トランスデューサは電力伝送器と電気的に接続されており、車載トランスデューサは車載に配置され、ＥＳＳＤは車載トランスデューサと電気的に接続される。方法１３０の別のステップ１３３は、電力伝送器の増幅器をＥＣＳにより定期的に有効にして、車外トランスデューサが車載トランスデューサにエネルギー伝送するのに有効な距離の範囲に自動車があるかどうかを判定するステップである。方法１３０のさらなるステップ１３５は、電力伝送器からＥＳＳＤにデータメッセージを電気的に伝送し、このデータメッセージがさらに、自動車の中の電子的なデバイスに電気的に伝送され、ＥＳＤのＥＣＳによる充電が可能であることを自動車の中の電子的なデバイスに知らせるステップである。方法１３０のさらなるステップ１３７は、自動車の電子的なデバイスにより、ＥＣＳに対してデータメッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０の別のステップ１３９は、自動車の電子的なデバイスにより、ＥＳＤを充電するためのＥＳＣの充電条件が満たされたと判定するステップである。方法１３０のさらなるステップ１４１は、自動車からの充電要求を電力伝送器に伝送するステップである。方法１３０の別のステップ１４３は、ＥＣＳに対して自動車による充電要求の確認応答を行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１４５は、自動車により必要とされる充電電圧メッセージをＥＣＳに伝送するステップである。方法１３０の別のステップ１４７は、ＥＣＳがＥＣＳの電圧を調整してＥＳＤを充電するように、必要とされる充電電圧メッセージの確認応答をＥＣＳにより行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１４９は、伝送スイッチの電源を入れるステップである。あるいは、ＥＣＳ１０のみを含む他のＥＣＳ構成では、電圧を与えられる伝送スイッチは必要としないことがある。方法１３０の別のステップ１５１は、自動車の電子的なデバイスからＥＣＳに、充電準備完了データメッセージを伝送するステップである。方法１３０のさらなるステップ１５３は、自動車の電子的なデバイスに対して、ＥＣＳにより充電準備完了メッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０の別のステップ１５５は、ＥＣＳによりＥＳＤを充電するステップである。無線信号経路６２、６４、および６６は、本明細書で前に説明されたように、電圧、電流、および／または電力のデータを伝送し、このデータは、方法２００において、より具体的にはステップ２０６および２０８において説明されるような、反射された電力および受け取られた電力の測定結果を求める際に有用である。車載トランスデューサ１８の隣に配置されるトランスデューサ（図示せず）から測定される温度データは、無線信号経路６２で電力伝送器１４にも送信されうる。このデータは、方法２００の温度監視ステップ２１３で有用である。
【００６１】
[0080]ＥＣＳ１０は、電池１２を充電するために存在する他の条件を含む。ＥＣＳ１０が知る必要がある１つの条件は、電池１２がさらに充電される必要があるかどうかである。ＥＣＳ１０が知る必要がある別の条件は、自動車１３が動いていないことを自動車１３がＥＣＳに示すように、自動車１３の変速機がパーキングの位置にあるかどうかである。ＥＣＳ１０が知る必要があるさらなる条件は、自動車１３のイグニッションキーがオフの位置にあるとともに、自動車のオーディオおよびビデオ関係の電子機器の電源が入っていないかどうかである。加えて、ＥＣＳは、ＥＣＳがＥＳＤを充電する前に、自動車の室内に自動車の操作者がいないことを知る必要がありうる。上述のこれらの条件は、自動車のデータバス６０を通じてＥＣＳ１０により監視されうる。あるいは、上述の条件の任意の組み合わせが、ＥＣＳが電池を充電するように動作するための条件として用いられうる。さらに代替として、これらの上述の条件は、ＥＣＳが電池を充電するように動作するための条件として全く存在しなくてもよい。
【００６２】
[0081]ＥＳＤが満充電の状態のとき、方法１３０はさらに、自動車の電気的なデバイスからＥＣＳ１０に充電完了データメッセージを電気的に伝送するステップ１５７を含む。方法１３０の別のステップ１５９は、ＥＣＳによって、充電完了データメッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１６１は、ＥＣＳ１０によって、ＥＣＳ１０の電力伝送器１４の増幅器７２およびＥＣＳ１０の伝送スイッチ４８の電源を切るステップである。方法１３０の別のステップ１６３は、電源オフデータメッセージを、ＥＣＳ１０によって自動車の電子的なデバイスに電気的に伝送するステップである。
【００６３】
[0082]図１０〜１１を参照すると、ＥＳＤが用いられる場合に、ＥＣＳ１０を通じてエネルギーを伝送して電池１２を充電するための方法２００が提示される。方法２００の１つのステップ２０２は、本明細書で前に説明されたように、電力伝送器１４と、エネルギー結合装置２８と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、車輪止め３７とを含む、ＥＣＳ１０を提供するステップである。方法２００の別のステップ２０４は、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８にパルス信号を送るステップである。例えば、１つのそのようなパルスは、期間が３０±１０秒で、５０±１０ワットの値を有する。パルス信号は、自動車１３のイグニッションキーがオフの位置にあり、トランスデューサ１６、１８が本明細書で前に説明されたように整列されている場合に、送出される。あるいは、パルス信号は、イグニッションキーの位置とは関係なく、トランスデューサが本明細書で前に説明されたように整列されている場合に送出されうる。方法２００のさらなるステップ２０６は、ＥＳＣ１０によって、パルス信号の関数としてＥＣＳ１０の反射された電力の測定結果を求めるステップである。方法２００の別のステップ２０８は、ＥＣＳ１０によって、パルス信号の関数として、受け取られた電力の測定結果を求めるステップである。方法２００のさらなるステップ２１０は、反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、ＥＣＳ１０によってエネルギーを伝送して電池１２を充電するステップであり、所定の第２の閾値は所定の第１の閾値よりも大きい。好ましくは、所定の第１の閾値は２５％であり、所定の第２の閾値は７５％である。所定の第１の閾値および第２の閾値に対する要件が満たされない場合、異常通知電気信号およびＥＣＳ診断異常コードが設定される。これらの異常コードは、自動車の通信データバス６０を通じて自動車に送信される。例えば、検出されうる様々な異常には、電池の温度、電池の健全性の状態、電池の充電状態、ハーネスの短絡、解放、および絶縁を識別するための、電池からの／電池への自動車ハーネスの状態、トランスデューサ間での物体の検出、トランスデューサの温度、およびトランスデューサ間のコイルの損傷がある。伝送ステップ２１０の間、ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４からの出力３４における、電圧および電流の振幅と、それらの対応する位相の関係を確認する。好ましくは、これらのＥＣＳの電圧／電流／位相の確認は、エネルギーを電池に伝送するステップ２１０の間に、１０±１分ごとに実行され、電力伝送器１４により監視される。ステップ２１０は、オン／オフボタンが電力伝送器１４で押された場合などに、操作者により中断されうる。ステップ２１０はまた、ＥＣＳ１０が本明細書で前に論じられたような自動車の異常を検知すると、ＥＳＳＤ２０により中断されうる。方法２００の別のステップ２１２は、エネルギーを伝送するステップ２１０がさらに、エネルギーを伝送するステップ２１０が開始するときに内部のタイマーを始動させるステップを含むことである。方法２００のさらなるステップ２１３は、車外トランスデューサ１６と車載トランスデューサ１８において、それぞれ温度を監視するステップである。方法２００のさらなるステップ２１４は、内部のタイマーを始動するステップの後で、反射された電力の測定結果および受け取られた電力の測定結果を継続的に求めるステップである。方法２００の別のステップ２１６は、ＥＣＳの電力効率が所定の値のシステム電力効率よりも低く、内部のタイマーが閾値よりも小さく、温度の値が所定の値よりも低い場合に、ステップ２１６で列挙されるように電池１２の充電状態を監視するステップを含む。さらに別の代替的な実施形態では、所定の値のシステム電力効率は７５％よりも低く、内部のタイマーは８時間よりも短く、温度の値は摂氏９０度よりも低い。方法２００のステップ２１６はさらに、ＥＳＤのエネルギー状態を判定するステップ２１８を含む。方法２００のさらなるステップ２２０は、ＥＣＳの出力電力、より具体的には、電力伝送器１４の出力電力を求めるステップを含む。方法２００の別のステップ２２２は、ＥＣＳの動作状態を判定するステップを含む。ステップ２２２の動作状態は、ＥＳＳＤ２０に供給されている直流電圧または直流電流の大きさを求めるステップを含む。方法２００のさらなるステップ２２４は、ステップ２２２で求められた、エネルギー状態と、出力電力と、動作状態とを、ＥＣＳ１０のコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分に通信するステップを含む。方法２００の別のステップ２２６は、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分によって、エネルギー状態、出力電力および状態を分析するステップを含むので、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、（ｉ）ステップ２２２で求められたＥＣＳ１０の現在の動作状態を、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により維持するステップ、（ｉｉ）ＥＣＳ１０の現在の動作状態を、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により異なる状態に修正するステップ、および（ｉｉｉ）コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により、ＥＣＳ１０を通じたエネルギー伝送を停止するステップというサブステップのうちの少なくとも１つを動作可能に実行する。方法２００はまた、電池１２の充電状態を監視するステップが、ＥＣＳ１０により車載トランスデューサ１８にデータを通信し、ＥＣＳ１０により車載トランスデューサ１８の電気的な停止を構成するステップ２２８をさらに含むという、状況も含む。電気的な停止が起こるべきではない場合、ステップ２１６へのフィードバックループにより、ＥＳＤの充電と、方法２００に関連するＥＣＳの他のパラメータとの継続的な監視が可能になる。方法２００のさらなるステップ２３０は、車載トランスデューサ１８を含むＥＳＳＤ２０の電気的な自動車部品を少なくとも、ＥＣＳ１０により電気的に停止するステップである。電力伝送器１４から車外トランスデューサ１６への電力の伝達も、停止される。ＥＣＳはまた、ＥＳＤが満充電の状態にあるかどうかをさらに調べる。方法２００のさらなるステップは、ＥＣＳ１０によって、ＥＣＳ１０の電気的な状態を示すものを操作者３２に伝えるステップである。これは、例えば、ＥＳＤが満充電であることを操作者に示すものを含みうる。ＥＳＤが満充電ではなく、ＥＣＳが依然として電気的に停止している場合、電力伝送器１４のユーザディスプレイを通じて、ＥＣＳ停止の理由について、情報が操作者に提供されうる。
【００６４】
[0083]図１２〜１６はそれぞれ、図１〜８の実施形態と対比して、本発明の代替的な実施形態を示す。図１２〜１５は、主要ＥＣＳシステムおよび二次的ＥＣＳシステムを含む、ＥＣＳをそれぞれ有する。二次的システムは、主要システムのＥＳＳＤと電気的に接続される、従来の低電圧の、交流１２０Ｖ、６０ＨｚのＥＣＳシステムである。この目的に適した、１つの種類の二次的システムが、「ＢＡＴＴＥＲＹ ＣＨＡＲＧＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＷＩＴＣＨ（非接触式の電気的スイッチを有する電池充電器）」という表題の米国特許出願第１２／９５０，２９８号で説明され、別のそのようなシステムが、「ＰＯＷＥＲ ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＴＨＥＲＭＡＬＬＹ−ＴＲＩＧＧＥＲＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＢＲＥＡＫＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ（温度により動作する複数の電気遮断装置を有する駆動安全システムおよび方法）」という表題の米国特許出願第１３／３０６，３２７号で説明され、これらは各々、本明細書に既に記載されている。一般に、こうした二次的なシステムは、地上の電力ユニットと、交流電源への接続に適した電力ユニットからの電気的な接続手段と、車載の充電用レセプタクルに取り付けられる充電用結合ハンドルに配置される充電用プラグコネクタと、整流器とを含みうる。あるいは、二次的システムの整流器は利用されなくてもよい。さらに代替として、二次的システムは、図１２〜１６で示される実施形態のいずれでも利用されなくてもよい。いくつかの実施形態では、主要システムが電池を充電するための条件は、同じ期間に二次的システムがＥＳＤを充電していないということを含みうる。
【００６５】
[0084]図１２〜１６の実施形態が、ここで以下でさらに説明される。
[0085]図４のＥＣＳを用いた主要システムおよび二次的システムを含むＥＣＳ
[0086]図１２を参照すると、ＥＣＳ３００は、主要ＥＣＳ３１１と、主要ＥＣＳ３１１と電気的に接続されるように構成されＥＳＤ３１２の充電に用いられる二次的ＥＣＳ３２９とを含む。主要ＥＣＳ３１１は、本明細書で前に説明された、図１〜８の実施形態で示されるようなＥＣＳ１０である。ＥＳＳＤ３２０は、図１〜８の実施形態のＥＳＳＤ２０と同様であるが、図１２の伝送スイッチ３５１を単に例示的に示す。二次的ＥＣＳ３２９を追加することによるＥＣＳ３００の利点は、ＥＣＳ３１１の操作者、例えば図３の実施形態での運転手３２が、ＥＳＤ３１２を充電する際の柔軟性が大きくなるということである。柔軟性が大きくなることで、自動車３１３が動作しうる様々な充電環境において操作者が電池を充電する際の利便性が高くなる。図１〜８の実施形態と同様の、図１２の実施形態に示される要素は、３００だけ異なる参照番号を有し、本明細書で前に説明されている。
【００６６】
[0087]主要システム３１１がＥＳＤ３１２を充電するように構成される場合、主要システム３１１は、第１の電流を供給してＥＳＤ３１２を充電する。二次的システム３２９が電池３１２を充電するように構成される場合、二次的システム３２９は、第２の電流を供給して電池３１２を充電する。二次的システム３２９がＥＳＤ３１２を充電しているときに、主要システム３１１の少なくとも一部が、二次的システム３２９により供給された電流のための電気的な伝達経路を提供するように、二次的システム３２９は、ＥＳＳＤ３２０の伝送スイッチ３５１を介して主要システム３１１と電気的に接続する。二次的システム３２９は、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２１と電気的に接続され、主要システム３１１は、交流１２０Ｖよりも高い電圧、例えば交流２４０Ｖの電源３２６と電気的に接続される。各電源３２１、３２６は、自動車３１３およびＥＣＳ３００の外部に配置される。伝送スイッチ３２９の電気的な出力３５５は、自動車の充電器３２４を給電し、自動車の充電器３２４の電気的な出力は電池３１２を給電する。伝送スイッチ３５１の動作は、ＥＳＳＤ３２０のコントローラ／整流器のコントローラ部分により制御される。コントローラ整流器のコントローラ部分は、本明細書で前に説明された図４で示される実施形態と同様の自動車のデータ通信バスから、二次的システムが自動車に接続されているかどうかを示すデータを受信することができる。
【００６７】
[0088]主要システム３１１および二次的システム３２９は、自動車３１３およびシステム３１１、３２９の外部に配置された電源３２１、３２６とそれぞれ電気的に接続された場合のみ、ＥＳＤ３１２をそれぞれ充電するように構成される。好ましくは、図４の実施形態で前に説明されたように、電力伝送器３１４は、電源３２１と有線接続される。二次的システム３２９は、操作者により電源３２１に差し込まれるように構成される。好ましくは、電源３２６は、交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号であり、電源３２１は、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号である。あるいは、電源は、ＥＳＤを充電するのに効果的な任意の電圧値であってよく、主要システムの電源は二次的システムの電源よりも電圧が高い。主要システム３１１の第１の電流は、ＥＳＳＤ３２０に入力される車載トランスデューサ３１８の出力３３３における、第１の周波数を有する。ＥＳＳＤ３２０に入力される二次的システム３２９の出力３３１における第２の電流は、第２の周波数を有する。第１の周波数は、第２の周波数よりも周波数値が高い。通常、二次的システム３２９の出力３３１の周波数は６０Ｈｚである。
【００６８】
[0089]好ましくは、二次的システム３２９の少なくとも一部は、自動車３１３の外部に配置され、二次的システム３２９は自動車３１３と着脱可能に結合するように構成され、このとき二次的システム３２９の大部分は自動車３１３の外部にある。主要システム３１１および二次的システム３２９は、同じ大きさの電流で電池３１２をそれぞれ充電できるが、主要システム３１１は、交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２６から生成される電源（図示せず）から電力を供給され、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２１により電力を供給された場合よりも、短時間で電池３１２を充電することができる。
【００６９】
[0090]別の代替的な実施形態では、二次的システムがＥＳＤを充電しているとき、ＥＣＳは、主要システムが同様にＥＳＤを充電することを防ぐ。二次的システム３２９が電池３１２を充電すると、主要システム３１１は、伝送スイッチ３５１を選択的に切り替えるＥＳＳＤ３２０のコントローラ／整流器ブロックのコントローラ部分によって、電池３１２の充電を電気的に遮断するように構成される。一実施形態では、主要システム３１１のコントローラ／整流器ブロックのコントローラ部分は、伝送スイッチ３５１の動作を制御して、接続された二次的システム３２９または主要システム３１１を選択し、電池３１２を充電する。二次的システム３２９は、二次的システム３２９により供給される電流の少なくとも一部が、自動車３１３に搭載された主要システム３１１の少なくとも一部を通じて電気的に伝送される場合、ＥＳＤ３１２に５０〜６０Ｈｚの電流を供給するように構成される。あるいは、ＥＣＳは、二次的システムが主要システムとともに電池を充電できるように構成されてもよい。さらに代替として、二次的システムは、主要システムとは異なる、電池を充電するのにやはり有用な任意の種類のＥＣＳであってよい。
【００７０】
[0091]二次的システムが電池を充電するときには、自動車のイグニッションはＯＦＦの位置になければならない。一般に、自動車の電子機器は、ＥＣＳが受け入れることができる最大の充電電流をＥＣＳに伝達する。二次的システムの一部、例えば二次的システムの取っ手が自動車と接続されている限り、自動車は、イグニッションキーがＲＵＮの位置に入れられて始動することを防がれる。二次的システムは、自動車と、ＳＡＥ Ｊ１７７２規格の壁の充電器との間で基本的な接続を提供する、パイロットライン信号を含みうる。パイロットラインにより、充電器がどれだけの電力を利用可能かを、自動車が確実に知る。
【００７１】
[0092]二次的システム３２９は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに二次的システム３２９を選択している状態ではないときには、用いられない。二次的システム３２９は、二次的システム３２９が電源３２１と電気的に接続されていない場合にも、用いられない。
【００７２】
[0093]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続されていない場合は、用いられない。主要システム３１１は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに主要システム３１１を選択している状態ではないときにも、用いられない。
【００７３】
[0094]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続され、主要システム３１１の車載トランスデューサ３１８が主要システム３１１の車外トランスデューサ３１６から無線で電磁エネルギーを受け取らない場合には、部分的に用いられる。
【００７４】
[0095]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続され、主要システム３１１の車載トランスデューサ３１８が、主要システム３１１の車外トランスデューサ３１６から、主要システム３１１のＥＳＳＤ３２８の電流として形成されることになる電磁エネルギーを無線で受け取る場合に、用いられる。電池３１２を充電する必要がある場合、電流はＥＳＳＤ３２８を通って流れる。二次的システム３２９は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに二次的システム３２９を選択している状態にあり、二次的システム３２９が電源３２１と電気的に接続されている場合に、用いられる。
【００７５】
[0096]統合された充電器とインバータとを含む主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0097]図１３を参照すると、ＥＣＳ４００は、主要システム４５３および二次的システム４２９を含む。図１２に示される実施形態とは対照的に、主要システム４５３は、コントローラ／整流器ブロック４４１と、インバータ４８０と、統合された充電器４７７とを格納するＥＳＳＤ４２５を含む。図４の実施形態で示されるようなバラスト抵抗は、用いられない。無線電圧計の機能は、コントローラ／整流器のコントローラ部分に統合される。インバータ４８０は、コントローラ／整流器ブロック４４１と統合された充電器４７７との間に配置される。伝送スイッチ４８の機能を含まない、図１〜８の実施形態の自動車の充電器２４とは対照的に、統合された充電器４７７は伝送スイッチの機能を含む。ＥＣＳ４００がＥＳＤ４１２を充電するための動作の制御が改善されうるように、ＥＳＳＤ４２５のコントローラは、統合された充電器４７７とのデータバス通信４６５を行う。ＥＣＳ４００内の電気的なデバイスの、この動作の制御の改善により、本明細書で前に説明された図１２の実施形態とは対照的に、ＥＳＤ４１２が充電されているときのＥＣＳ４００のシステム電力効率を向上させることができる。二次的システム４２９は、同様に本明細書で前に説明された図１２に示される実施形態の、二次的システム３２９と同様である。二次的ＥＣＳ５２９の電気的な出力４６７は、統合された充電器４７７に給電し、統合された充電器４７７の電気的な出力４６９は、ＥＳＤ４１２を給電する。図４の実施形態の要素と同様の図１３の要素は、別段述べられない限り４００だけ異なる参照番号を有する。
【００７６】
[0098]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム４５３のコントローラ／整流器４４１に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム４２９の出力４６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器４４１は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路４６２、４６４は、同様に本明細書で前に説明されたようにデータを伝送するが、図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、コントローラ／整流器４４１のコントローラ部分の機能と統合される。
【００７７】
[0099]統合された充電器を含みインバータ機能を含まない主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0100]図１４を参照すると、ＥＣＳ５００は、主要システム５５３および二次的システム５２９を含む。二次的システム５２９は、本明細書で前に説明されたような、図１３の実施形態の二次的システム４２９と同様である。主要システム５５３のＥＳＳＤ５２３は、本明細書で前に説明されたような、図１３の実施形態の統合された充電器４７７と同様の、統合された充電器５７７を含む。統合された充電器５７７は、コントローラ／整流器ブロック５４１と直接下流側で電気的に接続される。図１２および１３のＥＣＳの実施形態とは対照的に、伝送スイッチの機能はＥＳＳＤ５２３の統合された充電器５７７と統合され、ＥＳＳＤ５２３はインバータ電気機器を含まない。したがって、ＥＳＤ５１２を充電するためのＥＣＳ５００のシステム電力効率は、伝送スイッチを統合された充電器５７７に統合し、さらにインバータを除去したことによって、改善する。インバータを除去することで、自動車のＥＳＣの重量も低減し、したがって、自動車全体の重量も低減する。例えば、インバータ機器は、この１つのコンポーネントを除去することでシステム全体の電力効率を改善することに加えて、最大で９．１キログラム（２０ポンド）の重量を有しうる。自動車の重量の低減は、インバータがＥＣＳに搭載される場合よりも自動車が長い距離を走行できるように望まれる。したがって、望ましいことに、この重量の低減によって、自動車は所与のＥＳＤの充電量でさらに長い距離を走行できる。ＥＣＳの複雑さも低減され、これによりＥＣＳを製造するコストもさらに低減する。コントローラ／整流器５４１のコントローラ部分は、図１３のＥＣＳの実施形態の同様の方式で、通信データバス５６５を介して統合された充電器５７７と直接電気的に接続する。図４の実施形態の要素と同様の図１４の要素は、５００だけ異なる参照番号を有する。二次的ＥＣＳ５２９の電気的な出力５６７は、統合された充電器５７７を給電し、統合された充電器５７７の電気的な出力５６９は、ＥＳＤ５１２を給電する。
【００７８】
[0101]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム５５３のコントローラ／整流器５４１に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム５２９の出力５６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器５４１は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路５６２、５６４は、本明細書で前に説明されたようにデータを伝送する。図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、図１３の実施形態と同様に、コントローラ／整流器５４１のコントローラ部分の機能と統合される。
【００７９】
[0102]コンバータを含む主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0103]図１５を参照すると、ＥＣＳ６００は、主要ＥＣＳ６０１および二次的ＥＣＳ６２９も含む。主要ＥＣＳ６０１は、コントローラ／コンバータブロック６９０の一部として、コンバータを含む。別段述べられない限り、図４の実施形態のＥＣＳ１０の要素と同様の図１５の要素は、本明細書で前に記載された参照番号とは６００異なる参照番号を有する。コントローラ／コンバータブロック６９０のコンバータ部分は、伝送スイッチ６４９と直接上流側で電気的に接続される。充電器６５１は、伝送スイッチ６４９と電気的に接続される。伝送スイッチ６４９は、ＥＳＤ６１２と直接電気的に接続される。図１３および１４の実施形態の主要ＥＣＳとは対照的に、充電器６５１は伝送スイッチ機能を含まない。図４の実施形態とは対照的に、無線電圧計電気機器、バラスト抵抗電気機器、またはインバータ電気機器は存在しない。無線電圧計の機能は、コントローラ／コンバータブロック６９０のコントローラ部分と統合される。したがって、ＥＣＳ６００では、システム電力効率の向上が実現しうるとともに、ＥＣＳ６００がＥＳＤ６１２を充電する際にさらなる制御を行う、より簡単な手法が実現する。あるいは、コントローラ／コンバータのコントローラ部分は、図１４および１５のＥＣＳの実施形態と同様の主要ＥＣＳの一部として充電器が含まれる場合、充電器と通信しうる。
【００８０】
[0104]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム６０１のコントローラ／整流器６９０に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム６２９からの出力６６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器６９０は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路６６２、６６４は、本明細書で前に説明されたようにデータを伝送する。図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、図１３〜１４の実施形態と同様に、コントローラ／整流器６９０のコントローラ部分の機能と統合される。
【００８１】
[0105]複数の自動車のＥＳＤを同時に充電するためのマルチスイッチを含むＥＣＳ
[0106]図１６を参照すると、ＥＣＳ７００は、複数の自動車７２６ａ、７２６ｂに搭載される複数の電池７１２ａ、７１２ｂを、有利なことに同時に充電するように示される。ＥＣＳ７００は、高周波交流電源７１３、電源７１３までの間に配置され電源７１３と電気的に接続される多重電力スイッチ７１１、第１の車外トランスデューサ７１６ａ、および第２の車外トランスデューサ７１６ｂを含む。一実施形態では、高周波電源の周波数は１００ｋＨｚよりも高い。ＥＣＳ７１０ａ、７１０ｂは、本明細書で前に説明された図１〜８で示される実施形態で説明されるようなＥＣＳ１０と同様である。あるいは、本明細書で説明されるような任意の種類のＥＣＳが、これらの複数の自動車に搭載されうる。例えば、マルチスイッチＥＣＳは、図１５で示されるＥＣＳシステムを同時に充電するように製造されうる。さらに代替として、図１６のＥＣＳは、本明細書で提示されるような、任意の種類のＥＣＳシステムを充電するように構成されうる。例えば、ある自動車は図４のＥＣＳを有してもよく、別の自動車は図１３のＥＣＳを有してもよく、さらに別の自動車は図１４のＥＣＳを有してもよく、これら全てのＥＳＤが同時に充電されうる。
【００８２】
[00107]自動車７２６ａ、７２６ｂは、図１〜１１の実施形態で説明されるＥＣＳと同様に、整列手段７２２ａ、７２２ｂと、車載トランスデューサ７１８ａ、７１８ｂを含むＥＳＳＤ７２０ａ、７２０ｂとを有する。整列手段７２２ａ、７２２ｂは、自動車７２６ａ、７２６ｂのタイヤ７３８ｂａ、７３８ｂｂとそれぞれ係合する。多重電力スイッチ７１１は、交流電源７１３から車外トランスデューサ７１６ａ、７１６ｂへの電力を多重化するように構成される、単一のスイッチである。ＥＣＳ７００が、ＥＳＤ７１２ａ、７１２ｂを充電するように動作しているとき、電源７１３からの電力の供給は自動車７１３ａ、７１３ｂの間でさらに切り替えられ、自動車７１３ａおよび７１３ｂにおいて、トランスデューサ７１６ａおよび７１８ａと、７１６ｂおよび７１８ｂとの間で電磁エネルギーの伝送／受信が発生することがＥＣＳ７００により検出される。
【００８３】
[0108]あるいは、整列手段は、その構造の周囲の一部が地面に固定された隆起部分を有する、車輪用のくぼみ構造であってもよい。車輪用のくぼみ構造は、自動車のタイヤがその構造のくぼみ部分にはまるので、その構造の中に配置されると、車載トランスデューサの少なくとも一部が車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合うような、構造である。
【００８４】
[0109]あるいは、整列手段は、車輪止めとともに動作する、または車輪止めと組み合わせて動作する他の整列部材をさらに含み、車外トランスデューサと車載トランスデューサとの間での効果的な電磁エネルギー伝送のために、これらのトランスデューサが整列されるときの信頼性を高めることができる。さらに代替として、整列手段は、車輪止めを使わずに電池が充電されうるように、車載トランスデューサと車外トランスデューサが互いに配置されるように、操作者が自動車を配置することであってもよい。
【００８５】
[0110]あるいは、ＥＣＳは整列手段を含まなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲の中にある。
[0111]さらに代替として、６０Ｈｚ、交流１２０Ｖのプラグ着脱可能な二次的ＥＣＳが、本明細書で説明された実施形態のいずれかに含まれても含まれなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲の中にある。二次的システムの使用は、電気的な用途により決まる。
【００８６】
[0112]別の代替的な実施形態では、ＥＣＳは、電磁エネルギー伝送とともに、トランスデューサ間でのＥＣＳのデータ伝送を行いうる。ＥＣＳに搭載されるトランスデューサ間でＥＣＳおよび／または自動車のデータを伝送することで、電力伝送器とコントローラ／整流器のコントローラ部分との間の無線リンクが不要になりうるので、有利なことに、ＥＣＳの部品の複雑さが低減しうる。加えて、無線電圧計コンポーネントも不要になりうる。自動車のデータバスからの自動車のデータは、第１および第２のトランスデューサを通じて無線伝送されるようにも構成されうる。
【００８７】
[0113]さらなる代替的な環境では、ＥＣＳは、ＥＣＳの状態情報または異常情報を、操作者の携帯電話にテキストメッセージとして送出するように構成されうる。これにより、ＥＣＳを用いて、自動車が操作者により再び用いられるときに電池が完全に充電されていることを確実にする際に、操作者に対してさらなる利便性を提供する。
【００８８】
[0114]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳの電力システム効率は、０％から１００％の間の任意の百分率値を有しうる。
[0115]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳの動作を改善するために、車輪止めは、ＥＣＳと電気的に接続されたセンサーと電気的に有線で接続されていてもよい。自動車のタイヤが車輪止めと接触することも、電池を充電するようにＥＣＳが動作するための、さらなる要件でありうる。
【００８９】
[0116]他の電気的な用途の実施形態では、トランスデューサを正確に位置合わせして、ＥＣＳのシステム電力効率を一定の値にすることで、自動車のモータおよび／またはエンジンを自動的に停止させることができる。そのような情報は、自動車のデータバスを通じて、ＥＣＳから自動車に伝送されうる。
【００９０】
[0117]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳを最初に設置するときに、所与の対象の自動車のＥＣＳ性能を最適化するために、車外トランスデューサおよび車輪止めを理想的にはどこに配置すべきかをユーザに示すパッドが、地上に置かれうる。
【００９１】
[0118]さらに別の代替的な実施形態では、充電器はＥＣＳに統合されなくてもよく、むしろ自動車の電子機器の一部として含まれてもよい。
[0119]したがって、コントローラを含み、信頼性がありかつ堅牢な自動車のＥＣＳが開示され、このＥＣＳは有利なことに、適切に配置された車輪止めを用いて、自動車に搭載された電池が充電されうるように、互いにそれぞれのトランスデューサを安定的に整列することが可能になる。車輪止めは、電磁エネルギーが対応するトランスデューサの間で効果的に伝送／受信されるような、トランスデューサの安定的な整列が実現するように、自動車の操作者が自動車を位置付けるように動かすのを支援する。直流電源、高周波増幅器、無線通信制御器、およびユーザインターフェースを含む、単一の統合された電力伝送器により、特徴の内容がさらに統合される。電力伝送器のユーザインターフェースは、ＥＣＳが操作者にとって確実に操作しやすくなるようにして、別個の電気的なコンポーネントの部品は少なく、これによりＥＣＳの製造コストがさらに低減しうる。これらの特徴により、ＥＣＳがＥＣＳの操作者にとって便利であり使いやすくなるように、プラグへの差し込みや充電コードの煩わしさを伴わずに、ＥＣＳが電池を充電または再充電することが可能になりうる。高出力ＥＣＳの電源コードをプラグ接続しないことは、望ましいことに、操作者の服または手が、自動車の外側の表面に堆積している可能性がある汚れおよびゴミに触れないようにするのにも役立ちうる。さらに、操作者が束ねられていない充電コードをまたぐ必要がなく、または、充電コードを収納するために巻き上げる必要もない。このこともやはり、ＥＣＳの操作者に対してさらなる利便性を提供する。操作者は、車輪止めの助けによって自動車を整列位置に移動し、普通に自動車から降り、ＥＣＳが自動車の電池を充電できるようにするのみである。これらのＥＣＳの便利な特徴はさらに、身体障害のある運転手への対応にも役立つ。トランスデューサ間での無線による電磁的な伝送／受信により、操作者が物理的に接触することなく電池を充電することがさらに可能になり、これにより、操作者が充電を行う際の利便性をより高くすることができる。また、電磁エネルギー伝送により、有利なことに、トランスデューサ間のより大きな位置的なずれが許容され、その結果、自動車の駐車の位置のずれが大きくても、便利なことに電池が充電される。高出力ＥＣＳは、６０Ｈｚよりも高い周波数で動作する。このことにより、トランスデューサ間のより大きなずれが許容され、低周波、低電圧の６０Ｈｚのシステムと比べて、システム電力効率の向上をさらに可能にする。より高周波での動作により、高出力ＥＣＳの製造において、より低周波のＥＣＳシステムが用いられる場合には実現できない可能性がある物理的により小型の電気的なコンポーネントを、用いることが可能になる。トランスデューサが適切に整列され、電力伝送器のオン／オフスイッチが操作者により入れられた場合に、ＥＣＳは動作可能になる。ＥＣＳは、様々な動作条件でのＥＣＳの動作を可能にする主要ＥＣＳおよび二次的ＥＣＳを含んでもよく、このことにより、操作者が電池を充電する際のさらなる柔軟性および利便性が実現する。この種類の主要／二次的システムの構成により、電気自動車の運転手が、固定された充電源から離れている場合に自動車を充電できるようになりうる。エネルギーは、受け取られた電力および反射された電力の測定結果を用いる方式でＥＣＳを通じて伝送され、７５％以上のＥＣＳのシステム電力効率を確保し、このことにより、操作者がＥＣＳを運用するときのコストが低減する。充電器の機能はＥＣＳの一部として含まれてもよく、電池がどの程度効果的かつ効率的に充電されるかについての、さらなる制御をＥＣＳに対して実現する。電気的な用途に応じて、本明細書で前に説明されたように、様々なＥＣＳの構成が用いられうる。ある構成はインバータを用い、別の構成は統合された充電器を用い、第３の構成はコンバータを用いる。ＥＣＳの部品点数が減り、ＥＣＳのシステム効率が向上し、ＥＣＳの全体の重量または質量が低減するように、ＥＣＳはインバータを除去してもよい。ＥＣＳはまた、多重電力スイッチを用いて複数の自動車を充電するような方式で形成されてもよく、このことは、多くの自動車が訪れうる車庫および駐車場において有用でありうる。多重電力スイッチによる手法は、電気自動車の充電のための世界的なインフラの構築に役立ちうる。
【００９２】
[0120]本発明は、その好適な実施形態について説明されてきたが、そのように限定はされず、むしろ、以下の特許請求の範囲で述べられる範囲のみによって限定されることが意図される。
【００９３】
[0121]以下の文献は、本明細書で説明される発明と、その発明の実行と使用の方式とのより完全な開示を提供すると考えられる。したがって、以下に列挙される文書の各々は、ここで参照により本発明の明細書に組み込まれる。
【００９４】
[0122]Ｊ．Ｊｏａｎｎｏｐｏｕｌｏｓ他による、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許第７，７４１，７３４号
[0123]Ｋａｒａｌｉｓ他による、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許第７，８２５，５４３号
[0124]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２００６／２６９３７４号
[0125]「Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ（無線伝送システムにおける温度補償）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８１８４５号
[0126]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ａ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（冷蔵装置に適用される無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８１８４３号
[0127]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ ｔｏ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ（移動デバイスへの長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８７９１１号
[0128]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ（周波数ホッピングを伴う無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１７１３６８号
[0129]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ Ｓｈａｐｅ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅ Ｌｏｓｓ（場を整形し損失を低減するための磁性材料を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９８号
[0130]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｔｏ Ｓｈａｐｅ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅ Ｌｏｓｓ（場を整形し損失を低減するための伝導性表面を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９７号
[0131]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｉｚｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（可変サイズの共振回路を用いた無線エネルギー伝送およびシステム監視）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９６号
[0132]「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｉａｂａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ（断熱系の変化を用いた効率的な近距離無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１４８５８９号
[0133]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１４１０４２号
[0134]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ａ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｔｏ Ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ（移動デバイスへの長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９２０号
[0135]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ−Ｌｏａｄｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ−Ｗｉｒｅ Ｌｏｏｐｓ（Ｑ値の高い容量性負荷の導線ループによる可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９１９号
[0136]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ ｏｆ Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ Ｓｉｍｉｌａｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ（共振周波数が実質的に等しい共振回路の間での可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９１８号
[0137]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｔｏ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｏｎｅ Ｄｅｖｉｃｅ（２つ以上のデバイスへのＱ値が高い無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７５号
[0138]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ ａｔ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（Ｑ値が高い高効率な無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７４号
[0139]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ａ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ａｔ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（高効率な長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７３号
[0140]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｓｕｂ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値の高いサブ波長共振回路による無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５５号
[0141]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ａｔ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ（Ｑ値の高いデバイスによる可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５４号
[0142]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｆｒｏｍ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｏｎｅ Ｓｏｕｒｃｅ（２つ以上の発信源からのＱ値の高い無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５３号
[0143]「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ａｎｔｅｎｎａｓ（結合アンテナを用いた無線エネルギー伝送の適用）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１１７４５６号
[0144]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（結合共振回路を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１１７４５５号
[0145]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０９４４５号
[0146]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ（可変距離での無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６４１号
[0147]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔｏ Ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値の高い共振回路間での移動デバイスへの無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６４０号
[0148]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６３９号
[0149]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｓｉｍｉｌａｒ Ｒｅｓｏｎａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値が高く共振周波数が等しい共振回路による無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／００９６９３４号
[0150]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ（干渉の増大を含む無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２８４０８３号
[0151]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２６７７１０号
[0152]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２６７７０９号
[0153]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２２４８５６号
[0154]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０１９５３３３号
[0155]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０１９５３３２号
[0156]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００８／０２７８２６４号
[0157]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２００７３４９８７４号
[0158]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２０１０２０００４４号
[0159]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号（カナダ）
[0160]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号（カナダ）
[0161]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の中国特許公開第１０１２５８６５８号
[0162]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の中国特許公開第１０１６８２２１６Ａ号
[0163]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の欧州特許出願公開第１９０２５０５（Ａ２）号
[0164]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の欧州特許出願公開第２１３０２８７（Ａ１）号
[0165]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の香港特許出願第１０１０５５０３．７号
[0166]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の香港特許公開第１１２０９３３号
[0167]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号（インド）
[0168]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号（インド）
[0169]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の特開２００８−５２１４５３号公報
[0170]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝達装置）」という表題の特開２０１０−５００８９７号公報
[0171]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の韓国特許出願第１０２００８００３１３９８（２００８０４０８）号
[0172]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の韓国特許出願第１０２０１０００１５９５４（２０１００２１２）号
[0173]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号
[0174]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号
[0175]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ（干渉の増大を含む無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００９／１４０５０６号
[0176]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の国際公開第２０１０／０３６９８０号
[0177]「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｉａｂａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ（断熱系の変化を用いた効率的な近距離無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２０１０／０３９９６７号
[0178]本発明は、その好適な実施形態について説明されてきたが、そのように限定はされず、むしろ、以下の特許請求の範囲で述べられる範囲のみによって限定されることが意図される。
【００９５】
[0179]本発明は、広範囲な使用法および用途を受け入れられることが、当業者には容易に理解されるだろう。上で説明されたもの以外の、本発明の多くの実施形態および改変、ならびに、多くの変形、修正、および等価な構成が、本発明の本質または範囲から逸脱することなく、本発明および前述の説明から明らかであり、またはそれらにより合理的に示唆される。したがって、本発明は、その好適な実施形態に関連して本明細書で詳細に説明されてきたが、本開示は本発明の例示および実例に過ぎず、本発明の完全な開示を提供し、その開示を実現するためになされたものに過ぎないことを、理解されたい。前述の開示は、本発明を限定すること、もしくは、任意のそのような他の実施形態、改変、変形、修正および等価な構成を除外することは意図されず、またはそのように解釈されるべきではない。本発明は、以下の特許請求の範囲およびその等価物のみによって限定される。
【符号の説明】
【００９６】
１０ ＥＣＳ
１２ ＥＳＤ
１３ 自動車
１４ 電力伝送器
１６ 車外トランスデューサ
１８ 車載トランスデューサ
２０ ＥＳＳＤ
２２ 整列手段
２４ 充電デバイス
２６ 電源
２８ エネルギー結合装置
３１ 移動可能な電力システム
３２ 操作者
３４ ワイヤケーブル
３８ｂ 右の前輪
３９ 下側部分
４０ コントローラ／整流器ブロック
４２ バラスト抵抗
４４ 無線電圧計
４６ インバータ
４８ 伝送スイッチ
５２ 車載トランスデューサの電気的な出力
５４ 信号経路
５６ 制御信号経路
５８ 信号経路
６０ 自動車のデータ通信バス
６１ 信号経路
６２ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
６４ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
６６ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
７０ 直流電源
７２ 高周波増幅器
７４ ユーザインターフェース
７５ 筐体
７６ 無線通信制御器
７８ 視覚的要素
７９ オン／オフスイッチ
８０ アンテナ
８２ 光源
３００ ＥＣＳ
３１１ 主要システム
３１３ 自動車
３１４ 電力伝送器
３１６ 車外トランスデューサ
３１８ 車載トランスデューサ
３２０ ＥＳＳＤ
３２２ 整列手段
３２４ 充電器
３２６ 電源
３２８ エネルギー結合装置
３２９ 二次的システム
３３１ 二次的システムの出力
３５１ 伝送スイッチ
４００ ＥＣＳ
４１２ ＥＳＤ
４１４ 電力伝送器
４１８ 車載トランスデューサ
４２２ 整列手段
４２５ ＥＳＳＤ
４２８ 車外トランスデューサ
４２９ 二次的システム
４４１ コントローラ／整流器
４５３ 主要システム
４６２ 無線信号経路
４６４ 無線信号経路
４６５ データバス通信
４６７ 二次的ＥＣＳの電気的な出力
４７７ 統合された充電器
４８０ インバータ
５００ ＥＣＳ
５１２ ＥＳＤ
５１４ 電力伝送器
５１８ 車載トランスデューサ
５２２ 整列手段
５２３ ＥＳＳＤ
５２８ 車外トランスデューサ
５２９ 二次的システム
５４１ コントローラ／整流器
５５３ 主要システム
５６２ 無線信号経路
５６４ 無線信号経路
５６５ 通信データバス
５６７ 二次的ＥＣＳの電気的な出力
５７７ 統合された充電器
６００ ＥＣＳ
６０１ 主要ＥＣＳ
６１２ ＥＳＤ
６２９ 二次的ＥＣＳ
６４９ 伝送スイッチ
６５１ 充電器
６６２ 無線信号経路
６６４ 無線信号経路
６６７ 二次的システムからの出力
６９０ コントローラ／コンバータブロック
７００ ＥＣＳ
７１０ａ ＥＣＳ
７１０ｂ ＥＣＳ
７１１ 多重電力スイッチ
７１２ａ 電池
７１２ｂ 電池
７１３ 交流電源
７１６ａ 第１の車外トランスデューサ
７１６ｂ 第２の車外トランスデューサ
７２０ａ ＥＳＳＤ
７２０ｂ ＥＳＳＤ
７２２ａ 整列手段
７２２ｂ 整列手段
７２６ａ 自動車
７２６ｂ 自動車
７３８ｂａ タイヤ
７３８ｂｂ タイヤ
【技術分野】
【０００１】
関連文献
[0001]本出願は、２０１１年７月１１日に出願された、米国特許仮出願第６１／５０６，２４２号の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]本発明は一般に、地上を走る電動車両（ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ ｖｅｈｉｃｌｅ）のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]電気自動車およびハイブリッド電気自動車は、消費者の間で人気が高まっている。これらの自動車の電気モータは、自動車の電池により駆動される。電池は、自己再生しない場合、自動車の外部に位置しうる電源から、充電される必要がありうる。
【０００４】
[0004]従来の自動車の電池の充電システムは、自動車の電池を充電するために自動車に差し込むことができる連結器を含む。この種類の充電システムは、十分小さく自動車で運搬可能であり、米国で一般に利用可能な交流１２０Ｖ、６０ヘルツ（Ｈｚ）の電源に、着脱可能に連結する、または差し込むことができる。ある状況では、このシステムは、１０時間以内で通常の自動車の電池を充電することができる。この充電システムは良好に動作するが、消費者は、電池をより短時間で充電する充電システムを望む可能性がある。また、消費者は、自動車を電源に物理的に接続する必要なく電源から自動車の電池を充電するという、より大きな利便性をも求める可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１２／９５０，２９８号
【特許文献２】米国特許出願第１３／３０６，３２７号
【特許文献３】米国特許第７，８００，３４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0005]したがって、従来の交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの低電圧の充電システムよりも短時間で電池を繰り返し充電することを可能にし、ユーザの利便性および充電システムの操作者への安全性を実現する、信頼性があり堅牢な自動車の充電システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0006]本発明の核心には、操作者が操作し使用するために、充電システムが確実に信頼性が高い安全かつより便利なものであるように、様々な要因を組み合わせて考慮する、充電システムを見出すということがある。１つの要因は、交流１２０Ｖよりも高い電圧で動作する電気接続システムが従来の交流１２０Ｖの充電器よりも短時間で電池を充電することができることである。第２の要因は、６０ヘルツよりも高い周波数で動作する電気接続システムもまた、動作する際の電源システム効率が改善された電気接続システムを実現することができることである。第３の要因は、受信トランスデューサのコイルにより無線で効果的にエネルギーを受け取ることができ、その結果、充電システムが電気的に動作し電池を充電することができるように、伝送トランスデューサと受信トランスデューサを整列するように自動車を繰り返し可能に、確実に位置決めすることである。第４の要因は、やはり自動車の周囲に位置する操作者に関して、自動車空間内で高電圧、高周波の電気信号を確実かつ安全に、電気的に整形し伝送する必要があることである。第５の要因は、充電システムが電池を充電する速度を、充電システムが効果的に制御する必要があることである。第６の要因は、部品の数を減らした、より簡易的な充電システムを有することである。第７の要因は、高電圧、高周波の主要のシステムと、低電圧、６０Ｈｚの二次的システムとの両方を含み、操作者が所期の輸送機能のために自動車を効果的に用いる際に遭遇する様々な動作条件において電池の充電を可能にする充電システムを有することである。主要システムおよび二次的システムを有することで、充電システムの操作者の操作は、さらに柔軟かつ簡単になる。第８の要因は、電気的な用途に応じて、高出力、高周波の信号を車載で整形するための、様々な電気的／電子的な構成を有することである。第９の要因は、充電システムが意図された通りに動作していない場合、操作者が充電システムの配置されている局所的な領域から離れる前に、操作者に音声または視覚による通知を提供する充電システムを有することである。第１０の要因は、複数の自動車の充電システムに同時に充電する能力を有することである。
【０００８】
[0007]本発明のある実施形態によれば、充電システム（ＥＣＳ）は、自動車のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電することができる。ＥＣＳは、電力伝送器、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含むエネルギー結合装置、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）、ならびに整列手段を含む。電力伝送器は、エネルギーを提供するように構成される。エネルギー結合装置の車外トランスデューサは、自動車の外部に配置される。車外トランスデューサは、電力伝送器と電気的に接続される。エネルギー結合装置の車載トランスデューサは、自動車に搭載される。車載トランスデューサは、車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーの少なくとも一部を、受け取るように構成される。ＥＳＳＤは、車載トランスデューサと電気的に接続され、受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送してＥＳＤを充電する。整列手段は、自動車と連絡して、車載トランスデューサが車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーを受け取るように、エネルギー結合装置の車外トランスデューサに対して自動車が配置されることを確実にするように構成される。
【０００９】
[0008]本発明の別の実施形態によれば、自動車に搭載されるＥＳＤを充電するためにＥＣＳが用いられる、ＥＣＳを操作するための方法が提示される。
[0009]本発明のさらなる実施形態によれば、ＥＣＳの中でのデータメッセージの伝送および確認応答によって、ＥＳＤを充電するためのさらなる方法が提示される。
【００１０】
[0010]本発明のさらなる実施形態によれば、ＥＣＳを通じてエネルギーを伝送し、反射され受信されたＥＣＳの電力の測定結果を用いてＥＳＤを充電するための、方法が提示される。
【００１１】
[0011]本発明のさらに別の実施形態によれば、マルチスイッチが複数の自動車に搭載されたそれぞれのＥＳＤを同時に充電するように構成されるように、マルチスイッチが少なくとも１つの別のＥＳＣとも電気的に接続される、マルチスイッチと電気的に接続されたＥＣＳが提示される。
【００１２】
[0012]本発明のさらなる特徴、使用法、および利点は、添付の図面を参照して非限定的な例としてのみ与えられる、本発明の実施形態の以下の詳細な説明を読むことでより明らかになるであろう。
【００１３】
[0013]本発明は、添付の図面を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]本発明による、エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように構成される、簡易的なブロック図の形態の充電システム（ＥＣＳ）を示す図である。
【図２】[0015]図１のＥＣＳのより詳細なブロック図と、整列手段を含む図１のＥＣＳのさらなる詳細とを示す図である。
【図３】[0016]図２のＥＣＳと、自動車と地面との間の図２のＥＣＳのトランスデューサのさらなる空間的な細部とを示す図である。
【図４】[0017]図３のＥＣＳのさらに別のブロック図を示し、図３のＥＣＳの自動車の電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）の詳細をさらに示す図である。
【図５】[0018]図２のＥＣＳの単一の電力伝送器のブロック図と、電力伝送器の詳細とを示す図である。
【図５Ａ】[0019]図５の電力伝送器の電気的な概略図である。
【図６】[0020]ＥＣＳの整列手段を用いて、エネルギー結合装置の中での電磁エネルギーの繰り返し可能なエネルギー伝送を保証する、図２のＥＣＳを操作するための方法を示す図である。
【図７】[0021]トランスデューサが互いに無線で通信するように構成されるように、自動車を配置するための、図６の方法のさらなるサブステップを示す図である。
【図８】[0022]データメッセージの伝送および確認応答に基づいて、図２のＥＣＳを操作するための別の方法を示す図である。
【図９】[0023]図８の方法の追加のステップを示す図である。
【図１０】[0024]反射され受け取られた電力の測定結果を用いて、図２のＥＣＳを通じてエネルギーを伝送するための方法を示す図である。
【図１１】[0025]図１０の方法の追加のステップを示す図である。
【図１２】[0026]本発明の代替的な実施形態による、図２の実施形態と同様の主要システムと、主要システムと電気的にインターフェースをとる６０Ｈｚの二次的システムとを含む、ＥＣＳを示す図である。
【図１３】[0027]本発明の別の代替的な実施形態による、主要システムと、二次的システムと、伝送スイッチ機能が搭載されたＥＣＳの一部としての統合された充電デバイスとを含むＥＣＳを示す図である。
【図１４】[0028]本発明のさらなる代替的な実施形態による、主要システムと、二次的システムと、主要システムの一部として含まれ伝送スイッチ機能が組み込まれた統合された充電デバイスとを含み、インバータ電気機器が主要システムから除去された、ＥＣＳを示す図である。
【図１５】[0029]本発明の別の代替的な実施形態による、主要システムとおよび二次的システムのブロック図を示す図であり、主要システムはコンバータを含む。
【図１６】[0030]本発明のさらに別の代替的な実施形態による、多重電力スイッチにより同時に充電されている図２のＥＣＳをそれぞれ含む、複数の自動車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0031]自動車の駆動系は、力を発生させてこの力を路面に接する自動車のタイヤに伝える、自動車内の一群の部品により形成される。ハイブリッド電気自動車および電気自動車は、それぞれの自動車の駆動系を駆動するために牽引用の電池をそれぞれ用いる。ハイブリッド電気自動車は、炭化水素燃料のエンジンを、または、自動車に搭載された電池により供給されるエネルギーとともにモータを用いて、自動車の駆動系を駆動する。電気自動車は、エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）または電池からのエネルギーのみを用いることで、駆動系を駆動する。ハイブリッド電気自動車および電気自動車の牽引用の電池は、単一の電池を形成するように直列または並列に接続された複数の電池を含みうる。自動車が運転されると、または、例えば、駆動系を駆動することとは別にラジオまたはフロントガラスのワイパを動かすときのように、自動車が操作者により運転以外に用いられると、電池の充電量が減少し、または充電量が空になることがある。こうした状況が起きると、電池は満充電の状態に戻るように充電されなければならない。電池の再充電は、充電システム（ＥＣＳ）を用いて実現されうる。ＥＣＳは電荷を供給して、電池に電荷を与え電荷で満たす。ハイブリッド自動車または電気自動車の電池は、駐車中のように自動車が動いていないときは、プラグインの交流１２０Ｖ、６０ヘルツ（Ｈｚ）のＥＣＳを用いて充電されうる。１つのそのようなＥＣＳが、「ＢＡＴＴＥＲＹ ＣＨＡＲＧＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＷＩＴＣＨ（非接触式の電気的スイッチを有する電池充電器）」という表題の米国特許出願第１２／９５０，２９８号で説明され、別のそのようなシステムが、「ＰＯＷＥＲ ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＴＨＥＲＭＡＬＬＹ−ＴＲＩＧＧＥＲＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＢＲＥＡＫＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ（温度により動作する複数の電気遮断装置を有する駆動安全システムおよび方法）」という表題の米国特許出願第１３／３０６，３２７号で説明され、これらは参照により全体が本明細書にそれぞれ組み込まれる。ＥＣＳを用いて自動車の電池を満充電に戻すことで、ハイブリッド自動車または電気自動車のユーザは、電池または電池パックの充電状態により少なくとも一部が決まる、完全な航続距離を確実に移動できるようになる。交流１２０Ｖ、６０ＨｚのＥＣＳよりも短時間で、電池を安定的かつ信頼性をもって充電することは、自動車の操作者に対する、自動車の即時使用性および利便性を高める上で有利である。
【００１６】
[0032]以下の用語は本明細書を通じて使用され、以下のように定義される。
[0033]整列手段 トランスデューサの整列が繰り返し行われるように、自動車の整列を容易にする構造物。整列手段は、車輪止め、車輪ストッパ、またはタイヤ用くぼみ機器を含みうる。車輪止めは、自動車の不意な動きを防ぐための、自動車の車輪の前または後ろに位置する、丈夫な材料の１つまたは複数のくさびである。底面は、地面との摩擦を向上させるために、ゴムで被覆されることがある。本明細書で説明されるようなＥＣＳとともに使用される場合、車輪止めは、接着剤または留め具を用いて地面に配置および固定され、自動車のタイヤと係合すると、自動車に搭載されたトランスデューサの１つと地面に配置された別のトランスデューサとの、ＥＣＳのトランスデューサの少なくとも部分的な整列を確実にすることが好ましい。くさびの１つの端部は、自動車の車輪の形状に合うような凹んだ形状を有してもよく、これにより車輪止めを超えるのに必要な力が大きくなる。別の種類の整列手段は、タイヤ用くぼみ機器であってよい。車輪がタイヤ用くぼみ機器のくぼみに入ると、ＥＣＳのトランスデューサが互いに一般的な整列の状態にあるので、車載トランスデューサが地上にある車外トランスデューサから伝送されたエネルギーと結合またはエネルギーを受け取れるということが、自動車の運転手に分かる。車両の横方向の整列のための部材、例えば、住宅の車庫の天井から吊るされたテニスボールも、車載トランスデューサが車外トランスデューサから伝送されたエネルギーを無線で受け取るように、トランスデューサが十分整列されるように、自動車の運転手が自動車を位置付ける助けになりうる。自動車の前側で自動車の中心線がテニスボールのところに来るようにしたときに、車載トランスデューサの少なくとも一部が車外トランスデューサと重なり合い、これらのトランスデューサの間でエネルギーが伝送／受信されるように自動車が位置付けられるように、テニスボールが所定の位置に配置されうる。
【００１７】
[0034]トランスデューサの整列 トランスデューサは、ＥＣＳのシステム電力効率がトランスデューサ間で７５％を超える場合、整列されていると考えられる。例えば、５０センチメートル（ｃｍ）×５０ｃｍという一般的な大きさで、ｚ軸方向が２０ｃｍであり、それぞれのトランスデューサの各領域が少なくとも５０％重なるトランスデューサは、７５％以上のシステム電力効率を生み出しうる。一般的には、ＥＣＳのシステム電力効率が７５％よりも高ければ、トランスデューサのそれぞれの領域の一部が互いに重なり合うかどうかに関わらず、トランスデューサは、互いに整列していると考えられる。例えば、図３に最もよく示されるように、自動車のトランスデューサの領域の少なくとも一部が、好ましくは、自動車の下の地面に固定された車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合う。
【００１８】
[0035]充電デバイス 一形態のエネルギーを得て、自動車のＥＳＤを充電するのに適した形態のエネルギーに変換する、電気的なデバイス。例えば、この充電デバイスは、低周波の交流電力を受け取ることができ、交流電力を電池を安全かつ効率的に充電するために次いで用いられる直流電流に変換する。例えば、低周波の交流電力は、関連する６０Ｈｚの周波数を有しうる。
【００１９】
[0036]エネルギー結合装置 エネルギー結合装置は、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサから形成される。車載トランスデューサは、車外トランスデューサから伝送された電磁（ＥＭ）エネルギーを無線で受け取る。好ましくは、エネルギー伝送は、主に磁気的なエネルギー結合によるものである。
【００２０】
[0037]エネルギー記憶デバイス（ＥＳＤ） 電荷を蓄積する電気的なデバイス。ＥＳＤは、電池とも呼ばれうる。電池は、単一の電池であってよく、または電池パックに形成された複数の電池であってもよい。例えば、電池パックは通常、電気自動車またはハイブリッド電気自動車で見出される。
【００２１】
[0038]充電システム（ＥＣＳ）電力効率 ＥＣＳの出力電力量に対する入力電力量。通常、システム電力効率は、０％から１００％の範囲にあることが可能であり、１００％では、入力と出力の間に電力損失がなく完全に効率的である。いくつかの電気的な用途では、システム電力効率を可能な限り高くする、したがって１００％に近い百分率の値を有することが望まれうる。システム電力効率は、複数の要因により影響を受けることがあり、その要因の１つは、ＥＣＳの電力損失に影響しうる、ＥＣＳの製造に用いられる電気的なコンポーネントである。また、この用語は、「システム電力効率」とも呼ばれうる。
【００２２】
[0039]電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ） ＥＳＳＤは、トランスデューサから入力としてある形態のエネルギーを得て、ＥＳＤを充電するのに適した形にエネルギーを電気的に整形し、整形されたエネルギーをＥＳＤに電気的に伝送する。例えば、本明細書で説明されるように、ＥＳＳＤは、車載トランスデューサから見て電気的に下流側の、車載に配置される。ＥＳＳＤは、充電システムの用途に応じて、単一の電気的なモジュール、または、ともに電気的に接続される複数のモジュールに、パッケージングされうる。例えば、ＥＳＳＤは単に整流器であってよい。
【００２３】
[0040]高出力ＥＣＳ 少なくとも９００ワットの、電力伝送器からの出力を有する、充電システム（ＥＣＳ）。好ましくは、このワット値は、９００から１０，０００ワットの範囲にある。いくつかの実施形態では、電力伝送器からの出力が９００ワット未満のＥＣＳは、高出力ＥＣＳであると考えられない。高出力ＥＣＳの出力はまた、一般に、周波数が６０Ｈｚよりも高い電気信号を出力する。ＥＣＳは、電源と電気的に接続された電力伝送器と、第１および第２のトランスデューサを含むエネルギー結合装置と、コントローラを含む電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）を含む。ＥＣＳはまた、自動車の用途で用いられた場合に、ＥＣＳの動作中に第２のトランスデューサが第１のトランスデューサからのエネルギーを受け取るように第１のトランスデューサに対して第２のトランスデューサを適切に整列するのを支援する、整列手段も含みうる。図４〜５、１２〜１５に示されるように、様々なＥＣＳの実施形態における様々な電気信号の電圧および／または周波数のレベルをよりよく理解するために、これらの電気信号の記号がＥＣＳの中の信号経路に沿って描かれる。あるいは、ＥＣＳは、整列手段を含まなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲内にありうる。これらの電気信号の記号は、以下の通りである。
【００２４】
[0041]ＨＶ ＨＦ ＡＣ 高電圧、高周波の交流（ＡＣ）電気信号。好ましくは、電圧信号は交流１２０Ｖよりも高く、電圧信号の周波数は６０Ｈｚよりも高い。周波数は、１０ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にありうる。
【００２５】
[0042]ＨＶ ＤＣ 高電圧の直流（ＤＣ）電気信号。好ましくは、直流電圧は直流１２０Ｖよりも高い。
[0043]６０Ｈｚ ＡＣ ６０Ｈｚの交流電圧電気信号。一般に、交流電圧は、電圧を発生させる電源に応じて、交流１２０Ｖまたは交流２４０Ｖのいずれかである。
【００２６】
[0044]１２０ＶＡＣ ｏｒ ２４０ＶＡＣ、６０Ｈｚ 交流１２０Ｖまたは交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号。例えば、これは、図４および１２に示されるように、電源により主要システム（交流２４０Ｖ）または二次的システム（交流１２０Ｖ、プラグイン）に供給される電気信号でありうる。主要システムおよび／または二次的システムは、電気的な用途に応じて有線で接続され、またはプラグにより着脱可能でありうる。
【００２７】
[0045]トランスデューサ エネルギーをある形態から別の形態に変換するデバイス。例えば、車外のトランスデューサは、電気エネルギーを電磁エネルギーに変換し、車載トランスデューサは、電磁エネルギーの少なくとも一部を受け取り、次いでこの受け取られた電磁エネルギーを、電池を充電するのに用いられうる電気エネルギーに変換し戻す。
【００２８】
[0046]電源 電源は、配電網により供給され、例えば電力自治体（ｐｏｗｅｒ ｍｕｎｉｃｉｐａｌｉｔｙ）により供給される。高出力ＥＣＳは、電気的に電源に接続する。従来の６０ＨｚのＥＣＳも、電源と電気的に接続する。好ましくは、高出力ＥＣＳと電気的に接続される電源は、６０ＨｚのＥＣＳと電気的に接続される電源よりも高い電圧を有する。
【００２９】
[0047]電力伝送器 ＥＣＳの一部である電気的なデバイス。単一の電力伝送器は、有利には、例えば車庫の壁または郵便受けに設置されうる、小型で効率的な配置に役立つ単一の筐体内に、直流電源と、高周波増幅器と、無線通信制御器と、ユーザインターフェースとを含む。統合された電力伝送器により、ＥＣＳの全体の電力効率が、電力伝送の機能を生み出しうる複数の電気的なモジュールを有する場合よりも、得られるようになる。複数の電気的なモジュールは、統合された電力伝送器を用いないと発生しうる、不要な電力損失を被る可能性がある。高周波増幅器は、直流電源と電気的に接続される。第１のトランスデューサは、高周波増幅器の出力と電気的に接続される。好ましくは、高周波増幅器は、９００ワットよりも大きく周波数が６０ヘルツ（Ｈｚ）よりも高い出力を送達することができる。好ましくは、周波数は、１５ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にある。あるいは、高周波増幅器はまた、ＥＣＳの動作モードおよび電気的な用途に応じて、９００ワット未満の電力を送達してもよい。無線通信制御器は、電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）のコントローラ部分と無線で通信する。
【００３０】
[0048]受け取られた電力 車載トランスデューサにより受け取られたエネルギー量。
[0049]反射された電力 車外トランスデューサにより無線で送信できないエネルギー量。例えば、反射された電力エネルギーは、ＥＣＳを通って電池までの経路の間に失われた電力により影響される。
【００３１】
[0050]自動車 モータまたは燃料燃焼エンジンにより駆動される駆動系と連絡する車輪を通常有する、自動車。電気自動車用途では、モータは電気モータである。ハイブリッド電気自動車は、燃料燃焼エンジンと組み合わせて用いられる電気モータを含み、自動車の駆動系を駆動する。
【００３２】
[0051]図１〜４を参照すると、本発明の一実施形態によれば、高出力ＥＣＳ１０は、１つまたは複数の電気的な負荷をさらに駆動するＥＳＤ１２を充電するように構成される。いくつかの自動車の用途では、ＥＳＤ１２は牽引用の電池であってよい。ＥＳＤ１２は、地上を走る自動車１３に搭載され、自動車１３の駆動系（図示せず）を動作させるためにエネルギーを供給するように構成される。あるいは、ＥＳＤは、駆動系への電流を供給することのみには限定されず、電流を必要とする任意の電気的なデバイスまたは電気／機械的なデバイスを動作させるためにも用いられうる。さらに、自動車は、充電を必要とするＥＳＤまたは電池を有する任意の種類の自動車であってよく、ハイブリッド自動車および／またはハイブリッド電気自動車を含むがこれらには限定されない。ＥＳＤ１２は、単一の電池として、または電池パックに配置されうるような複数の電池として、形成されうる。ＥＣＳ１０の第１の部分は自動車１３の外部に配置され、ＥＣＳ１０の第２の部分は自動車１３に搭載される。図３および４に最もよく示されるように、自動車１３は、長手軸Ａに沿った長さを有し、概ね平面的な地面２７にさらに配置される。
【００３３】
[0052]図２を参照すると、ＥＣＳ１０は、一体的に製造された電力伝送器１４と、第１の、または車外トランスデューサ１６と、第２の、または車載トランスデューサ１８と、少なくとも１つの車載の電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、整列手段２２とを含む。本明細書で定義されるように、「車外」とは、デバイスが自動車の外部に配置されることを示し、「車載」とは、デバイスが自動車に取り付けられる、または搭載されることを示す。ＥＳＳＤ２０を含むＥＣＳ１０は、任意の種類の回路の組み合わせで、任意の種類の電気的／電子的なデバイスにより形成されてよく、抵抗、キャパシタ、ダイオード、半導体、集積回路（ＩＣ）、リレー、温度ヒューズ、サーミスタ、熱電対、トランスデューサ、コイルなどを含みうる。自動車１３の外部に配置されるＥＣＳ１０の第１の部分は、電力伝送器１４と、電力伝送器１４と電気的に接続される車外トランスデューサ１６とを含む。車外トランスデューサ１６は、ボルトのような留め具により、地面２７にしっかりと固定される。自動車１３に搭載されるＥＣＳ１０の第２の部分は、車載トランスデューサ１８と、車載トランスデューサ１８と下流側で電気的に接続されるＥＳＳＤ２０とを含む。自動車１３は、充電デバイス２４と、充電器２４と下流側で電気的に接続される電池１２とを含む。自動車の充電器２４は、ＥＳＳＤ２０と下流側で電気的に接続されるように配置される。電力伝送器１４は、固定された電源２６と下流側で電気的に接続される。前に背景技術において論じられたように、電源２６は、プラグ着脱可能で持ち運び可能な充電システムを動作させるのに用いられる、交流１２０Ｖで６０Ｈｚの電源よりも、電圧値が高い。好ましくは、固定された電源２６の電圧値は、交流２２０Ｖまたは２４０Ｖである。あるいは、電力伝送器と電気的に接続された固定された電源の電圧は、交流１２０Ｖよりも高い任意の電圧値であってよい。したがって、システム１０は、本明細書で前に論じられた、プラグ着脱可能で持ち運び可能な、６０Ｈｚで交流１２０Ｖの充電システムよりも短時間で、電池１２を充電するように構成される。システム１０が固定された電源２６と電気的に接続される場合、ＥＣＳ１０は電池１２を充電するように構成される。
【００３４】
[0053]トランスデューサ１６、１８はエネルギー結合装置２８を形成し、車載トランスデューサ１８およびＥＳＳＤ２０は、ＥＣＳ１０の移動可能な電力システム３１を形成する。移動可能な電力システム３１は、自動車１３が道路を走って移動するとき、自動車１３とともに運ばれる。車載トランスデューサ１８、車外トランスデューサ１６は、高いＱ値（Ｑ ｆａｃｔｏｒ）を有し動作周波数において低抵抗となるようにリッツ線または銅管により形成されうる、コイルにより構築される。電気的な用途に応じて、Ｑ値は１００より大きくてもよい。トランスデューサはまた、抵抗、キャパシタ、インダクタなどのような追加の電気的な部品を含み、トランスデューサ間の磁気エネルギーの高効率の伝送を確実にすることができる。したがって、図１に最もよく示されるように、移動可能な電力システム３１は、エネルギー結合装置２８に接続され下流側に配置される、車載のサブシステムであり、エネルギー結合装置２８は、固定された電源２６と下流側で電気的に接続されるように配置される。電磁エネルギーは、エネルギー結合装置２８の中で、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に無線で伝送される。車載トランスデューサと車外トランスデューサはそれぞれ、摂氏−３０度から＋５０度までの動作温度範囲を有することが望ましい。
【００３５】
[0054]電力伝送器１４は、固定された電源２６および車外トランスデューサ１６と電気的に接続される。したがって、電力伝送器１４および固定された電源２６は、地上にある無線電力伝送器サブシステムを形成する。電源２６は、ＥＣＳ１０および自動車１３の外部に配置される。好ましくは、電源２６および電力伝送器１４に電気的に接続する高電圧の電力ケーブルを操作者３２が扱うことをなくし、操作者３２の安全性を高め、ＥＣＳ１０を操作する際に操作者３２にさらなる利便性を提供するために、電力伝送器１４は、電源２６と有線で接続される。例えば、図３に最もよく示されるように、操作者３２は、自動車１３の運転手であってよい。あるいは、操作者は、システム１０に近づける任意の人であってよい。電力伝送器１４は、電力伝送器１４の電気的な出力を伝える電気ワイヤケーブル３４を通じて、車外トランスデューサ１６と電気的に接続される。電力伝送器１４が電源２６と電気的に接続されると、電力伝送器１４は、ＥＣＳ１０により用いられるエネルギーを供給し、ＥＳＤ１２を充電するために提供される電流を形成するように構成される。
【００３６】
[0055]固定された電源２６を介して電力伝送器１４により提供されるエネルギーから、車外トランスデューサ１６により伝送されたエネルギーの少なくとも一部を、車載トランスデューサ１８が無線で受け取り、収集し、または結合するという点で、車外トランスデューサ１６は、構成２８の車載トランスデューサ１８と無線で接続されている。電磁エネルギーは無線で伝えられ、または車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に伝送される。あるいは、エネルギー結合装置のトランスデューサは、無線による誘導性のエネルギー伝達または無線による電気的な伝達により、無線で伝えることができる。別の形態の無線による電気的な伝達は、容量性結合でありうる。ＥＳＳＤ２０は、有利なことに、車載トランスデューサ１８により受け取られ捕捉された、伝えられた電磁エネルギーを電気的に整形し、ＥＳＤ１２により使用できる形態の電流を生成する。生成された電流は、ＥＳＤ１２を充電するために、ＥＳＳＤ２０を通って電気的に伝送される。いくつかの電気的な用途では、この電流は、充電されている電池の前に、充電器により使用できる形態の電流である。
【００３７】
[0056]図３に最もよく示されるように、整列手段２２は、地面２７上で自動車１３の外部に配置される。整列手段２２は、図１３のタイヤ３８ａ〜ｄのうちの少なくとも１つと物理的に係合または接触するように構成される、タイヤブロックまたは車輪止め３７である。車輪止め３７は、市販製品を購入してもよく、成形技術の分野で知られているような射出成形機により成形されてもよい。車輪止め３７は、地面２７に配置され、ボルトまたは他の種類の留め具を用いて地面２７に固定されうる。図３および４に最もよく示されるように、車輪止め３７は、右の前輪３８ｂと係合する。あるいは、車輪止めは、トランスデューサがトランスデューサ間で電磁エネルギーを無線で伝達するように、自動車の任意のタイヤが適切に係合しうるように、地面に対して戦略的に配置されうる。車輪止め３７の設置により、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６から無線で伝送された電磁エネルギーを受け取るように、自動車１３が構成２８の車外トランスデューサ１６に対して配置されることが、確実になる。車載トランスデューサ１８は、自動車１３、好ましくは自動車１３の下側部分３９に固定されて取り付けられるので、車載トランスデューサの延ばされた面が地面２７に面する。自動車へのある種類の搭載の構成では、車載トランスデューサは、ボルトまたはひもなどの留め具を用いて自動車のフレームに取り付けられている、ブラケットまたは部品のフレーム（図示せず）に搭載されうる。車載トランスデューサの下に他の自動車の部品を置かずに、車載トランスデューサに簡単に手が届くことで、車載トランスデューサがより簡単に修理できるようになりうる。例えば、図２に最もよく示されるように、車載トランスデューサ１８は、自動車１３の後部に搭載される。あるいは、車載トランスデューサは、自動車の下側の任意の場所に搭載されてもよい。さらに代替として、車載トランスデューサは、車載トランスデューサと車外トランスデューサの間で電磁エネルギーが伝達されるように２つのトランスデューサが互いに十分近接して配置されたときに、車載トランスデューサが車外トランスデューサにより供給され伝送されたエネルギーを効果的に受け取るように、車載の任意の場所に搭載されうる。そして、固定された車輪止め３７を用いることで、自動車１３のタイヤ３８ｂが戦略的に配置された車輪止め３７と係合するときに、トランスデューサ１６、１８の少なくともそれぞれの部分が軸Ｂに沿って軸方向に整列されるように、自動車１３の運転手３２が自動車１３を繰り返し位置付けることが可能になる。図３に最もよく示されるように、好ましくは、車輪止め３７は、タイヤ３８ｂが車輪止め３７と係合するときに、車載トランスデューサ１８の大部分が車外トランスデューサ１６と重なり合うように、戦略的に配置される。さらに、自動車１３のタイヤ３８ａ〜ｄの少なくとも１つが配置され車輪止め３７と係合することによって車輪止め３７と連絡するときに、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８に電磁エネルギーが効果的に伝達されるように、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６に対しても配置されるように、車輪止め３７が地面２７のある場所に配置される。
【００３８】
[0057]あるいは、整列手段は、自動車用の車輪ストッパまたは少なくとも１つのタイヤ用くぼみ機器であってよい。さらに代替として、車輪止めは、トランスデューサ間で無線伝達が行われるように、車輪の少なくとも１つのタイヤと係合してそれ以上は動かないのに十分な重量を有しうる。図３に最もよく示されるように、好ましくは、車輪止め３７は、自動車１３のタイヤ３８ｂと係合したときに、車載トランスデューサ１８の少なくとも一部が軸Ｂに沿って車外トランスデューサ１６の少なくとも一部と確実に重なり合うように、地面２７上のある位置に固定されて配置される。軸Ｂは、地面２７および軸Ａを横切る。一般に、軸Ｂに沿って１つのトランスデューサ１６と重なり合う他方のトランスデューサ１８の少なくとも一部を整列することで、電磁エネルギーがトランスデューサ１６、１８の間で無線で確実に伝達される。さらにより好ましくは、車載トランスデューサ１８の大部分が軸Ｂに沿って車外トランスデューサ１６と軸方向に重なり合うように、車輪止め３７が配置される。加えて、自動車１３が車輪止め３７と連絡し、または係合するとき、自動車１３が車輪止め３７と連絡した結果として感覚的な応答が生成される。自動車１３の中にいる運転手３２の少なくとも１つの感覚器がこの感覚的な入力を感知するが、その少なくとも１つの感覚器が感覚的な入力を感知すると、エネルギー結合装置２８の車載トランスデューサ１８の少なくとも一部が、エネルギー結合装置２８の車外トランスデューサ１６と重なり合う。人間の感覚器は一般に、目による視覚、鼻による嗅覚、口による味覚、肌による触覚、および耳による聴覚とであると理解される。車輪止めに関しては、運転手の肌は、車輪止めを係合する自動車のタイヤから「凹凸」の感触を感じ、これは、自動車の運転手に、自動車の動きを停止させるように知らせるものである。
【００３９】
[0058]あるいは、運転手はまた、自動車のタイヤが車輪留めに係合するときに、耳により係合の音を聞くことができる。あるいは、電磁エネルギーが車載トランスデューサと車外トランスデューサの間で無線により伝達するように、車載トランスデューサが車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合えるようにする、任意の整列手段も、本発明の趣旨および範囲にある。図３により最もよく示されるように、トランスデューサ１６、１８が軸に沿って概ね整列される場合、トランスデューサ１６、１８の外に面する表面は、距離ｄだけ離隔される。距離ｄにわたる軸方向の空間は、空隙である。一実施形態では、距離ｄは１５から２０センチメートルの距離であってよく、この距離で電力伝送器から出る３．３ｋＷの信号が効果的に伝送されうる。トランスデューサ１６、１８を整列する際に、自動車１３の左側／右側の隙間をさらに横方向に整列するように運転手３２を支援するために、有利には、自動車整列部材４１も、運転手３２により用いられうる。例えば、１つのそのような整列部材４１は、住宅の車庫または事業所の駐車場構造物の天井からのロープに吊るされたテニスボールであり、自動車１３の前端がテニスボールのところに来ると、トランスデューサ１６、１８が軸Ｂに沿って互いに少なくとも部分的に整列していると運転手３２が分かるように、整列部材は戦略的に配置される。
【００４０】
[0059]ここで図４を参照すると、自動車１３の局所的な図が、ＥＳＳＤ２０の回路要素をブロック図の形でさらに示す。ＥＳＳＤ２０は、車載トランスデューサ１８により受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、この電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して、ＥＳＤ１２を充電するようになされる。ＥＳＳＤ２０は、コントローラおよび整流器を含むコントローラ／整流器ブロック４０と、バラスト抵抗４２と、無線電圧計４４と、インバータ４６と、伝送スイッチ４８とを含む。車載トランスデューサ１８の電気的な出力５２は、コントローラ／整流器ブロック４０により電気的に受け取られる。コントローラ／整流器ブロック４０の電気的な出力５４は、インバータ４６により電気的に受け取られる。インバータ４６の電気的な出力５８は、伝送スイッチ４８により電気的に受け取られる。伝送スイッチ４８の電気的な出力６１は、充電器２４により受け取られる。充電器２４の電気的な出力６８は、電池１２により電気的に受け取られる。コントローラ／整流器４０のコントローラ部分は、電子技術において知られているようなマイクロコンピュータまたはマイクロプロセッサであってよい。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、電力伝送器１４と無線データ伝送６２を行い、電力伝送器１４からの無線データ伝送６４を受信する。データはまた、無線電圧計４４から、コントローラ／整流器のコントローラ部分に、無線により電気的に伝達される（６６）。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分はまた、自動車の通信データバス６０上で、他の自動車の電気的なデバイスとデータを電気的に通信する。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により監視されるデータ通信は、電池１２の現在の充電の条件、または状態が中心である。あるいは、インバータは利用されなくてもよい。インバータがＥＣＳのＥＳＳＤに用いられない場合、ＥＣＳのシステム全体の電力効率は望ましく改善し、自動車の重量は望ましく低減し、ＥＣＳの部品の複雑さも望ましく低減して、ＥＣＳの信頼性を向上させる。
【００４１】
[0060]充電器２４は、自動車１３の中、かつ本明細書で前に説明された電池１２と同様の自動車の電子部品と関連しているシステム１０の外部に、配置される。これらの電気的なデバイスは、用途に応じて、単一のユニットまたは複数のユニットに収容されるプリント回路基板上に配置されうる。あるいは、ＥＳＳＤのコントローラ／整流器ブロックは、ＥＣＳの中に、別個の独立したコントローラおよび整流器の機能ブロックとして配置されてもよい。コントローラはまた、電池により許容される新たな充電速度を決定するために、現在の電池の充電状態についての情報をデータ通信バス上で自動車から受信するコントローラに入力を提示するアルゴリズムを動作させることができる。次いで、新たに入力された情報は、電池により許容される新たな充電速度を決定する。１つのそのようなアルゴリズムは、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＴＨＥ ＥＮＥＲＧＹ ＣＡＰＡＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＢＡＴＴＥＲＹ（電池のエネルギー容量を求める方法）」という表題の、米国特許第７，８００，３４４号で説明されており、上記の特許は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００４２】
[0061]電力伝送器１４は、電源２４から電気エネルギーを受け取り、受け取られたエネルギーを増幅し、増幅された受け取られたエネルギーを車外トランスデューサ１６に供給する。車外トランスデューサ１６は、増幅されたエネルギーの少なくとも一部を、無線で、かつ電磁的に、車載トランスデューサ１８に伝送または伝搬する。車載トランスデューサ１８は、車外トランスデューサ１６から伝送された電磁エネルギーの少なくとも一部を受け取る。車載トランスデューサ１８は、この受け取られたエネルギーをＥＳＳＤ２０に伝送し、ＥＳＳＤ２０は、このエネルギーを電気的に整形し、電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して、次いで自動車１３上の電池１２を充電する。有利なことに、インバータを用いることで、自動車の充電器を含む既存の自動車に、ＥＣＳを最も簡単に統合することができる。自動車の充電器は、ＥＣＳシステム全体への追加の修正またはコストを伴うことなく、インバータの出力を容易に受け入れることができる。ＥＣＳにおいてインバータを用いることの１つの望ましくない欠点は、ＥＣＳの追加の電気的な部品がシステム電力効率の損失を発生させうるために、ＥＣＳ全体のシステム電力効率が低くなりうるということである。
【００４３】
[0062]図４〜５を参照すると、固定された電源２６により供給されるエネルギーは、直流電源７０を介して直流電圧を生成する電力伝送器１４により受け取られ、直流電源７０は変調され、増幅器７２により電気的な利得を与えられて、高周波交流電圧になり、この電圧は増幅器７２から出力され、ワイヤケーブル３４上で電力伝送器１４からさらに出力される。増幅器７２から出力される高周波交流電圧出力は、１０ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にありうる。より好ましくは、この範囲は９０ｋＨｚから１７０ｋＨｚである。こうした高周波を用いる手法により、システム全体の効率を向上させることができ、効率の向上によって、トランスデューサ間のより大きな位置合わせのずれが許容され、１０ｋＨｚ未満の周波数で動作するＥＣＳシステムと比べて、より大きな操作上の柔軟性のあるシステムを実現する。これにより、さらに、ＥＣＳのユーザに対して、より大きな操作者の利便性を提供できる。また、高周波により、低周波を利用した場合に必要な重量や大きさよりも、軽量かつ小型のトランスデューサを製造することが可能になる。有利なことに、軽量であることで、自動車は、電池の所与の充電量に対して、軽量ではない場合に可能でありうる距離よりも長い距離を走ることが可能になる。高効率であることで、さらに、ＥＣＳを最初に準備する際の、車載トランスデューサおよび地面のトランスデューサの位置決めを柔軟に行うことができる。また、図３に最もよく示されるような、間隙の距離ｄを大きくすることができる。ユーザは、システム電力効率を高くして、電池を充電するためのエネルギーコストをより小さくすることを所望しうる。高周波、高電圧の交流電圧は、車外トランスデューサ１６に電気的に伝送され、トランスデューサ１６は、このエネルギーの少なくとも一部を車載トランスデューサ１８に無線で伝送してエネルギーが車載トランスデューサ１８により受け取られ、さらに、このエネルギー部分を信号経路５２に沿ってコントローラ／整流器ブロック４０に電気的に伝送する。コントローラ／整流器ブロック４０の整流器部分は、この電圧を電気的に整流し、対応する直流電流（ＩＤＣ）を生成する。この電流ＩＤＣは、信号経路５４に沿ってインバータ４６に電気的に伝送され、インバータ４６は、対応する直流電流を逆変換して、電池１２を充電するのに使用できる５０〜６０Ｈｚの電流を生成する。この５０〜６０Ｈｚの電流は、信号経路５８に沿って伝送スイッチ４８に伝送される。
【００４４】
[0063]電力伝送器２６は、直流電源７０、増幅器７２、ユーザインターフェース７４、および無線通信制御器７６を囲む、金属製の囲いまたは筐体を含む。ユーザインターフェース７４は、ＬＥＤ、音声によるアラーム、および制御パネルを含みうる。ＬＥＤおよび音声によるアラームは、システムの操作者に、異常または状態の状況を示すことができる。他の実施形態では、ＥＣＳが電池を充電できるように本明細書で説明されたようにトランスデューサが十分に整列されていない場合、異常の状況および／または音声によるアラームにより、注意することができる。これらの特徴の要点は、電池が充電されていなければならないときに充電されていないことについて、操作者に注意を喚起し、操作者がＥＣＳの局所的な領域および自動車から離れる前に問題が解決されうるように、どこに異常があるかを操作者に示すことを含む。こうした特徴がない場合、操作者は自動車の局所的な領域から離れて、後で自動車に戻ってきたときに、電池が充電されていないことに気付く可能性がある。操作者は、満充電ではない自動車では所望の距離を運転できない可能性があるため、これは望ましくない状況である。
【００４５】
[0064]一実施形態では、電力伝送器は、中に格納される電子部品を冷却するためのファンを含む。さらに、ワイヤケーブル３４は、ワイヤケーブル３４で搬送される高電圧、高周波の信号のために、液密の曲げやすい金属管の中に格納されうる。電力伝送器は、通信制御電子装置上の増幅器から熱を逃がすための、ヒートシンクをさらに含みうる。電力伝送器の電源への電気的な接続は、曲げやすい金属管の中で行われうる。電力伝送器は、壁にさらに取り付けられうる取り付け用ブラケットに、電力伝送器を取り付けるための装備を含みうる。
【００４６】
[0065]伝送スイッチ４８は、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により、制御信号経路５６に沿って、第１または第２の位置に選択的に制御される。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分による伝送スイッチ４８の制御は、システム１０が電池１２への充電速度を制御することを可能にする、１つの手法である。伝送スイッチ４８が第１の位置に設定されると、５０〜６０Ｈｚの電流がインバータ４６の電気的な出力５８で運ばれ、信号経路６１に沿って充電器２４により受け取られる。伝送スイッチ４８がコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により第２の位置に設定されると、インバータ４６の電気的な出力は、信号経路６１に沿って充電器２４により受け取られない。伝送スイッチ４８は、電池１２を充電するのに使用できる電圧を調整し制御する、自動車の充電器２４と電気的に接続される。自動車の充電器２４は、システム１０とは独立の、電池の充電に関する自動車の独立な制御を可能にするために、自動車１３の電気システムにより用いられる。したがって、充電器２４はさらに、自動車１３に配置された電子装置により制御されるような、システム１０から受け取られた電流による電池１２の充電を、調整または管理することができる。あるいは、自動車の充電器は利用されなくてもよい。
【００４７】
[0066]コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、自動車のデータ通信バス６０を通じて、自動車１３に配置される電気的なコンポーネントと通信する。あるいは、伝送スイッチは、コントローラ／整流器ブロック４０と通信する自動車のデータ通信バスを通じて、自動車の別の電気的なデバイスにより制御されうる。自動車のデータ通信バス６０は、システム１０に自動車の状態情報を伝達することができる。無線電圧計４４は、コントローラ／整流器ブロック４０の信号経路５４に沿って、電圧の大きさおよび／または電流の大きさを測定する。この電圧情報は、システム１０のコントローラ／整流器ブロック４０の受信機部分と、無線で通信する。基板上の自動車の電圧情報を知ることで、システム１０による車外トランスデューサ１６の変数の調整を可能にして、システム１０の電気的な動作を最適化する。高周波増幅器からのエネルギーの流出は、電圧に基づいて調整される。バラスト抵抗４２は、システム１０を電気的に起動させる間に、信号経路５４の電圧の大きさを最小にするために用いられる。あるいは、バラスト抵抗は、ＥＣＳにおいて用いられなくてもよい。一実施形態では、信号経路６１に沿って電池を充電するのに利用可能な電流は、直流１０〜２０アンペアの範囲にありうる。ＥＳＳＤ２０に電気的に伝送される電気的に整形されたエネルギーは、信号経路５２では第１の周波数を有し、信号経路６１では第２の周波数を有し、第２の周波数のエネルギーは伝送スイッチ４８から電気的に出力され、充電器２４、次いで電池１２に伝送される。第１の周波数は、第２の周波数よりも高い。好ましくは、第２の周波数は少なくとも４５Ｈｚであり、電力伝送器１４からのワイヤケーブル３４上の電気的な出力信号の周波数とは対照的に、第１の周波数は２０ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲にある。
【００４８】
[0067]図５および５Ａを参照すると、電力伝送器１４は、統合されたパッケージに複数の電気的なコンポーネント（図示せず）を封入する筐体７５を含む。筐体は、金属またはプラスチックのような任意の固形材料で製造されてよく、金属材料はある形に打ち抜かれてよく、またプラスチック材料は成形されてよい。電気的なコンポーネントは、それぞれの第１の電気的な部分、第２の電気的な部分、第３の電気的な部分、および第４の電気的な部分を、筐体７５の中で形成する。これらの部分は、筐体７５の中に配置される１つまたは複数のプリント回路基板上に形成されうる。電力伝送器１４は、車外トランスデューサ１６と電気的に接続されるワイヤケーブル３４により運ばれる、電気的な出力を有する。第１の電気的な部分は、直流電源７０である。第２の電気的な部分は、直流電源７０と電気的に接続される増幅器７２である。
【００４９】
[0068]第３の電気的な部分は、ユーザインターフェース７４である。ユーザインターフェース７４は、操作者３２に対して、ＥＣＳ１０の動作状態の情報を提供する。好ましくは、ユーザインターフェース７４は、ＥＣＳに電池を充電させないようにするという指示を、操作者に知らせるのに非常に役に立つ。加えて、自動車の運転手などの操作者が自動車から降りた後、ＥＣＳの局所的な領域にまだいる場合にも、そのようにすることが有利である。したがって、何らかの状況によりＥＣＳが電池を充電することが妨げられる場合、運転手の注意を喚起することが重要である。また、運転手の注意が異常な状況に向けられたときに、異常な状況をどのように直して、ＥＣＳがＥＳＤを充電できるようにするかを、ＥＣＳが運転手に教えて知らせることも重要である。ユーザインターフェースが、電池の充電を妨げるようなＥＣＳの状況を運転手に知らせるように動作しなかった場合、電池が満充電の状態にあるであろうと操作者が思ったときに、望ましくないことに電池が充電されていない状態のままである可能性がある。例えば、第２のトランスデューサが第１のトランスデューサからエネルギーを受け取るように、自動車が適切に整列されていない場合、または、自動車の変速機が「パーキング」の位置にない場合、こうした状況は電池の充電を妨げうる。
【００５０】
[0069]ユーザインターフェースは、操作者３２の目に見える少なくとも１つの視覚的要素７８を有する。視覚的要素７８は、好ましくはＬＣＤディスプレイである。ＬＣＤ７８は４行の英数字の行を含み、これらの行はそれぞれＥＣＳ１０の異なる動作指標を表示する。第１の英数字の行は、ＥＣＳ１０の全般的な動作状況についての情報を表示する。第２の英数字の行は、コントローラ／整流器４０の整流器部分の出力電圧と、コントローラ／整流器４０からＥＣＳおよび自動車の残りの部分に伝えられる出力電圧および出力電力とを、表示する。第３の英数字の行は、電力伝送器１４の高周波増幅器７２への、直流電源７０により供給される直流電圧を表示する。第４の英数字の行は、システム電力効率を表示する。あるいは、ＬＣＤディスプレイは、例えば、ＥＣＳが異常な状況に遭遇したときに、操作者にとって有用なＥＣＳの動作についてのエラーメッセージのような情報を表示するための、他の装備を有してもよい。電力伝送器１４はまた、複数色の光源８２を含む。光源８２は、ＥＣＳ１０の様々な動作状態の状況を示すように、異なる色の光を切り替えるように操作されうる。例えば、光源は、緑から黄、黄から赤に変わってもよく、これは、ＥＣＳ１０にＥＳＤ１２を充電させないようにするような、望ましくないＥＣＳシステムの異常でありうる。あるいは、異常による赤色の光が、ＬＣＤディスプレイに表示されてもよい。
【００５１】
[0070]あるいは、少なくとも１つの音声要素が、操作者の耳に聞こえうる。例えば、電磁エネルギーを伝送／受信するためにトランスデューサが互いに適切に近接するように自動車が整列されていない場合、警報音がスピーカなど音声出力を通じて生成され、ＥＣＳがＥＳＤを充電していないということを、操作者に知らせる。この警告音は、操作者が自動車およびＥＣＳの局所的な領域から離れる前に、操作者の注意をさらに喚起し、問題を修正する。さらに別の実施形態では、ユーザインターフェースは、少なくとも１つの視覚的要素および少なくとも１つの音声要素を含む。ユーザインターフェース７４は、少なくとも１つの装備７９を含み、装備７９は、ＥＣＳ１０の操作者３２が、少なくとも１つの動作を実行するようにＥＣＳ１０に命令することを可能にする。装備７９は、電力伝送器１４が車外トランスデューサ１６に伝送するためのエネルギーを生成するように電圧を与えられるように、電力伝送器１４の電源を入れ、また、電力伝送器の電源が落とされエネルギーが車外トランスデューサ１６に伝送されないように電力伝送器の電源を切るための、オン／オフ押しボタンである。ユーザインターフェース７４は、ＬＣＤディスプレイを含む。あるいは、ユーザインターフェースは、任意の数のＬＥＤ、光源、ＬＥＤディスプレイ、および少なくとも１つの押しボタンを含みうる。
【００５２】
[0071]第４の電気的な部分は、自動車１３に配置されたＥＣＳ１０の一部とアンテナ８０を通じて電気的に無線で通信する、無線通信制御部７６である。第４の部分７６は、当技術分野で知られているようなコンピュータまたはマイクロプロセッサである。電力伝送器１４は、無線通信制御器７６を介してコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分から受信されたデータを分析して、コントローラ／整流器ブロック４０の整流器部分の出力がシステム１０の電気的な用途により決まる範囲にあることを確実にするように、直流電源７０を調整する。制御器７６はまた、自動車のデータ通信バス６０を通じて自動車１３の充電器２４および他の電子的なデバイスと通信し、電池１２の最適な充電を確実にするための受信機／送信機として、用いられうる。コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分はまた、自動車の通信データバス６０を通じて、充電器２４に対してデータを受信／伝送することができる。電力伝送器１４から出力される、ワイヤケーブル３４で運ばれる電気的な信号は、６０Ｈｚよりも高い周波数を有し、車外トランスデューサ１６に電気的に伝送される９００ワットよりも大きな出力電力を有する。一実施形態では、電力伝送器は３．３キロワット（ｋＷ）を伝送する。ケーブル３４で運ばれる電気信号の周波数値は、１５ｋＨｚから４５０ｋＨｚの範囲にある。別の実施形態では、電力伝送器からの３．３ｋＷの出力は、充電レベルの低い電池を、約４時間で充電することができる。別の実施形態では、完全に充電された電池により、その電池を搭載する自動車は、最大で６４．７ｋｍ（４０マイル）を走ることが可能になりうる。
【００５３】
[0072]ＥＣＳ１０は、７５％以上のシステム電力効率を有するように設計される。好ましくは、７５％以上のシステム電力効率は、操作者が操作する際のＥＣＳの費用対効果が高くなるような、望ましい水準である。７５％未満であると、操作者がＥＣＳを操作する際の費用対効果が高くないことがあるため、望ましくないことがある。好ましくは、効率が７５％よりも高いと、操作者にとってＥＣＳを運用するコストがさらに低くなるため、さらに望ましいことがある。
【００５４】
[0073]子供および／またはペットが、ＥＳＤの充電中に車外トランスデューサの近くにいることがある。ＥＳＤの充電中に、人が自動車の中に乗っていることがある。ＥＣＳは、異なる自動車メーカにより用いられる異なるＥＳＤ電池の電圧に基づいて、電力伝送器からの出力電圧を調整することができる。ＥＣＳがＥＳＤの充電を開始できる前に、データ通信リンクを通じてデータを送信することが必要である。電力伝送器の高周波増幅器は、ＥＳＤの充電が自動車の電子的なデバイスにより要求されるまで、有効にされない。充電サイクルの間、充電電流は徐々に減少するため、システム電力効率は７５％以上のままでありうる。
【００５５】
[0074]参照番号６２、６４、および６６は、ＥＣＳ１０の様々な電気的なコンポーネントの間で、電子データを送信するための、無線による電気的な信号エネルギーの経路を表す。電圧計４４は、ＥＳＳＤ２０の信号経路５４の電圧を測定し、このデータの測定結果の情報を、コントローラ／整流器４０に無線で送信する。無線による電気的な信号エネルギー６２は、コントローラ／整流器４０から電力伝送器１４に無線で伝送される。電力伝送器１４は、信号エネルギー６２を動的に受け取る。電力伝送器１４も、データ情報をコントローラ／整流器４０に無線で伝送する。信号経路６２、６４、６６に沿って信号エネルギーを無線エネルギー伝送する目的は、ＥＳＤ１２を充電するＥＣＳ１０の動作の性能を最適にすることである。より具体的には、ＥＣＳは、リアルタイムでＥＣＳの動作を最適化し、システム電力効率が確実に７５％よりも大きく、かつ７５％よりも大きいままになるように、構成される。コントローラ／整流器４０のコントローラ部分は、信号経路５４上の出力電流を測定することができる。コントローラ／整流器のコントローラ部分はまた、電流データおよび電圧計４４からの電圧データを用いて、信号経路５４の電力値を数学的に生成することができる。あるいは、電力は実際に測定されてもよい。電圧、電流、または電力のデータは、無線信号経路６２で、電力伝送器１４に送信されうる。そして、電力伝送器１４はこのデータを受信し、信号経路３４上の出力信号を調整して、ＥＣＳがＥＳＤ１２を充電している間、ＥＣＳ１０の電力システム効率が７５％より大きくなるように維持することができる。電力伝送器１４は、無線信号経路６４により、電圧、電流、または電力のデータを、コントローラ／整流器４０に要求する。いくつかの実施形態では、電力伝送器１４は、電力伝送器１４により要求されるような、１つの種類のデータのみを、またはデータの任意の組み合わせを要求することができる。あるいは、コントローラ／整流器は、無線データ信号経路で、このデータのいずれかまたは全てを電力伝送器に定期的に送信してもよい。
【００５６】
[0075]ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４が電源２４と接続されない場合には用いられない。ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４が電源２４と接続され、ユーザインターフェース７４のオン／オフスイッチ８２が操作者３２により入れられていない場合にも用いられない。オン／オフスイッチ８２が入れられない場合、ＥＣＳ１０は、ＥＳＤ１２がＥＣＳ１０により充電できないように、オフ状態にある。
【００５７】
[0076]ＥＣＳ１０は、システム１０が電源２６と電気的に接続され、ＥＣＳ１０がオン状態であるが、トランスデューサ１６、１８が十分に離れているためＥＭエネルギーがトランスデューサ１６、１８の間で無線により伝送／受信されない場合に、部分的に用いられる。例えば、トランスデューサがＥＣＳ１０のために互いに少なくとも部分的に重なり合うことは、ＥＳＤ１２を充電するには必要ではなくてもよい。トランスデューサが軸方向か横方向のいずれかで十分に離れており、電力伝送器１４により測定したＥＣＳのシステム電力効率が７５％以上である場合、ＥＳＤ１２により充電が必要とされれば、ＥＣＳ１０はＥＳＤ１２を充電する。電力伝送器１４は、出力またはワイヤケーブル３４で運ばれる電力、電圧、および電流を確認して、ＥＣＳ１０がＥＳＤ１２を充電するかどうか、さらにＥＳＣ１０がＥＳＤ１２を充電する速度を決定する。
【００５８】
[0077]図３で最もよく示されるように、電力伝送器１４が電源２６と電気的に接続され、トランスデューサ１６、１８が十分近く、例えば軸方向の距離ｄだけ離隔されるのでトランスデューサ１６、１８の間で伝送／受信されるＥＭエネルギーが発生し、電力伝送器１４により測定されるシステム電力効率が少なくとも７５％である場合に、ＥＣＳ１０が用いられる。図６を参照すると、ＥＣＳ１０は、方法１００により自動車１３の電池１２を充電する。方法１００の１つのステップ１０２は、電力伝送器１４と、エネルギー結合装置２８と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、車輪止め３２とを含むＥＣＳ１０を提供するステップであり、これらの全てが本明細書で前に説明されている。方法１００の別のステップ１０４は、車外トランスデューサ１６がエネルギーを含むように、ＥＣＳ１０の電力伝送器１４の電源を入れるステップである。方法１００のさらなるステップ１０６は、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６から無線で伝送されたエネルギーを受け取るように構成されるように自動車１３が車輪止め３７と連絡するときに、エネルギー結合装置２８の車載トランスデューサ１８を、車外トランスデューサ１６に対して整列するステップである。方法１００の別のステップ１０８は、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８により無線で伝送されたエネルギーの、少なくとも一部を受け取るステップである。方法１００のさらなるステップ１１０は、ＥＳＳＤ２０により車載トランスデューサ１８を通じて受け取られたエネルギーの一部を電気的に整形して、ＥＳＤ１２を充電するように構成される充電電流を生成するステップである。方法１００の別のステップ１１２は、ＥＳＳＤ２０によりＥＳＤ１２に充電電流を電気的に伝送し、ＥＳＤ１２を充電するステップである。ＥＣＳ１０は、本明細書で前に説明されたようなアルゴリズムを用いて、または、電力伝送器により第１のトランスデューサへの電力の出力を制御することによって、または、伝送スイッチの動作を制御するコントローラによって、ＥＳＤ１２の充電を制御することができる。ＥＳＤの充電を制御する別の方法は、ユーザがオン／オフスイッチ７９を入れて、ワイヤケーブル３４で運ばれる電気信号が発生しないように、ＥＣＳをオフにして電力が供給されない状態にすることである。
【００５９】
[0078]図７を参照すると、方法１００の整列ステップ１０６はさらに、以下のサブステップ１１４、１１６、１１８、１２０を含み、自動車１３が車輪止め３７と係合できるように自動車１３をさらに整列する。横方向の自動車の整列部材４１を用いることで、運転手３２が自動車１３を効率的に配置するのをさらに助けることができる。ＥＣＳ１０は、住宅の車庫または駐車場の構造物のような固定された場所に配置されるので、トランスデューサ１６、１８が互いにエネルギーを無線で伝送／受信するように構成されうるように、自動車１３は、地上にある車外トランスデューサ１６および地上にある車輪止め３７に移動して近づく必要がある。したがって、方法２００のサブステップ１１４は、自動車１３により、車輪止め３７に向かって移動して近づくステップである。サブステップ１１６は、自動車１３の運転手３２により、自動車１３の左側のタイヤまたは右側のタイヤの横方向のずれを検出し、車載トランスデューサ１８が車外トランスデューサ１６と整列するように、タイヤのずれを調整するステップである。方法２００のサブステップ１１８は、タイヤのずれが調整された自動車１３により車輪止め３７に近づくことを続けるステップであり、方法２００のサブステップ１２０は、自動車の少なくとも１つのタイヤ３８が少なくとも１つの車輪止め３７と係合したということを、運転手３２が感覚器の１つにより感知したときに、運転手３２が自動車１３の動きを止めるステップである。
【００６０】
[0079]図８および９を参照すると、ＥＳＤを動作させるためのさらに別の方法が開示される。方法１３０は、自動車のＥＣＳの中のＥＳＤを充電するように提示される。方法１３０の１つのステップ１３１は、電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）と、伝送スイッチとを含むＥＣＳを提供するステップであって、エネルギー結合装置は車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含み、車外トランスデューサは電力伝送器と電気的に接続されており、車載トランスデューサは車載に配置され、ＥＳＳＤは車載トランスデューサと電気的に接続される。方法１３０の別のステップ１３３は、電力伝送器の増幅器をＥＣＳにより定期的に有効にして、車外トランスデューサが車載トランスデューサにエネルギー伝送するのに有効な距離の範囲に自動車があるかどうかを判定するステップである。方法１３０のさらなるステップ１３５は、電力伝送器からＥＳＳＤにデータメッセージを電気的に伝送し、このデータメッセージがさらに、自動車の中の電子的なデバイスに電気的に伝送され、ＥＳＤのＥＣＳによる充電が可能であることを自動車の中の電子的なデバイスに知らせるステップである。方法１３０のさらなるステップ１３７は、自動車の電子的なデバイスにより、ＥＣＳに対してデータメッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０の別のステップ１３９は、自動車の電子的なデバイスにより、ＥＳＤを充電するためのＥＳＣの充電条件が満たされたと判定するステップである。方法１３０のさらなるステップ１４１は、自動車からの充電要求を電力伝送器に伝送するステップである。方法１３０の別のステップ１４３は、ＥＣＳに対して自動車による充電要求の確認応答を行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１４５は、自動車により必要とされる充電電圧メッセージをＥＣＳに伝送するステップである。方法１３０の別のステップ１４７は、ＥＣＳがＥＣＳの電圧を調整してＥＳＤを充電するように、必要とされる充電電圧メッセージの確認応答をＥＣＳにより行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１４９は、伝送スイッチの電源を入れるステップである。あるいは、ＥＣＳ１０のみを含む他のＥＣＳ構成では、電圧を与えられる伝送スイッチは必要としないことがある。方法１３０の別のステップ１５１は、自動車の電子的なデバイスからＥＣＳに、充電準備完了データメッセージを伝送するステップである。方法１３０のさらなるステップ１５３は、自動車の電子的なデバイスに対して、ＥＣＳにより充電準備完了メッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０の別のステップ１５５は、ＥＣＳによりＥＳＤを充電するステップである。無線信号経路６２、６４、および６６は、本明細書で前に説明されたように、電圧、電流、および／または電力のデータを伝送し、このデータは、方法２００において、より具体的にはステップ２０６および２０８において説明されるような、反射された電力および受け取られた電力の測定結果を求める際に有用である。車載トランスデューサ１８の隣に配置されるトランスデューサ（図示せず）から測定される温度データは、無線信号経路６２で電力伝送器１４にも送信されうる。このデータは、方法２００の温度監視ステップ２１３で有用である。
【００６１】
[0080]ＥＣＳ１０は、電池１２を充電するために存在する他の条件を含む。ＥＣＳ１０が知る必要がある１つの条件は、電池１２がさらに充電される必要があるかどうかである。ＥＣＳ１０が知る必要がある別の条件は、自動車１３が動いていないことを自動車１３がＥＣＳに示すように、自動車１３の変速機がパーキングの位置にあるかどうかである。ＥＣＳ１０が知る必要があるさらなる条件は、自動車１３のイグニッションキーがオフの位置にあるとともに、自動車のオーディオおよびビデオ関係の電子機器の電源が入っていないかどうかである。加えて、ＥＣＳは、ＥＣＳがＥＳＤを充電する前に、自動車の室内に自動車の操作者がいないことを知る必要がありうる。上述のこれらの条件は、自動車のデータバス６０を通じてＥＣＳ１０により監視されうる。あるいは、上述の条件の任意の組み合わせが、ＥＣＳが電池を充電するように動作するための条件として用いられうる。さらに代替として、これらの上述の条件は、ＥＣＳが電池を充電するように動作するための条件として全く存在しなくてもよい。
【００６２】
[0081]ＥＳＤが満充電の状態のとき、方法１３０はさらに、自動車の電気的なデバイスからＥＣＳ１０に充電完了データメッセージを電気的に伝送するステップ１５７を含む。方法１３０の別のステップ１５９は、ＥＣＳによって、充電完了データメッセージの確認応答を行うステップである。方法１３０のさらなるステップ１６１は、ＥＣＳ１０によって、ＥＣＳ１０の電力伝送器１４の増幅器７２およびＥＣＳ１０の伝送スイッチ４８の電源を切るステップである。方法１３０の別のステップ１６３は、電源オフデータメッセージを、ＥＣＳ１０によって自動車の電子的なデバイスに電気的に伝送するステップである。
【００６３】
[0082]図１０〜１１を参照すると、ＥＳＤが用いられる場合に、ＥＣＳ１０を通じてエネルギーを伝送して電池１２を充電するための方法２００が提示される。方法２００の１つのステップ２０２は、本明細書で前に説明されたように、電力伝送器１４と、エネルギー結合装置２８と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）２０と、車輪止め３７とを含む、ＥＣＳ１０を提供するステップである。方法２００の別のステップ２０４は、車外トランスデューサ１６から車載トランスデューサ１８にパルス信号を送るステップである。例えば、１つのそのようなパルスは、期間が３０±１０秒で、５０±１０ワットの値を有する。パルス信号は、自動車１３のイグニッションキーがオフの位置にあり、トランスデューサ１６、１８が本明細書で前に説明されたように整列されている場合に、送出される。あるいは、パルス信号は、イグニッションキーの位置とは関係なく、トランスデューサが本明細書で前に説明されたように整列されている場合に送出されうる。方法２００のさらなるステップ２０６は、ＥＳＣ１０によって、パルス信号の関数としてＥＣＳ１０の反射された電力の測定結果を求めるステップである。方法２００の別のステップ２０８は、ＥＣＳ１０によって、パルス信号の関数として、受け取られた電力の測定結果を求めるステップである。方法２００のさらなるステップ２１０は、反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、ＥＣＳ１０によってエネルギーを伝送して電池１２を充電するステップであり、所定の第２の閾値は所定の第１の閾値よりも大きい。好ましくは、所定の第１の閾値は２５％であり、所定の第２の閾値は７５％である。所定の第１の閾値および第２の閾値に対する要件が満たされない場合、異常通知電気信号およびＥＣＳ診断異常コードが設定される。これらの異常コードは、自動車の通信データバス６０を通じて自動車に送信される。例えば、検出されうる様々な異常には、電池の温度、電池の健全性の状態、電池の充電状態、ハーネスの短絡、解放、および絶縁を識別するための、電池からの／電池への自動車ハーネスの状態、トランスデューサ間での物体の検出、トランスデューサの温度、およびトランスデューサ間のコイルの損傷がある。伝送ステップ２１０の間、ＥＣＳ１０は、電力伝送器１４からの出力３４における、電圧および電流の振幅と、それらの対応する位相の関係を確認する。好ましくは、これらのＥＣＳの電圧／電流／位相の確認は、エネルギーを電池に伝送するステップ２１０の間に、１０±１分ごとに実行され、電力伝送器１４により監視される。ステップ２１０は、オン／オフボタンが電力伝送器１４で押された場合などに、操作者により中断されうる。ステップ２１０はまた、ＥＣＳ１０が本明細書で前に論じられたような自動車の異常を検知すると、ＥＳＳＤ２０により中断されうる。方法２００の別のステップ２１２は、エネルギーを伝送するステップ２１０がさらに、エネルギーを伝送するステップ２１０が開始するときに内部のタイマーを始動させるステップを含むことである。方法２００のさらなるステップ２１３は、車外トランスデューサ１６と車載トランスデューサ１８において、それぞれ温度を監視するステップである。方法２００のさらなるステップ２１４は、内部のタイマーを始動するステップの後で、反射された電力の測定結果および受け取られた電力の測定結果を継続的に求めるステップである。方法２００の別のステップ２１６は、ＥＣＳの電力効率が所定の値のシステム電力効率よりも低く、内部のタイマーが閾値よりも小さく、温度の値が所定の値よりも低い場合に、ステップ２１６で列挙されるように電池１２の充電状態を監視するステップを含む。さらに別の代替的な実施形態では、所定の値のシステム電力効率は７５％よりも低く、内部のタイマーは８時間よりも短く、温度の値は摂氏９０度よりも低い。方法２００のステップ２１６はさらに、ＥＳＤのエネルギー状態を判定するステップ２１８を含む。方法２００のさらなるステップ２２０は、ＥＣＳの出力電力、より具体的には、電力伝送器１４の出力電力を求めるステップを含む。方法２００の別のステップ２２２は、ＥＣＳの動作状態を判定するステップを含む。ステップ２２２の動作状態は、ＥＳＳＤ２０に供給されている直流電圧または直流電流の大きさを求めるステップを含む。方法２００のさらなるステップ２２４は、ステップ２２２で求められた、エネルギー状態と、出力電力と、動作状態とを、ＥＣＳ１０のコントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分に通信するステップを含む。方法２００の別のステップ２２６は、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分によって、エネルギー状態、出力電力および状態を分析するステップを含むので、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分は、（ｉ）ステップ２２２で求められたＥＣＳ１０の現在の動作状態を、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により維持するステップ、（ｉｉ）ＥＣＳ１０の現在の動作状態を、コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により異なる状態に修正するステップ、および（ｉｉｉ）コントローラ／整流器ブロック４０のコントローラ部分により、ＥＣＳ１０を通じたエネルギー伝送を停止するステップというサブステップのうちの少なくとも１つを動作可能に実行する。方法２００はまた、電池１２の充電状態を監視するステップが、ＥＣＳ１０により車載トランスデューサ１８にデータを通信し、ＥＣＳ１０により車載トランスデューサ１８の電気的な停止を構成するステップ２２８をさらに含むという、状況も含む。電気的な停止が起こるべきではない場合、ステップ２１６へのフィードバックループにより、ＥＳＤの充電と、方法２００に関連するＥＣＳの他のパラメータとの継続的な監視が可能になる。方法２００のさらなるステップ２３０は、車載トランスデューサ１８を含むＥＳＳＤ２０の電気的な自動車部品を少なくとも、ＥＣＳ１０により電気的に停止するステップである。電力伝送器１４から車外トランスデューサ１６への電力の伝達も、停止される。ＥＣＳはまた、ＥＳＤが満充電の状態にあるかどうかをさらに調べる。方法２００のさらなるステップは、ＥＣＳ１０によって、ＥＣＳ１０の電気的な状態を示すものを操作者３２に伝えるステップである。これは、例えば、ＥＳＤが満充電であることを操作者に示すものを含みうる。ＥＳＤが満充電ではなく、ＥＣＳが依然として電気的に停止している場合、電力伝送器１４のユーザディスプレイを通じて、ＥＣＳ停止の理由について、情報が操作者に提供されうる。
【００６４】
[0083]図１２〜１６はそれぞれ、図１〜８の実施形態と対比して、本発明の代替的な実施形態を示す。図１２〜１５は、主要ＥＣＳシステムおよび二次的ＥＣＳシステムを含む、ＥＣＳをそれぞれ有する。二次的システムは、主要システムのＥＳＳＤと電気的に接続される、従来の低電圧の、交流１２０Ｖ、６０ＨｚのＥＣＳシステムである。この目的に適した、１つの種類の二次的システムが、「ＢＡＴＴＥＲＹ ＣＨＡＲＧＥＲ ＨＡＶＩＮＧ ＮＯＮ−ＣＯＮＴＡＣＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＷＩＴＣＨ（非接触式の電気的スイッチを有する電池充電器）」という表題の米国特許出願第１２／９５０，２９８号で説明され、別のそのようなシステムが、「ＰＯＷＥＲ ＳＡＦＥＴＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＰＬＵＲＡＬＩＴＹ ＯＦ ＴＨＥＲＭＡＬＬＹ−ＴＲＩＧＧＥＲＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＢＲＥＡＫＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ（温度により動作する複数の電気遮断装置を有する駆動安全システムおよび方法）」という表題の米国特許出願第１３／３０６，３２７号で説明され、これらは各々、本明細書に既に記載されている。一般に、こうした二次的なシステムは、地上の電力ユニットと、交流電源への接続に適した電力ユニットからの電気的な接続手段と、車載の充電用レセプタクルに取り付けられる充電用結合ハンドルに配置される充電用プラグコネクタと、整流器とを含みうる。あるいは、二次的システムの整流器は利用されなくてもよい。さらに代替として、二次的システムは、図１２〜１６で示される実施形態のいずれでも利用されなくてもよい。いくつかの実施形態では、主要システムが電池を充電するための条件は、同じ期間に二次的システムがＥＳＤを充電していないということを含みうる。
【００６５】
[0084]図１２〜１６の実施形態が、ここで以下でさらに説明される。
[0085]図４のＥＣＳを用いた主要システムおよび二次的システムを含むＥＣＳ
[0086]図１２を参照すると、ＥＣＳ３００は、主要ＥＣＳ３１１と、主要ＥＣＳ３１１と電気的に接続されるように構成されＥＳＤ３１２の充電に用いられる二次的ＥＣＳ３２９とを含む。主要ＥＣＳ３１１は、本明細書で前に説明された、図１〜８の実施形態で示されるようなＥＣＳ１０である。ＥＳＳＤ３２０は、図１〜８の実施形態のＥＳＳＤ２０と同様であるが、図１２の伝送スイッチ３５１を単に例示的に示す。二次的ＥＣＳ３２９を追加することによるＥＣＳ３００の利点は、ＥＣＳ３１１の操作者、例えば図３の実施形態での運転手３２が、ＥＳＤ３１２を充電する際の柔軟性が大きくなるということである。柔軟性が大きくなることで、自動車３１３が動作しうる様々な充電環境において操作者が電池を充電する際の利便性が高くなる。図１〜８の実施形態と同様の、図１２の実施形態に示される要素は、３００だけ異なる参照番号を有し、本明細書で前に説明されている。
【００６６】
[0087]主要システム３１１がＥＳＤ３１２を充電するように構成される場合、主要システム３１１は、第１の電流を供給してＥＳＤ３１２を充電する。二次的システム３２９が電池３１２を充電するように構成される場合、二次的システム３２９は、第２の電流を供給して電池３１２を充電する。二次的システム３２９がＥＳＤ３１２を充電しているときに、主要システム３１１の少なくとも一部が、二次的システム３２９により供給された電流のための電気的な伝達経路を提供するように、二次的システム３２９は、ＥＳＳＤ３２０の伝送スイッチ３５１を介して主要システム３１１と電気的に接続する。二次的システム３２９は、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２１と電気的に接続され、主要システム３１１は、交流１２０Ｖよりも高い電圧、例えば交流２４０Ｖの電源３２６と電気的に接続される。各電源３２１、３２６は、自動車３１３およびＥＣＳ３００の外部に配置される。伝送スイッチ３２９の電気的な出力３５５は、自動車の充電器３２４を給電し、自動車の充電器３２４の電気的な出力は電池３１２を給電する。伝送スイッチ３５１の動作は、ＥＳＳＤ３２０のコントローラ／整流器のコントローラ部分により制御される。コントローラ整流器のコントローラ部分は、本明細書で前に説明された図４で示される実施形態と同様の自動車のデータ通信バスから、二次的システムが自動車に接続されているかどうかを示すデータを受信することができる。
【００６７】
[0088]主要システム３１１および二次的システム３２９は、自動車３１３およびシステム３１１、３２９の外部に配置された電源３２１、３２６とそれぞれ電気的に接続された場合のみ、ＥＳＤ３１２をそれぞれ充電するように構成される。好ましくは、図４の実施形態で前に説明されたように、電力伝送器３１４は、電源３２１と有線接続される。二次的システム３２９は、操作者により電源３２１に差し込まれるように構成される。好ましくは、電源３２６は、交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号であり、電源３２１は、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電気信号である。あるいは、電源は、ＥＳＤを充電するのに効果的な任意の電圧値であってよく、主要システムの電源は二次的システムの電源よりも電圧が高い。主要システム３１１の第１の電流は、ＥＳＳＤ３２０に入力される車載トランスデューサ３１８の出力３３３における、第１の周波数を有する。ＥＳＳＤ３２０に入力される二次的システム３２９の出力３３１における第２の電流は、第２の周波数を有する。第１の周波数は、第２の周波数よりも周波数値が高い。通常、二次的システム３２９の出力３３１の周波数は６０Ｈｚである。
【００６８】
[0089]好ましくは、二次的システム３２９の少なくとも一部は、自動車３１３の外部に配置され、二次的システム３２９は自動車３１３と着脱可能に結合するように構成され、このとき二次的システム３２９の大部分は自動車３１３の外部にある。主要システム３１１および二次的システム３２９は、同じ大きさの電流で電池３１２をそれぞれ充電できるが、主要システム３１１は、交流２４０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２６から生成される電源（図示せず）から電力を供給され、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚの電源３２１により電力を供給された場合よりも、短時間で電池３１２を充電することができる。
【００６９】
[0090]別の代替的な実施形態では、二次的システムがＥＳＤを充電しているとき、ＥＣＳは、主要システムが同様にＥＳＤを充電することを防ぐ。二次的システム３２９が電池３１２を充電すると、主要システム３１１は、伝送スイッチ３５１を選択的に切り替えるＥＳＳＤ３２０のコントローラ／整流器ブロックのコントローラ部分によって、電池３１２の充電を電気的に遮断するように構成される。一実施形態では、主要システム３１１のコントローラ／整流器ブロックのコントローラ部分は、伝送スイッチ３５１の動作を制御して、接続された二次的システム３２９または主要システム３１１を選択し、電池３１２を充電する。二次的システム３２９は、二次的システム３２９により供給される電流の少なくとも一部が、自動車３１３に搭載された主要システム３１１の少なくとも一部を通じて電気的に伝送される場合、ＥＳＤ３１２に５０〜６０Ｈｚの電流を供給するように構成される。あるいは、ＥＣＳは、二次的システムが主要システムとともに電池を充電できるように構成されてもよい。さらに代替として、二次的システムは、主要システムとは異なる、電池を充電するのにやはり有用な任意の種類のＥＣＳであってよい。
【００７０】
[0091]二次的システムが電池を充電するときには、自動車のイグニッションはＯＦＦの位置になければならない。一般に、自動車の電子機器は、ＥＣＳが受け入れることができる最大の充電電流をＥＣＳに伝達する。二次的システムの一部、例えば二次的システムの取っ手が自動車と接続されている限り、自動車は、イグニッションキーがＲＵＮの位置に入れられて始動することを防がれる。二次的システムは、自動車と、ＳＡＥ Ｊ１７７２規格の壁の充電器との間で基本的な接続を提供する、パイロットライン信号を含みうる。パイロットラインにより、充電器がどれだけの電力を利用可能かを、自動車が確実に知る。
【００７１】
[0092]二次的システム３２９は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに二次的システム３２９を選択している状態ではないときには、用いられない。二次的システム３２９は、二次的システム３２９が電源３２１と電気的に接続されていない場合にも、用いられない。
【００７２】
[0093]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続されていない場合は、用いられない。主要システム３１１は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに主要システム３１１を選択している状態ではないときにも、用いられない。
【００７３】
[0094]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続され、主要システム３１１の車載トランスデューサ３１８が主要システム３１１の車外トランスデューサ３１６から無線で電磁エネルギーを受け取らない場合には、部分的に用いられる。
【００７４】
[0095]主要システム３１１は、自動車３１３の外部に配置された主要システム３１１が電源３２６に電気的に接続され、主要システム３１１の車載トランスデューサ３１８が、主要システム３１１の車外トランスデューサ３１６から、主要システム３１１のＥＳＳＤ３２８の電流として形成されることになる電磁エネルギーを無線で受け取る場合に、用いられる。電池３１２を充電する必要がある場合、電流はＥＳＳＤ３２８を通って流れる。二次的システム３２９は、伝送スイッチ３５１が、電池３１２を充電するのに二次的システム３２９を選択している状態にあり、二次的システム３２９が電源３２１と電気的に接続されている場合に、用いられる。
【００７５】
[0096]統合された充電器とインバータとを含む主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0097]図１３を参照すると、ＥＣＳ４００は、主要システム４５３および二次的システム４２９を含む。図１２に示される実施形態とは対照的に、主要システム４５３は、コントローラ／整流器ブロック４４１と、インバータ４８０と、統合された充電器４７７とを格納するＥＳＳＤ４２５を含む。図４の実施形態で示されるようなバラスト抵抗は、用いられない。無線電圧計の機能は、コントローラ／整流器のコントローラ部分に統合される。インバータ４８０は、コントローラ／整流器ブロック４４１と統合された充電器４７７との間に配置される。伝送スイッチ４８の機能を含まない、図１〜８の実施形態の自動車の充電器２４とは対照的に、統合された充電器４７７は伝送スイッチの機能を含む。ＥＣＳ４００がＥＳＤ４１２を充電するための動作の制御が改善されうるように、ＥＳＳＤ４２５のコントローラは、統合された充電器４７７とのデータバス通信４６５を行う。ＥＣＳ４００内の電気的なデバイスの、この動作の制御の改善により、本明細書で前に説明された図１２の実施形態とは対照的に、ＥＳＤ４１２が充電されているときのＥＣＳ４００のシステム電力効率を向上させることができる。二次的システム４２９は、同様に本明細書で前に説明された図１２に示される実施形態の、二次的システム３２９と同様である。二次的ＥＣＳ５２９の電気的な出力４６７は、統合された充電器４７７に給電し、統合された充電器４７７の電気的な出力４６９は、ＥＳＤ４１２を給電する。図４の実施形態の要素と同様の図１３の要素は、別段述べられない限り４００だけ異なる参照番号を有する。
【００７６】
[0098]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム４５３のコントローラ／整流器４４１に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム４２９の出力４６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器４４１は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路４６２、４６４は、同様に本明細書で前に説明されたようにデータを伝送するが、図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、コントローラ／整流器４４１のコントローラ部分の機能と統合される。
【００７７】
[0099]統合された充電器を含みインバータ機能を含まない主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0100]図１４を参照すると、ＥＣＳ５００は、主要システム５５３および二次的システム５２９を含む。二次的システム５２９は、本明細書で前に説明されたような、図１３の実施形態の二次的システム４２９と同様である。主要システム５５３のＥＳＳＤ５２３は、本明細書で前に説明されたような、図１３の実施形態の統合された充電器４７７と同様の、統合された充電器５７７を含む。統合された充電器５７７は、コントローラ／整流器ブロック５４１と直接下流側で電気的に接続される。図１２および１３のＥＣＳの実施形態とは対照的に、伝送スイッチの機能はＥＳＳＤ５２３の統合された充電器５７７と統合され、ＥＳＳＤ５２３はインバータ電気機器を含まない。したがって、ＥＳＤ５１２を充電するためのＥＣＳ５００のシステム電力効率は、伝送スイッチを統合された充電器５７７に統合し、さらにインバータを除去したことによって、改善する。インバータを除去することで、自動車のＥＳＣの重量も低減し、したがって、自動車全体の重量も低減する。例えば、インバータ機器は、この１つのコンポーネントを除去することでシステム全体の電力効率を改善することに加えて、最大で９．１キログラム（２０ポンド）の重量を有しうる。自動車の重量の低減は、インバータがＥＣＳに搭載される場合よりも自動車が長い距離を走行できるように望まれる。したがって、望ましいことに、この重量の低減によって、自動車は所与のＥＳＤの充電量でさらに長い距離を走行できる。ＥＣＳの複雑さも低減され、これによりＥＣＳを製造するコストもさらに低減する。コントローラ／整流器５４１のコントローラ部分は、図１３のＥＣＳの実施形態の同様の方式で、通信データバス５６５を介して統合された充電器５７７と直接電気的に接続する。図４の実施形態の要素と同様の図１４の要素は、５００だけ異なる参照番号を有する。二次的ＥＣＳ５２９の電気的な出力５６７は、統合された充電器５７７を給電し、統合された充電器５７７の電気的な出力５６９は、ＥＳＤ５１２を給電する。
【００７８】
[0101]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム５５３のコントローラ／整流器５４１に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム５２９の出力５６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器５４１は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路５６２、５６４は、本明細書で前に説明されたようにデータを伝送する。図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、図１３の実施形態と同様に、コントローラ／整流器５４１のコントローラ部分の機能と統合される。
【００７９】
[0102]コンバータを含む主要システムと二次的システムとを含むＥＣＳ
[0103]図１５を参照すると、ＥＣＳ６００は、主要ＥＣＳ６０１および二次的ＥＣＳ６２９も含む。主要ＥＣＳ６０１は、コントローラ／コンバータブロック６９０の一部として、コンバータを含む。別段述べられない限り、図４の実施形態のＥＣＳ１０の要素と同様の図１５の要素は、本明細書で前に記載された参照番号とは６００異なる参照番号を有する。コントローラ／コンバータブロック６９０のコンバータ部分は、伝送スイッチ６４９と直接上流側で電気的に接続される。充電器６５１は、伝送スイッチ６４９と電気的に接続される。伝送スイッチ６４９は、ＥＳＤ６１２と直接電気的に接続される。図１３および１４の実施形態の主要ＥＣＳとは対照的に、充電器６５１は伝送スイッチ機能を含まない。図４の実施形態とは対照的に、無線電圧計電気機器、バラスト抵抗電気機器、またはインバータ電気機器は存在しない。無線電圧計の機能は、コントローラ／コンバータブロック６９０のコントローラ部分と統合される。したがって、ＥＣＳ６００では、システム電力効率の向上が実現しうるとともに、ＥＣＳ６００がＥＳＤ６１２を充電する際にさらなる制御を行う、より簡単な手法が実現する。あるいは、コントローラ／コンバータのコントローラ部分は、図１４および１５のＥＣＳの実施形態と同様の主要ＥＣＳの一部として充電器が含まれる場合、充電器と通信しうる。
【００８０】
[0104]図１２の実施形態で同様に前に説明されたように、主要システム６０１のコントローラ／整流器６９０に入力される第１の電流の第１の周波数は、二次的システム６２９からの出力６６７で運ばれる第２の電流の第２の周波数よりも周波数値が高い。図４の実施形態で前に説明されたように、コントローラ／整流器６９０は、電圧、電流および電力を測定する。無線信号経路６６２、６６４は、本明細書で前に説明されたようにデータを伝送する。図４の実施形態の無線電圧計４４の機能は、図１３〜１４の実施形態と同様に、コントローラ／整流器６９０のコントローラ部分の機能と統合される。
【００８１】
[0105]複数の自動車のＥＳＤを同時に充電するためのマルチスイッチを含むＥＣＳ
[0106]図１６を参照すると、ＥＣＳ７００は、複数の自動車７２６ａ、７２６ｂに搭載される複数の電池７１２ａ、７１２ｂを、有利なことに同時に充電するように示される。ＥＣＳ７００は、高周波交流電源７１３、電源７１３までの間に配置され電源７１３と電気的に接続される多重電力スイッチ７１１、第１の車外トランスデューサ７１６ａ、および第２の車外トランスデューサ７１６ｂを含む。一実施形態では、高周波電源の周波数は１００ｋＨｚよりも高い。ＥＣＳ７１０ａ、７１０ｂは、本明細書で前に説明された図１〜８で示される実施形態で説明されるようなＥＣＳ１０と同様である。あるいは、本明細書で説明されるような任意の種類のＥＣＳが、これらの複数の自動車に搭載されうる。例えば、マルチスイッチＥＣＳは、図１５で示されるＥＣＳシステムを同時に充電するように製造されうる。さらに代替として、図１６のＥＣＳは、本明細書で提示されるような、任意の種類のＥＣＳシステムを充電するように構成されうる。例えば、ある自動車は図４のＥＣＳを有してもよく、別の自動車は図１３のＥＣＳを有してもよく、さらに別の自動車は図１４のＥＣＳを有してもよく、これら全てのＥＳＤが同時に充電されうる。
【００８２】
[00107]自動車７２６ａ、７２６ｂは、図１〜１１の実施形態で説明されるＥＣＳと同様に、整列手段７２２ａ、７２２ｂと、車載トランスデューサ７１８ａ、７１８ｂを含むＥＳＳＤ７２０ａ、７２０ｂとを有する。整列手段７２２ａ、７２２ｂは、自動車７２６ａ、７２６ｂのタイヤ７３８ｂａ、７３８ｂｂとそれぞれ係合する。多重電力スイッチ７１１は、交流電源７１３から車外トランスデューサ７１６ａ、７１６ｂへの電力を多重化するように構成される、単一のスイッチである。ＥＣＳ７００が、ＥＳＤ７１２ａ、７１２ｂを充電するように動作しているとき、電源７１３からの電力の供給は自動車７１３ａ、７１３ｂの間でさらに切り替えられ、自動車７１３ａおよび７１３ｂにおいて、トランスデューサ７１６ａおよび７１８ａと、７１６ｂおよび７１８ｂとの間で電磁エネルギーの伝送／受信が発生することがＥＣＳ７００により検出される。
【００８３】
[0108]あるいは、整列手段は、その構造の周囲の一部が地面に固定された隆起部分を有する、車輪用のくぼみ構造であってもよい。車輪用のくぼみ構造は、自動車のタイヤがその構造のくぼみ部分にはまるので、その構造の中に配置されると、車載トランスデューサの少なくとも一部が車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合うような、構造である。
【００８４】
[0109]あるいは、整列手段は、車輪止めとともに動作する、または車輪止めと組み合わせて動作する他の整列部材をさらに含み、車外トランスデューサと車載トランスデューサとの間での効果的な電磁エネルギー伝送のために、これらのトランスデューサが整列されるときの信頼性を高めることができる。さらに代替として、整列手段は、車輪止めを使わずに電池が充電されうるように、車載トランスデューサと車外トランスデューサが互いに配置されるように、操作者が自動車を配置することであってもよい。
【００８５】
[0110]あるいは、ＥＣＳは整列手段を含まなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲の中にある。
[0111]さらに代替として、６０Ｈｚ、交流１２０Ｖのプラグ着脱可能な二次的ＥＣＳが、本明細書で説明された実施形態のいずれかに含まれても含まれなくてもよく、それでも本発明の趣旨および範囲の中にある。二次的システムの使用は、電気的な用途により決まる。
【００８６】
[0112]別の代替的な実施形態では、ＥＣＳは、電磁エネルギー伝送とともに、トランスデューサ間でのＥＣＳのデータ伝送を行いうる。ＥＣＳに搭載されるトランスデューサ間でＥＣＳおよび／または自動車のデータを伝送することで、電力伝送器とコントローラ／整流器のコントローラ部分との間の無線リンクが不要になりうるので、有利なことに、ＥＣＳの部品の複雑さが低減しうる。加えて、無線電圧計コンポーネントも不要になりうる。自動車のデータバスからの自動車のデータは、第１および第２のトランスデューサを通じて無線伝送されるようにも構成されうる。
【００８７】
[0113]さらなる代替的な環境では、ＥＣＳは、ＥＣＳの状態情報または異常情報を、操作者の携帯電話にテキストメッセージとして送出するように構成されうる。これにより、ＥＣＳを用いて、自動車が操作者により再び用いられるときに電池が完全に充電されていることを確実にする際に、操作者に対してさらなる利便性を提供する。
【００８８】
[0114]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳの電力システム効率は、０％から１００％の間の任意の百分率値を有しうる。
[0115]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳの動作を改善するために、車輪止めは、ＥＣＳと電気的に接続されたセンサーと電気的に有線で接続されていてもよい。自動車のタイヤが車輪止めと接触することも、電池を充電するようにＥＣＳが動作するための、さらなる要件でありうる。
【００８９】
[0116]他の電気的な用途の実施形態では、トランスデューサを正確に位置合わせして、ＥＣＳのシステム電力効率を一定の値にすることで、自動車のモータおよび／またはエンジンを自動的に停止させることができる。そのような情報は、自動車のデータバスを通じて、ＥＣＳから自動車に伝送されうる。
【００９０】
[0117]さらに別の代替的な実施形態では、ＥＣＳを最初に設置するときに、所与の対象の自動車のＥＣＳ性能を最適化するために、車外トランスデューサおよび車輪止めを理想的にはどこに配置すべきかをユーザに示すパッドが、地上に置かれうる。
【００９１】
[0118]さらに別の代替的な実施形態では、充電器はＥＣＳに統合されなくてもよく、むしろ自動車の電子機器の一部として含まれてもよい。
[0119]したがって、コントローラを含み、信頼性がありかつ堅牢な自動車のＥＣＳが開示され、このＥＣＳは有利なことに、適切に配置された車輪止めを用いて、自動車に搭載された電池が充電されうるように、互いにそれぞれのトランスデューサを安定的に整列することが可能になる。車輪止めは、電磁エネルギーが対応するトランスデューサの間で効果的に伝送／受信されるような、トランスデューサの安定的な整列が実現するように、自動車の操作者が自動車を位置付けるように動かすのを支援する。直流電源、高周波増幅器、無線通信制御器、およびユーザインターフェースを含む、単一の統合された電力伝送器により、特徴の内容がさらに統合される。電力伝送器のユーザインターフェースは、ＥＣＳが操作者にとって確実に操作しやすくなるようにして、別個の電気的なコンポーネントの部品は少なく、これによりＥＣＳの製造コストがさらに低減しうる。これらの特徴により、ＥＣＳがＥＣＳの操作者にとって便利であり使いやすくなるように、プラグへの差し込みや充電コードの煩わしさを伴わずに、ＥＣＳが電池を充電または再充電することが可能になりうる。高出力ＥＣＳの電源コードをプラグ接続しないことは、望ましいことに、操作者の服または手が、自動車の外側の表面に堆積している可能性がある汚れおよびゴミに触れないようにするのにも役立ちうる。さらに、操作者が束ねられていない充電コードをまたぐ必要がなく、または、充電コードを収納するために巻き上げる必要もない。このこともやはり、ＥＣＳの操作者に対してさらなる利便性を提供する。操作者は、車輪止めの助けによって自動車を整列位置に移動し、普通に自動車から降り、ＥＣＳが自動車の電池を充電できるようにするのみである。これらのＥＣＳの便利な特徴はさらに、身体障害のある運転手への対応にも役立つ。トランスデューサ間での無線による電磁的な伝送／受信により、操作者が物理的に接触することなく電池を充電することがさらに可能になり、これにより、操作者が充電を行う際の利便性をより高くすることができる。また、電磁エネルギー伝送により、有利なことに、トランスデューサ間のより大きな位置的なずれが許容され、その結果、自動車の駐車の位置のずれが大きくても、便利なことに電池が充電される。高出力ＥＣＳは、６０Ｈｚよりも高い周波数で動作する。このことにより、トランスデューサ間のより大きなずれが許容され、低周波、低電圧の６０Ｈｚのシステムと比べて、システム電力効率の向上をさらに可能にする。より高周波での動作により、高出力ＥＣＳの製造において、より低周波のＥＣＳシステムが用いられる場合には実現できない可能性がある物理的により小型の電気的なコンポーネントを、用いることが可能になる。トランスデューサが適切に整列され、電力伝送器のオン／オフスイッチが操作者により入れられた場合に、ＥＣＳは動作可能になる。ＥＣＳは、様々な動作条件でのＥＣＳの動作を可能にする主要ＥＣＳおよび二次的ＥＣＳを含んでもよく、このことにより、操作者が電池を充電する際のさらなる柔軟性および利便性が実現する。この種類の主要／二次的システムの構成により、電気自動車の運転手が、固定された充電源から離れている場合に自動車を充電できるようになりうる。エネルギーは、受け取られた電力および反射された電力の測定結果を用いる方式でＥＣＳを通じて伝送され、７５％以上のＥＣＳのシステム電力効率を確保し、このことにより、操作者がＥＣＳを運用するときのコストが低減する。充電器の機能はＥＣＳの一部として含まれてもよく、電池がどの程度効果的かつ効率的に充電されるかについての、さらなる制御をＥＣＳに対して実現する。電気的な用途に応じて、本明細書で前に説明されたように、様々なＥＣＳの構成が用いられうる。ある構成はインバータを用い、別の構成は統合された充電器を用い、第３の構成はコンバータを用いる。ＥＣＳの部品点数が減り、ＥＣＳのシステム効率が向上し、ＥＣＳの全体の重量または質量が低減するように、ＥＣＳはインバータを除去してもよい。ＥＣＳはまた、多重電力スイッチを用いて複数の自動車を充電するような方式で形成されてもよく、このことは、多くの自動車が訪れうる車庫および駐車場において有用でありうる。多重電力スイッチによる手法は、電気自動車の充電のための世界的なインフラの構築に役立ちうる。
【００９２】
[0120]本発明は、その好適な実施形態について説明されてきたが、そのように限定はされず、むしろ、以下の特許請求の範囲で述べられる範囲のみによって限定されることが意図される。
【００９３】
[0121]以下の文献は、本明細書で説明される発明と、その発明の実行と使用の方式とのより完全な開示を提供すると考えられる。したがって、以下に列挙される文書の各々は、ここで参照により本発明の明細書に組み込まれる。
【００９４】
[0122]Ｊ．Ｊｏａｎｎｏｐｏｕｌｏｓ他による、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許第７，７４１，７３４号
[0123]Ｋａｒａｌｉｓ他による、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許第７，８２５，５４３号
[0124]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２００６／２６９３７４号
[0125]「Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ（無線伝送システムにおける温度補償）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８１８４５号
[0126]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ａ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（冷蔵装置に適用される無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８１８４３号
[0127]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ ｔｏ ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ（移動デバイスへの長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１８７９１１号
[0128]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｏｐｐｉｎｇ（周波数ホッピングを伴う無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１７１３６８号
[0129]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ Ｓｈａｐｅ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅ Ｌｏｓｓ（場を整形し損失を低減するための磁性材料を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９８号
[0130]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｔｏ Ｓｈａｐｅ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅ Ｌｏｓｓ（場を整形し損失を低減するための伝導性表面を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９７号
[0131]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｉｚｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ Ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（可変サイズの共振回路を用いた無線エネルギー伝送およびシステム監視）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１６４２９６号
[0132]「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｉａｂａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ（断熱系の変化を用いた効率的な近距離無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１４８５８９号
[0133]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１４１０４２号
[0134]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ａ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｔｏ Ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ（移動デバイスへの長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９２０号
[0135]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ−Ｌｏａｄｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ−Ｗｉｒｅ Ｌｏｏｐｓ（Ｑ値の高い容量性負荷の導線ループによる可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９１９号
[0136]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ ｏｆ Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ Ｓｉｍｉｌａｒ Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ（共振周波数が実質的に等しい共振回路の間での可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１３３９１８号
[0137]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｔｏ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｏｎｅ Ｄｅｖｉｃｅ（２つ以上のデバイスへのＱ値が高い無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７５号
[0138]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ ａｔ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（Ｑ値が高い高効率な無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７４号
[0139]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｖｅｒ Ａ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ａｔ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（高効率な長距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２７５７３号
[0140]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｓｕｂ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値の高いサブ波長共振回路による無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５５号
[0141]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ａｔ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ（Ｑ値の高いデバイスによる可変距離の無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５４号
[0142]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｆｒｏｍ Ｍｏｒｅ Ｔｈａｎ Ｏｎｅ Ｓｏｕｒｃｅ（２つ以上の発信源からのＱ値の高い無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１２３３５３号
[0143]「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ａｎｔｅｎｎａｓ（結合アンテナを用いた無線エネルギー伝送の適用）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１１７４５６号
[0144]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（結合共振回路を用いた無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１１７４５５号
[0145]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０９４４５号
[0146]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ａｃｒｏｓｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ（可変距離での無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６４１号
[0147]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔｏ Ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値の高い共振回路間での移動デバイスへの無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６４０号
[0148]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／０１０２６３９号
[0149]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ−Ｑ Ｓｉｍｉｌａｒ Ｒｅｓｏｎａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ（Ｑ値が高く共振周波数が等しい共振回路による無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２０１０／００９６９３４号
[0150]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ（干渉の増大を含む無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２８４０８３号
[0151]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２６７７１０号
[0152]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２６７７０９号
[0153]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０２２４８５６号
[0154]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０１９５３３３号
[0155]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００９／０１９５３３２号
[0156]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の米国特許出願第２００８／０２７８２６４号
[0157]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２００７３４９８７４号
[0158]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題のオーストラリア公開特許第２０１０２０００４４号
[0159]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号（カナダ）
[0160]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号（カナダ）
[0161]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の中国特許公開第１０１２５８６５８号
[0162]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の中国特許公開第１０１６８２２１６Ａ号
[0163]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の欧州特許出願公開第１９０２５０５（Ａ２）号
[0164]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の欧州特許出願公開第２１３０２８７（Ａ１）号
[0165]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の香港特許出願第１０１０５５０３．７号
[0166]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の香港特許公開第１１２０９３３号
[0167]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号（インド）
[0168]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号（インド）
[0169]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の特開２００８−５２１４５３号公報
[0170]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝達装置）」という表題の特開２０１０−５００８９７号公報
[0171]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の韓国特許出願第１０２００８００３１３９８（２００８０４０８）号
[0172]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の韓国特許出願第１０２０１０００１５９５４（２０１００２１２）号
[0173]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｏｎ−Ｒａｄｉａｔｉｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線非放射型エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００７／００８６４６号
[0174]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ（無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００８／１１８１７８号
[0175]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ（干渉の増大を含む無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２００９／１４０５０６号
[0176]「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ（無線エネルギー伝送システム）」という表題の国際公開第２０１０／０３６９８０号
[0177]「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｉａｂａｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ（断熱系の変化を用いた効率的な近距離無線エネルギー伝送）」という表題の国際公開第２０１０／０３９９６７号
[0178]本発明は、その好適な実施形態について説明されてきたが、そのように限定はされず、むしろ、以下の特許請求の範囲で述べられる範囲のみによって限定されることが意図される。
【００９５】
[0179]本発明は、広範囲な使用法および用途を受け入れられることが、当業者には容易に理解されるだろう。上で説明されたもの以外の、本発明の多くの実施形態および改変、ならびに、多くの変形、修正、および等価な構成が、本発明の本質または範囲から逸脱することなく、本発明および前述の説明から明らかであり、またはそれらにより合理的に示唆される。したがって、本発明は、その好適な実施形態に関連して本明細書で詳細に説明されてきたが、本開示は本発明の例示および実例に過ぎず、本発明の完全な開示を提供し、その開示を実現するためになされたものに過ぎないことを、理解されたい。前述の開示は、本発明を限定すること、もしくは、任意のそのような他の実施形態、改変、変形、修正および等価な構成を除外することは意図されず、またはそのように解釈されるべきではない。本発明は、以下の特許請求の範囲およびその等価物のみによって限定される。
【符号の説明】
【００９６】
１０ ＥＣＳ
１２ ＥＳＤ
１３ 自動車
１４ 電力伝送器
１６ 車外トランスデューサ
１８ 車載トランスデューサ
２０ ＥＳＳＤ
２２ 整列手段
２４ 充電デバイス
２６ 電源
２８ エネルギー結合装置
３１ 移動可能な電力システム
３２ 操作者
３４ ワイヤケーブル
３８ｂ 右の前輪
３９ 下側部分
４０ コントローラ／整流器ブロック
４２ バラスト抵抗
４４ 無線電圧計
４６ インバータ
４８ 伝送スイッチ
５２ 車載トランスデューサの電気的な出力
５４ 信号経路
５６ 制御信号経路
５８ 信号経路
６０ 自動車のデータ通信バス
６１ 信号経路
６２ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
６４ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
６６ 無線による電気的な信号エネルギーの経路
７０ 直流電源
７２ 高周波増幅器
７４ ユーザインターフェース
７５ 筐体
７６ 無線通信制御器
７８ 視覚的要素
７９ オン／オフスイッチ
８０ アンテナ
８２ 光源
３００ ＥＣＳ
３１１ 主要システム
３１３ 自動車
３１４ 電力伝送器
３１６ 車外トランスデューサ
３１８ 車載トランスデューサ
３２０ ＥＳＳＤ
３２２ 整列手段
３２４ 充電器
３２６ 電源
３２８ エネルギー結合装置
３２９ 二次的システム
３３１ 二次的システムの出力
３５１ 伝送スイッチ
４００ ＥＣＳ
４１２ ＥＳＤ
４１４ 電力伝送器
４１８ 車載トランスデューサ
４２２ 整列手段
４２５ ＥＳＳＤ
４２８ 車外トランスデューサ
４２９ 二次的システム
４４１ コントローラ／整流器
４５３ 主要システム
４６２ 無線信号経路
４６４ 無線信号経路
４６５ データバス通信
４６７ 二次的ＥＣＳの電気的な出力
４７７ 統合された充電器
４８０ インバータ
５００ ＥＣＳ
５１２ ＥＳＤ
５１４ 電力伝送器
５１８ 車載トランスデューサ
５２２ 整列手段
５２３ ＥＳＳＤ
５２８ 車外トランスデューサ
５２９ 二次的システム
５４１ コントローラ／整流器
５５３ 主要システム
５６２ 無線信号経路
５６４ 無線信号経路
５６５ 通信データバス
５６７ 二次的ＥＣＳの電気的な出力
５７７ 統合された充電器
６００ ＥＣＳ
６０１ 主要ＥＣＳ
６１２ ＥＳＤ
６２９ 二次的ＥＣＳ
６４９ 伝送スイッチ
６５１ 充電器
６６２ 無線信号経路
６６４ 無線信号経路
６６７ 二次的システムからの出力
６９０ コントローラ／コンバータブロック
７００ ＥＣＳ
７１０ａ ＥＣＳ
７１０ｂ ＥＣＳ
７１１ 多重電力スイッチ
７１２ａ 電池
７１２ｂ 電池
７１３ 交流電源
７１６ａ 第１の車外トランスデューサ
７１６ｂ 第２の車外トランスデューサ
７２０ａ ＥＳＳＤ
７２０ｂ ＥＳＳＤ
７２２ａ 整列手段
７２２ｂ 整列手段
７２６ａ 自動車
７２６ｂ 自動車
７３８ｂａ タイヤ
７３８ｂｂ タイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための充電システム（ＥＣＳ）であって、
エネルギーを供給するように構成された電力伝送器と、
車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを有するエネルギー結合装置であって、前記車外トランスデューサが、前記自動車の外部に配置されて前記電力伝送器と電気的に接続され、前記車載トランスデューサが前記自動車に搭載され、前記車載トランスデューサが、前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と、
前記受け取られたエネルギーの一部を電気的に整形し、前記電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して前記ＥＳＤを充電するための、前記車載トランスデューサと電気的に接続される電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）であって、コントローラを含むＥＳＳＤと、
前記自動車が前記構成の前記車外トランスデューサに対して配置され、その結果、前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように前記自動車の一部と連絡するように構成された整列手段と
を含む、ＥＣＳ。
【請求項２】
前記自動車の前記一部が前記整列手段と連絡するとき、前記車載トランスデューサの少なくとも一部が前記車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合う、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項３】
前記整列手段が、少なくとも１つの車輪止めを含む、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項４】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続される整流器と、
前記整流器と下流側で電気的に接続されるインバータと、
前記インバータと下流側で電気的に接続される伝送スイッチと
をさらに含み、前記ＥＳＤが、前記伝送スイッチと下流側で電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項５】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続される整流器と、
前記整流器と下流側で電気的に接続される充電器と
をさらに含み、前記コントローラが通信データバスにより前記充電器と通信する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項６】
前記ＥＳＳＤが、
前記整流器と前記充電器との間に配置され前記整流器および前記充電器とそれぞれ電気的に接続されるインバータ
をさらに含む、請求項５に記載のＥＣＳ。
【請求項７】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続されるコンバータと、
前記コンバータと下流側で電気的に接続される伝送スイッチと
をさらに含み、前記ＥＳＤが、前記伝送スイッチと下流側で電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項８】
前記コントローラが、前記ＥＳＳＤの少なくとも１つの電気的なデバイスと通信する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項９】
前記コントローラが、前記ＥＣＳの複数の電気的なデバイスとのデータ通信を行う、請求項８に記載のＥＣＳ。
【請求項１０】
前記車載トランスデューサが、前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを、電磁（ＥＭ）的な伝達により受け取る、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１１】
前記ＥＣＳが、主要システムと、前記主要システムとは異なる二次的システムを含み、前記主要システムが、
前記電力伝送器と、
前記エネルギー結合装置と、
前記ＥＳＳＤと、
前記整列手段と
を含み、前記二次的システムが、前記ＥＳＳＤと電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１２】
前記二次的システムが前記ＥＳＤを充電しているときに、前記主要システムが前記ＥＳＤを充電することを前記ＥＣＳが妨げる、請求項１１に記載のＥＣＳ。
【請求項１３】
前記主要システムが第１の電源によりエネルギーを電気的に供給され、前記二次的電力システムが第２の電源によりエネルギーを電気的に供給され、前記第１の電源の電圧が前記第２の電源の電圧よりも高い、請求項１１に記載のＥＣＳ。
【請求項１４】
前記電気的に整形されたエネルギーが、前記ＥＳＳＤの少なくとも一部を通って電気的に伝送されるときには第１の周波数を有し、前記ＥＳＤの入力において受け取られる前記ＥＳＳＤの出力では第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数よりも高い、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１５】
前記第１の周波数が２０ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲にあり、前記第２の周波数が２０ｋＨｚ未満である、請求項１４に記載のＥＣＳ。
【請求項１６】
前記電力伝送器が、前記車外トランスデューサと電気的に接続される出力を含み、前記出力が、周波数値が６０Ｈｚよりも高く出力が９００ワットよりも大きな電気信号を運ぶ、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１７】
前記電力伝送器が、
電気的なコンポーネントの第１の部分、第２の部分、および第３の部分を少なくとも中に含む、複数の電気的なコンポーネントを封入する筐体と、
前記車外トランスデューサと電気的に接続される、前記第２の部分からの電気的な出力と、
電気的なコンポーネントの前記第１の部分から形成される直流電源と、
電気的なコンポーネントの前記第２の部分から形成され、さらに前記直流電源と電気的に接続されている増幅器と、
電気的なコンポーネントの前記第３の部分から形成され、前記ＥＣＳの動作状態についての情報を前記ＥＣＳの操作者に提供する、ユーザインターフェースと
を含む、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１８】
前記ユーザインターフェースが、前記操作者の目に見える少なくとも１つの視覚的要素を有する、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項１９】
前記ユーザインターフェースが、前記ＥＣＳの操作者が、前記ＥＣＳに少なくとも１つの動作を実行するように命令することを可能にする、少なくとも１つの装備を含む、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２０】
前記ユーザインターフェースが、
（ｉ）少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
（ｉｉ）ＬＣＤディスプレイと、
（ｉｉｉ）ＬＥＤディスプレイと、
（ｉｖ）少なくとも１つの押しボタンと
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２１】
前記複数の電気的なコンポーネントが、電気的なコンポーネントの第４の部分を含み、前記電力伝送器がさらに、
前記複数の電気的なコンポーネントの前記第４の部分から形成される無線データ通信部分
を含み、前記データ通信部分が、前記ＥＳＳＤに搭載された前記コントローラと無線により電気的に通信する、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２２】
マルチスイッチが、第１のＥＣＳである前記ＥＣＳと、少なくとも１つの他のＥＣＳとに電気的に接続され、前記マルチスイッチが、前記第１のＥＣＳおよび前記少なくとも１つの他のＥＣＳを同時に充電するように構成される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項２３】
前記ＥＣＳが、７５％以上のシステム電力効率を有する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項２４】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように充電システム（ＥＣＳ）を動作させるための方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、第１のトランスデューサおよび第２のトランスデューサを含み、前記第１のトランスデューサが、前記電力伝送器と電気的に接続される、ステップと、
前記第１のトランスデューサがエネルギーを含むように、前記ＥＣＳの前記電力伝送器の電源を入れるステップと、
前記第２のトランスデューサが前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように構成されるように、前記第１のトランスデューサに対して、前記エネルギー結合装置の前記第２のトランスデューサを整列するステップと、
前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を、前記第２のトランスデューサにより受け取るステップと、
前記ＥＳＳＤにより受け取られた前記一部のエネルギーを電気的に整形して、前記ＥＳＤを充電するように構成された電流を生成するステップと、
前記ＥＳＳＤによって、前記充電電流を前記ＥＳＤに電気的に伝送して、前記ＥＳＤを充電するステップと
を含む、方法。
【請求項２５】
前記ＥＣＳの少なくとも一部が、前記第２のトランスデューサおよび前記ＥＳＳＤを含む自動車に搭載され、前記ＥＣＳがさらに整列手段を含み、前記整列手段が車輪止めを含み、前記第２のトランスデューサに対して前記第１のトランスデューサを整列する前記ステップがさらに、
前記自動車が前記少なくとも１つの車輪止めと接触して連絡するように構成されるように、前記少なくとも１つの車輪止めを配置するステップと、
前記自動車の少なくとも１つのタイヤが前記配置された車輪止めと接触するときに、前記車載トランスデューサの少なくとも一部が前記車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合うように、前記自動車を配置するステップと
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＥＣＳが、主要システムと、前記主要システムとは異なる二次的システムとを含み、前記二次的システムが６０Ｈｚ、交流１２０Ｖのシステムであり、前記主要システムが、
（ｉ）前記電力伝送器と、
（ｉｉ）前記エネルギー結合装置と、
（ｉｉｉ）前記ＥＳＳＤと、
（ｉｖ）前記整列手段と
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記二次的システムが前記ＥＳＤを充電しているときに、前記主要システムが前記ＥＳＤを充電することを妨げられるように、前記主要ＥＳＤによって前記ＥＳＤの充電を選択的に制御するステップ
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記充電電流を電気的に伝送して前記ＥＳＤを充電する前記ステップがさらに、
前記二次的システムの少なくとも一区間を前記自動車と取り外し可能に結合させて、前記ＥＳＤを充電するステップ
を含み、前記二次的システムの少なくとも一部が前記自動車の外部に配置される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＥＳＳＤを電気的に整形する前記ステップが、
前記第２のトランスデューサにより受け取られた前記エネルギーを、前記電気回路により整流して、電流を生成するステップと、
前記整流するステップの後で、前記電気回路によって、前記電流を逆変換するステップと
をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＥＣＳを提供する前記ステップが、インバータと、充電電気機器とを有する前記ＥＳＳＤをさらに含み、前記充電電気機器が、前記インバータと直接下流側で電気的に接続される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のトランスデューサに対して、前記エネルギー結合装置の前記第２のトランスデューサを整列する前記ステップがさらに、
前記自動車により、車輪止めに向かって移動して近づくステップと、
前記自動車の左側または右側のタイヤのずれを前記自動車の運転手によって検知し、さらなるタイヤの調整を行うステップと、
前記タイヤの再配置がなされた前記自動車により、前記車輪止めに近づくことを続けるステップと、
前記自動車のタイヤの少なくとも１つが前記車輪止めと係合したということを、前記運転手が感知したときに、前記自動車の動きを止めるステップ
というサブステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
自動車の充電システム（ＥＣＳ）のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含み、前記車外トランスデューサが前記電力伝送器と電気的に接続され、前記車載トランスデューサが前記自動車に搭載され、前記ＥＳＳＤが前記車載トランスデューサと電気的に接続される、ステップと、
前記ＥＣＳによって前記電力伝送器の増幅器を周期的に有効にして、前記自動車が、前記車外トランスデューサに対して、前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーを受け取るのに有効な距離の範囲にあるかどうかを判定するステップと、
データメッセージを前記電力伝送器から前記ＥＳＳＤに電気的に伝送し、前記データメッセージがさらに、前記自動車の電子的なデバイスに電気的に伝送され、前記ＥＣＳによる前記ＥＳＤの充電が可能であることを前記自動車の前記電子的なデバイスに示す、ステップと、
前記自動車の電子的なデバイスによって、前記ＥＣＳに対して前記データメッセージの確認応答を行うステップと、
前記自動車の電子的なデバイスによって、前記ＥＳＤを充電するためのＥＣＳの充電条件が満たされたと判定するステップと、
前記自動車からの充電要求を前記電力伝送器に伝送するステップと、
前記ＥＣＳに対して、前記自動車による前記充電要求の確認応答を行うステップと、
前記自動車により必要とされる充電電圧メッセージを、前記ＥＣＳに伝送するステップと、
前記ＥＣＳが前記ＥＣＳの電圧を調整して前記ＥＳＤを充電するように、前記ＥＣＳにより必要とされる前記充電電圧メッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳにより前記伝送スイッチの電源を入れるステップと、
充電準備完了データメッセージを、前記自動車の電子的なデバイスから前記ＥＣＳに伝送するステップと、
前記ＥＣＳにより、前記自動車の電子的なデバイスに対して、前記充電準備完了メッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳにより前記ＥＳＤを充電するステップと
を含む、方法。
【請求項３３】
前記ＥＣＳの充電条件が、
（ｉ）前記自動車がプラグイン充電器システムにより充電されていないこと、
（ｉｉ）前記ＥＳＤが充電を必要とすること、
（ｉｉｉ）自動車の変速機がパーキングの位置にあること、
（ｉｖ）前記自動車のイグニッションキーがＯＦＦの位置にあること、および
（ｖ）前記自動車の電力の少なくとも一部の電源が切られていること
を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＥＳＤが満充電の状態にあるとき、
充電完了データメッセージを、前記自動車の電気的なデバイスから前記ＥＣＳに電気的に伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記充電完了データメッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの前記電力伝送器の前記増幅器および前記ＥＣＳの前記伝送スイッチの電源を切るステップと、
前記ＥＣＳによって、前記自動車の電子的なデバイスに電源オフデータメッセージを電気的に伝送するステップと
をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように充電システム（ＥＣＳ）を通じてエネルギーを伝送するため方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、第１のトランスデューサおよび第２のトランスデューサを含み、前記第１のトランスデューサが、前記電力伝送器と電気的に接続され、前記第２のトランスデューサが、前記第１のトランスデューサとは離れた位置に配置される、ステップと、
パルス信号を、前記第１のトランスデューサから前記第２のトランスデューサに伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの反射された電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記ＥＣＳによって、受け取られた電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、前記受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＣＳによって、前記エネルギーを伝送して前記ＥＳＤを充電するステップであって、前記所定の第２の閾値が前記所定の第１の閾値よりも大きい、ステップと
を含む、方法。
【請求項３６】
前記エネルギーを伝送する前記ステップがさらに、
前記エネルギーを伝送する前記ステップが開始したときに内部のタイマーを始動するステップと、
前記第１のトランスデューサおよび前記第２のトランスデューサにおいて、それぞれ温度を監視するステップと
を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記内部のタイマーを始動する前記ステップの後で、前記反射された電力の測定結果および前記受け取られた電力の測定結果を継続的に求めるステップ
をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＥＣＳ電力効率が所定の電力効率の値よりも低く、前記内部のタイマーが閾値よりも短く、前記温度の値が所定の値よりも低い場合、
前記ＥＳＤの充電の状態を監視するステップ
というサブステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記所定のＥＣＳ電力効率の値が７５％未満であり、
前記内部のタイマーが８時間よりも短く、
前記温度の値が摂氏９０度未満である、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＥＳＤの前記充電の状態を監視する前記ステップがさらに、
前記ＥＳＤのエネルギー状態を判定するステップと、
前記ＥＣＳの出力電力を求めるステップと、
前記ＥＣＳの動作状態を判定するステップと、
前記エネルギー状態および前記出力電力および前記状態を、前記ＥＣＳのコントローラに通信するステップと、
前記コントローラが、
（ｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳの現在の動作状態を維持するステップ、
（ｉｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳの前記現在の動作状態を異なる状態に修正するステップ、および
（ｉｉｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳを通じたエネルギー伝送を停止するステップ
というサブステップのうちの少なくとも１つを動作可能に実行するように、前記コントローラによって、前記エネルギー状態、前記出力電力、および前記状態を分析するステップと
を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記ＥＳＤの前記充電の状態を監視する前記ステップがさらに、
前記ＥＣＳによって、データを前記第１のトランスデューサに通信し、前記ＥＣＳによって前記第１のトランスデューサの電気的な停止を構成するステップと、
前記ＥＣＳによって、少なくとも前記第１のトランスデューサの前記電気的なコンポーネントを、電気的に停止するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの電気的な状態を示すものを操作者に伝えるステップと
を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための充電システム（ＥＣＳ）であって、
電力伝送器と、
第１および第２のトランスデューサを含むエネルギー結合装置であって、前記第１のトランスデューサが、エネルギーを含む前記電力伝送器と電気的に接続され、前記第２のトランスデューサが、前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と
を含み、
パルス信号を、前記第１のトランスデューサから前記第２のトランスデューサに伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの反射された電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記ＥＣＳによって、受け取られた電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、前記受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＣＳによって、前記エネルギーを伝送して前記ＥＳＤを充電するステップであって、前記所定の第２の閾値が前記所定の第１の閾値よりも大きい、ステップと
いう方法のステップにしたがって動作する、ＥＣＳ。
【請求項４３】
少なくとも１つの自動車に搭載される少なくとも１つのエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための、充電システム（ＥＣＳ）であって、
少なくとも１つの電源と、
前記少なくとも１つの電源と電気的に接続される、少なくとも１つのスイッチと、
車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを少なくとも有する少なくとも１つのエネルギー結合装置であって、前記車外トランスデューサが、前記自動車の外部に配置され、前記少なくとも１つのスイッチと電気的に接続され、前記車載トランスデューサが、前記少なくとも１つの自動車に取り付けられ、前記車載トランスデューサが、前記少なくとも１つの自動車のための前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と、
前記第２のトランスデューサと電気的に接続される前記少なくとも１つの自動車に搭載され、前記受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、前記電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して前記少なくとも１つの自動車の前記ＥＳＤを充電する、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）と
を含む、ＥＣＳ。
【請求項４４】
少なくとも１つのスイッチが、前記少なくとも１つの電源から前記少なくとも１つのエネルギー結合装置への電力を多重化するように構成された単一のスイッチであり、前記単一のスイッチが、前記少なくとも１つの電源および前記少なくとも１つのエネルギー結合装置の間に配置され、前記少なくとも１つの電源および前記少なくとも１つのエネルギー結合装置とそれぞれ電気的に接続される、請求項４３に記載のＥＣＳ。
【請求項４５】
前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように、前記少なくとも１つの自動車が前記構成の前記車外トランスデューサに対して配置されることを確実にするように、前記自動車と連絡する少なくとも１つの整列手段
をさらに含む、請求項４３に記載のＥＣＳ。
【請求項１】
自動車のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための充電システム（ＥＣＳ）であって、
エネルギーを供給するように構成された電力伝送器と、
車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを有するエネルギー結合装置であって、前記車外トランスデューサが、前記自動車の外部に配置されて前記電力伝送器と電気的に接続され、前記車載トランスデューサが前記自動車に搭載され、前記車載トランスデューサが、前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と、
前記受け取られたエネルギーの一部を電気的に整形し、前記電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して前記ＥＳＤを充電するための、前記車載トランスデューサと電気的に接続される電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）であって、コントローラを含むＥＳＳＤと、
前記自動車が前記構成の前記車外トランスデューサに対して配置され、その結果、前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように前記自動車の一部と連絡するように構成された整列手段と
を含む、ＥＣＳ。
【請求項２】
前記自動車の前記一部が前記整列手段と連絡するとき、前記車載トランスデューサの少なくとも一部が前記車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合う、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項３】
前記整列手段が、少なくとも１つの車輪止めを含む、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項４】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続される整流器と、
前記整流器と下流側で電気的に接続されるインバータと、
前記インバータと下流側で電気的に接続される伝送スイッチと
をさらに含み、前記ＥＳＤが、前記伝送スイッチと下流側で電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項５】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続される整流器と、
前記整流器と下流側で電気的に接続される充電器と
をさらに含み、前記コントローラが通信データバスにより前記充電器と通信する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項６】
前記ＥＳＳＤが、
前記整流器と前記充電器との間に配置され前記整流器および前記充電器とそれぞれ電気的に接続されるインバータ
をさらに含む、請求項５に記載のＥＣＳ。
【請求項７】
前記ＥＳＳＤが、
前記車載トランスデューサと下流側で電気的に接続されるコンバータと、
前記コンバータと下流側で電気的に接続される伝送スイッチと
をさらに含み、前記ＥＳＤが、前記伝送スイッチと下流側で電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項８】
前記コントローラが、前記ＥＳＳＤの少なくとも１つの電気的なデバイスと通信する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項９】
前記コントローラが、前記ＥＣＳの複数の電気的なデバイスとのデータ通信を行う、請求項８に記載のＥＣＳ。
【請求項１０】
前記車載トランスデューサが、前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを、電磁（ＥＭ）的な伝達により受け取る、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１１】
前記ＥＣＳが、主要システムと、前記主要システムとは異なる二次的システムを含み、前記主要システムが、
前記電力伝送器と、
前記エネルギー結合装置と、
前記ＥＳＳＤと、
前記整列手段と
を含み、前記二次的システムが、前記ＥＳＳＤと電気的に接続される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１２】
前記二次的システムが前記ＥＳＤを充電しているときに、前記主要システムが前記ＥＳＤを充電することを前記ＥＣＳが妨げる、請求項１１に記載のＥＣＳ。
【請求項１３】
前記主要システムが第１の電源によりエネルギーを電気的に供給され、前記二次的電力システムが第２の電源によりエネルギーを電気的に供給され、前記第１の電源の電圧が前記第２の電源の電圧よりも高い、請求項１１に記載のＥＣＳ。
【請求項１４】
前記電気的に整形されたエネルギーが、前記ＥＳＳＤの少なくとも一部を通って電気的に伝送されるときには第１の周波数を有し、前記ＥＳＤの入力において受け取られる前記ＥＳＳＤの出力では第２の周波数を有し、前記第１の周波数が前記第２の周波数よりも高い、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１５】
前記第１の周波数が２０ｋＨｚから２００ｋＨｚの範囲にあり、前記第２の周波数が２０ｋＨｚ未満である、請求項１４に記載のＥＣＳ。
【請求項１６】
前記電力伝送器が、前記車外トランスデューサと電気的に接続される出力を含み、前記出力が、周波数値が６０Ｈｚよりも高く出力が９００ワットよりも大きな電気信号を運ぶ、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１７】
前記電力伝送器が、
電気的なコンポーネントの第１の部分、第２の部分、および第３の部分を少なくとも中に含む、複数の電気的なコンポーネントを封入する筐体と、
前記車外トランスデューサと電気的に接続される、前記第２の部分からの電気的な出力と、
電気的なコンポーネントの前記第１の部分から形成される直流電源と、
電気的なコンポーネントの前記第２の部分から形成され、さらに前記直流電源と電気的に接続されている増幅器と、
電気的なコンポーネントの前記第３の部分から形成され、前記ＥＣＳの動作状態についての情報を前記ＥＣＳの操作者に提供する、ユーザインターフェースと
を含む、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項１８】
前記ユーザインターフェースが、前記操作者の目に見える少なくとも１つの視覚的要素を有する、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項１９】
前記ユーザインターフェースが、前記ＥＣＳの操作者が、前記ＥＣＳに少なくとも１つの動作を実行するように命令することを可能にする、少なくとも１つの装備を含む、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２０】
前記ユーザインターフェースが、
（ｉ）少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
（ｉｉ）ＬＣＤディスプレイと、
（ｉｉｉ）ＬＥＤディスプレイと、
（ｉｖ）少なくとも１つの押しボタンと
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２１】
前記複数の電気的なコンポーネントが、電気的なコンポーネントの第４の部分を含み、前記電力伝送器がさらに、
前記複数の電気的なコンポーネントの前記第４の部分から形成される無線データ通信部分
を含み、前記データ通信部分が、前記ＥＳＳＤに搭載された前記コントローラと無線により電気的に通信する、請求項１７に記載のＥＣＳ。
【請求項２２】
マルチスイッチが、第１のＥＣＳである前記ＥＣＳと、少なくとも１つの他のＥＣＳとに電気的に接続され、前記マルチスイッチが、前記第１のＥＣＳおよび前記少なくとも１つの他のＥＣＳを同時に充電するように構成される、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項２３】
前記ＥＣＳが、７５％以上のシステム電力効率を有する、請求項１に記載のＥＣＳ。
【請求項２４】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように充電システム（ＥＣＳ）を動作させるための方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、第１のトランスデューサおよび第２のトランスデューサを含み、前記第１のトランスデューサが、前記電力伝送器と電気的に接続される、ステップと、
前記第１のトランスデューサがエネルギーを含むように、前記ＥＣＳの前記電力伝送器の電源を入れるステップと、
前記第２のトランスデューサが前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように構成されるように、前記第１のトランスデューサに対して、前記エネルギー結合装置の前記第２のトランスデューサを整列するステップと、
前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を、前記第２のトランスデューサにより受け取るステップと、
前記ＥＳＳＤにより受け取られた前記一部のエネルギーを電気的に整形して、前記ＥＳＤを充電するように構成された電流を生成するステップと、
前記ＥＳＳＤによって、前記充電電流を前記ＥＳＤに電気的に伝送して、前記ＥＳＤを充電するステップと
を含む、方法。
【請求項２５】
前記ＥＣＳの少なくとも一部が、前記第２のトランスデューサおよび前記ＥＳＳＤを含む自動車に搭載され、前記ＥＣＳがさらに整列手段を含み、前記整列手段が車輪止めを含み、前記第２のトランスデューサに対して前記第１のトランスデューサを整列する前記ステップがさらに、
前記自動車が前記少なくとも１つの車輪止めと接触して連絡するように構成されるように、前記少なくとも１つの車輪止めを配置するステップと、
前記自動車の少なくとも１つのタイヤが前記配置された車輪止めと接触するときに、前記車載トランスデューサの少なくとも一部が前記車外トランスデューサの少なくとも一部と重なり合うように、前記自動車を配置するステップと
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＥＣＳが、主要システムと、前記主要システムとは異なる二次的システムとを含み、前記二次的システムが６０Ｈｚ、交流１２０Ｖのシステムであり、前記主要システムが、
（ｉ）前記電力伝送器と、
（ｉｉ）前記エネルギー結合装置と、
（ｉｉｉ）前記ＥＳＳＤと、
（ｉｖ）前記整列手段と
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記二次的システムが前記ＥＳＤを充電しているときに、前記主要システムが前記ＥＳＤを充電することを妨げられるように、前記主要ＥＳＤによって前記ＥＳＤの充電を選択的に制御するステップ
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記充電電流を電気的に伝送して前記ＥＳＤを充電する前記ステップがさらに、
前記二次的システムの少なくとも一区間を前記自動車と取り外し可能に結合させて、前記ＥＳＤを充電するステップ
を含み、前記二次的システムの少なくとも一部が前記自動車の外部に配置される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＥＳＳＤを電気的に整形する前記ステップが、
前記第２のトランスデューサにより受け取られた前記エネルギーを、前記電気回路により整流して、電流を生成するステップと、
前記整流するステップの後で、前記電気回路によって、前記電流を逆変換するステップと
をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＥＣＳを提供する前記ステップが、インバータと、充電電気機器とを有する前記ＥＳＳＤをさらに含み、前記充電電気機器が、前記インバータと直接下流側で電気的に接続される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１のトランスデューサに対して、前記エネルギー結合装置の前記第２のトランスデューサを整列する前記ステップがさらに、
前記自動車により、車輪止めに向かって移動して近づくステップと、
前記自動車の左側または右側のタイヤのずれを前記自動車の運転手によって検知し、さらなるタイヤの調整を行うステップと、
前記タイヤの再配置がなされた前記自動車により、前記車輪止めに近づくことを続けるステップと、
前記自動車のタイヤの少なくとも１つが前記車輪止めと係合したということを、前記運転手が感知したときに、前記自動車の動きを止めるステップ
というサブステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
自動車の充電システム（ＥＣＳ）のエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、コントローラを含む少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを含み、前記車外トランスデューサが前記電力伝送器と電気的に接続され、前記車載トランスデューサが前記自動車に搭載され、前記ＥＳＳＤが前記車載トランスデューサと電気的に接続される、ステップと、
前記ＥＣＳによって前記電力伝送器の増幅器を周期的に有効にして、前記自動車が、前記車外トランスデューサに対して、前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送されたエネルギーを受け取るのに有効な距離の範囲にあるかどうかを判定するステップと、
データメッセージを前記電力伝送器から前記ＥＳＳＤに電気的に伝送し、前記データメッセージがさらに、前記自動車の電子的なデバイスに電気的に伝送され、前記ＥＣＳによる前記ＥＳＤの充電が可能であることを前記自動車の前記電子的なデバイスに示す、ステップと、
前記自動車の電子的なデバイスによって、前記ＥＣＳに対して前記データメッセージの確認応答を行うステップと、
前記自動車の電子的なデバイスによって、前記ＥＳＤを充電するためのＥＣＳの充電条件が満たされたと判定するステップと、
前記自動車からの充電要求を前記電力伝送器に伝送するステップと、
前記ＥＣＳに対して、前記自動車による前記充電要求の確認応答を行うステップと、
前記自動車により必要とされる充電電圧メッセージを、前記ＥＣＳに伝送するステップと、
前記ＥＣＳが前記ＥＣＳの電圧を調整して前記ＥＳＤを充電するように、前記ＥＣＳにより必要とされる前記充電電圧メッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳにより前記伝送スイッチの電源を入れるステップと、
充電準備完了データメッセージを、前記自動車の電子的なデバイスから前記ＥＣＳに伝送するステップと、
前記ＥＣＳにより、前記自動車の電子的なデバイスに対して、前記充電準備完了メッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳにより前記ＥＳＤを充電するステップと
を含む、方法。
【請求項３３】
前記ＥＣＳの充電条件が、
（ｉ）前記自動車がプラグイン充電器システムにより充電されていないこと、
（ｉｉ）前記ＥＳＤが充電を必要とすること、
（ｉｉｉ）自動車の変速機がパーキングの位置にあること、
（ｉｖ）前記自動車のイグニッションキーがＯＦＦの位置にあること、および
（ｖ）前記自動車の電力の少なくとも一部の電源が切られていること
を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＥＳＤが満充電の状態にあるとき、
充電完了データメッセージを、前記自動車の電気的なデバイスから前記ＥＣＳに電気的に伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記充電完了データメッセージの確認応答を行うステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの前記電力伝送器の前記増幅器および前記ＥＣＳの前記伝送スイッチの電源を切るステップと、
前記ＥＣＳによって、前記自動車の電子的なデバイスに電源オフデータメッセージを電気的に伝送するステップと
をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するように充電システム（ＥＣＳ）を通じてエネルギーを伝送するため方法であって、
電力伝送器と、エネルギー結合装置と、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）とを含む前記ＥＣＳを提供するステップであって、前記エネルギー結合装置が、第１のトランスデューサおよび第２のトランスデューサを含み、前記第１のトランスデューサが、前記電力伝送器と電気的に接続され、前記第２のトランスデューサが、前記第１のトランスデューサとは離れた位置に配置される、ステップと、
パルス信号を、前記第１のトランスデューサから前記第２のトランスデューサに伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの反射された電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記ＥＣＳによって、受け取られた電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、前記受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＣＳによって、前記エネルギーを伝送して前記ＥＳＤを充電するステップであって、前記所定の第２の閾値が前記所定の第１の閾値よりも大きい、ステップと
を含む、方法。
【請求項３６】
前記エネルギーを伝送する前記ステップがさらに、
前記エネルギーを伝送する前記ステップが開始したときに内部のタイマーを始動するステップと、
前記第１のトランスデューサおよび前記第２のトランスデューサにおいて、それぞれ温度を監視するステップと
を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記内部のタイマーを始動する前記ステップの後で、前記反射された電力の測定結果および前記受け取られた電力の測定結果を継続的に求めるステップ
をさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＥＣＳ電力効率が所定の電力効率の値よりも低く、前記内部のタイマーが閾値よりも短く、前記温度の値が所定の値よりも低い場合、
前記ＥＳＤの充電の状態を監視するステップ
というサブステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記所定のＥＣＳ電力効率の値が７５％未満であり、
前記内部のタイマーが８時間よりも短く、
前記温度の値が摂氏９０度未満である、
請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ＥＳＤの前記充電の状態を監視する前記ステップがさらに、
前記ＥＳＤのエネルギー状態を判定するステップと、
前記ＥＣＳの出力電力を求めるステップと、
前記ＥＣＳの動作状態を判定するステップと、
前記エネルギー状態および前記出力電力および前記状態を、前記ＥＣＳのコントローラに通信するステップと、
前記コントローラが、
（ｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳの現在の動作状態を維持するステップ、
（ｉｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳの前記現在の動作状態を異なる状態に修正するステップ、および
（ｉｉｉ）前記コントローラによって、前記ＥＣＳを通じたエネルギー伝送を停止するステップ
というサブステップのうちの少なくとも１つを動作可能に実行するように、前記コントローラによって、前記エネルギー状態、前記出力電力、および前記状態を分析するステップと
を含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記ＥＳＤの前記充電の状態を監視する前記ステップがさらに、
前記ＥＣＳによって、データを前記第１のトランスデューサに通信し、前記ＥＣＳによって前記第１のトランスデューサの電気的な停止を構成するステップと、
前記ＥＣＳによって、少なくとも前記第１のトランスデューサの前記電気的なコンポーネントを、電気的に停止するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの電気的な状態を示すものを操作者に伝えるステップと
を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
エネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための充電システム（ＥＣＳ）であって、
電力伝送器と、
第１および第２のトランスデューサを含むエネルギー結合装置であって、前記第１のトランスデューサが、エネルギーを含む前記電力伝送器と電気的に接続され、前記第２のトランスデューサが、前記第１のトランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と
を含み、
パルス信号を、前記第１のトランスデューサから前記第２のトランスデューサに伝送するステップと、
前記ＥＣＳによって、前記ＥＣＳの反射された電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記ＥＣＳによって、受け取られた電力の測定結果を前記パルス信号の関数として求めるステップと、
前記反射された電力の測定結果が所定の第１の閾値よりも小さく、前記受け取られた電力の測定結果が所定の第２の閾値よりも大きい場合に、前記ＥＣＳによって、前記エネルギーを伝送して前記ＥＳＤを充電するステップであって、前記所定の第２の閾値が前記所定の第１の閾値よりも大きい、ステップと
いう方法のステップにしたがって動作する、ＥＣＳ。
【請求項４３】
少なくとも１つの自動車に搭載される少なくとも１つのエネルギー蓄積デバイス（ＥＳＤ）を充電するための、充電システム（ＥＣＳ）であって、
少なくとも１つの電源と、
前記少なくとも１つの電源と電気的に接続される、少なくとも１つのスイッチと、
車外トランスデューサおよび車載トランスデューサを少なくとも有する少なくとも１つのエネルギー結合装置であって、前記車外トランスデューサが、前記自動車の外部に配置され、前記少なくとも１つのスイッチと電気的に接続され、前記車載トランスデューサが、前記少なくとも１つの自動車に取り付けられ、前記車載トランスデューサが、前記少なくとも１つの自動車のための前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーの少なくとも一部を受け取るように構成される、エネルギー結合装置と、
前記第２のトランスデューサと電気的に接続される前記少なくとも１つの自動車に搭載され、前記受け取られたエネルギーの少なくとも一部を電気的に整形し、前記電気的に整形されたエネルギーを電気的に伝送して前記少なくとも１つの自動車の前記ＥＳＤを充電する、少なくとも１つの電気信号整形デバイス（ＥＳＳＤ）と
を含む、ＥＣＳ。
【請求項４４】
少なくとも１つのスイッチが、前記少なくとも１つの電源から前記少なくとも１つのエネルギー結合装置への電力を多重化するように構成された単一のスイッチであり、前記単一のスイッチが、前記少なくとも１つの電源および前記少なくとも１つのエネルギー結合装置の間に配置され、前記少なくとも１つの電源および前記少なくとも１つのエネルギー結合装置とそれぞれ電気的に接続される、請求項４３に記載のＥＣＳ。
【請求項４５】
前記車載トランスデューサが前記車外トランスデューサから無線で伝送された前記エネルギーを受け取るように、前記少なくとも１つの自動車が前記構成の前記車外トランスデューサに対して配置されることを確実にするように、前記自動車と連絡する少なくとも１つの整列手段
をさらに含む、請求項４３に記載のＥＣＳ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−３４３６９（Ｐ２０１３−３４３６９Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１４９０２２（Ｐ２０１２−１４９０２２）
【出願日】平成２４年７月３日（２０１２．７．３）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４９０２２（Ｐ２０１２−１４９０２２）
【出願日】平成２４年７月３日（２０１２．７．３）
【出願人】（５９９０２３９７８）デルファイ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド (281)
【Ｆターム（参考）】
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