(57)【要約】【課題】金属検知コイルを備えた非接触送電装置および非接触伝送システムにおいて、車両を金属異物として誤認することを抑制しつつも、金属異物を良好に検知することができる非接触送電装置および非接触伝送システムを提供する。【解決手段】非接触送電装置（送電装置２００）は、金属検知コイルの出力を検知する検知部（検知回路２３２）と、車両１００に搭載される受電装置（受電部１２０）と送電装置２００（の送電部２１０）との位置合わせが行なわれるときに、金属検知コイルの出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部２３３を制御する制御部２３４とを備える。基準値は、車両１００が送電装置２００から所定範囲の内側に位置するときには、車両１００が送電装置２００から所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触送電装置であって、
金属検知コイルの出力を検知する検知部と、
車両に搭載される受電装置と前記非接触送電装置との位置合わせが行なわれるときに、前記金属検知コイルの出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部を制御する制御部とを備え、
前記基準値は、前記車両が前記非接触送電装置から所定範囲の内側に位置するときには、前記車両が前記非接触送電装置から前記所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される、非接触送電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記位置合わせが行なわれるときに、前記車両が前記所定範囲の内側に入ると金属異物検知を一時停止するように前記非接触送電装置を制御し、前記位置合わせの完了後に前記金属異物検知を再開するように前記非接触送電装置を制御する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記車両が前記所定範囲の内側に侵入しても前記金属異物検知を継続するように前記非接触送電装置を制御し、金属異物が検知されると前記警告動作を実施するように前記警告部を制御する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項４】
前記非接触送電装置は、
送電コイルと、
前記送電コイルに電力を供給する電源装置と、
前記車両と通信を行なう通信部とをさらに備え、
前記制御部は、前記送電コイルに微弱電力を供給するように前記電源装置を制御し、前記位置合わせの前に金属異物が検知されると、前記通信が確立されたときに金属異物の存在を前記車両に通知するように前記通信部を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触送電装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記位置合わせが完了すると前記微弱電力よりも大きな電力を前記送電コイルに供給して前記車両に送電するように前記電源装置を制御し、前記送電中に金属異物が検出されると前記送電コイルへの電力供給を停止するように前記電源装置を制御する、請求項４に記載の非接触送電装置。
【請求項６】
非接触送電装置と、
車両に搭載される受電装置と、
金属検知コイルの出力を検知する検知部と、
前記受電装置と前記非接触送電装置との位置合わせが行なわれるときに、前記金属検知コイルの出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部を制御する制御部とを備え、
前記基準値は、前記車両が前記非接触送電装置から所定範囲の内側に位置するときには、前記車両が前記非接触送電装置から前記所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される、非接触電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触送電装置および非接触電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、非接触送電装置やシステムについて各種提案されている。たとえば、特開２０１２−０１６１２５号公報には、送電装置の表面に複数の金属検知コイルがアレイ状に搭載された送電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０１６１２５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６０６００号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５２４９８号公報
【特許文献４】特開２０１３−０１７２４７号公報
【特許文献５】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献６】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献７】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献８】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献９】特開２０１３−１２６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属検知コイルを用いて金属異物を検知するには、次のような方法が考えられる。たとえば受電装置が送電装置の上方に位置する場合、送電装置の上面に複数の金属検知コイルを配置する。非接触電力伝送時、送電装置から電磁界が発生する。その際、金属検知コイルの近傍に金属異物があると、金属検知コイルのインダクタンス値（Ｌ値）が変化する。その結果、非接触電力伝送時に金属検知コイルに生じる誘導電圧、電流などが、金属異物がないときとは異なる（変化する）。この変化を利用することにより、金属異物を検出することができる。
【０００５】
非接触電力伝送は、車両のバッテリの充電に用いることができる。その場合、たとえば、受電装置が車両に設けられ、送電装置が地上に設けられる。非接触電力伝送のために送電装置と受電装置との位置合わせによって、車両が送電装置に近づく。ここで、車両は、多くの金属部品を含むため、金属検知コイルは、車両自体を金属異物と判定するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、金属検知コイルを備えた非接触送電装置および非接触伝送システムにおいて、車両を金属異物として誤認することを抑制しつつも、金属異物を良好に検知することができる非接触送電装置および非接触伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、要約すると、非接触送電装置であって、金属検知コイルの出力を検知する検知部と、車両に搭載される受電装置と非接触送電装置との位置合わせが行なわれるときに、金属検知コイルの出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部を制御する制御部とを備える。基準値は、車両が非接触送電装置から所定範囲の内側に位置するときには、車両が非接触送電装置から所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される。
【０００８】
非接触送電装置の周囲に金属があると金属検知コイルの出力が低下し、その出力が基準値を下回る。金属検知コイルの出力が基準値を下回ると実施される警告動作は、金属異物が検知された場合に実施される動作である。上記構成の車両によれば、車両が非接触送電装置から所定範囲の内側に位置する（すなわち車両が非接触送電装置に近い）場合、車両が非接触送電装置から所定範囲の外側にある（すなわち車両が非接触送電装置から遠い）場合よりも、基準値が低く設定される。基準が適切に設定されるので、車両が非接触送電装置の近くにあっても、車両に含まれる金属部品などの影響により警告動作が実施されるのを防ぐことができる。すなわち、車両に含まれる金属部品などが、金属異物として誤検知されるのを防ぐことが可能になる。
【０００９】
好ましくは、制御部は、位置合わせが行なわれるときに、車両が所定範囲の内側に入ると金属異物検知を一時停止するように非接触送電装置を制御し、位置合わせの完了後に金属異物検知を再開するように非接触送電装置を制御する。
【００１０】
車両が非接触送電装置の近くにあって位置合わせが行なわれているときには、車両とともに非接触送電装置に近づく金属部品の影響によって、金属検知コイルの出力が刻一刻と変化する場合も考えられる。その場合、金属検知コイルの出力の変化から金属異物の有無を正確に判断するのは難しく、誤検知が生じる可能性がある。上記構成によると、車両が非接触送電装置の近くにあって位置合わせが行なわれているときには、金属異物検知が一時停止される。これにより、誤検知が生じるのを防ぐことができる。
【００１１】
または、好ましくは、制御部は、車両が所定範囲の内側に侵入しても金属異物検知を継続するように非接触送電装置を制御し、金属異物が検知されると警告動作を実施するように警告部を制御する。
【００１２】
この構成によれば、位置合わせの完了前にも金属異物が検知され得る。
好ましくは、非接触送電装置は、送電コイルと、送電コイルに電力を供給する電源装置と、車両と通信を行なう通信部とをさらに備える。制御部は、送電コイルに微弱電力を供給するように電源装置を制御し、位置合わせの前に金属異物が検知されると、通信が確立されたときに金属異物の存在を車両に通知するように通信部を制御する。
【００１３】
この構成によれば、位置合わせのために送電コイルに供給される微弱電流を利用して、金属異物検知を行なうことができる。つまり、微弱電流の送電コイルへの供給によって発生する電磁界で、金属検知コイルに出力を生じさせることができる。
【００１４】
好ましくは、制御部は、位置合わせが完了すると微弱電力よりも大きな電力を送電コイルに供給して車両に送電するように電源装置を制御し、送電中に金属異物が検出されると送電コイルへの電力供給を停止するように電源装置を制御する。
【００１５】
この構成によれば、たとえば充電の実施中は、充電のための電力を利用して、金属異物検知を行なうことができる。
【００１６】
本発明は、他の局面において、非接触電力伝送システムである。非接触電力伝送システムは、非接触送電装置と、車両に搭載される受電装置と、金属検知コイルの出力を検知する検知部と、受電装置と非接触送電装置との位置合わせが行なわれるときに、金属検知コイルの出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部を制御する制御部とを備える。基準値は、車両が非接触送電装置から所定範囲の内側に位置するときには、車両が非接触送電装置から所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される。
【００１７】
上記構成の電力伝送システムによっても、車両に含まれる金属部品などが、金属異物として誤検知されるのを防ぐことが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、金属検知コイルを備えた非接触送電装置および非接触伝送システムにおいて、車両を金属異物として誤認することを抑制しつつも、金属異物を良好に検知することができる非接触送電装置および非接触伝送システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電力伝送システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】車両の概略構成を説明するための図である。
【図３】金属異物検知（金属異物センサ）の原理について説明するための図である。
【図４】非接触充電において実行される処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】金属異物検知動作の一時停止を含む非接触充電において実行される処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】車両近接前に金属異物が検知されたときに実行される処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】充電中に金属異物が検知されたときに実行される処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】非接触充電の際の各金属異物検知動作での基準値を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
図１は、電力伝送システム１０の概略構成を説明するための図である。電力伝送システム１０において、非接触送電装置である送電装置２００（つまり、インフラ側）から車両１００の受電部１２０に非接触で電力伝送が行なわれる。これにより、たとえば、車両１００の非接触充電が行なわれる。
【００２２】
車両１００は、たとえば、電気エネルギで走行可能な電気自動車やハイブリッド車両である。車両１００は、カメラ１１０と、受電部１２０と、バッテリ１３０と、通信ユニット１４０とを含む。カメラ１１０が撮像した画像は乗員が確認できるようになっており、ユーザはその画像を利用して車両１００と送電装置２００との位置合わせを行なうことができる。受電部１２０は、送電装置２００からの電力を非接触で受ける。受電部１２０は、受電のためのコイル（受電コイル）を含む。バッテリ１３０は、車両１００の電力源として使用される。通信ユニット１４０は、通信ユニット２４０と通信（たとえば無線通信）を行なうために用いられる。
【００２３】
送電装置２００は、非接触で電力を送るための装置である。送電装置２００は、送電部２１０と、金属検知コイルユニット２２０と、電源スタンド２３０とを含む。送電部２１０は、送電のためのコイル（送電コイル）を含む。電源スタンド２３０は、電源装置２３１と、検知回路２３２と、警告部２３３と、制御部２３４とを含む。電源装置２３１は、非接触伝送可能な電力（交流電力）を発生し、送電部２１０に供給する。通信ユニット２４０は、通信ユニット１４０と通信を行なうために用いられる。制御部２３４は、送電装置２００に含まれる構成要素を制御する。制御部２３４は、通信ユニット２４０を利用して、車両１００を制御することもできる。
【００２４】
警告部２３３は、警告動作を行なう。警告動作は、金属異物に関する情報を車両１００やユーザに知らせる動作である。警告動作は、警告部２３３と制御部２３４との協働によって実現されてもよい。たとえば、警告部２３３は、警報器（図示しない）を含む。その場合、警報器が作動することにより、ユーザに金属異物の存在が知らされる。警告動作は、金属異物が検知（発見）されたことのユーザへの通知、金属異物の除去を促すためのユーザへの通知、金属異物の存在により充電が中断されたことのユーザへの通知など、さまざまな動作を含む。
【００２５】
非接触充電において、車両１００の受電部１２０に含まれる受電コイルと、送電装置２００の送電部２１０に含まれる送電コイルとが互いに対向するように位置合わせが行なわれる。位置合わせがされた（完了した）状態で、送電部２１０（の送電コイル）から、電磁界を介して、受電部１２０（の受電コイル）へ、非接触で電力伝送が行なわれる。
【００２６】
送電コイルおよび受電コイルの各々にはキャパシタが接続され、伝送周波数において共振するように設計されている。共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。
【００２７】
受電部１２０と送電部２１０との間に金属異物があると、電力伝送に影響を与える可能性がある。たとえば、電力伝送に用いられる電力の一部が金属異物で消費される場合がある。その場合、電力伝送効率の低下や金属異物の発熱といった問題が生じる。電力伝送システム１０において、受電部１２０と送電部２１０との間に侵入した金属異物を検知するために、金属検知コイルユニット２２０と、検知回路２３２とが用いられる。金属検知コイルユニット２２０は、後に図３を参照して説明するように、複数の金属検知コイル（実施の形態において「スキャンコイル」と呼ぶ場合もある）を含む。金属検知コイルユニット２２０は、金属異物を検知可能に配置されていればよく、一例として、図１に示すように送電部２１０の上部に配置される。検知回路２３２は、金属検知コイルユニット２２０に生じる電圧や電流などを検知する検知部として機能する。金属検知コイルユニット２２０および検知回路２３２を利用した金属異物検知については、後に図３を参照して詳述する。
【００２８】
図２は、車両１００の概略構成を説明するための図である。車両１００は、車両１００に含まれる構成要素を制御する制御部であるＥＣＵ（Electric Control Unit）１６０を含む。車両１００は、いわゆるハイブリッド車両である。そのため、車両１００は、ハイブリッド走行機構を含む。なお、ＥＣＵ１６０は、通信ユニット１４０を利用して図１の送電装置２００を制御することもできる。
【００２９】
ハイブリッド走行機構は、内燃機関（エンジン）１３３およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって駆動輪１３４を駆動させることができる。動力分割機構１３２は、エンジン１３３とＭモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されて、これらの間で動力を分配する。モータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや作動ギヤによって駆動輪１３４に結合される。また、蓄電装置（バッテリ）１３０に蓄えられた電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）１３１によって、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するための電力に変換される。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で発生した電力は、ＰＣＵ１３１によってバッテリ１３０を充電するための電力に変換されてもよい。バッテリ１３０の電力は、ハイブリッド走行以外にも、たとえば補機類に用いられる。
【００３０】
車両１００は、受電部１２０を含む。受電部１２０は、受電コイル１２１と、コンデンサ１２２と、電力変換装置１２３と、電力測定部１２４とを含む。受電コイル１２１は、図１の送電部２１０中の送電コイルからの電力を非接触で受ける。コンデンサ１２２は、受電コイル１２１に接続される。受電コイル１２１とコンデンサ１２２とは、伝送周波数において共振するように設計される。電力変換装置１２３は、受電コイル１２１が受けた電力を、バッテリ１３０を充電するのに適切な電力に変換する。電力測定部１２４は、受電部１２０での電力を測定可能である。一例として、電力測定部１２４は、図２に示すように、電力変換装置１２３からバッテリ１３０へ送られる電力を測定する。
【００３１】
ＥＣＵ１６０は、電力測定部１２４の測定結果に基づいて、受電部１２０（の受電コイル１２１）と図１に示す送電装置２００の送電部２１０とが、適切に位置合わせされたか否か判断することができる。位置合わせにおいて、たとえば、送電部２１０から受電部１２０に送られる微弱電力の受電レベルが最大またはその付近であれば、位置合わせが適切になされたと判断される。
【００３２】
通信ユニット１４０は、車両１００の外部と通信する。たとえば、通信ユニット１４０は、図１の通信ユニット２４０と無線通信を行なう。
【００３３】
また、車両１００は、警告部１５０を含む。警告部１５０は、図１の送電装置２００の警告動作を受けて、ユーザに対して警告動作を行なう。警告動作は、たとえば表示装置やスピーカなど（図示しない）を利用して行なわれる。
【００３４】
以上の構成により、車両１００は、図１に示す送電装置２００から、非接触で電力を受けてバッテリ１３０の充電（すなわち非接触充電）を行なうことができる。非接触充電には、車両１００と送電装置２００との通信が利用される。
【００３５】
図３は、金属検知コイルユニット２２０および検知回路２３２を利用した金属異物検知（いわば「金属異物センサ」）の原理について説明するための図である。送電部２１０は、たとえば、ケース（ボビン）に送電コイルやキャパシタなどを収容して構成される。送電部２１０には、電源装置２３１からの電力が供給される。金属検知コイルユニット２２０は、複数のスキャンコイル２２１を含む。スキャンコイル２２１はたとえば平面コイルアンテナであり、各スキャンコイル２２１は同一平面に配列される。金属検知コイルユニット２２０は、アンテナコイルアレイとも言える。金属検知コイルユニット２２０が電磁界中に置かれると、電磁界の強度や分布などの状態に応じて誘導電圧や誘導電流（すなわち誘導出力）が各スキャンコイル２２１に発生する。誘導出力は、検知回路２３２に送られて検知される。検知回路２３２の検知結果Ｐは、非接触給電システム（たとえば図１の電力伝送システム１０）で利用される。
【００３６】
具体的に、検知回路２３２の検知結果Ｐは、制御部２３４（図１）に送られる。制御部２３４は、検知回路２３２の検知結果に基づいて金属異物の有無を判断する。検知結果に基づく金属異物の有無の判断は、次のように説明できる。送電部２１０から電力が送電されると、各スキャンコイル２２１に誘導出力が発生する。このとき、スキャンコイル２２１の近くに金属異物が存在すると、そのスキャンコイル２２１のＬ値が変化（たとえば低下）する。その結果、そのスキャンコイル２２１での誘導出力が変化（たとえば低下）する。この変化を利用することにより、金属異物の存在の有無が判断される。また、金属異物がいずれのスキャンコイル２２１の近くにあるか、つまり金属異物の位置も判断される。これらの判断によって、金属異物検知が行なわれる。金属異物が存在する場合、図１の電力伝送システム１０において、先の述べたような警告部２３３を利用した警告動作が行なわれる。また、非接触充電が休止（または停止）される場合もある。
【００３７】
金属異物が存在するか否かは、誘導電圧および誘導電流の少なくとも一方、つまり誘導出力の値と、基準値とを比較して判断される。具体的に、誘導出力が基準値を下回ると金属異物が存在すると判断され、警告動作が実施される。誘導出力が基準値以上であれば、金属異物が存在しないと判断される。
【００３８】
たとえば、スキャンコイル２２１の近傍に金属片があるときのスキャンコイル２２１のＬ値は、金属片がないときのスキャンコイル２２１のＬ値よりも低くなる。これに伴い、スキャンコイル２２１の近傍に金属片があるときのスキャンコイル２２１の誘導電圧および誘導電流は、スキャンコイル２２１の近傍に金属片がないときのスキャンコイル２２１の誘導電圧および誘導電流よりも低くなる。
【００３９】
以上のような金属異物が存在するか否かの判断（金属異物検知動作）には、次のような課題がある。一般に、車両は、多くの金属部品を含む。そのため、車両がスキャンコイルに近づくと、スキャンコイルのＬ値が低下し、誘導電圧および誘導電流が低下する。その結果、金属異物検知動作において、車両自体が金属異物であると誤認される可能性がある。
【００４０】
再び図１を参照して、本実施の形態に係る電力伝送システム１０では、車両１００（の受電部１２０）と送電装置２００（の送電部２１０）との位置関係に基づいて、金属異物検知動作における基準値が適切に設定される。具体的には、車両１００が送電装置２００から所定範囲の外側に位置するときには、基準値に第１基準値が採用される。一方、車両１００が送電装置２００から所定範囲の内側に位置するときには第１基準値よりも低い第２基準値が採用される。
【００４１】
第２基準値を第１基準値よりも低く設定することで、車両１００がスキャンコイルに近接して、誘導出力（誘導電圧および誘導電流の少なくとも一方）が低下しても、車両１００を金属異物と判断して、警告動作を開始することを抑制することができる。
【００４２】
なお、実施の形態において、車両１００が送電装置２００から所定範囲の外側の範囲を第１基準範囲と称し、この第１基準値での金属異物検知動作を「ＭＯＤＥ１」と称する。車両１００が送電装置２００の所定範囲の外側の範囲を第２基準範囲と称し、この第２基準範囲での金属異物検知動作を「ＭＯＤＥ２」と称する。
【００４３】
所定範囲の内側とは、車両１００の金属部品の影響によるスキャンコイルの誘導出力の変化が比較的大きくなるような範囲であり、たとえば、車両１００が送電装置２００の送電部２１０に近接する場合である。たとえば、車両１００の底面の少なくとも一部が送電部２１０の上に重なるような位置関係であれば、近接する場合と言える。
【００４４】
図４は、車両の非接触充電を行なうために実行される処理を説明するためのフローチャートである。図４の「インフラ（送電装置）側」は、送電装置２００（図１）で実行される処理を表し、「車両側」は、車両１００（図１）で実行される処理をそれぞれ示す。インフラ側で実行される処理は、制御部２３４（図１）によって行なわれる。車両側で実行される処理は、ＥＣＵ１６０（図２）によって行なわれる。
【００４５】
図４を参照して、はじめに、インフラ側では、電源スタンドがＯＮに設定される（ステップＳ１０１）。この設定は、たとえばユーザ操作などによって行なわれる。これにより、電源装置２３１や検知回路２３２が動作可能な状態に置かれる。
【００４６】
また、車両側では、車両の非接触スイッチがＯＮに設定される。この設定も、たとえばユーザ操作等によって行なわれる。これにより、車両が非接触充電可能な状態に置かれる。非接触充電可能な状態は、図２において、受電部１２０が受電する電力（充電電力）によってバッテリ１３０が充電可能な状態であることを意味する。
【００４７】
インフラ側では、ステップＳ１０１の処理が実行された後に、送電コイルに小電力が供給される（ステップＳ１０２）。小電力は、非接触充電のために送電コイルに供給される充電電力よりもかなり小さな電力（いわば微弱電力）である。本実施の形態においては、小電力は、金属異物検知動作と、受電装置（受電部１２０）および送電装置２００の位置合わせを行なうためにも用いられる。具体的には、車両１００は、送電コイルからの小電力を受電したときの受電電圧に基づいて送電装置２００と位置あわせを実施する。その一方で、スキャンコイルには、送電コイルの周囲に形成される交流磁界によって、誘導電圧および誘導電流が生じる。ステップＳ１０２の処理が実行された後、ステップＳ１０３に処理が進められる。
【００４８】
インフラ側では、ステップＳ１０３において、金属異物検知動作が開始される。ここでの金属異物検知動作は「ＭＯＤＥ１」であり、基準値が第１基準値に設定される。ステップＳ１０３の処理が実行された後、インフラ側と車両側との間の無線通信が行なわれる。
【００４９】
インフラ側では、ステップＳ１０４において、車両側との無線通信が確立されたか否かが判断される。無線通信が確立された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０５に処理が進められる。一方、無線通信が確立されない場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、無線通信が確立されるまでステップＳ１０４の処理が繰り返し実行される。なお、金属異物検知動作に用いられる小電力の大きさと、位置合わせに用いられるための小電力の大きさとが異なる場合、ステップＳ１０４の処理が実行された後に、送電コイルに供給される電力を、金属異物検知動作用の電力から位置合わせ用の電力に変更してもよい。
【００５０】
車両側では、ステップＳ２０２において、インフラ側との無線通信が確立されたか否かが判断される。無線通信が確立された場合（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０３に処理が進められる。一方、無線通信が確立されない場合（ステップＳ２０２でＮＯ）、無線通信が確立されるまでステップＳ２０２の処理が繰り返し実行される。
【００５１】
車両側では、位置検出が開始される（ステップＳ２０３）。すなわち、カメラ１１０（図１）を利用した位置検出や、微弱電力の受電レベルに基づく位置検出が行なわれる。位置検出が開始された後、ユーザ操作などにより車両はインフラに近づくように移動する。
【００５２】
車両側では、ステップＳ２０４において、車両がインフラに近接するかが判断される。車両が近接する場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、ステップＳ２０５に処理が進められる。一方、車両がインフラに近接しない場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、車両がインフラに近接するまでステップＳ２０４の処理が繰り返し実行される。車両が近接するか否かの情報は、インフラ側に無線通信で送られる。
【００５３】
インフラ側では、ステップＳ１０５において、車両側から送られる情報に基づいて、車両がインフラに近接するか否かが判断される。車両が近接する場合（ステップ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に処理が進められる。一方、車両が近接しない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、車両が近接するまでステップＳ１０５の処理が繰り返し実行される。
【００５４】
インフラ側では、ステップＳ１０６において、金属異物検知が継続されるとともに、金属異物検知動作が「ＭＯＤＥ２」に切り替わり、基準値が第２基準値に設定される。
【００５５】
車両側では、ステップＳ２０５において、車両が停止しているか否か、つまり位置合わせが完了したか否かが判断される。たとえば、ユーザ操作などにより、車両がＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ状態（走行不可能な状態）であったり、シフトポジションがＰ（Parking）に設定されていると、車両が停止していると判断される。車両が停止している場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０６に処理が進められる。一方、車両が停止していない場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、車両が停止するまでステップＳ２０５の処理が繰り返し実行される。車両停止の情報は、インフラ側に無線通信で送られる。
【００５６】
インフラ側では、ステップＳ１０７において、車両側から送られる情報に基づいて、車両が停止していることが確認される。
【００５７】
車両側では、ステップＳ２０６において、充電開始指令が発令される。充電開始指令は、インフラ側に無線通信で送られる。
【００５８】
インフラ側では、ステップＳ１０８において、車両側から送られる情報に基づいて、充電電力の送電が開始される。
【００５９】
車両側では、ステップＳ２０７において、充電電力の受電が開始される。
その後、インフラ側ではステップＳ１０９において充電が完了し、車両側ではステップＳ２０８において充電が完了する。
【００６０】
図４のフローチャートによると、金属異物検知動作が、車両近接前では「ＭＯＤＥ１」に設定され、車両近接後は「ＭＯＤＥ２」に設定される。そのため、車両を金属異物と誤検知することなく、金属異物を良好に検知することがでる。
【００６１】
なお、金属異物検知動作には、スキャンコイルの誘導出力が基準値を下回るか否かという判断以外に、スキャンコイルの誘導出力の変化率に基づく判断を採用することもできる。
【００６２】
車両１００の種類によっては、スキャンコイルのＬ値の変化態様が変動する。その結果、車両が送電装置に近接しておりかつ車両が移動していると、誘導出力の変動により金属異物の有無を正確に判断できず、誤検知が生じる可能性もある。そのため、車両が送電装置に近接した状態では、金属異物検知動作を一時停止することも考えられる。
【００６３】
図５は、金属異物検知動作の一時停止を含む非接触充電において実行される処理を説明するためのフローチャートである。図５のインフラ側のステップＳ３０１〜Ｓ３０３および車両側のステップＳ４０１〜Ｓ４０６は、それぞれ図４のインフラ側のステップＳ１０１〜Ｓ１０３および車両側のステップＳ２０１〜Ｓ２０６と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００６４】
図５を参照して、ステップＳ３０４において、金属異物が検知されたか否かが判断される。この判断は、車両近接前に金属異物が検知されたか否かの判断である。金属異物が検知されない場合（ステップＳ３０４でＮＯ）、ステップＳ３０５に処理が進められる。一方、金属異物が検知された場合（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、ステップＳ３０４Ａに処理が進められる。ステップＳ３０４Ａについては、後に図６を参照して説明する。
【００６５】
インフラ側では、ステップＳ３０５において、車両側との無線通信が確立されたか否かが判断される。無線通信が確立された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、ステップＳ３０６に処理が進められる。一方、無線通信が確立されない場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、ステップＳ３０５の処理が繰り返し実行される。また、ステップＳ３０４Ａの処理が実行された後も、ステップＳ３０６に処理が進められる。
【００６６】
インフラ側では、ステップＳ３０６において、車両がインフラに近接するか否かが判断される。車両が近接する場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、ステップＳ３０７に処理が進められる。一方、車両が近接しない場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、車両が近接するまでステップＳ３０６の処理が繰り返し実行される。
【００６７】
インフラ側では、ステップＳ３０７において、金属異物検知動作が中断される。その後、ステップＳ３０８において、車両が停止していることが確認される。
【００６８】
インフラ側では、ステップＳ３０９において金属異物検知動作が再開される。このときの金属異物検知動作は、「ＭＯＤＥ２」であり、基準値が第２基準値に設定される。
【００６９】
インフラ側では、ステップＳ３１０において、充電が開始される。同様に、車両側では、ステップＳ４０７において、充電が開始される。充電が開始された後（充電中）に実行される処理については、後に図７を参照して説明する。
【００７０】
図５のフローチャートによると、車両が近接してから車両が停止するまで、金属異物検知動作が中断（一時停止）される。一時停止の間、誤検知は生じない。
【００７１】
図６は、図５のステップＳ３０４Ａで実行される処理を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
図６を参照して、インフラ側では、ステップＳ５０１において、無線通信が確立されたか否かが判断される。無線通信が確立された場合（ステップＳ５０１でＹＥＳ）、ステップＳ５０２に処理が進められる。一方、無線通信が確立されない場合（ステップＳ５０１でＮＯ）、ステップＳ５０１の処理が繰り返し実行される。
【００７３】
さらに、インフラ側では、ステップＳ５０２において、金属異物が検知されたこと、つまり金属異物の存在がインフラ側から車両側に通知される。これにより、車両近接前に、金属異物の存在が通知される。
【００７４】
その後、インフラ側では、ステップＳ５０３において金属異物検知動作が継続される。
車両側では、ステップＳ６０３において、インフラ側から送られる情報を受けて、乗員（ドライバ）に金属異物の存在が通知される。乗員への通知には、図１の警告部２３３や図２の警告部１５０の警告動作が利用される。なお、このステップＳ６０３では、位置決めのための微弱電力によって金属異物検知動作が行なわれており、金属異物の発熱の問題もほとんど生じない。また、未だ充電が行なわれていない状態であるため、充電時の電力伝送効率の低下という問題も生じない。これら問題が生じないにもかかわらず、位置合わせの開始を中止したり、ユーザが降車して金属異物を除去しなければならないとすると、利便性が損なわれる。これを避けるため、ステップＳ６０３での警告動作では、ユーザに金属異物の存在を通知するが、ユーザに金属異物の除去を促さないことが好ましい。
【００７５】
車両側では、ステップＳ６０４において、位置検出が開始され、その後位置合わせが開始される。ステップＳ６０５において、位置合わせ動作（駐車動作）が継続された後、ステップＳ６０６において車両が停車して位置合わせが完了する。
【００７６】
車両側では、位置合わせが完了すると、ステップＳ６０７において、充電（の開始）動作が中断される。そして、ステップＳ６０８において、ユーザ（ドライバ）に金属異物の除去を促すための通知と、充電（の開始）動作中断の通知とがなされる。これにより、金属異物はたとえばユーザによって除去される。
【００７７】
図６のフローチャートによると、車両近接前に金属異物が検知された場合、位置合わせが行なわれるまえに金属異物の存在がユーザに通知される。そのため、ユーザは、金属異物の除去などの充電のための準備をすることができる。
【００７８】
図７は、充電中に金属異物が検知されたときに実行される処理を説明するためのフローチャートである。図７のインフラ側のステップＳ７０１，Ｓ７０２および車両側のステップＳ８０１，Ｓ８０２は、それぞれ図５のインフラ側のステップＳ３０９，Ｓ３１０および車両側のステップＳ４０６，Ｓ４０７と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００７９】
充電が開始されると、インフラ側では、ステップＳ７０３において、金属異物検知動作が「ＭＯＤＥ２−２」に切り替えられる。「ＭＯＤＥ２−２」は、金属異物検知動作における基準値を、充電電力に対するスキャンコイルの誘導出力レベルに適応させたものである。これについては、後に図８を参照して説明する。
【００８０】
インフラ側では、ステップＳ７０４において、金属異物が検知されたか否かが判断される。金属異物が検知された場合（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、ステップＳ７０５に処理が進められる。一方、金属異物が検知されない場合（ステップＳ７０４でＮＯ）、ステップＳ７０５に処理が進められる。
【００８１】
ステップＳ７０５において、充電が完了しているか否かが判断される。充電が完了している場合（ステップＳ７０５でＹＥＳ）、フローチャートの処理は終了する。一方、充電が完了していない場合（ステップＳ７０５でＮＯ）、ステップＳ７０４に再び処理が戻される。
【００８２】
インフラ側では、ステップＳ７０６において、充電が中断される。これに対し、金属異物検知動作は継続される。充電中断の情報は、車両側に送られる。なお、充電が中断されても金属異物検知動作を継続するために、送電コイルには微弱電力が供給される。
【００８３】
車両側では、ステップＳ８０３において、インフラ側からの情報を受けて、ユーザに、充電中断の通知および金属異物の除去を促すための通知が行なわれる。ユーザへの通知には、図１の警告部２３３や図２の警告部１５０の警告動作が利用される。通知を受けたユーザは、たとえば降車して金属異物を除去し得る。
【００８４】
インフラ側では、ステップＳ７０７において、金属異物が除去されたか否かが判断される。金属異物が除去された場合（ステップＳ７０７でＹＥＳ）、ステップＳ７０８に処理が進められる。一方、金属異物が除去されない場合（ステップＳ７０７でＮＯ）、ステップＳ７０７の処理が繰り返し実行される。
【００８５】
インフラ側では、ステップＳ７０８において、充電を待機する。充電待機の情報は、車両側に送られる。
【００８６】
車両側では、ステップＳ８０５において、インフラ側から充電待機の情報を受けて、充電再開判断がなされる。充電再開判断は、たとえば、金属異物が除去したので充電を再開してもよいと考えたユーザの、ユーザ操作によって行なわれ得る。充電再開判断は、インフラ側に送られる。その後、ステップＳ８０６において、充電が再開される。
【００８７】
インフラ側では、ステップＳ７０９において、車両側から充電再開判断を受けて、充電が再開される。つまり、送電コイルに供給される電力が、微弱電力から充電電力に戻される。
【００８８】
その後、インフラ側ではステップＳ７１０において充電が完了し、車両側ではステップＳ８０７において充電が完了する。
【００８９】
図７のフローチャートによると、充電中に金属異物が検知された場合、充電が中断されるとともに金属異物の存在がユーザに通知される。これにより、たとえば金属異物の存在による充電効率の低下が防止される。また、充電中は、金属異物検知動作における基準値が、充電電力に対応した適切な値に設定される。これにより、金属異物の検知を適切に行なうことができる。
【００９０】
以上説明したように、実施の形態に係る電力伝送システム１０（図１）では、金属異物検知動作において、異なる基準値が設定される。具体的には、車両が送電装置に近接する（所定範囲の内側に位置する）場合の金属異物検知動作（ＭＯＤＥ１）における基準値は、車両が送電装置に近接しない（所定範囲の外側に位置する）場合の金属異物検知動作（ＭＯＤＥ２）における基準値よりも高い値が設定される。また、送電コイルに供給される電力が小電力（微弱電力や微弱電流）である場合（ＭＯＤＥ１またはＭＯＤＥ２）の基準値よりも、送電コイルに供給される電力が小電力よりも大きい充電電力の場合の金属異物検知動作（ＭＯＤＥ２−２）の基準値の方が高い値が設定される。
【００９１】
充電電力は、小電力よりも電力が強いため、送電装置２００の周囲に形成される電磁界強度の強くなる。その結果、スキャンコイルに誘導される誘導電圧も高くなるためである。
【００９２】
図８は、非接触充電の際の各金属異物検知動作、ＭＯＤＥ１，ＭＯＤＥ２，およびＭＯＤＥ２−２での基準値を説明するための図である。図８のグラフは、横軸が時刻（ｔ）を、縦軸がスキャンコイルの誘導出力（たとえば誘導電圧（Ｖ））をそれぞれ示す。このグラフは、時間の経過とともに、金属異物検知動作のモードがＭＯＤＥ１，ＭＯＤＥ２，ＭＯＤＥ２−２の順に切り替わる様子を示す。
【００９３】
図８を参照して、はじめに、時刻ｔ０〜ｔ１の間は、車両が送電装置から離れているため、ＭＯＤＥ１での金属異物検知動作が行なわれる。送電コイルには小電力（たとえば微弱電流）が供給されている。この状態は、たとえば図５のステップＳ３０３に対応する。ＭＯＤＥ１での基準値を、ここでは第１基準値という。この第１基準値は、金属異物がない場合に、スキャンコイルに生じると予想される誘導出力の値である。この際、送電装置２００の近傍に金属異物が飛来などすると、誘導電圧が第１基準値よりも低くなる。これにより、金属異物を検知することができる。
【００９４】
なお、時刻ｔ１〜ｔ２の間は、金属異物検知動作は中断されているため、基準値が定められる必要はない。この状態は、たとえば図５のステップＳ３０７〜Ｓ３０８に対応する。
【００９５】
時刻ｔ２〜ｔ３の間は、車両は送電装置に近接しているため、ＭＯＤＥ２での金属異物検知動作が行なわれる。送電コイルには微弱電力が供給されている。この状態は、たとえば図５のステップＳ３０９に対応する。ＭＯＤＥ２での基準値を、ここでは第２基準値という。そのため、第２基準値が設定されると、車両が近接しても誘導出力が第２基準値よりも小さくなることはない。つまり、車両が金属異物と誤検知されるおそれはない。このように、車両１００が近接した状態で、金属異物が送電装置２００の近傍に飛来などすると、誘導電圧が第２基準値よりも低くなる。これにより、金属異物を検知することができる。
【００９６】
時刻ｔ３以降、車両と送電装置との位置合わせが完了して充電が行なわれているため、ＭＯＤＥ２−２での金属異物検知動作が行なわれる。送電コイルには充電のための大電力が供給されている。この状態は、たとえば図７のステップＳ７０３に対応する。ＭＯＤＥ２−２での基準値を、ここでは第３基準値という。なお、第３基準値は、第１基準値および第２基準値よりも高い。
【００９７】
最後に、本発明の実施の形態について総括する。図１〜図３を参照して、実施の形態に係る非接触送電装置（送電装置２００）は、金属検知コイル（スキャンコイル２２１）の出力を検知する検知部（検知回路２３２）と、車両１００に搭載される受電装置（受電部１２０）と送電装置２００（の送電部２１０）との位置合わせが行なわれるときに、金属検知コイル（スキャンコイル２２１）の出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部２３３を制御する制御部２３４とを備える。基準値は、車両１００が送電装置２００から所定範囲の内側に位置するときには、車両１００が送電装置２００から所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される。
【００９８】
好ましくは、図５に示すように、制御部２３４は、位置合わせが行なわれるときに、車両１００が所定範囲の内側に入ると金属異物検知を一時停止するように送電装置２００を制御し（ステップＳ３０７）、位置合わせの完了後に金属異物検知を再開する（ステップＳ３０９）ように送電装置２００を制御する。
【００９９】
または、好ましくは、図４に示すように、制御部２３４は、車両１００が所定範囲の内側に侵入しても金属異物検知を継続するように送電装置２００を制御し（ステップＳ１０６）、金属異物が検知されると警告動作を実施するように警告部２３３を制御する。
【０１００】
好ましくは、図３に示すように、送電装置２００は、送電コイル（送電部２１０）と、送電コイル（送電部２１０）に電力を供給する電源装置２３１と、車両１００と通信を行なう通信部（図１の通信ユニット２４０）とをさらに備える。たとえば図５および図６に示すように、制御部２３４は、位置合わせおよび金属検知のために送電コイルに微弱電力を供給するように電源装置２３１を制御し（ステップＳ３０２）、位置合わせの前に金属異物が検知されると（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、通信が確立されたときに金属異物の存在を車両に通知するように通信部を制御する（ステップＳ５０２）。
【０１０１】
好ましくは、制御部２３４は、たとえば図５および図７に示すように、位置合わせが完了すると微弱電力よりも大きな電力を送電コイルに供給して車両に送電するように電源装置を制御し（ステップＳ３１０）、送電中に金属異物が検出されると（ステップＳ７０５でＹＥＳ）送電コイルへの電力供給を停止するように電源装置を制御する（ステップＳ７０５）。
【０１０２】
また、実施の形態に係る電力伝送システム１０は、非接触送電装置（送電装置２００）と、車両１００に搭載される受電装置（受電部１２０）と、金属検知コイル（スキャンコイル２２１）の出力を検知する検知部（検知回路２３２）と、受電装置（受電部１２０）と送電装置２００（の送電部２１０）との位置合わせが行なわれるときに、金属検知コイル（スキャンコイル２２１）の出力が基準値を下回ると警告動作を実施するように警告部１５０，２３３を制御する制御部（制御部２３４、ＥＣＵ１６０）とを備える。基準値は、車両１００が送電装置２００から所定範囲の内側に位置するときには、車両１００が送電装置２００から所定範囲の外側に位置するときよりも低く設定される。
【０１０３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  電力伝送システム、１００  車両、１１０  カメラ、１２０  受電部、１２１  受電コイル、１２２  コンデンサ、１２３  電力変換装置、１２４  電力測定部、１３０  バッテリ、１３２  動力分割機構、１３４  駆動輪、１４０，２４０  通信ユニット、１５０，２３３  警告部、２００  送電装置、２１０  送電部、２２０  金属検知コイルユニット、２２１  スキャンコイル、２３０  電源スタンド、２３１  電源装置、２３２  検知回路、２３４  制御部、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ。
【図１】
2015104161.tif 000003
【図２】
2015104161.tif 000004
【図３】
2015104161.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015104161.tif 000007
【図６】
2015104161.tif 000008
【図７】
2015104161.tif 000009
【図８】
2015104161.tif 000010