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WO2013065283A1 - 非接触充電装置 - Google Patents

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WO2013065283A1
WO2013065283A1 PCT/JP2012/006921 JP2012006921W WO2013065283A1 WO 2013065283 A1 WO2013065283 A1 WO 2013065283A1 JP 2012006921 W JP2012006921 W JP 2012006921W WO 2013065283 A1 WO2013065283 A1 WO 2013065283A1
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WO
WIPO (PCT)
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power
unit
foreign object
primary coil
coil
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2012/006921
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English (en)
French (fr)
Inventor
芳弘 阪本
義治 大森
篤志 藤田
秀樹 定方
裕明 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact charging device used for charging electric propulsion vehicles such as electric vehicles and plug-in hybrid vehicles.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional non-contact charging apparatus 101.
  • the non-contact power feeding device (primary side) F connected to the power panel of the ground-side power source 104 is physically connected to the power receiving device (secondary side) G mounted on the electric propulsion vehicle. It arrange
  • an alternating current is applied to the primary coil 102 provided in the power feeding device F to form a magnetic flux
  • an induced electromotive force is generated in the secondary coil 103 provided in the power receiving device G.
  • electric power is transmitted from the primary coil 102 to the secondary coil 103 in a non-contact manner.
  • the power receiving device G is connected to the in-vehicle battery 105, for example, and the in-vehicle battery 105 is charged with the transmitted power as described above.
  • the in-vehicle motor 106 is driven by the electric power stored in the in-vehicle battery 105.
  • necessary information exchange is performed between the power supply apparatus F and the power reception apparatus G, for example, by the wireless communication apparatus 107.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the internal structure of the power feeding device F and the power receiving device G.
  • FIG. 12A is a schematic diagram illustrating an internal structure when the power feeding device F is viewed from above and the power receiving device G is viewed from below.
  • FIG. 12B is a schematic diagram illustrating an internal structure when the power feeding device F and the power receiving device G are viewed from the side.
  • the power feeding device F includes a primary coil 102, an insulating unit 108, a primary magnetic core 112, a substrate 110, a cover 111, and the like.
  • the power receiving device G includes a secondary coil 103, an insulating portion 108, a secondary magnetic core 113, a substrate 110, a cover 111, and the like.
  • the power receiving device G has a symmetric structure with the power feeding device F.
  • the primary coil 102 and the secondary coil 103 have a structure in which a conducting wire is wound flatly and spirally on the same surface. Moreover, the primary magnetic core 112 and the secondary magnetic core 113 in which the primary coil 102 and the secondary coil 103 are arrange
  • positioned are formed in flat form.
  • the primary core core 112 and the secondary core core 113 are typically made of ferrite, solidified iron iron, or other ferrous material, and are made of a ferromagnetic material having a high magnetic permeability. Thereby, the strengthening function and guide function of the magnetic flux D are exhibited. That is, the primary core core 112 and the secondary core core 113 increase the inductance between the primary coil 102 and the secondary coil 103, strengthen the electromagnetic coupling between them, and induce and collect the formed magnetic flux. It functions to orient.
  • the primary magnetic core 112 and the secondary magnetic core 113 are formed in a flat plate shape having no irregularities.
  • the power feeding device F and the power receiving device G are basically installed outdoors, it is conceivable that foreign matter will be placed on the cover 111.
  • a metal object which is an example of a foreign object
  • the cover 111 when a metal object, which is an example of a foreign object, is placed on the cover 111 during power transmission, if the metal object is left as it is, the metal object is overheated.
  • a loop-shaped conductor capable of interlinking magnetic flux is inserted between the primary coil 102 and the secondary coil 103, an electromotive force is generated at both ends of the conductor. If the foreign matter that has entered the cover 111 rises in temperature excessively, there is a possibility that the power feeding device F and the power receiving device G will be damaged. From the above, it is required to reliably detect the entry of foreign matter between the primary coil 102 and the secondary coil 103 during power transmission.
  • an object of the present invention is to provide a non-contact charging device that can reliably detect the intrusion of foreign matter.
  • one embodiment of the present invention is a contactless charging device including a power feeding device that supplies power to a power receiving device in a contactless manner, and the power feeding device generates a magnetic flux by an input alternating current.
  • a primary coil that is generated; a cover that covers the primary coil; and a detection unit that detects the movement of an object existing around the cover.
  • a Doppler sensor is used as the detection unit.
  • a primary magnetic core for arranging the primary coil is provided, and the Doppler sensor is arranged at a position lower than the primary magnetic core.
  • Non-contact charging device including a power receiving device that receives power supply in a non-contact manner from the power feeding device side, and the power receiving device responds to magnetic flux generated in a primary coil on the power feeding device side.
  • a secondary coil that generates an electromotive force
  • a cover that covers the secondary coil
  • a detection unit that detects the movement of an object existing around the cover.
  • a Doppler sensor is used as the detection unit.
  • a secondary magnetic core for arranging the secondary coil is provided, and the Doppler sensor is arranged at a position lower than the secondary magnetic core.
  • the power feeding device and the power receiving device of the non-contact charging device include the motion detection unit that can detect the movement of the object on the cover, and therefore, between the primary coil and the power receiving device or between the power feeding device and the power receiving device. It becomes possible to reliably detect the intrusion of foreign matter into the next coil.
  • on the cover means on the outer surface of the cover or above the outer surface of the cover.
  • the detection unit detects a movement of an object between a primary coil of the power feeding device and a secondary coil of the power receiving device.
  • invades between a primary coil and a secondary coil can be detected reliably.
  • a Doppler sensor as the detection unit. This is because the use of the Doppler effect can reliably detect the intrusion of all foreign substances.
  • a detection area by radio waves can be formed between the primary coil and the secondary coil, and the movement of the object in the detection area can be detected. Therefore, it is possible to reliably detect any foreign matter entering between the primary coil and the secondary coil.
  • the non-contact charging device since the non-contact charging device includes the detection unit that can detect the movement of the object around the cover, the contactless charging device is between the primary coil and the power receiving device or between the secondary coil and the power feeding device. It is possible to reliably detect the entry of foreign matter. Moreover, an object can be reliably detected by using a Doppler sensor as a detection part. Furthermore, the influence from a primary coil or a secondary coil can be reduced by installing a Doppler sensor in the position lower than a primary magnetic core or a secondary magnetic core.
  • FIG. 1 is a block diagram of a contactless charging apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the contactless charging apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an electromagnetic field region generated by the non-contact charging apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of the electromagnetic field region shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an electromagnetic field region, a power control region, and a foreign object intrusion detection region that occur in the non-contact charging apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing foreign object detection and transmission power control in the non-contact power transmission apparatus of FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process of determining the foreign object intrusion detection area shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing processing when a foreign object enters.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an example in which the detection unit is configured by a Doppler sensor.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an installation example of the detection unit.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional non-contact power transmission system.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of the power feeding device and the power receiving device illustrated in FIG. 11.
  • FIG. 1 is a block diagram of a contactless charging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external view of the vehicle installed in the parking space.
  • the non-contact charging device includes a power feeding device 2 installed in a parking space, for example, and a power receiving device 4 mounted in an electric propulsion vehicle, for example.
  • the power supply device 2 includes a power supply unit 8 connected to a commercial power source 6, an inverter unit 10, a primary coil unit 12, a foreign object detection unit 14 as a detection unit, and a power supply device side control unit 16 (for example, a microcomputer).
  • a control unit 16 for example, a microcomputer
  • the power receiving device 4 includes a coil unit 18, a rectifying unit 20, a battery 22 that is a load, and a power receiving device side control unit 24 that is a microcomputer, for example (hereinafter referred to as a control unit 24). .
  • the commercial power source 6 is a 200 V commercial power source that is a low-frequency AC power source, for example, and is connected to the input end of the power supply unit 8.
  • the output end of the power supply unit 8 is connected to the input end of the inverter unit 10, and the output end of the inverter unit 10 is connected to the primary coil unit 12.
  • the power supply unit 8 converts AC power into DC power and supplies it to the inverter unit 10.
  • the inverter unit 10 performs a switching operation according to the control of the control unit 16, converts the power from the power supply unit 8 into AC power, and supplies the AC power to the primary coil unit 12.
  • the primary coil unit 12 is laid on the ground, for example, and the power supply unit 8 is arranged, for example, separated from the primary coil unit 12 by a predetermined distance.
  • the output end of the coil unit 18 is connected to the input end of the rectifying unit 20, and the output end of the rectifying unit 20 is connected to the battery 22.
  • the secondary coil unit 18 generates an induced electromotive force by the magnetic flux from the primary coil unit 12.
  • the rectifying unit 20 rectifies the electric power generated by the secondary coil unit 18 and supplies the rectified power to the battery 22.
  • the secondary coil unit 18 is attached to the bottom of the vehicle body such as a chassis.
  • the control unit 16 performs wireless communication with the control unit 24.
  • the control unit 24 detects the remaining voltage of the battery 22, determines a power command value corresponding to the remaining voltage, and transmits the determined power command value to the control unit 16.
  • the control unit 16 compares the value of the feeding power detected from the primary coil unit 12 with the received power command value, and drives and controls the inverter unit 10 so that the value of the feeding power becomes the power command value.
  • control unit 24 detects the received power from the secondary coil unit 18 and changes the power command value to the control unit 16 so that the battery 22 is not overcurrent or overvoltage.
  • the primary coil unit 12 and the secondary coil unit 18 are arranged to face each other by appropriately moving the vehicle.
  • the control part 16 drive-controls the inverter part 10, and a high frequency electromagnetic field is formed between the primary coil unit 12 and the secondary coil unit 18.
  • FIG. The power receiving device 4 takes out electric power from the high frequency electromagnetic field and charges the battery 22 with the taken out electric power.
  • the foreign matter detection unit 14 is for detecting the movement of the foreign matter in the electromagnetic field region A1 and the vicinity thereof.
  • the foreign object detection unit 14 is provided in the primary coil unit 12 of the power feeding device 2, but may be provided in the secondary coil unit 18 of the power receiving device 4.
  • the “foreign matter” in the present invention is a moving object that may enter the electromagnetic field region A1, such as a person or an object.
  • the contactless charging device (this embodiment) is heated by an electromagnetic field.
  • it is a metal piece or the like that may cause damage to the power feeding device 2).
  • FIG. 3 shows an electromagnetic field region formed between the ground side coil unit and the vehicle side coil unit constituting the contactless charging apparatus of FIG.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic views when the coil center of the ground-side coil unit and the coil center of the vehicle-side coil unit are coincident with each other when viewed from above.
  • the electromagnetic field region A ⁇ b> 1 is formed between the primary coil unit 12 and the secondary coil unit 18 by making the secondary coil unit 18 face the primary coil unit 12. It should be noted that the coil center of the secondary coil unit 18 and the coil center of the primary coil unit 12 coincide with each other when viewed from above (see FIG. 3A), as shown in FIG. 3B. In addition, the vehicle body may be shifted in the left-right or front-rear direction. That is, the electromagnetic field region A1 also occurs in a range where the primary coil unit 12 and the secondary coil unit do not face each other.
  • FIG. 4 shows another example of the electromagnetic field region formed between the ground side coil unit and the vehicle side coil unit.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic views when the vehicle is light and heavy, respectively.
  • the secondary coil unit 18 and the primary coil unit 12 The distance between and may not be constant. For example, the distance varies depending on the number of passengers on the vehicle or the weight of the loaded luggage.
  • 4A shows a case where the weight of the vehicle including the occupant and the luggage is light
  • FIG. 4B shows a case where the weight of the vehicle including the occupant and the luggage is heavy.
  • the electromagnetic field region A1 is determined based on the positional relationship between the coil center of the secondary coil unit 18 and the coil center of the primary coil unit 12. Then, a power control area A2 wider than the electromagnetic field area A1 and a foreign substance intrusion detection area A3 wider than the power control area A2 are provided, and it is determined whether or not a foreign substance has entered the foreign substance intrusion detection area A3 or the power control area A2. Thus, power feeding control is performed before the foreign matter enters the electromagnetic field region A1.
  • a signal indicating the coil center of the secondary coil unit 18 is transmitted from the control unit 24 to the control unit 16, and the control unit 16 that has received this signal has a positional relationship with the coil center of the primary coil unit 12 ( Recognize the three-dimensional positional relationship between the horizontal direction and the height direction).
  • the control unit 16 recognizes the positional relationship between the coil center of the primary coil unit 12 and the coil center of the secondary coil unit 18, an electromagnetic field region corresponding to the coil size of the primary coil unit 12 and the coil size of the secondary coil unit 18.
  • Set A1 The size of the coil used for the primary coil unit 12 may be stored in advance in the control unit 16, and the size of the coil used for the secondary coil unit 18 is transmitted from the control unit 24 to the control unit 16. You may do it.
  • the control unit 16 sets the power control region A2 in which the first predetermined length is added to the horizontal direction and the height direction of the electromagnetic field region A1, and the horizontal direction and the height direction of the electromagnetic field region A1.
  • a foreign object intrusion detection area A3 is set by adding a second predetermined length longer than a predetermined length of 1.
  • FIG. 5 shows the electromagnetic field region, the power control region, and the foreign object intrusion detection region set as described above.
  • FIG. 5A shows the region when viewed from the rear of the vehicle, and FIG. The case where these areas are viewed from the side of the vehicle is shown.
  • the foreign substance intrusion detection area A3 is set to be wider than the power control area A2, and the power control area A2 is set to be wider than the electromagnetic field area A1.
  • step S ⁇ b> 1 of the flowchart of FIG. 6 the vehicle equipped with the power receiving device 4 stops so that the primary coil unit 12 and the secondary coil unit 18 face each other, and the control unit 16 receives a power command value from the control unit 24. Then, the control unit 16 instructs the inverter unit 10 to start power transmission.
  • step S2 the foreign substance intrusion detection area A3 and the power control area A2 are confirmed.
  • the foreign substance intrusion detection area A3 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • step S11 as described above, a signal indicating the coil center of the secondary coil unit 18 is transmitted from the control unit 24 to the control unit 16, and based on this signal, the control unit 16 determines the position of the secondary coil unit 18. Is detected.
  • step S12 the control unit 16 recognizes the horizontal displacement of the secondary coil unit 18 with respect to the primary coil unit 12.
  • control part 16 recognizes the position shift of the height direction of the secondary coil unit 18 with respect to the primary coil unit 12 in step S13.
  • step S14 the control unit 16 determines the electromagnetic field as shown in FIG. 3 and FIG. 4 based on the horizontal and height misalignment of the secondary coil unit 18 with respect to the primary coil unit 12 and the coil size.
  • the area A1 is determined.
  • step S15 the control unit 16 determines the power control region A2 obtained by adding the first predetermined length in the horizontal direction and the height direction of the determined electromagnetic field region A1, and further determines the horizontal of the electromagnetic field region A1.
  • the foreign object intrusion detection area A3 is determined by adding a second predetermined length longer than the first predetermined length in the direction and the height direction.
  • step S16 the control unit 16 ends the determination process of the foreign object intrusion detection area A3 and the power control area A2.
  • step S3 shown in FIG. 6 the foreign object detector 14 starts the foreign object detection operation. Details of the foreign matter detection unit 14 will be described.
  • FIG. 9 is a block diagram of the foreign object detection unit 14.
  • the foreign object detection unit 14 is a Doppler sensor that can detect the movement of an object using, for example, the Doppler effect.
  • the foreign object detection unit 14 includes an oscillation unit 30, an amplification unit 32, a transmission antenna 34, a reception antenna 36, a mixer unit 38, a filter unit 40, and a signal processing unit 42.
  • the oscillation unit 30 generates and outputs a high-frequency signal having a frequency of cos (f0) based on the signal having the frequency f0.
  • the amplifying unit 32 amplifies a high frequency signal having a frequency of cos (f0) to a predetermined power, thereby generating a radio wave having a frequency of cos (f0). Then, this radio wave is radiated from the transmission antenna 34.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an installation example of the foreign object detection unit.
  • the foreign object detection unit 14 is installed on the substrate 110 of the primary coil unit 12 (see FIG. 2 and the like), for example, like the power supply device 2 shown in FIG.
  • the power feeding device 2 includes a primary coil 102, an insulating unit 108, a primary magnetic core 112, a substrate 110, a cover 111, and the like.
  • the electromagnetic field intensity of the magnetic field 44 generated by the primary coil 102 is greatly reduced below the boundary line 46 due to the effect of the primary core 112. Therefore, the influence of the magnetic field 44 can be suppressed by installing the foreign object detection unit 14 at a position lower than the primary magnetic core 112, that is, below the boundary line 46 (side closer to the substrate 110).
  • the primary magnetic core 112 is made of ferrite, for example.
  • the foreign matter detection unit 14 is installed at the position shown in FIG. 10, but in the region including each of the electromagnetic field region A1, the power control region A2, and the foreign matter intrusion detection region A3 shown in FIG.
  • the detection area may be formed by radio waves from the unit 14 and may be installed at a position where the influence of the magnetic field 44 from the primary coil 102 can be avoided.
  • the foreign matter detection unit 14 may be disposed at a position opposite to the primary coil 102 as viewed from the primary magnetic core 112 in the direction from the primary magnetic core 112 to the primary coil 102.
  • the foreign object detection unit 14 receives the radio wave of cos (f0 + fd) reflected from the approaching foreign object 50 and added with the Doppler frequency fd corresponding to the moving speed v of the foreign object 50 from the receiving antenna 36. To do.
  • the foreign matter detection unit 14 is configured to emit a radio wave having a frequency of cos (f), receive a radio wave having a frequency of cos (f0 + fd), and calculate the Doppler frequency based on the received radio wave. .
  • the mixer unit 38 multiplies cos (f0), which is the frequency of the signal output from the oscillation unit 30, and cos (f0 + fd), which is the frequency of the signal received by the receiving antenna 36.
  • a signal having a frequency of cos (fd) + cos (2f0 + fd), which is a result of the multiplication, is output to the filter unit 40, and the filter unit 40 removes cos (2f0 + fd), which is a high-frequency component, from the output of the mixer unit 38.
  • a signal having a frequency of cos (fd) is extracted, and the signal processing unit 42 calculates a Doppler frequency fd from this signal.
  • the moving speed v of the foreign object 50 can be calculated using Equation 1.
  • c is the speed of light (3 ⁇ 10 8 m / s).
  • the moving speed v of the foreign object 50 is 60 km / h.
  • the signal processing unit 42 calculates the moving speed v and moving direction of the foreign object 50, and transmits a signal corresponding to the moving speed and moving direction of the foreign object 50 to the control unit 16 of the power supply apparatus 2 as shown in FIG. To do.
  • the case where the foreign object 50 is approaching the foreign object detection unit 14 is described as an example.
  • the Doppler frequency fd is subtracted from the frequency output by the oscillation unit 30.
  • a radio wave having a frequency of cos (f0 ⁇ fd) is received from the receiving antenna.
  • the signal having the frequency cos (f0 ⁇ fd) and the output of the oscillating unit 30 are calculated by the I / Q type mixer unit 38, and the calculation result is processed by the signal processing unit 42. It is possible to determine the moving direction of the foreign object 50 such as whether the 50 is approaching or moving away from the foreign object detection unit 14.
  • the movement of the foreign matter 50 can be continuously monitored. That is, the speed and moving direction of the foreign object 50 can be detected.
  • step S ⁇ b> 3 the foreign object detection unit 14 starts the foreign object detection operation, and the detection result of the foreign object detection unit 14 is input to the control unit 16.
  • step S4 power supply from the primary coil unit 12 to the secondary coil unit 18 is started, and the detection result in step S3 is stored in the control unit 16 as an initial value.
  • step S5 the control unit 16 compares the new detection result by the foreign object detection unit 14 with the initial value, and determines whether or not the foreign object has entered. If it is determined in step S5 that a foreign object has entered (YES in S5), the process proceeds to the foreign object intrusion process in step S6.
  • step S6 in order to grasp the moving direction of the foreign object, the moving path of the foreign object from the start of power supply is confirmed, and the transmission power control and the foreign object intrusion process for canceling the control are performed.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the foreign object intrusion process.
  • step S21 it is determined whether or not a foreign object is in the foreign object intrusion detection area A3 (whether or not it has entered). If the foreign object is in the foreign object intrusion detection range (YES in S21), it is determined in step S22 whether the foreign object is heading toward the electromagnetic field region A1. That is, the foreign object detection unit 14 constantly monitors the electromagnetic field area A1 and the situation in the vicinity thereof from the start of power supply, and grasps the direction in which the foreign object enters when the foreign object enters the foreign object intrusion detection area A3. Then, it is determined whether or not the foreign object is moving from the foreign object intrusion detection area A3 toward the electromagnetic field area A1.
  • step S22 If it is determined in step S22 that the foreign object is heading toward the electromagnetic field region A1 (YES in S22), the process proceeds to step S23. On the other hand, when it is determined that the foreign object is not directed toward the electromagnetic field region A1 (NO limb of step 22), the process returns to step S21.
  • step S23 it is determined whether or not the foreign matter has entered the power control area A2. If it is determined that the foreign object has entered the power control range (YES in S23), the process proceeds to step S24. If it is determined that the foreign object has not entered the power control area A2 (NO in S23), the process proceeds to step S21. Return.
  • step S24 the control unit 16 performs control to reduce the transmission power from the primary coil unit 12 to the secondary coil unit 18 by a predetermined amount (for example, 1/2) or to stop power transmission.
  • a predetermined amount for example, 1/2
  • step S25 it is determined whether or not the foreign object is in the power control area A2. While it is determined that the foreign object is in the power control area A2 (YES in S25), the determination in step S25 is repeated. On the other hand, if it is determined that there is no foreign object in the power control area A2 (NO in S25), the transmission power control is canceled in step S26, and then the process returns to step S21.
  • step S21 If it is determined in step S21 that there is no foreign object in the foreign object intrusion detection area A3 (NO in S21), the foreign object intrusion process described above proceeds to step S27 and ends.
  • step S5 if it is determined in step S5 that no foreign substance has entered (NO in S5), it is determined in step S7 whether or not charging has been completed.
  • step S7 if charging is not completed (NO in S7), the process returns to step S5. If charging is completed (YES in S7), power supply is terminated in step S8. At the same time, the foreign object detection operation is terminated.
  • the power feeding device 2 includes the Doppler sensor as the foreign object detection unit 14 that can detect the movement of the object around the cover 111, and therefore between the primary coil unit 12 and the secondary coil unit 18. It is possible to reliably detect the entry of foreign matter.
  • the Doppler sensor is installed at a position lower than the primary magnetic core 112, the Doppler sensor is less susceptible to the magnetic field 44.
  • the user may be notified of the entry of the foreign object by display or sound.
  • a foreign object intrusion may be notified by the speaker 52 of the power feeding device 2 shown in FIG.
  • the foreign matter detector 14 may be provided in the power receiving device 4.
  • the foreign object detection unit 14 may be provided in both the power feeding device 2 and the power receiving device 4. In this case as well, foreign matter can be reliably detected.
  • the power receiving device 4 includes a secondary coil 103, an insulating unit 108, a secondary magnetic core 113, a substrate 110, a cover 111, and the like.
  • the foreign matter detection unit 14 may be disposed at a position opposite to the secondary coil 103 when viewed from the secondary magnetic core 113 in the direction from the secondary magnetic core 113 to the secondary coil 103.
  • the power receiving device 4 is provided with the foreign matter detection unit 14 at a position lower than the secondary magnetic core 113, that is, below the boundary line 46 (side closer to the substrate 110). .
  • the Doppler sensor is used as the foreign matter detection unit 14, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or the like may be used instead of the Doppler sensor.
  • the coil used in the non-contact charging apparatus may be a plate type or solenoid type coil.
  • the non-contact charging device of the present invention can reliably detect foreign matter that has entered near the electromagnetic field region during power feeding from the power feeding device to the power receiving device, for example, a person or an object may approach carelessly or accidentally. This is useful for power supply to a power receiving device of an electric propulsion vehicle.
  • Power feeding device 4 Power receiving device 14 Foreign matter detection unit (detection unit), Doppler sensor 102 Primary coil 103 Secondary coil 111 Cover 112 Primary magnetic core 113 Secondary magnetic core

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Abstract

　受電装置（４）に非接触で電力を供給する給電装置（２）を備えた非接触充電装置であって、給電装置（２）は、入力された交流電流により磁束を発生する一次コイル（１０２）と、一次コイル（１０２）を覆うカバー（１１１）と、カバー（１１１）周辺に存在する物体の動きを検知する検知部（１４）とを備えている。　

Description

非接触充電装置
　本発明は、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車のような電気推進車両等の充電に用いられる非接触充電装置に関する。
　図１１は、従来の非接触充電装置１０１の構成を示す模式図である。図１１において、地上側の電源１０４の電源盤に接続された非接触給電装置（一次側）Ｆが、電気推進車両に搭載された受電装置（二次側）Ｇに対し、給電時において、物理的接続なしに空隙空間であるエアギャップを介して対峙するよう配置される。このような配置状態で、給電装置Ｆに備わる一次コイル１０２に交流電流が与えられ磁束が形成されると、受電装置Ｇに備わる二次コイル１０３に誘導起電力が生じる。これによって、一次コイル１０２から二次コイル１０３に電力が非接触で伝達される。
　受電装置Ｇは、例えば車載バッテリー１０５に接続され、上述したように伝達された電力が車載バッテリー１０５に充電される。この車載バッテリー１０５に蓄積された電力により車載のモータ１０６が駆動される。なお、非接触給電処理の間、給電装置Ｆと受電装置Ｇとの間では、例えば無線通信装置１０７により必要な情報交換が行われる。
　図１２は、給電装置Ｆ及び受電装置Ｇの内部構造を示す模式図である。図１２（Ａ）は、給電装置Ｆを上方から、また、受電装置Ｇを下方から見たときの内部構造を示す模式図である。図１２（Ｂ）は、給電装置Ｆ及び受電装置Ｇを側方から見たときの内部構造を示す模式図である。
　図１２において、給電装置Ｆは、一次コイル１０２、絶縁部１０８、一次磁心コア１１２、基板１１０、及びカバー１１１等を備える。受電装置Ｇは、二次コイル１０３、絶縁部１０８、二次磁心コア１１３、基板１１０、カバー１１１等を備えており、簡単に述べると、給電装置Ｆと対称的な構造となっている。
　一次コイル１０２および二次コイル１０３は、導線を同一面で扁平に渦巻き状に巻回した構造である。また、一次コイル１０２や二次コイル１０３が配設される一次磁心コア１１２および二次磁心コア１１３は、平板状に形成されている。
　一次磁心コア１１２および二次磁心コア１１３は、代表的には、フェライト製、固化砂鉄製、その他の鉄性材料製のもので、透磁率が大きい強磁性体で構成される。これにより、磁束Ｄの強力化機能やガイド機能が発揮される。すなわち、一次磁心コア１１２および二次磁心コア１１３は、一次コイル１０２および二次コイル１０３間のインダクタンスを増し、相互間の電磁的結合を強化すると共に、形成された磁束を、誘導および収集して方向付けするように機能している。そして、この一次磁心コア１１２、二次磁心コア１１３は、凹凸のないフラットな平板状に形成されている。
特開２００８－８７７３３号公報
　給電装置Ｆおよび受電装置Ｇは基本的に屋外に設置されるため、カバー１１１上に異物が載ってしまうことが考えられる。特に、異物の一例である金属物が、電力伝送の最中にカバー１１１に載った場合、そのまま放置しておくと、この金属物が過熱されてしまう。また、特に、一次コイル１０２と二次コイル１０３の間に、磁束が鎖交可能なループ状の導電体が挿入されると、導電体の両端に起電力が発生してしまう。カバー１１１上に侵入した異物が過剰に昇温すると、給電装置Ｆや受電装置Ｇに故障などの被害をもたらす可能性がある。以上のことから、電力伝送の最中に、一次コイル１０２および二次コイル１０３の間に異物が侵入したことを確実に検知することが求められる。
　かかる点に鑑み、本発明は、異物の侵入を確実に検知することが可能な非接触充電装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一態様は、受電装置に非接触で電力を供給する給電装置を備えた非接触充電装置であって、前記給電装置は、入力された交流電流により磁束を発生する一次コイルと、前記一次コイルを覆うカバーと、前記カバー周辺に存在する物体の動きを検知する検知部とを備えている。
　また、上記非接触充電装置において、前記検知部としてドップラーセンサを用いたことを特徴とする。
　さらに、上記非接触充電装置において、前記一次コイルを配置する一次磁心コアを設け、前記ドップラーセンサは、前記一次磁心コアよりも低い位置に配置されている。
　本発明の別の態様は、給電装置側から非接触で電力供給を受ける受電装置を備えた非接触充電装置であって、前記受電装置は、前記給電装置側の一次コイルで発生した磁束に応じて起電力を発生する二次コイルと、前記二次コイルを覆うカバーと、前記カバー周辺に存在する物体の動きを検知する検知部とを備えている。
　また、上記非接触充電装置において、前記検知部としてドップラーセンサを用いたことを特徴とする。
　さらに、上記非接触充電装置において、前記二次コイルを配置する二次磁心コアを設け、前記ドップラーセンサは、前記二次磁心コアよりも低い位置に配置されている。
　以上のように、非接触充電装置の給電装置や受電装置は、カバー上の物体の動きを検知可能な動き検知部を備えているので、一次コイルと受電装置との間、あるいは給電装置と二次コイルとの間への異物の侵入を確実に検知することが可能となる。
　なお、ここで「カバー上」とは、カバーの外側表面上またはカバーの外側表面の上方を言う。
　また、検知部は、前記給電装置の一次コイルと、前記受電装置の二次コイルとの間の物体の動きを検知するのが好ましい。これにより、一次コイルと二次コイルとの間に侵入する異物を確実に検知することができる。その結果、一次コイルおよび二次コイルの間で、異物が高温状態になることによって給電装置や受電装置が故障することを防止することができる。
　また、検知部として、ドップラーセンサを用いることが好ましい。ドップラー効果を利用して、あらゆる異物の侵入を確実に検知することができるからである。
　ドップラーセンサによると、一次コイルと二次コイルとの間に、電波による検知領域を形成することができ、検知領域内における物体の動きを検知することができる。したがって、一次コイルと二次コイルとの間へのあらゆる異物の侵入を確実に検知することができる。
　本発明によれば、非接触充電装置は、カバー周辺の物体の動きを検知可能な検知部を備えているため、一次コイルと受電装置との間、あるいは二次コイルと給電装置との間への異物の侵入を確実に検知することが可能となる。また、検知部として、ドップラーセンサを用いることにより、物体を確実に検出することができる。さらに、ドップラーセンサを一次磁心コアあるいは二次磁心コアよりも低い位置に設置することにより、一次コイルあるいは二次コイルからの影響を低減することができる。
図１は、一実施形態に係る非接触充電装置のブロック図である。 図２は、図１に示す非接触充電装置の正面図である。 図３は、図１に示す非接触充電装置により生じる電磁場領域を示す概略図である。 図４は、図３に示す電磁場領域の別の例を示す概略図である。 図５は、一実施形態に係る非接触充電装置に生じる、電磁場領域、電力制御領域および異物侵入検知領域を示す概略図である。 図６は、図１の非接触電力伝送装置における異物検知および伝送電力制御を示すフローチャートである。 図７は、図５に示す異物侵入検知領域を確定する処理を示すフローチャートである。 図８は、異物が侵入した場合の処理を示すフローチャートである。 図９は、検知部をドップラーセンサで構成した場合の例を示すブロック図である。 図１０は、検知部の設置例を示す概略図である。 図１１は、従来の非接触電力伝送システムの構成を示す模式図である。 図１２は、図１１に示す給電装置および受電装置の内部構成を示す模式図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係る非接触充電装置のブロック図である。また、図２は車両が駐車スペースに設置された状態の外観図である。図１及び図２に示されるように、非接触充電装置は、例えば駐車スペースに設置される給電装置２と、例えば電気推進車両に搭載される受電装置４とを有する。
　給電装置２は、商用電源６に接続される電源供給部８と、インバータ部１０と、一次コイルユニット１２と、検知部としての異物検知部１４と、例えばマイコンである給電装置側制御部１６（以下、制御部１６と表記する。）とを備える。
　一方、受電装置４は、コイルユニット１８と、整流部２０と、負荷であるバッテリ２２と、例えばマイコンである受電装置側制御部２４（以下、制御部２４と表記する。）とを備えている。
　給電装置２において、商用電源６は、例えば、低周波交流電源である２００Ｖ商用電源であり、電源供給部８の入力端に接続される。電源供給部８の出力端はインバータ部１０の入力端に接続され、インバータ部１０の出力端は一次コイルユニット１２に接続されている。
　電源供給部８は、交流電力を直流電力に変換してインバータ部１０へ供給する。インバータ部１０は、制御部１６の制御に従ってスイッチング動作を行い、電源供給部８からの電力を交流電力に変換して一次コイルユニット１２に供給する。なお、一次コイルユニット１２は例えば地上に敷設され、電源供給部８は例えば、一次コイルユニット１２から所定距離だけ離隔して配置される。
　受電装置４において、コイルユニット１８の出力端は整流部２０の入力端に接続され、整流部２０の出力端はバッテリ２２に接続されている。二次コイルユニット１８は、一次コイルユニット１２からの磁束により誘導起電力を発生させる。整流部２０は、二次コイルユニット１８によって生成された電力を整流してバッテリ２２に供給する。なお、二次コイルユニット１８は、例えばシャーシ等の車体底部に取り付けられる。
　制御部１６は、制御部２４と無線通信を行う。制御部２４は、バッテリ２２の残電圧を検知し、その残電圧に応じた電力指令値を決定し、決定した電力指令値を制御部１６に送信する。制御部１６は、一次コイルユニット１２から検知した給電電力の値と、受信した電力指令値とを比較し、給電電力の値が電力指令値となるようにインバータ部１０を駆動制御する。
　給電中、制御部２４は二次コイルユニット１８から受電電力を検知し、バッテリ２２に過電流や過電圧がかからないように、制御部１６への電力指令値を変更する。
　図２に示されるように、給電装置２から受電装置４に給電するに際し、車両を適宜移動させることで、一次コイルユニット１２と二次コイルユニット１８とが対向して配置される。そして、制御部１６がインバータ部１０を駆動制御することで、一次コイルユニット１２と二次コイルユニット１８との間に高周波の電磁場が形成される。受電装置４は、高周波の電磁場より電力を取り出し、取り出した電力でバッテリ２２を充電する。
　異物検知部１４は、詳細は後述するが、電磁場領域Ａ１及びその近傍における異物の動きを検知するためのものである。本実施形態では、異物検知部１４を給電装置２の一次コイルユニット１２に設けているが、受電装置４の二次コイルユニット１８に設けてもよい。
　なお、本発明における「異物」とは、人や物など、電磁場領域Ａ１に侵入してくる可能性のある移動物のことであり、特に電磁界により昇温して非接触充電装置（本実施形態においては給電装置２）に被害をもたらす可能性のある金属片などのことである。
　図３は、図１の非接触充電装置を構成する地上側コイルユニットと車両側コイルユニットとの間に形成される電磁場領域を示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ地上側コイルユニットのコイル中心と車両側コイルユニットのコイル中心とが上方から見て一致している場合とずれている場合の概略図である。
　電磁場領域Ａ１は、図３に示されるように、二次コイルユニット１８を一次コイルユニット１２に対向させることで、一次コイルユニット１２と二次コイルユニット１８との間に形成される。なお、二次コイルユニット１８のコイル中心と一次コイルユニット１２のコイル中心とが上方から見て一致している（図３（Ａ）参照）とは限らず、図３（Ｂ）に示されるように、車体の左右あるいは前後方向にずれる場合もある。つまり、電磁場領域Ａ１は、一次コイルユニット１２と二次コイルユニットとが対向していない範囲にも生じる。
　図４は、地上側コイルユニットと車両側コイルユニットとの間に形成される電磁場領域の別の例を示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ車両の重量が軽い場合と重い場合の概略図である。
　二次コイルユニット１８のコイル中心と一次コイルユニット１２のコイル中心とが上方から見て一致している場合であっても、図４に示されるように、二次コイルユニット１８と一次コイルユニット１２との間の距離は一定ではない場合がある。例えば、車両に搭乗している乗員の数、あるいは積載している荷物等の重さに応じて、この距離は変動する。図４（Ａ）は、乗員及び荷物を含めた車両の重量が軽い場合を示し、図４（Ｂ）は乗員及び荷物を含めた車両の重量が重い場合を示している。
　本実施形態においては、二次コイルユニット１８のコイル中心と一次コイルユニット１２のコイル中心との位置関係に基づいて電磁場領域Ａ１を決定する。そして、電磁場領域Ａ１よりも広い電力制御領域Ａ２と、電力制御領域Ａ２よりも広い異物侵入検知領域Ａ３を設け、異物侵入検知領域Ａ３あるいは電力制御領域Ａ２に異物が侵入したかどうかを判定することで、異物が電磁場領域Ａ１に侵入する前に給電制御を行うようにしている。
　さらに詳述すると、制御部２４から二次コイルユニット１８のコイル中心を示す信号が制御部１６に送信され、この信号を受信した制御部１６は、一次コイルユニット１２のコイル中心との位置関係（水平方向と高さ方向の３次元の位置関係）を認識する。制御部１６が、一次コイルユニット１２のコイル中心と二次コイルユニット１８のコイル中心との位置関係を認識すると、一次コイルユニット１２のコイルサイズと二次コイルユニット１８のコイルサイズに応じた電磁場領域Ａ１を設定する。なお、一次コイルユニット１２に用いられるコイルのサイズは、制御部１６にあらかじめ記憶されていてもよく、二次コイルユニット１８に用いられるコイルのサイズは、制御部２４から制御部１６に送信されるようにしてもよい。
　電磁場領域Ａ１が決定すると、制御部１６は、電磁場領域Ａ１の水平方向と高さ方向に第１の所定長さを加算した電力制御領域Ａ２、ならびに電磁場領域Ａ１の水平方向と高さ方向に第１の所定長さよりも長い第２の所定長さを加算した異物侵入検知領域Ａ３をそれぞれ設定する。
　図５は、このようにして設定された電磁場領域、電力制御領域及び異物侵入検知領域を示しており、図５（Ａ）は、これら領域を車両後方より見た場合、図５（Ｂ）はこれら領域を車両側方より見た場合を示している。図５に示すように、本実施形態では、異物侵入検知領域Ａ３は電力制御領域Ａ２よりも広く、電力制御領域Ａ２は電磁場領域Ａ１よりも広くなるように設定される。
　次に、図６～図８のフローチャートを参照しながら、異物検知と伝送電力制御について説明する。
　図６のフローチャートのステップＳ１において、受電装置４を搭載した車両が、一次コイルユニット１２と二次コイルユニット１８とが対向するように停止し、制御部１６が制御部２４から電力指令値を受信すると、制御部１６は、インバータ部１０に電力伝送開始を指示する。
　ステップＳ２において、異物侵入検知領域Ａ３及び電力制御領域Ａ２の確定処理が行われるが、この異物侵入検知領域Ａ３の確定処理について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
　ステップＳ１１では、上述したように、二次コイルユニット１８のコイル中心を示す信号が制御部２４から制御部１６に送信され、この信号に基づいて、制御部１６は、二次コイルユニット１８の位置を検知する。
　ステップＳ１２において、制御部１６は、一次コイルユニット１２に対する二次コイルユニット１８の水平方向の位置ずれを認識する。
　そして、制御部１６は、ステップＳ１３において、一次コイルユニット１２に対する二次コイルユニット１８の高さ方向の位置ずれを認識する。
　その後、ステップＳ１４において、制御部１６は、一次コイルユニット１２に対する二次コイルユニット１８の水平方向及び高さ方向の位置ずれとコイルサイズとに基づいて、図３及び図４に示されるような電磁場領域Ａ１を確定する。
　ステップＳ１５において、制御部１６は、上述したように、確定した電磁場領域Ａ１の水平方向と高さ方向に第１の所定長さだけ加算した電力制御領域Ａ２を確定し、さらに電磁場領域Ａ１の水平方向と高さ方向に第１の所定長さよりも長い第２の所定長さだけ加算した異物侵入検知領域Ａ３を確定する。
　ステップＳ１６において、制御部１６は、異物侵入検知領域Ａ３及び電力制御領域Ａ２の確定処理を終了する。
　その後、図６に示すステップＳ３において、異物検知部１４が異物検知動作を開始する。異物検知部１４の詳細について説明する。
　図９は、異物検知部１４のブロック図である。異物検知部１４は、例えばドップラー効果を利用して物体の動きを検知することができるドップラーセンサである。異物検知部１４は、発振部３０と、増幅部３２と、送信アンテナ３４と、受信アンテナ３６と、ミキサ部３８と、フィルタ部４０と、信号処理部４２とを備える。
　発振部３０は、周波数ｆ０の信号を元に周波数がｃｏｓ（ｆ０）である高周波信号を生成して出力する。増幅部３２が、周波数がｃｏｓ（ｆ０）の高周波信号を所定の電力に増幅することにより周波数がｃｏｓ（ｆ０）の電波が生成される。そして、この電波が送信アンテナ３４から放射される。
　図１０は、異物検知部の設置例を示す概略図である。異物検知部１４は、例えば図１０に示す給電装置２のように、一次コイルユニット１２（図２等参照）の基板１１０の上に設置されている。給電装置２は、一次コイル１０２、絶縁部１０８、一次磁心コア１１２、基板１１０、及びカバー１１１等を有する。
　一次コイル１０２が発生する磁界４４は、一次磁心コア１１２の効果により境界線４６よりも下方では大幅に電磁界強度が下がる。そのため、異物検知部１４を、一次磁心コア１１２よりも低い位置、つまり境界線４６よりも下側（基板１１０に近い側）に設置することにより、磁界４４の影響を抑えることができる。なお、一次磁心コア１１２は、例えばフェライト製である。
　本実施形態では、図１０に示す位置に異物検知部１４を設置しているが、図５に示す電磁場領域Ａ１、電力制御領域Ａ２、および異物侵入検知領域Ａ３のそれぞれを含む領域において、異物検知部１４からの電波によって検知領域を形成でき、かつ一次コイル１０２からの磁界４４の影響を回避できる位置に設置してもよい。例えば、異物検知部１４を、一次磁心コア１１２から一次コイル１０２に向かう方向において、一次磁心コア１１２からみて一次コイル１０２と反対方向の位置に配置すればよい。
　また、図９において、異物検知部１４は、接近中の異物５０から反射されて、異物５０の移動速度ｖに対応するドップラー周波数ｆｄが加算されたｃｏｓ（ｆ０＋ｆｄ）の電波を受信アンテナ３６から受信する。
　つまり、異物検知部１４は、周波数がｃｏｓ（ｆ）の電波を放射し、周波数がｃｏｓ（ｆ０＋ｆｄ）の電波を受信して、受信した電波に基づいてドップラー周波数を算出するように構成されている。
　具体的には、ミキサ部３８は、発振部３０が出力した信号の周波数であるｃｏｓ（ｆ０）と、受信アンテナ３６が受信した信号の周波数であるｃｏｓ（ｆ０＋ｆｄ）とを乗算する。この乗算結果である、周波数がｃｏｓ（ｆｄ）＋ｃｏｓ（２ｆ０＋ｆｄ）の信号がフィルタ部４０に出力され、フィルタ部４０は、ミキサ部３８の出力から高周波成分であるｃｏｓ（２ｆ０＋ｆｄ）を除去する。これにより、周波数がｃｏｓ（ｆｄ）である信号が取り出され、信号処理部４２はこの信号からドップラー周波数ｆｄを算出する。
　ドップラー周波数ｆｄから、数式１を用いて異物５０の移動速度ｖを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　数式１において、ｃは光速（３×１０８ｍ／ｓ）である。例えば、周波数ｆ０＝２４．１２５Ｈｚ、ドップラー周波数ｆｄが３ｋＨｚとすると、異物５０の移動速度ｖは６０ｋｍ／ｈである。
　信号処理部４２は、異物５０の移動速度ｖと移動方向を算出し、異物５０の移動速度や移動方向に対応する信号を、図１に示されるように、給電装置２の制御部１６に送信する。なお、上述した計算例では異物５０が異物検知部１４に接近している場合を例に挙げたが、異物が遠ざかる場合においては、発振部３０が出力した周波数からドップラー周波数ｆｄが減算された、周波数がｃｏｓ（ｆ０－ｆｄ）である電波が受信アンテナ３６から受信される。そして、周波数がｃｏｓ（ｆ０－ｆｄ）である信号と発振部３０の出力とが、Ｉ／Ｑ型のミキサ部３８にて演算され、その演算結果が信号処理部４２で処理されることで異物５０が異物検知部１４に対して接近しているか、あるいは遠ざかっているかといった、異物５０の移動方向を判断することができる。
　このような異物検知部１４によれば、異物５０の移動をモニタリングし続けることができる。すなわち、異物５０の速度や移動方向を検知することができる。
　図６に戻り、ステップＳ３において、異物検知部１４が異物検知動作を開始し、異物検知部１４の検知結果が制御部１６に入力される。
　ステップＳ４において、一次コイルユニット１２から二次コイルユニット１８への電力供給が開始されるとともに、ステップＳ３における検知結果が初期値として制御部１６に記憶される。
　ステップＳ５において、制御部１６は異物検知部１４による新たな検知結果と初期値とを比較し、異物が侵入したかどうかを判定する。ステップＳ５において、異物が侵入したと判定されると（Ｓ５のＹＥＳ肢）、ステップＳ６の異物侵入処理に移行する。
　ステップＳ６では、異物の移動方向を把握するため、電力供給開始時点からの異物の移動経路を確認し、伝送電力の制御や、当該制御を解除するための異物侵入処理が行われる。
　図８は、異物侵入処理のフローチャートを示している。
　まず、ステップＳ２１において、異物が異物侵入検知領域Ａ３にあるかどうか（侵入してきたかどうか）を判定する。異物が異物侵入検知範囲にある場合（Ｓ２１のＹＥＳ肢）には、ステップＳ２２において、異物が電磁場領域Ａ１に向かっているかどうかを判定する。すなわち、異物検知部１４は、電力供給開始時点から電磁場領域Ａ１及びその近傍の状況を常にモニターしており、異物が異物侵入検知領域Ａ３に侵入してきた場合には、異物が侵入する方向を把握して、異物が異物侵入検知領域Ａ３から電磁場領域Ａ１に向かっているかどうかを判定する。
　ステップＳ２２において、異物が電磁場領域Ａ１に向かっていると判定された場合（Ｓ２２のＹＥＳ肢）には、ステップＳ２３に移行する。一方、異物が電磁場領域Ａ１に向かっていないと判定された場合（ステップ２２のＮＯ肢）には、ステップＳ２１に戻る。
　ステップＳ２３では、異物が電力制御領域Ａ２に入ったかどうかが判定される。異物が電力制御範囲に入ったと判定された場合（Ｓ２３のＹＥＳ肢）、ステップＳ２４に移行し、異物は電力制御領域Ａ２に入っていないと判定された場合（Ｓ２３のＮＯ肢）、ステップＳ２１に戻る。
　ステップＳ２４において、制御部１６は、一次コイルユニット１２から二次コイルユニット１８への伝送電力を所定量（例えば、１／２）低下させたり、電力伝送を停止したりする制御を行う。
　ステップＳ２５において、異物が電力制御領域Ａ２にあるかどうかが判定される。異物が電力制御領域Ａ２にあると判定されている間（Ｓ２５のＹＥＳ肢）、ステップＳ２５の判定が繰り返し行われる。一方、異物は電力制御領域Ａ２にないと判定されると（Ｓ２５のＮＯ肢）、ステップＳ２６において、伝送電力制御を解除した後、ステップＳ２１に戻る。
　なお、ステップＳ２１において、異物が異物侵入検知領域Ａ３にないと判定された場合（Ｓ２１のＮＯ肢）に、上述した異物侵入処理は、ステップＳ２７に移行して終了する。
　図６に戻り、ステップＳ５において異物が侵入していないと判定されると（Ｓ５のＮＯ肢）、ステップＳ７おいて、充電が完了したかどうかが判定される。
　ステップＳ７において、充電が完了していない場合には（Ｓ７のＮＯ肢）、ステップＳ５に戻り、充電が完了している場合には（Ｓ７のＹＥＳ肢）、ステップＳ８において、電力供給を終了するとともに、異物検知動作を終了する。
　本実施形態によれば、給電装置２は、カバー１１１周辺の物体の動きを検知可能な異物検知部１４としてドップラーセンサを備えているので、一次コイルユニット１２と二次コイルユニット１８との間への異物の侵入を確実に検知することが可能となる。
　また、ドップラーセンサを、一次磁心コア１１２よりも低い位置に設置しているため、ドップラーセンサは磁界４４の影響を受けにくくなる。
　以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限らない。
　例えば、図５に示す電磁場領域Ａ１に異物が侵入した場合、その異物侵入を表示や音などによって使用者に告知するようにしてもよい。例えば、図２に示す、給電装置２のスピーカ５２によって異物侵入を告知してもよい。
　また、給電装置２に異物検知部１４を設ける代わりに、受電装置４に異物検知部１４を設けてもよい。あるいは、給電装置２および受電装置４の両方に異物検知部１４を設けてもい。この場合も、異物を確実に検知することができる。
　受電装置４に異物検知部１４を設ける場合について、図１０を用いて簡単に説明する。図１０において、受電装置４は、二次コイル１０３、絶縁部１０８、二次磁心コア１１３、基板１１０、及びカバー１１１等を有する。異物検知部１４は、二次磁心コア１１３から二次コイル１０３に向かう方向において、二次磁心コア１１３からみて二次コイル１０３と反対方向の位置に配置すればよい。具体的に、図１０に示すように、受電装置４には、二次磁心コア１１３よりも低い位置、つまり境界線４６よりも下側（基板１１０に近い側）に異物検知部１４が設けられる。
　なお、受電装置４に異物検知部１４を設ける場合、受電装置４の大型化などを招くおそれがある。電気推進車両によっては、受電装置４の設置場所や取付強度などの制限が様々であることが考えられる。そのため、電気推進車両に搭載される受電装置４に異物検知部１４を設けるのが困難となる場合がある。したがって、給電装置２に異物検知部１４を設けることが好ましい。
　さらに、異物検知部１４としてドップラーセンサを用いたが、ドップラーセンサに代えて、赤外線センサや、超音波センサなどを用いてもよい。
　また、本実施形態に係る非接触充電装置に用いられるコイルは、プレート型あるいはソレノイド型のコイルであってもよい。
　本発明の非接触充電装置は、給電装置から受電装置への給電中に電磁場領域近辺で侵入した異物を確実に検知できるようにしたので、例えば人や物が不注意にあるいは誤って近づく可能性がある電気推進車両の受電装置への給電等に有用である。
　２　　　　　　給電装置
　４　　　　　　受電装置
　１４　　　　　異物検知部（検知部），ドップラーセンサ
　１０２　　　　一次コイル
　１０３　　　　二次コイル
　１１１　　　　カバー
　１１２　　　　一次磁心コア
　１１３　　　　二次磁心コア

Claims (6)

  1. 　受電装置に非接触で電力を供給する給電装置を備えた非接触充電装置であって、
    　　前記給電装置は、
    　　　入力された交流電流により磁束を発生する一次コイルと、
    　　　前記一次コイルを覆うカバーと、
    　　　前記カバー周辺に存在する物体の動きを検知する検知部とを備えている
    ことを特徴とする非接触充電装置。
  2. 　前記検知部としてドップラーセンサを用いた
    ことを特徴とする請求項１に記載の非接触充電装置。
  3. 　前記一次コイルを配置する一次磁心コアを設け、
    　前記ドップラーセンサは、前記一次磁心コアよりも低い位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の非接触充電装置。
  4. 　給電装置から非接触で電力供給を受ける受電装置を備えた非接触充電装置であって、
    　前記受電装置は、
    　　前記給電装置に設けられた一次コイルで発生した磁束に応じて起電力を発生する二次コイルと、
    　　前記二次コイルを覆うカバーと、
    　　前記カバー周辺に存在する物体の動きを検知する検知部とを備えている
    ことを特徴とする非接触充電装置。
  5. 　前記検知部としてドップラーセンサを用いた
    ことを特徴とする請求項４に記載の非接触充電装置。
  6. 　前記二次コイルを配置する二次磁心コアを設け、
    　前記ドップラーセンサは、前記二次磁心コアよりも低い位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の非接触充電装置。
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