JP2019022283A - 送電装置及び電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影装置を用いて異物検知及び送電部と受電部との位置合わせを行なう送電装置において、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行する。【解決手段】送電装置１００の制御部１４０は、カメラ１２０により撮影される画像を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを行なう位置合わせ処理、及び、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間に異物が存在するか否かを検知する異物検知処理を実行するように構成される。制御部１４０は、送電が開始される前は、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先して実行する位置合わせ優先モードで作動し、送電の実行中は、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先して実行する異物検知優先モードで作動する。【選択図】図１

Description

本開示は、送電装置及び電力伝送システムに関し、特に、受電装置へ非接触で送電する送電装置及びそれを備える電力伝送システムに関する。

送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムが知られている（たとえば特許文献１〜５参照）。このような電力伝送システムにおいて、特開２０１３−２７１１６号公報（特許文献６）は、給電装置（送電装置）の給電面に存在する異物を検出する技術を開示する。この給電装置は、車両の底面に設けられる投光部から給電装置の給電面に照射される光を給電面から導光する導光部を備える。そして、導光部から導光された光の明暗を異物検出部で検出することにより、給電面に存在する異物が検出される（特許文献６参照）。

特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報 特開２０１３−２７１１６号公報

送電装置に送電部の周囲を撮影可能な撮影装置（カメラ）を備え、その撮影装置を用いて、送電装置と受電装置との間に存在する異物を検出するとともに、受電装置を検出することによって送電部と受電装置の受電部との位置合わせを行なうことが考えられる。

しかしながら、位置合わせの完了前など送電装置上に車両が存在しない場合には、太陽光の影響等により異物の存否に応じた光の明暗を撮影装置で検出することができず、異物の検知精度が低下する可能性がある。また、送電装置に向けて車両がアプローチする上記位置合わせの実行中に異物検知が同時に実行されると、位置合わせ処理及び異物検知処理を実行する制御装置の処理負荷が増大することによって処理速度が低下し、位置合わせに時間がかかったり、位置合わせの精度が低下したりする可能性がある。

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮影装置を用いて異物検知及び送電部と受電部との位置合わせを行なう送電装置及びそれを備える電力伝送システムにおいて、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行することである。

本開示の送電装置は、送電部と、撮影装置と、制御装置とを備える。送電部は、受電装置の受電部へ非接触で送電するように構成される。撮影装置は、送電部の周囲を撮影するように構成される。制御装置は、撮影装置により撮影される画像を用いて、送電部と受電部との位置合わせを行なう位置合わせ処理、及び、送電部と受電部との間に異物が存在するか否かを検知する異物検知処理を実行するように構成される。制御装置は、送電部から受電部への送電が開始される前は、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先して実行する位置合わせ優先モードで作動し、送電部から受電部への送電の実行中は、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先して実行する異物検知優先モードで作動する。

たとえば、位置合わせ優先モードでは、所定時間内における位置合わせ処理の実行回数が異物検知処理の実行回数よりも多くなるように位置合わせ処理及び異物検知処理が実行される。一方、異物検知優先モードでは、所定時間内における異物検知処理の実行回数が位置合わせ処理の実行回数よりも多くなるように位置合わせ処理及び異物検知処理が実行される。

或いは、位置合わせ優先モードでは、所定時間内における位置合わせ処理の実行時間が異物検知処理の実行時間よりも長くなるように位置合わせ処理及び異物検知処理が実行されてもよい。また、異物検知優先モードでは、所定時間内における異物検知処理の実行時間が位置合わせ処理の実行時間よりも長くなるように位置合わせ処理及び異物検知処理が実行されてもよい。

上記の送電装置及びそれを備える電力伝送システムにおいては、送電部から受電部への送電が開始される前は、位置合わせ処理が異物検知処理よりも優先して実行される。これにより、送電部から受電部への送電が開始される前の位置合わせの実行中に位置合わせ処理が異物検知処理によって阻害されるのを抑制し、位置合わせを早期に完了させることができる。また、送電部から受電部への送電が開始される前の位置合わせの実行中は、上述のように異物検知の精度が低下する可能性があり、このタイミングでの積極的な異物検知も抑制される。そして、位置合わせが完了した後、送電部から受電部への送電の実行中は、異物検知処理が位置合わせ処理（位置確認）よりも優先して実行される。これにより、送電中に異物検知処理が位置合わせ処理によって阻害されるのを抑制し、送電中に異物が過熱して装置に悪影響を与えるのを抑制することができる。このように、本開示の送電装置及びそれを備える電力伝送システムによれば、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行することができる。

受電装置が車両に搭載され、制御装置は、送電部から受電部への送電が開始される前の車両の移動中は、位置合わせ優先モードで作動するものとしてもよい。

また、送電装置は、車両と通信する通信装置をさらに備え、制御装置は、送電部から受電部への送電が開始される前であって、通信装置により車両との通信が確立すると、位置合わせ優先モードで作動するものとしてもよい。

これらのような構成とすることにより、送電部から受電部への送電が開始される前において、異物検知が不必要に制限されるのを抑制することができる。

制御装置は、異物検知優先モードにおいて、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先しつつ、異物検知処理と位置合わせ処理とを交互に実行してもよい。

このような構成とすることにより、送電中の異物検知処理への影響を抑えつつ、送電中においても位置合わせ処理（位置確認）を実行することができる。

本開示によれば、撮影装置を用いて異物検知及び送電部と受電部との位置合わせを行なう送電装置及びそれを備える電力伝送システムにおいて、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行することができる。

本開示の実施の形態１に従う送電装置を備える電力伝送システムの全体構成図である。 送電ユニットの構成例を示す分解斜視図である。 受電装置に設けられるマーカーの一例を示した図である。 カメラにより異物を検知する方法を説明する図である。 送電装置の制御部及び車両の車両ＥＣＵにより実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。 位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。 変形例１における位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。 変形例２における位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。 実施の形態２による電力伝送システムの全体構成図である。 送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせに際し、送電ユニットと受電ユニットとの相対位置関係を示した図である。 受電装置の平面図である。 送電装置側の発光体及び受電装置側の発光体の点灯／消灯タイミングを説明するタイミングチャートである。

以下、本開示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、図中同一又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。

［実施の形態１］
図１は、本開示の実施の形態１に従う送電装置を備える電力伝送システムの全体構成図である。図中、矢印Ｄは鉛直方向下方を示し、矢印Ｕは鉛直方向上方を示す。図１を参照して、電力伝送システムは、送電装置１００と、車両２００とを備える。送電装置１００は、送電ユニット１１０と、制御部１４０と、通信装置１５０とを含む。車両２００は、受電装置２１０と、蓄電装置２２０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２３０と、通信装置２４０とを含む。

送電ユニット１１０は、図示しない送電コイルと、カメラ１２０と、発光体１２２とを含む。送電ユニット１１０は、交流電源３００（たとえば商用系統電源）から電力の供給を受ける。そして、送電ユニット１１０は、車両２００の受電ユニット２１２（後述）が送電ユニット１１０に対向するように車両２００の位置合わせが行なわれた状態において、受電ユニット２１２へ磁界を通じて非接触で送電するように構成される。

カメラ１２０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間に介在する異物を検知するセンサであるとともに、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを行なうためのセンサである。異物とは、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間に存在すべきでない物であり、たとえば、飲料缶やお金等の金属片や、動物等が想定される。なお、カメラ１２０を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間に介在する異物だけでなく、送電ユニット１１０の周囲に存在する侵入物を検知することも可能である。

カメラ１２０は、魚眼レンズを備えており、送電ユニット１１０上面の略中央部に設けられている。カメラ１２０は、魚眼レンズを備えることにより、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間の空間とともに、車両２００が送電装置１００に向けてアプローチする際に受電装置２１０を含む広範囲な空間を撮影可能に構成される。このようなカメラ１２０の撮影画像を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間の異物（さらには送電ユニット１１０の周囲の侵入物）を検知することができる。さらに、カメラ１２０の撮影画像からカメラ１２０と受電ユニット２１２との相対位置関係を算出し、算出された相対位置関係に基づいて送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを行なうことができる。

発光体１２２は、制御部１４０によって点灯／消灯が制御される光源であり、送電ユニット１１０上に設けられる。この実施の形態１では、発光体１２２は、送電ユニット１１０の上面において、送電ユニット１１０の外周に沿ってリング状に設けられる。発光体１２２は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、発光体１２２から発せられた光をカメラ１２０で撮影可能なように発光する。発光体１２２は、異物検知処理の実行中に点灯する。また、この実施の形態１では、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせの実行中にも、受電装置２１０に設けられるマーカー（後述）をカメラ１２０で検知可能なように発光体１２２が点灯する。

制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含む（いずれも図示せず）。制御部１４０は、メモリに記憶された情報や各種センサからの情報に基づいて、送電ユニット１１０による受電ユニット２１２への送電を制御する。また、制御部１４０は、カメラ１２０により撮影される画像を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを行なうための位置合わせ処理、及び異物検知処理を実行する。なお、制御部１４０により実行される各種処理については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

通信装置１５０は、車両２００と無線通信するための装置であり、車両２００に設けられる通信装置２４０と双方向に通信可能に構成される。

一方、車両２００において、受電装置２１０は、受電ユニット２１２と、保護部材２１４，２１５とを含む。受電ユニット２１２は、図示しない受電コイルを含み、受電ユニット２１２が送電装置１００の送電ユニット１１０に対向するように車両２００の位置合わせが行なわれた状態において、送電ユニット１１０から磁界を通じて非接触で受電するように構成される。保護部材２１４，２１５は、受電ユニット２１２の車両後方側及び車両前方側にそれぞれ配設され、受電ユニット２１２を路面干渉から保護するためのものである。

受電ユニット２１２によって受電された電力（交流）は、図示しない整流部によって整流され、蓄電装置２２０に蓄えられる。蓄電装置２２０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置２２０は、受電ユニット２１２により受電される電力を蓄える。蓄電装置２２０に蓄えられた電力は、図示しない走行用モータ等へ供給され、車両２００の駆動力の生成等に用いられる。なお、蓄電装置２２０として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。

車両ＥＣＵ２３０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含む（いずれも図示せず）。車両ＥＣＵ２３０は、メモリに記憶された情報や各種センサからの情報に基づいて、車両２００の走行を制御する。また、車両ＥＣＵ２３０は、送電装置１００から車両２００への送電中は、受電ユニット２１２による送電ユニット１１０からの受電及び蓄電装置２２０の充電を制御する。なお、車両ＥＣＵ２３０により実行される各種処理についても、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

通信装置２４０は、送電装置１００と無線通信するための装置であり、送電装置１００に設けられる通信装置１５０と双方向に通信可能に構成される。

図２は、送電ユニット１１０の構成例を示す分解斜視図である。図２を参照して、送電ユニット１１０は、送電コイル４１０と、筐体４３０と、カメラ１２０と、発光体１２２とを含む。

送電コイル４１０は、フェライト製のコア４４０と、コア４４０の周囲に巻回された導線４５０とを含む。なお、巻回された導線４５０をコア４４０上に配設してもよい。また、特に図示しないが、送電ユニット１１０には、送電コイル４１０（導線４５０）に接続されて送電コイル４１０と共振回路を形成するキャパシタが設けられており、共振回路の共振強度を示すＱ値は１００以上であることが好ましい。送電コイル４１０は、筐体４３０内に収容される。筐体４３０は、シールド４３２と、蓋部材４３４とを含む。

カメラ１２０は、蓋部材４３４の略中央部に設けられる。上述のように、カメラ１２０は、魚眼レンズを備えており、送電ユニット１１０の上部空間とともに、送電ユニット１１０の周囲の広範囲な空間を撮影可能に構成される。発光体１２２は、蓋部材４３４の上面において、蓋部材４３４の外周に沿って矩形のリング状に設けられ、リング状の内周方向及び外周方向に向けて光を照射するように構成される。

なお、カメラ１２０によって撮影された画像は、図示しない制御部１４０（図１）へ送信される。また、発光体１２２は、図示しない制御部１４０によって点灯／消灯が制御される。

再び図１を参照して、この実施の形態１では、魚眼レンズを備えるカメラ１２０が送電ユニット１１０上に設けられる。そして、カメラ１２０により撮影される画像を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との間の異物（さらには送電ユニット１１０の周囲の侵入物）が検出されるとともに、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが行なわれる。

ここで、位置合わせの完了前など送電装置１００上に車両２００が存在しない場合には、太陽光の影響等により異物の存否に伴なう光の明暗をカメラ１２０で検出することができず、異物の検知精度が低下する可能性がある。また、送電装置１００に向けて車両２００がアプローチする上記位置合わせの実行中に異物検知が同時に実行されると、位置合わせ処理及び異物検知処理を実行する制御部１４０の処理負荷が増大することによって処理速度が低下し、位置合わせに時間がかかったり、位置合わせの精度が低下したりする可能性がある。

そこで、この実施の形態１に従う送電装置１００においては、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始される前は、位置合わせ処理が異物検知処理よりも優先して実行される。これにより、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始される前の位置合わせの実行中に位置合わせ処理が異物検知処理によって阻害されるのを抑制し、位置合わせを早期に完了させることができる。また、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始される前の位置合わせの実行中は、上述のように異物検知の精度が低下する可能性があり、このタイミングでの積極的な異物検知も抑制される。

そして、この送電装置１００においては、位置合わせが完了した後、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電の実行中は、異物検知処理が位置合わせ処理（位置確認）よりも優先して実行される。これにより、送電中に異物検知処理が位置合わせ処理によって阻害されるのを抑制し、送電中に異物が過熱して送電ユニット１１０等に悪影響を与えるのを抑制することができる。このように、この送電装置１００によれば、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行することができる。

なお、この実施の形態１では、受電装置２１０の下面（受電時に送電装置１００と対向する面）に、カメラ１２０によって受電ユニット２１２の位置を検知するためのマーカーが設けられる。そして、カメラ１２０の撮影画像における当該マーカーの位置から、所定の幾何学的計算によってカメラ１２０と受電ユニット２１２との相対位置関係が算出され、算出された相対位置関係に基づいて送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが行なわれる。

図３は、受電装置２１０に設けられるマーカーの一例を示した図である。図３を参照して、受電装置２１０は、樹脂ケース２５０と、金属ケース２５２と、保護部材２１４，２１５とを含む。樹脂ケース２５０は、送電ユニット１１０（図１，図２）から非接触で受電するための受電コイル（図示せず）を収容する。金属ケース２５２は、フィルタ回路や整流部等の電気機器（図示せず）を収容する。保護部材２１４，２１５は、樹脂ケース２５０及び金属ケース２５２の車両前後方向に配設される。

この例では、樹脂ケース２５０の四隅及び略中央部にそれぞれマーカー２５４，２５６が設けられる。送電ユニット１１０に対する受電ユニット２１２の位置合わせが行なわれる際に、カメラ１２０による撮像が行なわれ、撮像画像からマーカー２５４，２５６が検出される。そして、検出されたマーカー２５４，２５６の大きさ及び位置に基づいて、所定の幾何学的計算により、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対的な位置関係（水平方向及びギャップ）が算出される。

図４は、カメラ１２０により異物を検知する方法を説明する図である。図４を参照して、異物検知の実行時、制御部１４０（図１）は、発光体１２２を点灯させる。送電ユニット１１０上に異物５００が存在する場合には、発光体１２２から発せられた光の一部が異物５００によって遮られる。このため、送電ユニット１１０上に異物が存在しない場合と、送電ユニット１１０上に異物５００が存在する場合とでは、カメラ１２０の撮影画像に差が生じる。これにより、送電ユニット１１０上に異物５００が存在するか否かを検知することができる。

なお、この送電装置１００では、送電ユニット１１０の周囲の侵入物５１０も検知することができる。具体的には、送電ユニット１１０の周囲に侵入物５１０が存在する場合、発光体１２２から発せられた光が侵入物５１０によって反射し、カメラ１２０に到達する。これにより、送電ユニット１１０の周囲に侵入物５１０が存在するか否かも検知することができる。

図５は、送電装置１００の制御部１４０及び車両２００の車両ＥＣＵ２３０により実行される処理の手順の一例を示すフローチャートである。図５を参照して、送電装置１００の制御部１４０は、送電装置１００からの受電を希望する車両２００が送電装置１００へ接近することにより、送電装置１００と車両２００との間で通信装置１５０による無線通信が確立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。

車両２００との無線通信が確立すると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御部１４０は、カメラ１２０を作動させる（ステップＳ２０）。そして、制御部１４０は、カメラ１２０により撮影された画像を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを行なうための位置合わせ処理を開始する（ステップＳ３０）。ここで、制御部１４０は、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先して実行する「位置合わせ優先モード」で作動する（ステップＳ４０）。この実施の形態１では、制御部１４０は、位置合わせ優先モード中は、異物検知処理を非実行とする。

なお、ステップＳ３０の位置合わせ処理において、制御部１４０は、具体的には、カメラ１２０の撮影画像における受電装置２１０のマーカー２５４，２５６の位置から、所定の幾何学的計算によってカメラ１２０と受電ユニット２１２との相対位置関係を算出する。そして、その算出された相対位置関係を用いて、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが行なわれる。なお、制御部１４０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対位置関係の情報、或いはその情報とともにカメラ１２０の撮影画像を、通信装置１５０を通じて車両２００へ送信してもよい。

次いで、制御部１４０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせがＯＫであるか否かを判定する（ステップＳ５０）。たとえば、制御部１４０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との水平方向距離が所定の範囲内に入ると、位置合わせがＯＫであると判定する。

送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせがＯＫであると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、制御部１４０は、位置合わせが完了した旨の通知を通信装置１５０によって車両２００へ送信するとともに、送電ユニット１１０から車両２００の受電ユニット２１２への送電を開始する（ステップＳ６０）。ここで、制御部１４０は、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先して実行する「異物検知優先モード」で作動する（ステップＳ７０）。この実施の形態１では、制御部１４０は、異物検知優先モード中は、位置合わせ処理を非実行とする。

次いで、制御部１４０は、送電ユニット１１０からの送電を終了するか否かを判定する（ステップＳ８０）。制御部１４０は、車両２００から充電完了通知を受けると、送電を終了するものと判定する。そして、ステップＳ８０において送電を終了するものと判定されると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、制御部１４０は、カメラ１２０を停止し（ステップＳ９０）、エンドへと処理を移行する。

一方、車両２００において、車両ＥＣＵ２３０は、送電装置１００との無線通信が確立すると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを開始するか否かを判定する（ステップＳ１２０）。送電装置１００において位置合わせ処理が開始されると、車両ＥＣＵ２３０は、位置合わせを開始するものと判定する。位置合わせが開始されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２３０は、送電装置１００へ向けて車両２００を移動させる（ステップＳ１３０）。なお、車両２００の移動は、ユーザが操作するものであってもよい。

次いで、車両ＥＣＵ２３０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが完了したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。車両ＥＣＵ２３０は、位置合わせが完了した旨の通知を送電装置１００から通信装置２４０によって受信すると、位置合わせが完了したものと判定する。そして、ステップＳ１４０において位置合わせが完了したものと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２３０は、車両２００を停車させる（ステップＳ１５０）。なお、車両２００の停車は、ユーザが操作するものであってもよい。

その後、送電装置１００において車両２００への送電が開始されると、車両ＥＣＵ２３０は、受電ユニット２１２により受電される電力を用いて蓄電装置２２０の充電を実行する（ステップＳ１６０）。

次いで、車両ＥＣＵ２３０は、蓄電装置２２０の充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ１７０）。蓄電装置２２０の充電が完了したか否かは、蓄電装置２２０のＳＯＣ（State Of Charge）に基づいて判定される。そして、蓄電装置２２０の充電が完了したものと判定されると（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２３０は、通信装置２４０を通じて送電装置１００へ充電完了通知を送信した後、エンドへと処理を移行する。

図６は、位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。図６を参照して、時刻ｔ１において送電装置１００と車両２００との間の通信が確立すると、送電装置１００の制御部１４０は、位置合わせ処理を実行（ＯＮ）し、異物検知処理を非実行（ＯＦＦ）とする。すなわち、制御部１４０は、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先して実行する位置合わせ優先モードで作動する。

そして、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが完了し、時刻ｔ２において送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始されると、制御部１４０は、異物検知処理を実行（ＯＮ）し、位置合わせ処理を非実行（ＯＦＦ）とする。すなわち、制御部１４０は、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先して実行する異物検知優先モードで作動する。

以上のように、この実施の形態１においては、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始される前は、位置合わせ処理が異物検知処理よりも優先して実行される（位置合わせ優先モード）。これにより、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせを早期に完了させることができる。また、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始される前の位置合わせの実行中は、異物検知の精度が低下する可能性があり、このタイミングでの積極的な異物検知も抑制される。

そして、この実施の形態１においては、位置合わせが完了した後、送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電の実行中は、異物検知処理が位置合わせ処理（位置確認）よりも優先して実行される（異物検知優先モード）。これにより、送電中に異物が過熱して送電ユニット１１０等に悪影響を与えるのを抑制することができる。このように、この実施の形態１によれば、異物検知及び位置合わせを状況に応じて適切に実行することができる。

［変形例１］
上記の実施の形態１では、異物検知優先モード中は位置合わせ処理が非実行とされたが、異物検知優先モードにおいて、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先しつつ、異物検知処理と位置合わせ処理とを交互に実行してもよい。なお、異物検知優先モード中の位置合わせ処理は、位置合わせの完了後に車両２００が移動していないことを確認するために行なわれる。すなわち、異物検知優先モード中は、送電装置１００から車両２００への送電が行なわれているところ、異物検知優先モード中に位置合わせ処理を実行することにより、送電中に車両２００が移動していないことを確認することができる。異物検知優先モード中に実行される位置合わせ処理の内容は、位置合わせ優先モード中に実行される位置合わせ処理の内容（カメラ１２０による画像を用いた送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対位置確認）と同じである。

図７は、変形例１における位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。図７を参照して、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが完了し、時刻ｔ２において送電ユニット１１０から受電ユニット２１２への送電が開始されると、制御部１４０は、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先しつつ、異物検知処理と位置合わせ処理とを交互に実行する（異物検知優先モード）。

具体的には、異物検知処理及び位置合わせ処理の各々は、所定の制御周期で実行され、制御部１４０は、所定時間Ｔ１における異物検知処理の実行回数が位置合わせ処理の実行回数よりも多くなるように（たとえば、異物検知処理が時間Ｔ１１において複数回実行された後、位置合わせ処理が時間Ｔ１２において１回実行される等）異物検知処理と位置合わせ処理とを実行する。或いは、異物検知優先モードにおいて、制御部１４０は、所定時間Ｔ１における異物検知処理の実行時間が位置合わせ処理の実行時間よりも長くなるように（Ｔ１１＞Ｔ１２）異物検知処理と位置合わせ処理とを実行する。

これにより、送電中（異物検知優先モード）の異物検知処理への影響を抑えつつ、送電中においても送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせ処理（位置確認）を実行することができる。

［変形例２］
上記の実施の形態１及び変形例１では、送電開始前の位置合わせ優先モード中は異物検知処理が非実行とされたが、送電開始前においても、異物の検知精度が低下し得ることを認識したうえで異物検知処理を実行したい場合もあり得る。そこで、この変形例２では、送電開始前の位置合わせ優先モードにおいて、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先しつつ、位置合わせ処理と異物検知処理とが交互に実行される。

図８は、変形例２における位置合わせ処理及び異物検知処理の実行タイミングを説明するタイミングチャートである。図８を参照して、時刻ｔ１において送電装置１００と車両２００との通信が確立すると、制御部１４０は、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先しつつ、位置合わせ処理と異物検知処理とを交互に実行する（位置合わせ優先モード）。

具体的には、異物検知処理及び位置合わせ処理の各々は、所定の制御周期で実行され、制御部１４０は、所定時間Ｔ２における位置合わせ処理の実行回数が異物検知処理の実行回数よりも多くなるように（たとえば、位置合わせ処理が時間Ｔ２１において複数回実行された後、異物検知処理が時間Ｔ２２において１回実行される等）位置合わせ処理と異物検知処理とを実行する。或いは、位置合わせ優先モードにおいて、制御部１４０は、所定時間Ｔ２における位置合わせ処理の実行時間が異物検知処理の実行時間よりも長くなるように（Ｔ２１＞Ｔ２２）位置合わせ処理と異物検知処理とを実行する。

これにより、位置合わせ優先モード中の位置合わせ処理への影響を抑えつつ、送電開始前においても異物検知処理を実行することができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、受電装置２１０の下面に、カメラ１２０によって受電ユニット２１２の位置を検知するためのマーカー２５４，２５６が設けられ（図３）、カメラ１２０の撮影画像におけるマーカー２５４，２５６の位置から、カメラ１２０と受電ユニット２１２との相対位置関係を検知するものとした。

この実施の形態２では、マーカーに代えて受電装置２１０側にも発光体が設けられ、位置合わせ処理の実行中は、受電装置２１０に設けられる発光体が点灯する（送電ユニット１１０の発光体１２２は消灯）。そして、受電装置２１０に設けられる発光体をカメラ１２０により検知することによって、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対位置関係が算出され、算出された相対位置関係に基づいて送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせが行なわれる。マーカーに代えて受電装置２１０側に発光体を設けることにより、カメラ１２０によって受電ユニット２１２の位置を正確に検知することができる。

図９は、実施の形態２による電力伝送システムの全体構成図である。図９を参照して、この実施の形態２は、車両２００の受電装置の構成が実施の形態１と異なる。すなわち、実施の形態２における車両２００は、受電装置２１０Ａを備える。受電装置２１０Ａは、受電ユニット２１２と、保護部材２１４，２１５と、発光体２１６，２１７とを含む。なお、発光体２１６，２１７が設けられるので、図３に示したようなマーカーは設けられていない。

発光体２１６，２１７は、車両ＥＣＵ２３０によって点灯／消灯が制御される光源である。この実施の形態２では、発光体２１６は、受電ユニット２１２と保護部材２１４との間に配設され、発光体２１７は、受電ユニット２１２と保護部材２１５との間に配設される。発光体２１６，２１７は、たとえばＬＥＤであり、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせの実行中に、発光体２１６，２１７から発せられた光を送電装置１００のカメラ１２０で撮影可能なように発光する。

図１０は、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との位置合わせに際し、送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対位置関係を示した図である。図１０を参照して、位置合わせの実行時は、受電装置２１０Ａ側の発光体２１６（２１７）が発光する。カメラ１２０の撮影画像において、画像中心（カメラ１２０の中心）に対する発光体２１６の位置から、所定の幾何学的計算によって、カメラ１２０と発光体２１６（２１７）とのギャップＧ（送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との垂直方向距離）、及びカメラ１２０と受電ユニット２１２との水平方向距離Ｘ（送電ユニット１１０の中心と受電ユニット２１２の中心との水平方向距離）を算出することができる。

図１１は、受電装置２１０Ａの平面図である。図１１を参照して、この実施の形態２では、受電ユニット２１２に対して車両後方側に設けられる発光体２１６と、車両前方側に設けられる発光体２１７との数が異なる。これにより、位置合わせの実行時に送電ユニット１１０と受電ユニット２１２との相対位置関係をカメラ１２０により検知する際に、撮影画像から車両２００の前後方向を認識することができる。

なお、車両２００の後進中（後進中の一時停止を含む）は、受電ユニット２１２に対して車両後方側に設けられる発光体２１６のみが点灯し、車両２００の前進中（前進中の一時停止を含む）は、受電ユニット２１２に対して車両前方側に設けられる発光体２１７のみが点灯するものとするが、車両２００の進行方向に拘わらず発光体２１６，２１７を点灯させてもよい。

図１２は、送電装置１００側の発光体１２２及び受電装置２１０Ａ側の発光体２１６，２１７の点灯／消灯タイミングを説明するタイミングチャートである。なお、図１２において、「第１発光体」は、送電装置１００側の発光体１２２を示し、「第２発光体」は、受電装置２１０Ａ側の発光体２１６，２１７を示す。

図１２を参照して、位置合わせ処理の実行中は、送電装置１００側の発光体１２２（第１発光体）は消灯し、受電装置２１０Ａ側の発光体２１６，２１７（第２発光体）が点灯する。これにより、位置合わせ処理の実行時に、カメラ１２０を用いて受電装置２１０Ａを正確に検知することができる。

一方、異物検知処理の実行中は、送電装置１００側の発光体１２２（第１発光体）が点灯する。これにより、送電ユニット１１０上の異物或いは送電ユニット１１０の周囲の侵入物を検知することができる。なお、受電装置２１０Ａ側の発光体２１６，２１７（第２発光体）は消灯するものとしているが、異物検知処理の実行中も発光体２１６，２１７（第２発光体）を点灯させておいてもよい。

この実施の形態２によれば、マーカーに代えて受電装置２１０Ａに発光体２１６，２１７を設けることにより、カメラ１２０によって受電ユニット２１２の位置を正確に検出することができる。

なお、上記の実施の形態２においても、実施の形態１の変形例１のように、異物検知優先モードにおいて、異物検知処理を位置合わせ処理よりも優先しつつ、異物検知処理と位置合わせ処理とを交互に実行してもよい。また、実施の形態１の変形例２のように、位置合わせ優先モードにおいて、位置合わせ処理を異物検知処理よりも優先しつつ、位置合わせ処理と異物検知処理とを交互に実行してもよい。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明では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及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。

１００ 送電装置、１１０ 送電ユニット、１２０ カメラ、１２２ 第１発光体、１４０ 制御部、１５０，２４０ 通信装置、２００ 車両、２１０，２１０Ａ 受電装置、２１２ 受電ユニット、２１４，２１５ 保護部材、２１６，２１７ 第２発光体、２２０ 蓄電装置、２３０ 車両ＥＣＵ、２５０ 樹脂ケース、２５２ 金属ケース、２５４，２５６ マーカー、３００ 交流電源、４１０ 送電コイル、４３０ 筐体、４３２ シールド、４３４ 蓋部材、４４０ コア、４５０ 導線、５００ 異物、５１０ 侵入物。

Claims (7)

1. 受電装置の受電部へ非接触で送電するように構成された送電部と、
   前記送電部の周囲を撮影するように構成された撮影装置と、
   前記撮影装置により撮影される画像を用いて、前記送電部と前記受電部との位置合わせを行なう位置合わせ処理、及び、前記送電部と前記受電部との間に異物が存在するか否かを検知する異物検知処理を実行するように構成された制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記送電部から前記受電部への送電が開始される前は、前記位置合わせ処理を前記異物検知処理よりも優先して実行する位置合わせ優先モードで作動し、
   前記送電部から前記受電部への送電の実行中は、前記異物検知処理を前記位置合わせ処理よりも優先して実行する異物検知優先モードで作動する、送電装置。
2. 前記位置合わせ優先モードでは、所定時間内における前記位置合わせ処理の実行回数が前記異物検知処理の実行回数よりも多くなるように前記位置合わせ処理及び前記異物検知処理が実行され、
   前記異物検知優先モードでは、所定時間内における前記異物検知処理の実行回数が前記位置合わせ処理の実行回数よりも多くなるように前記位置合わせ処理及び前記異物検知処理が実行される、請求項１に記載の送電装置。
3. 前記位置合わせ優先モードでは、所定時間内における前記位置合わせ処理の実行時間が前記異物検知処理の実行時間よりも長くなるように前記位置合わせ処理及び前記異物検知処理が実行され、
   前記異物検知優先モードでは、所定時間内における前記異物検知処理の実行時間が前記位置合わせ処理の実行時間よりも長くなるように前記位置合わせ処理及び前記異物検知処理が実行される、請求項１に記載の送電装置。
4. 前記受電装置は、車両に搭載され、
   前記制御装置は、前記送電部から前記受電部への送電が開始される前の前記車両の移動中は、前記位置合わせ優先モードで作動する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送電装置。
5. 前記受電装置は、車両に搭載され、
   前記送電装置は、前記車両と通信する通信装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記送電部から前記受電部への送電が開始される前であって、前記通信装置により前記車両との通信が確立すると、前記位置合わせ優先モードで作動する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送電装置。
6. 前記制御装置は、前記異物検知優先モードにおいて、前記異物検知処理を前記位置合わせ処理よりも優先しつつ、前記異物検知処理と前記位置合わせ処理とを交互に実行する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の送電装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の送電装置と、
   前記送電装置から非接触で受電する受電装置とを備える電力伝送システム。

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