JP2019106850A - 非接触受電装置及び非接触送電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明が解決しようとする課題は、早期に異物検出を行うことができる非接触受電装置及び非接触送電装置を提供することである。【解決手段】 一実施形態に係る非接触受電装置は、非接触送電装置から無線により供給された電力を受け取る非接触受電装置であって、受電コイルと、負荷回路と、第１の温度センサと、第２の温度センサと、制御回路とを具備する。制御回路は、第１の温度センサにより検出された温度と第２の温度センサにより検出された温度との温度差の変化を示す傾きを算出し、前記傾きが予め設定された閾値以上である場合、前記非接触送電装置に送電を停止させる為の情報を出力する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、非接触受電装置及び非接触送電装置に関する。

非接触で電力を伝送する非接触電力伝送装置が普及しつつある。非接触電力伝送装置は、電力を供給（送電）する非接触送電装置と、非接触送電装置から供給された電力を受け取る非接触受電装置とを備える。非接触送電装置は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの電磁結合を利用して、非接触受電装置に電力を供給する。非接触送電装置は、送電コイルが設けられた送電台を有し、送電コイルから磁界を発生させることによって、送電台に載置された非接触受電装置に電力を供給する。非接触受電装置は、一般的には二次電池を備え、非接触送電装置から供給された電力を二次電池に蓄える充電処理を行う。

このような非接触電力伝送装置において、非接触送電装置の送電台と非接触受電装置との間に何らかの異物が挿入されることが想定される。例えば異物が金属などの導電体である場合、非接触送電装置から送電台に載置された非接触受電装置に対する電力の供給が行われると、導電体に渦電流が発生して発熱する。そこで、コイルの近傍の温度とコイルから離れた位置の温度との差と、予め設定された閾値とを比較し、異物を検出し、報知する非接触送電装置がある。

異物検出に時間を要した場合、ユーザが非接触送電装置から離れてしまい、ユーザが異物が存在することを認識できない可能性がある。この為、早期に異物検出を行う必要があるという課題がある。

特開２０１１−２２９２６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、早期に異物検出を行うことができる非接触受電装置及び非接触送電装置を提供することである。

一実施形態に係る非接触受電装置は、非接触送電装置から無線により供給された電力を受け取る非接触受電装置であって、受電コイルと、負荷回路と、第１の温度センサと、第２の温度センサと、制御回路とを具備する。制御回路は、第１の温度センサにより検出された温度と第２の温度センサにより検出された温度との温度差の変化を示す傾きを算出し、前記傾きが予め設定された閾値以上である場合、前記非接触送電装置に送電を停止させる為の情報を出力する。

図１は、一実施形態に係る非接触電力伝送装置の構成例について説明する為の図である。 図２は、第１の実施形態に係る非接触送電装置及び非接触受電装置の構成例について説明する為の図である。 図３は、第１の実施形態に係る非接触受電装置の温度センサの配置位置について説明する為の説明図である。 図４は、第１の実施形態に係る非接触送電装置の動作の例について説明する為の図である。 図５は、第１の実施形態に係る非接触受電装置の動作の例について説明する為の図である。 図６は、第１の実施形態に係る非接触受電装置の動作の例について説明する為の図である。 図７は、第１の実施形態に係る非接触受電装置の複数の温度センサの温度差について説明する為の説明図である。 図８は、第１の実施形態に係る非接触受電装置の複数の温度センサの温度差の傾きについて説明する為の説明図である。 図９は、第２の実施形態に係る非接触送電装置及び非接触受電装置の構成例について説明する為の図である。 図１０は、第２の実施形態に係る非接触送電装置の温度センサの配置位置について説明する為の説明図である。 図１１は、第２の実施形態に係る非接触送電装置の動作の例について説明する為の図である。 図１２は、第３の実施形態に係る非接触送電装置の動作の例について説明する為の図である。 図１３は、第３の実施形態に係る非接触送電装置の複数の温度センサの温度差について説明する為の説明図である。 図１４は、第３の実施形態に係る非接触受送電装置の複数の温度センサの温度差の傾きについて説明する為の説明図である。 図１５は、第２の実施形態に係る非接触送電装置及び非接触受電装置の他の構成例について説明する為の図である。

以下、一実施形態に係る非接触送電装置、非接触受電装置、非接触電力伝送装置について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る非接触電力伝送装置１の構成例を示す説明図である。

非接触電力伝送装置１は、電力を供給（送電）する非接触送電装置２と、非接触送電装置２から供給された電力を受け取る非接触受電装置３とを備える。

非接触送電装置２は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの磁界結合を利用して、非接触受電装置３に電力を供給する。すなわち、非接触送電装置２は、非接触受電装置３と電気的に接続されていない状態（非接触状態）で、非接触受電装置３に電力を供給する。図１に示されるように、非接触送電装置２は、送電台１１、表示部１２、及び送電コイル１３を備える。

送電台１１は、非接触送電装置２の筐体の一部が平板状に形成された部分であって、筺体内部に送電コイル１３が設けられたものである。

表示部１２は、非接触送電装置２の状態を示すインジケータ（例えばＬＥＤまたはディスプレイ等）である。

送電コイル１３は、交流電力によって磁界を発生させる送電回路と接続されている。送電コイル１３は送電台１１の非接触受電装置３が置かれる面（載置面）と平行に配設されて構成される。

非接触受電装置３は、非接触送電装置２から送電された電力を受電する装置である。非接触受電装置３は、例えばスマートフォン、タブレットＰＣなどの携帯情報端末として構成される。また、非接触受電装置３は、スマートフォン、タブレットＰＣなどの携帯情報端末の電源端子に接続され、非接触送電装置２から送電された電力を携帯情報端末に供給する構成であってもよい。また、図１に示されるように、非接触受電装置３は、受電コイル２１、表示部２２、及び二次電池２３を備える。

受電コイル２１は、磁界の変化に基づいて電流を発生させる素子であって、非接触受電装置３の筐体のいずれかの面と平行に配設されて構成される。受電コイル２１は、絶縁された電線が巻かれた巻線構造として構成されていてもよいし、プリント基板上にコイルパターンが形成されて構成されていてもよい。非接触受電装置３の筐体の受電コイル２１が設けられた面が送電台１１の載置面に向けられた状態で、非接触受電装置３が送電台１１上に載置された場合、受電コイル２１は、非接触送電装置２の送電コイル１３と電磁結合する。

二次電池２３は、受電コイル２１に発生した電力で充電されるとともに、非接触受電装置３の各部に電力を供給する電池である。

表示部２２は、種々の情報を表示する表示装置である。

非接触送電装置２は、送電コイル１３に交流電力（送電電力）を供給することによって、送電コイル１３から磁界を発生させる。非接触送電装置２は、送電コイル１３から磁界を発生させることによって、送電コイル１３と電磁結合された受電コイル２１を介して非接触受電装置３に電力を供給する。

非接触受電装置３の受電コイル２１は、非接触送電装置２の送電コイル１３から出力された磁界によって、誘導電流を発生させる。非接触受電装置３は、受電コイル２１に生じた電力を二次電池２３に蓄える充電処理を行う。

なお、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間における電力伝送は、送電コイル１３の中心Ｃ１と、受電コイル２１の中心Ｃ２とのずれ（位置ずれ）の大きさに応じて効率が低下する。また、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が挿入される場合がある。異物が、例えば金属などの導電体である場合、非接触送電装置２から送電された電力が異物に吸収される為、異物が発熱すると同時に、電力伝送の効率が低下する。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係る非接触電力伝送装置１の非接触送電装置２及び非接触受電装置３の構成例について説明する為の説明図である。

まず非接触送電装置２について説明する。
非接触送電装置２には、商用電源からＡＣアダプタ４などの直流電源を介して直流電力が供給される。非接触送電装置２は、直流電源により、非接触受電装置３に対して電力を供給する送電状態と、非接触受電装置３に対して電力を供給しない待機状態とのいずれかで動作する。

非接触送電装置２は、電源回路１４、送電回路１５、送電コイル１３、表示部１２、無線通信回路１６、及び制御回路１７などを備える。
電源回路１４は、外部の直流電源の電圧を各回路の動作に適した電圧に変換する。これにより、電源回路１４は、送電回路１５に送電を行わせる為の電力を生成し、送電回路１５に供給する。また、電源回路１４は、制御回路１７を動作させる為の電力を生成し、制御回路１７に供給する。

送電回路１５は、制御回路１７の制御に基づき、電源回路１４から供給される直流電力をスイッチングすることにより、交流電力（送電電力）を生成する。送電回路１５は、交流電力を送電コイル１３に供給することにより、送電コイル１３に磁界を発生させる。

送電コイル１３は、図示されない共振用のコンデンサと直列あるいは並列接続されることにより、共振回路（送電共振回路）を構成するようにしてもよい。送電コイル１３は、送電回路１５から供給された電力によって磁界を発生させる。

表示部１２は、非接触送電装置２の状態を示すインジケータである。表示部１２は、制御回路１７の制御に応じて表示を切り替える。例えば、表示部１２は、非接触送電装置２の動作状態に応じて表示色を切り替える。また、例えば、表示部１２は、異物検出処理の結果に応じて表示色を切り替えてもよい。あるいは、表示部１２は、動作状態をメッセージで表示するようにしてもよい。

無線通信回路１６は、非接触受電装置３と無線通信を行う為のインターフェースである。無線通信回路１６は、電力伝送の周波数とは異なる周波数で無線通信を行う回路である。無線通信回路１６は、例えば、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ、９２０ＭＨｚ帯を使用する近距離無線通信装置、赤外線を利用した通信装置などである。具体的には、無線通信回路１６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの規格に従って非接触受電装置３と無線通信を行う回路である。なお、無線通信回路１６は、電力伝送の搬送波を負荷変調して非接触受電装置３と通信を行う為の信号処理を行う回路であってもよい。

制御回路１７は、送電回路１５、表示部１２、及び無線通信回路１６の動作をそれぞれ制御する。制御回路１７は、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、演算処理を実行する。プロセッサは、例えば、メモリに記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。なお、制御回路１７は、マイコン、及び／または発振回路などにより構成されていてもよい。

例えば、制御回路１７は、非接触送電装置２の状態に応じて表示部１２の表示を切り替える。また例えば、制御回路１７は、無線通信回路１６を介した非接触受電装置３との通信を制御する。

また例えば、制御回路１７は、送電回路１５から出力する交流電力の周波数の制御、及び送電回路１５の動作のオンオフを制御する。例えば、制御回路１７は、送電回路１５を制御することにより、送電コイル１３に磁界を発生させる状態（送電状態）と、送電コイル１３に磁界を発生させない状態（待機状態）とを切り替える。また、制御回路１７は、送電コイル１３に間欠的に磁界を発生させて、非接触受電装置３が非接触送電装置２に載置された状態を検出する制御や、通常の送電状態よりも小さい磁界を発生させる制御を行うようにしてもよい。

制御回路１７は、電力伝送に電磁誘導方式を利用する場合、１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ程度の交流電力を送電コイル１３に供給するように送電回路１５を制御する。また、制御回路１７は、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、６．７８ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚ等のＭＨｚ帯の交流電力を送電コイル１３に供給する。また、送電回路１５から送電コイル１３に供給する交流電力の周波数は、上記のものに限定されず、非接触受電装置３の仕様に応じて変更されてもよい。

次に、非接触受電装置３について説明する。
非接触受電装置３は、受電コイル２１、受電回路２４、充電回路２５、二次電池２３、表示部２２、無線通信回路２６、第１の温度センサ２７、第２の温度センサ２８、及び制御回路２９を備える。なお、非接触受電装置３は、充電回路２５及び二次電池２３の代わりに、負荷に電力を供給する為の出力端子を備える構成であってもよい。

受電コイル２１は、図示されないコンデンサと直列あるいは並列接続されることにより、共振回路（受電共振回路）を構成する。受電コイル２１は、非接触受電装置３が非接触送電装置２の送電台１１に載置された場合、非接触送電装置２の送電コイル１３と電磁結合する。受電コイル２１は、非接触送電装置２の送電コイル１３から出力された磁界によって、誘導電流を発生させる。即ち、受電コイル２１と図示されないコンデンサとから構成される受電共振回路は、受電共振回路に接続された受電回路２４に交流電力（受電電力）を供給する交流電源として機能する。

例えば、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、受電共振回路の自己共振周波数が、非接触送電装置２が送電する周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成されることが望ましい。これにより、受電コイル２１と送電コイル１３とが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。

受電回路２４は、受電共振回路から供給される受電電力を整流し、直流に変換する。受電回路２４は、例えば複数のダイオードにより構成された整流ブリッジを備える。整流ブリッジの一対の入力端子は、受電共振回路に接続されている。受電回路２４は、受電共振回路から供給された受電電力を全波整流することにより、直流電力を一対の出力端子から出力する。受電回路２４の一対の出力端子には、充電回路２５が接続されている。受電回路２４は、直流電力を充電回路２５に供給する。

充電回路２５は、受電回路２４から供給される直流電力を、充電処理に用いられる直流電力（充電電力）に変換する。即ち、充電回路２５は、受電回路２４から出力された受電電力により二次電池２３を充電する為の充電電力を出力する。例えば、充電回路２５は、二次電池２３を充電する場合、所定の電流値や電圧値の電力を二次電池２３に供給する。

二次電池２３は、充電回路２５により生成された充電電力により充電され、また、非接触受電装置３の種々の構成の動作に用いられる。

例えば、二次電池２３は、非接触受電装置３の種々の処理を実行する制御回路２９に電力を供給する。また、二次電池２３は、表示部２２、無線通信回路２６、図示されないカメラ、及びスピーカなどが接続されている。

表示部２２は、種々の情報を表示する表示装置である。表示部２２は、制御回路２９または図示されないグラフィックコントローラの制御により画面を表示する。

無線通信回路２６は、非接触送電装置２と無線通信を行う為のインターフェースである。無線通信回路２６は、電力伝送の周波数とは異なる周波数で無線通信を行う回路である。無線通信回路２６は、例えば、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ、９２０ＭＨｚ帯を使用する近距離無線通信装置、赤外線を利用した通信装置などである。具体的には、無線通信回路２６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの規格に従って非接触送電装置２と無線通信を行う回路である。なお、無線通信回路２６は、電力伝送の搬送波を負荷変調して非接触送電装置２と通信を行う為の信号処理を行う回路であってもよい。

第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８は、それぞれ温度を検出するセンサである。第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８は、それぞれ検出した温度を示す検出信号を制御回路２９に供給する。

図３は、第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８の設置位置の例について説明する為の説明図である。図３に示されるように、第１の温度センサ２７は、受電コイル２１の中心Ｃ２の近傍の温度を検出する。中心Ｃ２の近傍は、受電コイル２１が受ける磁界が強い（磁束密度が高い）位置である。このように第１の温度センサ２７が磁束密度の高い位置の温度を検出するように構成されることにより、異物による温度の変化を検出しやすくなる。

また、第２の温度センサ２８は、受電コイル２１の中心Ｃ２から離れた位置、例えば受電コイル２１よりも外側の位置の温度を検出する。中心Ｃ２から離れた位置は、受電コイル２１が受ける磁界が弱い（磁束密度が低い）か、または磁界の影響を受けにくい位置である。このように第２の温度センサ２８が磁束密度の低い位置の温度を検出するように構成されることにより、異物による温度の変化を第１の温度センサ２７よりも検出しにくくなる。

上記のように、受電コイル２１の中心Ｃ２に対して、第１の温度センサ２７は近く、第２の温度センサ２８は遠い位置に配置される。即ち、第１の温度センサ２７は、第２の温度センサ２８よりも受電コイル２１の中心Ｃ２に近い位置の温度を検出する。このように第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８の温度を検出する位置が設定されることにより、異物による温度の変化の検出結果が第１の温度センサ２７と第２の温度センサ２８とで差が出る。

制御回路２９は、受電回路２４、充電回路２５、表示部２２、及び無線通信回路１６の動作をそれぞれ制御する。制御回路２９は、プロセッサとメモリとを備える。プロセッサは、演算処理を実行する。プロセッサは、例えば、メモリに記憶されているプログラム及びプログラムで用いられるデータに基づいて種々の処理を行う。メモリは、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する。

例えば、制御回路２９は、表示部２２に種々の情報を表示させる。また例えば、制御回路２９は、無線通信回路２６を介した非接触送電装置２との通信を制御する。

制御回路２９は、充電回路２５の動作を制御する。例えば、制御回路２９は、充電回路２５を制御することにより、二次電池２３を充電する（充電処理を行う）状態と、充電処理を行わない状態とを切り替える。

次に、上記の構成の非接触送電装置２の動作について説明する。
図４は、非接触送電装置２の動作の例について説明する為のフローチャートである。
非接触送電装置２は、起動されると、待機状態で動作する（ＡＣＴ１１）。このとき、制御回路１７は、一定時間ごとに送電回路１５が動作するように制御する。これにより、送電回路１５は、間欠的に送電コイル１３に送電電力を供給する。

制御回路１７は、間欠的に送電を行いつつ、載置検出処理を行う（ＡＣＴ１２）。載置検出処理は、送電台１１に電力の供給対象である非接触受電装置３が載置されたか否かを判断する処理である。非接触送電装置２の制御回路１７は、送電回路１５から送電コイル１３に供給される電流を検出する図示されない電流検出回路の検出結果に基づいて、送電台１１に電力の供給対象である非接触受電装置３が載置されたか否かを判断する。もしくは、制御回路１７は、電源回路１４から送電回路１５に供給される電流を検出する図示されない電流検出回路の検出結果に基づいて、送電台１１に電力の供給対象である非接触受電装置３が載置されたか否かを判断する。

例えば、制御回路１７は、待機状態において、間欠的に送電回路１５から送電コイル１３に送電電力を供給させる。制御回路１７は、送電回路１５から送電コイル１３に送電電力を供給している間において、電流検出回路の検出結果が増加した場合、非接触受電装置３が送電台１１に載置されたと判断する。

制御回路１７は、送電台１１に非接触受電装置３が載置されたと判断した場合、認証処理を行う（ＡＣＴ１３）。認証処理は、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間において、電力の伝送を行う相手の機器が正しい機器であるか否かを判断する処理である。非接触送電装置２と、非接触受電装置３とは、互いに所定の情報を送受信することにより、認証処理を行う。

例えば、認証処理は、送電台１１に載置された非接触受電装置３が正しい機器であるかどうかを非接触送電装置２が判断する処理である。例えば、非接触送電装置２の制御回路１７は、無線通信回路１６を介して非接触受電装置３から認証情報を取得する。認証情報は、非接触受電装置３の識別情報、型番、対応している電力伝送の方式、対応している周波数などを示す情報である。制御回路１７は、取得した認証情報と、メモリに記録されている情報とを比較することにより、送電台１１に載置された非接触受電装置３が、非接触送電装置２により電力を供給することができる正しい機器であるかどうかを判断する。認証情報は、非接触送電装置２または非接触受電装置３の識別情報のみでも構わないし、その他の情報であってもよい。

なお、認証処理は、自身が載置された送電台１１を有する非接触送電装置２が正しい機器であるかどうかを非接触受電装置３が判断する処理であってもよい。この場合、非接触受電装置３の制御回路２９は、無線通信回路２６を介して非接触送電装置２から認証情報を取得する。認証情報は、非接触送電装置２の識別情報、型番、対応している電力伝送の方式、対応している周波数などを示す情報である。制御回路２９は、取得した認証情報と、メモリに記録されている情報とを比較することにより、非接触送電装置２が、自身に対応した正しい機器であるかどうかを判断する。

制御回路１７は、認証処理の結果が正常であるか否か（認証結果がＯＫであるか否か）を判断する（ＡＣＴ１４）。制御回路１７は、認証処理が正常に行われていない（認証結果がＮＧである）と判断した場合（ＡＣＴ１４、ＮＯ）、ＡＣＴ１１の処理に移行する。

制御回路１７は、認証処理が正常に行われたと判断した場合（ＡＣＴ１４、ＹＥＳ）、送電回路１５から送電コイル１３に送電電力を供給することにより、非接触受電装置３に対する送電を開始する（ＡＣＴ１５）。

制御回路１７は、非接触受電装置３に対する送電を停止するか否か判断する（ＡＣＴ１６）。例えば、制御回路１７は、送電回路１５から送電コイル１３に供給される電流の値に基づき、送電中に送電台１１から非接触受電装置３が取り除かれたか否かを逐次判断する。制御回路１７は、送電台１１から非接触受電装置３が取り除かれたと判断した場合、送電を停止すると判断する。また、制御回路１７は、送電を停止することを指示する情報が非接触受電装置３から供給された場合、送電を停止すると判断する。

制御回路１７は、非接触受電装置３に対する送電を停止しないと判断した場合（ＡＣＴ１６、ＮＯ）、ＡＣＴ１５の処理に移行し、送電を継続する。

また、制御回路１７は、非接触受電装置３に対する送電を停止すると判断した場合（ＡＣＴ１６、ＹＥＳ）、非接触受電装置３に対する送電を停止し（ＡＣＴ１７）、処理を終了する。

なお、制御回路１７は、送電を停止した後に、送電を再開することを指示する情報が非接触受電装置３から供給された場合、送電回路１５を動作させ、送電を再開する。

次に、上記の構成の非接触受電装置３の動作について説明する。
図５は、非接触受電装置３の動作の例について説明する為のフローチャートである。

非接触受電装置３は、非接触送電装置２の送電台１１に載置されると、非接触送電装置２から供給される電力によって起動する（ＡＣＴ２１）。

非接触受電装置３の制御回路２９は、起動すると、充電回路２５を制御することにより、受電回路２４から充電回路２５に供給される直流電力を、充電処理に用いられる充電電力に変換させ、二次電池２３に充電電力を供給させる充電処理を実行する（ＡＣＴ２２）。

また、制御回路２９は、第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８からそれぞれ検出値を取得し、取得した検出値に基づいて、異物検出処理を行い（ＡＣＴ２３）、異物の有無を判断する（ＡＣＴ２４）。異物検出処理は、非接触受電装置３と非接触送電装置２との間に異物が挿入されているか否かを判断する処理である。異物検出処理については後述する。

制御回路２９は、異物検出処理において異物が無いと判断した場合（ＡＣＴ２４、ＮＯ）、二次電池２３に充電電力を供給する充電処理を実行する（ＡＣＴ２５）。即ち、制御回路２９は、二次電池２３を充電する充電処理を継続させる。

制御回路２９は、充電処理を終了するか否か判断する（ＡＣＴ２６）。例えば、制御回路２９は、二次電池２３の充電状態を監視し、二次電池２３が十分に充電されたか否か判断する。制御回路２９は、二次電池２３が十分に充電されたと判断した場合、充電処理を終了すると判断する。

制御回路２９は、充電処理を終了しないと判断した場合（ＡＣＴ２６、ＮＯ）、ＡＣＴ２３の処理に移行し、再度異物検出処理を行う。異物が検出されなかった場合、充電処理が継続される。

また、制御回路２９は、充電処理を終了すると判断した場合（ＡＣＴ２６、ＹＥＳ）、充電処理を終了し（ＡＣＴ２７）、図５の処理を終了する。

また、制御回路２９は、ＡＣＴ２４で異物が有ると判断した場合（ＡＣＴ２４、ＹＥＳ）、無線通信回路２６を介して、非接触送電装置２に対して、送電を停止することを指示する情報や異物を検出したという情報を送信し（ＡＣＴ２８）、ＡＣＴ２７の処理に移行し、充電処理を終了する。非接触送電装置２は、ＡＣＴ２８で送信された送電を停止することを指示する情報を受信した場合、送電を停止する。ここで、ＡＣＴ２７の処理に移行する前に、制御回路２９が動作するための電源供給が直ちに停止した場合には、ＡＣＴ２７の処理を行わずに制御回路２９は動作を停止する。

これにより、非接触送電装置２は、非接触受電装置３に対して電力を供給する送電状態から、非接触受電装置３に対して電力を供給しない待機状態に切り替わる。また、二次電池２３の残量があり、非接触受電装置３が非接触送電装置２からの電力を受けなくても動作可能な場合、制御回路２９は、異物が存在することを表示部２２に表示させる。またさらに、非接触送電装置２の制御回路１７は、異物が存在することを非接触送電装置２の表示部１２に表示するようにしてもよい。

次に、非接触受電装置３において行われる異物検出処理について説明する。
非接触受電装置３の制御回路２９は、第１の温度センサ２７の温度の検出結果、及び第２の温度センサ２８の温度の検出結果に基づいて、異物の有無を検出する異物検出処理を行う。異物検出処理は、送電台１１と非接触受電装置３との間に、電力の供給対象ではない何らかの導電体を備える物体（異物）が存在するか否かを判断する処理である。異物は、例えば、クリップなどのように導電体が剥き出しになったものであってもよいし、非接触ＩＣカードなどのように樹脂などの筐体に導電体が収容されたものであってもよい。

非接触送電装置２から非接触受電装置３への送電が開始されると、送電回路１５、送電コイル１３、受電コイル２１、及び受電回路２４などの各部品が発熱する。非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在しないとすると、磁束密度が高い送電コイル１３の中央Ｃ１の温度、及び受電コイル２１の中央Ｃ２の温度が、他の位置の温度に比べて高くなる。特に、送電コイル１３の中央Ｃ１の温度は、磁束密度の低い送電コイル１３の周囲の温度に比べて高くなり、受電コイル２１の中央Ｃ２の温度は、磁束密度の低い受電コイル２１の周囲の温度に比べて高くなる。即ち、送電コイル１３の中央Ｃ１及び受電コイル２１の中央Ｃ２に近い位置と、送電コイル１３の中央Ｃ１及び受電コイル２１の中央Ｃ２から遠い位置とで、温度差が生じる。

さらに、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に金属等の異物が存在する場合、送電コイル１３から出力された電力の一部が異物に吸収される。異物に吸収された電力は、異物内に渦電流を生じさせる。これにより、異物に熱が発生する。例えば、送電台１１上に金属等の異物が存在する場合、異物が存在する位置と、他の位置とで温度に差が生じることが推測される。

上記の理由により、温度を検出する位置の違いに起因する温度差に、異物の有無に起因する温度差が加わる。即ち、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在する場合、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在しない場合に比べて、異なる位置に設けられた温度センサにより検出される温度の差が大きくなる。この為、制御回路２９は、異なる位置に設置された第１の温度センサ２７により検出された温度と、第２の温度センサ２８により検出された温度との差（温度差）に基づいて、異物の有無を判断する。

図６は、非接触受電装置３における異物検出処理の例について説明する為のフローチャートである。

非接触受電装置３の制御回路２９は、第１の温度センサ２７から温度Ｔ１を取得する（ＡＣＴ３１）。上記したように、第１の温度センサ２７は、受電コイル２１の中心Ｃ２の近傍の温度を示す検出信号を制御回路２９に供給する。制御回路２９は、第１の温度センサ２７から供給された検出信号をＡ／Ｄ変換して、温度を示す値である温度Ｔ１を取得する。

非接触受電装置３の制御回路２９は、第２の温度センサ２８から温度Ｔ２を取得する（ＡＣＴ３２）。上記したように、第２の温度センサ２８は、受電コイル２１の中心Ｃ２から離れた位置の温度を示す検出信号を制御回路２９に供給する。制御回路２９は、第２の温度センサ２８から供給された検出信号をＡ／Ｄ変換して、温度を示す値である温度Ｔ２を取得する。

制御回路２９は、温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差Ｇを算出する（ＡＣＴ３３）。制御回路２９は、温度Ｔ１と温度Ｔ２とで高い方から低い方の値を減算することにより温度差Ｇを算出する。即ち、制御回路２９は、温度Ｔ１−温度Ｔ２の絶対値を温度差Ｇ（Ｇ＝｜Ｔ１−Ｔ２｜）として算出する。

制御回路２９は、温度差Ｇの時間に応じた変化に基づいて、温度差の傾きＳを算出する（ＡＣＴ３４）。例えば、制御回路２９は、メモリに所定時間毎に算出した温度差Ｇを記憶する。制御回路２９は、記憶された温度差Ｇに基づいて、所定の時間間隔における温度差Ｇの変化量を温度差の傾きＳとして算出する。

制御回路２９は、算出した温度差の傾きＳと、予め設定された閾値（第１の検出用閾値）Ｔｈ１とを比較する（ＡＣＴ３５）。第１の検出用閾値Ｔｈ１は、例えば制御回路２９のメモリに記憶される。第１の検出用閾値Ｔｈ１は、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在する場合に推定される温度差の傾きＳの最大値（傾きＳ１と称する）よりも低く、且つ非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在しない場合に推定される温度差の傾きＳの最大値（傾きＳ２と称する）よりも高い値である。

第１の検出用閾値Ｔｈ１は、電力を送電する非接触送電装置２の種類ごとに記憶されていてもよい。この場合、制御回路２９は、上記の認証処理において非接触送電装置２の種類を認識し、認識した種類に対応した第１の検出用閾値Ｔｈ１をメモリから読み出し、温度差の傾きＳとの比較に用いる。

また、非接触受電装置３が、通常の充電処理よりも処理負荷が高い急速充電処理などの処理を行うことができる構成である場合、さらに充電処理の種類ごとに第１の検出用閾値Ｔｈ１が記憶されていてもよい。この場合、制御回路２９は、充電処理の種類に対応した第１の検出用閾値Ｔｈ１をメモリから読み出し、温度差の傾きＳとの比較に用いる。

制御回路２９は、算出した温度差の傾きＳが第１の検出用閾値Ｔｈ１未満である場合（ＡＣＴ３５、ＮＯ）、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在しないと判断し（ＡＣＴ３６）、異物検出処理を終了する。この場合、図５に示されるように、制御回路２９は、充電処理を継続する。なお、制御回路２９による異物が存在しないとの判断は必須ではなく、ＡＣＴ３５の判断結果に基づき充電処理を継続してもよい。

また、制御回路２９は、算出した温度差の傾きＳが第１の検出用閾値Ｔｈ１以上である場合（ＡＣＴ３５、ＹＥＳ）、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在すると判断し（ＡＣＴ３７）、異物検出処理を終了する。この場合、図５に示されるように、制御回路２９は、充電処理を停止し、非接触送電装置２に送電を停止させる為の情報を出力する。なお、制御回路２９による異物が存在するとの判断は必須ではなく、ＡＣＴ３５の判断結果に基づき充電処理を停止し、非接触送電装置２に送電を停止させる為の情報を出力するようにしてもよい。

次に、上記のように異物検出処理を行った場合の温度差Ｇの変化について説明する。
図７は、充電が開始された後の温度差Ｇの変化について説明する為の説明図である。図７の縦軸は、温度差Ｇを示し、横軸は、時間を示す。

図８は、充電が開始された後の温度差の傾きＳの変化について説明する為の説明図である。図８の縦軸は、温度差の傾きＳを示し、横軸は、時間を示す。

なお、タイミングｔ０では、非接触送電装置２から非接触受電装置３への送電が開始されておらず、タイミングｔ１で、非接触送電装置２から非接触受電装置３への送電が開始されると仮定する。

図７の第１のグラフ３１は、異物が存在しない場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第１のグラフ３１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第１のグラフ３１は、タイミングｔ１以降、温度差Ｇが増加していることを示す。

図８の第１のグラフ４１は、異物が存在しない場合の温度差の傾きＳの変化を示すグラフである。第１のグラフ４１は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第１のグラフ４１は、タイミングｔ１以降、温度差の傾きＳが傾きＳ２まで増加し、その後温度差の傾きＳが徐々に減少していることを示す。即ち、第１のグラフ３１及び第１のグラフ４１は、異物が存在しない場合、送電が開始されたタイミングから温度差が増加し、時間が経過するにつれて、温度が飽和に近づき、温度差の増加の割合が小さくなることを示す。

図７の第２のグラフ３２は、金属などの異物が存在し、且つ異物検出処理を行わない場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第２のグラフ３２は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第２のグラフ３２は、タイミングｔ１以降、温度差Ｇが増加していることを示す。

図８の第２のグラフ４２は、異物が存在し、且つ異物検出処理を行わない場合の温度差の傾きＳの変化を示すグラフである。第２のグラフ４２は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第２のグラフ４２は、タイミングｔ１以降、温度差の傾きＳが傾きＳ１まで増加し、その後温度差の傾きＳが徐々に減少していることを示す。

第２のグラフ３２及び第２のグラフ４２は、異物が存在する場合、送電が開始されたタイミングから急激に温度差が増加し、時間が経過するにつれて、温度が飽和に近づき、温度差の増加の割合が小さくなることを示す。また、第２のグラフ３２及び第２のグラフ４２は、異物が存在しない場合に比べて、温度差Ｇ及び傾きＳがより大きいことを示す。

図７の第３のグラフ３３は、異物が存在し、且つ異物検出処理を行う場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第３のグラフ３３は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第３のグラフ３３は、タイミングｔ１からタイミングｔ２に亘って温度差Ｇが増加し、タイミングｔ２からタイミングｔ４に亘って温度差Ｇが低下し、タイミングｔ４以降、再度温度差Ｇが増加していることを示す。

図８の第３のグラフ４３は、異物が存在し、且つ異物検出処理を行う場合の温度差の傾きの変化を示すグラフである。第３のグラフ４３は、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第３のグラフ４３は、タイミングｔ１からタイミングｔ２に亘って温度差の傾きＳが増加し、タイミングｔ２において温度差の傾きＳが第１の検出用閾値Ｔｈ１以上になったことを示す。この場合、制御回路２９は、異物が存在すると判断し、非接触送電装置２の送電を停止させる為の情報を出力する。また同時に、充電回路２５の動作も停止させる。第３のグラフ４３は、送電が停止されたタイミングｔ２の直後から傾きＳが正の値から負の値に変化することを示す。また、第３のグラフ４３は、タイミングｔ３からタイミングｔ４に亘り、傾きＳが負の値から徐々に０に戻ることを示す。さらに、異物が取り除かれ、タイミングｔ４で非接触受電装置３からの送電が再開されるとする。この為、第３のグラフ４３は、タイミングｔ４からタイミングｔ５に亘って傾きＳが増加し、タイミングｔ５以降、傾きＳが徐々に減少していることを示す。

第３のグラフ３３及び第３のグラフ４３は、異物が存在し、傾きＳが第１の検出用閾値Ｔｈ１以上になったタイミングで送電が停止され、温度差Ｇが戻った際に、送電が再開されることを示す。また、第３のグラフ３３及び第３のグラフ４３は、送電が停止されてから送電が再開されるまでの間に異物が取り除かれ、送電再開後の傾きＳが、異物がない時と同様に緩やかになることを示す。

なお、上記の例では、タイミングｔ４において、第３のグラフ３３の温度差Ｇが０に戻ると説明したが、この構成に限定されない。送電が再開されるタイミングｔ４において、温度差Ｇは、残っていてもよい。第３のグラフ３３の温度差Ｇが０に戻るまでの時間は、各温度センサの周辺の空間及び構造の材質などにより変化する。例えば、タイミングｔ２からタイミングｔ４の時間が短い（例えば数十秒〜数分程度である）場合、第３のグラフ３３の温度差Ｇは、０まで低下しない。

上記したように、非接触受電装置３は、受電コイル２１の中心Ｃ２に近い位置に設けられた第１の温度センサ２７と、受電コイル２１の中心Ｃ２から離れた位置に設けられた第２の温度センサ２８と、を有する。非接触受電装置３の制御回路２９は、第１の温度センサ２７が検出した温度Ｔ１と、第２の温度センサ２８が検出した温度Ｔ２との温度差Ｇを算出し、温度差Ｇの変化の割合を示す傾きＳを算出する。制御回路２９は、傾きＳが予め設定された第１の検出用閾値Ｔｈ１以上になった場合に、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在すると判断し、非接触送電装置２による送電を停止させる為の情報を出力する。傾きＳは、温度差Ｇに比べて急激に変化し、短時間で最大値に到達する。この為、制御回路２９は、温度差Ｇに応じて異物を検出する構成に比べて、より早く異物が存在するか否かを判断することができる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る非接触電力伝送装置１Ａの非接触送電装置２Ａ及び非接触受電装置３Ａの構成例について説明する為の説明図である。なお、第２の実施形態は、非接触受電装置３Ａではなく非接触送電装置２Ａが異物検出処理を行う点が第１の実施形態と異なる。

非接触送電装置２Ａは、電源回路１４、送電回路１５、送電コイル１３、表示部１２、無線通信回路１６、第１の温度センサ１８Ａ、第２の温度センサ１９Ａ、及び制御回路１７Ａなどを備える。

第１の温度センサ１８Ａ及び第２の温度センサ１９Ａは、それぞれ温度を検出するセンサである。第１の温度センサ１８Ａ及び第２の温度センサ１９Ａは、それぞれ検出した温度を示す検出信号を制御回路１７Ａに供給する。

図１０は、第１の温度センサ１８Ａ及び第２の温度センサ１９Ａの設置位置の例について説明する為の説明図である。図１０に示されるように、第１の温度センサ１８Ａは、送電コイル１３の中心Ｃ１の近傍の温度を検出する。また、第２の温度センサ１９Ａは、送電コイル１３の中心Ｃ１から離れた位置、例えば送電コイル１３よりも外側の位置の温度を検出する。

制御回路１７Ａは、制御回路１７と同様の構成を有し、制御回路１７と送電時の動作が異なる。

非接触受電装置３Ａは、受電コイル２１、受電回路２４、充電回路２５、二次電池２３、表示部２２、無線通信回路２６、及び制御回路２９を備える。即ち、非接触受電装置３Ａは、第１の温度センサ２７及び第２の温度センサ２８を備えていない点が第１の実施形態と異なる。

次に、上記のような構成の非接触送電装置２Ａの動作について説明する。
図１１は、非接触送電装置２Ａの動作の例について説明する為のフローチャートである。
非接触送電装置２Ａは、起動されると、待機状態で動作する（ＡＣＴ４１）。このとき、制御回路１７Ａは、一定時間ごとに送電回路１５が動作するように制御する。これにより、送電回路１５は、間欠的に送電コイル１３に送電電力を供給する。

制御回路１７Ａは、間欠的に送電を行いつつ、載置検出処理を行う（ＡＣＴ４２）。

制御回路１７Ａは、送電台１１に非接触受電装置３Ａが載置されたと判断した場合、認証処理を行う（ＡＣＴ４３）。

制御回路１７Ａは、認証処理の結果が正常であるか否か（認証結果がＯＫであるか否か）を判断する（ＡＣＴ４４）。制御回路１７Ａは、認証処理が正常に行われていない（認証結果がＮＧである）と判断した場合（ＡＣＴ４４、ＮＯ）、ＡＣＴ４１の処理に移行する。

制御回路１７Ａは、認証処理が正常に行われたと判断した場合（ＡＣＴ４４、ＹＥＳ）、送電回路１５から送電コイル１３に送電電力を供給し、非接触受電装置３Ａに対する送電を開始するように制御する（ＡＣＴ４５）。

また、制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａ及び第２の温度センサ１９Ａからそれぞれ検出値を取得し、取得した検出値に基づいて、異物検出処理を行い（ＡＣＴ４６）、異物の有無を判断する（ＡＣＴ４７）。異物検出処理は、非接触受電装置３Ａと非接触送電装置２Ａとの間に金属等の異物が挿入されているか否かを判断する処理である。ＡＣＴ４６で制御回路１７Ａが実行する異物検出処理は、第１の実施形態において非接触受電装置３の制御回路２９が実行する異物検出処理と同様の処理である。

制御回路１７Ａは、異物検出処理において異物が無いと判断した場合（ＡＣＴ４７、ＮＯ）、送電を実行する（ＡＣＴ４８）。即ち、制御回路１７は、送電回路１５から送電コイル１３に送電電力を供給するように制御し、送電を継続する。

制御回路１７Ａは、非接触受電装置３Ａに対する送電を停止するか否か判断する（ＡＣＴ４９）。例えば、制御回路１７Ａは、送電回路１５から送電コイル１３に供給される電流の値、あるいは電源回路１４から送電回路１５に供給される電流の値に基づき、送電中に送電台１１から非接触受電装置３Ａが取り除かれたか否かを逐次判断する。制御回路１７Ａは、送電台１１から非接触受電装置３Ａが取り除かれたと判断した場合、送電を停止するように制御する。また、制御回路１７Ａは、例えば二次電池２３が満充電になったこと等により、送電を停止することを指示する情報を非接触受電装置３Ａから受信した場合、送電を停止する制御を行う構成であってもよい。

制御回路１７Ａは、非接触受電装置３Ａに対する送電を停止しないと判断した場合（ＡＣＴ４９、ＮＯ）、ＡＣＴ４６の処理に移行する。即ち、制御回路１７Ａは、異物検出処理を繰り返し実行しつつ、送電を継続する。

また、制御回路１７Ａは、非接触受電装置３Ａに対する送電を停止すると判断した場合（ＡＣＴ４９、ＹＥＳ）、非接触受電装置３Ａに対する送電を停止し（ＡＣＴ５０）、処理を終了する。

また、制御回路１７Ａは、ＡＣＴ４７で異物が有ると判断した場合（ＡＣＴ４７、ＹＥＳ）、ＡＣＴ５０の処理に移行し、送電を停止し、処理を終了する。その後、異物が取り除かれ、非接触受電装置３Ａが送電台１１から外されると、制御回路１７Ａは、待機状態（ＡＣＴ４１）から動作を再開する。

上記したように、非接触送電装置２Ａが送電コイル１３の中心Ｃ１に近い位置に設けられた第１の温度センサ１８Ａと、送電コイル１３の中心Ｃ１から離れた位置に設けられた第２の温度センサ１９Ａと、を有し、異物検出処理を行う構成であってもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、非接触送電装置２Ａが、第１の温度センサ１８Ａ及び第２の温度センサ１９Ａにおける温度差Ｇの傾きＳと、予め設定された第１の検出用閾値Ｔｈ１との比較結果に基づいて異物の有無を判断するのではなく、温度差Ｇと可変する第２の検出用閾値Ｔｈ２との比較結果に基づいて異物の有無を判断する点が異なる。なお、異物検出処理を実行するのは、第１の実施形態における非接触受電装置３であっても、第２の実施形態における非接触送電装置２Ａであってもよい。本実施形態では、非接触送電装置２Ａが温度差Ｇと可変する第２の検出用閾値Ｔｈ２との比較結果に基づく異物検出処理を実行すると仮定して説明する。

図１２は、非接触送電装置２Ａにおける異物検出処理の例について説明する為のフローチャートである。

非接触送電装置２Ａの制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａから温度Ｔ１を取得する（ＡＣＴ６１）。上記したように、第１の温度センサ１８Ａは、送電コイル１３の中心Ｃ１の近傍の温度を示す検出信号を制御回路１７Ａに供給する。制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａから供給された検出信号をＡ／Ｄ変換することにより、温度を示す値である温度Ｔ１を取得する。

非接触送電装置２Ａの制御回路１７Ａは、第２の温度センサ１９Ａから温度Ｔ２を取得する（ＡＣＴ６２）。上記したように、第２の温度センサ１９Ａは、送電コイル１３の中心Ｃ１から離れた位置の温度を示す検出信号を制御回路１７Ａに供給する。制御回路１７Ａは、第２の温度センサ１９Ａから供給された検出信号をＡ／Ｄ変換することにより、温度を示す値である温度Ｔ２を取得する。

制御回路１７Ａは、温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差Ｇを算出する（ＡＣＴ６３）。制御回路１７Ａは、温度Ｔ１と温度Ｔ２とで高い方から低い方の値を減算することにより温度差Ｇを算出する。即ち、制御回路１７Ａは、温度Ｔ１−温度Ｔ２の絶対値を温度差Ｇ（Ｇ＝｜Ｔ１−Ｔ２｜）として算出する。

制御回路１７Ａは、温度差Ｇの時間に応じた変化に基づいて、温度差の傾きＳを算出する（ＡＣＴ６４）。例えば、制御回路１７Ａは、メモリに所定時間毎に算出した温度差Ｇを記憶する。制御回路１７Ａは、記憶された温度差Ｇに基づいて、所定の時間間隔における温度差Ｇの変化量を温度差の傾きＳとして算出する。

また、制御回路１７Ａは、第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する（ＡＣＴ６５）。第２の検出用閾値Ｔｈ２は、送電を開始してからの経過時間に応じて変化する値である。具体的には、制御回路１７Ａは、予め設定された初期値に、送電を開始してからの経過時間に応じた値（増加推測値）を加算することにより、第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する。増加推測値は、送電を開始してからの経過時間に応じて増加する値である。例えば、増加推測値は、異物が存在しない場合の、送電を開始してからの経過時間に応じた温度差Ｇに相当する。第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する為の初期値及び増加推測値は、例えば制御回路１７Ａのメモリに記憶される。

なお、第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する為の初期値及び増加推測値は、電力を受電する非接触受電装置３Ａの種類ごとに記憶されていてもよい。この場合、制御回路１７Ａは、上記の認証処理において非接触受電装置３Ａの種類を認識し、認識した種類に対応した初期値及び増加推測値をメモリから読み出し、第２の検出用閾値Ｔｈ２の算出に用いる。

また、非接触送電装置２Ａが、通常の送電よりも大容量の送電を行うことができる構成である場合、さらに送電する容量ごとに第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する為の初期値及び増加推測値が記憶されていてもよい。この場合、制御回路１７Ａは、送電する容量に対応した初期値及び増加推測値をメモリから読み出し、第２の検出用閾値Ｔｈ２の算出に用いる。

制御回路１７Ａは、算出した温度差の傾きＳが負の値であるか否か判断する（ＡＣＴ６６）。制御回路１７Ａは、算出した温度差の傾きＳが負の値ではないと判断した場合（ＡＣＴ６６、ＮＯ）、温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２以上であるか否か判断する（ＡＣＴ６７）。

制御回路１７Ａは、算出した温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２未満である場合（ＡＣＴ６７、ＮＯ）、非接触送電装置２Ａと非接触受電装置３Ａとの間に異物が存在しないと判断し（ＡＣＴ６８）、異物検出処理を終了する。この場合、制御回路１７Ａは、充電処理を継続する。なお、制御回路１７Ａによる異物が存在しないとの判断は必須ではなく、ＡＣＴ６７の判断結果に基づき充電処理を継続してもよい。

また、制御回路１７Ａは、算出した温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２以上である場合（ＡＣＴ６７、ＹＥＳ）、非接触送電装置２Ａと非接触受電装置３Ａとの間に異物が存在すると判断し（ＡＣＴ６９）、異物検出処理を終了する。この場合、制御回路１７Ａは、非接触受電装置３Ａへの送電を停止する。なお、制御回路１７Ａによる異物が存在するとの判断は必須ではなく、ＡＣＴ６７の判断結果に基づき充電処理を停止し、非接触送電装置３Ａへの送電を停止するようにしてもよい。

また、制御回路１７Ａは、ＡＣＴ６６で、温度差の傾きＳが負の値であると判断した場合、第２の検出用閾値Ｔｈ２をリセットし（ＡＣＴ７０）、ＡＣＴ６１の処理に移行する。例えば、非接触受電装置３Ａに対して電力を供給する送電状態から非接触受電装置３に対して電力を供給しない待機状態に切り替わった後は、それまでに増加した温度差Ｇが減少を始める。即ち、温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２よりも大きいにも関わらず、送電が行われていない状態になる。このような状態では、温度差Ｇが減少を続けている為、異物の検出に適さない。この為、制御回路１７Ａは、温度差の傾きＳが０に達するまでの間、温度差Ｇと第２の検出用閾値Ｔｈ２との比較を行わない。即ち、制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａにより検出された温度Ｔ１と第２の温度センサ１９Ａにより検出された温度Ｔ２との温度差Ｇの変化を示す傾きＳを算出し、傾きＳが負の値である場合、異物が存在するか否かの判断を行わず、送電を停止した状態を継続させる。

次に、上記のように異物検出処理を行った場合の温度差Ｇの変化について説明する。
図１３は、充電が開始された後の温度差Ｇの変化について説明する為の説明図である。図１３の縦軸は、温度差Ｇを示し、横軸は、時間を示す。

図１４は、充電が開始された後の温度差の傾きＳの変化について説明する為の説明図である。図１４の縦軸は、温度差の傾きＳを示し、横軸は、時間を示す。

なお、タイミングｔ０では、非接触送電装置２Ａから非接触受電装置３Ａへの送電が開始されておらず、タイミングｔ１で、非接触送電装置２Ａから非接触受電装置３Ａへの送電が開始されると仮定する。

図１３の第２の検出用閾値Ｔｈ２は、初期値に送電開始からの経過時間に応じた増加推測値が加算された値である。第２の検出用閾値Ｔｈ２は、送電が開始されたタイミングｔ１から増加し始める。また、第２の検出用閾値Ｔｈ２は、温度差Ｇの傾きＳが負の値になった場合にリセットされ、初期値に戻る。第２の検出用閾値Ｔｈ２は、送電が再開されると、再び増加し始める。

図１３の第１のグラフ３１Ａは、異物が存在しない場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第１のグラフ３１Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第１のグラフ３１Ａは、タイミングｔ１以降、温度差Ｇが増加していることを示す。

図１４の第１のグラフ４１Ａは、異物が存在しない場合の温度差の傾きＳの変化を示すグラフである。第１のグラフ４１Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第１のグラフ４１Ａは、タイミングｔ１以降、温度差の傾きＳが傾きＳ２まで増加し、その後温度差の傾きＳが徐々に減少していることを示す。即ち、第１のグラフ３１Ａ及び第１のグラフ４１Ａは、異物が存在しない場合、送電が開始されたタイミングから温度差が増加し、時間が経過するにつれて、温度が飽和に近づき、温度差の増加の割合が小さくなることを示す。

図１３の第２のグラフ３２Ａは、異物が存在し、且つ異物検出処理を行わない場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第２のグラフ３２Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第２のグラフ３２Ａは、タイミングｔ１以降、温度差Ｇがグラフ３１Ａよりも増加していることを示す。

図１４の第２のグラフ４２Ａは、異物が存在し、且つ異物検出処理を行わない場合の温度差の傾きＳの変化を示すグラフである。第２のグラフ４２Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第２のグラフ４２Ａは、タイミングｔ１以降、温度差の傾きＳが傾きＳ１まで増加し、その後温度差の傾きＳが徐々に減少していることを示す。

第２のグラフ３２Ａ及び第２のグラフ４２Ａは、異物が存在する場合、送電が開始されたタイミングから急激に温度差が増加し、時間が経過するにつれて、温度が飽和に近づき、温度差の増加の割合が小さくなることを示す。また、第２のグラフ３２Ａ及び第２のグラフ４２Ａは、異物が存在しない場合に比べて、温度差Ｇ及び傾きＳがより大きいことを示す。

図１３の第３のグラフ３３Ａは、異物が存在し、且つ異物検出処理を行う場合の温度差Ｇの変化を示すグラフである。第３のグラフ３３Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差Ｇが０であることを示す。また、第３のグラフ３３Ａは、タイミングｔ１からタイミングｔ２に亘って温度差Ｇが増加し、タイミングｔ２において温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２以上になったことを示す。この場合、制御回路１７Ａは、異物が存在すると判断し、送電を停止する。この為、第３のグラフ３３Ａで示されるように、送電が停止されたタイミングｔ２からタイミングｔ４に亘って温度差Ｇが低下し、送電が再開されるタイミングｔ４以降、再度温度差Ｇが増加する。

図１４の第３のグラフ４３Ａは、異物が存在し、且つ異物検出処理を行う場合の温度差の傾きＳの変化を示すグラフである。第３のグラフ４３Ａは、タイミングｔ０からタイミングｔ１の間で温度差の傾きＳが０であることを示す。また、第３のグラフ４３Ａは、タイミングｔ１からタイミングｔ２に亘って温度差の傾きＳが増加し、送電が停止されたタイミングｔ２の直後から傾きＳが正の値から負の値に変化することを示す。また、第３のグラフ４３Ａは、その後タイミングｔ３からタイミングｔ４に亘り、傾きＳが徐々に０に戻ることを示す。制御回路１７Ａは、傾きＳが負であるタイミングｔ２の直後からタイミングｔ４までの間は、異物検出処理を行わない。この為、送電も再開されない。タイミングｔ４で傾きＳが０に戻ると、制御回路１７Ａは、再度異物検出処理を行い、温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２未満であれば送電を再開する。また、第３のグラフ４３Ａは、タイミングｔ４からタイミングｔ５に亘って傾きＳが増加し、タイミングｔ５以降、傾きＳが徐々に減少していることを示す。

第３のグラフ３３Ａ及び第３のグラフ４３Ａは、異物が存在し、温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２以上になったタイミングで送電が停止され、温度差Ｇが戻った際に、送電が再開されることを示す。また、第３のグラフ３３Ａ及び第３のグラフ４３Ａは、送電が停止されてから送電が再開されるまでの間に異物が取り除かれ、送電再開後の傾きＳが緩やかになることを示す。

上記したように、非接触送電装置２Ａは、送電コイル１３の中心Ｃ１に近い位置に設けられた第１の温度センサ１８Ａと、受電コイル２１の中心Ｃ１から離れた位置に設けられた第２の温度センサ１９Ａと、を有する。非接触送電装置２Ａの制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａが検出した温度Ｔ１と、第２の温度センサ１９Ａが検出した温度Ｔ２との温度差Ｇを算出し、温度差Ｇの変化の割合を示す傾きＳを算出する。また、制御回路１７Ａは、送電開始してからの経過時間に応じた第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出する。制御回路１７Ａは、温度差Ｇの第２の検出用閾値Ｔｈ２以上になった場合に、非接触送電装置２と非接触受電装置３との間に異物が存在すると判断し、送電を停止する。

送電を開始してから十分に時間が経過すると、第１の温度センサ１８Ａが検出した温度Ｔ１及び第２の温度センサ１９Ａが検出した温度Ｔ２が飽和する。例えば、温度差Ｇと比較される閾値を固定値にする場合、異物が存在しない場合の温度差Ｇの飽和した値より高い値Ｇｍａｘを閾値として設定する必要がある。図１３の例によると、第２のグラフ３２Ａが第２の検出用閾値Ｔｈ２以上になるタイミングはタイミングｔ２であり、閾値Ｇｍａｘ以上になるタイミングは、タイミングｔ５である。このように、非接触送電装置２Ａは、温度差Ｇと比較される閾値が固定値である場合に比べて、より早く異物が存在するか否かを判断することができる。

また、非接触送電装置２Ａは、第１の温度センサ１８Ａが検出した温度Ｔ１及び第２の温度センサ１９Ａが検出した温度Ｔ２と比較する為の閾値Ｔｈ３がさらに設定されていてもよい。閾値Ｔｈ３は、予め設定された固定値である。例えば、制御回路１７Ａは、閾値Ｔｈ３をメモリに記憶する。制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａが検出した温度Ｔ１及び第２の温度センサ１９Ａが検出した温度Ｔ２と閾値Ｔｈ３とを比較し、温度Ｔ１と温度Ｔ２とのいずれかが閾値Ｔｈ３以上になった場合に、送電を停止させる構成であってもよい。これにより、非接触送電装置２Ａは、温度Ｔ１と温度Ｔ２とがともに増加して温度差Ｇが第２の検出用閾値Ｔｈ２を超えない場合に、送電台１１が発熱することを防ぐことができる。

なお、上記の実施形態では、制御回路１７Ａは、送電開始してからの経過時間に応じた第２の検出用閾値Ｔｈ２を算出し、第１の温度センサ１８Ａが検出した温度Ｔ１と第２の温度センサ１９Ａが検出した温度Ｔ２との温度差Ｇと第２の検出用閾値Ｔｈ２との比較結果に基づいて、異物が存在するか否か判断すると説明した。制御回路１７Ａが、第２の検出用閾値Ｔｈ２及び温度差Ｇの算出、並びに異物が存在するか否か判断を行うタイミングは、第２の検出用閾値Ｔｈ２がＧｍａｘを超える前のタイミングであれば、どのタイミングであってもよい。例えば、制御回路１７Ａは、送電を開始してから、所定時間が経過したタイミングで、第２の検出用閾値Ｔｈ２及び温度差Ｇの算出、並びに異物が存在するか否か判断を１回行う構成であってもよい。また、例えば、制御回路１７Ａは、送電を開始してから、複数のタイミングで、第２の検出用閾値Ｔｈ２及び温度差Ｇの算出、並びに異物が存在するか否か判断を行う構成であってもよい。

なお、上記の実施形態では、制御回路１７Ａは、図１２のＡＣＴ６６で、温度差の傾きＳが負の値であると判断した場合、第２の検出用閾値Ｔｈ２をリセットすると説明したが、この構成に限定されない。制御回路１７Ａは、温度差の傾きＳが負の値である任意の値（−α）未満である場合に、第２の検出用閾値Ｔｈ２をリセットし、ＡＣＴ６１に移行する構成であってもよい。このような構成によると、制御回路１７Ａは、温度差の傾きＳが０に達する前に再度温度差Ｇが第２の検出用閾値以上であるか否か判断することができる。これにより、送電を再開するまでの時間を短くすることができる。

なお、異物による発熱は、異物の位置、異物の大きさ、及び異物の材質などにより送電台１１上における分布が変わる。この為、上記の構成において、複数の温度センサの検出位置に亘って発熱する領域が存在する場合、温度差からの検出が難しくなる可能性がある。具体的には、異物が第２のセンサ１９Ａの近くに存在する場合、異物が存在するにも係わらず、温度差が生じない可能性がある。そこで、非接触送電装置２Ａは、第２の温度センサ１９Ａをさらに備えていてもよい。非接触送電装置２Ａが第２の温度センサ１９Ａを２つ以上備える場合、制御回路１７Ａは、第１の温度センサ１８Ａ及び複数の第２の温度センサ１９により検出された温度を、１対１で総当たりで差分の絶対値を算出し、最も大きい値を上記の温度差Ｇとして異物検出を行う。これにより、例えば、異物が近くに存在するために、第１の温度センサ１８Ａとの差分が生じにくい第２の温度センサ１９Ａが存在する場合であっても、制御回路１７Ａは、異物から遠い他の第２の温度センサ１９Ａと、第１の温度センサ１８Ａまたは異物に近い第２の温度センサ１９Ａとの温度差Ｇに基づいて、異物検出を行うことができる。これにより、異物の位置によって異物検出の精度が低下することを防ぐことができる。

なお、非接触送電装置２Ａが複数の第２の温度センサ１９Ａを備える例について説明したが、非接触受電装置３が第２の温度センサ２８を複数備える構成であってもよい。この場合も、制御回路２９は、第１の温度センサ２７及び複数の第２の温度センサ２８により検出された温度を、１対１で総当たりで差分の絶対値を算出し、最も大きい値を上記の温度差Ｇとして異物検出を行う。これにより、制御回路２９は、異物から遠い第２の温度センサ２８と、第１の温度センサ２７または異物に近い第２の温度センサ２８との温度差Ｇに基づいて、異物検出を行うことができる。

また、第２の温度センサ２８は、受電コイル２１が受ける磁界が弱い位置に配置されると説明したが、より理想的には、第２の温度センサ２８は、磁界の影響による温度上昇の影響を受けない位置の温度（環境温度）を検出することができるように配置されることが望ましい。この場合、異物の位置によって第２の温度センサ２８により検出される温度が変化しない為、非接触受電装置３は、１つの第１の温度センサ２７と、１つの第２の温度センサ２８とを用いて、高い精度で異物検出を行うことができる。また、非接触送電装置２Ａの第２の温度センサ１９Ａも同様である。

なお、非接触送電装置２Ａが電力供給する非接触受電装置３Ａが大型である場合、送電コイル１３も大型になる場合がある。

図１５は、第２の実施形態に係る非接触送電装置２Ａ及び非接触受電装置３Ａの他の構成例である非接触送電装置２Ｂ及び非接触受電装置３Ｂについて説明する為の図である。

非接触受電装置３Ｂは、電気自動車などの大型の装置に組み込まれ、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの磁界結合を利用して、非接触送電装置２Ｂから電力を受け取る装置である。

非接触受電装置３Ｂは、受電コイル２１Ｂ、二次電池２３、受電回路２４、充電回路２５、無線通信回路２６、及び制御回路２９などを備える。受電コイル２１Ｂは、磁界の変化に基づいて電流を発生させる素子であって、非接触受電装置３Ｂの車体（シャーシ）に設けられる。受電回路２４及び充電回路２５は、受電コイル２１Ｂに発生した電力を、二次電池２３に充電する。

非接触送電装置２Ｂは、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの磁界結合を利用して、電気自動車などの大型の装置に組み込まれた非接触受電装置３Ｂに電力を供給する装置である。

非接触送電装置２Ｂは、送電台１１Ｂ、送電コイル１３Ｂ、電源回路１４、送電回路１５、無線通信回路１６、制御回路１７Ｂ、複数の第１の温度センサ１８Ｂ、及び第２の温度センサ１９Ｂなどを備える。

送電台１１Ｂは、非接触受電装置３Ｂの筐体（シャーシ）が配置される。

送電コイル１３Ｂは、電流によって磁界を発生させる素子である。送電コイル１３Ｂは、送電台１１Ｂに配置される。送電コイル１３Ｂは、送電台１１Ｂに非接触受電装置３Ｂが配置された場合、非接触受電装置３Ｂの受電コイル２１Ｂと電磁結合する。

制御回路１７Ｂは、プロセッサとメモリとを備える。制御回路１７Ｂは、プロセッサがメモリ内のプログラムを実行することにより、非接触送電装置２Ｂの動作を制御する。制御回路１７Ｂは、送電回路１５を制御することにより、送電回路１５に接続された送電コイル１３Ｂに交番電流を流す。これにより、送電コイル１３Ｂに生じる磁界が変化する。これにより、送電コイル１３Ｂに電磁結合した受電コイル２１Ｂに電力が発生する。この結果、非接触送電装置２Ｂから非接触受電装置３Ｂに電力が供給される。

第１の温度センサ１８Ｂ及び第２の温度センサ１９Ｂは、それぞれ温度を検出するセンサである。第１の温度センサ１８Ｂ及び第２の温度センサ１９Ｂは、それぞれ検出した温度を示す検出信号を制御回路１７Ｂに供給する。

図１５に示されるように、複数の第１の温度センサ１８Ｂは、送電コイル１３Ｂの内側、すなわち送電コイル１３Ｂよりも中心Ｃ１に近い側に設けられている。なお、第１の温度センサ１８Ｂは、送電コイル１３Ｂの内側ではなく、送電コイル１３Ｂと送電台１１Ｂとの間に設けられていてもよい。すなわち、第１の温度センサ１８Ｂは、送電コイル１３Ｂ上に設けられていてもよい。第１の温度センサ１８Ｂは、少なくとも、送電コイル１３Ｂの外周よりも中心Ｃ１に近い側に設けられていればよい。第２の温度センサ１９Ｂは、送電コイル１３Ｂの外側、すなわち送電コイル１３Ｂよりも中心Ｃ１から遠い側に設けられている。

上記のように、非接触受電装置３Ｂ及び非接触送電装置２Ｂが大型である場合、非接触送電装置２Ｂの送電コイル１３が大型になる。このような構成において、第１の温度センサが１つである場合、第１の温度センサの検出位置まで異物Ｍによる温度上昇の影響が及ばず、異物Ｍを検出できない可能性がある。

そこで、制御回路１７Ｂは、複数の第１の温度センサ１７Ｂの検出結果と、第２の温度センサ１８Ｂの検出結果とを１対１で総当たりで差分の絶対値を算出する。さらに、制御回路１７Ｂは、算出結果のうちで最も大きい値を上記の温度差Ｇとして異物検出を行う。これにより、制御回路１７Ｂは、異物Ｍに近い第１の温度センサ１８Ｂと、第２の温度センサ１９Ｂとの温度差Ｇに基づいて、異物検出を行うことができる。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…非接触電力伝送装置、１Ａ…非接触電力伝送装置、２…非接触送電装置、２Ａ…非接触送電装置、３…非接触受電装置、３Ａ…非接触受電装置、１１…送電台、１２…表示部、１３…送電コイル、１４…電源回路、１５…送電回路、１６…無線通信回路、１７…制御回路、１８Ａ…第１の温度センサ、１９Ａ…第２の温度センサ、２１…受電コイル、２２…表示部、２３…二次電池、２４…受電回路、２５…充電回路、２６…無線通信回路、２７…第１の温度センサ、２８…第２の温度センサ、２９…制御回路。

Claims (5)

1. 非接触送電装置から無線により供給された電力を受け取る非接触受電装置であって、
   前記非接触送電装置の送電コイルと電磁結合する受電コイルと、
   前記受電コイルが受け取った電力が供給される負荷回路と、
   前記受電コイルの温度を検出する第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサよりも、前記受電コイルの中心から離れた位置の温度を検出する第２の温度センサと、
   前記第１の温度センサにより検出された温度と前記第２の温度センサにより検出された温度との温度差の変化を示す傾きを算出し、前記傾きが予め設定された閾値以上である場合、前記非接触送電装置に送電を停止させる為の情報を出力する制御回路と、
   を具備する非接触受電装置。
2. 非接触受電装置に電力を送電する非接触送電装置であって、
   前記非接触受電装置の受電コイルと電磁結合する送電コイルと、
   前記送電コイルにより電力を送電する送電回路と、
   前記送電コイルの温度を検出する第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサよりも、前記送電コイルの中心から離れた位置の温度を検出する第２の温度センサと、
   前記第１の温度センサにより検出された温度と前記第２の温度センサにより検出された温度との温度差の変化を示す傾きを算出し、前記傾きが予め設定された閾値以上である場合、送電を停止させる制御回路と、
   を具備する非接触送電装置。
3. 非接触受電装置に電力を送電する非接触送電装置であって、
   前記非接触受電装置の受電コイルと電磁結合する送電コイルと、
   前記送電コイルにより電力を送電する送電回路と、
   前記送電コイルの温度を検出する第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサよりも、前記送電コイルの中心から離れた位置の温度を検出する第２の温度センサと、
   送電を開始してからの経過時間に応じて増加する閾値と、前記第１の温度センサにより検出された温度と前記第２の温度センサにより検出された温度との温度差とを比較し、前記温度差が前記閾値以上である場合、送電を停止させる制御回路と、
   を具備する非接触送電装置。
4. 前記制御回路は、前記第１の温度センサにより検出された温度と前記第２の温度センサにより検出された温度との温度差の変化を示す傾きを算出し、前記傾きが負の値である場合、送電を停止した状態を継続させる請求項３に記載の非接触送電装置。
5. 非接触送電装置から無線により供給された電力を受け取る非接触受電装置であって、
   前記非接触送電装置の送電コイルと電磁結合する受電コイルと、
   前記受電コイルが受け取った電力が供給される負荷回路と、
   前記受電コイルの温度を検出する第１の温度センサと、
   前記第１の温度センサよりも、前記受電コイルの中心から離れた位置の温度を検出する第２の温度センサと、
   送電が開始してからの経過時間に応じて増加する閾値と、前記第１の温度センサにより検出された温度と前記第２の温度センサにより検出された温度との温度差とを比較し、前記温度差が前記閾値以上である場合、送電を停止させる為の情報を出力する制御回路と、
   を具備する非接触受電装置。