JP5867329B2 - 受電装置および車両 - Google Patents

Description

この発明は、受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関し、特に、送電装置と受電装置との間の異物を検出する検出装置を備える受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関する。

特開平１１−３２１４９７号公報（特許文献１）は、車両の駐停車時の車両下部へ動物等が侵入した場合に、それを検知して運転者に警告する安全運転支援装置を開示する。この安全運転支援装置においては、車体下面に超音波センサが配置される。そして、車両停止直後の反射音波波形と、停止後順次測定される反射音波波形との比較結果に基づいて、車両下部へ動物等が侵入したか否かが検知される（特許文献１参照）。

一方、近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に適用可能な電力伝送方法として、電源コードや電力ケーブルを用いない非接触電力伝送が注目されている。この非接触電力伝送技術として、たとえば、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および所謂共鳴型の送電等の技術が知られている。

特開平１１−３２１４９７号公報 特開２０１１−２１７４６０号公報

上記の非接触電力伝送においては、送電装置と受電装置との間に異物（存在すべきでない物）が侵入することが考えられる。そこで、送電装置と受電装置との間に侵入した異物を適切に検出することが必要である。しかしながら、そのような異物を検出するための検出装置を設けることによって消費電力が増加する。特に、上記検出装置が車両に搭載される場合には、電力損失の抑制に対する要請が極めて高い。そこで、上記検出装置による消費電力の削減が重要であるところ、この点について上記特許文献では特に検討されていない。

それゆえに、この発明の目的は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置およびそれを備える車両において、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。

また、この発明の別の目的は、受電装置へ非接触で電力を送出する送電装置において、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。

また、この発明の別の目的は、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において、送電装置と受電装置との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による電力損失を抑制することである。

この発明によれば、受電装置は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置であって、受電部と、検出装置とを備える。受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、受電部による受電の開始に連動して起動し、受電の終了に連動して停止する。

好ましくは、受電装置は、通信部をさらに備える。通信部は、送電装置と通信を行なう。検出装置は、通信部による送電装置との通信が確立すると起動する。

好ましくは、検出装置は、通信部による送電装置との通信が遮断されると停止する。
好ましくは、検出装置は、受電部が受電した電力を受けて作動する。

好ましくは、検出装置は、受電部により受電された電力が出力される電力線に電気的に接続され、電力線から電力を受けて作動する。

好ましくは、検出装置は、もう１つの受電部を含む。もう１つの受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、もう１つの受電部が受電した電力によって作動する。

好ましくは、検出装置は、検出情報の経時変化の有無によって異物の侵入を検出する。
好ましくは、受電装置は、車両に搭載される。検出装置は、車体下面に設置され、受電部に対向する地面に向けて検知範囲が設定される。

好ましくは、検出装置は、超音波センサである。
好ましくは、受電部の固有周波数と送電装置の送電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±１０％以下である。

好ましくは、受電部と送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である。
好ましくは、受電部は、受電部と送電装置の送電部との間に形成される磁界と、受電部と送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。磁界および電界は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの受電装置と、蓄電装置と、電動機とを備える。蓄電装置は、受電装置によって受電された電力を蓄える。電動機は、蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する。

また、この発明によれば、送電装置は、受電装置へ非接触で電力を送出する送電装置であって、送電部と、検出装置とを備える。送電部は、受電装置へ非接触で電力を送出する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、送電部による送電の開始に連動して起動し、送電の終了に連動して停止する。

また、この発明によれば、電力伝送システムは、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であって、送電部と、受電部と、検出装置とを備える。送電部は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を送出する。受電部は、送電装置から送出される電力を非接触で受電する。検出装置は、送電装置と受電装置との間の異物を検出する。検出装置は、送電装置から受電装置への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。

この発明においては、送電装置と受電装置との間の異物を検出する検出装置が設けられる。そして、検出装置は、送電装置から受電装置への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。これにより、検出装置は、実質的に異物検出が必要な、送電装置から受電装置への電力伝送時にのみ電力を消費するので、検出装置の消費電力が必要最小限に抑えられる。したがって、この発明によれば、送電装置と受電装置との間の異物を検出しつつ、異物検出による電力損失を抑制することができる。

この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。 図１に示す車両の後部の平面図である。 図１に示す車両ＥＣＵの機能ブロック図である。 異物検出センサの起動処理を説明するためのフローチャートである。 異物検出センサの停止処理を説明するためのフローチャートである。 図１に示す電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。 実施の形態２における電力伝送システムの電気回路図である。 実施の形態３における電力伝送システムの電気回路図である。 変形例における異物検出センサの配置を説明するための第１の図である。 変形例における異物検出センサの配置を説明するための第２の図である。 実施の形態４による電力伝送システムの全体構成図である。 実施の形態５による電力伝送システムの電気回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この電力伝送システムは、車両１００と、送電装置２００とを備える。車両１００は、受電部１１０と、整流部１２０と、蓄電装置１３０と、動力生成部１４０と、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂと、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６０と、通信部１７０とを含む。送電装置２００は、高周波電源２２０と、送電部２３０と、電源ＥＣＵ２４０と、通信部２５０とを含む。

車両１００の受電部１１０は、送電装置２００の送電部２３０から送出される電力を非接触で受電して整流部１２０へ出力する。この実施の形態１では、地中または地表に送電部２３０が設けられ、受電部１１０は、車両後方において車体下部に設けられる。なお、受電部１１０の配設箇所はこれに限定されるものではなく、地中または地表に送電部２３０が設けられる場合に、受電部１１０は、車両前方や中央において車体下部に設けてもよい。

なお、一例として、受電部１１０は、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。受電部１１０の具体的な構成については、送電装置２００の送電部２３０とともに後ほど説明する。

整流部１２０は、受電部１１０から受ける交流電力を直流電力に変換し、その変換された直流電力を蓄電装置１３０へ出力する。蓄電装置１３０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やニッケル水素などの二次電池によって構成される。蓄電装置１３０は、整流部１２０から出力される電力を蓄えるほか、動力生成部１４０によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置１３０は、蓄えられた電力を動力生成部１４０へ供給する。なお、蓄電装置１３０として大容量のキャパシタも採用可能である。

動力生成部１４０は、蓄電装置１３０に蓄えられる電力を用いて車両１００の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成部１４０は、たとえば、蓄電装置１３０から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成部１４０は、蓄電装置１３０を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。

異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、車両１００と送電装置２００との間の異物を検出するためのセンサである。なお、異物とは、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの検出範囲に本来存在しないものであり、ここでは、車両１００と送電装置２００との間に存在する動物等が想定される。

異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂには、検知された情報の経時変化によって異物を検出可能な種々のセンサを採用可能であり、たとえば、ソナーや、焦電センサ、電波センサ、光センサ等を採用可能である。なお、ソナーは、超音波の反射を利用して異物を検出し、焦電センサは、焦電素子に入力される赤外線量の変化を検知して異物を検出する。また、電波センサは、電波の受信強度の変化に基づいて異物を検出し、光センサは、物体からの反射光の変化を検知して異物を検出する。

この実施の形態１では、送電装置２００の送電部２３０が地中または地表に設けられ、かつ、受電部１１０が車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、車体下面に設置される。好ましくは、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、図２の平面図に示されるように、受電部１１０に対向する地面に向けて（送電装置２００の送電部２３０に向けて）異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの検知範囲が設定される。このような配置は、送電装置２００の送電部２３０から受電部１１０への送電時に、送電部２３０と受電部１１０との間に侵入した異物を確実に検知可能とするものである。

なお、この実施の形態１では、２つの異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが設けられているが、異物検出センサの数は２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、異物検出センサの配置（検知範囲含む）は、図１，２に示される配置に限定されるものではなく、たとえば、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂを車両進行方向に対して受電部１１０の左右にそれぞれ配置してもよい。また、この実施の形態１では、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、図示されない補機電源から動作電力を受ける。

再び図１を参照して、車両ＥＣＵ１６０は、蓄電装置１３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）に関する充電情報を蓄電装置１３０から受け、その受けた充電情報に基づいて、送電装置２００による蓄電装置１３０の充電を制御する。送電装置２００から車両１００への送電が行なわれるとき、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０によって送電装置２００と通信し、送電装置２００から車両１００への送電を実行するための種々の情報をやり取りする。

また、車両ＥＣＵ１６０は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの動作を制御する。具体的には、車両ＥＣＵ１６０は、受電部１１０による受電の開始に連動して異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ起動指令を出力し、受電の終了に連動して異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ停止指令を出力する。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、受電部１１０による受電の開始に連動して起動し、受電の終了に連動して停止する。

この実施の形態１では、通信部１７０による送電装置２００の通信部２５０との通信が確立すると、送電装置２００から車両１００への送電が開始されるものと判断されて異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが起動する。また、通信部１７０による送電装置２００の通信部２５０との通信が遮断されると、送電装置２００から車両１００への送電が終了したものと判断されて異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが停止する。

なお、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの起動タイミングとしては、通信部１７０，２５０間の通信確立時のほか、送電装置２００から受電部１１０が実際に受電したときであってもよい。あるいは、送電装置２００から車両１００への送電を指示する給電スイッチ（図示せず）が利用者によりオン操作されたときや、送電装置２００の送電部２３０に対する受電部１１０の位置合わせ（送電装置２００に対する車両１００の駐車動作）が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等であってもよい。

また、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの停止タイミングとしては、通信部１７０，２５０間の通信遮断時のほか、受電部１１０による送電装置２００からの受電が実際に終了したときであってもよい。あるいは、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両１００が走行動作を開始したとき等であってもよい。

通信部１７０は、車両１００が送電装置２００と通信を行なうための通信インターフェースである。通信部１７０は、送電装置２００の通信部２５０と無線通信を行なうように構成される。

一方、送電装置２００においては、高周波電源２２０は、たとえば系統電源２１０から電力を受けて高周波の交流電力を生成する。送電部２３０は、高周波電源２２０から高周波の交流電力の供給を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を伝送する。一例として、送電部２３０は、コイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成される。なお、送電部２３０の具体的な構成についても、車両１００の受電部１１０とともに後ほど説明する。

電源ＥＣＵ２４０は、送電装置２００から車両１００への送電時、高周波電源２２０の動作を制御する。また、電源ＥＣＵ２４０は、通信部２５０によって車両１００と通信し、送電装置２００から車両１００への送電を実行するための種々の情報をやり取りする。通信部２５０は、送電装置２００が車両１００と通信を行なうための通信インターフェースであり、車両１００の通信部１７０と無線通信を行なうように構成される。

（車両ＥＣＵの構成）
図３は、図１に示した車両ＥＣＵ１６０の機能ブロック図である。図３を参照して、車両ＥＣＵ１６０は、通信制御部１６２と、充電制御部１６４と、センサ制御部１６６とを含む。

通信制御部１６２は、通信部１７０（図１）による送電装置２００との通信を制御する。具体的には、送電装置２００から車両１００への送電が要求されると、通信制御部１６２は、通信部１７０と送電装置２００の通信部２５０との間で通信を確立するように通信部１７０を制御する。なお、送電装置２００から車両１００への送電要求について、たとえば、送電装置２００から車両１００への送電を指示する給電スイッチ（図示せず）が利用者によりオン操作されたときに、送電装置２００から車両１００への送電が要求されたものと判定される。あるいは、送電装置２００の送電部２３０に対する受電部１１０の位置合わせ（送電装置２００に対する車両１００の駐車動作）が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等に、送電装置２００から車両１００への送電が要求されたものとしてもよい。そして、通信制御部１６２は、通信部１７０，２５０間で通信が確立すると、その旨を充電制御部１６４およびセンサ制御部１６６へ通知する。

また、通信制御部１６２は、送電装置２００から車両１００への送電開始指令や送電停止指令、車両１００における受電状況（受電電力や電圧、電流等）等に関する情報を充電制御部１６４から受け、その受けた情報を送電装置２００へ送信するように通信部１７０を制御する。

また、通信制御部１６２は、送電装置２００から車両１００への送電の終了が要求されると、通信部１７０，２５０間の通信を終了するように通信部１７０を制御する。なお、送電装置２００から車両１００への送電の終了要求について、たとえば、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両１００が走行動作を開始したとき等に、送電装置２００から車両１００への送電の終了が要求されたものと判定される。そして、通信制御部１６２は、通信部１７０，２５０間の通信が遮断されると、その旨を充電制御部１６４およびセンサ制御部１６６へ通知する。

充電制御部１６４は、送電装置２００から車両１００への送電の開始および終了、ならびに送電装置２００による蓄電装置１３０の充電を制御する。具体的には、充電制御部１６４は、送電装置２００による蓄電装置１３０の充電を許可する所定の充電実行条件が成立すると、送電開始指令を通信制御部１６２へ出力する。そして、充電制御部１６４は、蓄電装置１３０のＳＯＣや充電電圧Ｖ，充電電力Ｉの各検出値に基づいて、蓄電装置１３０の充電を実行する。また、充電制御部１６４は、蓄電装置１３０の充電を終了する所定の充電終了条件が成立すると、送電終了指令を通信制御部１６２へ出力する。

また、充電制御部１６４は、充電制御の実行中、すなわち送電装置２００から車両１００への送電の実行中、その旨をセンサ制御部１６６へ通知する。

センサ制御部１６６は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの動作を制御する。具体的には、センサ制御部１６６は、通信部１７０，２５０間の通信が確立した旨の通知を通信制御部１６２から受けると、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ起動信号ＡＣＴを出力する。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが起動され、図示されない補機電源から動作電力を受けて作動する。また、センサ制御部１６６は、通信部１７０，２５０間の通信が遮断された旨の通知を通信制御部１６２から受けると、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ停止信号ＳＴＰを出力する。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが停止され、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂによる電力消費はなくなる。

（異物検出センサの起動／停止処理）
図４は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの起動処理を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、送電装置２００から車両１００への送電の開始が要求されると（ステップＳＳ１０においてＹＥＳ）、車両システムが起動される（ステップＳ２０）。車両システムが起動されると、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０を起動する（ステップＳ３０）。

そして、通信部１７０と送電装置２００の通信部２５０との間の通信が確立すると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂを起動する（ステップＳ５０）。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、動作電力を受けて作動し、異物の検知を開始する。

異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂにより異物が検知されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、送電装置２００による蓄電装置１３０の充電（非接触充電）が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。充電実行中であると判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、蓄電装置１３０の充電を停止する（ステップＳ８０）。すなわち、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０によって送電装置２００へ送電停止指令を送信する。一方、ステップＳ７０において充電実行中でないと判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、車両ＥＣＵ１６０は、蓄電装置１３０の充電を禁止する。すなわち、送電装置２００への送電開始指令の送信が禁止される。これにより、車両１００は充電待機状態となる（ステップＳ９０）。

なお、ステップＳ６０において異物が検出されないときは（ステップＳ６０においてＮＯ）、車両ＥＣＵ１６０は、以降に示すセンサ停止処理によって異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが停止したか否かを判定する（ステップＳ１００）。そして、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが停止していると判定されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ステップＳ１１０へ処理が移行され、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは作動していると判定されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理が戻される。

図５は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの停止処理を説明するためのフローチャートである。図５を参照して、車両ＥＣＵ１６０は、車両システムが起動しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。車両システムは起動中であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０，２５０間の通信が確立しているか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

通信部１７０，２５０間の通信は確立していると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０，２５０間の通信が終了して途絶しているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。そして、通信部１７０，２５０間の通信が途絶していると判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１６０は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂを停止する（ステップＳ２４０）。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは異物の検知を終了し、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへの電力供給が停止する。

（電力伝送システムの回路構成）
次に、送電装置２００から車両１００への電力伝送について説明する。図６は、図１に示した電力伝送システムにおいて非接触電力伝送を実現する電気回路図である。なお、この図６に示される回路構成は一例であって、非接触電力伝送を実現するための構成が図６の構成に限定されるものではない。

図６を参照して、車両１００の受電部１１０は、二次コイル３４０と、キャパシタ３５０とを含む。二次コイル３４０は、キャパシタ３５０とともに共振回路を形成し、送電装置２００の送電部２３０から送出される電力を非接触で受電する。整流部１２０は、二次コイル３４０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置１３０へ出力する。なお、特に図示しないが、二次コイル３４０およびキャパシタ３５０によって閉ループを形成し、二次コイル３４０により受電された交流電力を電磁誘導により二次コイル３４０から取出して整流部１２０へ出力するコイルを別途設けてもよい。

一方、送電装置２００において、送電部２３０は、一次コイル３３０と、キャパシタ３３５とを含む。一次コイル３３０は、キャパシタ３３５とともに共振回路を形成し、高周波電源２２０から供給される交流電力を受電部１１０へ非接触で送電する。なお、特に図示しないが、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５によって閉ループを形成し、高周波電源２２０から出力される交流電力を電磁誘導により一次コイル３３０へ供給するコイルを別途設けてもよい。

なお、キャパシタ３３５，３５０は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、一次コイル３３０および二次コイル３４０の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ３３５，３５０を設けない構成としてもよい。

なお、高周波電源２２０と送電部２３０との間に整合器２４０を設けてもよい（図１では図示せず）。そして、一例として、整合器２４０は、可変コンデンサ３１０，３１５と、コイル３２０とを含む。整合器２４０は、可変コンデンサ３１０，３１５の容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。この整合器２４０においてインピーダンスを変更することによって、送電装置２００のインピーダンスを車両１００のインピーダンスと整合させることができる（インピーダンスマッチング）。なお、高周波電源２２０がインピーダンスの整合機能を有してもよく、その場合には、整合器２４０を省略することも可能である。

以下に、送電装置２００の送電部２３０から車両１００の受電部１１０への非接触電力伝送について説明する。この電力伝送システムにおいては、送電部２３０の固有周波数と、受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２３０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２３０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。

なお、送電部２３０（受電部１１０）の固有周波数とは、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５（二次コイル３４０およびキャパシタ３５０）によって構成される電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２３０（受電部１１０）の共振周波数とは、一次コイル３３０およびキャパシタ３３５（二次コイル３４０およびキャパシタ３５０）によって構成される電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を零としたときの固有周波数を意味する。

図７および図８を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図７は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図８は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図７を参照して、電力伝送システム３８９は、送電部３９０と、受電部３９１とを備える。送電部３９０は、第１コイル３９２と、第２コイル３９３とを含む。第２コイル３９３は、共振コイル３９４と、共振コイル３９４に設けられたキャパシタ３９５とを含む。受電部３９１は、第３コイル３９６と、第４コイル３９７とを備える。第３コイル３９６は、共振コイル３９９とこの共振コイル３９９に接続されたキャパシタ３９８とを含む。

共振コイル３９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ３９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル３９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ３９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル３９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル３９６の固有周波数ｆ２は、下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝・・・（１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝・・・（２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図７に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル３９４および共振コイル３９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル３９３に供給される電流の周波数は一定である。

図８に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数での電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％）・・・（３）
図８からも明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル３９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル３９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル３９３および第３コイル３９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図６を参照して、送電装置２００の送電部２３０および車両１００の受電部１１０は、送電部２３０と受電部１１０との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２３０と受電部１１０との間に形成される磁界および／または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電部２３０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２３０から受電部１１０へ電力が伝送される。

ここで、送電部２３０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２３０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２３０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２３０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２３０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２３０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２３０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２３０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図９は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２３０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図９を参照して、横軸は、送電部２３０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２３０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２３０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２３０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ３３５，３５０のキャパシタンスを変化させることで、送電部２３０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２３０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ３３５，３５０のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２３０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、送電装置２００の整合器２４０を利用する手法や、車両１００において整流部１２０と蓄電装置１３０との間に設けられるコンバータを利用する手法などを採用することも可能である。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２３０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２３０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２３０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２３０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、送電部２３０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２３０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２３０に供給される。送電部２３０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２３０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２３０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２３０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２３０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２３０および受電部１１０の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２３０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。

なお、上記では、送電部２３０および受電部１１０にコイル（たとえばヘリカルコイル）を採用したが、コイルに代えて、メアンダラインなどのアンテナなどを採用してもよい。メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２３０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２３０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２３０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。

図１０は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図１０を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２３０および受電部１１０（たとえば一対のコイル）を共鳴させることにより、送電部２３０から他方の受電部１１０へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２３０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２３０と受電部１１０との間で非接触で電力が伝送される。送電部２３０と受電部１１０との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。送電部２３０と受電部１１０との結合係数κは、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数κが０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。

なお、電力伝送における、上記のような送電部２３０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部２３０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２３０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、上記のように、送電部２３０と受電部１１０とにメアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２３０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

以上のように、この実施の形態１においては、送電装置２００と車両１００との間の異物を検出する異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが設けられる。そして、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、送電装置２００から車両１００への電力伝送の開始に連動して起動し、電力伝送の停止に連動して停止する。これにより、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、実質的に異物検出が必要な、送電装置２００から車両１００への電力伝送時にのみ電力を消費するので、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの消費電力が必要最小限に抑えられる。したがって、この実施の形態１によれば、送電装置２００と車両１００との間の異物検出を実現しつつ、異物検出による車両１００の電力損失を抑制することができる。

また、この実施の形態１では、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、車体下面に設置され、受電部１１０に対向する地面に向けて（送電装置２００の送電部２３０に向けて）異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの検知範囲が設定される。したがって、この実施の形態１によれば、送電装置２００から車両１００への送電時に、送電部２３０と受電部１１０との間に侵入した異物を確実に検知することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、異物検出センサは、車両の受電部が受電した電力を受けて作動する。これにより、異物検出センサは、送電装置から車両への実際の送電中にのみ作動し、送電装置から車両への送電が行なわれていないときは停止する。

図１１は、実施の形態２における電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図１１に示される電気回路は、実施の形態１における電力伝送システムの電気回路を示した図６に対応するものである。

図１１を参照して、実施の形態２における車両１００Ａは、実施の形態１における車両１００と異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの電源構成が異なる。すなわち、この実施の形態２では、受電部１１０によって受電された電力が出力される電力線に異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが電気的に接続される。そして、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、送電装置２００の送電部２３０から受電部１１０が受電しているときに受電電力の一部を受けて動作する。

なお、この図１１では、整流部１２０と蓄電装置１３０との間の電力線ＰＬに異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂが電気的に接続された構成が代表的に示されているが、別途設けられる整流器を介して受電部１１０と整流部１２０との間に異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂを電気的に接続してもよい。

なお、実施の形態２における電力伝送システムのその他の構成は、実施の形態１による電力伝送システムの構成と基本的に同じである。

なお、特に図示しないが、蓄電装置１３０と電力線ＰＬとの間には、送電装置２００による蓄電装置１３０の充電時にオンされるリレーが設けられており、受電部１１０が送電部２３０から受電していないときは、上記リレーがオフされる。したがって、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、受電部１１０の受電時（送電装置２００による蓄電装置１３０の充電時）にのみ受電部１１０による受電電力を受けて動作し、受電部１１０が送電部２３０から受電していないときは、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ動作電力は供給されない。

以上のように、この実施の形態２においては、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、受電部１１０が受電した電力を受けて作動する。これにより、送電装置２００から車両１００Ａへの非送電時は、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂへ電力は供給されず、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは停止する。したがって、この実施の形態２によれば、送電装置２００と車両１００Ａとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの消費電力を必要最小限に抑制することができる。

また、この実施の形態２によれば、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂは、補機電源とは電気的に切り離されるので、送電装置２００から車両１００Ａへの送電時に、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂに表われる高周波のノイズが補機電源へ伝播するのを抑制することができる。

［実施の形態３］
実施の形態２では、異物検出センサは、車両の受電部１１０が受電した電力を受けて作動するものとしたが、この実施の形態３では、送電装置から送出される電力を異物検出センサ自身が非接触で受電するための受電部が別途設けられる。そして、送電装置から車両への送電時に、その別途設けられた受電部が送電装置から受電した電力によって異物検出センサが作動する。

図１２は、実施の形態３における電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図１２に示される電気回路も、実施の形態１における電力伝送システムの電気回路を示した図６に対応するものである。

図１２を参照して、実施の形態３における車両１００Ｂは、実施の形態１における車両１００の構成において、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂに代えて異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄを含む。異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄの配置は、実施の形態１の配置と同じである。

異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄの各々は、受電部１８０と、整流部１８２と、検出部１８４とを含む。受電部１８０は、たとえば受電部１１０と同様にコイルおよびキャパシタを含む共振回路によって構成され、送電装置２００の送電部２３０から送出される電力を非接触で受電して整流部１８２へ出力する。

整流部１８２は、受電部１８０によって受電された交流電力を整流して検出部１８４へ出力する。検出部１８４は、整流部１８２から出力される電力を受けて作動し、車両１００Ｂと送電装置２００との間の異物を検出する。すなわち、検出部１８４は、送電装置２００から車両１００Ｂへの送電が行なわれているときに、受電部１８０が送電部２３０から受電した電力を用いて作動する。なお、検出部１８４の構成は、実施の形態１における異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂの構成と同じである。

なお、実施の形態３における電力伝送システムのその他の構成は、実施の形態１による電力伝送システムの構成と基本的に同じである。

以上のように、この実施の形態３においては、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄの各々は、受電部１８０を含み、受電部１８０が受電した電力によって作動する。これにより、送電装置２００から車両１００Ｂへの非送電時は、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄへ電力は供給されず、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄは停止する。したがって、この実施の形態３によっても、送電装置２００と車両１００Ｂとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄの消費電力を必要最小限に抑制することができる。

また、この実施の形態３においても、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄは、補機電源とは電気的に切り離されるので、送電装置２００から車両１００Ｂへの送電時に、異物検出センサ１５０Ｃ，１５０Ｄに表われる高周波のノイズが補機電源へ伝播するのを抑制することができる。

［変形例］
この変形例では、上記の各実施の形態と異物検出センサの配置が異なる例が示される。

図１３，１４は、この変形例における異物検出センサの配置を説明するための図である。なお、この図１３，１４は、それぞれ上記の図１，２に対応するものである。図１３，１４を参照して、送電装置２００の送電部２３０が地中または地表に設けられ、かつ、受電部１１０が車両後方の車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｅ，１５０Ｆは、車両最後方の車体下面に設置される。

そして、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｅ，１５０Ｆは、いずれも車両前方向の地面に向けて検知範囲が設定され、少なくとも中央の異物検出センサ１５０Ａについては、受電部１１０に対向する地面（送電装置２００の送電部２３０）に向けて検知範囲が設定される。なお、特に図示しないが、異物検出センサ１５０Ｅ，１５０Ｆについても、受電部１１０に対向する地面に向けて検知範囲を設定してもよい。

なお、異物検出センサ１５０Ｅ，１５０Ｆの構成は、異物検出センサ１５０Ａの構成と同じである。また、実施の形態２のように、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｅ，１５０Ｆを、受電部１１０によって受電された電力が出力される電力線に電気的に接続してもよい。また、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｅ，１５０Ｆの各々に代えて、実施の形態３に示した異物検出センサ１５０Ｃ（１５０Ｄ）を採用してもよい。

［実施の形態４］
上記の各実施の形態においては、異物検出センサは車両側に設けられるものとしたが、送電装置側に異物検出センサを設けてもよい。

図１５は、実施の形態４による電力伝送システムの全体構成図である。図１５を参照して、この電力伝送システムは、車両１００Ｄと、送電装置２００Ａとを備える。車両１００Ｄは、図１に示した車両１００に対して、異物検出センサ１５０Ａ，１５０Ｂを含まない構成から成る。

送電装置２００Ａは、図１に示した送電装置２００の構成に対して、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂをさらに含み、電源ＥＣＵ２４０に代えて電源ＥＣＵ２４０Ａを含む。異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、送電装置２００と車両１００との間の異物を検出するためのセンサである。異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂについても、検知された情報の経時変化によって異物を検知可能な種々のセンサを採用可能であり、たとえば、ソナーや、焦電センサ、電波センサ、光センサ等を採用可能である。

この実施の形態４では、送電部２３０が地中または地表に設けられ、かつ、車両１００Ｄの受電部１１０が車体下部に設けられるのに対応して、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、地表に設置される。好ましくは、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、送電部２３０の上部に向けて異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの検知範囲が設定される。このような配置は、送電部２３０から受電部１１０への送電時に、送電部２３０と受電部１１０との間に侵入した異物を確実に検知可能とするものである。

なお、この実施の形態４においても、異物検出センサの数は２つに限定されるものではなく、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、異物検出センサの配置（検知範囲含む）は、図１５に示される配置に限定されるものではなく、たとえば、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂを車両駐車方向に対して送電部２３０の左右にそれぞれ配置してもよい。

電源ＥＣＵ２４０Ａは、送電装置２００Ａから車両１００Ｄへの送電時、高周波電源２２０の動作を制御する。また、電源ＥＣＵ２４０Ａは、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの動作を制御する。具体的には、電源ＥＣＵ２４０Ａは、送電部２３０による送電の開始に連動して異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂへ起動指令を出力し、送電の終了に連動して異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂへ停止指令を出力する。これにより、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、送電部２３０による送電の開始に連動して起動し、送電の終了に連動して停止する。

なお、一例として、通信部２５０による車両１００Ｄの通信部１７０との通信が確立すると異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂが起動し、通信部２５０による車両１００Ｄの通信部１７０との通信が遮断されると異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂが停止するものとする。

なお、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの起動タイミングとしては、通信部２５０，１７０間の通信確立時のほか、送電装置２００Ａから受電部１１０へ実際に送電されたときであってもよい。あるいは、送電装置２００Ａから車両１００Ｄへの送電を指示する給電スイッチ（図示せず）が利用者によりオン操作されたときや、送電部２３０に対する受電部１１０の位置合わせ（送電装置２００Ａに対する車両１００Ｄの駐車動作）が開始されたとき、もしくは上記位置合わせが完了したとき等であってもよい。

また、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの停止タイミングとしては、通信部２５０，１７０間の通信遮断時のほか、送電部２３０による車両１００Ｄへの送電が実際に終了したときであってもよい。あるいは、上記給電スイッチが利用者によりオフ操作されたときや、車両１００Ｄが走行動作を開始したとき等であってもよい。

以上のように、この実施の形態４によっても、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの消費電力を必要最小限に抑えることができる。その結果、送電装置２００Ａと車両１００Ｄとの間の異物検出を実現しつつ、異物検出に伴なう消費電力を抑制することができる。

［実施の形態５］
この実施の形態５も、実施の形態４と同様に、異物検出センサが送電装置側に設けられる。そして、異物検出センサは、送電装置から車両への送電時に高周波電源２２０から出力される電力を受けて作動する。これにより、異物検出センサは、送電装置から車両への実際の送電中にのみ作動し、送電装置から車両への送電が行なわれていないときは停止する。

図１６は、実施の形態５による電力伝送システムの電気回路図である。なお、この図１６に示される電気回路は、実施の形態１における電力伝送システムの電気回路を示した図６に対応するものである。

図１６を参照して、この実施の形態５における送電装置２００Ｂは、実施の形態４における送電装置２００Ａと異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの電源構成が異なる。すなわち、この実施の形態５では、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、整流部２７０に接続され、整流部２７０は、高周波電源２２０と送電部２３０との間の電力線に電気的に接続される。そして、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、高周波電源２２０から送電部２３０へ電力が供給されているときに、高周波電源２２０から出力される電力の一部を受けて動作する。

なお、図１６では、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、整流部２７０を介して整合器２４０と送電部２３０との間の電力線に電気的に接続されるものとしたが、高周波電源２２０と整合器２４０との間の電力線に異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂを電気的に接続してもよい。

以上のように、この実施の形態５においては、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは、送電装置２００Ｂから車両１００Ｄへの送電時に高周波電源２２０から出力される電力を受けて作動する。これにより、送電装置２００Ｂから車両１００Ｄへの非送電時は、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂへ電力は供給されず、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂは停止する。したがって、この実施の形態５によれば、送電装置２００Ｂと車両１００Ｄとの間の異物検出を確実に行ないつつ、異物検出センサ２６０Ａ，２６０Ｂの消費電力を必要最小限に抑制することができる。

なお、上記の各実施の形態では、送電装置２００（２００Ａ，２００Ｂ）の送電部２３０と車両１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２３０から受電部１１０へ非接触で電力が伝送されるものとしたが、電磁誘導により送電部２３０から受電部１１０へ非接触で電力を伝送してもよい。なお、送電部２３０と受電部１１０との間で電磁誘導により電力が伝送される場合には、送電部２３０と受電部１１０との結合係数κは、１．０に近い値となる。

また、上記の各実施の形態では、送電装置２００（２００Ａ，２００Ｂ）から非接触で受電する受電装置が車両１００（１００Ａ〜１００Ｄ）である場合について説明したが、この発明の適用範囲は、必ずしも受電装置が車両に限定されるものではなく、車両以外の受電装置にも適用可能である。

なお、上記において、異物検出センサ１５０Ａ〜１５０Ｆ，２６０Ａ，２６０Ｂは、この発明における「検出装置」の一実施例に対応し、受電部１８０は、この発明における「もう１つの受電部」の一実施例に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明で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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００，１００Ａ〜１００Ｄ 車両、１１０，１８０ 受電部、１２０，１８２，２７０ 整流部、１３０ 蓄電装置、１４０ 動力生成部、１５０Ａ〜１５０Ｆ，２６０Ａ，２６０Ｂ 異物検出センサ、１６０ 車両ＥＣＵ、１７０，２５０ 通信部、１８４ 検出部、２００，２００Ａ，２００Ｂ 送電装置、２１０ 系統電源、２２０ 高周波電源、２３０ 送電部、２４０ 電源ＥＣＵ、１６２ 通信制御部、１６４ 充電制御部、１６６ センサ制御部、３１０，３１５ 可変コンデンサ、３２０，３３０，３４０ コイル、３３５，３５０ キャパシタ、ＰＬ 電力線。

Claims (12)

1. 送電部から送電される電力を非接触で受電する受電部を備えた車両であって、
   前記送電部と前記受電部との間の異物を検出する検出装置と、
   前記受電部によって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
   電力によって走行駆動力を発生する電動機とを備え、
   前記検出装置は、前記受電部と送電部との位置合わせが完了した後に起動し、前記送電部からの送電が終了すると停止する、車両。
2. 前記検出装置は、前記受電部が受電した電力を受けて作動する、請求項１に記載の車両。
3. 前記検出装置は、前記受電部により受電された電力が出力される電力線に電気的に接続され、前記電力線から電力を受けて作動する、請求項２に記載の車両。
4. 前記検出装置は、前記送電部から送電される電力を非接触で受電するもう１つの受電部を含み、
   前記検出装置は、前記もう１つの受電部が受電した電力によって作動する、請求項１に記載の車両。
5. 前記検出装置は、検出情報の経時変化の有無によって異物の侵入を検出する、請求項１に記載の車両。
6. 前記検出装置は、車体下面に設置され、前記受電部に対向する地面に向けて検知範囲が設定される、請求項１に記載の車両。
7. 前記検出装置は、超音波センサである、請求項１に記載の車両。
8. 前記受電部の固有周波数と前記送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の車両。
9. 前記受電部と前記送電部との結合係数は０．３以下である、請求項１に記載の車両。
10. 前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電し、
    前記磁界および前記電界は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１に記載の車両。
11. 送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置であって、
    前記送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電部と、
    前記送電装置と前記受電装置との間の異物を検出する検出装置とを備え、
    前記検出装置は、前記受電部による受電の開始に連動して起動し、前記受電の終了に連動して停止し、
    前記受電装置は、車両に搭載され、
    前記検出装置は、車体下面に設置され、前記受電部に対向する地面に向けて検知範囲が設定される、受電装置。
12. 送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電装置と、
    前記送電装置から送出される電力を非接触で受電する受電部と、
    前記送電装置と前記受電装置との間の異物を検出する検出装置と、
    前記受電装置によって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
    前記蓄電装置に蓄えられた電力によって走行駆動力を発生する電動機と
    を備え、
    前記検出装置は、前記受電部による受電の開始に連動して起動し、前記受電の終了に連動して停止する、車両。

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