JP5929493B2 - 受電装置、および、給電システム - Google Patents

受電装置、および、給電システム Download PDF

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Description

本技術は、受電装置、および、給電システムに関する。詳しくは、電気的に非接触で給電を行う非接触給電システム受電装置、および、給電システムに関する。
従来、電気的に非接触で給電を行う非接触給電システムにおいて、給電装置と受電装置との間の磁界内に混入した物体を異物として検出する回路が設けられることがあった。これは、導体の異物が磁界内に混入すると、異物内に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱の影響で異物が発熱する場合があるためである。異物の発熱量が大きいと、非接触給電システムにおける機器や筐体に損傷が生じるおそれがある。特に急速充電においては給電装置が出力する磁界の強度が大きくなるため、異物の発熱量も大きくなり、異物の存在が問題になることが多い。
異物を検出する回路として、例えば、受電側に誘導される電圧の振幅が基準値未満であるか否かにより、異物の有無を判断する回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。異物がある場合には異物の渦電流により電力の損失が生じて送電効率が低下するため、受電側の電圧の振幅が基準値未満に低下した場合に、異物があると判断される。
特開２０１２−１６１２５号公報
しかしながら、上述の従来技術では、異物の存在を正確に検出することができないおそれがある。具体的には、上述の受電装置は、異物の混入以外の原因によって受電コイルの電圧の振幅が低下した場合に、異物を誤って検出してしまうおそれがある。電圧の振幅の低下は、異物の混入のほか、給電装置の故障や経年劣化などによる給電電力や給電効率の低下などによっても生じるが、上述の受電装置は、給電電力量や送電効率を取得していない。また、上述の受電装置は、給電コイルおよび受電コイルの互いの位置がずれてしまうことを想定していない。このため、電圧の振幅が低下した場合に、その低下が異物の混入によるものであるのか、給電電力や送電効率の低下によるのであるかを判断することができない。また、電圧の振幅が低下した場合に、給電コイルおよび受電コイルの互いの位置がずれてしまうことによるものであるのか、異物の混入によるものであるのかを判断することができない。この結果、異物の混入以外の要因により電圧の振幅が低下した場合に、異物が誤検出されるおそれがある。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、異物を正確に検出することができる受電装置を提供することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、中心が上記受電コイルの中心と略一致し、かつ、上記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、上記測定コイルおよび上記受電コイルの測定値に基づいて上記磁界における異物の有無を判断する異物検出部とを具備する受電装置である。これにより、測定コイルおよび受電コイルの測定値に基づいて磁界における異物の有無が判断されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルであってもよい。これにより、測定コイルに実質的に電流が流れないという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定コイルの巻数は、上記受電コイルの巻数と異なっていてもよい。これにより、測定コイルの巻き数が受電コイルの巻き数と異なるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記磁界により発生する上記測定コイルの誘導電圧を上記測定コイルの測定値として取得する電圧取得回路と、上記磁界により発生する上記受電コイルの誘導電流を上記受電コイルの測定値として取得する前電流取得回路とをさらに具備し、上記異物検出部は、上記パラメータおよび上記誘導電流から上記受電コイルのインピーダンスを求めて当該インピーダンスの変化に基づいて上記異物の有無を判断してもよい。これにより、受電コイルのインピーダンスの変化に基づいて上記異物の有無が判断されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記異物検出部は、上記インピーダンスの変化量が所定の閾値より大きい場合に上記異物があると判断してもよい。これにより、インピーダンスの変化量が閾値より大きい場合に異物があると判断されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備してもよい。これにより、異物の検出結果に応じて充電電流が制御されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定コイルは、上記測定コイルは、上記受電コイルの最外周または当該最外周より外側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回のコイルであってもよい。これにより、受電コイルの最外周または最外周より外側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回になるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定コイルは、上記受電コイルの最内周または当該最内周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回のコイルであってもよい。これにより、受電コイルの最内周または当該最内周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回になるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定値は、上記測定コイルおよび上記受電コイルのインピーダンスであり、上記異物検出部は、上記測定コイルのインピーダンスに対する上記受電コイルのインピーダンスの比率に基づいて上記磁界における異物の有無を判断してもよい。これにより、測定コイルのインピーダンスに対する受電コイルのインピーダンスの比率に基づいて磁界における異物の有無が判断されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記測定コイルに交流電圧を印加する第１の交流電圧印加部をさらに具備し、上記異物検出部は、上記第１の交流電圧が印加された上記測定コイルに生じた電流と上記第１の交流電圧とから上記測定コイルのインピーダンスを求めてもよい。これにより、第１の交流電圧が印加された測定コイルに生じた電流と第１の交流電圧とから上記測定コイルのインピーダンスが求められるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記受電コイルに第２の交流電圧を印加する第２の交流電圧印加部をさらに具備し、上記異物検出部は、上記第２の交流電圧が印加された上記受電コイルに生じた電流と上記第２の交流電圧とから上記受電コイルのインピーダンスを求めてもよい。これにより、第２の交流電圧が印加された測定コイルに生じた電流と第２の交流電圧とから上記受電コイルのインピーダンスが求められるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記異物検出部は、上記比率が所定の閾値より大きい場合に上記異物があると判断してもよい。これにより、比率が閾値より大きい場合に異物があると判断されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記受電コイルのインピーダンスは、上記受電コイルの抵抗およびインダクタンスのうちの少なくとも一方を含んでもよい。これにより、インピーダンスは、抵抗およびリアクタンスのうちの少なくとも一方を含むという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記受電コイルに接続された負荷の抵抗を負荷抵抗として取得する負荷抵抗取得回路と、上記磁界により発生する上記測定コイルの誘導電圧と上記磁界により発生する上記受電コイルの誘導電流と上記負荷抵抗とからなる組を少なくとも２組記憶する記憶部とをさらに具備し、上記異物検出部は、上記誘導電圧と上記誘導電流と上記抵抗とから上記インピーダンスを求めてもよい。誘導電圧と誘導電流と負荷抵抗とからインピーダンスが求められるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記異物の検出結果に基づいて上記給電装置を制御する電源制御部をさらに具備してもよい。これにより、異物の検出結果に基づいて給電装置が制御されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記異物の検出において上記異物があると判断された場合には上記電力の制御量を上記受電コイルのインピーダンスの増加量に基づいて決定する制御量決定部をさらに具備し、上記電源制御部は、上記制御量に応じて上記給電装置を制御してもよい。これにより、制御量に応じて上記給電装置が制御されるという作用をもたらす。
また、本技術の第２の側面は、磁界を介して電力を供給する給電装置と、上記磁界を介して上記給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、中心が上記受電コイルの中心と略一致し、かつ、上記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、上記測定コイルおよび上記受電コイルの測定値に基づいて上記磁界における異物の有無を判断する異物検出部とを具備する給電システムである。これにより、測定コイルおよび受電コイルの測定値に基づいて磁界における異物の有無が判断されるという作用をもたらす。
本技術によれば、異物を正確に検出することができるという優れた効果を奏し得る。
第１の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。 第１の実施の形態における受電コイルにおけるパラメータの変化の原因を説明するための図である。 第１の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。 第１の実施の形態における給電制御部の一構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における充電制御部の一構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における誘導電圧の算出方法を説明するための図である。 第１の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態における７ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態における１３ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態における２０ｍｍの鉄の温度と受電コイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態の変形例における測定コイルの一例を示す図である。 第２の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。 第２の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。 第２の実施の形態における充電制御部の一構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における受電コイル側電圧電流測定部の一構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における電源制御部の一構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における電源制御部の動作の一例を示す図である。 第２の実施の形態における測定コイル側電圧電流測定部の一構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における給電制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における充電制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における異物検出処理の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるコイルのインピーダンスの増加の一例を示す図である。 第３の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。 第３の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。 第４の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。 第４の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。 第４の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。 第５の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。 第５の実施の形態における充電制御部の一構成例を示すブロック図である。 第５の実施の形態における起電力比率取得部の一構成例を示すブロック図である。 第６の実施の形態における監視誘導電圧および誘導電流と２次抵抗との関係の一例を示すグラフである。 第６の実施の形態における異物検出部の一構成例を示すブロック図である。
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（受電コイルの抵抗およびインダクタンスの変化量に基づいて異物を検知する例）
２．第２の実施の形態（受電コイルの抵抗に対する測定コイルの抵抗の比率に基づいて異物を検出する例）
３．第３の実施の形態（受電コイルの抵抗の変化量に基づいて異物を検出する例）
４．第４の実施の形態（受電コイルの抵抗の変化量に基づいて異物の検出と制御量の算出とを行う例）
５．第５の実施の形態（起電力比率を求める例）
６．第６の実施の形態（負荷抵抗を変更して異物を検出する例）
＜１．第１の実施の形態＞
［非接触給電システムの構成例］
図１は、実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。この非接触給電システムは、電気的に非接触の状態で装置に電力を供給するためのシステムである。非接触給電システムは、給電装置１００および受電装置２００を備える。
給電装置１００は、電磁波により受電装置２００に交流の電源を供給するものである。この給電装置１００は、給電制御部１１０および給電コイル１２０を備える。
給電制御部１１０は、受電装置２００に供給する電力量を制御するものである。この給電制御部１１０は、信号線１２８および１２９を介して給電コイル１２０に交流電力を供給するとともに、その電力量を制御する。また、給電制御部１１０は、受電装置２００から、給電量を制御するための制御信号を受信する。給電制御部１１０は、制御信号を受信した場合には、その制御信号に従って給電量を制御する。この制御信号には、例えば、給電の停止を要求する停止制御信号が含まれる。
給電コイル１２０は、給電制御部１１０により電力が供給されると、アンペールの法則に従って電磁波を発生するものである。この電磁波を介して受電装置２００に電源が供給される。
受電装置２００は、電磁波により供給された電源を受電するものである。この受電装置２００は、充電制御部２１０、受電コイル２２０、測定コイル２３０、および、異物検出部２４０を備える。
充電制御部２１０は、受電コイル２２０から配線２２８および２２９を介して受電した電源を二次電池などに充電するとともに、充電において電流や電圧を制御するものである。具体的には、充電制御部２１０は、受電した交流の電源を直流に変換する。そして、充電制御部２１０は、二次電池の特性や、充電時間などに基づいて電圧や電流を制御する。
また、充電制御部２１０は、受電コイル２２０における誘導電流Ｉ2を測定し、その測定値を異物検出部２４０に信号線２１９を介して供給する。誘導電流Ｉ2の単位として、例えば、アンペア（Ａ）が用いられる。さらに、充電制御部２１０は、異物の検出における検出結果を異物検出部２４０から信号線２４９を介して受け取る。そして、充電制御部２１０は、その検出結果に基づいて制御信号を給電装置１００に送信する。例えば、異物が検出された場合において、充電制御部２１０は、給電の停止を要求する制御信号を送信する。なお、充電制御部２１０は、異物が検出された場合に、電力量を一定量、減少させることを要求する制御信号を送信することもできる。これにより、異物検出時においても、継続して給電が行われる。
受電コイル２２０は、給電コイル１２０から電磁波を介して電力を受電するコイルである。この受電コイル２２０は、例えば、同一平面において、巻き線を同心円状に複数回巻くことにより生成されたコイルである。このように巻き線が渦巻状に巻かれたコイルは、渦巻き（スパイラル）コイルとも呼ばれる。なお、同心円状でなく、同心長方形状などの形状で巻き線を複数回巻いてもよい。
測定コイル２３０は、中心が受電コイル２２０の中心と略一致し、かつ、受電コイル２２０の最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回のコイルである。これにより、測定コイル２３０の磁束が、ほぼ受電コイル２２０を通過する磁束となる。前述したように巻き線を同心円状に複数回巻くことにより受電コイル２２０を生成した場合、巻き数が多くなるほど、また、巻き線の直径が大きいほど、受電コイル２２０において最外周の円環と最内周の円環との面積の差が大きくなる。このため、受電コイル２２０を通過する磁束の分布は不均一となる。コイルの磁束はコイルの面積に比例するため、磁束密度が均一であれば、受電コイル２２０の外側に近いほど、一巻き当たりの磁束が多くなり、内側に近いほど、一巻き当たりの磁束が少なくなる。これらの一巻き当たりの磁束の平均を、以下、コイルを通過する磁束として用いる。仮に、受電コイル２２０の外側に測定コイル２３０の全ての巻き線を巻くと、最外周および最内周の円環の面積の差が大きい場合に、受電コイル２２０および測定コイル２３０のそれぞれを通過する磁束の差が大きくなってしまう。しかし、測定コイル２３０において、受電コイル２２０の内側に１回以上巻いておけば、受電コイル２２０および測定コイル２３０のそれぞれを通過する磁束（すなわち、１巻き当たりの磁束の平均）が同一に近くなる。なお、受電コイル２２０の最外周より外側と、受電コイル２２０の最内周より内側とのそれぞれに少なくとも１回以上、測定コイル２３０の巻き線を巻いておくことが望ましい。これにより、測定コイル２３０を通過する磁束は、受電コイル２２０を通過する磁束により近くなる。また、通過する磁束が略一致するのであれば、測定コイル２３０は受電コイル２２０と同一平面上に配置しなくてもよく、受電コイル２２０のコイル面と測定コイル２３０のコイル面とは、若干離れていてもよい。
また、測定コイル２３０には、実質的に電流が流されていない。ここで、「実質的に電流が流されていない」とは、測定コイル２３０の端子が開放されており、電流が測定コイル２３０に流れないことを意味する。あるいは、開放されていなくても高い抵抗が配置されていることにより電圧が発生しても微量の電流しか流れないことを意味する。ただし、開放された端子には、信号線２３８および２３９を介して後述する異物検出部２４０が接続されている。測定コイル２３０の端子を開放しておくことにより、測定コイル２３０からの磁界が受電コイル２２０にほとんど作用しなくなる。これにより、受電装置２００は、充電制御部２１０に影響を与えずに、異物を検出することができる。なお、測定コイル２３０の端子を開放するのでなく、端子間に高インピーダンスの抵抗を配置しておいてもよい。
ここで、ファラデーの電磁誘導の法則に基づく次の式１より、コイルに発生する誘導電圧Ｖは、磁束φの変化に比例する。この磁束の単位は、例えば、ウェーバー（ｗｂ）であり、誘導電圧Ｖの単位は、例えば、ボルト（Ｖ）である。式１において、Ｎは、コイルの巻き数である。ｔは、時間である。ｔの単位は、例えばセコンド（ｓ）である。
Figure 0005929493
測定コイル２３０を通過する磁束と受電コイル２２０とを通過する磁束とがほぼ一致する場合、式１より、給電コイル１２０からの磁界による測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31と、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21との比率は、それらのコイルの巻き数比にほぼ一致する。したがって、巻き数比が既知であれば、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31から、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21が正確に求められる。ただし、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖmonには、給電コイル１２０からの磁界による誘導電圧Ｖ31のほか、受電コイル２２０からの磁界による誘導電圧Ｖ32も含まれるため、Ｖ31を得るには、Ｖmonの測定のほか、Ｖ32の算出が必要となる。Ｖ32およびＶmonから誘導電圧Ｖ21を算出する方法の詳細については、後述する。
なお、誘導電圧Ｖ21を直接測定することは困難である。これは、受電コイル２２０に充電制御部２１０などの負荷が接続されており、その影響により受電コイル２２０の端子電圧が、誘導電圧Ｖ21とならないからである。もちろん、負荷を切り離して、受電コイル２２０の端子を開放状態にすれば、誘導電圧Ｖ21に近い値のみは測定できるが、誘導電流Ｉ2との関係が分からない限り、受電コイル２２０のインピーダンスを計算することはできない。測定コイル２３０を設けることにより、その誘導電圧Ｖmonから、充電中において正確な誘導電圧Ｖ21が求められる。
異物検出部２４０は、測定コイル２３０のパラメータから求めた受電コイル２２０のインピーダンスの変化に基づいて異物の有無を判断するものである。具体的には、異物検出部２４０は、測定コイル２３０のパラメータである誘導電圧Ｖmonと受電コイル２２０の誘導電流Ｉ2とから、受電コイル２２０において変動するインピーダンスを推定することにより、電磁波の受電を妨げる異物の有無を検出する。異物により、受電コイル２２０において変動するインピーダンスとしては、抵抗成分やリアクタンス成分などがある。異物検出部２４０は、異物の有無を検出した検出結果を充電制御部２１０に信号線２４９を介して出力する。
図２は、第１の実施の形態における受電コイル２２０におけるインピーダンスの変化の原因を説明するための図である。受電コイル２２０が発生させた電磁界において、金属などの導電性の異物３００があった場合を想定する。電磁界が変化すると、この異物３００において、電磁誘導効果により渦電流が発生する。この渦電流によるジュール熱により異物は発熱する。また、渦電流が発生させた磁界が受電コイル２２０に作用し、受電コイル２２０の等価回路における抵抗やリアクタンスを変化させる。したがって、受電装置２００は、受電コイル２２０における抵抗やリアクタンスの変化量から、異物の有無を判断することができる。図２において、点線の矢印は、受電コイル２２０が発生させた磁界であり、実線の矢印は渦電流である。一点鎖線の矢印は、渦電流が発生させた磁界である。
図３は、第１の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。給電コイル１２０は、１次インダクタンス（Ｌ1）１２１および１次キャパシタンス（Ｃ1）１２２を含む等価回路に置き換えられる。受電コイル２２０は、２次インダクタンス（Ｌ2）２２１、２次抵抗（ｒ2）２２２、および、２次キャパシタンス（Ｃ2）２２３を含む等価回路に置き換えられる。充電制御部２１０は、負荷抵抗（Ｒ2）２１５を含む等価回路に置き換えられる。充電制御部２１０において、整流器は省略されている。測定コイル２３０は、インダクタンス（Ｌ３）２３１および抵抗（ｒ３）２３２を含む等価回路に置き換えられる。前述したように異物が存在する場合には、受電コイル２２０の等価回路において、２次抵抗ｒ2および２次インダクタンスＬ2のうちの少なくとも一方が変化するため、それらの変化量から異物が検出される。なお、この等価回路において、給電コイル１２０の抵抗は、省略されている。
この等価回路において、給電コイル１２０が発生させた磁界により受電コイル２２０の２次インダクタンス２２１において発生する誘導電圧をＶ21とする。また、給電コイル１２０が発生させた磁界により測定コイル２３０に発生する誘導電圧をＶ31とする。一方、受電コイル２２０が発生させた磁界により測定コイル２３０に発生する誘導電圧をＶ32とする。このため、測定コイル２３０における誘導電圧は、これらの誘導電圧Ｖ31およびＶ32を合成した電圧となる。異物検出部２４０は、この測定コイル２３０の誘導電圧を監視誘導電圧Ｖmonとして取得する。また、充電制御部２１０は、受電コイル２２０に流れる誘導電流Ｉ2を取得する。
［給電制御部の構成例］
図４は、第１の実施の形態における給電制御部１１０の一構成例を示すブロック図である。給電制御部１１０は、復調回路１１１および給電制御回路１１２を備える。
復調回路１１１は、受電装置２００からの交流信号を復調して、その交流信号に重畳された制御信号を取り出すものである。復調回路１１１は、その制御信号を給電制御回路１１２に出力する。給電制御回路１１２は、制御信号に従って、受電装置２００に供給する電力量を制御するものである。
［充電制御部の構成例］
図５は、第１の実施の形態における充電制御部２１０の一構成例を示すブロック図である。この充電制御部２１０は、変調回路２１１、整流器２１２、充電制御回路２１３、誘導電流取得回路２１４を備える。
変調回路２１１は、給電装置１００への交流信号の振幅などを変調することにより制御信号を重畳するものである。変調回路２１１は、異物が検出されたことを通知する検出結果を異物検出部２４０から受け取ると、例えば、給電の停止を要求する制御信号を交流信号に重畳して給電装置１００に送信する。
整流器２１２は、交流電力を直流に変換して充電制御回路２１３に供給するものである。充電制御回路２１３は、変換された直流電力の電圧や電流を制御して、二次電池などを充電するものである。
誘導電流取得回路２１４は、受電コイル２２０に流れる誘導電流Ｉ2を取得するものである。誘導電流取得回路２１４は、誘導電流Ｉ2を測定し、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換して異物検出部２４０に供給する。なお、誘導電流取得回路２１４は、特許請求の範囲に記載の電流取得回路の一例である。また、誘導電流取得回路２１４は、交流の誘導電流を取得しているが、交流の誘導電流の代わりに、整流器２１２により変換された後の直流の誘導電流を取得してもよい。
［異物検出部の構成例］
図６は、第１の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。この異物検出部２４０は、監視誘導電圧取得回路２４１、２次抵抗変化量取得回路２４２、２次インダクタンス変化量取得回路２４３、および、異物検出回路２４４を備える。
監視誘導電圧取得回路２４１は、測定コイル２３０における監視誘導電圧Ｖmonを取得するものである。例えば、監視誘導電圧取得回路２４１は、測定コイル２３０の端子に接続された交流電圧計により監視誘導電圧Ｖmonを測定する。監視誘導電圧取得回路２４１は、監視誘導電圧Ｖmonの測定値を必要に応じてＡ／Ｄ変換して２次抵抗変化量取得回路２４２および２次インダクタンス変化量取得回路２４３に供給する。なお、監視誘導電圧取得回路２４１は、特許請求の範囲に記載の電圧取得回路の一例である。
２次抵抗変化量取得回路２４２は、監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2の測定値から、受電コイル２２０における抵抗の変化量を２次抵抗変化量Δｒ2として取得するものである。２次抵抗変化量取得回路２４２は、例えば、次の式２を使用して、２次抵抗ｒ 2 を算出する。
Figure 0005929493
 式２において、「Ｒｅ（）」は、（）内の複素数の実数部を返す関数である。Ｖ21は、給電コイル１２０が発生させた磁界の変化により受電コイル２２０に発生する交流の誘導電圧である。上部にドットを付した電圧Ｖまたは電流Ｉは、複素数で表記した交流電圧または交流電流を表している。Ｒ2は、充電制御部２１０における負荷の負荷抵抗である。Ｒ2の単位は、例えば、オーム（Ω）である。Ｎ2は、受電コイル２２０の巻き数であり、Ｎ3は、測定コイル２３０の巻き数である。式２の導出方法については後述する。
２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出した２次抵抗ｒ2から、次の式３を使用して、２次抵抗変化量Δｒ2を算出する。２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出したΔｒ2を異物検出回路２４４に出力する。
Figure 0005929493
 式３において、ｒ0は、異物がない場合に測定された受電コイル２２０の本来の２次抵抗である。
２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2の測定値から、受電コイル２２０の等価回路におけるインダクタンスの変化量を２次インダクタンス変化量ΔＬ2として取得するものである。２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、例えば、次の式４を使用して、２次インダクタンスＬ2を算出する。
Figure 0005929493
 式４において、「Ｉｍ（）」は、（）内の複素数の虚数部を返す関数である。また、ωは角周波数であり、単位は、ラジアン／秒（ｒａｄ/ｓ）である。Ｍ32は、受電コイル２２０と測定コイル２３０との間の結合係数である。Ｃ2は、受電コイル２２０の等価回路におけるキャパシタンスであり、単位は、例えば、ファラド（Ｆ）である。式４の導出方法については後述する。
２次インダクタンス変化量取得回路２４３は、算出した２次インダクタンスＬ2から、次の式５を使用して、２次インダクタンス変化量ΔＬ2を算出する。２次抵抗変化量取得回路２４２は、算出したΔＬ2を異物検出回路２４４に出力する。
Figure 0005929493
 この式５において、Ｌ０は、異物が存在しない場合に測定された受電コイル２２０本来のインダクタンスである。
異物検出回路２４４は、２次抵抗変化量Δｒ2と２次インダクタンス変化量ΔＬ2とから、異物の有無を検出するものである。例えば、異物検出回路２４４は、Δｒ2およびΔＬ2と閾値Ｔｈ１およびＴｈ２とを比較する。閾値Ｔｈ１は、Δｒ2と比較するための閾値であり、閾値Ｔｈ２は、ΔＬ2と比較するための閾値である。そして、異物検出回路２４４は、例えば、Δｒ2が閾値Ｔｈ１より大きい場合、または、ΔＬ2が閾値Ｔｈ２より大きい場合に、異物があると判断する。異物検出回路２４４は、異物の検出結果を充電制御部２１０に出力する。
なお、異物検出部２４０は、Δｒ2が閾値Ｔｈ１より大きく、かつ、ΔＬ2が閾値Ｔｈ２より大きい場合に、異物があると判断してもよい。また、異物検出部２４０は、第２の実施の形態において後述するように、ΔＬ2を取得せず、Δｒ2が閾値より大きい場合に異物があると判断してもよい。あるいは、異物検出部２４０は、Δｒ2を取得せず、ΔＬ2が閾値より大きい場合に異物があると判断してもよい。もしくは、異物検出部２４０は、Δｒ2とΔωＬ2との加算値が閾値より大きい場合に異物があると判断してもよい。
ここで、供給電圧に対するΔｒ2およびΔＬ2の値は、異物のサイズや物性により、異なる値となる。このため、これらの値により、物質の種類が特定される。特に、Δｒ２の増加に応じて異物の温度が上昇するため、温度がある値未満になるように、受電する電流を制御することにより、温度上昇が抑制される。
図７は、第１の実施の形態における誘導電圧の算出方法を説明するための図である。図７において、縦軸は、複素表現した交流電圧の虚数部であり、横軸は実数部である。図３に例示した等価回路より、測定コイル２３０には、給電コイル１２０が発生させた磁界の変化による誘導電圧Ｖ31と、受電コイル２２０が発生させた磁界の変化による誘導電圧Ｖ32とが発生する。したがって、監視誘導電圧Ｖmonは、次の式６から求められる。
Figure 0005929493
ここで、受電コイル２２０と測定コイル２３０との間の結合係数Ｍ32に基づいて、誘導電圧Ｖ32は、次の式７から求められる。Ｖ32の算出においては、異物検出前に予め測定しておいたＭ32の値が用いられる。なお、Ｍ32の値を求めるには、測定コイル２３０を実装した状態において、給電装置１００からの給電を停止し、受電装置２００内の電源から受電コイル２２０に電流を供給して、Ｖmonを測定すればよい。この場合、測定コイル２３０には、受電コイル２２０からの磁界による誘導電圧しか生じないため、ＶmonはＶ32と等しくなる。受電コイル２２０に供給した電流と、Ｖmon（＝Ｖ32）との間の関係から、式７を使用して、Ｍ32が求められる。
Figure 0005929493
式６および式７から次の式８が得られる。
Figure 0005929493
また、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21は、そのコイルの巻き数Ｎ2等から次の式９により求められる。
Figure 0005929493
 式９において、μは受電コイル２２０の透磁率である。Ｈｄ21は、受電コイル２２０のコイル面に生じる磁界の強さであり、単位は、例えばアンペア／メートル（Ａ／ｍ）である。ｎは法線ベクトルである。
一方、測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31は、そのコイルの巻き数Ｎ3等から次の式１０により求められる。
Figure 0005929493
 式１０において、Ｈｄ31は、測定コイル２３０のコイル面に生じる磁界の強さである。
前述したように、測定コイル２３０は、中心が受電コイル２２０の中心と略一致し、かつ、受電コイル２２０の最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回のコイルである。このため、測定コイル２３０と受電コイル２２０との面積および磁界の強さがほぼ等しくなる。したがって、次の式１１が成立する。
Figure 0005929493
 この式１１は、測定コイル２３０を通過する磁束と、受電コイル２２０を通過する磁束とがほぼ一致することを示している。
式９、式１０および式１１より、次の式１２が得られる。
Figure 0005929493
式８および式１２より、次の式１３が得られる。
Figure 0005929493
また、図３に例示した等価回路から、次の式１４が得られる。
Figure 0005929493
 この式１４に式１３の右辺を代入して両辺の実数部を求めることにより、式２が導出される。また、式１４に式１３の右辺を代入して両辺の虚数部を求めることにより、式４が導出される。
［給電装置の動作例］
図８は、第１の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。この給電制御処理は、例えば、給電装置１００に電源が投入されたときに給電装置１００により開始される。
給電装置１００は、交流電源の給電を開始する（ステップＳ９０１）。給電装置１００は、制御信号に基づいて給電停止の要求があったか否かを判断する（ステップＳ９０２）。給電停止の要求がない場合（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９０２に戻り、給電を継続する。給電停止の要求があった場合（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、給電装置１００は、給電を停止する（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３の後、給電装置１００は、給電制御処理を終了する。
［受電装置の動作例］
図９は、第１の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。この充電制御処理は、例えば、給電装置１００から電源供給が開始されたときに受電装置２００により開始される。
受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを測定する（ステップＳ９５１）。受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを式２および式３に代入して２次抵抗変化量Δｒ2を算出する（ステップＳ９５２）。また、受電装置２００は、誘導電流Ｉ2および監視誘導電圧Ｖmonを式４および式５に代入して２次インダクタンス変化量ΔＬ2を算出する（ステップＳ９５３）。
受電装置２００は、Δｒ2が閾値Ｔｈ１より大きい条件またはΔＬ2が閾値Ｔｈ２より大きい条件を満たすか否かにより、異物を検出したか否かを判断する（ステップＳ９５４）。異物を検出しなかった場合には（ステップＳ９５４：Ｎｏ）、受電装置２００は、ステップＳ９５１に戻る。異物を検出した場合には（ステップＳ９５４：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、給電停止を要求する制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９５５）。ステップＳ９５５の後、受電装置２００は、充電制御処理を終了する。なお、受電装置２００は、異物検出時に、２次電池等への充電電流の供給を制御（停止など）してもよい。この場合、受電装置２００は、異物検出時に制御信号を給電装置１００へ送信しなくてもよい。また、受電装置２００は、異物検出時に、充電電流の供給を制御するとともに、制御信号を給電装置１００へ送信してもよい。
図１０乃至図１２は、第１の実施の形態における異物の温度とコイルの抵抗値との関係の一例を示すグラフである。図１０乃至図１２の縦軸は、異物の温度またはコイルの抵抗値であり、横軸は異物の位置である。温度の単位は度（℃）であり、抵抗値の単位はミリオーム（ｍΩ）である。位置の単位はミリメートル（ｍｍ）である。横軸において、コイルの中央を原点として、その中央を含み、コイル面に平行な所定の直線上の位置が異物の位置として測定される。また、図１０乃至１２において、丸印は、異物の温度の測定結果をプロットしたものであり、四角形の印は、受電コイル２２０の抵抗値の測定結果をプロットしたものである。図１０乃至１２において三角形の印は、給電コイル１２０の抵抗値の測定結果をプロットしたものである。
図１０乃至図１２に例示するように、コイルの中央から少し離した位置に異物が置かれると、異物の温度が高くなり、コイル（１２０および２２０）の抵抗値も上昇する。一方、中央付近に異物が置かれると、異物の温度が低くなり、コイルの抵抗値も低くなる。これは、前述したように、異物内の渦電流によりジュール熱が発生し、また、その渦電流が発生させた磁界の作用により、コイルの抵抗値などのインピーダンスが変化するためである。
なお、図１０乃至図１２において、位置が負数である場合の温度は測定されていない。これは、位置が負数である場合の温度変化は、位置が正数である場合と同様の変化であると推定されるためである。
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、中心が受電コイル２２０の中心と略一致し、かつ、受電コイル２２０の最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回の測定コイル２３０により、磁界を測定することができる。このため、受電装置２００は、電磁界により発生する測定コイル２３０の誘導電圧と、受電コイル２２０の誘導電流とから、異物の存在によって変動するインピーダンス（抵抗やインダクタンス）を取得することにより、異物の有無を検出することができる。受電コイル２２０の抵抗やインダクタンスの値は、異物が存在しない場合には給電効率に関りなく一定であるが、コイル間に異物が混入すると変動する。したがって、抵抗やインダクタンスの変化量から、異物が正確に検出される。
なお、第１の実施の形態における非接触給電システムは、給電コイル１２０および受電コイル２２０を使用して給電するとともに、制御信号を送受信している。しかし、非接触給電システムに、給電コイル１２０および受電コイル２２０とは別途に、制御信号を送受信するためのコイルを設けて、そのコイルを使用して、給電装置１００および受電装置２００が制御信号を送受信する構成としてもよい。
［変形例］
図１３は、第１の実施の形態の変形例における測定コイル２３０の一例を示す図である。第１の実施の形態では、測定コイル２３０において、受電コイル２２０の内側と外側とに巻き線を巻いていた。しかし、測定コイル２３０の巻き線は、最内周から最外周までの間に巻いてもよい。変形例の測定コイル２３０は、受電コイル２２０の最内周から最外周までの間に巻き線を巻いた点において第１の実施の形態と異なる。
図１３（ａ）は、変形例の形態の測定コイル２３０の上面図の一例である。また、図１３（ｂ）は、変形例の測定コイル２３０の側面図の一例である。変形例においては、測定コイル２３０の巻き線は、受電コイル２２０の最内周から最外周までの間において、受電コイル２２０の巻き線に沿って巻かれている。なお、受電コイル２２０の最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回となるのであれば、測定コイル２３０の巻き方は任意である。例えば、測定コイル２３０の全ての巻き線を、受電コイル２２０の最外周より内側に巻いてもよい。また、測定コイル２３０の全ての巻き線を受電コイル２２０の最外周より内側であり、かつ、受電コイル２２０の最内周より外側の位置に巻いてもよい。
受電コイル２２０の巻き線に沿って測定コイル２３０の巻き線を巻くことにより、測定コイル２３０の磁界の分布を受電コイル２２０の磁界の分布により近似させることができる。このため、受電コイル２２０と給電コイル１２０との間の位置ずれにより、受電コイル２２０の磁界の分布が変動した場合であっても、式１２においてＶ２１／Ｖ３１の起電力の比率が、巻き数比（Ｎ２／Ｎ３）や、コイルの厚みに応じた一定の値に近くなる。この結果、受電コイル２２０と給電コイル１２０との間に位置ずれが生じても、異物が正確に検出される。ただし、測定コイル２３０の巻き数を多くして受電コイル２２０の巻き数に近づけるほど、異物の検出精度が低下するため、測定コイル２３０の巻き数は受電コイル２２０より少ない方が望ましい。
このように、変形例によれば、受電コイル２２０の最内周から最外周までの間に、測定コイル２３０を巻くことにより、受電コイル２２０および測定コイル２３０の磁界分布をより近似させることができる。これにより、式１２においてＶ２１／Ｖ３１の起電力の比率が、一定の値に近似するようになる。このため、位置ずれが生じた場合であっても、一定の起電力比率に基づいて異物を正確に検出することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
［非接触給電システムの構成例］
図１４は、第２の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。第２の実施の形態の非接触給電システムは、受電コイル２２０および測定コイル２３０のインピーダンスの比率に基づいて異物を検出する点において第１の実施の形態と異なる。具体的には、第２の実施の形態の非接触給電システムは、測定コイル側電圧電流測定部２７０をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。
第２の実施の形態の充電制御部２１０は、給電装置１００に給電を停止させて異物を監視する動作と、給電装置１００を制御して受電装置２００に給電させる動作とを交互に繰り返す。それぞれの動作を実行する時間は、一定であるものとする。異物を監視する期間を、以下「監視期間」と称し、給電装置１００に給電させる期間を「給電期間」と称する。監視期間内において給電装置２００に給電を停止させるのは、異物検出のために受電コイル２２０および測定コイル２３０に交流電圧を順に印加する必要があり、この印加動作は給電装置１００からの給電中には実行することができないためである。これらの交流電圧は、受電コイル２２０および測定コイル２３０の等価回路上のインピーダンスを求めるために印加される。以下、受電コイル２２０に印加される交流電圧を交流電圧Ｖ２とし、測定コイル２３０に印加される交流電圧を交流電圧Ｖ３とする。これらの交流電圧の振幅および位相は、同一であってもよく、また、異なる値であってもよい。
充電制御部２１０は、監視期間の開始時に、給電を停止させるための制御信号を給電装置１００に送信することにより、給電を停止させる。給電が停止すると、充電制御部２１０は、ある程度充電された二次電池などからの直流電流を測定コイル側電圧電流測定部２７０に信号線２１７を介して供給する。そして、充電制御部２１０は、測定コイル２３０に対する交流電圧Ｖ３の印加を、測定コイル側電圧電流測定部２７０に一定時間の間、実行させる。測定コイル側電圧電流測定部２７０による交流電圧Ｖ３の印加は、信号線２１６を介して充電制御部２１０から供給されるイネーブル信号ＥＮ１により制御される。そして、測定コイル側電圧電流測定部２７０による交流電圧Ｖ３の印加が停止してから監視期間が終了するまでの間、充電制御部２１０は、受電コイル２２０に対して交流電圧Ｖ２を印加する。充電制御部２１０は、交流電圧Ｖ２の印加により受電コイル２２０に発生する電流Ｉ２の測定値を交流電圧Ｖ２の測定値ともに異物検出部２４０に信号線２１９を介して供給する。そして、充電制御部２１０は、給電装置１００と受電装置２００との間に異物があるか否かを判断した結果である検出結果を異物検出部２４０から信号線２４９を介して受け取る。
監視期間経過後に充電制御部２１０は、受電コイル２２０に対する交流電圧Ｖ２の印加を停止する。交流電圧Ｖ２の印加停止後において、充電制御部２１０は、給電装置１００を制御して給電を再開させる。ただし、異物がある場合には、充電制御部２１０は、充電電流を停止または低下させる。そして、充電制御部２１０が充電電流を低下させると、充電電流の低下に応じて受電装置２００が磁界強度を低下させる。この磁界強度の低下により、磁界内の異物に発生する渦電流が小さくなるため、その異物の温度上昇が抑制される。また、充電電流の制御によっては異物の温度上昇を抑制できない場合、例えば、充電電流をこれ以上低下できない場合、充電制御部２１０は、制御信号を給電装置１００に送信しない。これにより、給電期間が開始したときに給電が再開されなくなる。なお、充電制御部２１０は、異物が検出された場合に給電を開始させる制御信号を送信しない構成としているが、それまでより一定量低い給電量で給電を開始させるための制御信号を監視期間が経過したときに送信することもできる。これにより、異物検出時においても、継続して給電が行われる。
第２の実施の形態において測定コイル２３０の巻き数は、受電コイル２２０の巻き数より少ないことが望ましい。これにより、測定コイル２３０の等価回路において、異物によるインピーダンスの増加量は受電コイル２２０と比較して小さくなる。ここで、異物によるインピーダンスの増加量とは、給電コイル１２０および受電コイル２２０の間に異物が存在する場合の受電コイル２２０または測定コイル２３０のインピーダンスから、異物が存在しない場合のインピーダンスを引いた量である。測定コイル２３０のインピーダンスは異物による増加量が小さいため、第２の実施の形態における測定コイル２３０のインピーダンスは、異物による受電コイル２２０のインピーダンスの増加量を求める際の基準値として用いられる。
なお、異物が存在しない場合における受電コイル２２０のインピーダンスは基準値として適切な値とは限らない。これは、工場出荷後における筐体内のコイルの設置位置のずれや、コイル面を覆うカバー等の部材の影響により、受電コイル２２０のインピーダンスが、工場出荷時や試験時の値と異なる値になることがあるためである。一方、測定コイル２３０は、受電コイル２２０を鎖交する磁束と同一の磁束が鎖交する位置に配置されているため、受電コイル２２０のインピーダンスが上記の要因により変化すると、その変化量に応じて測定コイル２３０のインピーダンスも変化する。したがって、異物がない場合において受電コイル２２０および測定コイル２３０のインピーダンスの比率は略一定になる。このため、測定コイル２３０のインピーダンスの値を基準値とすることが望ましい。
測定コイル側電圧電流測定部２７０は、充電制御部２１０の制御に従って信号線２３８および２３９を介して測定コイル２３０に交流電圧Ｖ３を印加し、その交流電圧Ｖ３の印加により生じた電流Ｉ３を測定するものである。この測定コイル側電圧電流測定部２７０は、例えば、交流電源を備え、その交流電源により生成した交流電圧を測定コイル２３０に印加する。測定コイル側電圧電流測定部２７０は、この交流電源の端子電圧を交流電圧Ｖ３として電流Ｉ３とともに測定し、それらの測定値を異物検出部２４０に信号線２７９を介して供給する。
第２の実施の形態の異物検出部２４０は、測定コイル２３０のインピーダンスに対する受電コイル２２０のインピーダンスの比率に基づいて異物を検出する。例えば、異物検出部２４０は、測定コイル２３０のインピーダンスに対する受電コイル２２０のインピーダンスの比率が所定の閾値を超える場合に異物があると判断する。
図１５は、第２の実施の形態における非接触給電システムの等価回路の一例を示す回路図である。第２の実施の形態の充電制御部２１０は、負荷抵抗（Ｒ2）２１５と交流電圧（Ｖ２）を供給する交流電源３１１とを含む等価回路に置き換えられる。また、測定コイル側電圧電流測定部２７０は、交流電圧（Ｖ３）を供給する交流電源２７２を含む等価回路に置き換えられる。
受電装置２００は、交流電圧Ｖ２およびＶ３を順に印加し、交流電圧Ｖ２およびＶ３と、それらの印加により生じた電流Ｉ２およびＩ３とを測定する。受電装置２００は、これらの測定値から受電コイル２２０および測定コイル２３０のインピーダンスの比率（ｒ２／ｒ３またはＬ２／Ｌ３）を求めることができる。前述したように、異物の存在による測定コイル２３０のインピーダンス（ｒ３、Ｌ３）の増加量は受電コイル２２０と比較して小さい。このため、受電装置２００は、交流電圧Ｖ２およびＶ３と電流Ｉ２およびＩ３とから求めた測定コイル２３０および受電コイル２２０のインピーダンスの比率が所定の閾値より大きいか否かを判断することにより、異物を検出することができる。
図１６は、第２の実施の形態における充電制御部２１０の一構成例を示すブロック図である。第２の実施の形態の充電制御部２１０は、切替器２１６、受電コイル側電圧電流測定部３１０および電源制御部３２０をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。また、充電制御部２１０は、受電装置２００に二次電池２５３が装着された場合に、その二次電池２５３に接続される。なお、二次電池２５３は、受電装置２００に内蔵される電池であってもよい。
切替器２１６は、電源制御部３２０の制御に従って直流電力の供給元を切り替えるものである。この切替器２１６には、２つの入力端子と１つの出力端子と制御端子とが設けられている。入力端子の一方は、整流器２１２に接続され、他方は二次電池２５３の高電位側の端子に接続される。出力端子は、受電コイル側電圧電流測定部３１０、電源制御部３２０、および、測定コイル側電圧電流測定部２７０に接続される。制御端子には切替信号が入力される。切替器２１６は、例えば、切替信号がローレベルの場合に、直流電力の供給元を整流器２１２に切り替え、ハイレベルの場合に、二次電池２５３に切り替える。
受電コイル側電圧電流測定部３１０は、電源制御部３２０の制御に従って受電コイルに交流電圧Ｖ２を印加し、その交流電圧Ｖ２により生じた電流Ｉ２を交流電圧Ｖ２ともに測定するものである。具体的には、受電コイル側電圧電流測定部３１０は、電源制御部３２０からのイネーブル信号ＥＮ２がハイレベルの場合に、交流電圧の印加と電流および電圧の測定とを開始し、ローレベルの場合に、それらの動作を停止する。受電コイル側電圧電流測定部３１０は、測定値を異物検出部２４０に供給する。
電源制御部３２０は、給電装置１００、切替器２１６、受電コイル側電圧電流測定部３１０、および、測定コイル側電圧電流測定部２７０を異物の検出結果に基づいて制御するものである。この電源制御部３２０は、変調回路２１１を介して制御信号を給電装置１００に送信することにより、給電装置１００を制御する。また、電源制御部３２０は、切替信号を切替器２１６に出力することにより切替器２１６を制御する。さらに、電源制御部３２０は、イネーブル信号ＥＮ２およびＥＮ１を、受電コイル側電圧電流測定部３１０および測定コイル側電圧電流測定部２７０に出力することにより、それらを制御する。電源制御部３２０の動作の詳細については、後述する。
第２の実施の形態の充電制御回路２１３は、異物検出時に二次電池２５３への充電電流の供給を制御（停止など）する。充電電流が低下することにより、受電装置２００からの磁界による異物の温度上昇が抑制される。充電電流の制御によっては異物の温度上昇を抑制できない場合、充電制御回路２１３は、異物の検出結果を電源制御部３２０に供給する。なお、受電装置２００は、異物検出時に、充電電流の制御結果を給電装置１００に変調回路２１１を介して送信してもよい。
［受電コイル側電圧電流測定部の構成例］
図１７は、第２の実施の形態における受電コイル側電圧電流測定部３１０の一構成例を示すブロック図である。この受電コイル側電圧電流測定部３１０は、交流電源３１１、電圧測定回路３１２、および、電流測定回路３１３を備える。
交流電源３１１は、電源制御部３２０の制御に従って、二次電池２５３からの直流電力を交流に変換して受電コイル２２０に供給するものである。交流電力の供給において、交流電圧の周波数および振幅は、一定の値であることが望ましい。交流電源３１１として、例えば、インバータが用いられる。交流電源３１１には、入力端子、出力端子、および、イネーブル端子ＥＮが設けられている。入力端子は、切替器２１６を介して二次電池２５３に接続される。出力端子は、受電コイル２２０に接続される。イネーブル端子ＥＮは、電源制御部３２０に接続される。イネーブル端子ＥＮには、交流電源３１１を有効または無効にするためのイネーブル信号ＥＮ２が入力される。交流電源３１１に交流電力を供給させる（有効にする）場合には、イネーブル信号ＥＮ２は例えば、ハイレベルに設定される。一方、交流電源３１１に交流電力を供給させない（無効にする）場合には、イネーブル信号ＥＮ２は例えば、ローレベルに設定される。交流電源３１１が無効にされた場合、交流電源３１１のインピーダンスは、出力端子から交流電源３１１内へ電流が逆流しない程度に高くなる。なお、交流電源３１１は、特許請求の範囲に記載の第２の交流電圧印加部の一例である。
電圧測定回路３１２は、交流電源３１１の出力端子間の電圧を交流電圧Ｖ２として測定するものである。この電圧測定回路３１２は、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換して異物検出部２４０および電源制御部３２０に供給する。電流測定回路３１３は、交流電圧Ｖ２の印加により受電コイル２２０に生じた交流電流Ｉ２を測定するものである。この電流測定回路３１３は、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ変換して異物検出部２４０および電源制御部３２０に供給する。なお、電流測定回路３１３は、交流電流の代わりに、充電制御部２１０に直列に挿入された直流回路の電流を測定することもできる。
［電源制御部の構成例］
図１８は、第２の実施の形態における電源制御部３２０の一構成例を示すブロック図である。電源制御部３２０は、受電電圧測定部３２１、監視期間タイマ３２２、給電装置制御部３２３、および、交流電源制御部３２４を備える。
受電電圧測定部３２１は、整流器２１２により直流に変換された電力における電圧を受電電圧Ｖｍとして測定するものである。受電電圧測定部３２１は、測定値を必要に応じてＡ／Ｄ変換して給電装置制御部３２３および交流電源制御部３２４に供給する。
監視期間タイマ３２２は、給電期間および監視期間における経過時間を計時するものである。監視期間タイマ３２２は、タイマ値を給電装置制御部３２３および交流電源制御部３２４に供給する。
給電装置制御部３２３は、給電装置１００を制御して交流電力を受電装置２００に供給させるものである。この給電装置制御部３２３は、タイマ値が監視期間内の値である場合、給電を停止させるための停止制御信号を生成し、変調回路２１１を介して給電装置１００へ送信する。また、給電装置制御部３２３は、充電制御回路２１３から検出結果を受け取る。
一方、タイマ値が給電期間内の値である場合、給電装置制御部３２３は、交流電圧Ｖ２の測定値を取得する。そして、給電装置制御部３２３は、交流電圧Ｖ２が所定値以下であるか否かにより交流電圧Ｖ２の印加が停止しているか否かを判断する。交流電圧Ｖ２の印加が停止した場合には、給電装置制御部３２３は、給電を開始させるための開始制御信号を生成して給電装置１００へ送信する。ただし、異物が検出された場合には、給電装置制御部３２３は、開始制御信号を給電装置１００へ送信しない。給電を開始させた後、監視期間が開始するまでの間、給電装置制御部３２３は、受電電圧Ｖｍの値に基づいて給電量を制御するための給電量制御信号を送信する。例えば、給電装置制御部３２３は、受電電圧Ｖｍが一定範囲内になるように、給電量を増減するための給電量制御信号を送信する。
なお、給電装置制御部３２３は、交流電圧Ｖ２の測定値に基づいて交流電圧Ｖ２の印加が停止したか否かを判断しているが、別の方法で交流電圧Ｖ２の印加が停止したか否かを判断することもできる。例えば、給電装置制御部３２３は、監視期間の終了時から一定期間が経過したときに交流電圧Ｖ２の印加が停止したと判断することもできる。
交流電源制御部３２４は、受電コイル側電圧電流測定部３１０および測定コイル側電圧電流測定部２７０における交流電源を制御して交流電圧を印加させるものである。この交流電源制御部３２４は、タイマ値が監視期間内の値である場合、受電電圧Ｖｍの測定値を取得する。そして、交流電源制御部３２４は、受電電圧Ｖｍが所定値以下であるか否かにより給電が停止したか否かを判断する。給電が停止したのであれば、交流電源制御部３２４は、切替信号をハイレベルにして切替器２１６に出力し、イネーブル信号ＥＮ１を一定期間ハイレベルにして測定コイル側電圧電流測定部２７０内の交流電源に交流電圧Ｖ３を印加させる。イネーブル信号ＥＮ１をローレベルにしてから監視期間が経過するまでの間、交流電源制御部３２４は、イネーブル信号ＥＮ２をハイレベルにして受電コイル側電圧電流測定部３１０内の交流電源に交流電圧Ｖ２を印加させる。一方、タイマ値が給電期間内の値である場合、交流電源制御部３２４は、切替信号をローレベルにするとともにイネーブル信号ＥＮ２をローレベルにして交流電圧Ｖ２の印加を停止させる。
なお、交流電源制御部３２４は、受電電圧Ｖｍの測定値に基づいて給電が停止したか否かを判断しているが、別の方法で給電が停止したか否かを判断することもできる。例えば、交流電源制御部３２４は、監視期間の開始時から一定期間が経過したときに給電が停止したと判断することもできる。
図１９は、第２の実施の形態における給電装置制御部３２３および交流電源制御部３２４の動作の一例を示す図である。監視期間タイマ３２２において、０乃至Ｔｅまでのタイマ値Ｔが繰り返し計数されるものとする。また、Ｔが０乃至Ｔｓ−１（Ｔｓは、０より大きく、Ｔｅ未満の値）の期間を給電期間とし、Ｔｓ乃至Ｔｅの期間を監視期間とする。監視期間において、Ｔｓ乃至Ｔｍ−１（Ｔｍは、Ｔｓより大きく、Ｔｅ未満の値）の期間を、測定コイル２３０の電圧および電流の測定期間とし、Ｔｍ乃至Ｔｅ−１の期間を、受電コイル２２０の電圧および電流の測定期間とする。
給電装置制御部３２３は、給電期間において交流電圧Ｖ２の印加が停止したならば、開始制御信号により給電装置１００を制御して給電を開始させる。ただし、異物が検出され、充電制御回路２１３による充電電流の制御では対応できない場合には、給電装置制御部３２３は、開始制御信号を給電装置１００へ送信しない。給電を開始させた後において、給電装置制御部３２３は、受電電圧Ｖｍの値に基づいて、給電量を制御する。そして、監視期間の開始時（Ｔ＝Ｔｓ）において、給電装置制御部３２３は、給電装置１００を制御して給電を停止させる。
一方、監視期間において、交流電源制御部３２４は、給電が停止したならば、イネーブル信号ＥＮ１をハイレベルにして測定コイル２３０への交流電圧Ｖ３の印加を開始させる。そして、Ｔｍの時刻において、交流電源制御部３２４は、イネーブル信号ＥＮ１をローレベルにして測定コイル２３０への印加を停止させ、イネーブル信号ＥＮ２をハイレベルにして受電コイル２２０への交流電圧Ｖ２の印加を開始させる。監視期間の終了時（Ｔ＝Ｔｅ）において、交流電源制御部３２４は、イネーブル信号ＥＮ２をローレベルにして交流電圧Ｖ２の印加を停止させる。
なお、電源制御部３２０は、異物が検出された後も、監視期間が開始するたびに、交流電圧の印加を開始させる構成としているが、異物が検出されたとき以降において交流電圧を印加させない構成とすることもできる。あるいは、電源制御部３２０は、異物が検出されたのであれば、監視頻度を低下させる構成としてもよい。
また、電源制御部３２０は、監視期間において、測定コイル２３０への交流電圧の印加の後に、受電コイル２２０への交流電圧の印加を開始させている。しかし、逆に、電源制御部３２０は、受電コイル２２０への交流電圧の印加の後に、測定コイル２３０への交流電圧の印加を開始させてもよい。また、電源制御部３２０は、測定コイル２３０および受電コイル２２０への交流電圧の印加を順に実行させる構成としているが、これらのコイルへの交流電圧の印加を同時に実行させる構成としてもよい。
また、最初に給電期間が開始する構成としているが、最初に監視期間が開始する構成としてもよい。また、電源制御部３２０が監視期間を繰り返し計時する構成としているが、監視期間を一回だけ計時する構成としてもよい。この構成において電源制御部３２０は、異物があった場合には、給電を停止させたままにし、異物がなかった場合には、給電を再開させればよい。
また、給電を制御することができるのであれば、制御信号は、給電を開始または終了させるための信号に限定されない。例えば、受電装置２００は、給電を一定期間停止させるための制御信号、または、給電の再開を中止させるための制御信号を送信してもよい。この構成において、受電装置２００は、監視期間開始時において、給電を一定期間停止させるための制御信号を送信し、異物があったのであれば、給電の再開を中止させるための制御信号を送信すればよい。
さらに、受電装置２００が給電装置１００を制御する構成としているが、給電装置１００が受電装置２００を制御する構成としてもよい。この構成では、給電装置１００が、監視期間タイマを備え、監視期間開始時に給電を停止し、その後に交流電圧の印加開始を指示する制御信号を受電装置２００に送信する。そして、受電装置２００は、監視期間において異物の検出結果を示す信号を給電装置１００に送信する。監視期間終了時に、給電装置１００は、交流電圧の印加停止を指示する制御信号を受電装置２００に送信する。給電装置１００は、異物がない場合に給電期間において給電を開始し、異物がある場合は給電を開始しない。
［測定コイル側電圧電流測定部の構成例］
図２０は、第２の実施の形態における測定コイル側電圧電流測定部２７０の一構成例を示すブロック図である。この測定コイル側電圧電流測定部２７０は、交流電源２７２、電圧測定回路２７３、および、電流測定回路２７４を備える。
交流電源２７２は、電源制御部３２０の制御に従って、二次電池２５３からの直流電力を交流に変換して測定コイル２３０に供給するものである。交流電源２７２の構成は、イネーブル信号ＥＮ１に従って動作する点と、測定コイル２３０に交流電圧を印加する点以外は、受電コイル側電圧電流測定部３１０における交流電源３１１と同様である。なお、受電コイル２２０に電源供給する交流電源（３１１）と、測定コイル２３０に電源供給する交流電源（２７２）とを別々に設けているが、この構成に限定されない。例えば、いずれか一方の交流電源のみを設けて、その交流電源が受電コイル２２０および測定コイル２３０に順に電源供給する構成としてもよい。また、交流電源３１１は、特許請求の範囲に記載の第２の交流電圧印加部の一例である。
電圧測定回路２７３は、交流電源２７２の出力端子間の電圧を交流電圧Ｖ３として測定するものである。この電圧測定回路２７３は、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ変換して異物検出部２４０に供給する。電流測定回路２７４は、交流電圧Ｖ３の印加により測定コイル２３０に生じた交流電流Ｉ３を測定するものである。この電流測定回路２７４は、必要に応じて測定値をＡ／Ｄ変換して異物検出部２４０に供給する。
［異物検出部の構成例］
図２１は、第２の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第２の実施の形態の異物検出部２４０は、誘導電圧取得回路２４１、２次抵抗変化量取得回路２４２および２次インダクタンス変化量取得回路２４３を備えない。それらの回路の代わりに、異物検出部２４０は、測定結果記憶部２４６、抵抗比率算出回路２４７、インダクタンス比率算出回路２４８を備える。
測定結果記憶部２４６は、交流電圧Ｖ２、電流Ｉ２、交流電圧Ｖ３、および、電流Ｉ３の測定値を保持するものである。
抵抗比率算出回路２４７は、保持された交流電圧Ｖ２、電流Ｉ２、交流電圧Ｖ３、および、電流Ｉ３の測定値から、測定コイル２３０および受電コイル２２０の抵抗の比率を抵抗比率Ｐ ｒ として取得するものである。抵抗比率算出回路２４７は、例えば、次の式１５乃至式１７を使用して、抵抗比率Ｐｒを算出して異物検出回路２４４に供給する。式１６および式１７の導出方法については後述する。
Figure 0005929493
Figure 0005929493
Figure 0005929493
インダクタンス比率算出回路２４８は、保持された交流電圧Ｖ２、電流Ｉ２、交流電圧Ｖ３、および、電流Ｉ３の測定値から、測定コイル２３０および受電コイル２２０のインダクタンスの比率をインダクタンス比率ＰＬとして取得するものである。インダクタンス比率算出回路２４８は、例えば、次の式１８乃至式２０を使用して、インダクタンス比率ＰＬを算出して異物検出回路２４４に供給する。
Figure 0005929493
Figure 0005929493
Figure 0005929493
ここで、式１６、式１７、式１９、および、式２０の導出方法について説明する。図１５に例示した受電コイル２２０および充電制御部２１０からなる等価回路におけるインピーダンスＺ２は、次の式２１から求められる。
Figure 0005929493
 受電コイル２２０に交流電圧Ｖ２が印加された場合、式２１と電流Ｉ２とから、次の式２２が得られる。
Figure 0005929493
 この式２２の両辺の実数部を求めることにより式１６が得られる。また、式２２の両辺の虚数部を求めることにより式１９が得られる。
同様に、図１５に例示した測定コイル２３０および測定コイル側電圧電流測定部２７０からなる等価回路におけるインピーダンスＺ３は、次の式２３から求められる。
Figure 0005929493
 測定コイル２３０に交流電圧Ｖ３が印加された場合、式２３と電流Ｉ３とから、次の式２４が得られる。
Figure 0005929493
 この式２４の両辺の実数部を求めることにより式１７が得られる。また、式２４の両辺の虚数部を求めることにより式２０が得られる。
第２の実施の形態の異物検出回路２４４は、抵抗比率Ｐｒとインダクタンス比率ＰＬとから、異物の有無を検出する。例えば、異物検出回路２４４は、抵抗比率Ｐｒおよびインダクタンス比率ＰＬと閾値Ｔｈ３およびＴｈ４とを比較する。閾値Ｔｈ３は、抵抗比率Ｐｒと比較するための閾値であり、閾値Ｔｈ４は、インダクタンス比率ＰＬと比較するための閾値である。そして、異物検出回路２４４は、例えば、抵抗比率Ｐｒが閾値Ｔｈ３より大きい場合、または、インダクタンス比率ＰＬが閾値Ｔｈ４より大きい場合に、異物があると判断する。異物検出回路２４４は、異物の検出結果を充電制御部２１０に出力する。
なお、異物検出部２４０は、抵抗比率Ｐｒが閾値Ｔｈ３より大きく、かつ、インダクタンス比率ＰＬが閾値Ｔｈ４より大きい場合に、異物があると判断してもよい。また、異物検出部２４０は、インダクタンス比率ＰＬを取得せず、抵抗比率Ｐｒが閾値Ｔｈ３より大きい場合に異物があると判断してもよい。あるいは、異物検出部２４０は、抵抗比率Ｐｒを取得せず、インダクタンス比率ＰＬが閾値Ｔｈ４より大きい場合に異物があると判断してもよい。もしくは、異物検出部２４０は、抵抗比率Ｐｒとインダクタンス比率ＰＬとの加算値が閾値以上である場合に異物があると判断してもよい。
また、異物検出部２４０は、測定コイル２３０のインピーダンス（基準値）に対する受電コイル２２０のインピーダンスの比率の代わりに、基準値に対する受電コイル２２０のインピーダンスの差分を算出してもよい。この場合、差分が閾値より大きいか否かにより異物の有無が判断される。
［給電装置の動作例］
図２２は、第２の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。第２の実施の形態の給電制御処理は、ステップＳ９１１乃至Ｓ９１３をさらに実行する点において第１の実施の形態と異なる。
給電装置１００は、交流電力の給電を開始する（ステップＳ９０１）。そして、給電装置１００は、給電量を制御するための制御信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ９１１）。給電量を制御するための給電量制御信号を受信した場合には（ステップＳ９１１：Ｙｅｓ）、その給電量制御信号に従って給電量を制御し（ステップＳ９１２）、ステップＳ９１１に戻る。一方、受信していない場合には（ステップＳ９１１：Ｎｏ）、給電装置１００は、給電を停止させるための停止制御信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ９０２）。停止制御信号を受信していない場合には（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９１１に戻り、受信した場合には（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、給電を停止する（ステップＳ９０３）。
給電停止後、給電装置１００は、給電を開始させるための開始制御信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ９１３）。開始制御信号を受信していない場合には（ステップＳ９１３：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９１３に戻り、受信した場合には（ステップＳ９１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ９０１に戻る。
［受電装置の動作例］
図２３は、第２の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。この給電制御処理は、例えば、給電装置１００から電源供給が開始されたときに受電装置２００により開始される。
受電装置２００は、監視期間が開始したか否かを判断する（ステップＳ９７１）。開始したのであれば（ステップＳ９７１：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、停止制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９７２）。そして、給電停止後に受電装置２００は、測定コイル２３０に交流電圧Ｖ３を印加して、交流電圧Ｖ３および電流Ｉ３を測定する（ステップＳ９７３）。次いで、受電装置２００は、測定コイル２３０への交流電圧Ｖ３の印加を停止し、受電コイル２２０に交流電圧Ｖ２を印加して、交流電圧Ｖ２および電流Ｉ２を測定する（ステップＳ９７４）。受電装置２００は、異物を検出するための異物検出処理を実行する（ステップＳ９９０）。
受電装置２００は、監視期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ９７５）。終了していなければ（ステップＳ９７５：Ｎｏ）、受電装置２００はステップＳ９７５に戻る。一方、終了したのであれば（ステップＳ９７５：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、受電コイル２２０への交流電圧Ｖ２の印加を停止する（ステップＳ９７６）。受電装置２００は、異物検出フラグがオンであるか否かを判断する（ステップＳ９７７）。異物検出フラグは、異物の検出結果を示す変数であり、例えば、異物が検出された場合にオンが設定され、検出されなかった場合にオフが設定される。異物検出フラグがオフである場合（ステップＳ９７７：Ｎｏ）、受電装置２００は、開始制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９７８）。異物検出フラグがオンである場合（ステップＳ９７７：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、充電電流を制御する。そして、必要に応じて開始制御信号を送信する（ステップＳ９７９）。ステップＳ９７８またはステップＳ９７９の後、受電装置２００は、ステップＳ９７１に戻る。
監視期間が開始していない場合（ステップＳ９７１：Ｎｏ）、受電装置２００は、受電電圧Ｖｍを測定する（ステップＳ９８０）。そして、受電装置２００は、受電電圧Ｖｍに基づいて給電量を増減するための給電量制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９８１）。ステップＳ９８１の後、受電装置２００は、ステップＳ９７１に戻る。
図２４は、第２の実施の形態における異物検出処理の一例を示すフローチャートである。受電装置２００は、式１５乃至式１７を使用して抵抗比率Ｐｒを算出する（ステップＳ９９１）。また、受電装置２００は、式１８乃至式２０を使用してインダクタンス比率ＰＬを算出する（ステップＳ９９２）。
受電装置２００は、抵抗比率Ｐｒおよびインダクタンス比率ＰＬと閾値Ｔｈ３およびＴｈ４との比較結果に基づいて異物を検出したか否かを判断する（ステップＳ９９３）。異物を検出した場合には（ステップＳ９９３：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、異物検出フラグをオンにする（ステップＳ９９４）。異物を検出しなかった場合には（ステップＳ９９３：Ｎｏ）、受電装置２００は、異物検出フラグをオフにする（ステップＳ９９５）。ステップＳ９９４またはＳ９９５の後、受電装置２００は、異物検出処理を終了する。
図２５は、第２の実施の形態におけるコイルのインピーダンスの増加の一例を示す図である。縦軸は、受電コイル２２０または測定コイル２３０の抵抗値であり、横軸は異物の位置である。である。抵抗値の単位はオーム（Ω）であり、位置の単位はミリメートル（ｍｍ）である。横軸においては、コイルの中央を原点として、その中央を含み、コイル面に平行な所定の直線上の位置が異物の位置として測定される。丸印は、受電コイル２２０の抵抗値の測定結果をプロットしたものであり、四角形の印は、測定コイル２３０の抵抗値の測定結果をプロットしたものである。
図２５に示すように、コイルの中央から少し離した位置に異物が置かれると、受電コイル２２０の抵抗値も上昇し、中央付近に異物が置かれると、受電コイル２２０の抵抗値が低くなる。一方、測定コイル２３０の抵抗値は、異物の位置に関らず、略一定となる。これは、前述したように、測定コイル２３０の巻き数が受電コイル２２０より少ないためである。異物の混入による変動の少ない測定コイル２３０の抵抗値を基準値とすることにより、異物による受電コイル２２０の抵抗値の増加量が求められる。
このように、第２の実施の形態によれば、受電装置２００は、測定コイル２３０のインピーダンスに対する受電コイル２２０のインピーダンスの比率に基づいて異物を検出することができる。異物による増加量の少ない測定コイル２３０のインピーダンスを基準値とすることにより、受電装置２００は、異物による受電コイル２２０のインピーダンスの増加量を正確に求めることができる。したがって、異物が正確に検出される。
＜３．第３の実施の形態＞
［異物検出部の構成例］
図２６は、第３の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第３の実施の形態の異物検出部２４０は、ΔＬ2を取得せず、Δｒ2のみから異物の有無を検出する点において、第１の実施の形態と異なる。具体的には、第３の実施の形態の異物検出部２４０は、２次インダクタンス変化量取得回路２４３を備えない点において、第１の実施の形態と異なる。
第３の実施の形態の異物検出回路２４４は、２次抵抗変化量Δｒ2と、誘導電流Ｉ2とから、異物を検出する。例えば、異物検出回路２４４は、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2を算出し、その値が閾値Ｔｈ１'より大きい場合に、異物があると判断する。これは、渦電流によるジュール熱の熱量が、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2に比例するためである。
［受電装置の動作例］
図２７は、第３の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。第３の実施の形態の充電制御処理は、ステップＳ９５３およびＳ９５４の代わりにステップＳ９６１を実行する点において第１の実施の形態と異なる。
受電装置２００は、２次抵抗変化量Δｒ2の算出後（ステップＳ９５２）、Δｒ2×Ｉ2×Ｉ2が閾値Ｔｈ１'より大きい否かにより異物を検出したか否かを判断する（ステップＳ９６１）。異物を検出しなかった場合には（ステップＳ９６１：Ｎｏ）、受電装置２００は、ステップＳ９５１に戻る。異物を検出した場合には（ステップＳ９６１：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、給電停止を要求する制御信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ９５５）。
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、受電装置２００は、２次抵抗変化量Δｒ2と、誘導電流Ｉ2とから、発熱しうる異物を検出することができる。このため、異物検出時に給電量を制御することにより、非接触給電システムは、異物の発熱を防止することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
［異物検出部の構成例］
図２８は、第４の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態の異物検出部２４０は、制御量決定回路２４４−１をさらに備える点において第２の実施の形態と異なる。制御量決定回路２４４−１は、異物があった場合に、給電量の制御量ΔＷを算出する。一方、異物がない場合に、制御量決定回路２４４−１は、ΔＷに「０」の値を設定する。制御量決定回路２４４−１は、制御量ΔＷを検出結果として充電制御部２１０に出力する。なお、制御量決定回路２４４−１は、特許請求の範囲に記載の制御量決定部の一例である。
ここで、異物の温度上昇量ΔＴは、一般に、異物の熱抵抗Ｒｔから次の式２５により求められる。Ｒｔの単位は、例えば、度／ワット（℃／Ｗ）である。
Figure 0005929493
 式２５において、ドットを付していないＩ2は、交流の誘導電流Ｉ2の絶対値であることを表わす。
式２５において、機器の損傷などが生じない程度のΔＴとなる場合における受電コイル２２０の誘導電流の値をＩ2Lとする。このＩ2Lを発生させるのに必要な供給電力Ｗ１Lは、給電効率をηとした場合、次の式２６から算出される。
Figure 0005929493
 式２６において、Ｗ２Lは、誘導電流がＩ2Lである場合の受電電力である。
一方、異物が検出された場合における受電コイル２２０の誘導電流をＩ2Hとすると、このＩ2Hを発生させるのに必要な供給電力Ｗ１Hは、次の式２７から算出される。
Figure 0005929493
 式２７において、Ｗ２Hは、誘導電流がＩ2Hである場合の受電電力である。
式２６および式２７に基づいて、制御量ΔＷは、次の式２８から算出される。なお、受電装置２００が想定した給電効率が、実際の値と異なる場合や、給電効率自体を受電装置２００が取得できない場合もある。そこで、受電装置２００は、ΔＷの代わりに、Ｗ2HとΔＷとの比率（ΔＷ／Ｗ２H）や、Ｗ2H−Ｗ2Lの値を給電装置１００へ送信してもよい。給電装置１００は、受信した値を式２６乃至２８に基づいて、ΔＷに換算して、給電量を制御すればよい。
Figure 0005929493
［充電装置の動作例］
図２９は、第４の実施の形態における充電制御処理の一例を示すフローチャートである。第４の実施の形態の充電制御処理は、ステップＳ９５５の代わりにステップＳ９６２乃至Ｓ９６４を実行する点において、第３の実施の形態と異なる。異物を検出した場合には（ステップＳ９６１：Ｙｅｓ）、受電装置２００は、式２８から、給電量の制御量ΔＷを算出する（ステップＳ９６２）。受電装置２００は、給電量をΔＷ低下させることを要求する制御信号を送信する（ステップＳ９６３）。受電装置２００は、ΔＷに応じて充電電流を制御する（ステップＳ９６４）。なお、受電装置２００は、異物検出時に、充電電流の制御で対応することができるのであれば、給電装置１００へ制御信号を送信する必要はない。
図３０は、第４の実施の形態における給電制御処理の一例を示すフローチャートである。第４実施の形態の給電制御処理は、ステップＳ９１１およびＳ９１４をさらに実行する点において、第１の実施の形態と異なる。
給電開始後（ステップＳ９０１）、給電装置１００は、給電量の制御の要求があるか否かを制御信号に基づいて判断する（ステップＳ９１１）。制御の要求がある場合には（ステップＳ９１１：Ｙｅｓ）、給電装置１００は、制御信号に従って給電量をΔＷ制御する（ステップＳ９１４）。そして、給電装置１００は、ステップＳ９１１に戻る。
制御の要求がない場合には（ステップＳ９１１：Ｎｏ）、給電装置１００は、ステップＳ９０２以降の処理を実行する。
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、受電装置２００は、異物を検出するとともに、電力量の制御量を求めることができる。これにより、異物検出時においても、非接触給電システムは、適切な電力量により給電を継続することができる。
＜５．第５の実施の形態＞
［非接触給電システムの構成例］
図３１は、第５の実施の形態における非接触給電システムの一構成例を示す全体図である。第１の実施の形態においては、受電コイル２２０の誘導電圧Ｖ21と測定コイル２３０の誘導電圧Ｖ31との比率（以下、「起電力比率」と称する。）が、これらのコイルの巻き数比に一致するとの前提のもとに、インピーダンスを算出していた。しかし、実際には、製造時におけるコイルの特性のばらつきや、位置ずれなどにより、起電力比率ｋ（＝Ｖ21／Ｖ31）が巻き数比に一致しない場合があった。第５の実施の形態は、受電装置２００が、異物検出の前に起電力比率ｋの正確な値を取得しておく点において第１の実施の形態と異なる。具体的には、第５の実施の形態の非接触給電システムは、起電力比率取得部２６０をさらに具備する点において、第１の実施の形態と異なる。
また、第５の実施の形態の充電制御部２１０は、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinと２次電流Ｉ2とを起電力比率取得部２６０に信号線２１８および２１９を介して出力する。入力電圧Ｖinは、充電制御回路２１３の入力端子の電圧である。入力電流Ｉinは、充電制御回路２１３を流れる電流である。また、第５の実施の形態の異物検出部２４０は、監視誘導電圧Ｖmonを起電力比率取得部２６０に出力する。
起電力比率取得部２６０は、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinから負荷抵抗Ｒ2を算出する。起電力比率取得部２６０は、監視誘導電圧Ｖmon、２次電流Ｉ2、および、負荷抵抗Ｒ2からなる組を少なくとも２組取得する。起電力比率取得部２６０は、各組の値を、例えば、次の式２９に代入して連立一次方程式を生成し、これを解くことにより、ｋの値を算出する。なお、起電力比率取得部２６０は、最小二乗法を使用して、最適なｋの値を算出してもよい。また、ｋの算出の時期は、工場出荷時や修理時など、給電が開始される前であれば、任意である。
Figure 0005929493
式２９は、式２の「Ｎ2／Ｎ3」を起電力比率ｋに置き換えたものである。式２は、ｋが「Ｎ2／Ｎ3」に一致することを前提とした式であるが、前述したように、ｋが「Ｎ2／Ｎ3」に一致しないことがあるため、式２９に、各組のＶmon、Ｉ2、および、Ｒ2を代入することにより、ｋの正確な値を算出することが望ましい。起電力比率取得部２６０は、算出した起電力比率ｋを異物検出部２４０に出力する。異物検出部２４０は、このｋに基づいて式２９を使用して、２次抵抗変化量Δｒ2を算出する。
なお、受電装置２００内に起電力比率取得部２６０を設ける構成としているが、起電力比率取得部２６０を受電装置２００の外部に設ける構成とすることもできる。また、第５の実施の形態の受電装置２００は、起電力比率の取得時において異物検出部２４０を設けない構成とすることもできる。
［充電制御部の構成例］
図３２は、第５の実施の形態における充電制御部２１０の一構成例を示すブロック図である。第５の実施の形態の充電制御回路２１３は、電圧制御回路２５１、電流制御回路２５２を備える。また、充電制御回路２１３には、二次電池２５３が接続される。
電圧制御回路２５１は、例えば、出力電圧を一定値に制御するシリーズレギュレータなどを使用して、直流電圧を制御するものである。また、電圧制御回路２５１は、例えば、シリーズレギュレータの入力端子の電圧および電流を入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinとして測定して、その測定値を起電力比率取得部２６０に出力する。電流制御回路２５２は、二次電池２５３に電力を供給して充電するとともに充電電流を制御するものである。充電電流は、二次電池２５３の特性や、充電時間などに応じて制御される。
なお、値が異なる複数のＶinおよびＩinを測定するために、給電装置１００は、起電力比率の測定時に、供給電力量の変更を要求する制御信号を変調回路２１１に出力してもよい。これにより、複数のＶinおよびＩinが効率的に測定される。
［起電力比率取得部の構成例］
図３３は、第５の実施の形態における起電力比率取得部２６０の一構成例を示すブロック図である。起電力比率取得部２６０は、負荷抵抗取得回路２６１、測定結果記憶部２６２および起電力比率取得回路２６３を備える。
負荷抵抗取得回路２６１は、負荷抵抗Ｒ2を取得するものである。負荷抵抗取得回路２６１は、充電制御部２１０から入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinを受け取る。そして、負荷抵抗取得回路２６１は、予め取得しておいたシリーズレギュレータの出力電圧Ｖoutと、入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinとから、シリーズレギュレータの抵抗を算出する。負荷抵抗取得回路２６１は、シリーズレギュレータの抵抗と、予め取得しておいた、シリーズレギュレータ以外の負荷の抵抗とを加算して、負荷全体の負荷抵抗Ｒ2を算出する。負荷抵抗取得回路２６１は、算出した負荷抵抗Ｒ2を測定結果記憶部２６２に保存する。
第５の実施の形態の測定結果記憶部２６２は、監視誘導電圧Ｖmon、２次電流Ｉ2、および、負荷抵抗Ｒ2からなる組を複数組、記憶する。起電力比率取得回路２６３は、測定値の各組と、式２９とから、起電力比率ｋを取得するものである。起電力比率取得回路２６３は算出した起電力比率ｋを異物検出部２４０における２次抵抗変化量取得回路２４２に出力する。なお、測定結果記憶部２６２は、特許請求の範囲に記載の記憶部の一例である。
なお、起電力比率取得部２６０は、複数の入力電圧ＶinおよびＩinから、複数の負荷抵抗Ｒ2を取得する構成としているが、複数の負荷抵抗Ｒ2を取得可能であれば、この構成に限定されない。例えば、充電制御部２１０に負荷を追加して接続する制御を行う接続制御部を受電装置２００にさらに設けてもよい。この構成において、接続制御部は、作業者の操作などにより起電力比率の測定開始が指示されると、充電制御部２１０に直列または並列に負荷を接続するとともに、負荷を接続した旨を通知する信号を起電力比率取得部２６０に出力する。測定結果記憶部２６２には、予め、接続前後の負荷抵抗Ｒ2と、接続前のＶmonおよびＩ2を記憶しておく。起電力比率取得部２６０は、負荷を接続した旨の通知を受けてから、接続後のＶmonおよびＩ2を取得し、接続前後のＶmon、Ｉ2およびＲ2から、ｋを算出する。
図３４は、第５の実施の形態における監視誘導電圧Ｖmonおよび誘導電流Ｉ2と負荷抵抗Ｒ2との関係の一例を示すグラフである。図３４において、縦軸は「Ｒ2」であり、横軸は「Ｒｅ（Ｖmon／Ｉ2）」である。Ａ点は、受電電力ＷAにおいて測定されたＲ2A、ＶmonA、および、Ｉ2Aに基づいてプロットした測定点であり、Ｂ点は、受電電力ＷBにおいて測定されたＲ2B、ＶmonB、および、Ｉ2Bに基づいてプロットした測定点である。Ａ点およびＢ点を結ぶ直線の傾きが式２９における起電力比率ｋに相当する。また、その直線の切片が２次抵抗ｒ2に相当する。なお、測定誤差が生じる場合もあるため、各測定点から得られるＲ2xと、各測定点のＶmonxおよびＩ2xから式２９により得られるＲ2x'との差分ｄｘの二乗和Ｅが最小となるｋを求める最小二乗法を使用して、ｋを求めてもよい。
このように、本技術の第５の実施の形態によれば、受電装置２００は、Ｖmon、Ｉ2、および、Ｒ2から、起電力比率ｋの正確な値を取得することができる。これにより、異物がより正確に検出される。
＜６．第６の実施の形態＞
［異物検出部の構成例］
図３５は、第６の実施の形態における異物検出部２４０の一構成例を示すブロック図である。第１の実施の形態においては、異物検出部２４０は、起電力比率ｋが一定であるとの前提でインピーダンスを算出していた。しかし、第５の実施の形態において説明したように、ｋは必ずしも一定であるとは限らない。第６の実施の形態の異物検出部２４０は、ｋを用いずに、Δｒ２を算出する点において第１の実施の形態と異なる。第６の実施の形態の充電制御部２１０は第５の実施の形態と同様の構成であり、充電中に入力電圧Ｖinおよび入力電流Ｉinを測定し、それらの測定値を異物検出部２４０に出力する。また、第６の実施の形態の異物検出部２４０は、負荷抵抗取得回路２４５および測定結果記憶部２４６を備え、２次インダクタンス変化量取得回路２４３を備えない点において第１の実施の形態と異なる。
なお、値が異なる複数のＶinおよびＩinを測定するために、第６の実施の形態の充電制御部２１０は、充電中に、供給電力量の変更を要求する制御信号を給電装置１００へ送信してもよい。これにより、複数のＶinおよびＩinが効率的に測定される。
負荷抵抗取得回路２４５の構成は、第５の実施の形態の負荷抵抗取得回路２６１と同様である。また、測定結果記憶部２４６の構成は、第５の実施の形態の測定結果記憶部２６２と同様である。第６の実施の形態の２次抵抗変化量取得回路２４２は、測定結果から、Δｒ２を求める。図３４において、説明したように、少なくとも２組の測定結果を式２９に代入することにより、ｋが不明であっても、ｒ２が求められる。具体的には、図３５に例示した直線の切片がｒ２に等しい。２次抵抗変化量取得回路２４２は、求めたｒ２から、式３を使用してΔｒ２を算出して出力する。
このように、本技術の第６の実施の形態によれば、受電装置２００は、Ｖmon、Ｉ2、および、Ｒ2から、正確なインピーダンスの変化量を取得することができる。これにより、ｋの値が変動しても、異物がより正確に検出される。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
を具備する受電装置。
（２）前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
前記（１）記載の受電装置。
（３）前記測定コイルの巻数は、前記受電コイルの巻数と異なる
前記（１）または（２）記載の受電装置。
（４）前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧を前記測定コイルの測定値として取得する電圧取得回路と、
前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流を前記受電コイルの測定値として取得する前電流取得回路と
をさらに具備し、
前記異物検出部は、前記パラメータおよび前記誘導電流から前記受電コイルのインピーダンスを求めて当該インピーダンスの変化に基づいて前記異物の有無を判断する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の受電装置。
（５）前記異物検出部は、前記インピーダンスの変化量が所定の閾値より大きい場合に前記異物があると判断する
前記（４）記載の受電装置。
（６）前記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路をさらに具備する前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の受電装置。
（７）前記測定コイルは、前記受電コイルの最外周または当該最外周より外側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回のコイルである
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の受電装置。
（８）前記測定コイルは、前記受電コイルの最内周または当該最内周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回のコイルである
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の受電装置。
（９）前記測定値は、前記測定コイルおよび前記受電コイルのインピーダンスであり、
前記異物検出部は、前記測定コイルのインピーダンスに対する前記受電コイルのインピーダンスの比率に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する
前記（１）記載の受電装置。
（１０）前記測定コイルに交流電圧を印加する第１の交流電圧印加部をさらに具備し、
前記異物検出部は、前記第１の交流電圧が印加された前記測定コイルに生じた電流と前記第１の交流電圧とから前記測定コイルのインピーダンスを求める
前記（９）記載の受電装置。
（１１）前記受電コイルに第２の交流電圧を印加する第２の交流電圧印加部をさらに具備し、
前記異物検出部は、前記第２の交流電圧が印加された前記受電コイルに生じた電流と前記第２の交流電圧とから前記受電コイルのインピーダンスを求める
前記（９）または（１０）に記載の受電装置。
（１２）前記異物検出部は、前記比率が所定の閾値より大きい場合に前記異物があると判断する
前記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の受電装置。
（１３）前記受電コイルのインピーダンスは、前記受電コイルの抵抗およびインダクタンスのうちの少なくとも一方を含む
前記（４）乃至（１２）のいずれかに記載の受電装置。
（１４）前記受電コイルに接続された負荷の抵抗を負荷抵抗として取得する負荷抵抗取得回路と、
前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧と前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流と前記負荷抵抗とからなる組を少なくとも２組記憶する記憶部と
をさらに具備し、
前記異物検出部は、前記誘導電圧と前記誘導電流と前記負荷抵抗とから前記インピーダンスを求める
前記（４）乃至（１３）のいずれかに記載の受電装置。
（１５）前記異物の検出結果に基づいて前記給電装置を制御する電源制御部をさらに具備する
前記（４）乃至（１４）のいずれかに記載の受電装置。
（１６）前記異物の検出において前記異物があると判断された場合には前記電力の制御量を前記受電コイルのインピーダンスの変化量に基づいて決定する制御量決定部をさらに具備し、
前記電源制御部は、前記制御量に応じて前記給電装置を制御する
前記（１５）記載の受電装置。
（１７）磁界を介して電力を供給する給電装置と、
前記磁界を介して前記給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
を具備する給電システム。
１００ 給電装置
１１０ 給電制御部
１１１ 復調回路
１１２ 給電制御回路
１２０ 給電コイル
１２１ １次インダクタンス
１２２ １次キャパシタンス
２００ 受電装置
２１０ 充電制御部
２１１ 変調回路
２１２ 整流器
２１３ 充電制御回路
２１４ 誘導電流取得回路
２１５ 負荷抵抗
２１６ 切替器
２２０ 受電コイル
２２１ ２次インダクタンス
２２３ ２次キャパシタンス
２３０ 測定コイル
２３１ インダクタンス
２３２ 抵抗
２４０ 異物検出部
２４１ 監視誘導電圧取得回路
２４２ ２次抵抗変化量取得回路
２４３ ２次インダクタンス変化量取得回路
２４４ 異物検出回路
２４４−１ 制御量決定回路
２４５、２６１負荷抵抗取得回路
２４６、２６２ 測定結果記憶部
２４７ 抵抗比率算出回路
２４８ インダクタンス比率算出回路
２５１ 電圧制御回路
２５２ 電流制御回路
２５３ 二次電池
２６０ 起電力比率取得部
２６３ 起電力比率取得回路
２７０ 測定コイル側電圧電流測定部
２７２ 交流電源
２７３ 電圧測定回路
２７４ 電流測定回路
３００ 異物
３１０ 受電コイル側電圧電流測定部
３１１ 交流電源
３１２ 電圧測定回路
３１３ 電流測定回路
３２０ 電源制御部
３２１ 受電電圧測定部
３２２ 監視期間タイマ
３２３ 給電装置制御部
３２４ 交流電源制御部

Claims (13)

  1. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    を具備し、
    前記測定コイルは、実質的に電流が流れないコイルである
    受電装置。
  2. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    を具備し、
    前記測定コイルの巻数は、前記受電コイルの巻数と異なる
    受電装置。
  3. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と、
    前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧を前記測定コイルの測定値として取得する電圧取得回路と、
    前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流を前記受電コイルの測定値として取得する電流取得回路と
    を具備し、
    前記異物検出部は、前記誘導電圧および前記誘導電流から前記受電コイルのインピーダンスを求めて前記インピーダンスの変化量が所定の閾値より大きい場合に前記異物の有無を判断する
    受電装置。
  4. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と、
    前記異物の検出結果に応じて充電電流を制御する充電制御回路と
    を具備する受電装置。
  5. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    を具備し、
    前記測定コイルは、前記受電コイルの最外周または当該最外周より外側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも一回のコイルである
    受電装置。
  6. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    を具備し、
    前記測定値は、前記測定コイルおよび前記受電コイルのインピーダンスであり、
    前記異物検出部は、前記測定コイルのインピーダンスに対する前記受電コイルのインピーダンスの比率に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する
    受電装置。
  7. 前記測定コイルに交流電圧を印加する第１の交流電圧印加部をさらに具備し、
    前記異物検出部は、前記第１の交流電圧が印加された前記測定コイルに生じた電流と前記第１の交流電圧とから前記測定コイルのインピーダンスを求める
    請求項６記載の受電装置。
  8. 前記受電コイルに第２の交流電圧を印加する第２の交流電圧印加部をさらに具備し、
    前記異物検出部は、前記第２の交流電圧が印加された前記受電コイルに生じた電流と前記第２の交流電圧とから前記受電コイルのインピーダンスを求める
    請求項６記載の受電装置。
  9. 前記異物検出部は、前記比率が所定の閾値より大きい場合に前記異物があると判断する
    請求項６記載の受電装置。
  10. 前記受電コイルのインピーダンスは、前記受電コイルの抵抗およびインダクタンスのうちの少なくとも一方を含む
    請求項６記載の受電装置。
  11. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧を前記測定コイルの測定値として取得する電圧取得回路と、
    前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流を前記受電コイルの測定値として取得する電流取得回路と
    を具備し、
    前記異物検出部は、前記誘導電圧および前記誘導電流から前記受電コイルのインピーダンスを求めて当該インピーダンスの変化に基づいて前記異物の有無を判断し、
    前記受電コイルに接続された負荷の抵抗を負荷抵抗として取得する負荷抵抗取得回路と、
    前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧と前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流と前記負荷抵抗とからなる組を少なくとも２組記憶する記憶部と
    をさらに具備し、
    前記異物検出部は、前記誘導電圧と前記誘導電流と前記負荷抵抗とから前記インピーダンスを求める
    受電装置。
  12. 磁界を介して給電装置から給電される電力を受電する受電コイルと、
    中心が前記受電コイルの中心と略一致し、かつ、前記受電コイルの最外周より内側に巻かれた部分の巻き数が少なくとも１回である測定コイルと、
    前記測定コイルおよび前記受電コイルの測定値に基づいて前記磁界における異物の有無を判断する異物検出部と
    前記磁界により発生する前記測定コイルの誘導電圧を前記測定コイルの測定値として取得する電圧取得回路と、
    前記磁界により発生する前記受電コイルの誘導電流を前記受電コイルの測定値として取得する電流取得回路と、
    前記異物の検出結果に基づいて前記給電装置を制御する電源制御部と
    を具備し、
    前記異物検出部は、前記誘導電圧および前記誘導電流から前記受電コイルのインピーダンスを求めて当該インピーダンスの変化に基づいて前記異物の有無を判断する
    受電装置。
  13. 前記異物の検出において前記異物があると判断された場合には前記電力の制御量を前記受電コイルのインピーダンスの変化量に基づいて決定する制御量決定部をさらに具備し、
    前記電源制御部は、前記制御量に応じて前記給電装置を制御する
    請求項１２記載の受電装置。
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