JPWO2013179394A1

JPWO2013179394A1 - 非接触電力送信システム及び方法

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Publication number: JPWO2013179394A1
Application number: JP2014518129A
Authority: JP
Inventors: 秀人遠藤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2016-01-14
Also published as: US10084350B2; US20150162752A1; WO2013179394A1

Abstract

非接触電力送信システム（１０）は、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能である。該非接触電力送信システムは、送電コイル（１１）と、送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段（１４）と、送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段（１３）と、電力送信が行われる期間である電力送信期間と、金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、金属検知期間では、電力送信期間に送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が送電コイルに供給されるように、又は送電コイルに電力を供給しないように、電力供給手段を制御する制御手段（１２）と、を備える。制御手段は、金属検知手段により送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、送電コイルに電力を供給しないように電力供給手段を制御する。

Description

本発明は、所定の空間を介して配置される受電装置に対して、非接触で電力を送信する非接触電力送信システム及び方法の技術分野に関する。

この種のシステムとして、例えば、電力送信を行う電力送信期間と、受電装置から送電側へ信号を送信する通信期間と、交互に設け、通信期間では電力送信期間に比べて送信電力を弱くするシステムが提案されている。ここでは特に、通信がタイムアウトエラーとなった場合に待機状態に移行することによって、異物検出に対応した電力送信の停止を実現することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２１３４１４号公報

しかしながら、上述の背景技術によれば、送信側のシステムのみで異物検知を行うことができない。すると、異物が存在する場合に、例えば直ちに電力送信を停止する等の迅速な対応を採ることが困難になるという技術的問題点がある。特に、異物が金属物であった場合、電力送信に起因する磁界により該金属物が加熱されてしまうという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属を含む異物を検知することができると共に、該異物が検知された場合に迅速な対応処理を実行することができる非接触電力送信システム及び方法を提供することを課題とする。

本発明の非接触電力送信システムは、上記課題を解決するために、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能な非接触電力送信システムであって、送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する。

本発明の非接触電力送信方法は、上記課題を解決するために、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能であり、送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、を備える非接触電力送信システムにおける非接触電力送信方法であって、前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御工程を備え、前記制御工程では、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。第１実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。第２実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。第２実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。第３実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。第３実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。第３実施例に係る電力送信処理を示すフローチャートである。比較例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。比較例に係る電力送信処理を示すフローチャートである。第４実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。第４実施例に係る電力送信処理を示すフローチャートである。第５実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。第５実施例に係る電力送信処理を示すフローチャートである。

本発明の非接触電力送信システムに係る実施形態について説明する。

実施形態に係る非接触電力送信システムは、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能な非接触電力送信システムであって、送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する。

非接触電力送信システムは、電力受信システムに対して、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能に構成されている。具体的には、非接触電力送信システムは、送電コイルが電力受信システムの受電コイルと空間を隔てて配置され、その後、送電コイルに所定の周波数を有する交流電力が供給されることにより、送電コイルから受電コイルに電力を供給可能に構成されている。尚、電力送信には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。

電力供給手段は、送電コイルに電力を供給可能に構成されている。尚、電力供給手段は、電源を有していてもよいし、外部電源から電力を取得可能に構成されていてもよい。いずれにせよ、電力供給手段は、自身が有する電源から出力された電力又は外部電源から取得した電力を、送電コイルに供給する。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる金属検知手段は、送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能に構成されている。ここで、金属検知は、磁界中に金属を置くと該金属内に渦電流が発生することを利用し、渦電流に起因して該金属の周囲に発生する磁界を検知することにより実行すればよい。このような金属検知には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、電力送信が行われる期間である電力送信期間と、金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設ける。電力送信期間では、制御手段は、送電コイルに、電力送信に適した比較的大きな電力が供給されるように電力供給手段を制御する。他方、金属検知期間では、金属検知手段により金属検知が実行される。

ここで特に、制御手段は、金属検知期間では、電力送信期間に送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が送電コイルに供給されるように、又は送電コイルに電力を供給しないように、電力供給手段を制御する。

当該非接触電力送信システムは、上述の如く、電磁界を用いた方式により電力送信を行う。このため、送電コイルに電力が供給されることに起因して該送電コイルの周囲に発生する磁界を、金属検知に利用することもできる（つまり、送電コイルを、金属検知手段の一部として用いることもできる）。

ただし、電力送信に適した電力では、送電コイルの周囲に発生する磁界が比較的強くなるため、比較的小さい金属片を検知することができない可能性がある。これは、金属片内に発生する渦電流に起因して該金属片の周囲に発生する磁界が、送電コイルに電力が供給されることに起因して該送電コイルの周囲に発生する磁界に、ほとんど又は全く影響を与えないためである。

そこで、制御手段を、金属検知期間では、電力送信期間に送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が送電コイルに供給されるように電力供給手段を制御するように構成することにより、送電コイルに電力が供給されることに起因して該送電コイルの周囲に発生する磁界を比較的弱くしている。この結果、送電コイルを金属検知手段の一部として用いて、精度良く金属検知を行うことができる。

或いは、金属検知手段が独自に磁界を発生させる装置（例えば、コイル等）を有する場合には、制御手段により、金属検知期間に、送電コイルに電力を供給しないように電力供給手段が制御される。この結果、送電コイルが磁界を発生させることはないので、金属検知手段が有する装置により精度良く金属検知を行うことができる。

上述の如く、磁界中に金属が存在する場合、該金属内に渦電流が発生する。すると、該渦電流により金属が加熱される。送電コイルの周囲に金属が存在する状態で、電力送信を継続すると、加熱された金属により当該非接触電力送信システムに不具合が生じる。

そこで本実施形態では、制御手段により、金属検知手段により送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、送電コイルに電力を供給しないように電力供給手段が制御される。このため、送電コイルの周囲に存在する金属によって、当該非接触電力送信システムが影響を受けることを防止することができる。

以上の結果、本実施形態に係る非接触電力送信システムによれば、金属を含む異物を検知することができると共に、該異物が検知された場合に迅速な対応処理を実行することができる。

実施形態に係る非接触電力送信システムの一態様では、前記制御手段は、前記電力送信期間と前記金属検知期間とを交互に繰り返し設ける。

この態様によれば、金属検知が繰り返し実行されるので、より安全に電力送信を実行することができ、実用上非常に有利である。

実施形態に係る非接触電力送信システムの他の態様では、前記制御手段は、前記金属検知期間において、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように前記電力供給手段を制御し、前記金属検知手段は、前記送電コイルの周囲に発生する磁界に基づいて、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する。

この態様によれば、金属検知のために別途磁界を発生させる装置を備える必要がないので、例えば製造コストを低減することができる。

或いは、実施形態に係る非接触電力送信システムの他の態様では、前記金属検知手段は、前記金属検知のための一又は複数のコイルを有し、前記制御手段は、前記金属検知期間において、前記送電コイルに電力を供給しないように、且つ、前記一又は複数のコイルに電力を供給するように、前記電力供給手段を制御し、前記金属検知手段は、前記一又は複数のコイルの周囲に発生する磁界に基づいて、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する。

この態様によれば、比較的容易にして金属検知を実行することができる。特に、金属検知手段が複数のコイルを有する場合には、金属の有無だけでなく、金属が存在する位置も特定することができ、実用上非常に有利である。

実施形態に係る非接触電力送信システムの他の態様では、前記送電コイルの周囲の異物を検知する異物検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記異物検知手段により異物が検知されたことを条件に、前記電力送信期間から前記金属検知期間に切り換える。

この態様によれば、異物（金属以外も含む）が検知された場合にのみ金属検知が実行されるので、異常がない場合にも常に定期的に送電を止めてしまうこと比べて、電力送信の効率の低下を抑制することができる。

この態様では、前記送電コイルの周囲の生体を検知する生体検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記異物検知手段により異物が検知されたことを条件に、前記電力送信期間から前記金属検知期間に切り換え、前記生体検知手段は、前記金属検知期間において、前記異物検知手段により検知された異物が生体であるか否かを判定し、前記検知された異物が生体であると判定された場合、前記制御手段は、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御してよい。

このように構成すれば、電力送信に起因して、人や動物等の生体が影響を受けることを防止することができるので、実用上非常に有利である。

実施形態に係る非接触電力送信方法は、電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能であり、送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、を備える非接触電力送信システムにおける非接触電力送信方法であって、前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御工程を備え、前記制御工程では、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する。

実施形態に係る非接触電力送信方法によれば、上述した実施形態に係る非接触電力送信システムと同様に、金属を含む異物を検知することができると共に、該異物が検知された場合に迅速な対応処理を実行することができる。

尚、実施形態に係る非接触電力送信方法においても、上述した実施形態に係る非接触電力送信システムの各種態様と同様の各種態様を採ることができる。

本発明の非接触電力送信システムに係る実施例を、図面に基づいて説明する。

＜第１実施例＞
本発明の非接触電力送信システムに係る第１実施例について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。図２は、第１実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。

図１において、電力送信システム１０は、送電兼金属検知用コイル１１、電力送信部１２、金属検知部１３、電源部１４及び電力制御部１５を備えて構成されている。電力送信システム１０の電力制御部１５は、電力送信が行われる電力送信期間と、金属検知が行われる金属探知期間と、を交互に繰り返し設ける（図２参照）。

本実施形態に係る「送電兼金属検知用コイル１１」、「電力制御部１５」、「金属検知部１３」及び「電源部１４」は、夫々、本発明に係る「送電コイル」、「制御手段」、「金属検知手段」及び「電力供給手段」の一例である。

受信装置２０は、受電用コイル２１、受信用回路２２及び負荷２３を備えて構成されている。尚、受信装置２０は、例えば電気自動車等の車両に搭載される。この場合、負荷２３は、例えば車両に搭載された電池等である。

電力送信システム１０の送電兼金属検知用コイル１１と、受信装置２０の受電コイル２１とが、空間を隔てて配置された後、例えばユーザから電力送信が要求された場合、電力制御部１５は、先ず、送電兼金属検知用コイル１１に、金属検知を行うための比較的小さい電力を供給するように電力送信部１２を制御する。この結果、送電兼金属検知用コイル１１の周囲に比較的弱い磁界が発生するので（図２参照）、金属検知部１３は、該発生した磁界を利用して金属検知を行う。

金属検知の結果、コイルの周囲に金属が存在しないと判定された場合、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、電力送信に適した比較的大きな電力を供給するように電力送信部１２を制御する。この際、供給される電力量に応じた比較的強い磁界が、送電兼金属検知用コイル１１の周囲に発生する（図２参照）。

その後、電力制御部１５は、所定のタイミングで金属探知期間となるように電力送信部１２を制御する。以降、電力制御部１５は、電力送信期間と金属検知期間とが交互に繰り返されるように、電力送信部１２を制御する。

金属検知の結果、コイルの周囲に金属が存在すると判定された場合、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に電力を供給しないように電力送信部１２を制御する。この場合、金属が検知された旨をユーザに報知するように、電力送信システム１０を構成してもよい。

＜第２実施例＞
本発明の非接触電力送信システムに係る第２実施例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、図１と同趣旨の、第２実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。図４は、図２と同趣旨の、第２実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。尚、第１実施例と共通する部材には、図面上において同一の符号を付して示す。また、第１実施例と共通する説明については適宜省略する。

図３において、電力送信システム１０は、送電用コイル１１、電力送信部１２、金属検知部１３、電源部１４及び電力制御部１５に加えて、本発明に係る「コイル」の一例としての、金属検知用コイル１１´を備えて構成されている。尚、図３では、金属検知用コイル１１´は一つであるが、該金属検知用コイル１１´は複数個設けられていてよい。

電力制御部１５は、金属探知期間では、金属探知用コイル１１´に、金属検知を行うための比較的小さい電力を供給するように電力送信部１２を制御する。この結果、金属探知用コイル１１´の周囲に比較的弱い磁界が発生するので（図４破線参照）、金属検知部１３は、該発生した磁界を利用して金属検知を行う。尚、電力制御部１５は、更に、送電用コイル１１に電力を供給しないように電力送信部１２を制御する。

他方、電力制御部１５は、電力送信期間では、送電用コイル１１に、電力送信に適した比較的大きな電力を供給するように電力送信部１２を制御する。この際、供給される電力量に応じた比較的強い磁界が、送電コイル１１の周囲に発生する（図４実線参照）。尚、電力制御部１５は、更に、金属検知用コイル１１´に電力を供給しないように電力送信部１２を制御する。

＜第３実施例＞
本発明の非接触電力送信システムに係る第３実施例について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は、図１と同趣旨の、第３実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。図６は、図２と同趣旨の、第３実施例に係る磁界強度の時間変化の一例を示す図である。尚、第１実施例と共通する部材には、図面上において同一の符号を付して示す。また、第１実施例と共通する説明については適宜省略する。

図５において、電力送信システム１０は、送電兼金属検知用コイル１１、電力送信部１２、金属検知部１３、電源部１４、電力制御部１５、異物センサ制御部１６及び異物センサ１７を備えて構成されている。尚、異物センサ１７には、例えばレーザセンサや超音波センサ、カメラ等の公知の各種態様を適用可能である。

異物センサ制御部１６は、異物センサ１７からの出力信号に基づいて、コイルの周囲に異物が存在するか否かを判定する。本実施例に係る「異物センサ制御部１６」及び「異物センサ１７」は、本発明に係る「異物検知手段」の一例である。

電力制御部１５は、異物センサ制御部１６により異物が存在すると判定された場合に、送電兼金属検知用コイル１１に、金属検知を行うための比較的小さい電力を供給するように電力送信部１２を制御する。この結果、送電兼金属検知用コイル１１の周囲に比較的弱い磁界が発生するので（図６参照）、金属検知部１３は、該発生した磁界を利用して金属検知を行う。

金属検知の結果、異物が金属であると判定された場合、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、比較的小さい電力の供給を継続するように電力送信部１２を制御する。従って、コイルの周囲から異物（金属）が除去されるまでは、金属検知が継続して行われる（図６参照）。

以上のように構成された電力送信システム１０が実行する電力送信処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。

図７において、先ず、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、電力送信に適した比較的大きな電力を供給するように電力送信部１２を制御する（ステップＳ１０１）。次に、電力制御部１５は、電力送信が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。尚、電力送信が終了したか否かは、例えば負荷２３が電池である場合には、該負荷２３が所定の充電状態となったことを示す信号を受信したか否かを判定することにより、判定すればよい。

電力送信が終了したと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、電力を供給しないように電力送信部１２を制御する（ステップＳ１０３）。他方、電力送信が終了していないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、電力制御部１５は、異物センサ制御部１６から異物が存在する旨を示す信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

異物が存在する旨を示す信号が出力されていない（或いは、異物が存在しない旨を示す信号が出力されている）と判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、電力制御部１５は、ステップＳ１０２の処理を実行する。

異物が存在する旨を示す信号が出力されたと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、金属検知を行うための比較的小さい電力を供給するように電力送信部１２を制御する（ステップＳ１０５）。この結果、電力送信システム１０から受信装置２０への電力送信が停止される。

次に、電力制御部１５は、金属検知部１３により金属が検知されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。金属が検知されていないと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、電力制御部１５は、ステップＳ１０１の処理を実行する。他方、金属が検知されたと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、電力制御部１５は、再びステップＳ１０６の処理を実行する（つまり、金属が検知されなくなるまでループする）。

＜比較例＞
ここで、第３実施例に係る電力送信システム１０の比較例について、図８及び図９を参照して説明する。図８は、比較例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。

図８において、電力送信システム５０は、送電用コイル５１、電力送信部５２、電源部５４、電力制御部５５、異物センサ制御部５６及び異物センサ５７を備えて構成されている。つまり、電力送信システム５０では、金属検知が実施されない。

電力送信システム５０の動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。

図９において、先ず、電力制御部５５は、送電用コイル５１に、電力送信に適した比較的大きな電力を供給するように電力送信部５２を制御する（ステップＳ５０１）。次に、電力制御部５５は、電力送信が終了したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

電力送信が終了したと判定された場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、電力制御部５５は、送電用コイル５１に、電力を供給しないように電力送信部５２を制御する（ステップＳ５０３）。他方、電力送信が終了していないと判定された場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、電力制御部５５は、異物センサ制御部５６から異物が存在する旨を示す信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ５０４）。

異物が存在する旨を示す信号が出力されていないと判定された場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、電力制御部５５は、ステップＳ５０２の処理を実行する。異物が存在する旨を示す信号が出力されたと判定された場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、電力制御部５５は、送電用コイル５１に電力を供給しないように電力送信部５２を制御して（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０４の処理を実行する。

このように、比較例に係る電力送信システム５０は、異物が検知された場合、電力送信が停止される。比較例に係る電力送信システム５０は、安全性という観点からは何ら問題はない。しかしながら、検知された異物が電力送信に影響をほとんど又は全く及ぼさないものであったとしても電力送信が停止されるので、電力送信の効率が低下する可能性がる。

他方で、第３実施例に係る電力送信システム１０では、検知された異物が、電力送信に影響を及ぼす金属であった場合にのみ電力送信が停止されるので、安全性を確保しつつ、電力伝送の効率の低下を抑制することができる。

＜第４実施例＞
本発明の非接触電力送信システムに係る第４実施例について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、図１と同趣旨の、第４実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。尚、第１実施例と共通する部材には、図面上において同一の符号を付して示す。また、第１実施例と共通する説明については適宜省略する。

図１０において、電力送信システム１０は、送電兼金属検知用コイル１１、電力送信部１２、金属検知部１３、電源部１４、電力制御部１５、異物センサ制御部１６、異物センサ１７、生体センサ制御部１８及び生体センサ１９を備えて構成されている。尚、生体センサ１９には、例えば赤外線センサやカメラ等の公知の各種態様を適用可能である。

生体センサ制御部１８は、生体センサ１９からの出力信号に基づいて、コイルの周囲に、人や動物等の生体が存在するか否かを判定する生体検知を実行する。本実施例に係る「生体センサ制御部１８」及び「生体センサ１９」は、本発明に係る「生体検知手段」の一例である。

電力制御部１５は、異物センサ制御部１６により異物が存在すると判定された場合に、送電兼金属検知用コイル１１に、金属検知を行うための比較的小さい電力を供給するように電力送信部１２を制御する。その後、金属検知部１３は金属検知を実行すると共に、生体センサ制御部１８は生体検知を実行する。

金属検知の結果、異物が金属であると判定された場合、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、比較的小さい電力の供給を継続するように電力送信部１２を制御する。従って、コイルの周囲から異物（金属）が除去されるまでは、金属検知が継続して行われる。

生体検知の結果、異物が生体であると判定された場合、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に電力を供給しないように電力送信部１２を制御する。この結果、送電兼金属検知用コイル１１の周囲には磁界が発生しないので、生体が磁界の影響を受けることを防止することができる。

尚、金属検知の結果異物が金属であると判定され、且つ、生体検知の結果異物が生体であると判定された場合（例えば、金具付きの靴を履いた人が異物として検知された場合）、電力制御部１５は、送電兼金属検知用コイル１１に、金属検知が可能な最低限の電力を供給するように電力送信部１２を制御してもよいし、送電兼金属検知用コイル１１に電力を供給しないように電力送信部１２を制御してもよい。

以上のように構成された電力送信システム１０が実行する電力送信処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

図１１において、ステップＳ１０５の処理の後、電力制御部１５は、金属検知部１３により金属が検知されたか否か、及び生体センサ制御部１８から生体が存在する旨を示す信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

金属が検知されていないと判定され、且つ、生体が存在する旨を示す信号が出力されていないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、電力制御部１５は、ステップＳ１０１の処理を実行する。

他方、金属が検知されたと判定された場合、又は、生体が存在する旨を示す信号が出力されたと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、電力制御部１５は、再びステップＳ２０１の処理を実行する。

＜第５実施例＞
本発明の非接触電力送信システムに係る第５実施例について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、図１と同趣旨の、第５実施例に係る電力送信システムの構成を示すブロック図である。尚、第１実施例と共通する部材には、図面上において同一の符号を付して示す。また、第１実施例と共通する説明については適宜省略する。

図１２において、電力送信システム６０は、送電用コイル６１、電力送信部６２、電源部６４、電力制御部６５、異物センサ制御部６６、異物センサ６７、生体センサ制御部６８及び生体センサ６９を備えて構成されている。つまり、電力送信システム６０では、金属検知が実施されない。

電力制御部６５は、異物センサ制御部６６により異物が存在すると判定された場合に、送電用コイル６１に電力を供給しないように電力送信部６２を制御する。その後、生体センサ制御部６８は、生体センサ６９からの出力信号に基づいて、コイルの周囲に、生体が存在するか否かを判定する生体検知を実行する。

生体検知の結果、異物が生体であると判定された場合、電力制御部６５は、生体が検知されなくなるまで、送電用コイル６１に電力を供給しないように電力送信部６２を制御する。従って、本実施例に係る電力送信システム６０によれば、生体への安全性を確保しつつ、効率的に電力送信を行うことができる。

以上のように構成された電力送信システム６０が実行する電力送信処理について、図１３のフローチャートを参照して説明する。

図１３において、ステップＳ１０５の処理の後、電力制御部６５は、生体センサ制御部６８から生体が存在する旨を示す信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。生体が存在する旨を示す信号が出力されていないと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、電力制御部６５は、ステップＳ１０１の処理を実行する。他方、生体が存在する旨を示す信号が出力されたと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、電力制御部６５は、再びステップＳ３０１の処理を実行する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う非接触電力送信システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０、５０、６０…電力送信システム、２０…受信装置、１１…送電兼金属検知用コイル、１１´…金属検知用コイル、１２、５２、６２…電力送信部、１３…金属検知部、１４、５４、６４…電源部、１５、５５、６５…電力制御部、１６…異物センサ制御部、１７…異物センサ、１８…生体センサ制御部、１９…生体センサ、２０…受電装置、２１…受電コイル、２２…受信用回路、２３…負荷、５１、６１…送電用コイル

Claims

電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能な非接触電力送信システムであって、
送電コイルと、
前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、
前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、
前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する
ことを特徴とする非接触電力送信システム。
前記制御手段は、前記電力送信期間と前記金属検知期間とを交互に繰り返し設けることを特徴とする請求項１に記載の非接触電力送信システム。
前記制御手段は、前記金属検知期間において、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように前記電力供給手段を制御し、
前記金属検知手段は、前記送電コイルの周囲に発生する磁界に基づいて、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力送信システム。
前記金属検知手段は、前記金属検知のための一又は複数のコイルを有し、
前記制御手段は、前記金属検知期間において、前記送電コイルに電力を供給しないように、且つ、前記一又は複数のコイルに電力を供給するように、前記電力供給手段を制御し、
前記金属検知手段は、前記一又は複数のコイルの周囲に発生する磁界に基づいて、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力送信システム。
前記送電コイルの周囲の異物を検知する異物検知手段を更に備え、
前記制御手段は、前記異物検知手段により異物が検知されたことを条件に、前記電力送信期間から前記金属検知期間に切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力送信システム。
前記送電コイルの周囲の生体を検知する生体検知手段を更に備え、
前記制御手段は、前記異物検知手段により異物が検知されたことを条件に、前記電力送信期間から前記金属検知期間に切り換え、
前記生体検知手段は、前記金属検知期間において、前記異物検知手段により検知された異物が生体であるか否かを判定し、
前記検知された異物が生体であると判定された場合、前記制御手段は、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の非接触電力送信システム。
電磁界を用いた方式により非接触で電力送信を実行可能であり、送電コイルと、前記送電コイルに電力を供給可能な電力供給手段と、前記送電コイルの周囲に金属が存在するか否かを検知する金属検知を実行可能な金属検知手段と、を備える非接触電力送信システムにおける非接触電力送信方法であって、
前記電力送信が行われる期間である電力送信期間と、前記金属検知が行われる期間である金属検知期間とを設け、前記金属検知期間では、前記電力送信期間に前記送電コイルに供給される電力に比べて小さい電力が前記送電コイルに供給されるように、又は前記送電コイルに電力を供給しないように、前記電力供給手段を制御する制御工程を備え、
前記制御工程では、前記金属検知手段により前記送電コイルの周囲に金属が存在すると判定されたことを条件に、前記送電コイルに電力を供給しないように前記電力供給手段を制御する
ことを特徴とする非接触電力送信方法。