JP2014103808A - 非接触充電監視システム、非接触充電システム、及び非接触充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の非接触充電に好適な非接触充電監視システム、非接触充電システム、及び非接触充電方法を提供する。
【解決手段】非接触充電監視システム２５０は、地面９９に設置される送電コイルユニット２１０の上面２１０ａを向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄと、少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄを用いて検出された温度情報Ｔａ〜Ｔｄ、Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、Ｔｄ１〜Ｔｄ８に基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定する高温物体検知部５０とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触充電監視システム、非接触充電システム、及び非接触充電方法に関する。

携帯電話や家電機器の非接触充電のような小電力分野における非接触充電では、高周波の磁束による電磁誘導が利用される場合が多い。高周波の磁束は、金属異物にも誘導起電力を発生させるため、渦電流損による金属異物の温度上昇をもたらす。この金属異物に対する誘導加熱を防ぐことが求められている。

特許文献１は、非接触給電システムの金属異物検出装置を開示している。この金属異物検出装置は、給電装置の載置面に形成されたスパイラル形状の金属検知アンテナコイルと、金属検知アンテナコイルに接続された発振回路とを備える。発振回路の構成部品の設計値は、発振回路が安定した振幅の継続的発振を維持できる値ではなく、発振をやっと開始できる値となっている。したがって、発振に関わる電磁気的なパラメータの小さな変化で発振回路の発振振幅が大きく変化する。これによって、金属検知アンテナコイル近傍に小さな金属片が置かれたことによる小さな電磁気特性の変化が、発振回路の発振の有無や発振振幅の大きな変化に変換される。その結果、金属異物検出装置は、小さな金属片を検出することができる。

特開２０１２−０１６１２５号公報

ここで、上記したように発振回路の構成部品の設計値を発振がやっと開始できる値とするためには、使用条件を考慮して発振回路の構成部品の設計値を精密に設定する必要がある。一方、電気自動車（ＥＶ）用の非接触充電システムは、屋外のような使用条件が変動する場所に設置されることが多い。したがって、上記金属異物検出装置を電気自動車用の非接触充電システムに適用することは困難である。更に、上記金属異物検出装置は、金属異物が発熱するものであるか否かにかかわらず金属異物を検出する。屋外に設置された非接触充電システムでは送電コイルと受電コイルの間に金属異物が混入する確率が高いため、発熱するものであるか否かに関わらず金属異物を検出した場合に充電を停止すると充電効率が低下する。

本発明は、このような問題点の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、車両の非接触充電に好適な非接触充電監視システム、非接触充電システム、及び非接触充電方法を提供することを目的とする。

本発明による非接触充電監視システムは、地面に設置される送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサと、前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する高温物体検知部とを具備する。

本発明による非接触充電システムは、地面に設置される送電コイルユニットと、前記送電コイルユニットへ電力の供給を制御する制御盤と、非接触充電監視システムとを具備する。前記非接触充電監視システムは、前記送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサと、前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する高温物体検知部とを備える。前記制御盤は、前記高温物体検知部による判定結果に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止する。

本発明による非接触充電方法は、地面に設置された送電コイルユニットへ電力を供給するステップと、前記送電コイルユニットが電磁誘導により車両に設けられた受電コイルユニットに起電力を発生させるステップと、前記起電力に基づいて前記車両に搭載されたバッテリを充電するステップと、前記送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて温度情報を検出するステップと、前記温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するステップとを具備する。

本発明により、車両の非接触充電に好適な非接触充電監視システム、非接触充電システム、及び非接触充電方法を提供することができる。

実施の形態１にかかる非接触充電システムで車両を充電している状態を示す概略図である。 実施の形態１にかかる非接触充電監視システムの概略図である。 実施の形態１にかかるサーモパイル型赤外線センサの内部構造を示す側面図である。 実施の形態１にかかるサーモパイル型赤外線センサにおけるセンサ素子の配置を示す正面図である。 実施の形態２にかかる非接触充電監視システムの概略図である。 実施の形態２にかかるサーモパイル型赤外線センサ及び送電コイルユニットの配置を示す平面図である。 サーモパイル型赤外線センサの視野と送電コイルユニットの関係を示す側面図である。 送電コイルユニット上に金属異物がある状態を示す平面図である。 実施の形態３にかかる非接触充電監視システムの概略図である。 実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサにおけるセンサ素子の配置を示す正面図である。 実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサの視野を示す平面図である。 実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサの視野に高温物体が存在しない場合における温度情報のグラフである。 実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサの視野全体を占める高温物体が存在する場合における温度情報のグラフである。 実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサの視野の一部を占める高温物体が存在する場合における温度情報のグラフである。 図８の金属異物が発熱した場合における温度情報のグラフである。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、実施の形態１にかかる非接触充電システム２００は、送電コイルユニット２１０と、制御盤２２０と、受電コイルユニット１１０と、バッテリ１２０とを備える。送電コイルユニット２１０は、地面９９に設置される。送電コイルユニット２１０は、プレート形状を有する。受電コイルユニット１１０は車両１００の下部に設置される。受電コイルユニット１１０が車両１００の下部に設置されるため、受電コイルユニット１１０によって車両１００の外観が損なわれない。バッテリ１２０は、車両１００に搭載される。車両１００は、例えば、電気自動車又はハイブリッドカーである。車両１００は、電動バスであってもよい。送電コイルユニット２１０及び受電コイルユニット１１０は、互いに向かい合うように配置される。送電コイルユニット２１０及び受電コイルユニット１１０の間には隙間が設けられる。制御盤２２０が送電コイルユニットに電力を供給することで、バッテリ１２０が充電される。制御盤２２０を操作することにより、手動で充電を停止することができる。バッテリ１２０の満充電時には、制御盤２２０は自動で充電を停止する。更に、制御盤２２０は、後述する判定信号Ｐｓに基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を制御する。

図２を参照して、非接触充電システム２００は、非接触充電監視システム２５０を備える。非接触充電監視システム２５０は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａと、高温物体検知部５０とを備える。サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、送電コイルユニット２１０の上面２１０ａを向く。サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、サーモパイルが発生する電圧Ｖａと、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの温度情報ＴＨａとを出力する。高温物体検知部５０は、電圧Ｖａ及び温度情報ＴＨａに基づいてサーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野に存在する物体の温度を反映した温度情報を検出する。言い換えると、高温物体検知部５０は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａを用いて温度情報を検出する。この検出温度情報は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野に高温物体が存在すると高い値を示す。高温物体検知部５０は、検出温度情報に基づいて判定信号Ｐｓを出力する。

実施の形態１にかかる非接触充電方法を説明する。制御盤２２０は、送電コイルユニット２１０に電力を供給する。送電コイルユニット２１０は、電磁誘導により受電コイルユニット１１０に起電力を発生させる。車両１００に搭載された電源回路（不図示）が、起電力に基づいてバッテリ１２０を充電する。高温物体検知部５０は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａを用いて温度を検出する。高温物体検知部５０は、その検出温度に基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定する。高温物体検知部５０は、判定結果を示す判定信号Ｐｓを出力する。ここで、送電コイルユニット２１０の上に金属異物が存在すると、金属異物が誘導加熱により発熱する。すると、検出温度が高い値を示す。高温物体検知部５０は、検出温度が所定の閾値温度より高くなった場合に送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止することを判定し、供給停止を示す判定信号Ｐｓを出力する。制御盤２２０は、供給停止を示す判定信号Ｐｓに基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止する。

非接触充電監視システム２５０、非接触充電システム２００、及び非接触充電方法によれば、屋外でも無人状態で車両１００に搭載されたバッテリ１２０を充電することができる。非接触充電システム２００が屋外に設置されている場合、充電中の送電コイルユニット２１０上に様々な金属異物が入ってくる可能性がある。特に、空き缶や金属片が充電中の送電コイルユニット２１０上に留まると、誘導加熱により空き缶や金属片が発熱する。この発熱を自動検知して充電を自動停止することができる。充電中の送電コイルユニット２１０上に金属異物が存在しても、その金属異物が発熱しない場合は、充電を継続することで不要な充電停止を回避する。

ここで、上記した発振回路では使用条件を考慮して構成部品の設計値を厳密に設定する必要があるが、サーモパイル型赤外線センサ１Ａではその必要がない。温度に基づいて充電を停止するかどうかを判定するため、金属異物が発熱しない場合に充電を停止することが防がれる。送電コイルユニット２１０が地面９９に設置されるため、車両１００の下部に設けられた受電コイルユニット１１０に対する非接触電力伝送を効率的に行うことができる。したがって、非接触充電監視システム２５０、非接触充電システム２００、及び非接触充電方法は、車両１００の非接触充電に好適である。

サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、小型且つ軽量である。高温物体検知部５０は、電圧Ｖａ及び温度情報ＴＨａから検出温度を求める機能と、検出温度に基づいて送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定する機能を備えていればよい。したがって、非接触充電監視システム２５０を安価に実現でき、非接触充電監視システム２５０が小型化される。非接触充電監視システム２５０、非接触充電システム２００、及び非接触充電方法によれば、送電コイルユニット２１０上に高温物体が存在すると、自動で充電を停止することができる。更に、人為的な操作を必要とせずに充電を自動停止することができるため、人為的なミスが防止される。

更に、送電コイルユニット２１０上にサーモパイル型赤外線センサ１Ａを設置することとすれば、非接触充電システム２００の機器構成を簡素化でき、監視用に別の機器を増設する必要がない。高温物体検知部５０を送電コイルユニット２１０又は制御盤２２０に設置すれば、非接触充電システム２００の機器構成が更に簡素化される。

図３及び図４を参照して、サーモパイル型赤外線センサ１Ａを説明する。サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、レンズ１１と、可視カットフィルタ１２と、サーミスタ１３と、センサ素子２０とを備える。サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、単素子センサとして構成されている。レンズ１１には、ＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）コートが施されている。可視カットフィルタ１２は、近赤外線のみを透過する。センサ素子２０は、レンズ１１及び可視カットフィルタ１２を通過した光を受ける受光部と、サーモパイルとを備える。サーモパイルの温接点は受光部に配置される。サーミスタ１３は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ内の温度（例えば、サーモパイルの冷接点の温度）を温度情報ＴＨａとして検出する。センサ素子２０は、サーモパイルの熱起電力を電圧Ｖａとして出力する。電圧Ｖａは、温接点と冷接点の温度差に対応している。更に、電圧Ｖａは、センサ素子２０が受ける放射エネルギーに対応している。センサ素子２０は、受光素子と称される場合がある。尚、サーミスタ１３のかわりに他の温度センサを用いてもよい。温度情報ＴＨａは、送電コイルユニット２１０の周囲温度を示していると考えられる。

ここで、レンズ１１にＡＲコートが施されているため、サーモパイル型赤外線センサ１Ａに入射した金属異物からの放射エネルギーがレンズ１１で反射することが防止される。そのため、サーモパイル型赤外線センサ１Ａに入射した金属異物からの放射エネルギーの大部分がセンサ素子２０に到達する。したがって、反射による検知性能の低下が防がれる。

更に、近赤外線のみを透過する可視カットフィルタ１２により、検知性能が向上する。その理由を以下に説明する。金属の反射作用により、金属異物からの可視光の波長帯における放射エネルギーは、金属異物と同温度の黒体からの可視光の波長帯における放射エネルギーより小さい。更に、金属の反射率は金属の組成によって異なる。そのため、金属異物の温度を正しく検出することは一般的に難しい。近赤外線のみを透過する可視カットフィルタ１２により可視光をカットすることにより、金属の反射作用による影響を抑えて検知性能を向上することができる。

（実施の形態２）
以下に実施の形態２にかかる非接触充電監視システム２５０を説明する。以下の説明において、実施の形態１に係る非接触充電監視システム２５０と共通する事項の説明を省略する。

図５を参照して、実施の形態２に係る非接触充電監視システム２５０は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄと、高温物体検知部５０とを備える。高温物体検知部５０は、電圧補正回路２と、温度計算回路３と、最適値演算部４と、判定部５とを備える。サーモパイル型赤外線センサ１Ａの構成及び動作は、実施の形態１で説明したとおりである。サーモパイル型赤外線センサ１Ｂ〜１Ｄの構成及び動作は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの構成及び動作と同様である。温度計算回路３として、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いることができる。最適値演算部４は、最適値演算回路と称される場合がある。判定部５は、充電監視回路と称される場合がある。

図６を参照して、送電コイルユニット２１０は、制御盤２２０から電力が供給される送電コイル２１１を備える。送電コイル２１１の外形は四角形である。サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄは、送電コイル２１１を囲む四角形の４つの頂点にそれぞれ配置される。サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄは、送電コイルユニット２１０の上面２１０ａを向いている。より具体的には、送電コイルユニット２１０の上面２１０ａは、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄによって監視される監視エリア６０を備える。監視エリア６０は、送電コイル２１１を囲む四角形のエリアである。監視エリア６０の外形は、送電コイル２１１の外形に一致していてもよく、送電コイル２１１の外形より大きくてもよい。監視エリア６０は、その対角線によって４つの監視エリア６１〜６４に分割される。監視エリア６１及び６２は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野に含まれる。監視エリア６２及び６３は、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂの視野に含まれる。監視エリア６３及び６４は、サーモパイル型赤外線センサ１Ｃの視野に含まれる。監視エリア６４及び６１は、サーモパイル型赤外線センサ１Ｄの視野に含まれる。監視エリア６１〜６４の各々は、複数のサーモパイル型赤外線センサによって異なる方向から監視される。

図７を参照して、送電コイル２１１の全域において、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野７１の上端の上面２１０ａからの高さＨは、数センチ以下であることが好ましい。その理由は、高さＨが大きいと、送電コイル２１１の上に高さの低い金属片が載っている場合に金属片以外の背景が視野７１に占める割合が高くなり、検知精度が低下するためである。サーモパイル型赤外線センサ１Ａの高さを低くすることを考えると、高さＨは１〜２ｃｍであることが好ましい。このことは、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂ〜１Ｄの視野についても同様である。

図８を参照して、監視エリア６１に発熱した金属異物９０が存在する場合を考える。この場合、金属異物９０に最も近いサーモパイル型赤外線センサ１Ａが検出する温度情報が最も高温になる確率が高い。しかし、金属異物９０の表面における温度や反射率の分布状態によっては、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂ〜１Ｄのいずれかが検出する温度情報が最も高温になる場合がある。複数のサーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄを用いて監視エリア６０を監視することで、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄのそれぞれの視野角を狭くすることができる。そのため、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄの少なくとも一つについては、金属異物９０が視野の大部分を占める確率が高くなる。そのため、金属異物９０を確実に検知することができる。複数のサーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄが異なる位置に配置されているため、金属異物９０の表面に温度や反射率の分布がある場合であっても、確実に金属異物９０を検知することができる。

図５を参照して、サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、サーモパイルが発生する電圧Ｖａと、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの温度情報ＴＨａとを出力する。同様に、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂは電圧Ｖｂ及び温度情報ＴＨｂを出力し、サーモパイル型赤外線センサ１Ｃは電圧Ｖｃ及び温度情報ＴＨｃを出力し、サーモパイル型赤外線センサ１Ｄは電圧Ｖｄ及び温度情報ＴＨｄを出力する。電圧補正回路２は、電圧Ｖａ〜Ｖｄを補正（増幅）して補正後電圧Ｖａａ〜Ｖｄｄを出力する。温度計算部３は、補正後電圧Ｖａａ及び温度情報ＴＨａに基づいて温度情報Ｔａを出力する。同様に、温度計算部３は、補正後電圧Ｖｂｂ〜Ｖｄｄ及び温度情報ＴＨｂ〜ＴＨｄに基づいて温度情報Ｔｂ〜Ｔｄを出力する。言い換えると、温度計算部３は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄを用いて温度情報Ｔａ〜Ｔｄを検出する。温度情報Ｔａ〜Ｔｄは、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄの視野に存在する物体の温度を反映している。例えば、温度計算部３は、温度情報ＴＨａ〜ＴＨｄに対応した変換テーブルを用いて、補正後電圧Ｖａａ〜Ｖｄｄを温度情報Ｔａ〜Ｔｄに変換する。

最適値演算部４は、温度情報Ｔａ〜Ｔｄに基づいて判定用温度情報Ｔｘを出力する。ここで、判定用温度情報Ｔｘは、温度情報Ｔａ〜Ｔｄの最大値である。判定部５は、判定用温度情報Ｔｘを閾値温度Ｔｔ１及びＴｔ２と比較し、その比較に基づいて送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定する。閾値温度Ｔｔ１は、外気温と所定の温度（例えば３０℃）との和である。外気温として、温度情報ＴＨａ〜ＴＨｄのいずれか、温度情報ＴＨａ〜ＴＨｄの平均値、又は、他の温度センサで測定した温度を用いることができる。閾値温度Ｔｔ２は、所定の温度（例えば８０℃）である。判定部５は、判定用温度情報Ｔｘが閾値温度Ｔｔ１及びＴｔ２の少なくとも一方より高い場合に、送電コイルユニット２１０への電力の供給停止を判定する。判定部５は、そうでない場合に、送電コイルユニット２１０への電力の供給継続を判定する。判定部５は、判定結果を示す判定信号Ｐｓを出力する。制御盤２２０は、供給停止を示す判定信号Ｐｓに基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止する。制御盤２２０は、供給継続を示す判定信号Ｐｓに基づいて、送電コイルユニット２１０への電力の供給を継続する。

実施の形態２では、複数の温度情報Ｔａ〜Ｔｄの最大値に基づいて送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定するため、送電コイルユニット２１０上に高温物体が存在する場合に確実に充電を停止することができる。

サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄは、小型且つ軽量である。最適値演算部４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実現できる。したがって、実施の形態２にかかる非接触充電監視システム２５０を安価に実現でき、非接触充電監視システム２５０が小型化される。更に、送電コイルユニット２１０上にサーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄを設置することとすれば、非接触充電システム２００の機器構成を簡素化でき、監視用に別の機器を増設する必要がない。電圧補正回路２、温度計算回路３、最適値演算部４、及び判定部５を送電コイルユニット２１０又は制御盤２２０に設置すれば、非接触充電システム２００の機器構成が更に簡素化される。

（実施の形態３）
以下に実施の形態３にかかる非接触充電監視システム２５０を説明する。以下の説明において、実施の形態２にかかる非接触充電監視システム２５０と共通する事項の説明を省略する。

図９を参照して、実施の形態３にかかる非接触充電監視システム２５０は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄと、高温物体検知部５０とを備える。高温物体検知部５０は、電圧補正回路２と、温度計算回路３と、最適値演算部４と、判定部５とを備える。ここで、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄは、複数のセンサ素子を備える多素子センサとして構成されている。

図１０を参照して、実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサ１Ａは、センサ素子２０のかわりにセンサ素子２１〜２８を備える点が実施の形態２にかかるサーモパイル型赤外線センサ１Ａと異なる。センサ素子２１〜２８は、水平に配置されている。センサ素子２１は、レンズ１１及び可視カットフィルタ１２を通過した光を受ける受光部と、サーモパイルとを備える。サーモパイルの温接点は受光部に配置される。サーミスタ１３は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ内の温度を温度情報ＴＨａとして検出する。センサ素子２１は、サーモパイルの熱起電力を電圧Ｖａ１として出力する。電圧Ｖａ１は、温接点と冷接点の温度差に対応している。更に、電圧Ｖａ１は、センサ素子２１が受ける放射エネルギーに対応している。センサ素子２２〜２８も、センサ素子２１と同様に構成されている。センサ素子２２〜２８は、それぞれ電圧Ｖａ２〜Ｖａ８を出力する。サーモパイル型赤外線センサ１Ｂ〜１Ｄの構成及び動作は、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの構成及び動作と同様である。

図１１は、実施の形態３にかかるサーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野７１の平面図を示す。実施の形態３においては、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野７１は、センサ素子２１〜２８の視野７１１〜７１８を含んでいる。一方、実施の形態２においては、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの視野７１は、センサ素子２０の視野に一致している。したがって、センサ素子２１〜２８の視野角は、センサ素子２０の視野角より狭い。同様に、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂ〜１Ｄのセンサ素子の視野角も狭い。そのため、実施の形態３では、サーモパイル型赤外線センサ１Ａ〜１Ｄのセンサ素子の少なくとも一つについては、発熱した金属異物９０が視野の大部分を占める確率が高くなる。そのため、金属異物９０を確実に検知することができる。

図９を参照して、サーモパイル型赤外線センサ１Ａは、センサ素子２１〜２８が発生する電圧Ｖａ１〜Ｖａ８と、サーモパイル型赤外線センサ１Ａの温度情報ＴＨａとを出力する。同様に、サーモパイル型赤外線センサ１Ｂは電圧Ｖｂ１〜Ｖｂ８及び温度情報ＴＨｂを出力し、サーモパイル型赤外線センサ１Ｃは電圧Ｖｃ１〜Ｖｃ８及び温度情報ＴＨｃを出力し、サーモパイル型赤外線センサ１Ｄは電圧Ｖｄ１〜Ｖｄ８及び温度情報ＴＨｄを出力する。電圧補正回路２は、電圧Ｖａ１〜Ｖａ８、Ｖｂ１〜Ｖｂ８、Ｖｃ１〜Ｖｃ８、及びＶｄ１〜Ｖｄ８を補正（増幅）して補正後電圧Ｖａａ１〜Ｖａａ８、Ｖｂｂ１〜Ｖｂｂ８、Ｖｃｃ１〜Ｖｃｃ８、及びＶｄｄ１〜Ｖｄｄ８を出力する。温度計算部３は、補正後電圧Ｖａａ１及び温度情報ＴＨａに基づいて温度情報Ｔａ１を出力する。同様に、温度計算部３は、補正後電圧Ｖａａ２〜Ｖａａ８及び温度情報ＴＨａに基づいて温度情報Ｔａ２〜Ｔａ８を出力する。温度計算部３は、補正後電圧Ｖｂｂ１〜Ｖｂｂ８及び温度情報ＴＨｂに基づいて温度情報Ｔｂ１〜Ｔｂ８を出力し、補正後電圧Ｖｃｃ１〜Ｖｃｃ８及び温度情報ＴＨｃに基づいて温度情報Ｔｃ１〜Ｔｃ８を出力し、補正後電圧Ｖｄｄ１〜Ｖｄｄ８及び温度情報ＴＨｄに基づいて温度情報Ｔｄ１〜Ｔｄ８を出力する。

最適値演算部４は、温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、及びＴｄ１〜Ｔｄ８に基づいて、判定用温度情報Ｔｘを出力する。ここで、最適値演算部４は、温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、及びＴｄ１〜Ｔｄ８を判別分析法の分離度が最大になるように高温度クラスと低温度クラスとに分ける。分離度は、クラス間分散とクラス内分散との比である。分離度が最大になるように分けたときの高温度クラスは、監視エリア６０に存在する高温物体の温度を反映していると考えられる。判定用温度情報Ｔｘは、分離度が最大になるように分けたときの高温度クラスの平均値又は中間値である。判定部５及び制御盤２２０の動作は実施の形態２における動作と同じである。

実施の形態３では、複数の温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、及びＴｄ１〜Ｔｄ８を分離度が最大になるように高温度クラスと低温度クラスとに分けたときの高温度クラスの平均値又は中間値に基づいて送電コイルユニット２１０への電力の供給を停止するかを判定する。そのため、測定エラーにより温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、及びＴｄ１〜Ｔｄ８の一つが異常に高い値を示した場合に、誤って充電が停止されることが防がれる。

尚、クラス間分散がクラス内分散より大きいとき分離度は１より大きく、クラス間分散がクラス内分散より小さいとき分離度は１より小さい。温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、及びＴｄ１〜Ｔｄ８を分離度が最大になるように分けたときの分離度が１を超えない場合、監視エリア６０全体を占める大きな高温物体が存在するか、又は監視エリア６０に高温物体が存在しないと考えられるため、最適値演算部４は次の処理を実行してもよい。最適値演算部４は、温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、Ｔｄ１〜Ｔｄ８、及びＴｈ１〜Ｔｈ８を判別分析法の分離度が最大になるように高温度クラスと低温度クラスとに分ける。最適値演算部４は、このときの高温度クラスの平均値又は中間値を判定用温度情報Ｔｘとして出力する。

図１２は、監視エリア６０に高温物体が存在しない場合における温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、及びＴｈａを示す。図１３は、監視エリア６０全体を占める大きな高温物体が存在する場合における温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、及びＴｈａを示す。図１４は、センサ素子２２及び２３のみが検出できる大きさの高温物体が存在する場合における温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、及びＴｈａを示す。図１５は、図８に示す発熱した金属異物９０が存在する場合における温度情報Ｔａ１〜Ｔａ８、及びＴｈａを示す。尚、図１２〜１５のグラフの縦軸はセ氏温度である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、非接触充電監視システム２５０が備えるサーモパイル型赤外線センサの数や一つのサーモパイル型赤外線センサが備えるセンサ素子の数は上述の例に限定されない。更に、実施の形態どうしを組み合わせることが可能である。

１００ 車両
１１０ 受電コイルユニット
１２０ バッテリ
２００ 非接触充電システム
２１０ 送電コイルユニット
２１０ａ 上面
２１１ 送電コイル
２２０ 制御盤
２５０ 非接触充電監視システム
１Ａ〜１Ｄ サーモパイル型赤外線センサ
１２ 可視カットフィルタ
２０〜２８ センサ素子
５０ 高温物体検知部
４ 最適値演算部
５ 判定部
９９ 地面
Ｔａ〜Ｔｄ、Ｔａ１〜Ｔａ８、Ｔｂ１〜Ｔｂ８、Ｔｃ１〜Ｔｃ８、Ｔｄ１〜Ｔｄ８ 温度情報
Ｔｘ 判定用温度情報

Claims (10)

1. 地面に設置される送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサと、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する高温物体検知部と
   を具備する
   非接触充電監視システム。
2. 請求項１に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサは、異なる位置に配置された複数のサーモパイル型赤外線センサである
   非接触充電監視システム。
3. 請求項１又は２に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサは、前記送電コイルユニットが備える送電コイルを囲む四角形の４つの頂点にそれぞれ配置される第１乃至第４サーモパイル型赤外線センサを含む
   非接触充電監視システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサの各々は、水平に配置された複数のセンサ素子を備える
   非接触充電監視システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサは、前記送電コイルユニット上に設けられる
   非接触充電監視システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサは、近赤外線のみを透過する可視カットフィルタを備える
   非接触充電監視システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記高温物体検知部は、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された複数の温度情報に基づいて判定用温度情報を出力する演算部と、
   前記判定用温度情報と閾値温度との比較に基づいて前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する判定部と
   を備え、
   前記判定用温度情報は、前記複数の温度情報の最大値である
   非接触充電監視システム。
8. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の非接触充電監視システムであって、
   前記高温物体検知部は、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された複数の温度情報に基づいて判定用温度情報を出力する演算部と、
   前記判定用温度情報と閾値温度との比較に基づいて前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する判定部と
   を備え、
   前記判定用温度情報は、前記複数の温度情報を判別分析法の分離度が最大になるように高温度クラスと低温度クラスとに分けたときの高温度クラスの平均値又は中間値である
   非接触充電監視システム。
9. 地面に設置される送電コイルユニットと、
   前記送電コイルユニットへ電力の供給を制御する制御盤と、
   非接触充電監視システムと
   を具備し、
   前記非接触充電監視システムは、
   前記送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサと、
   前記少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて検出された温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するかを判定する高温物体検知部と
   を備え、
   前記制御盤は、前記高温物体検知部による判定結果に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止する
   非接触充電システム。
10. 地面に設置された送電コイルユニットへ電力を供給するステップと、
    前記送電コイルユニットが電磁誘導により車両に設けられた受電コイルユニットに起電力を発生させるステップと、
    前記起電力に基づいて前記車両に搭載されたバッテリを充電するステップと、
    前記送電コイルユニットの上面を向いた少なくとも一つのサーモパイル型赤外線センサを用いて温度情報を検出するステップと、
    前記温度情報に基づいて、前記送電コイルユニットへの電力の供給を停止するステップと
    を具備する
    非接触充電方法。

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