JP2014107915A - Non-contact power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触給電システムに関する。 The present invention relates to a non-contact power feeding system.
従来より、一対のコイルの磁気的結合によって非接触で電力の供給を行う非接触給電システムが知られている(例えば特許文献1参照)。この非接触給電システムは、例えば電気自動車といった電動車両への適用が進められており、給電スタンドなどの駐車スペースには交流電源に接続する一方のコイルが設置され、電動車両にはバッテリに接続する他方のコイルが設置されている。そして、駐車スペース側のコイルを一次コイル、電動車両側のコイルを二次コイルとして利用することにより、一対のコイルの磁気的結合により、駐車スペース側の交流電源から車両側のバッテリへと電力を供給することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact power supply system that supplies power in a non-contact manner by magnetic coupling of a pair of coils is known (for example, see Patent Document 1). This non-contact power supply system is being applied to an electric vehicle such as an electric vehicle, for example. One coil connected to an AC power source is installed in a parking space such as a power supply stand, and the electric vehicle is connected to a battery. The other coil is installed. Then, by using the coil on the parking space side as the primary coil and the coil on the electric vehicle side as the secondary coil, the electric power is supplied from the parking space side AC power source to the vehicle side battery by the magnetic coupling of the pair of coils. Can be supplied.
ところで、このような非接触給電システムで使用される場合、コイルは筐体に収容した状態で目的箇所に配置されるが、屋外で使用されるものであるため、意図せずに、筐体の表面に鉄等の異物が存在してしまうことがある。このような状態で、電力の供給を行うと、コイルに発生する磁束によって当該異物が加熱され、異物が高温状態になってしまう事態が起こりえる。 By the way, when used in such a non-contact power feeding system, the coil is placed in a target location in a state of being housed in the housing, but since it is used outdoors, unintentionally, Foreign matter such as iron may be present on the surface. If power is supplied in such a state, the foreign matter may be heated by the magnetic flux generated in the coil, and the foreign matter may be in a high temperature state.
特許文献1に開示されるシステムによれば、無線電力伝送に影響を与える空間に対する異物の侵入が、無線電力伝送に係る所定のパラメータに与える影響の内容を示すプロファイル情報を予め保持している。そして、取得された所定のパラメータ又は時間による所定のパラメータの変化の内容をプロファイル情報と比較し、その比較結果に応じて異物の侵入が発生したと判定している。 According to the system disclosed in Patent Document 1, the profile information indicating the content of the influence of the entry of a foreign object into the space that affects wireless power transmission on a predetermined parameter related to wireless power transmission is held in advance. Then, the acquired predetermined parameter or the content of the change of the predetermined parameter over time is compared with the profile information, and it is determined that the intrusion of foreign matter has occurred according to the comparison result.
なお、特許文献2には、発光器から受光器へと至る検出光(光線)を面状に並列させて、検出光のいずれかが遮断されたか否かにより対象物を検出する手法(ライトカーテン)が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method (light curtain) in which detection light (light rays) from a light emitter to a light receiver are arranged in parallel and a target is detected based on whether or not any of the detection light is blocked. ) Is disclosed.
しかしながら、異物を光学的に検出する手法によれば、太陽光や照明といった外乱光が受光器に到達してしまうことがあり、これが異物の検出精度を低下させる要因となることがある。 However, according to the technique for optically detecting a foreign object, ambient light such as sunlight or illumination may reach the light receiver, which may cause a decrease in foreign object detection accuracy.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、非接触給電システムにおいて、太陽光や照明といった外乱光による影響を抑制し、コイルを収容する筐体に存在する異物を精度よく検出することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to suppress the influence of ambient light such as sunlight and illumination in a non-contact power supply system, and to accurately remove foreign matter existing in a casing that houses a coil. Is to detect.
かかる課題を解決するために、本発明は、第1のコイルを内部に収容する筐体に、この筐体の上面に存在する異物を検出する異物センサを配置した非接触給電システムを提供する。異物センサは、発光ユニットから受光ユニットへと至る検出光を筐体の上面を跨ぐよ
うに配置する。ここで、異物センサは、発光ユニットからの検出光を上向き方向に傾斜させて出力させるとともに、発光ユニットからの検出光が入射する入射面が下方を臨むように受光ユニットを構成している。
In order to solve such a problem, the present invention provides a non-contact power feeding system in which a foreign matter sensor for detecting foreign matter existing on the upper surface of the casing is arranged in a casing that houses a first coil. The foreign matter sensor is arranged so that the detection light from the light emitting unit to the light receiving unit straddles the upper surface of the housing. Here, the foreign matter sensor constitutes the light receiving unit so that the detection light from the light emitting unit is inclined and output in the upward direction, and the incident surface on which the detection light from the light emitting unit is incident faces downward.
本発明によれば、受光ユニットにおける検出光の入射面を下方に臨ませることで、当該入射面に外乱光が入射しにくくなる。これにより、太陽光や照明といった外乱による影響を抑制することができるので、第1のコイルを収容する筐体に存在する異物を精度よく検出することができる。 According to the present invention, since the incident surface of the detection light in the light receiving unit faces downward, disturbance light does not easily enter the incident surface. Thereby, since the influence by disturbances, such as sunlight and illumination, can be suppressed, the foreign material which exists in the housing | casing which accommodates a 1st coil can be detected accurately.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る非接触給電システムの構成を模式的に示すブロック図である。非接触給電システムは、地上側ユニットである給電装置100と、車両側ユニットを含む車両200とを備え、給電装置100から非接触で電力を供給し、車両200に設けられるバッテリ28を充電するシステムである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the non-contact power feeding system according to this embodiment. The non-contact power supply system includes a
給電装置100は、車両200の駐車スペースを備える充電スタンドなどに設置されており、車両200に対して電力を供給する。この給電装置100は、電力制御部11と、送電コイル12と、無線通信部14と、制御部15とを主体に構成されている。
The
電力制御部11は、交流電源300から送電される交流電力を、高周波の交流電力に変換し、送電コイル12に送電するための回路である。この電力制御部11は、整流部111と、PFC(Power Factor Correction)回路112と、インバータ113と、センサ
114とを備えている。
The
整流部111は、交流電源300に電気的に接続され、交流電源からの出力交流電流を整流する。PFC回路112は、整流部111からの出力波形を整形することで力率を改善するための回路であり、整流部111とインバータ113との間に接続されている。インバータ113は、平滑コンデンサやIGBT等のスイッチング素子、PWM制御回路等を含む電力変換装置であり、制御部15からの制御信号に基づいて、直流電流を高周波の交流電流に変換し、送電コイル12に供給する。センサ114は、PFC回路112とインバータ113との間に接続され、電流や電圧を検出する。
The rectifying
送電コイル12は、車両200側の受電コイル22に対して非接触で電力を供給するためのコイルであり、金属等の導電体からなる導線を巻回して構成されている。この送電コイル12は、車両200を駐車する駐車スペースといった目的箇所に設けられており、車両200が駐車スペースの規定位置に駐車した場合、車両200側の受電コイル22の下方に対峙する。
The
無線通信部14は、車両200側に設けられた無線通信部24と双方向に通信を行う。無線通信部14と無線通信部24との間の通信周波数には、インテリジェンスキーなどの
車両周辺機器で使用される周波数より高い周波数が設定されているため、無線通信部14と無線通信部24との間で通信を行っても、車両周辺機器は、当該通信による干渉を受けにくい。無線通信部14及び無線通信部24との間の通信には、例えば各種の無線LAN方式が用いられ、遠距離に適した通信方式が用いられている。
The
制御部15は、給電装置100を総括的に制御する機能を担っている。例えば、制御部15は、電力制御部11、送電コイル12及び無線通信部14を制御する。制御部15は、無線通信部14と無線通信部24との間の通信により、電力供給を開始する旨の制御信号を車両200側に送信したり、車両200側からの電力を受給したい旨の制御信号を受信したりする。制御部15は、センサ114の検出電流に基づいて、インバータ113のスイッチング制御を行い、送電コイル12から供給される電力を制御する。この制御部15としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。
The
また、本実施形態との関係において、制御部15は、これを機能的に捉えた場合、異物検出部150を備えている。異物検出部150は、後述する異物センサ16からの検出信号に基づいて、送電コイル12と受電コイル22との間に存在する異物の検出を行う。なお、異物センサ16の詳細については後述する。
Moreover, in the relationship with this embodiment, the
車両200は、受電コイル22と、無線通信部24と、充電制御部25と、整流部26と、リレー部27と、バッテリ28と、インバータ29と、モータ30と、通知部32とを備えている。
The
受電コイル22は、給電装置100側の送電コイル12から非接触で電力を受けるためのコイルであり、金属等の導電体からなる導線を巻回して構成されている。この受電コイル22は、例えば、車両200の底面(シャシ)等で後方の車輪の間といった目的箇所に設けられており、車両200が駐車スペースの規定位置に駐車されると、給電装置100側の送電コイル12の上方に対峙する。
The
無線通信部24は、給電装置100側に設けられた無線通信部14と、双方向に通信を行う。
The
整流部26は、受電コイル22に接続され、受電コイル22で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。
The rectifying
リレー部27は、充電制御部25の制御によりオン及びオフが切り変わるリレースイッチを備えている。リレー部27は、当該リレースイッチをオフにすることで、バッテリ28を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル22及び整流部26の弱電系とを切り離すことできる。
The
バッテリ28は、車両200の電力源であり、例えば複数の二次電池を電気的に接続して構成されている。
The
インバータ29は、IGBT等のスイッチング素子、PWM制御回路等を含む電力変換装置であり、制御信号に基づいて、バッテリ28から出力される直流電流を交流電流に変換し、当該交流電力をモータ30に供給する。モータ30は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両200を駆動させるための駆動源である。
The
通知部32は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイ又はスピーカ等により構成され、車室内のインストルメントパネル等に配置されている。この通知部32は
、充電制御部25による制御に基づいて、ユーザに対して光、画像又は音等を出力する。
The
充電制御部25は、バッテリ28の充電を制御する機能を担っている。例えば、充電制御部25は、無線通信部24及び通知部32を制御する。充電制御部25は、無線通信部24及び無線通信部14の通信により、電力供給を開始する旨の制御信号を給電装置100側から受信したり、電力を受給したい旨の制御信号を車両200側に送信したりする。
The charging
また、図示を省略しているが、充電制御部25は、車両200全体を制御するコントローラとCAN通信網で接続されている。当該コントローラは、インバータ29のスイッチング制御や、バッテリ28の充電状態(SOC)を管理している。充電制御部25は、コントローラから得られるバッテリ28のSOCに基づいて満充電を判断した場合に、充電を終了する旨の制御信号を給電装置100側に送信する。
Although not shown, the charging
本実施形態に係る非接触給電システムでは、送電コイル12と受電コイル22との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電を行う。すなわち、送電コイル12に電圧が加わると、送電コイル12と受電コイル22との間に磁気的な結合が生じ、送電コイル12から受電コイル22へ電力が供給される。
In the non-contact power feeding system according to the present embodiment, high-frequency power is transmitted between the
このような非接触給電システムにおいて、給電装置100側の送電コイル12又は車両200側の受電コイル22は、目的箇所へ設置される際には、コイルの保護や保安上の観点から、筐体の内部に収容されている。
In such a non-contact power supply system, when the
図2は、駐車スペースに設置された送電コイル12及び筐体120の状態を示す模式図である。図3は、筐体120及び異物センサ16の構成を示す模式図である。給電装置100側の送電コイル12は、筐体120の内部に収容された状態で駐車スペース(地面)に固定的に設けられている。送電コイル12は、地面と平行する面内において渦巻き状に巻回された構造を有しており、給電時には、筐体120の上面に受電コイル22が向き合うことになる。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state of the
本実施形態において、筐体120は、その上面が斜面形状に設定されている。受電コイル22を車体底部の後輪間に搭載する車両200は、充電時には、後方駐車にて駐車スペースに駐車される。この駐車形態を前提として、筐体120の上面は、車両後方FRに対応する側が車両中央FCに対応する側よりも上向きとなるような斜面形状に設定されている。
In the present embodiment, the upper surface of the
筐体120は、送電コイル12を収容する箱状のコイルケース121と、このコイルケース121を覆うアウターカバー122とを備えており、各々の上面側は上述した斜面形状を形成している。アウターカバー122の上面には開口122aが形成されており、この開口122aから、内側に収容したコイルケース121の上面121aを臨むように構成される。開口122aは、コイルケース121の上面121aの外形よりも一回り程度小さなサイズに設定されており、アウターカバー122の開口周縁部は、コイルケース121の上面121aの周縁部を覆うように内側に張り出した格好となっている。
The
コイルケース121には、図示しない駆動機構が設けられており、上下方向へ昇降可能に構成されている。これにより、コイルケース121に関する上下方向の位置を、下方位置及び上方位置の2パターンから設定することができる。下方位置が設定された場合、図3に示すように、コイルケース121は、その上面121aがアウターカバー122との間に所定の隙間を許容する。一方、上方位置が設定された場合、図4に示すように、コイルケース121は、その上面121aがアウターカバー122の内面と当接する。駆動機構の制御は、異物検出部150によって必要に応じて制御される。
The
筐体120には、筐体120の上面、具体的には、コイルケース121の上面121aに存在する異物を検出する異物センサ16(図2参照)が設けられている。異物センサ16は、いわゆるライトカーテンであり、それぞれが検出光(光線)を出力する複数のセンサユニット160で構成されている。
The
複数のセンサユニット160は、車両200の前後方向と直交する方向(車幅方向)に並べられており、筐体120の上面121aは、車幅方向に並んだ複数の検出光によって面状に覆われることとなる。隣り合う検出光の間隔は、異物センサ16による検出分解能に相当し、所望の分解能に応じて適宜設定することができる。また、複数のセンサユニット160は、厚みの小さい異物を検出するために、それぞれの検出光が筐体120の上面と近接するように配置されている。
The plurality of
個々のセンサユニット160は、発光ユニット161及び受光ユニット162を備えている。発光ユニット161は、赤外光又は可視光といった検出光を出力する発光器で構成されている。受光ユニット162は、発光ユニット161からの検出光を受光して当該検出光の強度を電気的な信号レベルとして出力する受光器で構成されている。本実施形態において、発光ユニット161である発光器から出力された検出光は、受光ユニット162である受光器に直接入射する構成となっている。
Each
発光ユニット161及び受光ユニット162は、発光ユニット161から受光ユニット162へと至る検出光がコイルケース121の上面121aを跨ぐように対峙して配置されている。ここで、発光ユニット161は、アウターカバー122の車両中央FC側に配置され、受光ユニット162は、アウターカバー122の車両後方FR側に配置されており、検出光は、車両200の前後方向と平行している。すなわち、筐体120の筐体形状からみると、発光ユニット161は、コイルケース121の傾斜下方側に配置され、受光ユニット162は、コイルケース121の傾斜上方側に配置されている。
The
発光ユニット161及び受光ユニット162は、アウターカバー122の所定箇所に配置されており、これにより、コイルケース121の外周領域に配置された格好となっている。これにより、コイルケース121の位置が下方位置に設定されている場合には、発光ユニット161と受光ユニット162とがそれぞれ露出する(図3参照)。一方、コイルケース121の位置が上方位置に設定されている場合には、コイルケース121自体の存在によって発光ユニット161及び受光ユニット162がそれぞれ遮蔽される(図4参照)。
The
また、本実施形態の特徴の一つとして、発光ユニット161は、上向き方向に傾斜させて検出光を出力し、受光ユニット162は、検出光が入射する入射面(本実施形態では、受光ユニット162の受光面)が下方を臨むように設定されている。このため、発光ユニット161から受光ユニット162へと至る検出光は、筐体120の斜面形状と対応して、検出光の進行方向にかけて上り勾配を有するように設定されている。
In addition, as one of the features of the present embodiment, the
この非接触給電システムにおいて、制御部15における異物検出部150は、車両200のバッテリ28の充電に伴う給電装置100から車両200への給電時にその給電動作に先駆けて、あるいは定期的に、異物検出を行う。
In this non-contact power supply system, the foreign
具体的には、まず、異物検出部150は、通常時の位置に相当する上方位置に存在するコイルケース121を下方位置へと移動させる。すなわち、異物検出部150は、コイルケース121を下降させ、コイルケース121の周囲に位置する発光ユニット161と受光ユニット162とを露出させる。つぎに、異物検出部150は、各センサユニット16
0の発光ユニット161を動作させるとともに、受光ユニット162の検出信号を読み込む。そして、異物検出部150は、受光ユニット162の出力信号に基づいて、検出光のいずれかが遮断されていることを判断した場合には、異物が存在していると判断する。検出動作を終了する場合、異物検出部150は、下方位置に存在するコイルケース121を上方位置へと移動させる。すなわち、異物検出部150は、コイルケース121を上昇させて発光ユニット161と受光ユニット162とを遮蔽する。
Specifically, first, the foreign
The 0
なお、異物検出部150は、異物の存在を判断した場合には、充電の開始を禁止したり、給電動作時における送電コイル12からの出力を制限したりすることができる。また、異物検出部150は、無線通信部14と無線通信部24との間で通信を行い、車両200の通知部32を動作させたりするといった如くである。
In addition, the foreign
このように本実施形態において、送電コイル12を収容して駐車スペースに設置される筐体120(コイルケース121)には、コイルケース121の上面121aに存在する異物を検出する異物センサ16が配置されている。この異物センサ16は、発光ユニット161及び受光ユニット162を備え、発光ユニット161から受光ユニット162へと至る検出光をコイルケース121の上面121aを跨ぐように配置する。この異物センサ16は、発光ユニット161から検出光を上向き方向に傾斜させて出力させるとともに、発光ユニット161からの検出光が入射する入射面が下方を臨むように受光ユニット162を構成している。
As described above, in the present embodiment, the
本実施形態において、検出光が入射する入射面は、受光ユニット162を構成する受光器の受光面に相当する。太陽光や照明といった外乱の光は、地面よりも高い位置から照射されることが通常であるため、受光器の受光面を下方に臨ませることで、受光器の受光面に外乱光が入射しにくくなる。これにより、太陽光や照明といった外乱による影響を抑制することができるので、送電コイル12を収容する筐体120に存在する異物を精度よく検出することができる。
In the present embodiment, the incident surface on which the detection light is incident corresponds to the light receiving surface of the light receiver constituting the
また、かかる構成によれば、受光器の受光面が下向きとされることで、塵や液水といった汚染物の付着を抑制することができる。これにより、受光器の受光面が汚染物により汚されて、異物の検出精度と低下することを抑制することができる。 Moreover, according to this structure, adhesion of contaminants, such as dust and liquid water, can be suppressed because the light-receiving surface of a light receiver is turned downward. Thereby, it can suppress that the light-receiving surface of a light receiver is soiled with a contaminant, and the detection accuracy and fall of a foreign material are reduced.
また、本実施形態において、アウターカバー122の開口周縁部は、コイルケース121の上面121aの周縁部を覆うように内側に張り出した格好となっている。かかる構成によれば、アウターカバー122の開口周縁部が、受光ユニット162を覆う庇となるので、受光ユニット162に対する外乱光の入射を効果的に規制することができる。
Moreover, in this embodiment, the opening peripheral part of the
また、本実施形態において、コイルケース121の上面121aは、発光ユニット161側から受光ユニット162側にかけて上り勾配となる斜面形状に設定されている。
Further, in the present embodiment, the
かかる構成によれば、コイルケース121の上面121aに雨水などの液水が付着したとしても、その傾斜形状により液水を流動させて、斜面下側へと導くことができる。これにより、コイルケース121の上面121aに液水が滞留することなく、その液水を効果的に除去することができる。
According to such a configuration, even if liquid water such as rain water adheres to the
なお、上述した実施形態では述べていないが、コイルケース121には、斜面下側に流れ落ちた雨水を横方向(車両200の左右方向)に排水するための排水経路を形成してもよい。これにより、斜面を流れ落ちた液水が、発光ユニット161側に滞留したままとなるといった事態を抑制することができる。
Although not described in the above-described embodiment, the
また、本実施形態において、送電コイル12は、受電コイル22を車体底部に搭載する車両200に対して電力を供給する地上側ユニットであり、特に、受電コイル22は車両200の後輪間に搭載されている。ここで、異物センサ16は、送電コイル12と受電コイル22とに対峙させて電力の授受を行う際の車両位置を基準とする場合に、受光ユニット162を発光ユニット161よりも車両200の後方に位置するように配置している。
In the present embodiment, the
かかる構成によれば、発光ユニット161は、受光ユニット162よりも車両200の中央寄りの位置に配置されることとなる。車両200のよって上方が覆われる筐体120において、車両200の中央寄り位置では、車両200の後方寄りの位置と較べて発光要素が少ないことが多い。そのため、このような発光要素が少ない位置に発光ユニット161を配置することで、受光ユニット162にて受光される光が発光ユニット161からの検出光であることの信頼性を得ることができる。
According to this configuration, the
もっとも、本実施形態では、車両200の後方と中央寄りとの比較で、受光ユニット162と発光ユニット161との位置関係を規定している。しかしながら、車両200の中心部の方が、それよりも外側の位置と比較して発光要素が少ないことに鑑みれば、受光ユニット162を発光ユニット161よりも車両200の外側に位置するように配置すればよい。
However, in the present embodiment, the positional relationship between the
また、コイルケース121は、駆動機構により上下方向に昇降可能に構成されている。これにより、異物センサ16による異物の検出を行わない場合には、コイルケース121を上昇させて発光ユニット161と受光ユニット162とをコイルケース121で遮蔽する。一方、異物センサ16による異物の検出を行う場合には、コイルケース121を下降させて発光ユニット161と受光ユニット162とを露出させる。
Further, the
かかる構成によれば、異物の検出を行わない場合には、発光ユニット161と受光ユニット162とがコイルケース121により遮蔽することで、雨水や塵といった汚染物が発光ユニット161や受光ユニット162に付着することを抑制することができる。これにより、汚染物により異物の検出精度が低下することを抑制することができる。
According to this configuration, when the foreign matter is not detected, the
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態にかかる筐体120及び異物センサ16の構成を示す模式図である。第2の実施形態にかかる非接触給電システムが、第1の実施形態のそれと相違する点は異物センサ16の構成態様である。なお、第1の実施形態と共通する点は説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating configurations of the
まず、本実施形態において、筐体120の上面は、送電コイル12の中心位置を基準とするテーパー形状、すなわち、当該中心位置に向かって上向きとなるような斜面形状に設定されている。コイルケース121は、リング状に形成されており、その中心部には空間が設けられている。一方、アウターカバー122の開口122aは円形状に形成されており、コイルケース121の上面121aの外形よりも一回り程度小さなサイズに設定されている。アウターカバー122は、コイルケース121の上面121aの周縁部を覆うように内側に張り出した格好となっている。
First, in the present embodiment, the upper surface of the
筐体120には、筐体120の上面、具体的には、コイルケース121の上面121aに存在する異物を検出する異物センサ16(図2参照)が設けられている。異物センサ16は、いわゆるライトカーテンであり、それぞれが検出光を出力する複数のセンサユニット160で構成されている。
The
複数のセンサユニット160は、送電コイル12の円周方向にかけて等ピッチで配置さ
れており、コイルユニット121の上面121aは、放射状をなす複数の検出光により覆われている。また、複数のセンサユニット160は、厚みの小さい異物を検出するために、検出光が筐体120の上面と近接するように配置されている。
The plurality of
センサユニット160において、発光ユニット161及び受光ユニット162は、アウターカバー122の所定箇所にそれぞれ配置されており、発光ユニット161から受光ユニット162へと至る検出光がコイルケース121の上面121aを跨ぐように対峙して配置されている。具体的には、発光ユニット161は、送電コイル12の外周領域に配置され、受光ユニット162は、送電コイル12の内径領域に配置されている。このため、各センサユニット160における検出光は、送電コイル12の半径方向に延在している。
In the
図6に示すように、発光ユニット161は、赤外光又は可視光といった検出光を出力する発光器161aと、発光器161aからの検出光を屈曲させる反射ミラー161bとで構成されている。一方、受光ユニット162は、検出光を受光して当該検出光の強度を電気的な信号レベルとして出力する受光器162aと、発光ユニット161からの検出光を屈曲させて受光器162aに導く反射ミラー162bとで構成されている。
As shown in FIG. 6, the
発光器161aは、反射ミラー161bの下方に配置されており、上方へと検出光を出力する。発光器161aから出力された検出光は、反射ミラー161bによって所定方向へと屈曲させられる。この所定方向は、発光ユニット161と対応する受光ユニット162に応じて設定されている。発光ユニット161側の反射ミラー161bにて反射した検出光は、受光ユニット162側の反射ミラー162bへ入射すると、下方へと屈曲させられる。受光器162aは、反射ミラー162bの下方に配置されており、反射ミラー21により反射された検出光を受光する。本実施形態において、発光器161aから出力された検出光は、反射ミラー161b,162bを介して受光器162aに入射する構成となっている。
The
また、本実施形態の特徴の一つとして、発光ユニット161は、反射ミラー161bにより上向き方向に検出光を出力し、受光ユニット162は、検出光が入射する入射面(本実施形態では、反射ミラー162b)が下方を臨むように設定されている。このため、発光ユニット161から受光ユニット162へと至る検出光は、筐体120の斜面形状と対応して、検出光の進行方向にかけて上り勾配とされている。
Further, as one of the features of the present embodiment, the
このように、本実施形態において、検出光が入射する入射面は、受光ユニット162を構成する反射ミラー162bに相当する。太陽光や照明といった外乱の光は、地面よりも高い位置から照射されることが通常であるため、反射ミラー162bを下方に臨ませることで、反射ミラー162bに外乱光が入射しにくくなる。これにより、太陽光や照明といった外乱による影響を抑制することができるので、送電コイル12を収容する筐体120に存在する異物を精度よく検出することができる。
Thus, in the present embodiment, the incident surface on which the detection light is incident corresponds to the
また、本実施形態において、異物センサ16は、受光ユニット162を送電コイル12の内径領域に配置して、発光ユニット161を送電コイル12の外周領域に配置している。受光ユニット162は、発光ユニット161からの検出光を反射させて下方へと導く反射部材である反射ミラー162bと、反射ミラー162bの下方に位置し、反射ミラー162bにより反射された検出光を受光する受光器162aとを備えている。
In the present embodiment, the
本実施形態に示すように、受光ユニット162を送電コイル12の内径領域に配置する場合、受光ユニット162が磁気的影響を受けやすくなる。この点、本実施形態によれば、反射ミラー162bによって検出光を下方に導くことで、受光器162aを送電コイル12よりも下方に配置している。これにより、受光器162aが受ける磁気的影響を抑制
することができる。
As shown in the present embodiment, when the
また、かかる構成によれば、外乱光L3(図6参照)が反射ミラー162bに入射するような場合でも、所定の光路を経ない限り、受光器162aへと到達し難くなる。このため、受光器162aにより外乱光が受光されることを抑制することができる。
Further, according to such a configuration, even when the disturbance light L3 (see FIG. 6) is incident on the
なお、本実施形態では、発光ユニット161についても反射ミラー161bを用いて発光器161aを下方に配置しているが、磁気的影響に鑑みれば、受光ユニット162についてのみ上述した形態を採用すれば足りる。もっとも、反射ミラーを利用する形態を、第1の実施形態に適用してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施家形態では、発光器161aと受光器162aとを一対一の数で配置しているが、受光ユニット162の反射ミラー162bの角度を適切に設定することで、複数の発光器161aからの検出光L1,L2(図3)を一つの受光器162aで受光するようにしてもよい。これにより、受光器162aの数を削減することができるので、組み付け工数やコストの低減を図ることができる。なお、複数の発光器161aが一つの受光器162aを共用するようなケースでは、異物の検出時、複数の発光器161aを一斉に点灯させるのではなく順番に点灯させることで、適切に異物の検出を行うことができる。
In the present embodiment, the
なお、上述の各実施形態では、地上側に配置される送電コイル12を収容する筐体120に異物センサ16を適用している。例えば、受電コイル22が車両200の天井に配置され、これに対峙するように送電コイル12が配置されるような形態であれば、受電コイル22を収容する筐体に異物センサ16を適用してもよい。もっとも、異物を検出する点に観点に鑑みれば、異物センサ16は、互いに対峙する一対のコイルについて、個々のコイルを収容する筐体のいずれに適用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、非接触給電システムの車両200側のユニットは電気自動車に搭載されるが、ハイブリッド車両等の車両でもよい。
The unit on the
以上、本発明の非接触充電装置を適用した非接触充電システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。 The contactless charging system to which the contactless charging apparatus of the present invention is applied has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention. Needless to say.
100 給電装置
11 電力制御部
12 送電コイル
120 筐体
121 コイルケース
121a 上面
122 アウターカバー
122a 開口
15 制御部
16 異物センサ
160 センサユニット
161 発光ユニット
161a 発光器
161b 反射ミラー
162 受光ユニット
162a 受光器
162b 反射ミラー
200 車両
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1のコイルを内部に収容し、所定の目的箇所に設置される筐体と、
発光ユニット及び受光ユニットを備え、前記筐体の上面に存在する異物を検出するために前記発光ユニットから前記受光ユニットへと至る検出光を前記筐体の上面を跨ぐように配置する異物センサと、を備え、
前記異物センサは、前記発光ユニットからの検出光を上向き方向に傾斜させて出力させるとともに、前記発光ユニットからの検出光が入射する入射面が下方を臨むように前記受光ユニットを構成したこと特徴とする非接触給電システム。 A first coil that transfers power in a contactless manner with the second coil by magnetic coupling;
A housing that houses the first coil and is installed at a predetermined destination;
A foreign matter sensor that includes a light emitting unit and a light receiving unit, and that disposes detection light from the light emitting unit to the light receiving unit so as to straddle the top surface of the housing in order to detect foreign matter present on the top surface of the housing; With
The foreign matter sensor is configured such that the detection light from the light emitting unit is tilted upward and output, and the light receiving unit is configured such that an incident surface on which the detection light from the light emitting unit is incident faces downward. A contactless power supply system.
前記異物センサは、前記第2のコイルと前記第1のコイルとに対峙させて電力の授受を行う際の車両位置を基準とした場合に、前記発光ユニットよりも前記車両の外側に位置するように前記受光ユニットを配置したことを特徴とする請求項1又は2に記載された非接触給電システム。 The first coil is a ground-side unit that supplies electric power to a vehicle on which the second coil is mounted on the bottom of a vehicle body,
The foreign matter sensor is positioned on the outer side of the light emitting unit with respect to the vehicle position when power is exchanged between the second coil and the first coil. The non-contact power feeding system according to claim 1, wherein the light receiving unit is disposed in the non-contact power feeding system.
前記異物センサは、前記受光ユニットを前記第1のコイルの内径領域に配置して、前記発光ユニットを前記第1のコイルの外周領域に配置したことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載された非接触給電システム。 The first coil has a structure wound spirally in a plane parallel to the ground,
4. The foreign object sensor according to claim 1, wherein the light receiving unit is disposed in an inner diameter region of the first coil, and the light emitting unit is disposed in an outer peripheral region of the first coil. Contactless power supply system described in 1.
前記発光ユニットからの検出光を反射させて下方へと導く反射部材と、
前記反射部材の下方に位置し、前記反射部材により反射された検出光を受光する受光器と
を備えていることを特徴とする請求項4に記載された非接触給電システム。 The light receiving unit is
A reflecting member that reflects detection light from the light emitting unit and guides it downward;
The contactless power feeding system according to claim 4, further comprising: a light receiver that is positioned below the reflecting member and receives the detection light reflected by the reflecting member.
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