JP2017135840A - 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、非接触で電力の伝送を行う非接触電力伝送装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の非接触電力伝送装置は、異物検出装置（検出部）と、送電部（給電コイル）と、電力制御部（制御部）とを備えている。送電部は、受電部（受電コイル）に対して非接触で電力を送電する。受電部は、例えば車両に搭載される。受電部で受電された電力は、例えばバッテリの充電に用いられる。異物検出装置は、送電部から受電部への電力伝送経路またはその近傍に位置する異物を検出する。電力制御部は、異物検出装置により異物が検出されたか否かに応じて、送電部から送電する電力を制御する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact power transmission device that performs non-contact power transmission is known (see, for example, Patent Document 1). The non-contact power transmission device described in
上述の特許文献１に記載の非接触電力伝送装置では、車両のタイヤが接触する車止めに異物検出装置が取り付けられているため、車両のタイヤを車止めに接触させた際に異物検出装置が故障する可能性があった。
In the non-contact power transmission device described in
本発明は上記課題に鑑みてなされており、検知部を故障しにくくした非接触給電システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at providing the non-contact electric power feeding system which made the detection part hard to break down.
本発明の非接触給電システムは、給電コイルを含み、前記給電コイルに電磁結合される受電コイルへ前記給電コイルから電力を供給するコイルユニットと、前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知領域からの光を検知する検知部と、少なくとも前記コイルユニットと前記検知部とが収納される筐体と、前記コイルユニットに電力を供給する給電部と、前記給電部を制御する制御部と、前記検知部が前記筐体に収まる第１位置と、前記検知部の少なくとも一部が前記筐体から突出する第２位置との間で前記検知部を移動させる移動機構とを備え、前記検知部は、前記第２位置に位置している状態において前記検知領域からの光を検知し、前記制御部は、給電の開始を要求する指令が外部から入力されると、前記検知部が前記第１位置から前記第２位置へ移動するように前記移動機構を制御することを特徴とする。 The contactless power supply system of the present invention includes a coil unit that includes a power supply coil, supplies power from the power supply coil to a power reception coil that is electromagnetically coupled to the power supply coil, and a detection region that includes at least a part of the coil unit. A detection unit that detects light, a housing that houses at least the coil unit and the detection unit, a power supply unit that supplies power to the coil unit, a control unit that controls the power supply unit, and the detection unit Comprises a moving mechanism that moves the detection unit between a first position where the detection unit is accommodated in the housing and a second position in which at least a part of the detection unit protrudes from the housing. When the light from the detection area is detected in a state where the detection unit is located at the second position, and the command for requesting the start of power supply is input from the outside, the control unit determines whether the detection unit is at the first position. And controlling said moving mechanism to move into the second position.
本発明の非接触給電システムは、検知部が故障しにくい、という効果がある。 The non-contact power feeding system of the present invention has an effect that the detection unit is unlikely to fail.
以下の実施形態は、非接触給電システムに関し、特に給電コイルから受電コイルへ非接触で電力を供給する非接触給電システムに関する。 The following embodiments relate to a contactless power supply system, and more particularly to a contactless power supply system that supplies power from a power feeding coil to a power receiving coil in a contactless manner.
本実施形態の非接触給電システム１は、図１Ａ〜図４に示すように、コイルユニット３と、検知部（検知ユニット）５と、筐体３４（第１筐体３４Ａ）と、給電部（電力変換部）２１と、制御部２２と、移動機構６とを備えている。コイルユニット３は、給電コイル３１を含み、給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１へ給電コイル３１から電力を供給する。検知部５は、コイルユニット３の少なくとも一部を含む検知領域Ａ１からの光を検知する。筐体３４は、少なくともコイルユニット３と検知部５とが収納される。給電部２１は、コイルユニット３に電力を供給する。制御部２２は、給電部２１を制御する。移動機構６は、検知部５が筐体３４に収まる第１位置と、検知部５の少なくとも一部が筐体３４から突出する第２位置との間で検知部５を移動させる。検知部５は、第２位置に位置している状態において検知領域Ａ１からの光を検知する。制御部２２は、給電の開始を要求する指令が外部から入力されると、検知部５が第１位置から第２位置へ移動するように移動機構６を制御する。
As shown in FIGS. 1A to 4, the non-contact
以下、本実施形態の非接触給電システム１について、図面を参照して具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されない。したがって、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
Hereinafter, the non-contact
まず、本実施形態の非接触給電システム１の概要について図１Ａ〜図４を参照して説明する。非接触給電システム１は、本体ユニット２と、給電コイル３１を有するコイルユニット３と、受電コイル４１を有する受電ユニット４と、検知ユニット（検知部）５と、移動機構６と、蓋体７とを備えている。受電ユニット４は、コイルユニット３を介して本体ユニット２から非接触で出力電力が供給されるように構成されている。出力電力は、本体ユニット２から給電コイル３１に交流電圧が印加されることにより、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で供給される電力である。
First, the outline | summary of the non-contact electric
本実施形態では、受電ユニット４が車両１００に搭載されている場合を例に説明する。また、車両１００に搭載されている充電装置２０１及び蓄電池（バッテリ）２０２が負荷２００である場合を例に説明する。ここで、車両１００は、例えば蓄電池２０２に蓄積された電気エネルギーを用いて走行する電動車両である。本実施形態では、電動機で生じる駆動力によって走行する電気自動車を電動車両の例として説明するが、電動車両は電気自動車に限らず、例えばハイブリッド電気自動車や二輪車（電動バイク）、電動自転車などであってもよい。
In the present embodiment, a case where the power receiving
本体ユニット２は、商用電源（系統電源）や、太陽光発電設備などの発電設備から供給される電力を受けて、コイルユニット３を介して出力電力を受電ユニット４に非接触で供給する。
The
本体ユニット２は、図４に示すように、例えば商業施設や公共施設、あるいは集合住宅などの駐車場に設置される充電スタンドである。コイルユニット３は、駐車場の床あるいは地面などの設置面３００に設置される。ここで、図４における一対の「３０１」は、それぞれ車両１００の車止めである。図４における一対の「３０２」は、それぞれ車両１００の駐車スペースを規定する白線である。また、本体ユニット２は、地中に配線されたケーブル８（図３参照）により、コイルユニット３に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
本体ユニット２は、コイルユニット３上に駐車された車両１００の受電ユニット４に対して非接触で出力電力を供給する。このとき、受電ユニット４の受電コイル４１は、給電コイル３１の上方に位置することで、給電コイル３１と電磁結合（電界結合と磁界結合との少なくとも一方）される。すなわち、本実施形態の非接触給電システム１では、上下方向（鉛直方向）が給電コイル３１と受電コイル４１との配列方向になる。なお、給電コイル３１は、設置面３００から露出するように設置される構成に限らず、設置面３００に埋め込まれるように設置されていてもよい。つまり、コイルユニット３は、設置面３００に埋め込まれるように設置されていてもよい。
The
本体ユニット２は、図２に示すように、電力変換部（給電部）２１と、制御部２２と、判断部２３と、通信部２４とを備えている。これらの電力変換部２１、制御部２２、判断部２３及び通信部２４は、筐体に収納されている。
As shown in FIG. 2, the
電力変換部２１は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ回路と、インバータ回路とを備えている。電力変換部２１は、商用電源１０から供給される交流電力を受けて、制御部２２の制御に応じて、給電コイル３１に交流電圧を印加する。また、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路は、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路としても機能する。
The
制御部２２及び判断部２３は、それぞれ例えばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成として備えている。マイコンは、そのメモリに記録されているプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行することにより、制御部２２及び判断部２３としての機能を実現する。プログラムは、予めマイコンのメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。
Each of the
制御部２２は、給電コイル３１に交流電圧が印加される（交流電流が流れる）ように電力変換部２１を制御することで、給電コイル３１から受電コイル４１に非接触で給電させる。さらに、制御部２２は、検知ユニット５が第１筐体３４Ａ（後述する）に収まる第１位置と、検知ユニット５の少なくとも一部が第１筐体３４Ａから突出する第２位置との間で検知ユニット５が移動するように移動機構６を制御する機能も有する。また、制御部２２は、第１筐体３４Ａの上板３４１に設けられた挿通孔３４１Ａ（後述する）を閉塞する閉位置と、挿通孔３４１Ａを開放する開位置との間で蓋体７を移動させる機能も有する。
The
判断部２３は、検知領域Ａ１における異物の有無、及び異物の種類を判断するように構成されている。ここで、検知領域Ａ１は、コイルユニット３の少なくとも一部を含むように設定されている。本実施形態では、検知領域Ａ１は、コイルユニット３の第１筐体３４Ａの上板３４１の表面である。判断部２３の判断処理については後述する。
The
通信部２４は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信手段により、受電ユニット４の通信部４５との間で通信を行うように構成されている。本体ユニット２の通信部２４と、受電ユニット４の通信部４５との間の通信は、無線通信であってもよい。
The
コイルユニット３は、本体ユニット２とは異なる筐体３４に、給電コイル３１と、一対のコンデンサ３２，３３とを収納して構成されている。筐体３４は、第１筐体３４Ａと、第２筐体３４Ｂとで構成されている。第１筐体３４Ａは、扁平な箱状に形成されており、少なくとも給電コイル３１と検知ユニット（検知部）５とが収納される。第２筐体３４Ｂは、箱状であって、第１筐体３４Ａと一体に形成されている。第２筐体３４Ｂは、鉛直方向において、第１筐体３４Ａよりも上向きに突出している。また、第１筐体３４Ａの上板３４１の略中央には、円形の挿通孔３４１Ａ（図１Ａ参照）が設けられている。挿通孔３４１Ａは、検知ユニット５の筐体５０（後述する）の外形寸法よりもわずかに大きい外径寸法に設定されている。
The
給電コイル３１は、平面視において導線が渦巻き状に巻かれたスパイラル型のコイルである。本実施形態では、給電コイル３１は、平面視において外形が長方形状になるように形成されている。給電コイル３１は、一対のコンデンサ３２，３３とともに共振回路を構成している。給電コイル３１は、図３に示すように、中心軸Ｐ２の方向が給電コイル３１と受電コイル４１との配列方向（鉛直方向）と平行になるように配置されている。
The feeding
受電ユニット４は、給電コイル３１に電磁結合される受電コイル４１と、一対のコンデンサ４２，４３と、整流平滑回路４４と、通信部４５とを備えている。受電ユニット４の出力端には、負荷２００（本実施形態では、充電装置２０１及び蓄電池２０２）が電気的に接続されている。
The
受電コイル４１は、例えば給電コイル３１と同様にスパイラル型のコイルである。受電コイル４１は、一対のコンデンサ４２，４３とともに共振回路を構成している。整流平滑回路４４は、受電コイル４１の両端間に発生する交流電圧を整流・平滑する。そして、整流平滑回路４４は、整流・平滑により得られる直流電圧を負荷２００に出力する。
The
本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１を含む共振回路と、受電コイル４１を含む共振回路とを共鳴させることにより電力の伝送を行う磁界共鳴方式（磁気共鳴方式）を採用している。このため、本実施形態の非接触給電システム１は、給電コイル３１と受電コイル４１とが比較的離れた状態でも、本体ユニット２の出力電力を受電ユニット４に対して高効率で伝送可能である。本体ユニット２から受電ユニット４への出力電力の伝送方式は、磁界共鳴方式に限らず、例えば電磁誘導方式やマイクロ波伝送方式などであってもよい。
The non-contact
検知ユニット（検知部）５は、筐体５０に、撮像装置５１と、温度検知装置５２とを収納して構成されている。検知ユニット５は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、移動機構６を構成する可動軸６１の一端（上端）に取り付けられている。そして、検知ユニット５は、移動機構６の移動に伴って、第１筐体３４Ａに収まる第１位置と、第１筐体３４Ａから突出する第２位置との間で移動可能に構成されている。本実施形態では、検知ユニット５全体が第１筐体３４Ａから突出するように構成されているが、検知領域Ａ１を検知できるようになっていれば、検知ユニット５全体が第１筐体３４Ａから突出していなくてもよい。言い換えれば、検知ユニット５の少なくとも一部が第１筐体３４Ａから突出していればよい。
The detection unit (detection unit) 5 is configured by housing an
撮像装置５１は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサ等を備えて構成されている。撮像装置５１は、検知領域Ａ１からの光（可視光）を検知して画像信号を生成し、ケーブル８を通して画像信号を判断部２３に送信する。判断部２３は、画像信号を処理することで、検知領域Ａ１を表す画像データを生成し、生成した画像データに基づいて異物の有無を判断する。
The
温度検知装置５２は、例えば熱画像センサ（サーモグラフィ）で構成されている。温度検知装置５２は、検知領域Ａ１からの光（赤外線）を検知して熱画像信号を生成し、ケーブル８を通して熱画像信号を判断部２３に送信する。判断部２３は、熱画像信号を処理することで、検知領域Ａ１の温度分布を、二次元配置された複数の画素にて表す熱画像データを生成し、生成した熱画像データに基づいて異物の種類を判断する。
The
筐体５０は、例えばアクリル樹脂などの透光性を有する材料によって、平面視の形状が円形である扁平な円板状に形成されている。受電コイル４１と対向する筐体５０の表面（上面）５０１は、上側に突出する曲面となっている。上述の撮像装置５１及び温度検知装置５２は、筐体５０に収納されており、検知領域Ａ１からの光が筐体５０を透過して入射される。
The
なお、本実施形態では、撮像装置５１及び温度検知装置５２は、それぞれケーブル８を通して信号を判断部２３に送信しているが、他の構成であってもよい。例えば、撮像装置５１及び温度検知装置５２は、それぞれ無線通信により信号を判断部２３に送信する構成であってもよい。
In the present embodiment, the
移動機構６は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、可動軸６１と、第１歯車６２と、モータ６３と、第２歯車６４と、保持部６５とを備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the moving
可動軸６１は、鉛直方向（上下方向）を長手方向とする丸棒状に形成されており、外周面には全長に亘って雄ねじ６１１が形成されている。可動軸６１の一端（上端）には検知ユニット５が取り付けられ、可動軸６１の他端（下端）には第１歯車６２が取り付けられている。
The
第１歯車６２は、鉛直方向を軸方向とする円筒状に形成されており、外周面には複数の歯６２１が全周に亘って形成されている。第２歯車６４は、鉛直方向を軸方向とする扁平な円板状に形成されており、外周面には第１歯車６２の歯６２１と噛み合う歯６４１が全周に亘って形成されている。第２歯車６４は、モータ６３の駆動軸６３１に取り付けられており、モータ６３で発生した回転力を第１歯車６２に伝達する機能を有している。すなわち、本実施形態では、モータ６３で発生した回転力によって可動軸６１が回転するように構成されている。
The
保持部６５は、例えばねじなどの適宜の方法によって第１筐体３４Ａに固定されている。保持部６５は、鉛直方向に貫通する貫通孔６５１を有し、貫通孔６５１の内面には、可動軸６１の雄ねじ６１１と噛み合う雌ねじ６５２が形成されている。すなわち、本実施形態では、可動軸６１の雄ねじ６１１と保持部６５の雌ねじ６５２とが噛み合うことで、保持部６５に対して可動軸６１が鉛直方向に移動するように構成されている。言い換えれば、可動軸６１は、回転軸Ｐ１回りで回転しながら鉛直方向に移動するように構成されている。その結果、検知ユニット５は、移動機構６の回転軸Ｐ１回りで回転しながら第１位置と第２位置との間で移動する。本実施形態では、移動機構６の回転軸Ｐ１と給電コイル３１の中心軸Ｐ２とが一致している。すなわち、本実施形態では、検知ユニット５の移動方向である鉛直方向と平行な直線が回転軸Ｐ１となっている。
The holding
蓋体７は、外形寸法が挿通孔３４１Ａの外径寸法よりもわずかに大きく形成された板状であって、制御部２２からの指令に応じて、挿通孔３４１Ａを閉塞する閉位置と挿通孔３４１Ａを開放する開位置との間で移動するように構成されている。具体的には、蓋体７は、コイルユニット３が給電を行っていない停止期間では閉位置に位置し、コイルユニット３が給電を行っている給電期間では開位置に位置している。上述のように、停止期間では、蓋体７によって挿通孔３４１Ａが塞がれているので、挿通孔３４１Ａを通して異物（塵埃、水など）が第１筐体３４Ａに入り込むのを抑えることができる。
The
次に、検知ユニット５、移動機構６及び蓋体７の動作について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａに示すように、コイルユニット３が給電を行っていない停止期間では、検知ユニット５は、第１筐体３４Ａに収まる第１位置に位置しており、検知動作を行っていない。このとき、第１筐体３４Ａの挿通孔３４１Ａは蓋体７により塞がれている。つまり、蓋体７は閉位置に位置している。
Next, operations of the
制御部２２は、例えば給電の開始を指示する指令を車両１００から受け取ると、蓋体７を開位置へ移動させて第１筐体３４Ａの挿通孔３４１Ａを開放する。その後、制御部２２は、検知ユニット５が第１位置から第２位置へ移動するように、モータ６３を第１方向に回転させる。このとき、モータ６３の回転力は第１歯車６２及び第２歯車６４を介して可動軸６１に伝達され、可動軸６１は、第１方向と逆方向の第２方向に回転する。ここで、可動軸６１は、自己の雄ねじ６１１と保持部６５の雌ねじ６５２とが噛み合っていることから、第２方向に回転しながら上方へと移動する。検知ユニット５は、可動軸６１に取り付けられているため、可動軸６１とともに第２方向に回転しながら上方へと移動していき、最終的に第２位置（図１Ｂに示す位置）まで移動する。なお、可動軸６１は、検知ユニット５が検知領域Ａ１全体を検知できるように、回転軸Ｐ１回りに１回転以上回転するように構成されていればよい。
For example, when receiving a command for instructing start of power supply from the
制御部２２は、給電期間が終了（コイルユニット３の給電が完了）すると、移動機構６を制御して検知ユニット５を第２位置から第１位置へ移動させる。このとき、制御部２２は、モータ６３を第２方向に回転させる。モータ６３の回転力は第１歯車６２及び第２歯車６４を介して可動軸６１に伝達され、可動軸６１は、第１方向に回転しながら下方へと移動する。検知ユニット５は、可動軸６１とともに第１方向に回転しながら下方へと移動していき、最終的に第１位置まで移動する。そして最後に、制御部２２は、蓋体７を閉位置へ移動させて第１筐体３４Ａの挿通孔３４１Ａを塞ぐ。
When the power supply period ends (power supply to the
ここで、本実施形態の検知ユニット５は、全方位レンズや全方位ミラーを備えておらず、撮像装置５１及び温度検知装置５２の視野角は狭くなっている。そのため、検知ユニット５が第２位置に位置している状態のみで検知動作を行っても、検知領域Ａ１全体の異物を検知することはできない。したがって、検知領域Ａ１全体の異物を検知できるように、検知ユニット５が第１位置から第２位置へ移動する移動期間においても検知動作を行うのが好ましい。このとき、検知ユニット５は、移動機構６の回転軸Ｐ１回りで回転するため、撮像装置５１及び温度検知装置５２の視野角が狭くなっていても全周に亘って検知動作を行うことができ、これにより検知領域Ａ１全体の異物を検知することが可能になる。なお、検知ユニット５が全方位レンズや全方位ミラーを備えている場合には、検知ユニット５を回転させなくても検知領域Ａ１全体の異物を検知できるため、検知ユニット５が第２位置に位置している状態で検知動作を行うだけでよい。
Here, the
また、コイルユニット３が給電を行っている給電期間においても、異物が検知領域Ａ１に侵入する可能性があるため、検知ユニット５は、給電期間においても第２位置に位置し、検知動作を行うようになっているのが好ましい。これにより、給電期間において検知領域Ａ１に異物が侵入した場合でも、給電を停止することで安全性を確保することができる。
In addition, even during the power supply period in which the
次に、判断部２３の動作について図５を参照して説明する。本実施形態では、判断部２３は、図５に示すように、第１判断処理と第２判断処理とを組み合わせて、検知領域Ａ１における異物の有無、及び異物の種類を判断する。
Next, the operation of the
まず、判断部２３は、検知領域Ａ１における異物の有無を判断する第１判断処理を実行する（ステップＳ１）。判断部２３は、第１判断処理において検知領域Ａ１に異物が存在すると判断した場合、次に第２判断処理を実行する。また、判断部２３は、第１判断処理において検知領域Ａ１に異物が存在しないと判断した場合、制御部２２に指令を与えることでコイルユニット３からの給電を開始させる（ステップＳ６）。
First, the
第２判断処理は、異物が生体（例えば猫や人間の子供など）であるか否かを判断する生体判断処理と、異物が金属であるか否かを判断する金属判断処理とに分けられる。つまり、第２判断処理は、異物の種類を判別する処理である。判断部２３は、第２判断処理として、まず生体判断処理を実行する（ステップＳ２）。
The second determination process is divided into a biological determination process for determining whether or not the foreign object is a living body (for example, a cat or a human child) and a metal determination process for determining whether or not the foreign object is a metal. That is, the second determination process is a process for determining the type of foreign matter. The
判断部２３は、生体判断処理において異物が生体でないと判断した場合、次に第２判断処理として金属判断処理を実行する（ステップＳ３）。また、判断部２３は、生体判断処理において異物が生体であると判断した場合、制御部２２に指令を与えることでコイルユニット３からの給電を開始させない（ステップＳ４）。
When determining that the foreign matter is not a living body in the living body determining process, the determining
さらに、判断部２３は、金属判断処理において異物が金属でないと判断した場合、制御部２２に指令を与えることでコイルユニット３からの給電を開始させる（ステップＳ６）。また、判断部２３は、金属判断処理において異物が金属であると判断した場合、制御部２２に指令を与えることでコイルユニット３からの給電を開始させない（ステップＳ５）。
Further, when the
判断部２３は、コイルユニット３が給電を行っている給電期間において、検知領域Ａ１への異物の侵入の有無を判断する侵入判断処理を実行する（ステップＳ７）。判断部２３は、侵入判断処理において検知領域Ａ１への異物の侵入があると判断した場合、制御部２２に指令を与えることでコイルユニット３からの給電を停止させる（ステップＳ８）。その後、判断部２３は、第２判断処理（生体判断処理、金属判断処理）を実行することで、侵入した異物の種類を再度判断する。判断部２３は、侵入判断処理において検知領域Ａ１への異物の侵入がないと判断した場合、コイルユニット３からの給電を継続させる。
The
ここで、第１判断処理、第２判断処理（生体判断処理、金属判断処理）、及び侵入判断処理について説明する。判断部２３は、第１判断処理において、撮像装置５１に検知領域Ａ１を撮像させる。そして、判断部２３は、撮像装置５１で撮像された画像に基づいて異物の有無を判断する。
Here, the first determination process, the second determination process (biological determination process, metal determination process), and the intrusion determination process will be described. The
具体的には、判断部２３は、検知領域Ａ１に異物が存在しない状態で予め撮像された画像（背景画像）データと、第１判断処理において撮像した画像データとから、差分画像を生成する。判断部２３は、画素ごとに差分を検出してもよいし、複数の画素で構成されるセグメントごとに差分を検出してもよい。そして、判定部２３は、例えば差分画像において画素値（例えば輝度値）が閾値を超えている画素数が規定数以上であれば、検知領域Ａ１に異物が存在すると判断する。また、判断部２３は、差分画像において画素値が閾値を超えている画素数が規定数未満であれば、検知領域Ａ１に異物が存在しないと判断する。
Specifically, the
次に、第２判断処理における生体判断処理について説明する。判断部２３は、生体判断処理において、温度検知装置５２に異物の温度を測定させ、測定により得られた異物の温度と閾値とを比較する。本実施形態では、第１判断処理において、異物の位置を画像によりある程度特定できる。そこで、判断部２３は、画像における異物の位置を温度検知装置５２で撮像された熱画像に反映し、熱画像における異物の位置での温度を異物の温度と見做して閾値と比較する。判断部２３は、異物の温度が閾値と等しい場合、異物が生体であると判断し、異物の温度が閾値と等しくない場合、異物が生体ではないと判断する。ここで、生体判断処理における閾値は、生体の表面温度に相当する温度（例えば３７度）である。
Next, the biometric determination process in the second determination process will be described. In the living body determination process, the
次に、第２判断処理における金属判断処理について説明する。判断部２３は、金属判断処理において、温度検知装置５２に異物の温度を測定させる。そして、判断部２３は、測定により得られた異物の温度を初期温度としてメモリに記憶させる。次に、判断部２３は、予備給電の開始を指示する指令を制御部２２に与える。指令を受けた制御部２２は、電力変換部２１を制御することで予備給電を開始する。ここで、予備給電とは、コイルユニット３が給電する給電期間中よりも小さな電流を給電コイル３１に供給することをいう。
Next, the metal determination process in the second determination process will be described. The
判断部２３は、予備給電中において、温度検知装置５２に異物の温度を再度測定させる。そして、判断部２３は、予備給電中における異物の温度と、メモリに記憶させた初期温度とを比較する。判断部２３は、初期温度に対して異物の温度が上昇している場合、異物が金属であると判断し、初期温度に対して異物の温度が上昇していない、又は殆ど上昇していない場合、異物が金属ではないと判断する。
The
次に、侵入判断処理について説明する。判断部２３は、侵入判断処理において、撮像装置５１に検知領域Ａ１を撮像させる。そして、判断部２３は、第１判断処理と同様に、撮像装置５１で撮像された画像に基づいて異物の有無を判断する。
Next, the intrusion determination process will be described. The
なお、本実施形態では、検知ユニット（検知部）５が撮像装置５１と温度検知装置５２とを備えているが、撮像装置５１のみを備えていてもよいし、温度検知装置５２のみを備えていてもよい。また、検知ユニット５は、コイルユニット３を含む検知領域Ａ１内の異物を検知できればよく、撮像装置５１や温度検知装置５２の代わりに、例えば超音波センサを備えていてもよい。
In the present embodiment, the detection unit (detection unit) 5 includes the
さらに、撮像装置５１及び温度検知装置５２を収納する筐体５０は全方位レンズとしての機能を有していてもよい。また、筐体５０とは別に、全方位レンズが設けられていてもよい。これらの場合には、全方位レンズによって検知領域Ａ１全体を検知範囲に設定できるため、検知ユニット５が第２位置に位置している状態で検知動作を行うだけでよい。すなわち、これらの場合には、検知ユニット５が第１位置から第２位置へ移動する移動期間において検知動作を行わなくてもよい。また、全方位レンズの代わりに全方位ミラーを設けてもよい。この場合、全方位ミラーは、破損しにくいように筐体５０に収納されているのが好ましい。
Further, the
さらに、移動機構６は本実施形態の構成に限らず、例えばモータ６３の駆動軸６３１に可動軸６１が取り付けられており、モータ６３の駆動軸６３１を回転させることで可動軸６１とモータ６３とが一体的に鉛直方向に移動するようになっていてもよい。また、例えば保持部６５の内側にローラが設けられており、ローラを回転させることで可動軸６１が鉛直方向に移動するようになっていてもよい。
Furthermore, the moving
さらに、本実施形態では、給電の開始を指示する指令を車両１００から受け取ると、制御部２２が動作を開始するように構成したが、例えば本体ユニット２において給電の開始を指示する操作がなされたときに、制御部２２が動作を開始するように構成してもよい。また、非接触給電システム１にて非接触で出力電力が供給される負荷は、電動車両に限らず、例えば、携帯電話機やスマートフォンなどの蓄電池を備えた電気機器、又は蓄電池を備えない照明器具などの電気機器であってもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態の非接触給電システム１では、給電の開始を要求する指令が制御部２２に入力されるまでは検知部５が筐体３４に収納されているので、タイヤ１００Ａ等で踏まれにくくなっており、検知部５が故障しにくいという利点がある。また、本実施形態の非接触給電システム１によれば、検知部５を配置する位置が限定されず、検知部５の配置の自由度が高くなるという利点もある。
As described above, in the contactless
また、本実施形態の非接触給電システム１のように、検知部５は、コイルユニット３が給電を行っている給電期間において、第２位置に位置しており、検知領域Ａ１からの光を検知するのが好ましい。この構成によれば、給電期間においても検知部５による検知動作を継続して行うので、給電中に異物が侵入した場合でも給電を停止することができ、安全性の高い非接触給電システム１を提供することができる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、給電中に異物の侵入がないように構成されていれば、給電中に検知動作を行わないようになっていてもよい。
Moreover, like the non-contact
また、本実施形態の非接触給電システム１のように、給電コイル３１は、平面視において導線が渦巻き状に巻かれたスパイラル型のコイルであるのが好ましい。この場合、給電コイル３１は、中心軸Ｐ２の方向が給電コイル３１と受電コイル４１との配列方向と平行になるように配置されるのが好ましい。そして、検知部５は、給電コイル３１の中心軸Ｐ２上に位置しているのが好ましい。この構成によれば、給電コイル３１の中心軸Ｐ２上に検知部５を配置することで、給電コイル３１と受電コイル４１との間で発生する磁界の影響を受けにくくなるという利点がある。また、検知部５が全方位レンズや全方位ミラーを備えている場合には、検知部５の視野角を広げることができ、これにより検知領域Ａ１における異物の検知精度が向上するという利点もある。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、例えば給電コイルがソレノイド型のコイルであってもよい。
Further, like the non-contact
また、本実施形態の非接触給電システム１のように、移動機構６は、検知部５の移動方向と平行な直線を回転軸Ｐ１とし、回転軸Ｐ１回りに回転しながら検知部５を第１位置から第２位置に移動させるように構成されているのが好ましい。この場合、検知部５は、第１位置から第２位置へ移動する移動期間においても検知領域Ａ１からの光を検知するのが好ましい。この構成によれば、検知部５が全方位レンズや全方位ミラーを備えておらず、視野角が狭い場合でも、検知部５を回転させることで全周に亘って検知動作を行うことができる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、例えば検知部５が全方位レンズや全方位ミラーを備えている場合には全周に亘って検知動作を行うことができるので、検知部５が回転しないように構成されていてもよい。
Further, as in the non-contact
また、本実施形態の非接触給電システム１のように、筐体３４は、検知部５が第１位置から第２位置へ移動する際に検知部５の少なくとも一部が挿通される挿通孔３４１Ａを有しているのが好ましい。この場合、挿通孔３４１Ａを開放する開位置と挿通孔３４１Ａを閉塞する閉位置との間で移動する蓋体７をさらに備えているのが好ましい。そして、制御部２２は、上記指令が入力されると、蓋体７が閉位置から開位置へ移動するように蓋体７を制御するのが好ましい。この構成によれば、検知部５が筐体３４に収まっている状態、すなわち給電が停止している状態では挿通孔３４１Ａが蓋体７で塞がれているので、挿通孔３４１Ａを通して異物が筐体３４に入り込むのを抑えることができる。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、蓋体７を備えていなくてもよい。
Further, like the non-contact
また、本実施形態の非接触給電システム１のように、受電コイル４１をさらに備えているのが好ましい。ただし、この構成は非接触給電システム１の必須の構成ではなく、受電コイル４１を備えていなくてもよい。
Moreover, it is preferable to further include a
１ 非接触給電システム
３ コイルユニット
５ 検知ユニット（検知部）
６ 移動機構
７ 蓋体
２１ 電力変換部（給電部）
２２ 制御部
３１ 給電コイル
３４ 筐体
３４Ａ 第１筐体
４１ 受電コイル
３４１Ａ 挿通孔
Ａ１ 検知領域
Ｐ１ 回転軸
Ｐ２ 中心軸
1 Non-contact
6 Moving
22
Claims (6)
前記コイルユニットの少なくとも一部を含む検知領域からの光を検知する検知部と、
少なくとも前記コイルユニットと前記検知部とが収納される筐体と、
前記コイルユニットに電力を供給する給電部と、
前記給電部を制御する制御部と、
前記検知部が前記筐体に収まる第１位置と、前記検知部の少なくとも一部が前記筐体から突出する第２位置との間で前記検知部を移動させる移動機構とを備え、
前記検知部は、前記第２位置に位置している状態において前記検知領域からの光を検知し、
前記制御部は、給電の開始を要求する指令が外部から入力されると、前記検知部が前記第１位置から前記第２位置へ移動するように前記移動機構を制御することを特徴とする非接触給電システム。 A coil unit that includes a power supply coil and supplies power from the power supply coil to a power reception coil that is electromagnetically coupled to the power supply coil;
A detection unit that detects light from a detection region including at least a part of the coil unit;
A housing in which at least the coil unit and the detection unit are stored;
A power feeding unit for supplying power to the coil unit;
A control unit for controlling the power feeding unit;
A moving mechanism for moving the detection unit between a first position where the detection unit is housed in the case and a second position where at least a part of the detection unit protrudes from the case;
The detection unit detects light from the detection region in a state of being located at the second position;
The control unit controls the moving mechanism so that the detection unit moves from the first position to the second position when a command requesting the start of power feeding is input from the outside. Contact power supply system.
前記給電コイルは、中心軸の方向が前記給電コイルと前記受電コイルとの配列方向と平行になるように配置されており、
前記検知部は、前記給電コイルの中心軸上に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の非接触給電システム。 The feeding coil is a coil in which a conducting wire is wound in a spiral shape in a plan view,
The feeding coil is arranged so that the direction of the central axis is parallel to the arrangement direction of the feeding coil and the receiving coil,
The contactless power supply system according to claim 1, wherein the detection unit is located on a central axis of the power supply coil.
前記検知部は、前記第１位置から前記第２位置へ移動する移動期間においても前記検知領域からの光を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触給電システム。 The moving mechanism is configured to move the detection unit from the first position to the second position while rotating around the rotation axis using a straight line parallel to the moving direction of the detection unit as a rotation axis. ,
The non-contact according to claim 1, wherein the detection unit detects light from the detection region even during a movement period in which the detection unit moves from the first position to the second position. Power supply system.
前記挿通孔を開放する開位置と前記挿通孔を閉塞する閉位置との間で移動する扉体をさらに備え、
前記制御部は、前記指令が入力されると、前記扉体が前記閉位置から前記開位置へ移動するように前記扉体を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非接触給電システム。 The housing has an insertion hole into which at least a part of the detection unit is inserted when the detection unit moves from the first position to the second position.
A door that moves between an open position for opening the insertion hole and a closed position for closing the insertion hole;
The said control part controls the said door body so that the said door body may move to the said open position from the said closed position, if the said instruction | command is input. Contactless power supply system described in 1.
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| JP2016013340A JP2017135840A (en) | 2016-01-27 | 2016-01-27 | Non-contact power supply system |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019124237A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 日立金属株式会社 | Online crack detection device for roll for rolling, roll for rolling, and online crack detection method for roll for rolling |
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