非接触充電システム
【課題】車両への非接触式充電を行う際に、人体、動物等の電磁界からの影響を低減することができる非接触充電システムを提供する。
【解決手段】非接触充電システムは、車両３に設けられる車両側の受電コイル２１と車両外部の地上側充電装置１０に設けられる地上側の送電コイル１１との間でワイヤレスで送電を行い、車両３の二次電池２３に地上側充電装置１０からの電力を充電する。非接触充電システムは、非接触充電を実施するときに、または実施前の待機段階で、送電コイル１１を覆う地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除すべき排除対象物を排除する排除手段を備える。当該排除手段は、地上側パッド１の外表面を上方に膨らむドーム形状に形成することにより構成される。
【解決手段】非接触充電システムは、車両３に設けられる車両側の受電コイル２１と車両外部の地上側充電装置１０に設けられる地上側の送電コイル１１との間でワイヤレスで送電を行い、車両３の二次電池２３に地上側充電装置１０からの電力を充電する。非接触充電システムは、非接触充電を実施するときに、または実施前の待機段階で、送電コイル１１を覆う地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除すべき排除対象物を排除する排除手段を備える。当該排除手段は、地上側パッド１の外表面を上方に膨らむドーム形状に形成することにより構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の電源から車両の電池に非接触で電力を供給する非接触充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、電気自動車、ハイブリッド車等の電動の車両が注目されている。これらの電動車両には、走行用の電力を外部電源から充電可能とする電池が装備されている。充電用の電力を給電する方法としては、給電側の電源口と車両の充電口とを充電ケーブルで接続するプラグイン式の給電方法や、給電用のケーブルを用いない非接触式の給電方法が知られている。
【０００３】
非接触式の給電方法に関する従来技術として、例えば、特許文献１に記載の非接触充電システムがある。この従来技術は、磁場を介して送電が行われる。特許文献１の非接触充電システムでは、外部の施設に装備された交流電源からの電力を高周波電力ドライバによって高周波の電力に変換した後、一次コイルへ供給し、一次コイルは高周波電力を電磁誘導により２次側コイルが搭載される車両へ電力を送電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、上記のように地面近傍に配された一次コイルと車体下部に配された二次コイルとの間で電磁場を介して電力が伝送されるため、充電動作中に、一次コイル付近や二次コイル付近に人が存在したり、小動物が一次自己共振コイルを覆うボックスの上に存在したりすると、存在する人体や動物が電磁界の影響を受けるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両への非接触充電を行う際に、人体、動物等の電磁界からの影響を低減することができる非接触充電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１は、車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムに係る発明であって、
非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する排除手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、非接触充電時またはその待機段階において、排除手段により人体、動物を含む排除対象物を地上側パッド及びその周辺から排除することができる。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッドから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。したがって、車両へ非接触充電を行う際に、人体、動物等の排除対象物について電磁界からの影響を低減することが可能な非接触充電システムを提供できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１）の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成されることを特徴とする。この発明によれば、地上側パッドの外表面を膨出状に形成することにより、送電経路であって地上に露出するパッド部分に動物や虫がのった場合にパッド部分からすべり落ちたり、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パットから離れたりするようになる。また人に対しては、地上側パッドが目立ちやすい外形であるため、気付きやすく注意を促せるという効果がある。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１，１Ａ）の外表面に多数の凹凸部を形成することにより構成されることを特徴とする。この発明によれば、地上側パッドの外表面に多数の凹凸部を形成することにより、送電経路であって地上に露出するパッド部分に動物等がのったとしても、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パットから離れるようになり、動物よけとしての機能を発揮し得る。
【００１１】
請求項４に記載の発明によると、排除手段は、排除対象物に向けて発光する照明手段（１６）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において、照明手段による発光を実施することにより、人に対して充電中または充電待機中であることを認識できるように注意を促し、動物等に対しては光による不快感や嫌悪感を与え地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向ける効果がある。
【００１２】
請求項５に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１Ａ）に向けて送風する送風手段（２４）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において、地上側パッドに向けて送風が行われるため、地上側パッドに存在する小さな排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えて地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向けたりすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明によると、排除手段は、排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段（１７）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において超音波を発信するため、地上側パッドに存在する小さな排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えて地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向けたりすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明によると、地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出する検出手段（１００）を備え、検出手段（１００）は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によると、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む検出手段を備え、検出手段（１００）は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、光または音波を用いた検出により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付かない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００１８】
請求項９は、車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムに係る発明であって、
地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段（１００）を備え、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、検出手段（１００）が排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、検出手段により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付かない人や、地上側パッドから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。したがって、車両へ非接触充電を行う際に、人体、動物等の排除対象物について電磁界からの影響を低減することが可能な非接触充電システムを提供できる。
【００２０】
請求項１０によると、検出手段（１００）は、地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出することを特徴とする。この発明によれば、撮像した画像から排除対象物の存否を検出することにより、画像解析により判別可能な大きさの排除対象物を確実に検出することができる。
【００２１】
請求項１１によると、検出手段は、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む手段であることを特徴とする。この発明によれば、所定の光または音波で反射または透過し得る排除対象物を確実に検出することができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の非接触充電システムの概略図である。
【図２】非接触充電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】非接触充電システムにおける排除手段及び検出手段に関する構成を示すブロック図である。
【図４】非接触充電システムにおける地上側パッドの外観を示す外観図である。
【図５】非接触充電システムにおける照明手段としてのランプの点灯状態と車両及び地上側充電装置間の距離との関係を説明するためのチャート図である。
【図６】非接触充電システムにおける他の形態の車両側パッド及び地上側パッドを示す外観図である。
【図７】非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第１の排除制御の要領を示すフローチャートである。
【図８】非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第２の排除制御の要領を示すフローチャートである。
【図９】非接触充電システムにおいて排除対象物を検出するために実施する第１の検出制御の要領を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップ１で実行する第１の検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９のステップ１で実行する第２の検出ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００２５】
（第１実施形態）
本発明を適用する第１実施形態について図１〜図１１を参照しながら説明する。第１実施形態で説明する非接触充電システムは、非接触充電の際に、地上側の送電部と車両側の受電部との間に人体、動物を含む排除すべき対象物を排除する排除手段を備え、さらに当該排除対象物を検出する検出手段を備えることを特徴としている。図１は、第１実施形態の非接触充電システムの概略図である。図２は非接触充電システムの概略構成を示すブロック図である。図３は非接触充電システムにおける排除手段及び検出手段に関する構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、非接触充電システムは、主に車両の外部に設置された地上側充電設備である地上側充電装置１０と、車両３に搭載される車両側充電装置２０と、非接触で電力を送電する送電コイル１１（地上側送電部）を覆い地上に露出する地上側パッド１と、非接触で電力を受電する受電コイル２１（車両側受電部）を覆い車外に露出する車両側パッド２と、を備えて構成されている。非接触充電システムは、蓄電装置としての二次電池２３と車両の外部に設置される外部電源１４との間で磁気的に結合された状態、例えば電磁誘導あるいは磁気共鳴によって電力の授受を行う非接触の電力授受システムである。
【００２７】
車両３には、車両側パッド２、車両側充電装置２０等が搭載されており、例えば電磁結合により受電コイル２１に電流が流れることによって車両３に搭載された二次電池２３が充電可能になっている。車両側充電装置２０は、例えば、受電コイル２１、整流回路２２、二次電池２３等を含む装置であり、車両３において外部電源１４から給電される電力を充電する際に動作する装置である。
【００２８】
地上側充電装置１０は、例えば、家庭、集合住宅、コインパーキング等の駐車設備、商業施設、公共施設等に設けられ、車両３にとって外部となる外部電源１４から整流回路１３、高周波インバータ１２、コンデンサ（図示せず）を介して送電コイル１１が接続された充電器であり、車両３の受電コイル２１に給電する際に動作する。送電コイル１１は、駐車設備に画成された駐車スペース内に各々設置または埋設され、所定の通電によって電磁界を発生するように構成されている。この送電コイル１１は、駐車スペースへの車両の進入を検知するとともに、車両側に設けられた受電コイル２１との間で非接触による電力の受け渡しを行う。
【００２９】
図２に示すように、車両３には、二次電池２３、インバータ４、モータジェネレータ５等の負荷が搭載され、二次電池２３の電力を基にしてモータジェネレータ５等の負荷が駆動されるようになっている。モータジェネレータ５の作動は、車両３に搭載された車両側ＥＣＵ２００によって制御される。二次電池２３の電力によって駆動される負荷には、モータジェネレータ５の他、空調ユニット、電動パワーステアリングユニット等を適用することができる。
【００３０】
整流回路２２は、ダイオード及びコンデンサから構成されており、ダイオードにより、受電コイル２１から供給された高周波電力を整流し、コンデンサで平滑化した後、充電回路（図示せず）に供給する。充電回路は、直流電圧により二次電池２３を充電する。
【００３１】
二次電池２３は、高圧のバッテリであり、その端子電圧が高圧となるように設定されている。二次電池２３は、充放電可能に構成された電池であり、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等を使用することができる。
【００３２】
インバータ４は、二次電池２３とモータジェネレータ５との間において電力形態の変換及び電力量を調整する電力変換部である。つまり、インバータ４は、二次電池２３の直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）するとともに、モータジェネレータ５に必要とされる電力量を調整する。また、インバータ４は、減速時において車両の駆動輪からの駆動力によって、モータジェネレータ５が回転駆動されることで交流の回生電力が得られたときには、交流の回生電力を直流電力に変換（ＡＣ／ＤＣ変換）して二次電池２３に供給し充電する。このようにインバータ４は、双方向の電力変換を可能としている。
【００３３】
車両側ＥＣＵ２００は、図３に示すように、地上側充電装置１０の作動を制御する地上側ＥＣＵ１００と通信して地上側ＥＣＵ１００側の各部の動作を把握しつつ、車両側充電装置２０の作動を制御するとともに本発明の排除手段及び検出手段の機能を果たす各部を制御する。車両側ＥＣＵ２００は、端子電圧が低い低電圧バッテリを直接の電源とする。この低電圧バッテリは、二次電池２３を電力供給源としており、二次電池２３の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータによって降下されて、降下された出力電圧が引加されるようになっている。
【００３４】
モータジェネレータ５は、電動機および発電機の両機能を有する３相交流の回転電機である。モータジェネレータ５の回転軸の一方の端部は、内燃機関の出力軸に直結されており、他方の端部は、変速装置を介して駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ５は、インバータ４によって電力変換および電力調整された電量が供給されると、回転数および駆動トルクが制御されて、駆動輪に必要とされる駆動力を与える電動機として機能する。また、モータジェネレータ５は、減速時において駆動輪からの駆動力によって回転駆動されると、交流の回生電力を発生する発電機として機能する。
【００３５】
図４は、非接触充電システムにおける地上側パッドの外観を示す外観図である。非接触充電システムは、非接触充電の実施時、または充電の待機段階で、送電コイル１１を覆い地上に露出する地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する種々の排除手段を備えている。
【００３６】
（第１の排除手段）
当該排除手段の一つは、地上側パッド１の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成することができる。この排除手段の例として図４には、地上側パッド１の外表面を上方に膨出するドーム状に形成したものを示している。当該膨出状に形成する地上側パッド１の外表面は、例えば、かまぼこ形、半球状、円錐状、角錐状等に形成してもよい。これらの形状であれば、地上側パッド１の外表面に動物が乗った場合に、例えば犬、猫、小動物がのった場合に非常に不安定で居心地が悪く、また、外表面から落ち易い。このため、これらの動物を地上側パッド１及びその周辺から遠ざけ、排除することができる。
【００３７】
（第２の排除手段）
また、地上側パッド１の外表面に多数の凹凸部を形成することにより排除手段を構成することもできる。この多数の凹凸部によっても、上記の犬、猫、小動物が地上側パッド１にのった場合に居心地が悪いので、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パット１から離れるようになり、これらの動物を地上側パッド１及びその周辺から遠ざけ、排除し得る。つまり、動物よけとしての機能を発揮するのである。
【００３８】
（第３の排除手段）
排除手段の一つは、排除対象物に向けて発光する照明手段としてのランプ１６を含んで構成することもできる。ランプ１６は、図４に示すように、地上側パッド１の底部側に設けられ、ランプ１６が点灯、点滅することにより、その光が地上側パッド１を透過して、外部を照らすようになっている。このランプ１６の作動は、地上側ＥＣＵ１００によって制御されるようになっている。
【００３９】
次にランプ１６の点灯制御について図５を参照して説明する。図５は非接触充電システムにおけるランプ１６の点灯状態と車両３及び地上側充電装置１０間の距離との関係を説明するためのチャート図である。
【００４０】
図５に示すように、車両３及び地上側充電装置１０間の距離、すなわち車両側パッド２と地上側パッド１の距離が、地上側充電装置１０が認識できる限界の距離である認識限界距離よりも大きいときは、ランプ１６の１００％点灯に対する点灯割合（照度ともいう）は、数％（または数秒毎に短い点灯時間と長い消灯時間を繰り返す）の点灯状態である。なお、完全に消灯する場合もある。当該距離が、認識限界距離よりも小さくなると、ランプ１６は点灯割合を増加し、さらに、送電コイル１１から受電コイル２１に電力を送電可能である転送可能距離に近づくほど点灯割合が次第に大きくなり、照度は明るくなる。車両３が転送可能距離よりも地上側パッド１に近づき、電力転送が高効率で可能な範囲に入ると、充電待機状態になり、この間のランプ１６の点灯割合は一定に制御される。そして、充電のためのすべての準備が整い、充電開始状態になると、ランプ１６の点灯割合は１００％に切り替わるように制御されて、最大の照度となり、人や動物に充電を開始することを知らせる。
【００４１】
図５では最接近したときに待機状態にある状態を示したが、前記記載のように高効率領域（最接近よりも数十ｃｍ離れた場合）に入ったら待機状態に設定することも可能である。なお、以上の照度の遷移は、点滅状態から点灯状態への遷移、点滅間隔の変化に置き換えることも可能である。
【００４２】
この排除手段によれば、充電時または充電待機段階において、ランプ１６による発光を実施するので、人に対しては充電中または充電待機中であることを認識するように注意を喚起し、動物等に対しては光による不快感や嫌悪感を与えるため、地上側パッド１及びその周辺から離れるように仕向けることが期待できる。また、以上のランプ１６の点灯または点滅は、車両３の乗員に対しても非接触充電の準備段階、待機中、充電開始状態、または充電中であることを知らしめる機能も果たしている。
【００４３】
なお、車両３及び地上側充電装置１０間の距離が認識限界距離よりも大きいときは、ランプ１６を緑色に点灯するようにしてもよい。この色に点灯させることにより、人に地上側パッド１の存在を知らせることができ、足元のつまづき防止等の効果があり、特に夜など周囲が暗いときに有用である。その後、当該距離が認識限界距離よりも小さくなると、点灯色を赤色に変更して徐々に照度を上げていくように制御すればよい。
【００４４】
（第４の排除手段）
排除手段の一つは、排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段としての超音波発信器を含んで構成することもできる。超音波発信器は、図４に示すように、地上側パッド１の底部側に設けられた発信部１７により構築する。この発信部１７の作動は、地上側ＥＣＵ１００によって制御されるようになっている。発信部１７は、例えば犬、猫、ねずみ等の動物が嫌がる周波数を有する超音波を上方に発信する。この排除手段によれば、充電時または充電待機段階において超音波を発信するため、地上側パッド１に存在する小さな虫、死骸等の排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えるため、地上側パッド１及びその周辺から離れるように仕向けたりすることが期待できる。
【００４５】
（第５の排除手段）
排除手段の一つは、地上側パッド１Ａに向けて送風する送風手段としてのファン２４を含んで構成することもできる。図６は、非接触充電システムにおける他の形態の車両側パッド２Ａ及び地上側パッド１Ａの外観を示す外観図である。
【００４６】
ファン２４は、図６に示すように、車両側パッド２Ａにおける受電コイル２１が配されていない部位に設けられ、下方に向けて送風可能に構成されている。ファン２４の作動は、車両側ＥＣＵ２００によって制御されるようになっている。ファン２４は、非接触充電を実施するとき、充電実施中、または充電の待機段階で、地上側パッド１Ａに向けて送風するように制御される。また、ファン２４による送風の風量は、排除対象物の種類、大きさ、重さ等に応じて変更できるように制御してもよい。
【００４７】
この排除手段によれば、充電時または充電の待機段階において、地上側パッド１Ａに向けて送風が行われるため、地上側パッド１Ａに存在する小さな排除対象物、例えば虫、小さな動物、これらの死骸等を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えることで地上側パッド１Ａ及びその周辺から遠ざけるように仕向けたりすることに寄与する。
【００４８】
非接触充電システムは、非接触充電の実施時、または充電の待機段階で、地上側パッド１Ａ及びその周辺において排除対象物を検出する種々の検出手段を備えている。
【００４９】
（第１の検出手段）
当該検出手段の一つは、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出する手段である。ＣＣＤカメラ１５は、地上側パッド１，１Ａに設けられて、地上側パッド１，１Ａ上及びその周辺の画像を撮像する。
【００５０】
ＣＣＤカメラ１５で撮像された画像は、光の明暗を電流の強弱に変換する撮像素子であるＣＣＤに送信され、ＣＣＤは、画像を電気信号に変換して地上側ＥＣＵ１００に入力する。地上側ＥＣＵ１００は、入力された電気信号を解析することにより画像解析を実施し、排除対象物の存否を判定する。地上側ＥＣＵ１００は、排除対象物を検出した場合には、排除対象物を検出したことの報知、または充電を停止することを実施し、表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を表示するとともに、車両側ＥＣＵ２００にこの情報を出力する。車両側ＥＣＵ２００は、車両３に設けられた報知部２５によって上記の情報をドライバー等の乗員に知らしめる。
【００５１】
表示部１８は、充電設備側に設けられた表示画面であり、例えば液晶ディスプレイで構成される。報知部２５は、車両３の乗員に対し、音声または表示によって排除対象物検出情報、充電停止情報を知らせる手段であり、表示の場合は、例えばハンドルの前方またはダッシュボードの中央部に配された計器表示盤の一部に配置される液晶ディスプレイで構成される。
【００５２】
また、ＣＣＤカメラ１５は、ランプ１６と一体に構成されたランプ付きカメラとして構成されてもよい。また、ＣＣＤカメラ１５は、車両側パッド２，２Ａに設けられて、地上側パッド１Ａ上の画像を撮像するようにしてもよく、この場合、ＣＣＤは、画像を電気信号に変換して車両側ＥＣＵ２００に入力する。
【００５３】
この検出手段によれば、車両側ＥＣＵ２００は、非接触充電の実施時、または充電の待機段階において排除対象物の存在を検出した場合には、非接触充電を停止する、または表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を表示し、もしくは当該情報が車両３側の報知部２５によって乗員に対して報知される。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００５４】
また、撮像した画像から排除対象物の存否を検出することにより、画像解析により判別可能な大きさの排除対象物を確実に検出することができる。また、乗員は、人体または動物が地上側パッド１，１Ａまたはその周辺に存在する事実を認識することができ、危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。
【００５５】
（第２の検出手段）
検出手段の一つは、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部と、その反射波または透過波を受信する受信部と、を含む手段で構成することもできる。ここでは、図６に示すように、発信部１７Ａは、地上側パッド１Ａの周縁に所定間隔をあけて複数個設けられた発信器であり、例えば、排除対象物の有無を検出する超音波センサにより構成する。受信部２６は、発信部１７Ａが発信した超音波が排除対称物に対して反射または透過した反射波または透過波を受信する受信器であり、車両側パッド２Ａの周縁に所定間隔をあけて複数個設けられている。発信部１７Ａの作動は地上側ＥＣＵ１００によって制御される。受信部２６が受信した反射波または透過波は、電気信号として車両側ＥＣＵ２００に入力され、車両側ＥＣＵ２００は排除対象物の有無を検出する。
【００５６】
車両側ＥＣＵ２００または地上側ＥＣＵ１００は、排除対象物を検出した場合には、充電停止を実施し、報知部２５または表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を報知または表示する。
【００５７】
また、発信部１７Ａが光を発信する手段である場合には、光電センサを用いることができる。また、当該検出手段は、例えば図４のような地上側パッド１に設けた発信部１７によって実現してもよい。この場合、発信部１７から発信された超音波は地上側パッド１上またはその周辺に存在する排除対象物で反射し、この反射波を発信部１７で受信して検出するようになる。また、このような発信部１７は、車両側パッド２に設けられるものでもよい。
【００５８】
この検出手段によれば、非接触充電の実施時、または充電の待機段階において、光または音波を用いた検出により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００５９】
また、車両３側の報知部２５によって、排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を報知することにより、乗員は、人体または動物が地上側パッド１，１Ａまたはその周辺に存在する事実を認識することができ、危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。なお、異物存在の情報は、受信部１７、受信部１７Ａあるいは報知部２５からインターネットや携帯電話を通して車外のユーザーに通知することも可能である。
【００６０】
次に、非接触充電システムにおける充電に係る動作について、図７〜図１１の各フローチャートを参照して説明する。
【００６１】
（第１の排除制御）
図７は、非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第１の排除制御の要領を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１０で、地上側ＥＣＵ１００は、排除手段の一つである超音波を発信部１７から発信するように制御する。この超音波発信により、地上側パッド１上及びその周辺に存在する排除対象物は、超音波の影響を受けるため、習性上、嫌悪感を受ける周波数の超音波から逃げるように、地上側パッド１から離れるようになる。この超音波の作用により、動物等の排除を実施することができる。
【００６２】
ステップ１０の処理によって、排除対象物を地上側パッド１及びその周辺から排除した後、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣ（state of charge）が所定のＳＯＣ、例えば満充電のＳＯＣ、ユーザーによって設定されたＳＯＣに達するまで行われる。このようなＳＯＣに達すると、充電終了条件が成立したものとする。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。充電終了条件の成立とは、満充電のＳＯＣ電力量、設定されたＳＯＣまで二次電池２３の蓄電量が達したということである。
【００６３】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、ステップ４０で先のステップ１０と同様の処理である超音波の発信を再度実施し、排除対象物の排除処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、超音波の発信による排除処理を繰り返すのである。これにより、本制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、ステップ１０またはステップ４０のいずれかの処理を実施しないで、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００６４】
（第２の排除制御）
図８は、非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第２の排除制御の要領を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１０Ａで、車両側ＥＣＵ２００は、排除手段の一つであるファン２４による送風を実施するように、ファン２４を制御する。この送風により、地上側パッド１Ａ上及びその周辺に存在する排除対象物は、風を受けるため、風圧による不快感や嫌悪感を受けて当該風圧から逃げるように、地上側パッド１Ａから離れるようになる。この送風作用により、動物等の排除を実施することができる。
【００６５】
ステップ１０Ａの処理によって、排除対象物を地上側パッド１及びその周辺から排除した後、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣが上記のように所定のＳＯＣに達するまで行われる。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。
【００６６】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、ステップ４０Ａで先のステップ１０Ａと同様の処理であるファン２４による送風処理を再度実施し、排除対象物の排除処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、ファン２４の送風による排除処理を繰り返すのである。これにより、本排除制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、ステップ１０Ａまたはステップ４０Ａのいずれかの処理を実施しないで、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００６７】
なお、ステップ４０あるいはステップ４０Ａの動作に関しては、全期間を連続ＯＮするだけではなく、当該機能が維持可能な（数秒間毎にオンとオフを繰り返す）間欠動作も可能である。
【００６８】
（第１の検出制御）
図９は、非接触充電システムにおいて排除対象物を検出するために実施する第１の検出制御の要領を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１で、地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００は、本検出制御の特徴である異物等の排除対象物の検出を行うサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行により、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺における異物等の有無を判定し、その判定結果に対応する適切な処理を実行することができる。
【００６９】
次に、このサブルーチンについて、図１０（第１の検出ルーチン）及び図１１（第２の検出ルーチン）を参照して説明する。
【００７０】
（第１の検出ルーチン）
図１０は、図９のステップ１で実行する第１の検出ルーチンを示すフローチャートである。第１の検出ルーチンでは、上記の第１の検出手段によって異物等の検出を実施するものである。図１０に示すように、まずステップ１００で、ＣＣＤカメラ１５により地上側パッド１，１Ａ及びその周辺を撮像した画像データを取得する。画像データは、撮像素子であるＣＣＤによって電気信号として地上側ＥＣＵ１００に入力される。地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０１で電気信号として取得した画像データを解析し画像処理を実行する。
【００７１】
そして、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０２で、画像処理の結果を用いて画像データに含まれる撮像範囲で異物等の排除対象物が存在するか否かを判定する。ステップ１０２の判定が「異物等の存在なし」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０５で充電開始許可に相当する電力転送許可の信号を送電コイル１１に与え、本サブルーチンを終了する。
【００７２】
ステップ１０２の判定が「異物等の存在あり」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０３で充電開始不許可に相当する電力転送禁止の信号を送電コイル１１に与える。さらに地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０４で、車両側ＥＣＵ２００を介して報知部２５が上記のように排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方の情報を報知するように制御し、本サブルーチンを終了する。また、地上側ＥＣＵ１００は、このステップで表示部１８が当該情報を表示するように制御してもよい。
【００７３】
（第２の検出ルーチン）
図１１は、図９のステップ１で実行する第２の検出ルーチンを示すフローチャートである。第２の検出ルーチンでは、上記の第２の検出手段によって異物等の検出を実施するものである。図１１に示すように、まずステップ１００Ａで、上記のように発信部１７Ａ、または発信部１７及び受信部２６を用いて、超音波によるソナー検出を実行する。受信器側で検出された反射波または透過波による信号は、地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００に入力される。
【００７４】
地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００は、ステップ１０２Ａで、入力された信号等を演算して、ソナー検出可能範囲内に異物等の排除対象物が存在するか否かを判定する。ステップ１０２Ａの判定が「異物等の存在なし」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０５で充電開始許可に相当する電力転送許可の信号を送電コイル１１に与え、本サブルーチンを終了する。
【００７５】
ステップ１０２Ａの判定が「異物等の存在あり」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０３で充電開始不許可に相当する電力転送禁止の信号を送電コイル１１に与える。さらに地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０４で、車両側ＥＣＵ２００を介して報知部２５が上記のように排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方の情報を報知するように制御し、本サブルーチンを終了する。また、地上側ＥＣＵ１００は、このステップで表示部１８が当該情報を表示するように制御してもよい。
【００７６】
このように排除対象物の存在を検出した場合には、報知部２５や表示部１８による排除対象物の存在を知らせる処理を実施するため、ユーザーは、以降の充電開始に至るまでに危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。なお、より高い安全性を確保するため、サブルーチンにおいて、排除対象物の存在を知らせる報知処理が行うとともに、自動で充電停止の処理を実施するようにしてもよい。
【００７７】
以上のように排除対象物の検出を行うサブルーチンを実行後、図９に示すように、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣが上記のように所定のＳＯＣに達するまで行われる。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。
【００７８】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、上述したステップ１のサブルーチンを再度実行して排除対象物の検出処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、異物等の排除対象物の検出処理を繰り返すのである。これにより、本制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除対象物の検出処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００７９】
本実施形態の非接触充電システムがもたらす作用効果について説明する。非接触充電システムは、非接触充電を実施するときに、または実施前の待機段階で、送電コイル１１を覆う地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除すべき排除対象物を排除する排除手段を備える。
【００８０】
この構成によれば、非接触充電時またはその待機段階において、排除手段により人体、動物を含む排除対象物を地上側パッド１，１Ａ及びその周辺から排除することができる。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッド１，１Ａから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止でき、生物に対して悪影響を及ぼし得る状態を回避することができる。
【００８１】
当該排除手段は、地上側パッド１の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成される。この構成によれば、地上側パッド１の外表面を膨出状に形成することにより、送電経路であって地上に露出する地上側パッド１に動物や虫がのった場合にパッド部分からすべり落ちたり、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パット１から離れたりするようになる。また人に対しては、地上側パッド１が目立ちやすい外形であるため、気付きやすく、近づかないように注意を促せるので、電磁界からの影響を受ける可能性を低減できるという効果がある。
【００８２】
さらに湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成された地上側パッド１Ａの外表面に、多数の凹凸部を形成することにより排除手段を構成することができる。この排除手段によれば、動物は多数の凹凸部にのったときに居心地の悪さや不快感を与えられるので、二重の排除手段が構築される。したがって、これら二重の排除手段によって、動物よけとしての一層大きな効果を期待できる。
【００８３】
また、非接触充電システムは、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段を備える。当該検出手段は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止する。
【００８４】
この構成によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、検出手段により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッド１，１Ａから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００８６】
上記実施形態で説明した、各種排除手段と各種検出手段のそれぞれは、２つ以上組み合わせて実施することが可能である。例えば、一つの排除手段と一つまたは複数の検出手段を組み合わせたり、一つの検出手段と一つまたは複数の排除手段を組み合わせたり、複数の検出手段と複数の排除手段を組み合わせたりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ…地上側パッド
１０…地上側充電装置（地上側充電設備）
１１…送電コイル（地上側送電部）
１６…ランプ（照明手段）
１７，１７Ａ…発信部（超音波発信手段）
２１…受電コイル（車両側受電部）
２３…二次電池（蓄電装置）
２４…ファン（送風手段）
２６…受信部
１００…地上側ＥＣＵ（検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の電源から車両の電池に非接触で電力を供給する非接触充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、電気自動車、ハイブリッド車等の電動の車両が注目されている。これらの電動車両には、走行用の電力を外部電源から充電可能とする電池が装備されている。充電用の電力を給電する方法としては、給電側の電源口と車両の充電口とを充電ケーブルで接続するプラグイン式の給電方法や、給電用のケーブルを用いない非接触式の給電方法が知られている。
【０００３】
非接触式の給電方法に関する従来技術として、例えば、特許文献１に記載の非接触充電システムがある。この従来技術は、磁場を介して送電が行われる。特許文献１の非接触充電システムでは、外部の施設に装備された交流電源からの電力を高周波電力ドライバによって高周波の電力に変換した後、一次コイルへ供給し、一次コイルは高周波電力を電磁誘導により２次側コイルが搭載される車両へ電力を送電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、上記のように地面近傍に配された一次コイルと車体下部に配された二次コイルとの間で電磁場を介して電力が伝送されるため、充電動作中に、一次コイル付近や二次コイル付近に人が存在したり、小動物が一次自己共振コイルを覆うボックスの上に存在したりすると、存在する人体や動物が電磁界の影響を受けるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両への非接触充電を行う際に、人体、動物等の電磁界からの影響を低減することができる非接触充電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１は、車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムに係る発明であって、
非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する排除手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、非接触充電時またはその待機段階において、排除手段により人体、動物を含む排除対象物を地上側パッド及びその周辺から排除することができる。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッドから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。したがって、車両へ非接触充電を行う際に、人体、動物等の排除対象物について電磁界からの影響を低減することが可能な非接触充電システムを提供できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１）の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成されることを特徴とする。この発明によれば、地上側パッドの外表面を膨出状に形成することにより、送電経路であって地上に露出するパッド部分に動物や虫がのった場合にパッド部分からすべり落ちたり、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パットから離れたりするようになる。また人に対しては、地上側パッドが目立ちやすい外形であるため、気付きやすく注意を促せるという効果がある。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１，１Ａ）の外表面に多数の凹凸部を形成することにより構成されることを特徴とする。この発明によれば、地上側パッドの外表面に多数の凹凸部を形成することにより、送電経路であって地上に露出するパッド部分に動物等がのったとしても、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パットから離れるようになり、動物よけとしての機能を発揮し得る。
【００１１】
請求項４に記載の発明によると、排除手段は、排除対象物に向けて発光する照明手段（１６）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において、照明手段による発光を実施することにより、人に対して充電中または充電待機中であることを認識できるように注意を促し、動物等に対しては光による不快感や嫌悪感を与え地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向ける効果がある。
【００１２】
請求項５に記載の発明によると、排除手段は、地上側パッド（１Ａ）に向けて送風する送風手段（２４）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において、地上側パッドに向けて送風が行われるため、地上側パッドに存在する小さな排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えて地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向けたりすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明によると、排除手段は、排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段（１７）を含んで構成されることを特徴とする。この発明によれば、充電時または充電待機段階において超音波を発信するため、地上側パッドに存在する小さな排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えて地上側パッド及びその周辺から離れるように仕向けたりすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明によると、地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出する検出手段（１００）を備え、検出手段（１００）は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によると、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む検出手段を備え、検出手段（１００）は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、光または音波を用いた検出により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付かない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００１８】
請求項９は、車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムに係る発明であって、
地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段（１００）を備え、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、検出手段（１００）が排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止することを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、検出手段により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付かない人や、地上側パッドから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッドやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。したがって、車両へ非接触充電を行う際に、人体、動物等の排除対象物について電磁界からの影響を低減することが可能な非接触充電システムを提供できる。
【００２０】
請求項１０によると、検出手段（１００）は、地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出することを特徴とする。この発明によれば、撮像した画像から排除対象物の存否を検出することにより、画像解析により判別可能な大きさの排除対象物を確実に検出することができる。
【００２１】
請求項１１によると、検出手段は、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む手段であることを特徴とする。この発明によれば、所定の光または音波で反射または透過し得る排除対象物を確実に検出することができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の非接触充電システムの概略図である。
【図２】非接触充電システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】非接触充電システムにおける排除手段及び検出手段に関する構成を示すブロック図である。
【図４】非接触充電システムにおける地上側パッドの外観を示す外観図である。
【図５】非接触充電システムにおける照明手段としてのランプの点灯状態と車両及び地上側充電装置間の距離との関係を説明するためのチャート図である。
【図６】非接触充電システムにおける他の形態の車両側パッド及び地上側パッドを示す外観図である。
【図７】非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第１の排除制御の要領を示すフローチャートである。
【図８】非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第２の排除制御の要領を示すフローチャートである。
【図９】非接触充電システムにおいて排除対象物を検出するために実施する第１の検出制御の要領を示すフローチャートである。
【図１０】図９のステップ１で実行する第１の検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図９のステップ１で実行する第２の検出ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００２５】
（第１実施形態）
本発明を適用する第１実施形態について図１〜図１１を参照しながら説明する。第１実施形態で説明する非接触充電システムは、非接触充電の際に、地上側の送電部と車両側の受電部との間に人体、動物を含む排除すべき対象物を排除する排除手段を備え、さらに当該排除対象物を検出する検出手段を備えることを特徴としている。図１は、第１実施形態の非接触充電システムの概略図である。図２は非接触充電システムの概略構成を示すブロック図である。図３は非接触充電システムにおける排除手段及び検出手段に関する構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、非接触充電システムは、主に車両の外部に設置された地上側充電設備である地上側充電装置１０と、車両３に搭載される車両側充電装置２０と、非接触で電力を送電する送電コイル１１（地上側送電部）を覆い地上に露出する地上側パッド１と、非接触で電力を受電する受電コイル２１（車両側受電部）を覆い車外に露出する車両側パッド２と、を備えて構成されている。非接触充電システムは、蓄電装置としての二次電池２３と車両の外部に設置される外部電源１４との間で磁気的に結合された状態、例えば電磁誘導あるいは磁気共鳴によって電力の授受を行う非接触の電力授受システムである。
【００２７】
車両３には、車両側パッド２、車両側充電装置２０等が搭載されており、例えば電磁結合により受電コイル２１に電流が流れることによって車両３に搭載された二次電池２３が充電可能になっている。車両側充電装置２０は、例えば、受電コイル２１、整流回路２２、二次電池２３等を含む装置であり、車両３において外部電源１４から給電される電力を充電する際に動作する装置である。
【００２８】
地上側充電装置１０は、例えば、家庭、集合住宅、コインパーキング等の駐車設備、商業施設、公共施設等に設けられ、車両３にとって外部となる外部電源１４から整流回路１３、高周波インバータ１２、コンデンサ（図示せず）を介して送電コイル１１が接続された充電器であり、車両３の受電コイル２１に給電する際に動作する。送電コイル１１は、駐車設備に画成された駐車スペース内に各々設置または埋設され、所定の通電によって電磁界を発生するように構成されている。この送電コイル１１は、駐車スペースへの車両の進入を検知するとともに、車両側に設けられた受電コイル２１との間で非接触による電力の受け渡しを行う。
【００２９】
図２に示すように、車両３には、二次電池２３、インバータ４、モータジェネレータ５等の負荷が搭載され、二次電池２３の電力を基にしてモータジェネレータ５等の負荷が駆動されるようになっている。モータジェネレータ５の作動は、車両３に搭載された車両側ＥＣＵ２００によって制御される。二次電池２３の電力によって駆動される負荷には、モータジェネレータ５の他、空調ユニット、電動パワーステアリングユニット等を適用することができる。
【００３０】
整流回路２２は、ダイオード及びコンデンサから構成されており、ダイオードにより、受電コイル２１から供給された高周波電力を整流し、コンデンサで平滑化した後、充電回路（図示せず）に供給する。充電回路は、直流電圧により二次電池２３を充電する。
【００３１】
二次電池２３は、高圧のバッテリであり、その端子電圧が高圧となるように設定されている。二次電池２３は、充放電可能に構成された電池であり、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等を使用することができる。
【００３２】
インバータ４は、二次電池２３とモータジェネレータ５との間において電力形態の変換及び電力量を調整する電力変換部である。つまり、インバータ４は、二次電池２３の直流電力を交流電力に変換（ＤＣ／ＡＣ変換）するとともに、モータジェネレータ５に必要とされる電力量を調整する。また、インバータ４は、減速時において車両の駆動輪からの駆動力によって、モータジェネレータ５が回転駆動されることで交流の回生電力が得られたときには、交流の回生電力を直流電力に変換（ＡＣ／ＤＣ変換）して二次電池２３に供給し充電する。このようにインバータ４は、双方向の電力変換を可能としている。
【００３３】
車両側ＥＣＵ２００は、図３に示すように、地上側充電装置１０の作動を制御する地上側ＥＣＵ１００と通信して地上側ＥＣＵ１００側の各部の動作を把握しつつ、車両側充電装置２０の作動を制御するとともに本発明の排除手段及び検出手段の機能を果たす各部を制御する。車両側ＥＣＵ２００は、端子電圧が低い低電圧バッテリを直接の電源とする。この低電圧バッテリは、二次電池２３を電力供給源としており、二次電池２３の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータによって降下されて、降下された出力電圧が引加されるようになっている。
【００３４】
モータジェネレータ５は、電動機および発電機の両機能を有する３相交流の回転電機である。モータジェネレータ５の回転軸の一方の端部は、内燃機関の出力軸に直結されており、他方の端部は、変速装置を介して駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ５は、インバータ４によって電力変換および電力調整された電量が供給されると、回転数および駆動トルクが制御されて、駆動輪に必要とされる駆動力を与える電動機として機能する。また、モータジェネレータ５は、減速時において駆動輪からの駆動力によって回転駆動されると、交流の回生電力を発生する発電機として機能する。
【００３５】
図４は、非接触充電システムにおける地上側パッドの外観を示す外観図である。非接触充電システムは、非接触充電の実施時、または充電の待機段階で、送電コイル１１を覆い地上に露出する地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する種々の排除手段を備えている。
【００３６】
（第１の排除手段）
当該排除手段の一つは、地上側パッド１の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成することができる。この排除手段の例として図４には、地上側パッド１の外表面を上方に膨出するドーム状に形成したものを示している。当該膨出状に形成する地上側パッド１の外表面は、例えば、かまぼこ形、半球状、円錐状、角錐状等に形成してもよい。これらの形状であれば、地上側パッド１の外表面に動物が乗った場合に、例えば犬、猫、小動物がのった場合に非常に不安定で居心地が悪く、また、外表面から落ち易い。このため、これらの動物を地上側パッド１及びその周辺から遠ざけ、排除することができる。
【００３７】
（第２の排除手段）
また、地上側パッド１の外表面に多数の凹凸部を形成することにより排除手段を構成することもできる。この多数の凹凸部によっても、上記の犬、猫、小動物が地上側パッド１にのった場合に居心地が悪いので、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パット１から離れるようになり、これらの動物を地上側パッド１及びその周辺から遠ざけ、排除し得る。つまり、動物よけとしての機能を発揮するのである。
【００３８】
（第３の排除手段）
排除手段の一つは、排除対象物に向けて発光する照明手段としてのランプ１６を含んで構成することもできる。ランプ１６は、図４に示すように、地上側パッド１の底部側に設けられ、ランプ１６が点灯、点滅することにより、その光が地上側パッド１を透過して、外部を照らすようになっている。このランプ１６の作動は、地上側ＥＣＵ１００によって制御されるようになっている。
【００３９】
次にランプ１６の点灯制御について図５を参照して説明する。図５は非接触充電システムにおけるランプ１６の点灯状態と車両３及び地上側充電装置１０間の距離との関係を説明するためのチャート図である。
【００４０】
図５に示すように、車両３及び地上側充電装置１０間の距離、すなわち車両側パッド２と地上側パッド１の距離が、地上側充電装置１０が認識できる限界の距離である認識限界距離よりも大きいときは、ランプ１６の１００％点灯に対する点灯割合（照度ともいう）は、数％（または数秒毎に短い点灯時間と長い消灯時間を繰り返す）の点灯状態である。なお、完全に消灯する場合もある。当該距離が、認識限界距離よりも小さくなると、ランプ１６は点灯割合を増加し、さらに、送電コイル１１から受電コイル２１に電力を送電可能である転送可能距離に近づくほど点灯割合が次第に大きくなり、照度は明るくなる。車両３が転送可能距離よりも地上側パッド１に近づき、電力転送が高効率で可能な範囲に入ると、充電待機状態になり、この間のランプ１６の点灯割合は一定に制御される。そして、充電のためのすべての準備が整い、充電開始状態になると、ランプ１６の点灯割合は１００％に切り替わるように制御されて、最大の照度となり、人や動物に充電を開始することを知らせる。
【００４１】
図５では最接近したときに待機状態にある状態を示したが、前記記載のように高効率領域（最接近よりも数十ｃｍ離れた場合）に入ったら待機状態に設定することも可能である。なお、以上の照度の遷移は、点滅状態から点灯状態への遷移、点滅間隔の変化に置き換えることも可能である。
【００４２】
この排除手段によれば、充電時または充電待機段階において、ランプ１６による発光を実施するので、人に対しては充電中または充電待機中であることを認識するように注意を喚起し、動物等に対しては光による不快感や嫌悪感を与えるため、地上側パッド１及びその周辺から離れるように仕向けることが期待できる。また、以上のランプ１６の点灯または点滅は、車両３の乗員に対しても非接触充電の準備段階、待機中、充電開始状態、または充電中であることを知らしめる機能も果たしている。
【００４３】
なお、車両３及び地上側充電装置１０間の距離が認識限界距離よりも大きいときは、ランプ１６を緑色に点灯するようにしてもよい。この色に点灯させることにより、人に地上側パッド１の存在を知らせることができ、足元のつまづき防止等の効果があり、特に夜など周囲が暗いときに有用である。その後、当該距離が認識限界距離よりも小さくなると、点灯色を赤色に変更して徐々に照度を上げていくように制御すればよい。
【００４４】
（第４の排除手段）
排除手段の一つは、排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段としての超音波発信器を含んで構成することもできる。超音波発信器は、図４に示すように、地上側パッド１の底部側に設けられた発信部１７により構築する。この発信部１７の作動は、地上側ＥＣＵ１００によって制御されるようになっている。発信部１７は、例えば犬、猫、ねずみ等の動物が嫌がる周波数を有する超音波を上方に発信する。この排除手段によれば、充電時または充電待機段階において超音波を発信するため、地上側パッド１に存在する小さな虫、死骸等の排除対象物を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えるため、地上側パッド１及びその周辺から離れるように仕向けたりすることが期待できる。
【００４５】
（第５の排除手段）
排除手段の一つは、地上側パッド１Ａに向けて送風する送風手段としてのファン２４を含んで構成することもできる。図６は、非接触充電システムにおける他の形態の車両側パッド２Ａ及び地上側パッド１Ａの外観を示す外観図である。
【００４６】
ファン２４は、図６に示すように、車両側パッド２Ａにおける受電コイル２１が配されていない部位に設けられ、下方に向けて送風可能に構成されている。ファン２４の作動は、車両側ＥＣＵ２００によって制御されるようになっている。ファン２４は、非接触充電を実施するとき、充電実施中、または充電の待機段階で、地上側パッド１Ａに向けて送風するように制御される。また、ファン２４による送風の風量は、排除対象物の種類、大きさ、重さ等に応じて変更できるように制御してもよい。
【００４７】
この排除手段によれば、充電時または充電の待機段階において、地上側パッド１Ａに向けて送風が行われるため、地上側パッド１Ａに存在する小さな排除対象物、例えば虫、小さな動物、これらの死骸等を吹き飛ばしたり、動物等に対しては風による不快感や嫌悪感を与えることで地上側パッド１Ａ及びその周辺から遠ざけるように仕向けたりすることに寄与する。
【００４８】
非接触充電システムは、非接触充電の実施時、または充電の待機段階で、地上側パッド１Ａ及びその周辺において排除対象物を検出する種々の検出手段を備えている。
【００４９】
（第１の検出手段）
当該検出手段の一つは、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺を撮像した画像に基づいて排除対象物の存否を検出する手段である。ＣＣＤカメラ１５は、地上側パッド１，１Ａに設けられて、地上側パッド１，１Ａ上及びその周辺の画像を撮像する。
【００５０】
ＣＣＤカメラ１５で撮像された画像は、光の明暗を電流の強弱に変換する撮像素子であるＣＣＤに送信され、ＣＣＤは、画像を電気信号に変換して地上側ＥＣＵ１００に入力する。地上側ＥＣＵ１００は、入力された電気信号を解析することにより画像解析を実施し、排除対象物の存否を判定する。地上側ＥＣＵ１００は、排除対象物を検出した場合には、排除対象物を検出したことの報知、または充電を停止することを実施し、表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を表示するとともに、車両側ＥＣＵ２００にこの情報を出力する。車両側ＥＣＵ２００は、車両３に設けられた報知部２５によって上記の情報をドライバー等の乗員に知らしめる。
【００５１】
表示部１８は、充電設備側に設けられた表示画面であり、例えば液晶ディスプレイで構成される。報知部２５は、車両３の乗員に対し、音声または表示によって排除対象物検出情報、充電停止情報を知らせる手段であり、表示の場合は、例えばハンドルの前方またはダッシュボードの中央部に配された計器表示盤の一部に配置される液晶ディスプレイで構成される。
【００５２】
また、ＣＣＤカメラ１５は、ランプ１６と一体に構成されたランプ付きカメラとして構成されてもよい。また、ＣＣＤカメラ１５は、車両側パッド２，２Ａに設けられて、地上側パッド１Ａ上の画像を撮像するようにしてもよく、この場合、ＣＣＤは、画像を電気信号に変換して車両側ＥＣＵ２００に入力する。
【００５３】
この検出手段によれば、車両側ＥＣＵ２００は、非接触充電の実施時、または充電の待機段階において排除対象物の存在を検出した場合には、非接触充電を停止する、または表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を表示し、もしくは当該情報が車両３側の報知部２５によって乗員に対して報知される。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００５４】
また、撮像した画像から排除対象物の存否を検出することにより、画像解析により判別可能な大きさの排除対象物を確実に検出することができる。また、乗員は、人体または動物が地上側パッド１，１Ａまたはその周辺に存在する事実を認識することができ、危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。
【００５５】
（第２の検出手段）
検出手段の一つは、排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部と、その反射波または透過波を受信する受信部と、を含む手段で構成することもできる。ここでは、図６に示すように、発信部１７Ａは、地上側パッド１Ａの周縁に所定間隔をあけて複数個設けられた発信器であり、例えば、排除対象物の有無を検出する超音波センサにより構成する。受信部２６は、発信部１７Ａが発信した超音波が排除対称物に対して反射または透過した反射波または透過波を受信する受信器であり、車両側パッド２Ａの周縁に所定間隔をあけて複数個設けられている。発信部１７Ａの作動は地上側ＥＣＵ１００によって制御される。受信部２６が受信した反射波または透過波は、電気信号として車両側ＥＣＵ２００に入力され、車両側ＥＣＵ２００は排除対象物の有無を検出する。
【００５６】
車両側ＥＣＵ２００または地上側ＥＣＵ１００は、排除対象物を検出した場合には、充電停止を実施し、報知部２５または表示部１８に排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を報知または表示する。
【００５７】
また、発信部１７Ａが光を発信する手段である場合には、光電センサを用いることができる。また、当該検出手段は、例えば図４のような地上側パッド１に設けた発信部１７によって実現してもよい。この場合、発信部１７から発信された超音波は地上側パッド１上またはその周辺に存在する排除対象物で反射し、この反射波を発信部１７で受信して検出するようになる。また、このような発信部１７は、車両側パッド２に設けられるものでもよい。
【００５８】
この検出手段によれば、非接触充電の実施時、または充電の待機段階において、光または音波を用いた検出により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電に気が付つかない人や、非接触充電を判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界の影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００５９】
また、車両３側の報知部２５によって、排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方を報知することにより、乗員は、人体または動物が地上側パッド１，１Ａまたはその周辺に存在する事実を認識することができ、危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。なお、異物存在の情報は、受信部１７、受信部１７Ａあるいは報知部２５からインターネットや携帯電話を通して車外のユーザーに通知することも可能である。
【００６０】
次に、非接触充電システムにおける充電に係る動作について、図７〜図１１の各フローチャートを参照して説明する。
【００６１】
（第１の排除制御）
図７は、非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第１の排除制御の要領を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１０で、地上側ＥＣＵ１００は、排除手段の一つである超音波を発信部１７から発信するように制御する。この超音波発信により、地上側パッド１上及びその周辺に存在する排除対象物は、超音波の影響を受けるため、習性上、嫌悪感を受ける周波数の超音波から逃げるように、地上側パッド１から離れるようになる。この超音波の作用により、動物等の排除を実施することができる。
【００６２】
ステップ１０の処理によって、排除対象物を地上側パッド１及びその周辺から排除した後、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣ（state of charge）が所定のＳＯＣ、例えば満充電のＳＯＣ、ユーザーによって設定されたＳＯＣに達するまで行われる。このようなＳＯＣに達すると、充電終了条件が成立したものとする。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。充電終了条件の成立とは、満充電のＳＯＣ電力量、設定されたＳＯＣまで二次電池２３の蓄電量が達したということである。
【００６３】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、ステップ４０で先のステップ１０と同様の処理である超音波の発信を再度実施し、排除対象物の排除処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、超音波の発信による排除処理を繰り返すのである。これにより、本制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、ステップ１０またはステップ４０のいずれかの処理を実施しないで、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００６４】
（第２の排除制御）
図８は、非接触充電システムにおいて排除対象物を排除するために実施する第２の排除制御の要領を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１０Ａで、車両側ＥＣＵ２００は、排除手段の一つであるファン２４による送風を実施するように、ファン２４を制御する。この送風により、地上側パッド１Ａ上及びその周辺に存在する排除対象物は、風を受けるため、風圧による不快感や嫌悪感を受けて当該風圧から逃げるように、地上側パッド１Ａから離れるようになる。この送風作用により、動物等の排除を実施することができる。
【００６５】
ステップ１０Ａの処理によって、排除対象物を地上側パッド１及びその周辺から排除した後、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣが上記のように所定のＳＯＣに達するまで行われる。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。
【００６６】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、ステップ４０Ａで先のステップ１０Ａと同様の処理であるファン２４による送風処理を再度実施し、排除対象物の排除処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、ファン２４の送風による排除処理を繰り返すのである。これにより、本排除制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、ステップ１０Ａまたはステップ４０Ａのいずれかの処理を実施しないで、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００６７】
なお、ステップ４０あるいはステップ４０Ａの動作に関しては、全期間を連続ＯＮするだけではなく、当該機能が維持可能な（数秒間毎にオンとオフを繰り返す）間欠動作も可能である。
【００６８】
（第１の検出制御）
図９は、非接触充電システムにおいて排除対象物を検出するために実施する第１の検出制御の要領を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、車両３の受電コイル２１が地上側の送電コイル１１に充電可能な距離まで近づき、その他の充電実施条件が整った充電待機段階になるとスタートする。まずステップ１で、地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００は、本検出制御の特徴である異物等の排除対象物の検出を行うサブルーチンを実行する。このサブルーチンの実行により、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺における異物等の有無を判定し、その判定結果に対応する適切な処理を実行することができる。
【００６９】
次に、このサブルーチンについて、図１０（第１の検出ルーチン）及び図１１（第２の検出ルーチン）を参照して説明する。
【００７０】
（第１の検出ルーチン）
図１０は、図９のステップ１で実行する第１の検出ルーチンを示すフローチャートである。第１の検出ルーチンでは、上記の第１の検出手段によって異物等の検出を実施するものである。図１０に示すように、まずステップ１００で、ＣＣＤカメラ１５により地上側パッド１，１Ａ及びその周辺を撮像した画像データを取得する。画像データは、撮像素子であるＣＣＤによって電気信号として地上側ＥＣＵ１００に入力される。地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０１で電気信号として取得した画像データを解析し画像処理を実行する。
【００７１】
そして、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０２で、画像処理の結果を用いて画像データに含まれる撮像範囲で異物等の排除対象物が存在するか否かを判定する。ステップ１０２の判定が「異物等の存在なし」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０５で充電開始許可に相当する電力転送許可の信号を送電コイル１１に与え、本サブルーチンを終了する。
【００７２】
ステップ１０２の判定が「異物等の存在あり」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０３で充電開始不許可に相当する電力転送禁止の信号を送電コイル１１に与える。さらに地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０４で、車両側ＥＣＵ２００を介して報知部２５が上記のように排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方の情報を報知するように制御し、本サブルーチンを終了する。また、地上側ＥＣＵ１００は、このステップで表示部１８が当該情報を表示するように制御してもよい。
【００７３】
（第２の検出ルーチン）
図１１は、図９のステップ１で実行する第２の検出ルーチンを示すフローチャートである。第２の検出ルーチンでは、上記の第２の検出手段によって異物等の検出を実施するものである。図１１に示すように、まずステップ１００Ａで、上記のように発信部１７Ａ、または発信部１７及び受信部２６を用いて、超音波によるソナー検出を実行する。受信器側で検出された反射波または透過波による信号は、地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００に入力される。
【００７４】
地上側ＥＣＵ１００または車両側ＥＣＵ２００は、ステップ１０２Ａで、入力された信号等を演算して、ソナー検出可能範囲内に異物等の排除対象物が存在するか否かを判定する。ステップ１０２Ａの判定が「異物等の存在なし」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０５で充電開始許可に相当する電力転送許可の信号を送電コイル１１に与え、本サブルーチンを終了する。
【００７５】
ステップ１０２Ａの判定が「異物等の存在あり」の場合は、地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０３で充電開始不許可に相当する電力転送禁止の信号を送電コイル１１に与える。さらに地上側ＥＣＵ１００は、ステップ１０４で、車両側ＥＣＵ２００を介して報知部２５が上記のように排除対象物検出情報及び充電停止情報の少なくとも一方の情報を報知するように制御し、本サブルーチンを終了する。また、地上側ＥＣＵ１００は、このステップで表示部１８が当該情報を表示するように制御してもよい。
【００７６】
このように排除対象物の存在を検出した場合には、報知部２５や表示部１８による排除対象物の存在を知らせる処理を実施するため、ユーザーは、以降の充電開始に至るまでに危険回避、充電の中断等の対処措置を講じることができる。なお、より高い安全性を確保するため、サブルーチンにおいて、排除対象物の存在を知らせる報知処理が行うとともに、自動で充電停止の処理を実施するようにしてもよい。
【００７７】
以上のように排除対象物の検出を行うサブルーチンを実行後、図９に示すように、地上側ＥＣＵ１００及び車両側ＥＣＵ２００は、ステップ２０で充電運転を開始する。この充電は、車両３の二次電池２３のＳＯＣが上記のように所定のＳＯＣに達するまで行われる。充電運転は、ステップ３０で充電終了条件が満たされたと判定することにより終了し、本フローチャートは終了する。
【００７８】
ステップ３０で、まだ充電終了条件が成立していないと判定すると、上述したステップ１のサブルーチンを再度実行して排除対象物の検出処理を再度実施した後、ステップ３０の判定に戻る。すなわち、本制御では、充電開始後、充電終了条件が成立するまで、充電中であっても、異物等の排除対象物の検出処理を繰り返すのである。これにより、本制御では、充電前の待機状態と充電中の両方において排除対象物の検出処理を実施することができる。なお、他の制御形態として、充電前の待機状態、充電中のいずれか一方において排除処理を実施するようにすることもできる。
【００７９】
本実施形態の非接触充電システムがもたらす作用効果について説明する。非接触充電システムは、非接触充電を実施するときに、または実施前の待機段階で、送電コイル１１を覆う地上側パッド１及びその周辺から、人体、動物を含む排除すべき排除対象物を排除する排除手段を備える。
【００８０】
この構成によれば、非接触充電時またはその待機段階において、排除手段により人体、動物を含む排除対象物を地上側パッド１，１Ａ及びその周辺から排除することができる。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッド１，１Ａから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止でき、生物に対して悪影響を及ぼし得る状態を回避することができる。
【００８１】
当該排除手段は、地上側パッド１の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成される。この構成によれば、地上側パッド１の外表面を膨出状に形成することにより、送電経路であって地上に露出する地上側パッド１に動物や虫がのった場合にパッド部分からすべり落ちたり、安定性のなさから居心地が悪くなり地上側パット１から離れたりするようになる。また人に対しては、地上側パッド１が目立ちやすい外形であるため、気付きやすく、近づかないように注意を促せるので、電磁界からの影響を受ける可能性を低減できるという効果がある。
【００８２】
さらに湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成された地上側パッド１Ａの外表面に、多数の凹凸部を形成することにより排除手段を構成することができる。この排除手段によれば、動物は多数の凹凸部にのったときに居心地の悪さや不快感を与えられるので、二重の排除手段が構築される。したがって、これら二重の排除手段によって、動物よけとしての一層大きな効果を期待できる。
【００８３】
また、非接触充電システムは、地上側パッド１，１Ａ及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段を備える。当該検出手段は、非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、排除対象物を検出した場合には非接触充電を停止する。
【００８４】
この構成によれば、非接触充電の実施時、またはその待機段階において、検出手段により、排除対象物の存在を検出した場合には非接触充電を停止する。これにより、非接触充電であるがゆえに充電開始状態であることに気が付つかない人や、地上側パッド１，１Ａから送電が行われていることを判断する能力がない動物等が地上側パッド１，１Ａやその周辺に存在して電磁界からの影響を受けてしまう事態を未然に防止することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００８６】
上記実施形態で説明した、各種排除手段と各種検出手段のそれぞれは、２つ以上組み合わせて実施することが可能である。例えば、一つの排除手段と一つまたは複数の検出手段を組み合わせたり、一つの検出手段と一つまたは複数の排除手段を組み合わせたり、複数の検出手段と複数の排除手段を組み合わせたりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ…地上側パッド
１０…地上側充電装置（地上側充電設備）
１１…送電コイル（地上側送電部）
１６…ランプ（照明手段）
１７，１７Ａ…発信部（超音波発信手段）
２１…受電コイル（車両側受電部）
２３…二次電池（蓄電装置）
２４…ファン（送風手段）
２６…受信部
１００…地上側ＥＣＵ（検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に前記地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムであって、
前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する排除手段を備えることを特徴とする非接触充電システム。
【請求項２】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１）の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項３】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１，１Ａ）の外表面に多数の凹凸部を形成することにより構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記排除手段は、前記排除対象物に向けて発光する照明手段（１６）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１Ａ）に向けて送風する送風手段（２４）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
前記排除手段は、前記排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段（１７）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項７】
前記地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて前記排除対象物の存否を検出する検出手段（１００）を備え、
前記検出手段（１００）は、前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項８】
前記排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む検出手段を備え、
前記検出手段（１００）は、前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項９】
車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に前記地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムであって、
前記地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段（１００）を備え、
前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記検出手段（１００）が前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする非接触充電システム。
【請求項１０】
前記検出手段（１００）は、前記地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて前記排除対象物の存否を検出することを特徴とする請求項９に記載の非接触充電システム。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む手段であることを特徴とする請求項９に記載の非接触充電システム。
【請求項１】
車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に前記地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムであって、
前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺から、人体、動物を含む排除対象物を排除する排除手段を備えることを特徴とする非接触充電システム。
【請求項２】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１）の外表面を湾曲面または斜面を有して上方に膨らむ膨出状に形成することにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項３】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１，１Ａ）の外表面に多数の凹凸部を形成することにより構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記排除手段は、前記排除対象物に向けて発光する照明手段（１６）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記排除手段は、前記地上側パッド（１Ａ）に向けて送風する送風手段（２４）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
前記排除手段は、前記排除対象物に向けて超音波を発信する超音波発信手段（１７）を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項７】
前記地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて前記排除対象物の存否を検出する検出手段（１００）を備え、
前記検出手段（１００）は、前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項８】
前記排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む検出手段を備え、
前記検出手段（１００）は、前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非接触充電システム。
【請求項９】
車両に設けられる車両側受電部（２１）と車両外部の地上側充電設備（１０）に設けられる地上側送電部（１１）との間で非接触で送電を行い、車両の蓄電装置（２３）に前記地上側充電設備（１０）からの電力を充電する非接触充電システムであって、
前記地上側送電部（１１）を覆い地上に露出する地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺において、人体、動物を含む排除対象物を検出する検出手段（１００）を備え、
前記非接触充電の実施時、または実施前の待機段階で、前記検出手段（１００）が前記排除対象物を検出した場合には前記非接触充電を停止することを特徴とする非接触充電システム。
【請求項１０】
前記検出手段（１００）は、前記地上側パッド（１，１Ａ）及びその周辺を撮像した画像に基づいて前記排除対象物の存否を検出することを特徴とする請求項９に記載の非接触充電システム。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記排除対象物に向けて所定の光または音波を発信する発信部（１７Ａ）と、その反射波または透過波を受信する受信部（２６）と、を含む手段であることを特徴とする請求項９に記載の非接触充電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６５４９８（Ｐ２０１２−１６５４９８Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０５９（Ｐ２０１１−２２０５９）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]