特許 6361515 送電システム及び異物検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361515

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】送電システム及び異物検出装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/60 20160101AFI20180712BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20180712BHJP

   B60L 11/18 20060101ALI20180712BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/60

   H02J50/10

   B60L11/18 C

   B60M7/00 X

【請求項の数】8

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-7558(P2015-7558)

(22)【出願日】2015年1月19日

(65)【公開番号】特開2016-134980(P2016-134980A)

(43)【公開日】2016年7月25日

【審査請求日】2017年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100171583

【弁理士】

【氏名又は名称】梅景 篤

(72)【発明者】

【氏名】淺野 篤史

(72)【発明者】

【氏名】降矢 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】荒木 淳

【審査官】 小池 堂夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１３５４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１３６９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０２７１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３４２９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ １１／１８

Ｂ６０Ｍ ７／００

Ｈ０２Ｊ ５０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非接触給電に用いられるコイル装置を含む送電装置と前記コイル装置用の異物検出装置とを備える送電システムであって、
前記コイル装置の筐体上に配置され、それぞれが２つの端子を含む第１検出コイル及び第２検出コイルと、
前記第１検出コイルの一方の端子及び前記第２検出コイルの一方の端子のうちの１つを第１端子として選択し、前記第１検出コイルの他方の端子及び前記第２検出コイルの他方の端子のうちの１つを第２端子として選択する切換部と、
互いに異なる検出コイルの端子を前記第１端子及び前記第２端子として前記切換部に選択させて、前記第１端子及び前記第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無を判定する第１異物判定処理を行うとともに、同一の検出コイルの２つの端子を前記第１端子及び前記第２端子として前記切換部に選択させて、前記同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて前記異物の有無を判定する第２異物判定処理を行う制御部と、
を備える送電システム。

【請求項2】

前記制御部はさらに、同一の検出コイルの２つの端子を前記第１端子及び前記第２端子として前記切換部に選択させて、前記第１端子及び前記第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて故障の有無を判定する、請求項１に記載の送電システム。

【請求項3】

前記筐体は、前記コイル装置を収容するための収容空間を規定するカバー及びベースを含み、
前記切換部は、複数の入力端子を備え、前記複数の入力端子の各々は、前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのいずれかの端子に対応し、
前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルは、前記カバーに設けられ、
前記カバーが前記ベースに取り付けられることによって、前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルの各端子が対応する入力端子と電気的に接続される、請求項２に記載の送電システム。

【請求項4】

前記制御部は、故障が存在していると判定した場合に、非接触給電のための電力供給を禁止するように前記送電装置を制御する、請求項２又は請求項３に記載の送電システム。

【請求項5】

前記制御部は、導電性の異物が存在していると判定した場合に、非接触給電のための電力供給を禁止するように、または、非接触給電時よりも低い電力を供給するように、前記送電装置を制御する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の送電システム。

【請求項6】

前記異物検出装置は、前記第１検出コイル、前記第２検出コイル、及び前記切換部を備え、
前記送電装置は、前記制御部を備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の送電システム。

【請求項7】

前記異物検出装置は、前記第１検出コイル、前記第２検出コイル、前記切換部、及び前記制御部を備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の送電システム。

【請求項8】

送電装置からの非接触給電に用いられるコイル装置用の異物検出装置であって、
前記コイル装置の筐体上に配置され、それぞれが２つの端子を含む第１検出コイル及び第２検出コイルと、
前記第１検出コイルの一方の端子及び前記第２検出コイルの一方の端子のうちの１つを第１端子として選択し、前記第１検出コイルの他方の端子及び前記第２検出コイルの他方の端子のうちの１つを第２端子として選択する切換部と、
互いに異なる検出コイルの端子を前記第１端子及び前記第２端子として前記切換部に選択させて、前記第１端子及び前記第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無を判定する第１異物判定処理を行うとともに、同一の検出コイルの２つの端子を前記第１端子及び前記第２端子として前記切換部に選択させて、前記同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて前記異物の有無を判定する第２異物判定処理を行う制御部と、
を備える異物検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送電システム及び異物検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非接触給電システムは、送電コイル装置及び受電コイル装置を備え、コイル間の電磁誘導及び磁界共鳴等を利用することによって、非接触での送電を実現している。非接触給電システムの適用先としては、例えば、電気自動車及びプラグインハイブリッド車の給電システムが挙げられる。この場合、受電コイル装置は、車両に搭載される。

【0003】

このような非接触給電システムでは、送電コイル装置と受電コイル装置との間に隙間があるので、この隙間に異物が入り込むことがある。特に、硬貨及び鉄釘等の導電性材料の異物が送電コイル装置と受電コイル装置との間に入り込んだ場合、給電効率が低下するおそれがある。このため、送電コイル装置と受電コイル装置との間に入り込んだ異物を検出するための機構が望まれている。

【0004】

特許文献１には、直線状の電気配線が互い違いになるよう櫛型に配置されており、電気配線間の短絡の有無を検出することによって、異物の有無を判定する異物検出装置が開示されている。特許文献２には、送電コイルと受電コイルとの間に異物検出コイルが設けられ、異物検出コイルの誘導電圧に基づいて異物の有無を判定する非接触給電装置が開示されている。また、特許文献３には、異物検出コイルの種々の形状が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−１３２２５号公報

【特許文献2】特開２０１２−２４９４０１号公報

【特許文献3】特表２０１４−５２６８７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の異物検出装置は、電気配線間の短絡の有無によって異物を検出しているので、２つ以上の電気配線に接触していない異物を検出することはできない。一方、特許文献２に記載の非接触給電装置では、異物検出コイルの磁束の変化に起因する誘導電圧によって異物を検出しているので、異物検出コイルと異物との位置関係によっては、例えば、異物の存在に因る磁束の変化が異物検出コイルに鎖交する磁束量に影響を及ぼしにくいことがある。この場合、異物は検出されないことがある。なお、以下、異物検出コイルで検出できないコイル装置上の位置を不感帯という。また、特許文献３のように、異物検出コイルが複数ループのねじれにより形成されている場合には、隣接するループの境界に不感帯が存在する。

【0007】

本発明は、異物の検出精度を向上可能な送電システム及び異物検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る送電システムは、非接触給電に用いられるコイル装置を含む送電装置とコイル装置用の異物検出装置とを備える送電システムである。この送電システムは、コイル装置の筐体上に配置され、それぞれが２つの端子を含む第１検出コイル及び第２検出コイルと、第１検出コイルの一方の端子及び第２検出コイルの一方の端子のうちの１つを第１端子として選択し、第１検出コイルの他方の端子及び第２検出コイルの他方の端子のうちの１つを第２端子として選択する切換部と、互いに異なる検出コイルの端子を第１端子及び第２端子として切換部に選択させて、第１端子及び第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無を判定する第１異物判定処理を行うとともに、同一の検出コイルの２つの端子を第１端子及び第２端子として切換部に選択させて、同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて異物の有無を判定する第２異物判定処理を行う制御部と、を備える。

【0009】

この送電システムによれば、互いに異なる検出コイルの端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無が判定される第１異物判定処理が行われるとともに、同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて導電性の異物の有無が判定される第２異物判定処理が行われる。第１検出コイル又は第２検出コイルによって囲まれる領域内に導電性の異物が存在する場合には、第１検出コイルと第２検出コイルとは短絡状態とはならない。このため、第１異物判定処理ではこのような異物を検出することはできないが、第１検出コイル又は第２検出コイルを鎖交する磁束量が、異物が存在しない場合に第１検出コイル又は第２検出コイルを鎖交する磁束量よりも大きくなるので、第１検出コイル及び第２検出コイルに接触していない異物であっても、第２異物判定処理によって異物を検出することができる。また、第１検出コイルによって囲まれる領域及び第２検出コイルによって囲まれる領域の外側に異物が存在する場合には、第１検出コイル及び第２検出コイルを鎖交する磁束量は、異物が存在しない場合に第１検出コイル及び第２検出コイルを鎖交する磁束量と略同じである。このため、第２異物判定処理ではこのような異物を検出することはできないが、異物が第１検出コイル及び第２検出コイルに接触している場合には、第１検出コイルの端子及び第２検出コイルの端子は短絡状態となるので、第１異物判定処理によって異物を検出することができる。その結果、異物の検出精度を向上することが可能となる。

【0010】

制御部はさらに、同一の検出コイルの２つの端子を第１端子及び第２端子として切換部に選択させて、第１端子及び第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて故障の有無を判定してもよい。同一の検出コイルの２つの端子が開放状態である場合には、その検出コイルが物理的に断線していると考えられるので、故障が存在すると判定することができる。これにより、例えば、故障が存在すると判定された場合に、異物検出処理を行わないようにすることができ、検出コイルが断線したことによる異物の誤検出を防止することが可能となる。

【0011】

筐体は、コイル装置を収容するための収容空間を規定するカバー及びベースを含んでもよい。切換部は、複数の入力端子を備え、複数の入力端子の各々は、第１検出コイル及び第２検出コイルのいずれかの端子に対応していてもよい。第１検出コイル及び第２検出コイルは、カバーに設けられ、カバーがベースに取り付けられることによって、第１検出コイル及び第２検出コイルの各端子が対応する入力端子と電気的に接続されてもよい。この構成によれば、カバーがベースに正しく取り付けられている場合には、第１検出コイル及び第２検出コイルの各端子は、対応する入力端子と電気的に接続される。一方、カバーがベースに正しく取り付けられていない場合には、第１検出コイル及び第２検出コイルの各端子は、対応する入力端子と電気的に接続されない。このため、検出コイルが物理的に断線しておらず、且つ、カバーがベースに正しく取り付けられている場合に、同一の検出コイルの２つの端子の間の接続が短絡状態となる。検出コイルが物理的に断線している場合、又は、カバーがベースに正しく取り付けられていない場合に、同一の検出コイルの２つの端子が開放状態となる。したがって、同一の検出コイルの２つの端子が開放状態である場合には、検出コイルが物理的に断線しているか、又は、カバーがベースに正しく取り付けられていないと考えられるので、故障が存在すると判定することができる。これにより、例えば、故障が存在すると判定された場合に、カバーが正しく取り付けられていないことをユーザに通知等することによって、カバーがベースに正しく取り付けられるように促すことができ、カバーのズレによるコイル装置の故障を抑制することが可能となる。

【0012】

制御部は、故障が存在していると判定した場合に、非接触給電のための電力供給を禁止するように送電装置を制御してもよい。故障が存在すると判定された場合、検出コイルが物理的に断線しているか、カバーがベースに正しく取り付けられていないと考えられる。この場合、異物検出装置が正確に異物を検出できないおそれがある。このため、故障が存在すると判定された場合に、非接触給電のための電力供給を禁止することにより、異物検出が正常に行えない状態での非接触給電を抑制することができる。また、カバーがベースに正しく取り付けられていないことにより、外部からコイル装置内に塵及び水等が入ると、コイル装置内の回路が故障するおそれがある。このため、故障が存在すると判定された場合に、非接触給電のための電力供給を禁止することにより、回路が正常に機能しない状態での非接触給電を抑制することができる。

【0013】

制御部は、導電性の異物が存在していると判定した場合に、非接触給電のための電力供給を禁止するように、または、非接触給電時よりも低い電力を供給するように、送電装置を制御してもよい。

【0014】

異物検出装置は、第１検出コイル、第２検出コイル、及び切換部を備えてもよく、送電装置は、制御部を備えてもよい。このような構成においても、異物の検出精度を向上することが可能となる。

【0015】

異物検出装置は、第１検出コイル、第２検出コイル、切換部、及び制御部を備えてもよい。このような構成においても、異物の検出精度を向上することが可能となる。

【0016】

本発明の別の態様に係る異物検出装置は、送電装置からの非接触給電に用いられるコイル装置用の異物検出装置である。この異物検出装置は、コイル装置の筐体上に配置され、それぞれが２つの端子を含む第１検出コイル及び第２検出コイルと、第１検出コイルの一方の端子及び第２検出コイルの一方の端子のうちの１つを第１端子として選択し、第１検出コイルの他方の端子及び第２検出コイルの他方の端子のうちの１つを第２端子として選択する切換部と、互いに異なる検出コイルの端子を第１端子及び第２端子として切換部に選択させて、第１端子及び第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無を判定する第１異物判定処理を行うとともに、同一の検出コイルの２つの端子を第１端子及び第２端子として切換部に選択させて、同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて異物の有無を判定する第２異物判定処理を行う制御部と、を備える。

【0017】

この異物検出装置によれば、互いに異なる検出コイルの端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無が判定される第１異物判定処理が行われるとともに、同一の検出コイルを鎖交する磁束量の変化に応じて導電性の異物の有無が判定される第２異物判定処理が行われる。第１検出コイル又は第２検出コイルによって囲まれる領域内に導電性の異物が存在する場合には、第１検出コイルと第２検出コイルとは短絡状態とはならない。このため、第１異物判定処理ではこのような異物を検出することはできないが、第１検出コイル又は第２検出コイルを鎖交する磁束量が、異物が存在しない場合に第１検出コイル又は第２検出コイルを鎖交する磁束量よりも大きくなるので、第１検出コイル及び第２検出コイルに接触していない異物であっても、第２異物判定処理によって異物を検出することができる。また、第１検出コイルによって囲まれる領域及び第２検出コイルによって囲まれる領域の外側に異物が存在する場合には、第１検出コイル及び第２検出コイルを鎖交する磁束量は、異物が存在しない場合に第１検出コイル及び第２検出コイルを鎖交する磁束量と略同じである。このため、第２異物判定処理ではこのような異物を検出することはできないが、異物が第１検出コイル及び第２検出コイルに接触している場合には、第１検出コイルの端子及び第２検出コイルの端子は短絡状態となるので、第１異物判定処理によって異物を検出することができる。その結果、異物の検出精度を向上することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、異物の検出精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一実施形態に係る送電システム及び異物検出装置の適用例を示す図である。

【図2】一実施形態に係る送電システムの機能構成を示す図である。

【図3】図２の異物検出装置の各構成要素の配置例を示す図である。

【図4】図２の異物検出装置の検出コイルの配置例を示す図である。

【図5】図４の検出コイルの配線例を示す図である。

【図6】図２の異物検出装置の切換部の配置例を示す図である。

【図7】図２の切換部の構成を模式的に示す図である。

【図8】（ａ）は図１の送電コイル装置のハウジングのベースと保護カバーとを示す図、（ｂ）は保護カバーをベースに正しく取り付けた状態を示す図である。

【図9】（ａ）は正常状態の検出コイルを説明するための図、（ｂ）は断線状態の検出コイルを説明するための図である。

【図10】（ａ）は保護カバーが正常に閉まっている状態を示す図、（ｂ）は保護カバーが正常に閉まっていない状態を示す図である。

【図11】（ａ）は異物が存在しない場合の第１異物検出処理を説明するための図、（ｂ）は異物が存在する場合の第１異物検出処理を説明するための図である。

【図12】（ａ）は異物が存在しない場合の第２異物検出処理を説明するための図、（ｂ）は異物が存在する場合の第２異物検出処理を説明するための図である。

【図13】図２の異物検出装置が行う一連の処理を示すフローチャートである。

【図14】図１３の故障診断処理を詳細に示すフローチャートである。

【図15】図１３の第１異物検出処理を詳細に示すフローチャートである。

【図16】図１３の第２異物検出処理を詳細に示すフローチャートである。

【図17】図４の検出コイルの別の配置例を示す図である。

【図18】（ａ）は図１の送電コイル装置のハウジングのベースと保護カバーとの別の形態を示す図、（ｂ）は保護カバーをベースに正しく取り付けた状態を示す図である。

【図19】検出コイルと切換部との別の接続例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0021】

図１は、一実施形態に係る送電システム及び異物検出装置の適用例を示す図である。図１に示されるように、非接触給電システム１は、送電装置２と受電装置３とを備えており、送電装置２から受電装置３に電力を供給するためのシステムである。非接触給電システム１は、駐車場等に到着した電気自動車ＥＶに対し、磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等のコイル間の磁気結合を利用して、電力を供給するように構成されている。

【0022】

送電装置２は、非接触給電のための電力を供給する装置である。送電装置２は、直流電源又は交流電源から所望の交流電力を生成し、受電装置３に送る。送電装置２は、例えば駐車場等の路面Ｒに設置される。送電装置２は、例えば駐車場等の路面Ｒから上方に突出するように設けられた送電コイル装置４を備えている。送電コイル装置４は、例えば扁平な錘台状又は直方体状をなしている。送電装置２は、制御部１６（図２参照）及びインバータ等（図示せず）をさらに備えており、直流電源又は交流電源から所望の交流電力を生成する。生成された交流電力が送電コイル装置４に送られることによって、送電コイル装置４は磁束を発生させる。

【0023】

送電コイル装置４は、磁束を発生させる平板状の送電コイル部（図示せず）と、送電コイル部を収容するハウジング６（筐体）と、を備えている。ハウジング６は、扁平な錘台状又は直方体状をなし、例えば、路面Ｒに固定されたベース６１と、ベース６１に固定されてベース６１との間に収容空間Ｖを規定する保護カバー６２（カバー）と、を含む（図３参照）。ベース６１及び保護カバー６２は、例えば、樹脂製である。ベース６１は、非磁性且つ導電性の材料（例えば、アルミニウム）で実現されてもよい。

【0024】

受電装置３は、送電装置２から電力を受け取り、負荷（例えば、バッテリ）に電力を供給する装置である。受電装置３は、例えば電気自動車ＥＶに搭載される。受電装置３は、例えば電気自動車ＥＶの車体（シャーシ等）の底面に取り付けられた受電コイル装置５を備えている。受電コイル装置５は、電力供給時において送電コイル装置４と上下方向に離間して対向する。受電コイル装置５は、例えば扁平な錘台状又は直方体状をなしている。受電装置３は、制御器及び整流器等（いずれも図示せず）をさらに備えている。送電コイル装置４で発生した磁束が受電コイル装置５に鎖交することによって、受電コイル装置５は誘導電流を発生させる。これにより、受電コイル装置５は、非接触で送電コイル装置４からの電力を受け取る。受電コイル装置５が受け取った電力は、負荷（例えば、バッテリ）に供給される。

【0025】

非接触給電システム１は、異物検出装置１０をさらに備えている。異物検出装置１０は、送電装置２からの非接触給電に用いられるコイル装置用の異物検出装置であって、送電コイル装置４と受電コイル装置５との間に入り込んだ異物を検出する装置である。検出対象の異物は、導電性の異物であり、例えば硬貨及び鉄釘等である。異物検出装置１０は、例えば送電装置２に設けられている。なお、送電装置２と異物検出装置１０とによって、送電システム７が構成されている。

【0026】

図２〜図１２を参照して、送電システム７及び異物検出装置１０を詳細に説明する。図２は、送電システム７の機能構成を示す図である。図３は、異物検出装置１０の各構成要素の配置例を示す図である。図４は、検出コイルの配置例を示す図である。図５は、検出コイルの配線例を示す図である。図６は、切換部の配置例を示す図である。図７は、切換部の構成を模式的に示す図である。図８の（ａ）は図１の送電コイル装置のハウジングのベースと保護カバーとを示す図、図８の（ｂ）は保護カバーをベースに正しく取り付けた状態を示す図である。図９の（ａ）は正常状態の検出コイルを説明するための図、図９の（ｂ）は断線状態の検出コイルを説明するための図である。図１０の（ａ）は保護カバーが正常に閉まっている状態を示す図、図１０の（ｂ）は保護カバーが正常に閉まっていない状態を示す図である。図１１の（ａ）は異物が存在しない場合の第１異物検出処理を説明するための図、図１１の（ｂ）は異物が存在する場合の第１異物検出処理を説明するための図である。図１２の（ａ）は異物が存在しない場合の第２異物検出処理を説明するための図、図１２の（ｂ）は異物が存在する場合の第２異物検出処理を説明するための図である。なお、図３及び図８では、説明の便宜上、１つの検出コイル１１だけが図示されている。

【0027】

図２及び図３に示されるように、異物検出装置１０は、複数の検出コイル１１と、切換部１２と、測定部１３と、制御部１４と、記憶部１５と、を備えている。

【0028】

複数の検出コイル１１は、異物を検出するためのコイルであり、少なくとも２つの検出コイル（第１検出コイル、第２検出コイル）を含む。検出コイル１１は、ハウジング６上に配置されている。検出コイル１１は、導電性材料によって構成された一本の導線によって形成されており、導線の端子Ａ及び端子Ｂの間にコイル部Ｃが設けられる。コイル部Ｃは、コイル部Ｃを鎖交する磁束の変化を検出可能な形状であればよく、例えば一回巻き（１ターン）の矩形状のコイルまたは８の字状のコイルである。コイル部Ｃは、保護カバー６２の表面６２ａに露出した状態で配置されている。検出コイル１１は、他の検出コイル１１と物理的に接触しないように配置されている。

【0029】

図４に示されるように、複数の検出コイル１１のコイル部Ｃの各々は、当該コイル部Ｃによって囲まれる領域が他の検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域と重ならないように、表面６２ａ上に配置されている。複数の検出コイル１１のコイル部Ｃの各々は、互いに隣り合う検出コイル１１のコイル部Ｃと離間している。コイル部Ｃによって囲まれる領域の面積は、検出対象の異物の大きさに応じて定められる。隣り合うコイル部Ｃの距離は、検出対象の異物の大きさに応じて定められる。

【0030】

図４に示される例では、表面６２ａ上に１０個のコイル部Ｃ１〜Ｃ１０が配置されている。検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂは、第１切換部２１及び第２切換部２２に電気的に接続されている。図５の（ａ）に示されるように、検出コイル１１のコイル部Ｃから端子Ａまでの引出部Ｄ及びコイル部Ｃから端子Ｂまでの引出部Ｅは、保護カバー６２の側面６２ｃに沿って配置されている。また、図５の（ｂ）に示されるように、検出コイル１１の引出部Ｄ，Ｅは、保護カバー６２の表面６２ａから裏面６２ｂに向かって保護カバー６２を貫通していてもよい。この場合、保護カバー６２には貫通孔６２ｐが設けられ、貫通孔６２ｐには導電性のメッキが施されている。

【0031】

切換部１２は、例えばセレクタである。図６に示されるように、切換部１２は、ベース６１の表面６１ａ上に設けられる。つまり、切換部１２は、ハウジング６の収容空間Ｖに収容される。切換部１２から導線１２ａ〜１２ｔが表面６１ａの周縁部まで延びており、各導線１２ａ〜１２ｔの先端に導電パッドＰが設けられている。導電パッドＰは、導電性の金属からなり、例えば矩形状を呈している。切換部１２は、第１切換部２１と第２切換部２２とを備えている。

【0032】

図７に示されるように、第１切換部２１は、複数の入力端子２１ａ〜２１ｊと、複数の入力端子２１ｋ〜２１ｔと、出力端子２１ｕと、出力端子２１ｖと、を備えている。入力端子２１ａ〜２１ｔは、それぞれ導線１２ａ〜１２ｔに接続されている。つまり、入力端子２１ａ〜２１ｊのそれぞれは、複数の検出コイル１１の端子Ａ１〜Ａ１０に対応しており、入力端子２１ａ〜２１ｊには端子Ａ１〜Ａ１０がそれぞれ接続される。入力端子２１ｋ〜２１ｔのそれぞれは、複数の検出コイル１１の端子Ｂ１〜Ｂ１０に対応しており、入力端子２１ｋ〜２１ｔには端子Ｂ１〜Ｂ１０がそれぞれ接続される。なお、図７の入力端子２１ａ〜２１ｔの配置は、物理的な配置を示すものではなく、第１切換部２１の機能を説明するために便宜上、図６の導線１２ａ〜１２ｔの配置から変更されている。

【0033】

第１切換部２１は、制御部１４からの第１切換指示に応じて、入力端子２１ａ〜２１ｊのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｕに電気的に接続し、入力端子２１ｋ〜２１ｔのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｖに電気的に接続する。言い換えると、第１切換部２１は、複数の検出コイル１１の端子Ａ１〜Ａ１０のうちのいずれか１つを第１端子として選択して出力端子２１ｕに電気的に接続し、複数の検出コイル１１の端子Ｂ１〜Ｂ１０のうちのいずれか１つを第２端子として選択して出力端子２１ｖに電気的に接続する。なお、第１切換部２１において選択されていない入力端子は、開放状態である。

【0034】

第２切換部２２は、複数の入力端子２２ａ〜２２ｊと、複数の入力端子２２ｋ〜２２ｔと、出力端子２２ｕと、出力端子２２ｖと、を備えている。入力端子２２ａ〜２２ｔは、それぞれ導線１２ａ〜１２ｔに接続されている。つまり、入力端子２２ａ〜２２ｊのそれぞれは、複数の検出コイル１１の端子Ａ１〜Ａ１０に対応しており、入力端子２２ａ〜２２ｊには端子Ａ１〜Ａ１０がそれぞれ接続される。入力端子２２ｋ〜２２ｔのそれぞれは、複数の検出コイル１１の端子Ｂ１〜Ｂ１０に対応しており、入力端子２２ｋ〜２２ｔには端子Ｂ１〜Ｂ１０がそれぞれ接続される。なお、図７の入力端子２２ａ〜２２ｔの配置は、物理的な配置を示すものではなく、第２切換部２２の機能を説明するために便宜上、図６の導線１２ａ〜１２ｔの配置から変更されている。

【0035】

第２切換部２２は、制御部１４からの第２切換指示に応じて、入力端子２２ａ〜２２ｊのうちのいずれか１つを選択して出力端子２２ｕに電気的に接続し、入力端子２２ｋ〜２２ｔのうちのいずれか１つを選択して出力端子２２ｖに電気的に接続する。言い換えると、第２切換部２２は、複数の検出コイル１１の端子Ａ１〜Ａ１０のうちのいずれか１つを第１端子として選択して出力端子２２ｕに電気的に接続し、複数の検出コイル１１の端子Ｂ１〜Ｂ１０のうちのいずれか１つを第２端子として選択して出力端子２２ｖに電気的に接続する。なお、第２切換部２２において選択されていない入力端子は、開放状態である。

【0036】

第１切換部２１の入力端子２１ａ〜２１ｔと、第２切換部２２の入力端子２２ａ〜２２ｔとのうち、同じ検出コイル１１の同じ端子に接続される入力端子の組は、導線１２ａ〜１２ｔのうち、同じ導線に接続される。例えば、入力端子２１ａと入力端子２２ａは、導線１２ａを介して第１の検出コイル１１の端子Ａ１に接続される。図８に示されるように、各検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂと、対応する導線１２ａ〜１２ｔとの接続は導電パッドＰを介して行われる。つまり、保護カバー６２がベース６１に正しい位置で取り付けられることによって、端子Ａ及び端子Ｂは、それぞれ対応する導線の先端に設けられた導電パッドＰと接触をなし、対応する入力端子２１ａ〜２１ｔ及び入力端子２２ａ〜２２ｔと電気的に接続される。

【0037】

測定部１３は、例えば抵抗計、電流計、電圧計等の計測器である。測定部１３は、例えば路面Ｒの下に設けられている。測定部１３は、第１測定部３１と第２測定部３２とを備えている。

【0038】

第１測定部３１は、第１切換部２１の出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間の抵抗値、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間に流れる電流値、又は、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間の電圧値を測定する。第１測定部３１は、制御部１４からの第１測定指示に応じて、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間に電流を供給し、測定を行う。第１測定部３１は、第１測定値を制御部１４に出力する。

【0039】

第２測定部３２は、第２切換部２２の出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖの間の抵抗値、出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖの間に流れる電流値、又は、出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖの間の電圧値（端子間の電位差）を測定する。第２測定部３２は、制御部１４からの第２測定指示に応じて測定を行う。第２測定部３２は、第２測定値を制御部１４に出力する。

【0040】

制御部１４は、故障診断処理、第１異物検出処理及び第２異物検出処理を行う。制御部１４は、例えばプロセッサ及びメモリを備えるコンピュータである。制御部１４は、例えば路面Ｒの下に設けられている。制御部１４は、切換制御部４１と、故障判定部４２と、異物検出部４３と、を備えている。

【0041】

切換制御部４１は、切換部１２の出力端子に接続される切換部１２の入力端子の切り換えを制御する。切換制御部４１は、第１切換部２１に第１切換指示を出力するとともに、第２切換部２２に第２切換指示を出力する。切換制御部４１は、第１切換指示を出力した後に第１測定部３１に第１測定指示を出力する。切換制御部４１は、第２切換指示を出力した後に第２測定部３２に第２測定指示を出力する。

【0042】

故障判定部４２は、同一の検出コイル１１の２つの端子Ａ，Ｂを第１端子及び第２端子として第１切換部２１に選択させて、第１端子及び第２端子の間の接続が短絡状態であるか開放状態であるかに応じて故障の有無を判定する故障判定手段として機能する。具体的には、故障判定部４２は、故障診断処理を行う。故障診断処理は、異物検出装置１０が故障しているか否かの判定処理である。故障判定部４２は、同一の検出コイル１１の端子Ａと端子Ｂとが第１切換部２１の出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖにそれぞれ接続されるように、切換制御部４１に第１切換指示を出力させる。故障判定部４２は、第１測定部３１から受信した第１測定値に基づいて、当該検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが電気的に切断された状態である開放状態（断線状態）であるか、電気的に接続された状態である短絡状態（導通状態）であるかの開放短絡判定を行う。故障判定部４２は、全ての検出コイル１１に対して開放短絡判定を行う。開放短絡判定が行われる検出コイル１１の順番は任意である。

【0043】

開放短絡判定は、第１測定値と記憶部１５に記憶されている第１閾値とを比較することによって行われる。この第１閾値は、検出コイル１１の端子Ａと端子Ｂとが短絡状態であるか開放状態であるかの判定基準となる電流値、電圧値及び抵抗値である。第１測定値が抵抗値である場合、第１測定値が第１抵抗閾値以上であれば、開放状態であると判定され、第１測定値が第１抵抗閾値未満であれば、短絡状態であると判定される。端子間が開放状態であれば、電流が流れないため、極めて高い抵抗値が計測され、端子間が短絡状態であれば、コイルを構成する導線の抵抗値が計測され、この値は一般的に低い。第１測定値が電流値である場合、第１測定値が第１電流閾値以上であれば、短絡状態であると判定され、第１測定値が第１電流閾値未満であれば、開放状態であると判定される。端子間が開放状態であれば、電流が流れないため、０に近い電流値が計測され、端子間が短絡状態であれば、電流が流れるため、流れた量に応じた電流値が計測される。第１測定値が電圧値である場合、第１測定値が第１電圧閾値以上であれば、開放状態であると判定され、第１測定値が第１電圧閾値未満であれば、短絡状態であると判定される。端子間が開放状態であれば、端子に印加した電圧に応じた電圧値が計測され、端子間が短絡状態であれば、コイル導線の抵抗値が低いため、０に近い電圧値が計測される。

【0044】

図９の（ａ）に示されるように、検出コイル１１の導線に断線が無い場合、例えば第１の検出コイル１１の端子Ａ１に供給された電流は端子Ｂ１から出力される。このとき、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値以上となり、端子Ａ１及び端子Ｂ１の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値よりも小さくなる。このため、故障判定部４２は、検出コイル１１の端子Ａ１と端子Ｂ１とが短絡状態となっていると判定する。故障判定部４２は、他の検出コイル１１についても同様に端子Ａと端子Ｂとが短絡状態となっていると判定する。

【0045】

図９の（ｂ）に示されるように、例えば第１の検出コイル１１の導線に断線がある場合、第１の検出コイル１１の端子Ａ１に供給された電流は端子Ｂ１から出力されないか、小さい電流値の電流が出力される。このとき、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値よりも小さくなり、端子Ａ１及び端子Ｂ１の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値以上となる。このため、故障判定部４２は、第１の検出コイル１１の端子Ａ１と端子Ｂ１とが開放状態となっていると判定する。

【0046】

図１０の（ａ）に示されるように、保護カバー６２がベース６１の正しい位置に取り付けられている場合（保護カバー６２が正しく閉まっている場合）には、検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが、それぞれ対応する導電パッドＰと接触をなす。この状態で、例えば第１の検出コイル１１の端子Ａ１が接続される第１切換部２１の入力端子に供給された電流は、当該検出コイル１１を介して、当該第１の検出コイル１１の端子Ｂ１が接続される第１切換部２１の入力端子に入力される。このとき、図９の（ａ）と同様に、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値以上となり、端子Ａ１及び端子Ｂ１の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値よりも小さくなる。このため、故障判定部４２は、検出コイル１１の端子Ａ１と端子Ｂ１とが短絡状態となっていると判定する。故障判定部４２は、他の検出コイル１１についても同様に端子Ａと端子Ｂとが短絡状態となっていると判定する。

【0047】

図１０の（ｂ）に示されるように、保護カバー６２がベース６１の正しい位置からずれて取り付けられている場合（保護カバー６２が正しく閉まっていない場合）には、検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが、それぞれ対応する導電パッドＰと接触をなさない。この状態で、例えば第１の検出コイル１１の端子Ａ１が接続される第１切換部２１の入力端子に供給された電流は、当該第１の検出コイル１１の端子Ｂ１が接続される第１切換部２１の入力端子に入力されないか、小さい電流値の電流が入力される。このとき、図９の（ｂ）と同様に、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値よりも小さくなり、端子Ａ１及び端子Ｂ１の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値以上となる。このため、故障判定部４２は、検出コイル１１の端子Ａ１と端子Ｂ１とが開放状態となっていると判定する。故障判定部４２は、他の検出コイル１１についても同様に端子Ａと端子Ｂとが開放状態となっていると判定する。

【0048】

つまり、故障判定部４２は、保護カバー６２がベース６１の正しい位置に取り付けられており、検出コイル１１の導線に断線が無い場合に、当該検出コイル１１の端子Ａと端子Ｂとが短絡状態となっていると判定する。故障判定部４２は、保護カバー６２がベース６１の正しい位置からずれて取り付けられているか、検出コイル１１の導線に断線がある場合に、当該検出コイル１１の端子Ａと端子Ｂとが開放状態となっていると判定する。故障判定部４２は、全ての検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが短絡状態であると判定した場合、異物検出装置１０が故障していないと判定する。故障判定部４２は、少なくともいずれかの検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態であると判定した場合、当該検出コイル１１が断線しているか、保護カバー６２がベース６１の正しい位置に取り付けられていないと考えられるので、異物検出装置１０が故障していると判定する。故障判定部４２は、異物検出装置１０が故障していると判定した場合、電力供給を禁止するように送電装置２を制御する。この送電装置２の制御は、異物検出装置１０が送電装置２に給電禁止指示を出力することにより実現される。

【0049】

異物検出部４３は、第１異物検出処理及び第２異物検出処理を行う。第１異物検出処理は、開放短絡判定を利用した異物検出処理である。異物検出部４３は、互いに異なる２つの検出コイル１１の組み合わせについて、一方の検出コイル１１の端子Ａと他方の検出コイル１１の端子Ｂとが第１切換部２１の出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖにそれぞれ接続されるように、切換制御部４１に第１切換指示を出力させる。異物検出部４３は、第１測定部３１から受信した第１測定値に基づいて、一方の検出コイル１１の端子Ａ及び他方の検出コイル１１の端子Ｂが開放状態であるか短絡状態であるかの開放短絡判定を行う。異物検出部４３は、全ての検出コイル１１のうちの互いに異なる２つの検出コイル１１の全ての組み合わせに対して開放短絡判定を行う。開放短絡判定が行われる検出コイル１１の組み合わせの順番は任意である。

【0050】

図１１の（ａ）に示されるように、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物Ｍが存在しない場合、例えば第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１１との組み合わせでは、第１の検出コイル１１の端子Ａ１に供給された電流は、第２の検出コイル１１の端子Ｂ２から出力されない。このとき、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値よりも小さくなり、端子Ａ１及び端子Ｂ２の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値以上となる。このため、異物検出部４３は、第１の検出コイル１１の端子Ａ１と第２の検出コイル１１の端子Ｂ２とが開放状態となっていると判定する。故障判定部４２は、他の２つの検出コイル１１の組み合わせについても同様に、一方の検出コイル１１の端子Ａと他方の検出コイル１１の端子Ｂとが開放状態となっていると判定する。

【0051】

図１１の（ｂ）に示されるように、第１の検出コイル１１のコイル部Ｃ１、第２の検出コイル１１のコイル部Ｃ２、第６の検出コイル１１のコイル部Ｃ６及び第７の検出コイル１１のコイル部Ｃ７に接触をなす異物Ｍが存在している場合、例えば第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１１との組み合わせでは、第１の検出コイル１１の端子Ａ１に供給された電流は、コイル部Ｃ１、異物Ｍ及びコイル部Ｃ２を順に介して第２の検出コイル１１の端子Ｂ２から出力される。このとき、第１測定部３１によって測定された電流値は第１電流閾値以上となり、端子Ａ１及び端子Ｂ２の間の電圧値及び抵抗値はそれぞれ第１電圧閾値及び第１抵抗閾値よりも小さくなる。このため、異物検出部４３は、第１の検出コイル１１の端子Ａ１と第２の検出コイル１１の端子Ｂ２とが短絡状態となっていると判定する。なお、異物Ｍは、電流を流す上で抵抗となる。そのため、異物Ｍが存在することによる短絡状態は、異物Ｍが存在しない同一コイルの端子間の短絡状態に比べ、抵抗値の増加、電流の減少及び電圧（電位差）の増加が生じ得る。したがって、想定される異物Ｍの抵抗値に基づいて、第１電流閾値、第１電圧閾値及び第１抵抗閾値は定められる。

【0052】

少なくともいずれかの組み合わせにおいて、端子Ａ及び端子Ｂが短絡状態であると判定された場合、当該組み合わせの検出コイル１１間が異物によって短絡していると考えられるので、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していると判定する。全ての検出コイル１１の組み合わせについて、端子Ａ及び端子Ｂが開放状態であると判定された場合、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に、第１異物検出処理によって検出可能な異物が存在していないと判定する。

【0053】

第２異物検出処理は、検出コイル１１のコイル部Ｃを鎖交する磁束量の変化を利用した異物検出処理である。送電コイル装置４から受電コイル装置５への給電中において、送電コイル装置４から磁束が発生する。この磁束の一部が検出コイル１１のコイル部Ｃを鎖交することによって、検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂ間に誘導電圧（誘導起電力）及び誘導電流が生じる。誘導電圧及び誘導電流は、コイル部Ｃを鎖交する磁束量に応じて変化する。コイル部Ｃによって囲まれる領域に導電性の異物が存在する場合には、異物の材質によって、送電コイル装置４と受電コイル装置５との間の磁束量の変化、及び、磁束経路の変化を引き起こす。例えば、異物が磁性材料（例えば、鉄）である場合、異物の自発磁化により磁束が発生したり、異物への磁束集中により磁束経路が変化したりする。これにより、コイル部Ｃを鎖交する磁束量が増減することがある。また、異物が非磁性材料（例えば、アルミニウム、銅）である場合、異物を迂回するように磁束経路が変わるため、コイル部Ｃを鎖交する磁束量が増減することがある。

【0054】

異物検出部４３は、第２異物検出処理のために送電コイル装置４に給電するように送電装置２に給電指示を行う。第２異物検出処理のために送電コイル装置４に給電される電力は、検出対象の異物の大きさに応じて、適宜調整され得る。この電力は、非接触給電時（異物が存在しないときの通常の給電時）の電力（例えば３．３ｋＷ程度）であってもよく、それよりも小さい電力（例えば１００Ｗ程度）であってもよい。異物検出部４３は、同じ検出コイル１１の端子Ａと端子Ｂとが第２切換部２２の出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖにそれぞれ接続されるように、切換制御部４１に第２切換指示を出力させる。異物検出部４３は、第２測定部３２から受信した第２測定値に基づいて、当該検出コイル１１の磁束量が変化したか否かの磁束量変化判定を行う。異物検出部４３は、全ての検出コイル１１に対して磁束量変化判定を行う。磁束量変化判定が行われる検出コイル１１の順番は任意である。

【0055】

磁束量変化判定は、第２測定値と異物が存在しないときの第２測定値（基準測定値）との差分（絶対値）を、記憶部１５に記憶されている第２閾値と比較することによって行われる。この第２閾値は、コイル部Ｃによって囲まれた領域内に異物が存在する状態であるか異物が存在しない状態であるかの判定基準となる電流値及び電圧値である。第２測定値が電流値である場合、第２測定値と基準測定値との差分が第２電流閾値以上であれば、磁束量が変化したと判定され、上記差分が第２電流閾値未満であれば、磁束量が変化していないと判定される。第２測定値が電圧値である場合、第２測定値と基準測定値との差分が第２電圧閾値以上であれば、磁束量が変化したと判定され、第２測定値が第２電圧閾値未満であれば、磁束量が変化していないと判定される。

【0056】

図１２の（ａ）に示されるように、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物Ｍが存在しない場合、例えば送電コイル装置４からの給電に応じた磁束量が第２の検出コイル１１のコイル部Ｃを鎖交する。このとき、第２の検出コイル１１の端子Ａ２及び端子Ｂ２に流れる誘導電流の電流値、つまり第２測定部３２によって測定された電流値と基準測定値との差分は、第２電流閾値よりも小さくなり、第２の検出コイル１１の端子Ａ２及び端子Ｂ２に生じる誘導電圧の電圧値、つまり第２測定部３２によって測定された電圧値と基準測定値との差分は、第２電圧閾値よりも小さくなる。このため、異物検出部４３は、第２の検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域に異物Ｍが存在していないと判定する。異物検出部４３は、他の検出コイル１１についても同様に、当該検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域に異物Ｍが存在していないと判定する。

【0057】

図１２の（ｂ）に示されるように、第２の検出コイル１１のコイル部Ｃ２によって囲まれる領域に異物Ｍが存在している場合、送電コイル装置４からの給電に応じた磁束量とは異なる磁束量が第２の検出コイル１１のコイル部Ｃを鎖交する。このとき、第２の検出コイル１１の端子Ａ２及び端子Ｂ２に流れる誘導電流の電流値、つまり第２測定部３２によって測定された電流値と基準測定値との差分は、第２電流閾値以上となり、第２の検出コイル１１の端子Ａ２及び端子Ｂ２に生じる誘導電圧の電圧値、つまり第２測定部３２によって測定された電圧値と基準測定値との差分は、第２電圧閾値以上となる。このため、異物検出部４３は、第２の検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域に異物Ｍが存在していると判定する。

【0058】

少なくともいずれかの検出コイル１１の磁束量が変化したと判定された場合、当該検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域内に異物が存在していると考えられるので、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していると判定する。全ての検出コイル１１の磁束量が変化していないと判定された場合、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に、第２異物検出処理によって検出可能な異物が存在していないと判定する。

【0059】

異物検出部４３は、第１異物検出処理又は第２異物検出処理によって、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していると判定した場合、給電を調整するように送電装置２を制御する。この送電装置２の制御は、異物検出部４３が送電装置２に給電調整指示を出力することにより実現される。給電調整指示は、例えば、非接触給電の電力供給を禁止する指示、または、通常の非接触給電時よりも低い電力を供給する指示である。異物検出部４３は、第１異物検出処理及び第２異物検出処理のいずれにおいても、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していないと判定した場合、非接触給電のために送電コイル装置４に給電するように送電装置２に給電指示を行う。

【0060】

送電装置２の制御部１６は、異物検出部４３からの給電指示に応じて、送電コイル装置４を介して受電装置３に給電を行う。制御部１６は、故障判定部４２及び異物検出部４３からの給電禁止指示または給電調整指示に応じて受電装置３への給電を禁止したり、低電力を供給したりする。

【0061】

次に、図１３〜図１６を参照して、異物検出装置１０が行う一連の処理を説明する。図１３は、異物検出装置１０が行う一連の処理を示すフローチャートである。図１４は、図１３の故障診断処理を詳細に示すフローチャートである。図１５は、図１３の第１異物検出処理を詳細に示すフローチャートである。図１６は、図１３の第２異物検出処理を詳細に示すフローチャートである。図１３に示される処理は、例えば送電コイル装置４への給電開始指示に応じて開始される。

【0062】

まず、異物検出装置１０は、故障診断処理を行う（ステップＳ０１）。ステップＳ０１の故障診断処理では、図１４に示されるように、まず、第１切換部２１において、同じ検出コイル１１の端子Ａに接続される入力端子と端子Ｂに接続される入力端子とが、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖにそれぞれ接続されるように、故障判定部４２が切換制御部４１に第１切換指示を出力させる。そして、第１切換部２１は、切換制御部４１からの第１切換指示に応じて、入力端子２１ａ〜２１ｊのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｕに電気的に接続し、入力端子２１ｋ〜２１ｔのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｖに電気的に接続する（ステップＳ１１）。

【0063】

そして、切換制御部４１は、第１切換指示を出力した後に第１測定部３１に第１測定指示を出力する。そして、第１測定部３１は、切換制御部４１からの第１測定指示に応じて、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間に電流を供給し（ステップＳ１２）、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間に流れる電流値、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間の電圧値、又は、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間の抵抗値の測定を行う（ステップＳ１３）。そして、第１測定部３１は、第１測定値を制御部１４に出力する。そして、故障判定部４２は、第１測定部３１から受信した第１測定値に基づいて、当該検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態であるか短絡状態であるかの開放短絡判定を行う（ステップＳ１４）。以上のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理が、全ての検出コイル１１について順に繰り返される。

【0064】

そして、故障判定部４２は、ステップＳ１４における開放短絡判定の判定結果に基づいて、異物検出装置１０が故障しているか故障していないかを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、少なくともいずれかの検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態であると判定された場合、当該検出コイル１１が断線しているか、保護カバー６２がベース６１の正しい位置に取り付けられていないと考えられるので、故障判定部４２は、異物検出装置１０が故障していると判定する（ステップＳ１５；故障有）。

【0065】

そして、故障判定部４２は、送電装置２（制御部１６）に給電禁止指示を出力する（ステップＳ１６）。そして、送電装置２は、故障判定部４２からの給電禁止指示に応じて受電装置３への給電を禁止し、異物検出装置１０が行う一連の処理が終了する。一方、ステップＳ１５において、全ての検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが短絡状態であると判定された場合、故障判定部４２は、異物検出装置１０が故障していないと判定し（ステップＳ１５；故障無）、ステップＳ０２に進む。

【0066】

続いて、異物検出装置１０は、第１異物検出処理（ステップＳ０２）を行う。ステップＳ０２の第１異物検出処理では、図１５に示されるように、まず、第１切換部２１において、互いに異なる２つの検出コイル１１の組み合わせについて、一方の検出コイル１１の端子Ａに接続される入力端子と他方の検出コイル１１の端子Ｂに接続される入力端子とが、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖにそれぞれ接続されるように、異物検出部４３が切換制御部４１に第１切換指示を出力させる。そして、第１切換部２１は、切換制御部４１からの第１切換指示に応じて、入力端子２１ａ〜２１ｊのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｕに電気的に接続し、入力端子２１ｋ〜２１ｔのうちのいずれか１つを選択して出力端子２１ｖに電気的に接続する（ステップＳ２１）。

【0067】

そして、切換制御部４１は、第１切換指示を出力した後に第１測定部３１に第１測定指示を出力する。そして、第１測定部３１は、切換制御部４１からの第１測定指示に応じて、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖの間に電流を供給し（ステップＳ２２）、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間に流れる電流の電流値、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間の電圧値、又は、出力端子２１ｕ及び出力端子２１ｖ間の抵抗値の測定を行う（ステップＳ２３）。そして、第１測定部３１は、第１測定値を制御部１４に出力する。そして、異物検出部４３は、第１測定部３１から受信した第１測定値に基づいて、一方の検出コイル１１の端子Ａ及び他方の検出コイル１１の端子Ｂが開放状態であるか短絡状態であるかの開放短絡判定を行う（ステップＳ２４）。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理が、全ての検出コイル１１のうちの互いに異なる２つの検出コイル１１の全ての組み合わせについて順に繰り返される。

【0068】

そして、異物検出部４３は、ステップＳ２４における開放短絡判定の判定結果に基づいて、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在しているか存在していないかを判定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、少なくともいずれかの組み合わせにおいて、端子Ａ及び端子Ｂが短絡状態であると判定された場合、当該組み合わせの検出コイル１１間が異物によって短絡していると考えられるので、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していると判定する（ステップＳ２５；異物有）。

【0069】

そして、異物検出部４３は、送電装置２（制御部１６）に給電調整指示を出力する（ステップＳ２６）。そして、送電装置２は、異物検出部４３からの給電調整指示に応じて受電装置３への給電を禁止するか、受電装置３への給電電力を非接触給電時の電力よりも低下して、異物検出装置１０が行う一連の処理が終了する。一方、ステップＳ２５において、全ての検出コイル１１の組み合わせについて、端子Ａ及び端子Ｂが開放状態であると判定された場合、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に、第１異物検出処理によって検出可能な異物が存在していないと判定し（ステップＳ２５；異物無）、ステップＳ０３に進む。

【0070】

続いて、異物検出装置１０は、第２異物検出処理（ステップＳ０３）を行う。ステップＳ０３の第２異物検出処理では、図１６に示されるように、まず、異物検出部４３は、第２異物検出処理のために送電コイル装置４に給電するように送電装置２（制御部１６）に給電指示を行う（ステップＳ３１）。そして、送電装置２は、異物検出部４３からの給電指示に応じて受電装置３に給電を行う。このとき、送電コイル装置４に給電される電力は、非接触給電時の電力であってもよいし、それよりも小さい電力であってもよい。

【0071】

そして、異物検出部４３は、第２切換部２２において、同じ検出コイル１１の端子Ａに接続される入力端子と端子Ｂに接続される入力端子とが、出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖにそれぞれ接続されるように、切換制御部４１に第２切換指示を出力させる。そして、第２切換部２２は、異物検出部４３からの第２切換指示に応じて、入力端子２２ａ〜２２ｊのうちのいずれか１つを選択して出力端子２２ｕに電気的に接続し、入力端子２２ｋ〜２２ｔのうちのいずれか１つを選択して出力端子２２ｖに電気的に接続する（ステップＳ３２）。

【0072】

そして、切換制御部４１は、第２切換指示を出力した後に第２測定部３２に第２測定指示を出力する。そして、第２測定部３２は、切換制御部４１からの第２測定指示に応じて出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖ間に流れる電流の電流値、又は、出力端子２２ｕ及び出力端子２２ｖ間の電圧値の測定を行う（ステップＳ３３）。そして、第２測定部３２は、第２測定値を制御部１４に出力する。そして、異物検出部４３は、第２測定部３２から受信した第２測定値に基づいて、異物が存在しないときの磁束量と比べて当該検出コイル１１の磁束量が変化したか否かの磁束量変化判定を行う（ステップＳ３４）。以上のステップＳ３２〜ステップＳ３４の処理が、全ての検出コイル１１について順に繰り返される。

【0073】

そして、異物検出部４３は、ステップＳ３４における磁束量変化判定の判定結果に基づいて、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在しているか存在していないかを判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５において、少なくともいずれかの検出コイル１１の磁束量が変化したと判定された場合、当該検出コイル１１のコイル部Ｃによって囲まれる領域内に異物が存在していると考えられるので、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に異物が存在していると判定する（ステップＳ３５；異物有）。

【0074】

そして、異物検出部４３は、送電装置２（制御部１６）に給電調整指示を出力する（ステップＳ３６）。そして、送電装置２は、異物検出部４３からの給電調整指示に応じて受電装置３への給電を禁止するか、受電装置３への給電電力を非接触給電時の電力よりも低下して、異物検出装置１０が行う一連の処理が終了する。一方、ステップＳ３５において、全ての検出コイル１１の磁束量が変化していないと判定された場合、異物検出部４３は、保護カバー６２の表面６２ａ上に、第２異物検出処理によって検出可能な異物が存在していないと判定し（ステップＳ３５；異物無）、ステップＳ０４に進む。

【0075】

続いて、異物検出装置１０は、非接触給電のために受電装置３に給電を開始するように送電装置２（制御部１６）に給電指示を出力する（ステップＳ０４）。そして、送電装置２は、異物検出部４３からの給電指示に応じて受電装置３に給電を開始する。このとき、送電装置２は、ステップＳ０３において、非接触給電時の給電を行っている場合には、受電装置３への給電を継続する。このようにして、異物検出装置１０が行う一連の処理が終了する。なお、異物検出装置１０が行う一連の処理は、非接触給電中に行われてもよい。また、ステップＳ０３は、ステップＳ０２の前に行われてもよく、ステップＳ０２及びステップＳ０３は、同時に同じ検出コイル１１を選択しなければ、並行して行われてもよい。

【0076】

以上のように、異物検出装置１０では、複数の検出コイル１１のうちの互いに異なる２つの検出コイル１１の組み合わせについて、一方の検出コイル１１の端子Ａ及び他方の検出コイル１１の端子Ｂが短絡状態であるか開放状態であるかに応じて導電性の異物の有無が判定される第１異物判定処理が行われるとともに、同一の検出コイル１１を鎖交する磁束量の変化に応じて導電性の異物の有無が判定される第２異物判定処理が行われる。互いに異なる２つの検出コイル１１のうちのいずれかの検出コイル１１によって囲まれる領域内に導電性の異物が存在する場合には、この２つの検出コイル１１は短絡状態にはならない。このため、第１異物判定処理ではこのような異物を検出することはできない。しかしながら、異物を囲む検出コイル１１を鎖交する磁束量が、異物が存在しない場合に当該検出コイル１１を鎖交する磁束量から変化するので、２つ以上の検出コイル１１に接触していない異物であっても、第２異物判定処理によって異物を検出することができる。また、不感帯に異物が存在する場合には、検出コイル１１のそれぞれを鎖交する磁束量は、異物が存在しない場合に検出コイル１１のそれぞれを鎖交する磁束量と略同じである。このため、第２異物判定処理ではこのような異物を検出することはできない。しかしながら、異物が２つ以上の検出コイル１１に接触している場合には、これらの検出コイル１１のうちの一方の検出コイル１１の端子Ａと他方の検出コイル１１の端子Ｂとは短絡状態となるので、第１異物判定処理によって異物を検出することができる。その結果、異物の検出精度を向上することが可能となる。

【0077】

同一の検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態である場合には、その検出コイル１１が物理的に断線していると考えられるので、故障が存在すると判定することができる。検出コイル１１が断線している場合、断線している検出コイル１１と他の検出コイル１１とに接触している異物が存在していたとしても、２つの検出コイル１１間は開放状態であると判定される可能性がある。このため、第１異物判定処理では異物の検出漏れが生じるおそれがある。また、検出コイル１１が断線している場合、その検出コイル１１には誘導電流が流れないので、第２異物判定処理では異物を誤検出するおそれがある。例えば、異物検出装置１０が故障していると判定された場合に、異物検出処理を行わないようにすることによって、検出コイル１１が断線したことによる異物の誤検出及び検出漏れを防止することが可能となる。

【0078】

保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられている場合には、検出コイル１１の各端子は、導電パッドＰと接触をなし、導電パッドＰを介して導線１２ａ〜１２ｔのいずれかと電気的に接続される。一方、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられていない場合には、検出コイル１１の各端子は、導電パッドＰと接触をなさず、導線１２ａ〜１２ｔと電気的に接続されない。このため、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられており、且つ、検出コイル１１が物理的に断線していない場合に、その検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが短絡状態となる。保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられていない場合、又は、検出コイル１１が物理的に断線している場合に、その検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態となる。したがって、同一の検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂが開放状態である場合には、その検出コイル１１が物理的に断線しているか、又は、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられていないと考えられるので、異物検出装置１０が故障していると判定することができる。これにより、例えば、異物検出装置１０が故障していると判定された場合に、保護カバー６２が正しく取り付けられていないことをユーザに通知等することによって、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられるように促すことができる。そして、保護カバー６２が正しい位置に取り付けられる（閉められる）ことによって、ハウジング６の収容空間Ｖに塵及び水が入り込むことを防ぐことができ、保護カバー６２のズレによる送電コイル装置４の故障を抑制することが可能となる。

【0079】

また、検出コイル１１が物理的に断線しているか、又は、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられていない場合、異物検出装置が正確に異物を検出できないおそれがある。このため、故障が存在すると判定された場合に、非接触給電のための電力供給を禁止することにより、異物検出が正常に行えない状態での非接触給電を抑制することができる。また、保護カバー６２がベース６１に正しく取り付けられていないことにより、外部から送電コイル装置４内に塵及び水等が入ると、送電コイル装置４内の回路が故障するおそれがある。このため、故障が存在すると判定された場合に、非接触給電のための電力供給を禁止することにより、回路が正常に機能しない状態での非接触給電を抑制することができる。

【0080】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、検出コイル１１の数及び形状は、図４に示される数及び形状に限られない。検出コイル１１の数は、少なくとも２つであればよい。検出コイル１１のコイル部Ｃの形状は、矩形状に限られず、磁束を捉えることが可能な形状であればよい。例えば、検出コイル１１のコイル部Ｃの形状は、円環状、三角形及び五角形等の多角形状等であってもよい。複数の検出コイル１１のコイル部Ｃは、互いに大きさ及び形状が異なっていてもよい。

【0081】

例えば図１７に示されるように、保護カバー６２の表面６２ａの中央付近にコイル部Ｃ１が配置され、コイル部Ｃ１を囲むようにコイル部Ｃ２が配置されてもよい。さらにコイル部Ｃ３〜Ｃ９の順に、各コイル部Ｃ３〜Ｃ９は、そのコイル部の前のコイル部を囲むように配置されてもよい。つまり、保護カバー６２の表面６２ａの外周に沿ってコイル部Ｃ９が設けられ、そのコイル部Ｃ９によって囲まれる領域に、一回り小さいコイル部Ｃ８が配置され、さらにそのコイル部Ｃ８によって囲まれる領域に、さらに一回り小さいコイル部Ｃ７が配置され、以降、コイル部Ｃ６〜Ｃ１の順に、そのコイル部の前のコイル部によって囲まれる領域に配置されてもよい。また、図４の配置と図１７の配置とを組み合わせた配置が採用されてもよい。また、検出コイル１１は、保護カバー６２の側面６２ｃに配置されてもよい。なお、コイル部Ｃが大きくなると、第２異物検出処理による異物の検出感度が低下する。このため、コイル部Ｃの大きさは、検出対象となる異物に応じて定められる。

【0082】

また、切換部１２は、第１切換部２１及び第２切換部２２を備えているが、第１切換部２１及び第２切換部２２の機能を有する１つの切換部を備えてもよい。また、切換部１２は、ハウジング６の収容空間Ｖに収容されているが、ハウジング６の外部に設けられてもよい。また、測定部１３は、第１測定部３１及び第２測定部３２を備えているが、第１測定部３１及び第２測定部３２の機能を有する１つの測定部を備えてもよい。

【0083】

また、導電パッドＰの形状は円形状であってもよい。また、検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂと切換部１２の入力端子との電気的な接続は、図７に示される構成に限られない。例えば、図１８に示されるように、検出コイル１１の端子Ａ及び端子Ｂを導電性の凸部とし、切換部１２の導線１２ａ〜１２ｔの先端に設けられた導電パッドＰを凹部としてもよい。ベース６１の正しい位置に保護カバー６２が取り付けられた場合、凸部と凹部とは互いに嵌め合わされる。これにより、検出コイル１１の各端子は、切換部１２の導線１２ａ〜１２ｔに電気的に接続される。さらに、凸部及び凹部にはネジ溝が設けられていてもよい。この場合、ベース６１の正しい位置に保護カバー６２が取り付けられる際に凸部が凹部に螺合されることによって、検出コイル１１の各端子は、切換部１２の導線１２ａ〜１２ｔに電気的に接続されてもよい。

【0084】

また、検出コイル１１と切換部１２とは、導電パッドＰを介して接続されているが、これに加えて、図１９に示されるように、検出コイル１１の引出部Ｄ及び引出部Ｅからそれぞれ分岐された導線部２３によって接続されてもよい。切換部１２は、各導線部２３を第１切換部２１及び第２切換部２２とは異なる第３切換部に接続してもよく、故障判定部４２は、第３切換部を用いて開放短絡判定を行ってもよい。この構成によれば、故障判定部４２は、保護カバー６２がベース６１の正しい位置に取り付けられているか否かと、検出コイル１１の導線に断線があるか否かと、を区別して判定することができる。そして、故障判定部４２は、検出コイル１１が断線している場合にのみ、異物検出装置１０が故障していると判定することができる。

【0085】

また、異物検出装置１０は、故障判定部４２を備えていなくてもよい。つまり、図１３に示される一連の処理において、ステップＳ０１の故障診断処理は省略され得る。

【0086】

また、異物検出装置１０が制御部１４を備えるとして説明したが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、送電装置２の制御部１６が上記制御部１４と同じ機能を有し、送電装置２の制御部１６が異物検出装置１０の切換部１２を制御してもよい。そして、制御部１６は、故障判定及び異物検出を行い、判定及び検出の結果に基づき、送電装置２の給電を制御することになる。この場合、上述の図１３に示される各処理は、異物検出装置１０と送電装置２とを備える送電システム７により実現される。さらに、送電装置２ではなく、受電装置３の制御部が上記制御部１４と同じ機能を有し、受電装置３の制御部が異物検出装置１０の切換部１２を制御してもよい。受電装置３と異物検出装置１０との制御信号のやり取りは、双方の装置を信号線で接続するか、双方の装置に無線通信装置を設けることにより実現される。

【符号の説明】

【0087】

１ 非接触給電システム
２ 送電装置
３ 受電装置
４ 送電コイル装置
５ 受電コイル装置
６ ハウジング
７ 送電システム
１０ 異物検出装置
１１ 検出コイル
１２ 切換部
１３ 測定部
１４ 制御部
１６ 制御部
２１ 第１切換部
２２ 第２切換部
３１ 第１測定部
３２ 第２測定部
４１ 切換制御部
４２ 故障判定部
４３ 異物検出部
６１ ベース
６２ 保護カバー
６２ａ 表面
Ａ，Ａ１〜Ａ１０ 端子
Ｂ，Ｂ１〜Ｂ１０ 端子
Ｃ，Ｃ１〜Ｃ１０ コイル部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】