移动体用非接触馈电装置.pdf

本发明提供一种移动体用非接触馈电装置，该移动体用非接触馈电装置具备：输电线圈(31)和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈(32)，输电线圈设置于地面侧，受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从输电线圈向受电线圈进行馈电，具备异物检测单元(50)，其基于向输电线圈供给异物检测用电力而求出的馈电损耗的测定值与标准值的差值来检测在输电线圈(31)上有无金属异物(100)，并在检测到金属异物(100)时输出异物检测信号；以及异物去除单元(70)，其接受到了检测到金属异物(100)后，从输电线圈(31)上去除金属异物(100)。能够高精度地检测并且去除输电线圈上存在的金属异物。

权利要求书
1.  一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
所述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值的向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
所述异物检测单元使用馈电损耗的值或者以包括馈电损耗的式子表示的值作为所述标准值以及测定值。

2.  根据权利要求1所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述受电线圈的输出电力设为PL0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述受电线圈的铜损设为Pc2时，所述异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2)表示的值作为所述标准值以及测定值。

3.  根据权利要求1所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述受电线圈的输出电力设为PL0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述受电线圈的铜损设为Pc2、将所述输电线圈的铁损设为Pf1、将所述受电线圈的铁损设为Pf2时，所述异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2－Pf1－Pf2)表示的值作为所述标准值以及测定值。

4.  根据权利要求1所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
向所述输电线圈供给所述异物检测用电力时，切断所述受电线圈与后续的整流器的连接。

5.  一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
所述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标 准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值是向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
向不与所述受电线圈对置的所述输电线圈供给所述异物检测用电力，在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0时，所述异物检测单元使用PIN0的值或者以包括PIN0的式子表示的值作为所述标准值以及测定值。

6.  根据权利要求5所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1时，所述异物检测单元使用以(PIN0－Pc1)表示的值作为所述标准值以及测定值。

7.  根据权利要求5所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述输电线圈的铁损设为Pf1时，所述异物检测单元使用以(PIN0－Pc1－Pf1)表示的值作为所述标准值以及测定值。

8.  根据权利要求1或者5所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物检测用电力为额定馈电电力的20％以下。

9.  根据权利要求1或者5所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
还具备异物去除单元，该异物去除单元在接受到了所述异物检测单元检测到金属异物后，从所述输电线圈上去除所述金属异物。

10.  根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备：非磁性并且非导电性的盖部件，其覆盖所述输电线圈的上表面；枢轴支承单元，其在所述输电线圈的侧缘位置按照能够使所述盖部件以与所述输电线圈的上表面平行的轴线为中心旋转规定角度的方式枢轴支承所述盖部件；以及旋转驱动单元，其接受到了检测到金属异物后，使所述盖部件以所述轴线为中心旋转规定角度。

11.  根据权利要求10所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述盖部件由分开覆盖所述输电线圈的上表面的多个分割盖部件构成，且所述枢轴支承单元被设置在各个所述分割盖部件中，接受到了检测到金属异物后，所述旋转驱动单元使全部所述分割盖部件旋转。

12.  根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备空气压缩机，该空气压缩机接受到了检测到 金属异物之后，向所述输电线圈与所述受电线圈的空隙吹送高速的空气。

13.  根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备树脂制的传送带和以能够使该传送带循环的方式对该传送带进行支承的驱动辊以及从动辊的辊对，所述辊对以循环的所述传送带的一面覆盖所述输电线圈的上表面的方式支承该传送带，接受到了检测到金属异物后，所述驱动辊使所述传送带循环来更新覆盖所述输电线圈的上表面的所述传送带的面。

14.  根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备擦拭所述输电线圈的上表面的刮板部件和驱动所述刮板部件的刮板驱动单元，所述刮板驱动单元接受到了检测到金属异物后，驱动所述刮板部件并通过所述刮板部件擦拭所述输电线圈的上表面。

15.  根据权利要求1或者5所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
基于所述异物检测单元输出的所述异物检测信号，停止向所述发射线圈供给所述异物检测用电力并显示异物检测警报。

16.  根据权利要求15所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
每经过预先设定的时间就对停止了所述异物检测用电力的供给的所述发射线圈供给所述异物检测用电力，所述异物检测单元反复检测所述输电线圈上的金属异物，并在所述异物检测单元未检测到金属异物时，向所述发射线圈供给馈电用电力。

17.  根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
从所述输电线圈的上表面去除了金属异物的所述异物去除单元向所述异物检测单元通知从所述输电线圈的上表面去除了金属异物的主旨，接受到了通知的所述异物检测单元检测所述输电线圈上的金属异物，并在未检测到金属异物时向所述发射线圈供给馈电用电力。

说明书移动体用非接触馈电装置
技术领域
本发明涉及从地面侧的输电线圈向具备受电线圈的电动汽车等移动体进行非接触馈电的移动体用非接触馈电装置，能够检测并去除输电线圈上存在的金属异物。
背景技术
非接触馈电装置利用构成非接触馈电变压器的输电线圈(一次线圈)和受电线圈(二次线圈)之间的电磁感应从输电线圈向受电线圈供给电力。如图12所示，利用该非接触馈电装置进行安装于电动汽车、插电式混合动力汽车的二次电池的充电的移动体用非接触馈电装置在地面侧具备：高功率因数整流器10，其将日本商用电源5的交流转换为直流；逆变器20，其从直流生成高频交流；输电线圈31，其为非接触馈电变压器的一方；以及一次侧串联电容器33，其与输电线圈串联连接。
另一方面，在车辆侧为插电式混合动力汽车的情况下，将马达2与发动机1一起安装作为驱动源，且具备作为马达用的电源的二次电池4、将二次电池4的直流转换为交流并供给给马达2的逆变器3、以及向二次电池4馈电的馈电机构，作为该馈电机构，具备：受电线圈32，其为非接触馈电变压器的另一方；整流器40，其为了二次电池4，将交流转换为直流；以及二次侧并联谐振电容器34，其在受电线圈33与整流器40之间并联连接。
这里，将(输电线圈31+受电线圈33)称为非接触馈电变压器，将(非接触馈电变压器+一次侧串联电容器33+二次侧并联谐振电容器34)称为非接触馈电装置，并将(高频电源+非接触馈电装置+二次侧整流器40)称为非接触馈电系统。
图13示出了非接触馈电系统的电路图。
图13(a)是适用于单相100V～220V的日本商用电源5的主电路，一次侧整流器使用无桥式高功率因数升压型整流器11，逆变器使用半桥 逆变器21，对非接触馈电装置30的输出进行整流的二次侧整流器使用倍压整流器41。
另外，图13(b)是适用于三相200V～440V的电源的主电路，一次侧整流器使用三相高功率因数PWM整流器12，逆变器使用全桥逆变器22，对非接触馈电装置30的输出进行整流的二次侧整流器使用全波整流器42。
输电线圈31具有上表面为圆形或者长方形的扁平的形状。向汽车馈电时，以受电线圈32位于输电线圈31的几乎正上方的方式停车，在输电线圈31与受电线圈32之间隔开50mm～200mm的空隙进行非接触馈电。
在该馈电时，若在输电线圈31和受电线圈32的空隙存在罐子、钉子、硬币等金属异物，则金属异物因空隙的交流磁场而变热，变成高温。
图14示出使用模仿了移动体用非接触馈电装置的输电线圈以及受电线圈的图15的实验装置，测定了在输电线圈和受电线圈之间有钢罐时(图14(a))以及有各种硬币时(图14(b))的温度变化的结果。在该实验中，以50kHz进行1.5kW的馈电。钢罐大约在18秒内升温至100℃，并最终达到120℃。硬币的升温趋势根据其类别而存在差异，在升温最快的100日元硬币中，在大约10分钟内达到65℃。
由于非接触馈电装置以与电磁炉相同的原理(电磁感应)传递能量，所以钢罐等金属类的温度在极短的时间内变高，若附近存在可燃物，则存在起火、冒烟的危险性。
金属异物发热意味着在非接触馈电中馈电损耗(＝输电电力－受电电力)增大。
非接触馈电也被用于移动电话、电动剃须刀等的充电，该情况下，若在输电线圈和受电线圈之间有硬币、针等金属异物，则其也发热，威胁产品的安全性。
为了防止这样的事故，在下述专利文献1中提出了一种非接触充电器，在该非接触充电器中，具有二次电池的受电侧将累计计算充电时的 电池电压和充电电流而得的电力值的信息发送给输电侧，输电侧比较其值与发送来的电力值，若电力值的差在规定值内则继续电力的发送，若在规定值外则停止电力的发送。
专利文献1：日本特开2011－83094号公报
然而，与便携式设备等非接触馈电装置相比，移动体用非接触馈电装置的馈电电力量极多，因此，源于金属异物的馈电损耗的比例相对较小。因此，在移动体用非接触馈电装置中，难以高精度地检测源于金属异物的馈电损耗。
另外，移动体用非接触馈电装置的情况下，即使能够检测到在输电线圈上存在金属异物，由于在输电线圈的上方停有车辆，所以也不容易去除金属异物。
发明内容
本发明是考虑这样的情况而提出的，目的在于提供一种能够高精度地检测并且去除输电线圈上存在的金属异物的移动体用非接触馈电装置。
本发明提供一种移动体用非接触馈电装置，该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，输电线圈设置于地面侧，受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从输电线圈向受电线圈进行馈电，上述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于该差值来检测在输电线圈上有无金属异物，并在检测到金属异物时输出异物检测信号，上述标准值是在输电线圈上不存在金属异物的状态下向输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，上述测定值是向输电线圈供给异物检测用电力而求出的，异物检测单元使用馈电损耗的值或者以包括馈电损耗的式子表示的值作为标准值以及测定值。
在该装置中，测定输电线圈与受电线圈对置的状态下的馈电损耗(输电线圈的输入电力PIN0与受电线圈的输出电力PL0的差)或者以包括馈电损耗的式子表示的值，并将该值(测定值)与在输电线圈上不存在金属异物时测定出的值(标准值)进行比较，根据它们的差值辨别有 无金属异物。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，在将输电线圈的输入电力设为PIN0、将受电线圈的输出电力设为PL0、将输电线圈的铜损设为Pc1、将受电线圈的铜损设为Pc2时，异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2)表示的值作为标准值以及测定值来检测有无金属异物。
这样，通过从输电线圈的输入电力PIN0与受电线圈的输出电力PL0的差值减去由铜损引起的损耗量，从而能够提高源于金属异物的馈电损耗的检测灵敏度。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，也可以在将输电线圈的输入电力设为PIN0、将受电线圈的输出电力设为PL0，将输电线圈的铜损设为Pc1、将受电线圈的铜损设为Pc2、将输电线圈的铁损设为Pf1、将受电线圈的铁损设为Pf2时，异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2－Pf1－Pf2)表示的值作为标准值以及测定值来检测有无金属异物。
这样，通过从输电线圈的输入电力PIN0与受电线圈的输出电力PL0的差值减去由铜损以及铁损引起的损耗量，从而能够进一步提高源于金属异物的馈电损耗的检测灵敏度。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，优选当向输电线圈供给异物检测用电力时，切断受电线圈与后续的整流器的连接。
这样，通过使受电线圈从整流器以及二次电池分离，能够去除整流器以及二次电池所带来的损耗量，所以能够提高源于金属异物的馈电损耗的检测灵敏度。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，向不与受电线圈对置的输电线圈供给异物检测用电力，异物检测单元使用输电线圈的输入电力PIN0的值或者以包括PIN0的式子表示的值作为标准值以及测定值来检测有无金属异物。
该情况下，能够在将车辆停在输电线圈上方之前，检查在输电线圈上是否有金属异物。像这样，仅使用输电线圈进行异物检测的情况下， 是有能够排除因输电线圈与受电线圈的位置偏移引起的测定误差这样的优点。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，在将输电线圈的输入电力设为PIN0、将输电线圈的铜损设为Pc1时，异物检测单元能够使用以(PIN0－Pc1)表示的值作为标准值以及测定值来检测有无金属异物。
这样，通过从输电线圈的输入电力PIN0减去由铜损引起的损耗量，能够提高源于金属异物的损耗的检测灵敏度。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，也可以在将输电线圈的输入电力设为PIN0、将输电线圈的铜损设为Pc1、将输电线圈的铁损设为Pf1时，异物检测单元使用以(PIN0－Pc1－Pf1)表示的值作为标准值以及测定值来检测有无金属异物。
这样，通过从输电线圈的输入电力PIN0减去由铜损以及铁损引起的损耗量，从而能够进一步提高源于金属异物的损耗的检测灵敏度。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，优选将异物检测用电力设定为额定馈电电力的20％以下。
这样，通过降低异物检测用电力，能够降低异物检测时的起火、冒烟的危险性。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，还具备异物去除单元，该异物去除单元接受到了异物检测单元检测到金属异物后，从输电线圈上去除金属异物。
在该装置中，异物检测单元检测输电线圈上的金属异物，异物去除单元去除该金属异物。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，异物去除单元具备：非磁性并且非导电性的盖部件，其覆盖输电线圈的上表面；枢轴支承单元，其在输电线圈的侧缘位置按照能够使该盖部件以与输电线圈的上表面平行的轴线为中心旋转规定角度的方式枢轴支承该盖部件；以及旋转驱动单元，其接受到了检测到金属异物后，使盖部件以上述轴线为中心旋转规定角度。
该异物去除单元使输电线圈的盖部件倾斜，排除盖部件上的金属异物。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，也可以盖部件由分开覆盖输电线圈的上表面的多个分割盖部件构成，且枢轴支承单元被设置在各个分割盖部件中，接受到了检测到金属异物后，旋转驱动单元使全部分割盖部件旋转。
该情况下，通过分割盖部件，能够使倾斜时的盖部件的最高位置的高度比未分割盖部件时低。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，异物去除单元也可以具备空气压缩机，该空气压缩机接受到了检测到金属异物后，向输电线圈与受电线圈的空隙吹送高速的空气。
该异物去除单元对金属异物吹送高速的空气来将其从输电线圈上去除。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，异物去除单元具备树脂制的传送带和以能够使传送带循环的方式对该传送带进行支承的驱动辊以及从动辊的辊对，辊对以循环的传送带的一面覆盖输电线圈的上表面的方式支承传送带，接受到了检测到金属异物后，驱动辊使传送带循环来更新覆盖输电线圈的上表面的传送带的面。
在该异物去除单元中，覆盖输电线圈的上表面的传送带移动，去除传送带上的金属异物。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，异物去除单元具备擦拭输电线圈的上表面的刮板部件和驱动刮板部件的刮板驱动单元，刮板驱动单元接受到了检测到金属异物后，驱动刮板部件并通过刮板部件擦拭输电线圈的上表面。
在该异物去除单元中，刮板部件在输电线圈上动作，去除输电线圈上的金属异物。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，也可以基于异物检测单元输出的异物检测信号，停止向发射线圈供给异物检测用电力并显 示异物检测警报。
这样，即使是不具备异物去除单元的移动体用非接触馈电装置，也能够避免因存在金属异物而引起的事故。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，也可以每经过预先设定的时间就对停止了异物检测用电力的供给的发射线圈供给异物检测用电力，异物检测单元反复检测输电线圈上的金属异物，并在通过异物检测单元未检测到金属异物时，向发射线圈供给馈电用电力。
这样，即使是不具备异物去除单元的移动体用非接触馈电装置，也能够确认安全并开始非接触馈电。
另外，在本发明的移动体用非接触馈电装置中，优选从输电线圈的上表面去除了金属异物的异物去除单元向异物检测单元通知从输电线圈的上表面去除了金属异物的主旨，接受了通知的异物检测单元检测输电线圈上的金属异物，并在未检测到金属异物时向发射线圈供给馈电用电力。
异物检测单元即使在去除了异物的情况下，也能够确认安全并开始非接触馈电。
本发明的移动体用非接触馈电装置能够高精度地检测输电线圈上存在的金属异物，另外，能够去除检测出的金属异物。
因此，即使在输电线圈上存在金属异物的情况下，也能够迅速地去除该异物，并安全、及时地继续向移动体的非接触馈电。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的移动体用非接触馈电装置的示意图。
图2是表示图1的异物检测器的构成的框图。
图3是表示图2的异物检测器的动作的流程图。
图4是表示图1的移动体用非接触馈电装置的变形例的图。
图5是表示本发明的第2实施方式所涉及的移动体用非接触馈电装置的示意图。
图6是表示图5的异物检测器的动作的流程图。
图7是表示盖部件的具有倾斜结构的异物去除装置的图。
图8是表示分割盖部件的具有倾斜结构的异物去除装置的图。
图9是表示具备空气压缩机的异物去除装置的图。
图10是表示具备传送带的异物去除装置的图。
图11是表示具备刮板机构的异物去除装置的图。
图12是表示以往的移动体用非接触馈电装置的示意图。
图13是移动体用非接触馈电系统的电路图。
图14是表示基于金属异物的发热实验的测定结果的图。
图15是表示图14的实验所使用的装置的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1示意地表示本发明的第1实施方式所涉及的移动体用非接触馈电装置。
该装置具备：异物检测器50(技术方案所说的“异物检测单元”)，其检测存在于非接触馈电装置的输电线圈31与受电线圈32之间的金属异物100；以及异物去除装置70(技术方案所说的“异物去除单元”)，其在异物检测器50检测到金属异物时，从输电线圈31上去除该金属异物100。
为了检测金属异物，异物检测器50从地面侧获取相当于非接触馈电装置的输入电压以及输入电流的逆变器20的输出电压VIN以及输出电流IIN的信息，并从车辆侧获取与非接触馈电装置的输出电压以及输 出电流对应的整流器40的输出直流电压VL以及输出直流电流IL的信息。
如图2所示，该异物检测器50具备：对车辆通信部51，其为利用无线通信与车辆侧交换信息时的接口；对地面装置通信部52，其为与地面侧装置交换信息时的接口；异物检测动作控制部53，其控制异物检测动作；输电线圈输入电力计算部54，其计算输入给输电线圈31的电力；受电线圈输出电力计算部55，其计算从受电线圈32输出的电力；铁损计算部58，其计算输电线圈31以及受电线圈32的铁损；铜损计算部59，其计算输电线圈31以及受电线圈32的铜损；异物判定部56，其判定在输电线圈31上是否存在金属异物；以及存储部57，其存储各种运算作业所需要的信息。
该异物检测动作控制部53、输电线圈输入电力计算部54、受电线圈输出电力计算部55、铁损计算部58、铜损计算部59以及异物判定部56是通过计算机利用程序执行规定的动作来实现的。
输电线圈输入电力计算部54根据从逆变器20送来的输出电压VIN和输出电流IIN的信息来计算逆变器20的输出电力PIN(＝VIN×IIN)，并计算该电力PIN的恒定时间的平均值，得到输电线圈31的恒定时间的平均输入电力PIN0。
受电线圈输出电力计算部55根据从车辆侧送来的整流器40的输出直流电压VL和输出直流电流IL的信息来计算整流器40的输出电力PL(＝VL×IL)，并计算该电力PL的恒定时间的平均，得到受电线圈32的恒定时间的平均输出电力PL0。
铜损计算部59根据输电线圈31的绕线电阻(r1)和电流(IIN)来计算输电线圈31的铜损Pc1(＝r1×IIN2)，并根据受电线圈32的绕线电阻(r2)和电流(IL)来计算受电线圈32的铜损Pc2(＝r2×IL2)。并且，通过对地面装置通信部52以及对车辆通信部51从地面侧装置以及车辆侧预先获取输电线圈31的绕线电阻(r1)、受电线圈32的绕线电阻(r2)的信息，并在存储部57的铜损参数区域572进行保持。
铁损计算部58计算输电线圈31以及受电线圈32的铁损的估计值。 铁损是输电线圈31以及受电线圈32的铁芯(铁氧体磁芯)以交流被磁化时所损耗的电能，由磁滞损耗与涡流损耗之和表示。铁损是电压的函数，从地面侧装置预先获取铁损参数，该铁损参数若代入VIN就能够计算出输电线圈31的铁损，另外，从车辆侧预先获取铁损参数，该铁损参数若代入VL就能够计算出受电线圈32的铁损，并在存储部57的铁损参数区域571进行保持，从而铁损计算部58能够根据VIN计算出输电线圈31的铁损的估计值(Pf1)，另外，能够根据VL计算出受电线圈32的铁损的估计值(Pf2)。
异物判定部56使用输电线圈输入电力计算部54、受电线圈输出电力计算部55、铜损计算部59以及铁损计算部58计算出的值，判定在输电线圈31上是否存在金属异物。
在该判定之前，利用在输电线圈31上不存在金属异物的状态下输电线圈输入电力计算部54、受电线圈输出电力计算部55、铜损计算部59、以及铁损计算部58所计算出的值PIN0、PL0、Pc1、Pc2、Pf1、Pf2来计算去除了铜损以及铁损的量的馈电损耗的值Ps(＝PIN0－PL0－Pc1－Pc2－Pf1－Pf2)，并将该值Ps作为标准值记录于存储部57。此外，在车辆侧的非接触馈电装置的构成分为几个类别的情况下，使安装了各类别的非接触馈电装置的车辆停在不存在金属异物的输电线圈31上，测定与各类别对应的标准值，并记录于存储部57。
这样，若在不明确在输电线圈31上是否存在金属异物的状态下进行非接触馈电的车辆停在输电线圈31上方，则异物判定部56根据输电线圈输入电力计算部54、受电线圈输出电力计算部55、铜损计算部59、以及铁损计算部58各自计算出的值P’IN0、P’L0、P’c1、P’c2、P’f1、P’f2来计算测定值P’s(＝P’IN0－P’L0－P’c1－P’c2－P’f1－P’f2)。
而且，从存储部57读出与从该车辆得到的非接触馈电装置的类别对应的标准值Ps，并计算测定值P’s与标准值Ps的差值(P’s－Ps)。
在该差值(P’s－Ps)的绝对值较大的情况下，可以认为在输电线圈31与受电线圈32之间存在金属异物，由于该金属异物发热，所以馈电损耗增大。
异物判定部56将该差值(P’s－Ps)与预先决定的阈值进行比较，若差值(P’s－Ps)超过阈值，则判定为在输电线圈31上存在金属异物，若差值(P’s－Ps)在阈值以下，则判定为在输电线圈31上不存在金属异物。此外，反复进行金属异物检测试验，将该阈值设定为适当的值。
另外，也可以对差值(P’s－Ps)除以标准值Ps而得的值(＝(P’s－Ps)/Ps)进行与阈值的比较。
在异物判定部56判定为在输电线圈31上存在金属异物时，异物检测动作控制部53向异物去除装置70发出异物检测信号。
后述异物去除装置70的动作。
图3表示异物检测器50的动作流程。
预先测定安装了各种非接触馈电装置的各车辆的标准值Ps，并记录于存储部57(步骤1)。
若检测到停在了输电线圈31上方的车辆(步骤2)，则从车辆获取铁损参数、铜损参数以及非接触馈电装置的类别信息(步骤3)，并指示地面侧装置开始异物检测用电力的供给(步骤4)。
为了即使在输电线圈31上存在金属异物，在该检测中也不产生起火、冒烟，优选将异物检测用电力设定在额定馈电电力的20％以下。
获取逆变器20的输出电压和输出电流，计算输电线圈31的输入电力(步骤5)，并获取整流器40的输出直流电压和输出直流电流，计算受电线圈32的输出电力(步骤6)。将其持续恒定时间，计算输电线圈31的平均输入电力PIN0和受电线圈32的平均输出电力PL0(步骤8)。
另外，计算输电线圈31的铜损Pc1以及受电线圈32的铜损Pc1(步骤9)，并计算输电线圈31的铁损Pf1以及受电线圈32的铁损Pf1(步骤10)。
接下来，求出测定值(PIN0－PL0－Pc1－Pc2－Pf1－Pf2)，并计算该值与标准值Ps的差值(步骤11)。若差值的绝对值超过阈值(步骤12：是)，则向异物去除装置70发出异物检测信号(步骤13)。若从异物去除装置 70接受到异物去除完成的信息(步骤14)，则指示地面侧装置开始馈电用电力的供给(步骤15)。另外，若在步骤12中，差值的绝对值在阈值以下(步骤12：否)，则移至步骤15，并指示地面侧装置开始馈电用电力的供给。
此外，在步骤12中，也可以替代将差值与阈值进行比较，而将(差值/Ps)与阈值进行比较。
这样，在该移动体用非接触馈电装置中，当馈电损耗的计算时，去除由铜损、铁损引起的损耗量，所以在馈电损耗中所占的“源于金属异物的馈电损耗量”相对增大。因此，源于金属异物的馈电损耗的检测灵敏度提高，能够准确地辨别有无金属异物。
此外，这里，从馈电损耗去除铜损以及铁损，但也可以仅去除计算容易的铜损。
另外，在向输电线圈31以及受电线圈32供给异物检测用电力来检测输电线圈31上的金属异物时，如图4所示，也可以切断受电线圈32与整流器40的电连接(释放受电线圈32的输出端子，或者在受电线圈32上仅连接并联电容器34，不连接整流器40、负载)。
这样，由于受电线圈32从整流器40以及二次电池4分离，从馈电损耗中去除整流器40以及二次电池4带来的损耗量，所以在馈电损耗中所占的“源于金属异物的馈电损耗量”相对增大，源于金属异物的馈电损耗的检测灵敏度提高。
该情况下，异物检测器50的异物检测动作控制部53在向地面侧装置指示开始异物检测用电力的供给(图3的步骤4)之前，指示车辆侧释放受电线圈32的输出端。在开始了异物检测用电力的供给之后，从车辆侧获取受电线圈32的输出电压V2以及输出电流I2，使受电线圈输出电力计算部55计算受电线圈32的输出电力(图3的步骤6)。
(第2实施方式)
图5示意地表示本发明的第2实施方式所涉及的移动体用非接触馈电装置。在该装置中，在车辆停在发射线圈31的上方之前，通过异物 检测器50检测发射线圈31上的金属异物100，并通过异物去除装置70去除。
异物检测器50的构成与第1实施方式(图2)相同，但仅不进行受电线圈输出电力计算部55的作业这一点不同。
图6表示该异物检测器50的动作流程。
预先测定在输电线圈31上不存在金属异物的状态下的标准值Ps，并记录于存储部57(步骤21)。
若进行非接触馈电的车辆接近，则指示地面侧装置开始异物检测用电力的供给(步骤22)。
获取逆变器20的输出电压VIN和输出电流IIN，计算输电线圈31的输入电力PIN(＝VIN×IIN)(步骤23)，并对其持续恒定时间(步骤24)，计算输电线圈31的平均输入电力PIN0(步骤25)。
另外，根据预先获取的输电线圈31的绕线电阻(r1)和IIN来计算输电线圈31的铜损Pc1(＝r1×IIN2)(步骤26)，并根据预先获取的输电线圈31的铁损参数和VIN来计算输电线圈31的铁损的估计值(Pf1)(步骤27)。
接下来，求出测定值(PIN0－Pc1－Pf1)，计算该值与标准值Ps的差值(步骤28)。若差值的绝对值超过阈值(步骤29：是)，则向异物去除装置70发出异物检测信号(步骤30)。从异物去除装置70接受到了异物去除完成的信息后(步骤31)，若确认车辆停在了输电线圈31的上方(步骤32)，则指示地面侧装置开始馈电用电力的供给(步骤33)。另外，若在步骤29中，差值的绝对值在阈值以下(步骤29：否)，则移至步骤32，确认到车辆向输电线圈31上的停车，指示地面侧装置开始馈电用电力的供给。
此外，在步骤29中，也可以替代将差值与阈值比较进行，而将(差值/Ps)与阈值进行比较。
这样，在该移动体用非接触馈电装置中，由于从输电线圈的输入电力PIN0去除由铜损、铁损引起的损耗量，所以相对于输入电力PIN0的“源 于金属异物的损耗量”相对增大，对金属异物的检测灵敏度提高。
另外，在该移动体用非接触馈电装置中，由于在车辆被开到输电线圈31上之前检测金属异物，并去除，所以即使在异物检测时产生了起火、冒烟，也几乎不会给车辆带来影响。
另外，与第1实施方式相比，到异物检测的处理程序较少，所以其实施容易。
另外，在该移动体用非接触馈电装置中，由于仅使用输电线圈进行异物检测，所以与第1实施方式的装置相比，有能够排除源于输电线圈与受电线圈的位置偏移的测定误差这样的优点。
此外，这里，从输电线圈的输入电力PIN0去除铜损以及铁损，但也可以仅去除计算容易的铜损。
另外，也可以不去除铜损以及铁损，而根据发射线圈31的平均输入电力PIN0与其标准值的差值来检测金属异物。
(第3实施方式)
在本发明的第3实施方式中，对异物去除装置70的构成进行说明。
图7所示的异物去除装置具备：一个盖部件81，其覆盖输电线圈31的上表面；枢轴支承机构82，其在输电线圈31的侧缘位置枢轴支承盖部件81；以及旋转驱动装置83，若被从异物检测器50输入异物检测信号，则其使被枢轴支承的盖部件81旋转规定角度。
枢轴支承机构82按照能够使盖部件81以与输电线圈31上表面平行的轴线为中心旋转的方式枢轴支承盖部件81。
盖部件81由非磁性且非导电性并且机械强度强的强化树脂等材料形成。通常状态的盖部件81以与输电线圈31的上表面平行的状态覆盖输电线圈31的上表面。
若从检测到了盖部件81上的金属异物100的异物检测器50输入异物检测信号，则旋转驱动装置83使盖部件81以与输电线圈31上表面平行的轴线为中心旋转。盖部件81的最大旋转角度被设定为大约30°。
若盖部件81通过该旋转倾斜，则金属异物100通过重力的作用而从盖部件81滑落。
旋转驱动装置83使没有了金属异物100的盖部件81返回至覆盖输电线圈31的通常的状态，并向异物检测器50传达异物去除完成。
该异物去除装置的倾斜的盖部件81的最高位置变得比较高。因此，若车辆停在输电线圈31的上方，则存在倾斜的盖部件81的前端与车辆的底面抵接的问题。因此，该异物去除装置适合在车辆进入非接触馈电位置之前进行异物检测的第2实施方式的移动体用非接触馈电装置(图5)中使用。
图8示出了利用两个分割盖部件811、812构成盖部件、且将枢轴支承机构82设于各个分割盖部件811、812的异物去除装置。
若从异物检测器50输入异物检测信号，则旋转驱动装置83分别使两个分割盖部件811、812以与输电线圈31上表面平行的轴线为中心旋转。
在该装置中，由于分割有盖部件811、812，所以倾斜的分割盖部件811、812的最高位置不会很高。因此，在车辆进入非接触馈电位置进行异物检测的第1实施方式的移动体用非接触馈电装置(图1)中也能够使用。
此外，这里，使用两个分割盖，但盖部件的分割数也可以为三个以上。
图9示出了具备空气压缩机84的异物去除装置。若从异物检测器50输入异物检测信号，则空气压缩机84向输电线圈31与受电线圈32的空隙吹送高速的空气，吹走输电线圈31上的金属异物100。
图10示出了利用树脂制的传送带85的异物去除装置。该传送带85以其一面覆盖输电线圈31的上表面并循环的方式被驱动辊86以及从动辊87的辊对进行支承。若从检测到了置于传送带85上的金属异物的异物检测器50输入异物检测信号，则驱动辊86旋转，从而使传送带85循环，直至覆盖输电线圈31的上表面的传送带85的面翻面。利用该循 环，传送带85上的金属异物被去除。
图11示出了具备用于擦拭输电线圈31的上表面的两根刮板部件88的异物去除装置。各刮板部件88的一端固定在配置于收纳了输电线圈31的壳体310的对角位置的驱动轴89上，如图11(b)的剖视图所示，旋转该驱动轴89的马达90被配置于壳体310内的比遮挡板312(用于防止在铁氧体磁芯311上缠绕电线而构成的输电线圈31的漏磁通绕到下方。)靠下方的空间。
若从检测到了输电线圈31的壳体310上的金属异物100(图11(a))的异物检测器50输入异物检测信号，则如图11(c)所示，马达90分别使两根刮板部件88旋转90°。通过两根刮板部件88的旋转，输电线圈31上的壳体310面全部被擦拭，输电线圈31上的金属异物100被去除。
这样，若从异物检测器50输入异物检测信号，则异物去除装置70以各种方式去除了金属异物100之后，向异物检测器50传达完成异物去除。
此外，这里，对使异物检测器50的异物检测信号直接输入至异物去除装置70，异物去除装置70进行动作的情况进行了说明，但也可以是基于异物检测器50的异物检测信号，在显示器等上显示提醒注意的信息，收到该信息的地面装置的管理者或者车辆的驾驶员操作异物去除装置70的方式。
另外，还可以基于检测到了异物的异物检测器50的异物检测信号，使地面侧装置停止向输电线圈的电力供给，并持续显示异物检测警报(灯显示、警报音)。
另外，也可以在异物检测器50检测到异物并停止了向输电线圈的电力供给的情况下，每经过恒定时间就向输电线圈供给异物检测用电力，反复进行异物检测器50的异物检测动作，并在未检测到异物的时刻，将向输电线圈的电力供给切换为馈电用电力。这样，能够在确认了没有异物的情况下进行向移动体的非接触馈电。
另外，也可以在异物去除装置70去除了异物并将异物去除完成传 达给了异物检测器50的情况下，异物检测器50进行异物检测动作，在确认了检测不到异物的情况下进行向输电线圈供给馈电用电力。
如上所述，本发明的移动体用非接触馈电装置能够高精度地检测输电线圈上存在的金属异物，并将其去除。因此，能够避免向移动体进行非接触馈电时的、由金属异物引起的事故、馈电动作的停滞，能够进行安全稳定的非接触馈电。
产业上的可利用性
本发明的移动体用非接触馈电装置能够避免因金属异物引起的事故，进行安全稳定的非接触馈电，能够广泛地应用于电动汽车、插电式混合动力汽车、运输车、移动机器人等多种移动体的非接触馈电。
附图标记说明
1发动机，2马达，3逆变器，4二次电池，5日本商用电源，10高功率因数整流器，20逆变器，31输电线圈，32受电线圈，33一次侧串联电容器，34二次侧并联谐振电容器，40整流器，50异物检测器，51对车辆通信部，52对地面装置通信部，53异物检测动作控制部，54输电线圈输入电力计算部，55受电线圈输出电力计算部，56异物判定部，57存储部，58铁损计算部，59铜损计算部，70异物去除装置，81盖部件，82枢轴支承机构，83旋转驱动装置，84空气压缩机，85传送带，86驱动辊，87从动辊，88刮板部件，89驱动轴，90马达，100金属异物，310壳体，311铁氧体磁芯，312遮挡板，571铁损参数存储区域，572铜损参数存储区域，811分割盖部件，812分割盖部件。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
所述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值是向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述受电线圈的输出电力设为PL0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述受电线圈的铜损设为Pc2时，所述异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2)表示的值作为所述标准值以及测定值。
2.(删除)
3.(修改后)一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
该移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值是向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述受电线圈的输出电力设为PL0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述受电线圈的铜损设为Pc2、将所述输电线圈的铁损设为Pf1、将所述受电线圈的铁损设为Pf2时，所述异物检测单元使用以(PIN0－PL0－Pc1－Pc2－Pf1－Pf2)表示的值作为所述标准值以及测定值。
4.(修改后)根据权利要求1或者3所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
当向所述输电线圈供给所述异物检测用电力时，切断所述受电线圈与后续的整流器的连接。
5.(修改后)一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
所述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值是向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
向不与所述受电线圈对置的所述输电线圈供给所述异物检测用电力，在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1时，所述异物检测单元使用以(PIN0－Pc1)表示的值作为所述标准值以及测定值。
6.(删除)
7.(修改后)一种移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
该移动体用非接触馈电装置具备输电线圈和隔着间隙与该输电线圈对置的受电线圈，所述输电线圈设置于地面侧，所述受电线圈设置于移动体侧，并通过电磁感应从所述输电线圈向所述受电线圈进行馈电，
所述移动体用非接触馈电装置具备异物检测单元，该异物检测单元计算标准值与测定值的差值，并基于所述差值来检测在所述输电线圈上有无金属异物，并在检测到所述金属异物时输出异物检测信号，所述标准值是在所述输电线圈上不存在金属异物的状态下向所述输电线圈供给异物检测用电力而预先求出的，所述测定值是向所述输电线圈供给所述异物检测用电力而求出的，
向不与所述受电线圈对置的所述输电线圈供给所述异物检测用电力，在将所述输电线圈的输入电力设为PIN0、将所述输电线圈的铜损设为Pc1、将所述输电线圈的铁损设为Pf1时，所述异物检测单元使用以(PIN0－Pc1－Pf1)表示的值作为所述标准值以及测定值。
8.(修改后)根据权利要求1、3、5或者7所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物检测用电力为额定馈电电力的20％以下。
9.(修改后)根据权利要求1、3、5或者7所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
还具备异物去除单元，该异物去除单元接受到了所述异物检测单元检测到金属异物后，从所述输电线圈上去除所述金属异物。
10.根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备：非磁性并且非导电性的盖部件，其覆盖所述输电线圈的上表面；枢轴支承单元，其在所述输电线圈的侧缘位置按照能够使所述盖部件以与所述输电线圈的上表面平行的轴线为中心旋转规定角度的方式枢轴支承所述盖部件；以及旋转驱动单元，其接受到了检测到金属异物后，使所述盖部件以所述轴线为中心旋转规定角度。
11.根据权利要求10所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述盖部件由分开覆盖所述输电线圈的上表面的多个分割盖部件构成，且所述枢轴支承单元被设置在各个所述分割盖部件中，接受到了检测到金属异物后，所述旋转驱动单元使全部所述分割盖部件旋转。
12.根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备空气压缩机，该空气压缩机接受到了检测到金属异物后，向所述输电线圈与所述受电线圈的空隙吹送高速的空气。
13.根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备树脂制的传送带和以能够使该传送带循环的方式对该传送带进行支承的驱动辊以及从动辊的辊对，所述辊对以循环的所述传送带的一面覆盖所述输电线圈的上表面的方式支承该传送带，接受到了检测到金属异物后，所述驱动辊使所述传送带循环来更新覆盖所述输电线圈的上表面的所述传送带的面。
14.根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
所述异物去除单元具备擦拭所述输电线圈的上表面的刮板部件和驱动所述刮板部件的刮板驱动单元，所述刮板驱动单元接受到了检测到金属异物后，驱动所述刮板部件并通过所述刮板部件擦拭所述输电线圈的上表面。
15.(修改后)根据权利要求1、3、5或者7所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
基于所述异物检测单元输出的所述异物检测信号，停止向所述发射线圈供给所述异物检测用电力并显示异物检测警报。
16.根据权利要求15所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
每经过预先设定的时间就对停止了所述异物检测用电力的供给的所述发射线圈供给所述异物检测用电力，所述异物检测单元反复检测所述输电线圈上的金属异物，并在所述异物检测单元未检测到金属异物时向所述发射线圈供给馈电用电力。
17.根据权利要求9所述的移动体用非接触馈电装置，其特征在于，
从所述输电线圈的上表面去除了金属异物的所述异物去除单元向所述异物检测单元通知从所述输电线圈的上表面去除了金属异物的主旨，接受了通知的所述异物检测单元检测所述输电线圈上的金属异物，并在未检测到金属异物时向所述发射线圈供给馈电用电力。