JP2015089187A - 非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器を提供すること。
【解決手段】非接触電力伝送装置１０は、交流電力を出力する交流電源１２及び当該交流電力が入力される１次側コイル１３ａを有する送電機器１１と、１次側コイル１３ａに入力される交流電力を非接触で受電可能な２次側コイル２３ａ及び車両用バッテリ２２を有する受電機器２１を備えている。ここで、非接触電力伝送装置１０は、２次側コイル２３ａによって受電される交流電力の電力値である実受電電力値Ｐ２を測定する２次側測定部２５と、２次側測定部２５の測定結果に基づいて、交流電源１２から出力される交流電力の電力値である送電電力値Ｐ１を制御する電源コントローラ１５とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器に関する。

非接触で電力伝送を行う非接触電力伝送装置として、例えば、交流電力を出力する交流電源、及び、交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器と、１次側コイルから非接触で交流電力を受電可能な２次側コイルを有する受電機器とを備えているものが知られている（例えば特許文献１参照）。かかる非接触電力伝送装置では、例えば１次側コイルと２次側コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に非接触で交流電力が伝送される。当該交流電力は、受電機器に設けられた負荷としてのバッテリの充電に用いられる。

また、特許文献２には、送電電力の電力値と受電電力の電力値との比率である伝送効率を算出し、当該伝送効率に基づいて、整流効率が高くなるよう送電電力の電力値を制御する非接触電力伝送装置について記載されている。

特開２００９−１０６１３６号公報 特開２０１２−１９１７９６号公報

非接触電力伝送装置においては、負荷に入力される電力値を目標値に近づけることが求められる場合がある。
ここで、伝送効率が閾値以上であっても、負荷に入力される電力値が目標値よりも小さくなる場合がある。このため、伝送効率が閾値以上であることと、負荷に入力される電力値が目標値に近づくこととは、必ずしも対応するわけではない。よって、上記のように伝送効率に基づいて整流効率が高くなるよう送電電力の電力値を制御する構成では、負荷に入力される電力値を目標値にすることができない場合がある。

また、特許文献２には、受電電力の電力値が大きくなるほど整流効率が高くなることが記載されている。この場合、整流効率が最適となる送電電力の電力値と、負荷に入力される電力値が目標値となる送電電力の電力値とは必ずしも一致しない。例えば、整流効率が最適となる送電電力の電力値が、負荷に入力される電力値が目標値となる送電電力の電力値よりも大きくなる場合がある。この場合、負荷に過剰な電力が入力されることとなり、電力損失及び負荷の負担増加などが懸念される。

以上のことから、負荷に入力される電力値を目標値に近づける構成については未だ改善の余地がある。
本発明の目的は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器を提供することである。

上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、負荷と、前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を測定する２次側測定部とを備え、前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合の前記所定の位置の電力値を特定値とすると、前記非接触電力伝送装置は、前記２次側測定部によって測定された電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力の電力値が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記交流電源を制御する電源制御部を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、負荷に入力される電力値に密接に関連するパラメータである、２次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値が、２次側測定部によって測定される。そして、２次側測定部によって測定された電力値が、目標値に対応させて設定された特定値よりも小さい場合、交流電源から出力される交流電力の電力値が上限値以下の範囲内で大きくなるよう制御することにより、交流電源の負担が過度にならない範囲内で２次側測定部によって測定された電力値を特定値に近づけることができる。これにより、負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる。

上記非接触電力伝送装置について、前記２次側測定部は、前記所定の位置の電力値として、前記２次側コイルよって受電される交流電力の電力値を測定するものであるとよい。かかる構成によれば、１次側コイル及び２次側コイルの相対位置の変動に伴って各コイル間の伝送効率が変動して２次側コイルによって受電される交流電力の電力値が変動する場合であっても、２次側コイルによって受電される交流電力の電力値を精度よく把握できる。よって、１次側コイル及び２次側コイルの相対位置が変動する場合であっても、２次側コイルによって受電される交流電力の電力値を特定値に好適に近づけることができる。

上記非接触電力伝送装置について、前記電力伝送経路上に設けられ、前記２次側コイルによって受電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部を備え、前記負荷には、前記ＡＣ／ＤＣ変換部によって変換された前記直流電力が入力され、前記２次側測定部は、前記所定の位置の電力値として前記直流電力の電力値を測定するものであるとよい。かかる構成によれば、負荷に入力される直流電力の電力値を測定し、その測定結果に基づいて交流電源の制御を行うことにより、負荷に入力される電力値を直接的に制御することができる。これにより、負荷に入力される電力値の制御の精度向上を図ることができる。なお、本構成においては、目標値と特定値とは同一である。

上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイル及び負荷を有する受電機器の前記２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能なものであって、前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合において、前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を特定値とすると、前記送電機器は、前記電力伝送経路上の前記所定の位置の電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記交流電源を制御する電源制御部を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、負荷に入力される電力値に密接に関連するパラメータである、２次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値が、目標値に対応させて設定された特定値よりも小さい場合、交流電源から出力される交流電力の電力値が上限値以下の範囲内で大きくなるよう制御される。これにより、交流電源の負担が過度にならない範囲内で２次側測定部によって測定された電力値を特定値に近づけることができる。よって、負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる。

上記目的を達成する受電機器は、交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源、及び、前記交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能なものであって、前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、負荷と、前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を測定する２次側測定部と、を備え、前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合の前記所定の位置の電力値を特定値とすると、前記２次側測定部によって測定された電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力の電力値が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記送電機器に指示する指示部と、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、負荷に入力される電力値に密接に関連するパラメータである、２次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値が、２次側測定部によって測定される。そして、２次側測定部によって測定された電力値が、目標値に対応させて設定された特定値よりも小さい場合、交流電源から出力される交流電力の電力値が上限値以下の範囲内で大きくなるよう送電機器に指示することにより、交流電源の負担が過度にならない範囲内で２次側測定部によって測定された電力値を特定値に近づけることができる。これにより、負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる。

この発明によれば、負荷に入力される電力値を目標値に好適に近づけることができる。

送電機器、受電機器及び非接触電力伝送装置の概要を模式的に示す斜視図。 非接触電力伝送装置の電気的構成を示すブロック図。 車両コントローラにて実行される受電側電力制御処理のフローチャート。

以下、送電機器（送電装置）、受電機器（受電装置）及び非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）の一実施形態について説明する。
図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、非接触で電力伝送が可能な送電機器１１（地上側機器、１次側機器）及び受電機器２１（車両側機器、２次側機器）を備えている。送電機器１１は地上に設けられており、受電機器２１は車両Ｃに搭載されている。

送電機器１１は、予め定められた周波数の交流電力を出力可能な交流電源１２を備えている。交流電源１２は、インフラとしての系統電源から系統電力が入力された場合に、当該系統電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を出力可能に構成されている。

また、交流電源１２は、当該交流電源１２から出力される交流電力の電力値が予め定められた可変範囲（Ｐ１ｍｉｎ〜Ｐ１ｍａｘ）内にて可変（変更可能）となるよう構成されている。詳細には、図２に示すように、交流電源１２は、系統電力を直流電力に変換するものであって当該直流電力の電力値を変更可能な第１変換部１２ａと、第１変換部１２ａによって変換された直流電力を、予め定められた周波数の交流電力に変換する第２変換部１２ｂと、を備えている。第１変換部１２ａは、周期的にオンオフするスイッチング素子を有しており、当該スイッチング素子のオンオフのデューティ比を可変制御することにより、直流電力の電力値を可変させる。よって、交流電源１２から出力される交流電力の電力値は可変（変更可能）となっている。

上記可変範囲は、交流電源１２が正常に動作する範囲であり、例えば交流電源１２の定格範囲である。実際には、交流電源１２は、上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きい電力値の交流電力を出力可能であるが、上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きい電力値の交流電力を出力すると、交流電源１２に付与される負担が過度に大きくなり、交流電源１２が正常に動作しない場合が生じ得る。

交流電源１２から出力された交流電力は、非接触で受電機器２１に伝送され、受電機器２１に設けられた負荷としての車両用バッテリ２２の充電に用いられる。具体的には、非接触電力伝送装置１０は、送電機器１１及び受電機器２１間の電力伝送を行うものとして、送電機器１１に設けられた送電器１３と、受電機器２１に設けられた受電器２３とを備えている。

送電器１３及び受電器２３は同一の構成となっており、両者は磁場共鳴可能に構成されている。詳細には、送電器１３は、１次側コイル１３ａと、当該１次側コイル１３ａに対して直列又は並列に接続された１次側コンデンサとを有する共振回路を備えている。受電器２３は、２次側コイル２３ａと、当該２次側コイル２３ａに対して直列又は並列に接続された２次側コンデンサとを有する共振回路を備えている。両共振回路の共振周波数は同一に設定されている。

かかる構成によれば、送電器１３及び受電器２３の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電器１３（１次側コイル１３ａ）に入力された場合、送電器１３と受電器２３（２次側コイル２３ａ）とが磁場共鳴する。これにより、受電器２３は送電器１３からのエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器２３は、送電器１３から交流電力を受電する。

ちなみに、交流電源１２から出力される交流電力の周波数は、送電器１３及び受電器２３間にて電力伝送が可能となるよう、送電器１３及び受電器２３の共振周波数に対応させて設定されている。例えば、交流電力の周波数は、送電器１３及び受電器２３の共振周波数と同一に設定されている。なお、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で、交流電力の周波数と、送電器１３及び受電器２３の共振周波数とがずれていてもよい。

図１に示すように、交流電源１２は、車両Ｃが駐車される駐車スペースＳ付近に配置されており、送電器１３は駐車スペースＳに配置されている。そして、受電器２３は、送電器１３と対向配置可能な位置、詳細には車両Ｃの底部に配置されている。車両Ｃが駐車スペースＳに配置されている状況において、送電器１３と受電器２３とが対向配置し、送電器１３と受電器２３とは磁場共鳴可能となる。

また、図２に示すように、送電機器１１は、交流電源１２から出力される交流電力の電力値を測定する１次側測定部１４を備えている。１次側測定部１４は、交流電源１２から送電器１３に向かう交流電力の電力値を測定し、その測定結果を、送電機器１１に設けられた電源コントローラ１５に送信する。これにより、電源コントローラ１５は、交流電源１２から出力される交流電力の電力値を把握可能となっている。なお、本実施形態では、電源コントローラ１５が電源制御部に対応する。

図２に示すように、受電機器２１は、受電器２３から車両用バッテリ２２に向けて電力が伝送される電力伝送経路ＥＬを備えており、当該電力伝送経路ＥＬ上には、受電器２３によって受電された交流電力を直流電力に変換（整流）するＡＣ／ＤＣ変換部としての整流器２４が設けられている。整流器２４によって整流された直流電力が車両用バッテリ２２に入力されることによって、車両用バッテリ２２が充電される。

受電機器２１は、電力伝送経路ＥＬ上の所定の位置の電力値を測定するものとして２次側測定部２５を備えている。２次側測定部２５は、受電器２３によって受電される交流電力の電力値を測定し、その測定結果を、受電機器２１に設けられた車両コントローラ２６に送信する。これにより、車両コントローラ２６は、受電器２３によって受電される交流電力の電力値を把握可能となっている。なお、受電器２３によって受電される交流電力の電力値とは、受電器２３（又は２次側コイル２３ａ）の出力端の位置の電力値であるとも言える。また、本実施形態では、車両コントローラ２６が指示部に対応する。

ちなみに、以降の説明において、交流電源１２から出力される交流電力を送電電力とし、受電器２３によって受電される交流電力を受電電力とする。そして、１次側測定部１４によって測定される送電電力の電力値を送電電力値Ｐ１とし、２次側測定部２５によって測定される受電電力の電力値を実受電電力値Ｐ２とする。

送電機器１１は、無線通信を行うための通信部１６を備えており、電源コントローラ１５は、通信部１６を介して無線通信可能である。同様に、受電機器２１は、無線通信を行うための通信部２７を備えており、車両コントローラ２６は、通信部２７を介して電源コントローラ１５と無線通信可能である。このため、各コントローラ１５，２６は、各通信部１６，２７を介して互いに無線通信可能となっており、無線にて情報のやり取りを行うことができる。

ここで、車両用バッテリ２２の充電に適した直流電力の電力値を目標値Ｐａとし、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が目標値Ｐａとなっている場合に２次側測定部２５によって測定される実受電電力値Ｐ２を特定値Ｐｔとする。

本実施形態では、整流器２４にて損失が発生する関係上、目標値Ｐａと特定値Ｐｔとは異なっている。つまり、特定値Ｐｔは、目標値Ｐａよりも、整流器２４における損失分だけ小さい値である。なお、整流器２４の損失とは、交流電力を直流電力に変換する際に発生する変換損失である。例えば整流器２４としてダイオード等の半導体素子が用いられている場合には、変換損失には、当該半導体素子に係る電力損失が含まれる。

なお、送電電力値Ｐ１、実受電電力値Ｐ２（例えば特定値Ｐｔ）は、例えば平均値、有効値、実効値等を用いるとよい。
かかる構成において、送電器１３及び受電器２３が電力伝送可能な位置に配置された場合、各コントローラ１５，２６は、送電器１３及び受電器２３間で電力伝送が可能であることを確認し、電力伝送を行うペアであることを認証するペアリング処理を実行する。そして、上記ペアリング処理が実行された後、非接触電力伝送装置１０は、各コントローラ１５，２６間で情報のやりとりを行いながら、車両用バッテリ２２の充電を行う。

この場合、各コントローラ１５，２６はそれぞれ、車両用バッテリ２２の充電開始時及び充電中、実受電電力値Ｐ２を特定値Ｐｔに近づける（好ましくは一致させる）ための電力制御処理を実行する。

ここで、車両コントローラ２６にて実行される受電側電力制御処理について説明する。当該受電側電力制御処理は、車両用バッテリ２２の充電開始時に実行されるとともに、充電中に、予め定められた周期で定期的に実行される。

ちなみに、車両コントローラ２６は、受電側電力制御処理の実行する前段階（例えばペアリング処理）において、上限値Ｐ１ｍａｘに関する情報を、電源コントローラ１５から取得しておく。

図３に示すように、車両コントローラ２６は、まずステップＳ１０１にて、電源コントローラ１５に対して送電電力値Ｐ１を指示するための指示値Ｐｒを、特定値Ｐｔに設定する。なお、ここの指示値Ｐｒは、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘ以下となるように設定されている。

そして、ステップＳ１０２では、車両コントローラ２６は、無線にて、設定された指示値Ｐｒに関する情報である指示値情報を電源コントローラ１５に送信する。
電源コントローラ１５は、上記指示値情報を受信したことに基づいて、送電電力値Ｐ１が上記指示値情報の指示値Ｐｒと一致するように１次側測定部１４の測定結果に基づいて交流電源１２を制御する。

その後、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０３にて、指示値Ｐｒを送信してから予め定められた待機時間が経過するまで待機する。本実施形態では、待機時間は、電源コントローラ１５が指示値情報を受信してから送電電力値Ｐ１の制御を行うのに要する時間よりも長く設定されている。

指示値Ｐｒを送信してから待機時間が経過した場合、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０４にて、２次側測定部２５の測定結果を用いて実受電電力値Ｐ２を把握する。続く、ステップＳ１０５では、車両コントローラ２６は、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致しているか否かを判定する。

ここで、送電器１３及び受電器２３の相対位置によっては、送電器１３から受電器２３への電力伝送において、無視できない損失が発生し得る。よって、指示値Ｐｒが特定値Ｐｔに設定され、且つ、電源コントローラ１５によって、送電電力値Ｐ１が指示値Ｐｒと一致するように制御された場合であっても、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致しない場合が生じ得る。

実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致している場合には、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が目標値Ｐａと一致していることを意味する。この場合、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０７に進み、現在設定されている指示値Ｐｒを確定させて本処理を終了する。指示値Ｐｒが確定された場合、車両コントローラ２６は、次の受電側電力制御処理を実行するまで、指示値Ｐｒを変更することなく、確定された指示値Ｐｒを維持する。

一方、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致していない場合、送電器１３から受電器２３への電力伝送の際の損失によって、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さくなっていることを意味する。この場合、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０５を否定判定し、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、車両コントローラ２６は、現在設定されている指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘと一致しているか否かを判定する。

現在設定されている指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘと一致している場合、指示値Ｐｒを上げる余地がないことを意味する。この場合、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０７に進み、現在設定されている指示値Ｐｒを確定させて本処理を終了する。

一方、現在設定されている指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘと一致していない場合、指示値Ｐｒを上げる余地があることを意味する。この場合、車両コントローラ２６は、ステップＳ１０８にて、指示値Ｐｒを変更（更新）する処理を実行する。詳細には、車両コントローラ２６は、現在設定されている指示値Ｐｒよりも予め定められた特定量αだけ大きくなるよう指示値Ｐｒを更新する。この場合、現在設定されている指示値Ｐｒに対して特定量αを加算した結果、更新された指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなった場合（Ｐｒ＞Ｐ１ｍａｘ）には、指示値Ｐｒを上限値Ｐ１ｍａｘに設定する（Ｐｒ＝Ｐ１ｍａｘ）。すなわち、車両コントローラ２６は、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合には、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘ以下の範囲内で大きくなるよう当該指示値Ｐｒを更新するものである。

車両コントローラ２６は、ステップＳ１０８の処理の実行後は、ステップＳ１０２に戻り、再度ステップＳ１０２以降の処理を実行する。これにより、更新された指示値Ｐｒに関する指示値情報が電源コントローラ１５に送信され、再度実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致しているか否かの判定処理等が行われる。すなわち、（Ａ）実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致する、（Ｂ）指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘと一致する、のいずれか一方の条件が成立するまで、指示値Ｐｒの更新が行われる。

ここで、上記指示値Ｐｒの更新に係る処理（ステップＳ１０８）にて説明した通り、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなることはない。このため、ステップＳ１０６の判定処理は、指示値Ｐｒが、上限値Ｐ１ｍａｘと一致しているか上限値Ｐ１ｍａｘ未満であるかの判定処理であるとも言える。

次に本実施形態の作用について説明する。
まず指示値Ｐｒとして特定値Ｐｔが設定される。これにより、送電電力値Ｐ１が特定値Ｐｔとなる。この場合、送電器１３及び受電器２３の相対位置によっては、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さくなる。実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合には、指示値Ｐｒを大きくし、送電電力値Ｐ１が大きくなるようにする。そして、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致すると、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致している状態が維持される。

一方、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致することなく、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘとなった場合、すなわち、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さく、且つ、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘである場合には、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘとなった状態が維持される。

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）非接触電力伝送装置１０の送電機器１１は、交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源１２を備えている。また、非接触電力伝送装置１０の受電機器２１は、受電器２３（２次側コイル２３ａ）から車両用バッテリ２２に向けて電力が伝送される電力伝送経路ＥＬ上の所定の位置（詳細には受電器２３の出力端の位置）の電力値である実受電電力値Ｐ２を測定する２次側測定部２５を備えている。車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が目標値Ｐａとなる場合の受電器２３の出力端の位置の電力値を特定値Ｐｔとする。この場合、非接触電力伝送装置１０の電源コントローラ１５は、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合、交流電源１２から出力される交流電力の電力値である送電電力値Ｐ１が予め定められた上限値Ｐ１ｍａｘ以下の範囲内で大きくなるように交流電源１２を制御する。

これにより、送電器１３及び受電器２３の相対位置の変動に起因して伝送効率が変動した場合であっても、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を目標値Ｐａに近づけることができる。また、送電電力値Ｐ１は上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくならないよう規制されている。これにより、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなることによって交流電源１２に過度な負担が付与されることを回避できる。

（２）詳細には、受電機器２１の車両コントローラ２６は、２次側測定部２５によって測定された実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘ以下の範囲内で大きくなるように送電機器１１に対して指示する。具体的には、車両コントローラ２６は、上限値Ｐ１ｍａｘ以下に設定された指示値Ｐｒが含まれた指示値情報を送電機器１１の電源コントローラ１５に送信する。電源コントローラ１５は、送電電力値Ｐ１が指示値情報に含まれた指示値Ｐｒに近づくよう交流電源１２を制御する。これにより、車両コントローラ２６が、電源コントローラ１５と協同して、送電電力値Ｐ１が特定値Ｐｔに近づくように交流電源１２を制御することができる。

（３）２次側測定部２５は、２次側コイル２３ａによって受電される交流電力の電力値である実受電電力値Ｐ２を測定する。これにより、送電器１３及び受電器２３間の伝送効率の変動に起因して実受電電力値Ｐ２が変動する場合であっても、実受電電力値Ｐ２を精度よく把握することができる。よって、送電器１３及び受電器２３の相対位置が変動する場合であっても、実受電電力値Ｐ２を特定値Ｐｔに好適に近づけることができる。

（４）車両コントローラ２６は、指示値Ｐｒが上限値Ｐ１ｍａｘである場合、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合であっても、指示値Ｐｒを上限値Ｐ１ｍａｘに設定する。この場合、電源コントローラ１５は、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合であっても、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘである状態を維持する。これにより、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなることを回避できるため、交流電源１２に過度な負担が付与されることを回避できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ ２次側測定部２５は、電力伝送経路ＥＬ上の所定の位置の電力値として、車両用バッテリ２２の入力端の位置の電力値を測定してもよい。すなわち、２次側測定部２５は、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を測定してもよい。この場合、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値と目標値Ｐａとの比較を直接的に行うことができ、それを通じて、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を目標値Ｐａに好適に近づけることができる。なお、本別例においては、特定値Ｐｔと目標値Ｐａとは同一である。

○ 実施形態では、目標値Ｐａは一定であったが、これに限られず、例えば車両用バッテリ２２の充電状態（ＳＯＣ）や系統電源からの電力供給状態に応じて、目標値Ｐａを可変にしてもよい。この場合、車両コントローラ２６は、目標値Ｐａを可変にすることに伴い特定値Ｐｔを可変にするとよい。なお、系統電源からの電力供給状態とは、例えば系統電源が供給可能な系統電力の電力値等が考えられる。また、車両コントローラ２６が特定値可変部に対応する。

○ 実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも大きい場合に、送電電力値Ｐ１が下限値Ｐ１ｍｉｎ以上の範囲内で実受電電力値Ｐ２が小さくなるように指示値Ｐｒを変更してもよい。なお、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも大きい場合とは、例えば目標値Ｐａが小さくなるように変更されたことに伴って特定値Ｐｔが小さくなった場合等が考えられる。

○ 電源コントローラ１５は、指示値情報を受信した場合に、送電電力値Ｐ１の制御を行う前段階にて、当該指示値情報に対応する指示値Ｐｒと、現状の送電電力値Ｐ１とを比較してもよい。この場合、電源コントローラ１５は、指示値Ｐｒと現状の送電電力値Ｐ１とが一致している場合には、送電電力値Ｐ１を変更しない一方、指示値Ｐｒと送電電力値Ｐ１とが一致していない場合には、送電電力値Ｐ１の制御を行ってもよい。

○ 電源コントローラ１５は、指示値情報を受信した場合に、１次側測定部１４の測定結果に基づいて、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘ以下となっていることを確認してもよい。これにより、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなる事態を、より好適に回避できる。

○ 電源コントローラ１５は、交流電源１２内の電力損失を考慮して、送電電力値Ｐ１が指示値Ｐｒとなるようにフィードバック制御を行う構成であってもよい。
○ 電力制御処理の具体的な構成は、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘ以下の範囲内で、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔに近づく（又は車両用バッテリ２２の入力電力値が目標値Ｐａに近づく）ように交流電源１２を制御することができれば、実施形態のものに限られず任意である。

○ 指示値Ｐｒとして、上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きい値は設定されない構成であったが、これに限られず、指示値Ｐｒとして上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きい値が設定され得る構成であってもよい。この場合、電源コントローラ１５は、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくならないように交流電源１２を制御することにより、送電電力値Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘよりも大きくなることを回避できる。

○ ２回目以降の受電側電力制御処理においては、ステップＳ１０１において、指示値Ｐｒとして、前回の受電側電力制御処理において確定された指示値Ｐｒを設定してもよい。これにより、２回目以降の受電側電力制御処理の処理負荷の軽減を図ることができる。

○ 車両コントローラ２６は、ステップＳ１０１にて、指示値Ｐｒとして、送電器１３と受電器２３との相対位置が予め定められた基準位置となっている場合に２次側測定部２５によって特定値Ｐｔが測定できる値を設定してもよい。特定値Ｐｔが測定できる値とは、送電器１３と受電器２３との相対位置が予め定められた基準位置に配置されている場合における交流電源１２から整流器２４の入力端までの電力損失量を考慮した値である。

○ ステップＳ１０５において、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致しているか否かを判定することに代えて、実受電電力値Ｐ２が、特定値Ｐｔに対して所定のマージンが設定された許容範囲内にあるか否かを判定してもよい。

○ 実施形態では、負荷は車両用バッテリ２２であったが、これに限られず、任意である。例えば、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電部や、蓄電部以外のものであってもよい。この場合、目標値Ｐａは車両用バッテリ２２の充電に適した値に設定されていたが、これに限られず、負荷に対して入力されるのに適した値に設定されていればよい。

○ 整流器２４と車両用バッテリ２２との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。この場合、整流器２４とＤＣ／ＤＣコンバータとがＡＣ／ＤＣ変換部に対応する。要は、ＡＣ／ＤＣ変換部は、交流電力を直流電力に変換することができるものであれば、その具体的な構成は任意であり、電圧値変換が行えるものであってもよいし、直流電力を交流電力に逆変換する機能を有するものであってもよい。

○ 実施形態では、車両コントローラ２６は、指示値Ｐｒが含まれた指示値情報を電源コントローラ１５に送信する構成であったが、これに限られず、実受電電力値Ｐ２及び特定値Ｐｔに関する情報を送信する構成であってもよい。この場合、電源コントローラ１５は、実受電電力値Ｐ２及び特定値Ｐｔに関する情報を受信した場合に、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔと一致しているか否かを判定し、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔよりも小さい場合には、実受電電力値Ｐ２が特定値Ｐｔに近づくように交流電源１２を制御してもよい。つまり、車両コントローラ２６が、電源コントローラ１５に対して指示を出すことは必須ではない。

○ 実施形態では、送電器１３の共振周波数と受電器２３の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者を異ならせてもよい。
○ 実施形態では、送電器１３と受電器２３とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。

○ １次側コンデンサ及び２次側コンデンサを省略してもよい。この場合、各コイル１３ａ，２３ａの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
○ 実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。

○ 受電機器２１の搭載対象は任意である。例えば携帯電話、ロボット、又は電動車いす等に搭載されてもよい。
○ 送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する１次側結合コイルとを有してもよい。同様に、受電器２３は、２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する２次側結合コイルとを有してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）前記電力伝送経路上に設けられ、前記２次側コイルによって受電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部を備え、前記負荷には、前記ＡＣ／ＤＣ変換部によって変換された前記直流電力が入力され、前記特定値は、前記目標値よりも前記ＡＣ／ＤＣ変換部における損失分だけ減少した値である請求項２に記載の非接触電力伝送装置。

（ロ）前記負荷はバッテリであり、前記目標値は、前記バッテリの充電に適した電力値である請求項１〜３及び（イ）のうちいずれか一項に記載の非接触電力伝送装置。
（ハ）前記特定値を可変させる特定値可変部を備えている請求項１〜３、（イ）及び（ロ）のうちいずれか一項に記載の非接触電力伝送装置。

１０…非接触電力伝送装置、１１…送電機器、１２…交流電源、１３…送電器、１３ａ…１次側コイル、１４…１次側測定部、１５…電源コントローラ、２１…受電機器、２２…車両用バッテリ（負荷）、２３…受電器、２３ａ…２次側コイル、２４…整流器（ＡＣ／ＤＣ変換部）、２５…２次側測定部、２６…車両コントローラ、ＥＬ…電力伝送経路、Ｐａ…目標値、Ｐｔ…特定値、Ｐ１ｍａｘ…上限値。

Claims (5)

1. 交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、
   負荷と、
   を備えた非接触電力伝送装置において、
   前記非接触電力伝送装置は、前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を測定する２次側測定部を備え、
   前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合の前記所定の位置の電力値を特定値とすると、
   前記非接触電力伝送装置は、前記２次側測定部によって測定された電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力の電力値が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記交流電源を制御する電源制御部を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
2. 前記２次側測定部は、前記所定の位置の電力値として、前記２次側コイルよって受電される交流電力の電力値を測定するものである請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
3. 前記電力伝送経路上に設けられ、前記２次側コイルによって受電された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部を備え、
   前記負荷には、前記ＡＣ／ＤＣ変換部によって変換された前記直流電力が入力され、
   前記２次側測定部は、前記所定の位置の電力値として前記直流電力の電力値を測定するものである請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
4. 交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイル及び負荷を有する受電機器の前記２次側コイルに対して非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
   前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合において、前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を特定値とすると、
   前記送電機器は、前記電力伝送経路上の前記所定の位置の電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記交流電源を制御する電源制御部を備えていることを特徴とする送電機器。
5. 交流電力を出力するものであって、当該交流電力の電力値を変更可能な交流電源、及び、前記交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能な受電機器において、
   前記１次側コイルに入力される前記交流電力を非接触で受電可能な２次側コイルと、
   負荷と、
   前記２次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路上の所定の位置の電力値を測定する２次側測定部と、
   を備え、
   前記負荷に入力される電力値が目標値となる場合の前記所定の位置の電力値を特定値とすると、
   前記２次側測定部によって測定された電力値が前記特定値よりも小さい場合、前記交流電源から出力される前記交流電力の電力値が予め定められた上限値以下の範囲内で大きくなるよう前記送電機器に指示する指示部と、
   を備えていることを特徴とする受電機器。