JP2015203684A - 非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器 - Google Patents

Abstract

【課題】交流電源から対象負荷への電力伝送の異常及び異常箇所を好適に把握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と、交流電力が入力される１次側コイル１３ａと、１次側コイル１３ａから非接触で交流電力を受電可能な２次側コイル２３ａと、２次側コイル２３ａによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される車両用バッテリ２２とを備えている。ここで、非接触電力伝送装置１０は、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差に基づいて、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送に異常が発生しているか否かを判定する送電側コントローラ１４を備えている。【選択図】図１

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。

電源コードや送電ケーブルを用いない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該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においては、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、１次側コイルから２次側コイルに向けて非接触で交流電力が伝送される。２次側コイルによって受電された交流電力は直流電力に変換され、当該直流電力は、対象負荷としての蓄電装置に入力される。

特開２００９−１０６１３６号公報

ここで、例えば交流電源から対象負荷への電力伝送の異常を早期に把握したい場合がある。また、仮に交流電源から対象負荷への電力伝送に異常が生じている場合、異常箇所を、ある程度特定したい場合がある。例えば、交流電源から対象負荷までの電力伝送経路上に特定部品が設けられている構成において、交流電源から対象負荷への電力伝送に異常が発生した場合には、上記電力伝送の異常が特定部品の異常に起因するものなのか否かを特定したい場合がある。

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、交流電源から対象負荷への電力伝送の異常及び異常箇所を好適に把握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、前記２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象負荷と、前記交流電源から前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷と、を備え、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されているものであって、前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行う第１異常判定部と、前記第１異常判定部により異常が発生していると判定された場合に、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替え、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行う第２異常判定部と、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、特定部品入力状態である状況において、交流電源から特定部品を介して対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行うことにより、交流電源から対象負荷への電力伝送の異常を把握できる。特に、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして、位相差を採用したことにより、特定部品の温度が過度に高くなる前段階にて異常を把握できる。これにより、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして特定部品の温度を用いる構成と比較して、異常を早期に把握できる。

また、第１異常判定部により異常が発生していると判定された場合には、特定部品入力状態から判定負荷入力状態に切り替わり、その状況で交流電源から判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行うことにより、特定部品以降（特定部品又は特定部品よりも後段）にて異常が発生しているのか、特定部品よりも前段にて異常が発生しているのかを特定することができる。これにより、異常箇所を、ある程度特定することができる。

なお、「特定部品」は、例えば１次側コイル及び２次側コイルを含む。また、特定部品入力状態における判定負荷の入力電力値は「０」も含み、判定負荷入力状態における特定部品の入力電力値は「０」を含む。

上記非接触電力伝送装置について、前記交流電源の出力電圧と出力電流との位相差を検出する検出部を備え、前記第１異常判定及び前記第２異常判定は、前記検出部によって検出された前記交流電源の出力電圧と出力電流との位相差に基づいて行われるとよい。かかる構成によれば、交流電源の出力電圧と出力電流との位相差に基づいて、第１異常判定と第２異常判定との双方が行われる。これにより、第１異常判定と第２異常判定とで用いる位相差を共通化することを通じて、検出部の簡素化を図ることができる。

また、仮に特定部品が複数ある場合、交流電源の出力電圧と出力電流との位相差は、各特定部品のインピーダンスに依存する。これにより、当該各特定部品に対する異常判定を行う場合に好適に対応できる。

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おける前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備えているとよい。かかる構成によれば、インピーダンス変換部によって、交流電源の出力電圧と出力電流との位相差を「０」に近づけることができ、それを通じて交流電源から対象負荷への電力伝送を好適に行うことができる。

ここで、インピーダンス変換部を構成する各種素子にて異常が発生した場合、インピーダンス変換部のインピーダンスが変動し、その結果上記位相差が大きくなる場合がある。これに対して、本構成によれば、上記位相差に基づいて第１異常判定を行うことにより、インピーダンス変換部の異常を好適に把握できる。

特に、上記のようにインピーダンス変換部によって交流電源の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づくように設定されていることにより、上記位相差の正常値（基準値）を比較的容易に設定できる。これにより、各異常判定を好適に行うことができる。

上記非接触電力伝送装置について、前記特定部品として、第１特定部品と、前記第１特定部品よりも後段に設けられた第２特定部品とを備え、前記判定負荷として、前記第１特定部品の前段に設けられた第１判定負荷と、前記第２特定部品の前段に設けられた第２判定負荷とを備え、前記非接触電力伝送装置は、前記第１特定部品の入力電力値が前記第１判定負荷の入力電力値よりも大きい第１特定部品入力状態と、前記第１判定負荷の入力電力値が前記第１特定部品の入力電力値よりも大きい第１判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、更に前記第２特定部品の入力電力値が前記第２判定負荷の入力電力値よりも大きい第２特定部品入力状態と、前記第２判定負荷の入力電力値が前記第２特定部品の入力電力値よりも大きい第２判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、前記第２異常判定部は、前記第１特定部品入力状態であり、且つ、前記第２判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記第１特定部品を介して前記第２判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて、前記第２特定部品以降にて異常が発生しているか否かを判定し、前記第１判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記第１判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて前記第１特定部品以降にて異常が発生しているか否かを判定するとよい。かかる構成によれば、第２特定部品以降にて異常が発生しておらず、且つ、第１特定部品以降にて異常が発生している場合には、第１特定部品、又は、第１特定部品と第２特定部品との間に設けられている部品にて異常が発生している蓋然性が高い。これにより、異常箇所を、より好適に特定できる。

上記目的を達成する送電機器は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、を備え、２次側コイル及び当該２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象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、前記交流電源から前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷を備え、前記送電機器は、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されており、前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定が行われ、前記第１異常判定により異常が発生していると判定された場合には、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替わり、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定が行われることを特徴とする。

かかる構成によれば、特定部品入力状態である状況において、交流電源から特定部品を介して対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行うことにより、交流電源から対象負荷への電力伝送の異常を把握できる。特に、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして、位相差を採用したことにより、特定部品の温度が過度に高くなる前段階にて異常を把握できる。これにより、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして特定部品の温度を用いる構成と比較して、異常を早期に把握できる。

また、第１異常判定部により異常が発生していると判定された場合には、特定部品入力状態から判定負荷入力状態に切り替わり、その状況で交流電源から判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行うことにより、特定部品以降（特定部品又は特定部品よりも後段）にて異常が発生しているのか、特定部品よりも前段にて異常が発生しているのかを特定することができる。これにより、異常箇所を、ある程度特定することができる。

なお、「特定部品」は、例えば１次側コイル等を含む。また、特定部品入力状態における判定負荷の入力電力値は「０」も含み、判定負荷入力状態における特定部品の入力電力値は「０」を含む。

上記目的を達成する受電機器は、交流電力を出力する交流電源及び当該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受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象負荷と、前記２次側コイルから前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷と、を備え、前記受電機器は、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定が行われ、前記第１異常判定により異常が発生していると判定された場合には、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替わり、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定が行われることを特徴とする。

かかる構成によれば、特定部品入力状態である状況において、交流電源から特定部品を介して対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行うことにより、交流電源から対象負荷への電力伝送の異常を把握できる。特に、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして、位相差を採用したことにより、特定部品の温度が過度に高くなる前段階にて異常を把握できる。これにより、異常が発生しているか否かを判定するパラメータとして特定部品の温度を用いる構成と比較して、異常を早期に把握できる。

また、第１異常判定部により異常が発生していると判定された場合には、特定部品入力状態から判定負荷入力状態に切り替わり、その状況で交流電源から判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行うことにより、特定部品以降（特定部品又は特定部品よりも後段）にて異常が発生しているのか、特定部品よりも前段にて異常が発生しているのかを特定することができる。これにより、異常箇所を、ある程度特定することができる。

なお、「特定部品」は、例えば交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部等を含む。また、特定部品入力状態における判定負荷の入力電力値は「０」も含み、判定負荷入力状態における特定部品の入力電力値は「０」を含む。

この発明によれば、交流電源から対象負荷への電力伝送の異常及び異常箇所を好適に把握できる。

非接触電力伝送装置、送電機器及び受電機器の電気的構成を示すブロック回路図。 異常監視処理を示すフローチャート。 異常箇所特定処理を示すフローチャート。 別例の非接触電力伝送装置及び受電機器の電気的構成を示すブロック回路図。

以下、非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）、送電機器（送電装置）及び受電機器（受電装置）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。なお、本実施形態において、交流電源１２は、例えば電圧源である。

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に設けられた対象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、並列に接続された１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂからなる共振回路を有している。受電器２３は、並列に接続された２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂからなる共振回路を有している。両共振回路の共振周波数は同一に設定されている。

また、送電機器１１は、交流電源１２と送電器１３（１次側コイル１３ａ）とを接続する電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２を備えている。送電機器１１の第１電力線ＥＬ１１は、後述する１次側フィルタ回路３１を介して、交流電源１２の一端と、送電器１３の一方の入力端（１次側コイル１３ａの一端）とを接続している。送電機器１１の第２電力線ＥＬ１２は、１次側フィルタ回路３１を介して、交流電源１２の他端と、送電器１３の他方の入力端（１次側コイル１３ａの他端）とを接続している。これにより、交流電源１２から出力された交流電力は、１次側フィルタ回路３１を介して送電器１３に入力される。

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。

受電機器２１は、受電器２３と車両用バッテリ２２とを接続する２つの電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２を備えている。受電機器２１の第１電力線ＥＬ２１は、後述する２次側フィルタ回路３２及び整流器２４を介して、受電器２３の一方の出力端（２次側コイル２３ａの一端）と車両用バッテリ２２の一端を接続している。受電機器２１の第２電力線ＥＬ２２は、２次側フィルタ回路３２及び整流器２４を介して、受電器２３の他方の出力端（２次側コイル２３ａの他端）と車両用バッテリ２２の他端を接続している。各電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２と、送電器１３及び受電器２３間とが交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路を構成する。

受電機器２１は、受電機器２１の電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２上に設けられ、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するＡＣ／ＤＣ変換部としての整流器（整流部）２４を備えている。整流器２４は、例えば平滑コンデンサ２４ａを備えている。整流器２４によって変換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。

送電機器１１は、交流電源１２等の制御を行う送電側コントローラ１４を備えている。送電側コントローラ１４は、交流電源１２から出力される交流電力のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。受電機器２１は、送電側コントローラ１４と無線通信可能な受電側コントローラ２５を備えている。各コントローラ１４，２５は、互いに情報のやり取りを通じて、電力伝送の開始又は終了等を行う。なお、各コントローラ１４，２５間の無線通信の具体的な方式については任意であるが、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が考えられる。

図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上に設けられた複数のフィルタ回路３１，３２を備えている。詳細には、非接触電力伝送装置１０は、送電機器１１に設けられた１次側フィルタ回路３１と、受電機器２１に設けられた２次側フィルタ回路３２とを備えている。１次側フィルタ回路３１は、交流電源１２と送電器１３との間に設けられており、２次側フィルタ回路３２は、受電器２３と整流器２４との間に設けられている。

各フィルタ回路３１，３２は、例えばインダクタ及びキャパシタを有するＬＣ回路で構成されている。詳細には、１次側フィルタ回路３１は、交流電源１２から送電器１３に向かう２つの電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２上に設けられた第１インダクタ３１ａ，３１ｂと、当該第１インダクタ３１ａ，３１ｂの後段に設けられ、第１インダクタ３１ａ，３１ｂに対して並列に接続された第１キャパシタ３１ｃと、を有するＬＣ回路である。

２次側フィルタ回路３２は、受電器２３から車両用バッテリ２２に向かう２つの電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２上に設けられた第２インダクタ３２ａ，３２ｂと、当該第２インダクタ３２ａ，３２ｂの前段に設けられ、第２インダクタ３２ａ，３２ｂに対して並列に接続された第２キャパシタ３２ｃと、を有するＬＣ回路である。

ちなみに、本実施形態では、各フィルタ回路３１，３２の定数（インピーダンス）は固定値である。なお、定数とは、変換比ともインダクタンスやキャパシタンスとも言える。また、各フィルタ回路３１，３２は、インピーダンス変換部とも言える。

２次側フィルタ回路３２の定数は、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが所望の値となるように２次側フィルタ回路３２の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスに対応させて設定されている。例えば、２次側フィルタ回路３２の定数は、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが、相対的に他の抵抗値よりも高い伝送効率となる特定抵抗値に近づく（好ましくは一致する）ように、２次側フィルタ回路３２の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスに対応させて設定されている。なお、仮に送電器１３の入力端に仮想負荷を設けた場合において、仮想負荷の抵抗値をＲａとし、受電器２３（詳細には受電器２３の出力端）から仮想負荷までの抵抗値をＲｂとすると、特定抵抗値とは√（Ｒａ×Ｒｂ）である。

１次側フィルタ回路３１の定数は、送電器１３と受電器２３とが予め定められた基準位置に配置されている状況において、交流電源１２から予め定められた特定電力値（所望の電力値）の交流電力（以降単に特定交流電力という）が出力されるように送電器１３の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスに対応させて設定されている。さらに、１次側フィルタ回路３１の定数は、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下において交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づく（好ましくは一致する）ように送電器１３の入力インピーダンスに対応させて設定されている。

なお、位相差が「０」に近づくことは、力率が「１」に近づくことと等価である。つまり、本実施形態の１次側フィルタ回路３１は力率改善回路とも言える。また、送電器１３の入力インピーダンスとは、送電器１３の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスとも言える。

ここで、本発明者らは、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づくように１次側フィルタ回路３１の定数が設定されている場合であっても、何らかの異常が発生している場合、上記位相差が生じ得ることを見出した。例えば、各フィルタ回路３１，３２のインダクタ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂやキャパシタ３１ｃ，３２ｃが発熱している場合、各コイル１３ａ，２３ａが変形若しくは発熱している場合、各コンデンサ１３ｂ，２３ｂが発熱している場合、又は、整流器２４の平滑コンデンサ２４ａが発熱している場合には、上記位相差が大きくなる。

これに対して、本実施形態の非接触電力伝送装置１０は、上記のような異常に好適に対応するための構成を備えている。以下、当該構成について説明する。
図１に示すように、非接触電力伝送装置１０の送電機器１１は、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を検出する１次側検出部４０を備えている。１次側検出部４０は、交流電源１２の出力電圧波形と出力電流波形とを検出し、その検出結果に基づいて、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を算出する。また、１次側検出部４０は、算出された位相差を送電側コントローラ１４に送信する。これにより、送電側コントローラ１４は、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を把握できる。

送電機器１１は、送電器１３の前段、詳細には１次側フィルタ回路３１と送電器１３との間に設けられた第１判定負荷４１を備えている。第１判定負荷４１は、送電器１３に対して並列に設けられている。第１判定負荷４１のインピーダンスは、例えば交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下における送電器１３の入力インピーダンスの正常値と同一に設定されている。なお、念のため説明すると、「前段」とは交流電源１２寄りとも言え、「後段」とは車両用バッテリ２２寄りとも言える。

送電器１３の入力インピーダンスの正常値とは、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下において上記位相差が「０」に近づく値である。例えば、上記正常値は、例えば送電器１３以降の部品を構成する各種素子（例えば各コイル１３ａ，２３ａ、各コンデンサ１３ｂ，２３ｂ、２次側フィルタ回路３２の第２インダクタ３２ａ，３２ｂや第２キャパシタ３２ｃ、又は平滑コンデンサ２４ａ等）が、予め定められた許容温度以内に収まっている場合の値である。

また、送電機器１１は、交流電力の入力先を、送電器１３又は第１判定負荷４１に切り替える第１切替リレー（第１切替部）５１を備えている。第１切替リレー５１は、送電機器１１の電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２における１次側フィルタ回路３１と送電器１３との接続部分上に設けられており、１次側フィルタ回路３１の出力端の接続先を、送電器１３又は第１判定負荷４１に切り替える。なお、通常状態（初期状態）における１次側フィルタ回路３１の出力端の接続先は送電器１３である。

非接触電力伝送装置１０の受電機器２１は、２次側フィルタ回路３２の前段、詳細には受電器２３と２次側フィルタ回路３２との間に設けられた第２判定負荷４２を備えている。第２判定負荷４２は、２次側フィルタ回路３２に対して並列に設けられている。第２判定負荷４２のインピーダンスは、例えば交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下における２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスの正常値と同一に設定されている。

２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスの正常値とは、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下において交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づく値である。例えば、上記正常値は、２次側フィルタ回路３２以降の部品を構成する各種素子（例えば２次側フィルタ回路３２の第２インダクタ３２ａ，３２ｂや第２キャパシタ３２ｃ、又は平滑コンデンサ２４ａ等）が、予め定められた許容温度以内に収まっている場合の値である。なお、２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスとは、２次側フィルタ回路３２の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスとも言える。

また、受電機器２１は、交流電力の入力先を、２次側フィルタ回路３２又は第２判定負荷４２に切り替える第２切替リレー（第２切替部）５２を備えている。第２切替リレー５２は、受電機器２１の電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２における受電器２３と２次側フィルタ回路３２との接続部分上に設けられており、受電器２３の出力端の接続先を、２次側フィルタ回路３２又は第２判定負荷４２に切り替える。なお、通常状態（初期状態）における受電器２３の出力端の接続先は２次側フィルタ回路３２である。

同様に、受電機器２１は、整流器２４の前段、詳細には２次側フィルタ回路３２と整流器２４との間に設けられた第３判定負荷４３を備えている。第３判定負荷４３は、整流器２４に対して並列に設けられている。第３判定負荷４３のインピーダンスは、例えば交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下における整流器２４の入力インピーダンスの正常値と同一に設定されている。

整流器２４の入力インピーダンスの正常値とは、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下において交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づく値である。例えば、上記正常値は、平滑コンデンサ２４ａが予め定められた許容温度以内に収まっている場合の値である。なお、整流器２４の入力インピーダンスとは、整流器２４の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスとも言える。

また、受電機器２１は、交流電力の入力先を、整流器２４又は第３判定負荷４３に切り替える第３切替リレー５３を備えている。第３切替リレー５３は、受電機器２１の電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２における２次側フィルタ回路３２と整流器２４との接続部分上に設けられており、２次側フィルタ回路３２の出力端の接続先を、整流器２４又は第３判定負荷４３に切り替える。なお、通常状態（初期状態）における２次側フィルタ回路３２の出力端の接続先は整流器２４である。

かかる構成によれば、第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と第１判定負荷４１とが接続されている場合、送電機器１１の電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２を通って、交流電源１２→１次側フィルタ回路３１→第１判定負荷４１の順に交流電力が伝送される。この場合、１次側検出部４０は、交流電源１２から第１判定負荷４１に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出していると言える。

第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と送電器１３とが接続され、第２切替リレー５２によって受電器２３と第２判定負荷４２とが接続されている場合、各電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２を通って、交流電源１２→１次側フィルタ回路３１→送電器１３→受電器２３→第２判定負荷４２の順に交流電力が伝送される。この場合、１次側検出部４０は、交流電源１２から第２判定負荷４２に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出していると言える。

第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と送電器１３とが接続され、第２切替リレー５２によって受電器２３と２次側フィルタ回路３２とが接続され、第３切替リレー５３によって２次側フィルタ回路３２と第３判定負荷４３とが接続されているとする。かかる構成においては、各電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２を通って、交流電源１２→１次側フィルタ回路３１→送電器１３→受電器２３→２次側フィルタ回路３２→第３判定負荷４３の順に交流電力が伝送される。この場合、１次側検出部４０は、交流電源１２から第３判定負荷４３に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出していると言える。

第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と送電器１３とが接続され、第２切替リレー５２によって受電器２３と２次側フィルタ回路３２とが接続され、第３切替リレー５３によって２次側フィルタ回路３２と整流器２４とが接続されているとする。かかる構成においては、各電力線ＥＬ１１，ＥＬ１２，ＥＬ２１，ＥＬ２２を通って、交流電源１２→１次側フィルタ回路３１→送電器１３→受電器２３→２次側フィルタ回路３２→整流器２４→車両用バッテリ２２という電力伝送経路で電力が伝送される。このため、１次側フィルタ回路３１、送電器１３、受電器２３、２次側フィルタ回路３２及び整流器２４は、交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上に設けられた特定部品といえる。ちなみに、この場合、１次側検出部４０は、交流電源１２から上記各特定部品を介して車両用バッテリ２２に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出していると言える。

ここで、非接触電力伝送装置１０（送電機器１１）は、第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と送電器１３とが接続されている場合、送電器１３の入力電力値が第１判定負荷４１の入力電力値（「０」）よりも大きい特定部品入力状態（第１特定部品入力状態）となっている。一方、非接触電力伝送装置１０（送電機器１１）は、第１切替リレー５１によって１次側フィルタ回路３１と第１判定負荷４１とが接続されている場合、第１判定負荷４１の入力電力値が送電器１３の入力電力値（「０」）よりも大きい判定負荷入力状態（第１判定負荷入力状態）となっている。つまり、非接触電力伝送装置１０は、特定部品入力状態と判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されている。

同様に、非接触電力伝送装置１０（受電機器２１）は、第２切替リレー５２によって受電器２３と２次側フィルタ回路３２とが接続されている場合、２次側フィルタ回路３２の入力電力値が第２判定負荷４２の入力電力値（「０」）よりも大きい特定部品入力状態（第２特定部品入力状態）となっている。一方、非接触電力伝送装置１０（受電機器２１）は、第２切替リレー５２によって受電器２３と第２判定負荷４２とが接続されている場合、第２判定負荷４２の入力電力値が２次側フィルタ回路３２の入力電力値（「０」）よりも大きい判定負荷入力状態（第２判定負荷入力状態）となっている。第３切替リレー５３についても同様である。

各コントローラ１４，２５は、予め定められた送電開始条件が成立した場合には、交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路が形成されるように各切替リレー５１〜５３を制御する。そして、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から特定交流電力が出力されるように交流電源１２を制御する。なお、送電開始条件は任意であるが、例えば送電器１３と受電器２３との間で正常に電力伝送が行われることが確認できた場合等が考えられる。

送電側コントローラ１４は、交流電源１２から特定交流電力の出力中、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送の異常の発生の有無を監視するとともに、当該異常の発生に基づいて交流電源１２の停止制御等を行う異常監視処理を実行する。当該異常監視処理について以下に詳細に説明する。なお、異常監視処理は、交流電源１２から特定交流電力の出力中、定期的又は非定期的に実行されるものである。

図２に示すように、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２にて、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送に異常が発生しているか否かの第１異常判定を行う。なお、送電側コントローラ１４がステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理を実行する機能が第１異常判定部に対応する。

詳細には、まずステップＳ１０１では、送電側コントローラ１４は、１次側検出部４０の検出結果に基づいて、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を把握する。その後、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０２にて、ステップＳ１０１にて把握された位相差が予め定められた閾値位相差以上であるか否かを判定する。閾値位相差は、電力伝送に支障が生じ得る値であれば任意であるが、例えば交流電源１２から特定交流電力が出力され、且つ、上記位相差が閾値位相差である場合に、交流電源１２又は各特定部品を構成する各種素子のいずれかの温度が予め定められた許容温度（定格温度）を超える蓋然性が高い値である。特定部品とは、１次側フィルタ回路３１、送電器１３、受電器２３、２次側フィルタ回路３２及び整流器２４である。

送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０１にて把握された位相差が閾値位相差以上である場合には、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送に異常が発生していると判定する。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０３にて、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止する異常停止処理を実行し、その後ステップＳ１０４にて第２異常判定としての異常箇所特定処理を実行して、本異常監視処理を終了する。なお、送電側コントローラ１４がステップＳ１０４の異常箇所特定処理を実行する機能が第２異常判定部に対応する。

一方、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０１にて把握された位相差が閾値位相差未満である場合には、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送に異常が発生していないと判定する。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０５にて、特定交流電力の出力を継続する電力伝送継続処理を実行し、本異常監視処理を終了する。

次に、異常箇所特定処理について図３のフローチャートを用いて説明する。
図３に示すように、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０１にて、２次側フィルタ回路３２の接続先が第３判定負荷４３となるように第３切替リレー５３の切り替えを指示する切替指示信号を受電側コントローラ２５に送信する。受電側コントローラ２５は、上記切替指示信号を受信した場合には、２次側フィルタ回路３２の接続先が整流器２４から第３判定負荷４３に切り替わるように第３切替リレー５３を制御する。

その後、ステップＳ２０２では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から特定交流電力が出力されるように交流電源１２を制御し、且つ、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況において、１次側検出部４０の検出結果に基づいて、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を把握する。続くステップＳ２０３では、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０２にて把握された位相差が閾値位相差以上であるか否かを判定する。

ここで、既に説明した通り、異常監視処理にて、２次側フィルタ回路３２の接続先が整流器２４である場合には、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差は閾値位相差以上であることは既に確認している。かかる構成において、２次側フィルタ回路３２の接続先が第３判定負荷４３に切り替わったことに起因して、上記位相差が閾値位相差未満となった場合、整流器２４以降（整流器２４又は車両用バッテリ２２）にて異常が発生している蓋然性が高い。一方、２次側フィルタ回路３２の接続先が第３判定負荷４３に切り替わった場合であっても、上記位相差が閾値位相差以上である場合には、整流器２４よりも前段（交流電源１２、又は交流電源１２と整流器２４との間にある部品）にて異常が発生している蓋然性が高い。

送電側コントローラ１４は、把握された位相差が閾値位相差未満である場合には、ステップＳ２０４に進み、整流器２４以降にて異常が発生していることに対応した第１異常対応処理を実行して、本異常箇所特定処理を終了する。第１異常対応処理では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止させる。そして、送電側コントローラ１４は、例えば整流器２４以降にて異常が発生しているおそれがある旨の報知を行う。なお、整流器２４以降の異常とは、例えば平滑コンデンサ２４ａの発熱等が考えられる。

一方、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０２にて把握された位相差が閾値位相差以上である場合には、整流器２４よりも前段にて異常が発生しているとして、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、送電側コントローラ１４は、一旦特定交流電力の出力を停止させる。続くステップＳ２０６では、送電側コントローラ１４は、受電器２３の接続先が第２判定負荷４２となるように第２切替リレー５２の切り替えを指示する切替指示信号を受電側コントローラ２５に送信する。受電側コントローラ２５は、上記切替指示信号を受信した場合には、受電器２３の接続先が２次側フィルタ回路３２から第２判定負荷４２に切り替わるように第２切替リレー５２を制御する。

その後、ステップＳ２０７では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から特定交流電力が出力されるように交流電源１２を制御し、且つ、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況において、１次側検出部４０の検出結果に基づいて、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を把握する。続くステップＳ２０８では、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０７にて把握された位相差が閾値位相差以上であるか否かを判定する。

ここで、ステップＳ２０７にて把握された位相差が閾値位相差未満である場合、受電器２３と整流器２４との間に配置されている２次側フィルタ回路３２にて異常が発生している蓋然性が高い。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０９に進み、２次側フィルタ回路３２にて異常が発生していることに対応した第２異常対応処理を実行し、本異常箇所特定処理を終了する。第２異常対応処理では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止させる。そして、送電側コントローラ１４は、例えば２次側フィルタ回路３２にて異常が発生しているおそれがある旨の報知を行う。なお、２次側フィルタ回路３２の異常とは、例えば第２インダクタ３２ａ，３２ｂ又は第２キャパシタ３２ｃの発熱等が考えられる。

一方、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０７にて把握された位相差が閾値位相差以上である場合には、２次側フィルタ回路３２よりも前段にて異常が発生している蓋然性が高いとして、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、送電側コントローラ１４は、一旦特定交流電力の出力を停止させる。続くステップＳ２１１では、送電側コントローラ１４は、１次側フィルタ回路３１の接続先が送電器１３から第１判定負荷４１に切り替わるように第１切替リレー５１を制御する。

その後、ステップＳ２１２では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から特定交流電力が出力されるように交流電源１２を制御し、且つ、交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況において、１次側検出部４０の検出結果に基づいて、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を把握する。続くステップＳ２１３では、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２１２にて把握された位相差が閾値位相差以上であるか否かを判定する。

ここで、ステップＳ２１２にて把握された位相差が閾値位相差未満である場合、送電器１３又は受電器２３にて異常が発生している蓋然性が高い。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２１４に進み、送電器１３又は受電器２３にて異常が発生していることに対応した第３異常対応処理を実行して、本異常箇所特定処理を終了する。第３異常対応処理では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止させる。そして、送電側コントローラ１４は、例えば送電器１３又は受電器２３にて異常が発生しているおそれがある旨の報知を行う。なお、送電器１３又は受電器２３の異常とは例えば、各コイル１３ａ，２３ａの変形、又は各コイル１３ａ，２３ａ若しくは各コンデンサ１３ｂ，２３ｂの発熱等が考えられる。

一方、ステップＳ２１２にて把握された位相差が閾値位相差以上である場合、交流電源１２又は１次側フィルタ回路３１にて異常が発生している蓋然性が高い。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２１５に進み、交流電源１２又は１次側フィルタ回路３１にて異常が発生していることに対応した第４異常対応処理を実行して、本異常箇所特定処理を終了する。第４異常対応処理では、送電側コントローラ１４は、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止させる。そして、送電側コントローラ１４は、例えば交流電源１２又は１次側フィルタ回路３１にて異常が発生しているおそれがある旨の報知を行う。なお、交流電源１２又は１次側フィルタ回路３１の異常とは例えば、交流電源１２を構成する各種素子（例えばスイッチング素子）、各第１インダクタ３１ａ，３１ｂ又は第１キャパシタ３１ｃの発熱等が考えられる。

次に本実施形態の作用について説明する。
交流電源１２から特定交流電力が出力されている状況下において、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が閾値位相差以上となった場合には、当該特定交流電力の出力が停止される。そして、異常箇所が特定されるまで、各切替リレー５１〜５３の切替、位相差の把握、及び把握された位相差と閾値位相差との比較が、順次行われる。

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）非接触電力伝送装置１０は、交流電源１２から対象負荷としての車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上に存在する特定部品（１次側フィルタ回路３１、送電器１３、受電器２３、２次側フィルタ回路３２又は整流器２４）の前段に設けられた判定負荷４１〜４３と備えている。

かかる構成において、非接触電力伝送装置１０は、特定部品の入力電力値が判定負荷４１〜４３の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、判定負荷４１〜４３の入力電力値が特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されている。そして、非接触電力伝送装置１０は、特定部品入力状態である状況において、交流電源１２から特定部品を介して車両用バッテリ２２に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて、異常が発生しているか否かを判定する第１異常判定（ステップＳ１０１及びステップＳ１０２）を行う送電側コントローラ１４を備えている。当該送電側コントローラ１４は、第１異常判定により異常が発生していると判定された場合に、特定部品入力状態から判定負荷入力状態に切り替え、その状況で交流電源１２から判定負荷４１〜４３に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かを判定する第２異常判定を行う。これにより、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送の異常を好適に検知でき、且つ、その異常箇所を特定できる。

ここで、特定部品に温度センサを設け、当該温度センサの温度に基づいて、異常が発生しているか否かを判定する構成も考えられる。しかしながら、上記構成では、実際に特定部品の温度が過度に高くなるまで異常を検知できない。また、温度センサによって測定される温度と、特定部品の実際の温度との間に誤差が生じ易いため、誤検知が生じ易い。さらに、各コイル１３ａ，２３ａの変形などの異常は検知されにくい。

これに対して、本発明者らは、異常が発生している又は異常が発生する蓋然性が高いことを示すパラメータとして、伝送される交流電圧と交流電流との位相差に着目した。当該位相差は、各特定部品が電力伝送に支障が生じる温度となるタイミングよりも前のタイミングで正常値から異常値に移行し易く、且つ、各コイル１３ａ，２３ａの変形などによっても正常値から異常値に移行し得る。そして、本実施形態の非接触電力伝送装置１０は、当該位相差に基づいて異常が発生しているか否かを判定する構成とした。これにより、異常検知を好適に行うことができる。

（２）詳細には、送電機器１１は、交流電源１２と送電器１３との間に設けられた第１判定負荷４１と、電力入力先を送電器１３又は第１判定負荷４１に切り替える第１切替リレー５１とを備えている。送電側コントローラ１４は、電力入力先が送電器１３である状況において、交流電源１２から送電器１３を介して車両用バッテリ２２に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行う。送電側コントローラ１４は、第１異常判定により異常が発生していると判定された場合には、電力入力先を送電器１３から第１判定負荷４１に切り替え、その状態にて交流電源１２から第１判定負荷４１に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行う。これにより、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送の異常を好適に検知できるとともに、送電器１３以降にて異常が発生しているのか、送電器１３よりも前段（交流電源１２又は１次側フィルタ回路３１）にて異常が発生しているのかを特定することができる。

（３）送電機器１１は、交流電源１２から送電器１３までの電力伝送経路上に設けられ、インピーダンス変換を行う１次側フィルタ回路３１を備えている。これにより、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づくように（力率が「１」に近づくように）１次側フィルタ回路３１の定数（インピーダンス）を設定することにより、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送を好適に行うことができる。

ここで、１次側フィルタ回路３１の各第１インダクタ３１ａ，３１ｂや第１キャパシタ３１ｃが発熱すると、１次側フィルタ回路３１の定数が設計値からずれ、上記位相差が大きくなる。また、１次側コイル１３ａ又は１次側コンデンサ１３ｂが発熱したり、１次側コイル１３ａが変形したりすると、送電器１３のインピーダンスが設計値からずれ、上記位相差が大きくなる。

これに対して、本実施形態によれば、（２）にて示したように、送電側コントローラ１４が第２異常判定を行うことにより、１次側フィルタ回路３１の異常か、送電器１３の異常かを特定できる。

（４）送電機器１１は、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を検出する１次側検出部４０を備えている。そして、第１異常判定及び第２異常判定は、１次側検出部４０の検出結果である交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差に基づいて行われる。これにより、第１異常判定と第２異常判定とで用いるパラメータ（位相差）を共通化することにより、第１異常判定と第２異常判定とで別々のパラメータを検出する構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。

また、仮に２次側フィルタ回路３２の出力電圧と出力電流との位相差を検出する構成とすると、整流器２４以降にて異常が発生しているか否かの異常判定を行うことができる一方、２次側フィルタ回路３２の異常判定や、送電器１３及び受電器２３の異常判定は行うことができない。このため、受電器２３の出力電圧と出力電流との位相差を検出する検出部等を別途設ける必要があり、構成の複雑化等の不都合が懸念される。

これに対して、本実施形態によれば、１次側検出部４０は、各特定部品のインピーダンスに依存するパラメータである交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を検出するため、当該１次側検出部４０の検出結果を用いて、各特定部品の異常判定を全て行うことができる。よって、上記不都合を回避できる。

特に、上述したように、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が「０」に近づくように定数が設定された１次側フィルタ回路３１が設けられている構成においては、１次側検出部４０により検出される位相差の正常値として「０」を採用することができる。つまり、１次側フィルタ回路３１によって設定される位相差を正常値として採用することができる。これにより、正常値の設定と、異常と判定する閾値位相差とを比較的容易に設定することができるため、各異常判定を比較的容易に行うことができる。

（５）非接触電力伝送装置１０は、第１特定部品としての送電器１３よりも後段に設けられた第２特定部品としての２次側フィルタ回路３２と、２次側フィルタ回路３２の前段に設けられた第２判定負荷４２と、交流電力の入力先を２次側フィルタ回路３２又は第２判定負荷４２に切り替える第２切替リレー５２とを備えている。

かかる構成において、送電側コントローラ１４は、第１切替リレー５１による交流電力の入力先が送電器１３となり、且つ、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が第２判定負荷４２となるように各切替リレー５１，５２を制御する。この状況において、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から送電器１３を介して第２判定負荷４２に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて、２次側フィルタ回路３２以降（２次側フィルタ回路３２又は整流器２４）にて異常が発生しているか否かの判定（以降単に第１異常箇所判定という）を行う。

また、送電側コントローラ１４は、第１切替リレー５１による交流電力の入力先が第１判定負荷４１である状況において、交流電源１２から第１判定負荷４１に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて、送電器１３以降にて異常が発生しているか否かの判定（以降第２異常箇所判定という）を行う。よって、第１異常箇所判定の判定結果と、第２異常箇所判定の判定結果とに基づいて、異常箇所が、２次側フィルタ回路３２以降なのか、送電器１３又は受電器２３なのか、送電器１３よりも前段なのかを特定できる。

ちなみに、第１切替リレー５１の機能に着目すれば、非接触電力伝送装置１０は、送電器１３の入力電力値が第１判定負荷４１の入力電力値よりも大きい第１特定部品入力状態と、第１判定負荷４１の入力電力値が送電器１３の入力電力値よりも大きい第１判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されていると言える。また、第２切替リレー５２の機能に着目すれば、非接触電力伝送装置１０は、２次側フィルタ回路３２の入力電力値が第２判定負荷４２の入力電力値よりも大きい第２特定部品入力状態と、第２判定負荷４２の入力電力値が２次側フィルタ回路３２の入力電力値よりも大きい第２判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されていると言える。この場合、第１異常箇所判定は、第１特定部品入力状態であり、且つ、第２判定負荷入力状態である場合に実行され、第２異常箇所判定は、第１判定負荷入力状態である場合に実行されるとも言える。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図４に示すように、非接触電力伝送装置１０は、送電機器１１に設けられたものであって交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差を検出する１次側検出部４０とは別に、受電機器２１に設けられたものであって受電器２３の出力電圧と出力電流との位相差を検出する２次側検出部６０を備えている構成であってもよい。この場合、２次側検出部６０は、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が２次側フィルタ回路３２である場合には、受電器２３（交流電源１２）から２次側フィルタ回路３２を介して車両用バッテリ２２に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出する。また、２次側検出部６０は、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が第２判定負荷４２である場合には、受電器２３（交流電源１２）から第２判定負荷４２に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出する。２次側検出部６０は、その検出結果を受電側コントローラ２５に送信する。

かかる構成においては、受電側コントローラ２５は、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が２次側フィルタ回路３２である場合に、２次側検出部６０の検出結果に基づいて、異常が発生しているか否かの第１異常判定を行ってもよい。

更に、受電側コントローラ２５は、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が第２判定負荷４２である場合に、２次側検出部６０の検出結果に基づいて異常が発生しているか否かを判定することを通じて、異常箇所が２次側フィルタ回路３２以降なのか、２次側フィルタ回路３２よりも前段なのかを特定してもよい。なお、本別例において、１次側検出部４０を省略してもよい。

○ ２次側検出部は、２次側フィルタ回路３２の出力電圧と出力電流との位相差を検出してもよい。また、２次側検出部は、例えば第２判定負荷４２に印加される電圧と、第２判定負荷４２を流れる電流とを検出してもよい。この場合、第１異常判定では１次側検出部４０の検出結果を用いる一方、第２切替リレー５２による交流電力の入力先が第２判定負荷４２である場合の第２異常判定においては２次側検出部６０の検出結果を用いるとよい。つまり、検出部は、交流電源１２から特定部品を介して車両用バッテリ２２に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出するものと、交流電源１２から判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差を検出するものとを別々に備えていてもよい。

○ １次側検出部は、位相差に関する物理量を検出することができれば、その具体的な構成は任意である。例えば、交流電源１２が、系統電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器と、当該直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換器とを備えている構成においては、１次側検出部は、ＤＣ／ＡＣ変換器の入力電流値と出力電流値とを検出し、入力電流値と出力電流値とに基づいて力率を算出してもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０１では、１次側検出部の検出結果に基づいて力率を把握し、ステップＳ１０２では、把握された力率が閾値力率以上であるか否かを判定するとよい。なお、ＤＣ／ＡＣ変換器の出力電流値は例えば実効値である。

○ １次側検出部４０は、出力電圧波形情報と出力電流波形情報とを送電側コントローラ１４に送信し、送電側コントローラ１４は、これらの情報に基づいて位相差を算出する構成であってもよい。

○ ３つの判定負荷４１〜４３のうち１つ又は２つを省略してもよい。この場合、各切替リレー５１〜５３のうち、省略する判定負荷に対応するものを省略してもよい。要は、判定負荷及び切替リレーは、交流電源１２から整流器２４までの間に、少なくとも１つ設けられていればよい。

○ １次側フィルタ回路３１の前段、詳細には交流電源１２と１次側フィルタ回路３１との間に、判定負荷及び切替リレーを設けてもよい。この場合、交流電源１２の異常と、１次側フィルタ回路３１の異常とを区別して特定できる。

○ 互いに直列に接続された判定負荷とスイッチング素子との直列接続体を、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂに対して並列に設けてもよい。この場合、上記判定負荷のインピーダンスは、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦに応じて送電器１３の共振周波数が変動するように設定されているとよい。詳細には、上記判定負荷のインピーダンスは、上記スイッチング素子がＯＮ状態である場合に送電器１３と受電器２３とが磁場共鳴しないように設定されているとよい。また、送電側コントローラ１４は、スイッチング素子がＯＮ状態である状況下において、交流電源１２、１次側フィルタ回路３１及び送電器１３が正常である場合の位相差を基準位相差として予め記憶している。

かかる構成において、送電側コントローラ１４は、交流電源１２から車両用バッテリ２２への電力伝送中は、上記スイッチング素子をＯＦＦ状態にする。一方、送電側コントローラ１４は、送電器１３に異常が発生しているか否かを判定する場合には、上記スイッチング素子をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるとよい。そして、送電側コントローラ１４は、スイッチング素子がＯＮ状態である状況下において、１次側検出部４０によって検出される位相差と上記基準位相差との比較を行う。これにより、送電器１３の異常と、受電器２３の異常とを区別して把握できる。なお、上記直列接続体は、特定部品としての受電器２３の前段に設けられているものと言える。

○ 実施形態では、特定部品入力状態と判定負荷入力状態とに切り替えるものとして切替リレー５１〜５３を採用したが、これに限られない。例えば、各切替リレー５１〜５３を省略して、２次側フィルタ回路３２の定数（インピーダンス）を可変に構成してもよい。なお、２次側フィルタ回路３２は、電力伝送経路上であって第２判定負荷４２と特定部品としての整流器２４との間に設けられている。

詳細には、電力伝送に適した２次側フィルタ回路３２の定数を第１定数とする。第１定数は、２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスが第２判定負荷４２のインピーダンスよりも低くなるように設定されている。非接触電力伝送装置１０は、２次側フィルタ回路３２の定数が第１定数である場合には、特定部品としての整流器２４の入力電力値が第２判定負荷４２の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態となっている。

一方、２次側フィルタ回路３２が取り得る定数であって、第１定数及び第２判定負荷４２のインピーダンスよりも十分に高い定数を第２定数とする。非接触電力伝送装置１０は、２次側フィルタ回路３２の定数が第２定数である場合には、第２判定負荷４２の入力電力値が整流器２４の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態となっている。

かかる構成において、第１異常判定は、特定部品入力状態となっている場合に行われる。そして、送電側コントローラ１４は、第１異常判定が肯定判定である場合、すなわち交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が閾値位相差以上である場合には、上記特定交流電力の出力を停止する。その後、送電側コントローラ１４は、２次側フィルタ回路３２の定数を可変制御することにより、特定部品入力状態から判定負荷入力状態に切り替える。そして、送電側コントローラ１４は、判定負荷入力状態である状況において、上記位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行う。これにより、第２判定負荷４２の前段にて異常が発生しているのか、２次側フィルタ回路３２の後段にて異常が発生しているのかを特定できる。

なお、切替リレーとインピーダンス変換部としてのフィルタ回路とを適宜組み合わせてもよい。例えば、第１切替リレー５１と、定数が可変に構成された２次側フィルタ回路３２との双方が設けられていてもよい。また、第１切替リレー５１を省略して、１次側フィルタ回路３１の定数を可変に構成してもよい。

○ 上記別例においては、非接触電力伝送装置１０は、２次側フィルタ回路３２の定数の可変制御によって、特定部品入力状態と判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されていたが、これに限られない。例えば、第２判定負荷４２のインピーダンスが可変に構成されてもよい。この場合、非接触電力伝送装置１０は、第２判定負荷４２のインピーダンスが２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスよりも高くなることによって特定部品入力状態となる一方、第２判定負荷４２のインピーダンスが２次側フィルタ回路３２の入力インピーダンスよりも低くなることによって判定負荷入力状態となる。第１判定負荷４１及び第３判定負荷４３についても同様である。

○ 交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上における整流器２４と車両用バッテリ２２との間に、インピーダンス変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータがあってもよい。要は、受電器２３と車両用バッテリ２２との間には、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器が設けられていればよい。

○ 送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０３の処理では、特定交流電力の出力を停止するのに代えて、特定交流電力よりも電力値が小さい交流電力が出力されるように交流電源１２を制御してもよい。

○ 異常箇所特定処理で用いられる交流電力として、特定交流電力よりも電力値が小さいものを採用してもよい。この場合、異常監視処理と異常箇所特定処理とで用いる交流電力の電力値が異なることに起因して交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差の正常値（基準値）が変動することに対応させて、閾値位相差を変更するとよい。

○ ステップＳ２０３、ステップＳ２０８及びステップＳ２１３で用いられる閾値位相差を適宜変更してもよい。
○ 異常箇所特定処理では、送電側コントローラ１４は、各切替リレー５１〜５３のうち後段のものから順次切り替える構成であったが、これに限られず、例えば前段のものから順次切り替える構成としてもよい。また、送電側コントローラ１４は、最初に第２切替リレー５２を切り替えてもよい。

○ 各判定負荷４１〜４３の具体的な構成は任意であるが、例えば抵抗、インダクタ及びキャパシタの少なくとも１つを有する構成等が考えられる。
○ 各フィルタ回路３１，３２の具体的な回路構成は任意である。例えば、１次側フィルタ回路３１は、第１インダクタ３１ｂを省略した逆Ｌ型のＬＣ回路等であってもよいし、２次側フィルタ回路３２は、第２インダクタ３２ｂを省略したＬ型のＬＣ回路等であってもよい。また、各フィルタ回路３１，３２は、π型、Ｔ型などであってもよい。

○ 交流電源１２は、電圧源であったが、電力源、電流源であってもよい。
○ 交流電源１２と送電器１３との間に複数のフィルタ回路が設けられていてもよいし、受電器２３と整流器２４との間に複数のフィルタ回路が設けられていてもよい。

○ 各フィルタ回路３１，３２の少なくとも一方を省略してもよい。
○ 各フィルタ回路３１，３２に代えて、インピーダンス整合を行う整合器が設けられていてもよい。例えば、受電機器２１は、インピーダンス変換部として、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが受電器２３の出力端から交流電源１２までのインピーダンスと整合するように、インピーダンス変換を行う２次側整合器を備えていてもよい。

また、交流電源１２が電力源である構成にあっては、送電機器１１は、インピーダンス変換部として、交流電源１２の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが交流電源１２の出力インピーダンスと整合するように、送電器１３の入力インピーダンスをインピーダンス変換する１次側整合器を備えていてもよい。

○ 異常監視処理（第１異常判定及び第２異常判定）の実行主体は、送電側コントローラ１４に限られず任意である。例えば、受電側コントローラ２５が異常監視処理を実行してもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、異常監視処理に必要な情報（１次側検出部４０の検出結果に関する情報等）を適宜受電側コントローラ２５に送信し、受電側コントローラ２５は、送電側コントローラ１４に指示することにより、交流電源１２や第１切替リレー５１の制御を行うとよい。

○ 交流電源１２から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上における２次側フィルタ回路３２と整流器２４との間に、２次側フィルタ回路３２から整流器２４に向かう交流電圧と交流電流との位相差を「０」に近づける力率改善回路を設けてもよいし、力率が改善されるように２次側フィルタ回路３２の定数を設定してもよい。

○ 交流電源１２は、系統電力を交流電力に変換するものに限られず、直流電力を交流電力に変換するものであってもよい。
○ 予備的なものとして、各特定部品（１次側フィルタ回路３１、送電器１３、受電器２３、２次側フィルタ回路３２及び整流器２４）それぞれに温度センサが設けられていてもよい。この場合、各コントローラ１４，２５は、各温度センサのいずれかが予め定められた閾値温度以上となった場合、又は、交流電源１２の出力電圧と出力電流との位相差が閾値位相差以上となった場合に、交流電源１２からの特定交流電力の出力を停止する構成でもよい。

○ 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。
○ 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。

○ 各コンデンサ１３ｂ，２３ｂ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。
○ 受電機器２１の搭載対象は任意であり、例えばロボットや電動車いす等に搭載されてもよい。

○ 実施形態では、１次側コイル１３ａと１次側コンデンサ１３ｂとは並列に接続されていたが、これに限られず、両者は直列に接続されていてもよい。同様に、２次側コイル２３ａと２次側コンデンサ２３ｂとは、直列に接続されていてもよい。

○ 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。
○ 実施形態では、受電器２３にて受電された交流電力は車両用バッテリ２２の充電に用いられたが、これに限られず、例えば別の用途に用いてもよい。要は、対象負荷は、車両用バッテリ２２に限られず任意である。

○ 送電側コントローラ１４は、特定交流電力の出力開始タイミング（又は特定交流電力が出力された直後のタイミング）における位相差を基準位相差として所定の記憶領域に記憶させておいてもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１にて把握された位相差と基準位相差との差が予め定められた閾値以上か否かを判定するとよい。そして、送電側コントローラ１４は、上記差が上記閾値以上である場合には、異常が発生しているとしてステップＳ１０３に進む一方、上記差が上記閾値未満である場合には、異常が発生していないとしてステップＳ１０５に進むとよい。これにより、経年劣化等に起因する各素子のインピーダンスのばらつき等によって位相差が「０」から多少ずれている場合であっても、好適に第１異常判定を行うことができる。

○ 送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂ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２３ｂ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）交流電力を出力する交流電源と、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、前記２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象負荷と、前記交流電源から前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷と、を備え、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されている非接触電力伝送装置であって、前記判定負荷入力状態である場合に、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの異常判定を行う異常判定部を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。

かかる構成に着目した場合、第１異常判定を省略してもよい。例えば、送電側コントローラ１４は、車両用バッテリ２２の充電を開始する前段階にて、各切替リレー５１〜５３を前段のものから順次切り替える度に、位相差の把握及び把握された位相差と閾値位相差との比較を行ってもよい。この場合、送電側コントローラ１４は、いずれの場合であっても、把握された位相差が閾値位相差未満である場合に、異常がないと判定し、その後車両用バッテリ２２の充電を行う構成であってもよい。

（ロ）電力入力先を前記特定部品又は前記判定負荷に切り替える切替部を備え、前記特定部品入力状態は、前記電力入力先が前記特定部品である状態であり、前記判定負荷入力状態は、前記電力入力先が前記判定負荷である状態である請求項１〜４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）前記電力伝送経路上であって前記判定負荷と前記特定部品との間に設けられ、インピーダンスが可変に構成されたインピーダンス変換部を備え、前記非接触電力伝送装置は、前記インピーダンス変換部のインピーダンスの可変制御によって、前記特定部品入力状態と前記判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されている請求項１〜４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。

１０…非接触電力伝送装置、１１…送電機器、１２…交流電源、１３ａ…１次側コイル、１４…送電側コントローラ、２１…受電機器、２２…車両用バッテリ（対象負荷）、２３ａ…２次側コイル、３１，３２…フィルタ回路、４０…１次側検出部、４１〜４３…判定負荷、５１〜５３…切替リレー、６０…２次側検出部。

Claims (6)

1. 交流電力を出力する交流電源と、
   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、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象負荷と、
   前記交流電源から前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷と、
   を備え、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されている非接触電力伝送装置であって、
   前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定を行う第１異常判定部と、
   前記第１異常判定部により異常が発生していると判定された場合に、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替え、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定を行う第２異常判定部と、
   を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
2. 前記交流電源の出力電圧と出力電流との位相差を検出する検出部を備え、
   前記第１異常判定及び前記第２異常判定は、前記検出部によって検出された前記交流電源の出力電圧と出力電流との位相差に基づいて行われる請求項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おける前記交流電源と前記１次側コイルとの間に設けられ、インピーダンス変換を行うインピーダンス変換部を備えている請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
4. 前記特定部品として、第１特定部品と、前記第１特定部品よりも後段に設けられた第２特定部品とを備え、
   前記判定負荷として、前記第１特定部品の前段に設けられた第１判定負荷と、前記第２特定部品の前段に設けられた第２判定負荷とを備え、
   前記非接触電力伝送装置は、
   前記第１特定部品の入力電力値が前記第１判定負荷の入力電力値よりも大きい第１特定部品入力状態と、前記第１判定負荷の入力電力値が前記第１特定部品の入力電力値よりも大きい第１判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、
   更に前記第２特定部品の入力電力値が前記第２判定負荷の入力電力値よりも大きい第２特定部品入力状態と、前記第２判定負荷の入力電力値が前記第２特定部品の入力電力値よりも大きい第２判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、
   前記第２異常判定部は、
   前記第１特定部品入力状態であり、且つ、前記第２判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記第１特定部品を介して前記第２判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて、前記第２特定部品以降にて異常が発生しているか否かを判定し、
   前記第１判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記第１判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて前記第１特定部品以降にて異常が発生しているか否かを判定する請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の非接触電力伝送装置。
5. 交流電力を出力する交流電源と、
   前記交流電力が入力される１次側コイルと、
   を備え、２次側コイル及び当該２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象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、
   前記交流電源から前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷を備え、
   前記送電機器は、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成されており、
   前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定が行われ、
   前記第１異常判定により異常が発生していると判定された場合には、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替わり、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定が行われることを特徴とする送電機器。
6. 交流電力を出力する交流電源及び当該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受電可能な２次側コイルと、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力を変換することによって得られる直流電力が入力される対象負荷と、
   前記２次側コイルから前記対象負荷までの電力伝送経路上に存在する特定部品の前段に設けられた判定負荷と、
   を備え、
   前記受電機器は、前記特定部品の入力電力値が前記判定負荷の入力電力値よりも大きい特定部品入力状態と、前記判定負荷の入力電力値が前記特定部品の入力電力値よりも大きい判定負荷入力状態とに切り替わり可能に構成され、
   前記特定部品入力状態である状況において、前記交流電源から前記特定部品を介して前記対象負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第１異常判定が行われ、
   前記第１異常判定により異常が発生していると判定された場合には、前記特定部品入力状態から前記判定負荷入力状態に切り替わり、且つ、前記判定負荷入力状態である状況において、前記交流電源から前記判定負荷に向かう交流電圧と交流電流との位相差に基づいて異常が発生しているか否かの第２異常判定が行われることを特徴とする受電機器。