JP2016015808A - 受電機器及び非接触電力伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的電力値が小さい交流電力を用いた伝送判定と、比較的電力値が大きい交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる受電機器及び非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】交流電源１２及び交流電源１２から交流電力が入力される送電器１３を有する送電機器１１から非接触で交流電力を受電可能な受電機器２１は、受電器２３とバッテリ２２との間に設けられ、インピーダンスが可変に構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ２５を備えている。ここで、伝送判定電力Ｐ１を用いた伝送判定が行われる場合の変換インピーダンスＺｑである第１変換インピーダンスＺｑ１は、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合の変換インピーダンスＺｑである第２変換インピーダンスＺｑ２よりも低く設定される。【選択図】図１

Description

本発明は、受電機器及び非接触電力伝送装置に関する。

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、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、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。また、特許文献１には、２次側コイルによって受電された交流電力は、整流されて、負荷としての蓄電装置に入力されることが記載されている。

特開２００９−１０６１３６号公報

ここで、１次側コイルから２次側コイルに向けて、比較的電力値が大きな交流電力の電力伝送を行う前段階にて、比較的電力値が小さい交流電力を用いて、１次側コイルと２次側コイルとの間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定を行いたい場合がある。この場合、例えば２次側コイルによって受電された交流電力の電力値に関するパラメータの変動量等に基づいて上記伝送判定を行うことが考えられる。しかしながら、比較的電力値が小さい交流電力を用いて上記伝送判定を行う関係上、上記変動量等は小さくなり易いため、伝送判定の判定精度の低下が懸念される。かといって、上記伝送判定の判定精度を上げることによって、比較的電力値が大きな交流電力の電力伝送に支障が生じ得るのは好ましくない。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は比較的電力値が小さい交流電力を用いた伝送判定と、比較的電力値が大きい交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる受電機器及び非接触電力伝送装置を提供することである。

上記目的を達成する受電機器は、電力値が異なる複数種類の交流電力を出力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、前記２次側コイルによって受電された交流電力又は当該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負荷と、前記２次側コイルと前記負荷との間に設けられ、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と、を備え、前記交流電源から前記交流電力として第１交流電力が出力されている場合に、前記２次側コイルから前記インピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値に基づいて、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定が行われ、前記伝送判定により前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第１交流電力よりも電力値が大きい第２交流電力の電力伝送が行われ、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記第１交流電力を用いた前記伝送判定が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低くなるように設定されることを特徴とする。

かかる構成によれば、比較的電力値が小さい第１交流電力を用いて伝送判定が行われ、当該伝送判定により各コイル間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、比較的電力値が大きい第２交流電力の電力伝送が行われる。この場合、伝送判定が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスは、第２交流電力の電力伝送が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低く設定される。これにより、伝送判定時においては、１次側コイルと２次側コイルとの相対位置の変動に対する、２次側コイルからインピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値の変動量が大きくなっている。よって、負荷とは別に伝送判定用の負荷を設けることなく、第１交流電力を用いた伝送判定を好適に行うことができる。

一方、第２交流電力の電力伝送が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスは、第１交流電力を用いた伝送判定が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも高く設定されている。これにより、第２交流電力の電力伝送が行われる場合における交流電源の出力端から負荷までのインピーダンスが低くなるため、第２交流電力を出力するための交流電源の定格電圧値が過度に高くなることを抑制できる。

以上のことから、第１交流電力を用いた伝送判定と、第２交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる。
上記受電機器は移動体に搭載されており、前記伝送判定の判定結果に基づいて、前記移動体の位置決めが行われるとよい。かかる構成によれば、伝送判定の判定結果に基づいて移動体の位置決めを行うことにより、各コイル間での電力伝送が行われる位置に移動体を配置することができる。

上記受電機器について、前記負荷のインピーダンスは、当該負荷への入力電力値に応じて変動するものであり、前記第２交流電力の電力伝送が行われている状況において予め定められた電力値変更条件が成立した場合には、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第２交流電力とは異なる電力値の第３交流電力の電力伝送が行われ、前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合と前記第３交流電力の電力伝送が行われる場合とで前記負荷のインピーダンスが変動することに対応させて、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が行われるとよい。かかる構成によれば、第２交流電力の電力伝送が行われる場合と第３交流電力の電力伝送が行われる場合とで負荷のインピーダンスが変動することに対応させて、インピーダンス変換部のインピーダンスの可変制御を行うことにより、電力伝送される交流電力の電力値の変動に関わらず、インピーダンス変換部の入力インピーダンスを一定値に近づけることができる。これにより、入力電力値に応じてインピーダンスが変動する負荷を有する構成において、電力値が異なる交流電力の電力伝送を、好適に行うことができる。なお、第３交流電力の電力値は、第２交流電力の電力値と異なっていればよく、第１交流電力の電力値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

上記受電機器について、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、前記負荷はバッテリであり、前記インピーダンス変換部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記バッテリとの間に設けられ、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力インピーダンスは、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が可変制御されることにより可変となるとよい。かかる構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を可変制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力インピーダンスを可変制御することができる。これにより、伝送判定用の負荷を別途設けることなく、第１交流電力を用いた伝送判定と第２交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる。

ここで、負荷がバッテリであり、インピーダンス変換部がＤＣ／ＤＣコンバータである場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧値は、１次側コイルと２次側コイルとの相対位置ではなく、バッテリ電圧及びデューティ比によって規定される。このため、２次側コイルからＤＣ／ＤＣコンバータまでの電力伝送経路上の電圧値に基づいて伝送判定を行うことは困難となる。

これに対して、本構成によれば、伝送判定は、上記電力伝送経路上の電流値に基づいて行われる。当該電流値は上記相対位置に応じて変動する。これにより、伝送判定を好適に行うことができる。

上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、電力値が異なる複数種類の交流電力を出力可能な交流電源と、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、前記２次側コイルによって受電された交流電力又は当該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負荷と、前記２次側コイルと前記負荷との間に設けられ、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と、前記交流電源から前記交流電力としての第１交流電力が出力されている場合に、前記２次側コイルから前記インピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値に基づいて、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定を行う伝送判定部と、前記伝送判定部により前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第１交流電力よりも電力値が大きい第２交流電力の電力伝送を行う電力伝送部と、を備え、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記伝送判定部による前記伝送判定が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが前記電力伝送部による前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低くなるように設定されることを特徴とする。

かかる構成によれば、比較的電力値が小さい第１交流電力を用いて伝送判定が行われ、当該伝送判定により各コイル間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、比較的電力値が大きい第２交流電力の電力伝送が行われる。この場合、伝送判定が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスは、第２交流電力の電力伝送が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低く設定される。これにより、伝送判定時においては、１次側コイルと２次側コイルとの相対位置の変動に対する、２次側コイルからインピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値の変動量が大きくなっている。よって、負荷とは別に伝送判定用の負荷を設けることなく、第１交流電力を用いた伝送判定を好適に行うことができる。

一方、第２交流電力の電力伝送が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスは、第１交流電力を用いた伝送判定が行われる場合のインピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも高く設定されている。これにより、第２交流電力の電力伝送が行われる場合における交流電源の出力端から負荷までのインピーダンスが低くなるため、第２交流電力を出力するための交流電源の定格電圧値が過度に高くなることを抑制できる。

以上のことから、第１交流電力を用いた伝送判定と、第２交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる。

この発明によれば、比較的電力値が小さい交流電力を用いた伝送判定と、比較的電力値が大きい交流電力の電力伝送との双方を好適に行うことができる。

受電機器及び非接触電力伝送装置の電気的構成を示す回路図。 受電機器の回路図。 各コントローラにて実行される充電制御処理を示すフローチャート。 （ａ）は送電器と受電器との相対位置が基準位置となる前における移動中の車両及び送電器を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は送電器と受電器との相対位置が基準位置となる位置に車両が停止した場合の平面図。 電流センサによって検出される電流値の変動を示すグラフ。

以下、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）を車両に適用した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、移動体としての車両１００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、電力値が異なる複数種類の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に設けられた蓄電装置としてのバッテリ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、互いに並列に接続された１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂを含む共振回路を有している。受電器２３は、互いに並列に接続された２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂを含む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、当該送電機器１１に設けられた１次側インピーダンス変換器３１を介して、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。これにより、交流電源１２から出力された交流電力は送電器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に、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、当該受電機器２１に設けられた２次側インピーダンス変換器３２、整流器２４及びＤＣ／ＤＣコンバータ２５を介して、受電器２３（２次側コイル２３ａ）とバッテリ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の電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２が、受電器２３からバッテリ２２までの電力伝送経路を構成する。

整流器２４は、受電器２３によって受電された交流電力を整流し、その整流された直流電力を出力する。なお、整流器２４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するＡＣ／ＤＣ変換部とも言える。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、整流器２４によって整流された直流電力が入力されるものであって、当該直流電力の電圧値変換を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって電圧値変換された直流電力がバッテリ２２に入力されることによってバッテリ２２が充電される。バッテリ２２は、例えば複数の電池セルで構成されている。なお、本実施形態では、バッテリ２２が「負荷」に対応する。

図１に示すように、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のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとともに、交流電源１２から出力される交流電力の電力値を制御する。例えば、交流電源１２は、電力値が異なる複数（３つ）の交流電力、詳細には第１交流電力としての伝送判定電力Ｐ１、第２交流電力としての通常充電電力Ｐ２、及び第３交流電力としての押し込み充電電力Ｐ３を出力可能に構成されている。そして、送電側コントローラ１４は、各電力Ｐ１〜Ｐ３のいずれかが交流電源１２から出力されるように交流電源１２を制御する。ちなみに、電力値の大小関係としては、通常充電電力Ｐ２＞押し込み充電電力Ｐ３＞伝送判定電力Ｐ１となっている。なお、押し込み充電電力Ｐ３は、バッテリ２２を構成する複数の電池セルの容量ばらつきを補償する押し込み充電を行うのに適した交流電力である。

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２６を備えている。各コントローラ１４，２６は、無線通信による互いの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。

受電機器２１は、バッテリ２２の充電状態（ＳＯＣ）を検知するとともに、その検知結果を受電側コントローラ２６に送信するＳＯＣセンサ２７を備えている。これにより、受電側コントローラ２６は、バッテリ２２の充電状態を把握できる。

既に説明した通り、非接触電力伝送装置１０は、交流電源１２からバッテリ２２までの間に設けられた複数のインピーダンス変換器３１，３２を備えている。送電機器１１に設けられた１次側インピーダンス変換器３１は、交流電源１２と送電器１３との間に設けられており、受電機器２１に設けられた２次側インピーダンス変換器３２は、受電器２３と整流器２４との間に設けられている。

各インピーダンス変換器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次側インピーダンス変換器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に対して後段に設けられ、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次側インピーダンス変換器３２は、受電器２３からバッテリ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に対して前段に設けられ、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。２次側インピーダンス変換器３２が「第２インピーダンス変換部」に対応する。

ちなみに、本実施形態では、各インピーダンス変換器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。

ここで、受電器２３（２次側コイル２３ａ）の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスの実部には、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Ｒｏｕｔが存在する。詳細には、仮に送電器１３の入力端に仮想負荷Ｘを設けた場合において、仮想負荷Ｘ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Ｘまでの抵抗値をＲｂとすると、特定抵抗値Ｒｏｕｔは√（Ｒａ×Ｒｂ）である。

２次側インピーダンス変換器３２は、上記知見に基づいて、受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンス（２次側インピーダンス変換器３２の入力インピーダンス）が特定抵抗値Ｒｏｕｔに近づく（好ましくは一致する）ように、整流器２４の入力端からバッテリ２２までのインピーダンスをインピーダンス変換する。

ここで、交流電源１２から出力される交流電力の電力値は、交流電源１２の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスである電源負荷インピーダンスＺｐに依存する。電源負荷インピーダンスＺｐは、送電器１３（１次側コイル１３ａ）と受電器２３（２次側コイル２３ａ）との相対位置に応じて変動する。なお、電源負荷インピーダンスＺｐは、１次側インピーダンス変換器３１の入力インピーダンスとも言える。

１次側インピーダンス変換器３１は、交流電源１２から所望の電力値の交流電力が出力されるように送電器１３の入力インピーダンスをインピーダンス変換する。例えば、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１、通常充電電力Ｐ２及び押し込み充電電力Ｐ３が出力可能な電源負荷インピーダンスＺｐを、特定電源負荷インピーダンスＺｔとする。この場合、１次側インピーダンス変換器３１は、電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔ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をインピーダンス変換する。

詳細には、１次側インピーダンス変換器３１の定数は、電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔとなるように、受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔであって上記相対位置が予め定められた基準位置である状況における送電器１３の入力インピーダンスに対応させて設定されている。基準位置は、例えば送電器１３と受電器２３との間の伝送効率が最大となる送電器１３と受電器２３との相対位置である。送電器１３の入力インピーダンスとは、送電器１３の入力端からバッテリ２２までのインピーダンスとも言える。

換言すれば、交流電源１２は、電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔである条件下で、所望の電力値の交流電力（通常充電電力Ｐ２及び押し込み充電電力Ｐ３）を出力可能に構成されているとも言える。詳細には、交流電源１２の定格電圧値及び定格電流値は、電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔである条件下での通常充電電力Ｐ２の電圧値及び電流値よりも高く設定されている。

次に、インピーダンス変換部（第１インピーダンス変換部）としてのＤＣ／ＤＣコンバータ２５の詳細な構成について説明する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は例えば昇圧型であり、図２に示すように、第１電力線ＥＬ２１上に設けられたコイル４１及びダイオード４２を備えている。コイル４１の一端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力端を介して整流器２４に接続されており、コイル４１の他端は、ダイオード４２のアノードに接続されている。ダイオード４２のカソードはＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力端を介してバッテリ２２に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、コイル４１よりも前段（整流器２４側）に設けられ、コイル４１に対して並列に接続された第１コンデンサ４３と、ダイオード４２よりも後段（バッテリ２２側）に設けられ、当該ダイオード４２に対して並列に接続された第２コンデンサ４４とを備えている。

かかる構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、２つの電力線ＥＬ２１，ＥＬ２２を接続する接続線ＥＬ３上に設けられたスイッチング素子４５を備えている。接続線ＥＬ３の一端は、第１電力線ＥＬ２１におけるコイル４１とダイオード４２との間の位置に接続されており、接続線ＥＬ３の他端は、第２電力線ＥＬ２２に接続されている。

スイッチング素子４５は、例えばｎ型のパワーＭＯＳＦＥＴで構成されている。スイッチング素子４５のドレインは、第１電力線ＥＬ２１（コイル４１とダイオード４２との間）に接続され、スイッチング素子４５のソースは第２電力線ＥＬ２２に接続されている。

かかる構成によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に直流電力が入力されている状況において、スイッチング素子４５が周期的にＯＮ／ＯＦＦ（スイッチング、チョッピング）すると、整流器２４によって整流された直流電力が、バッテリ２２のバッテリ電圧と同一電圧値の直流電力に変換される。

この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力端からバッテリ２２までのインピーダンスである変換インピーダンスＺｑは、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比に依存する。詳細には、例えば上記デューティ比が小さくなる（つまり１周期あたりのスイッチング素子４５のＯＮ時間が短くなる）と、変換インピーダンスＺｑが高くなる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、スイッチング素子４５が周期的にＯＮ／ＯＦＦすることにより、変換インピーダンスＺｑが所定の値となるようにインピーダンス変換するものである。換言すれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が可変制御（変更）されることにより、インピーダンスが可変（変更可能）に構成されたインピーダンス変換部である。変換インピーダンスＺｑは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスとも言える。

なお、上記デューティ比の可変制御は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変制御とも言え、変換インピーダンスＺｑの可変制御とも言える。以降の説明において、特段の説明がない限り、デューティ比とは、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を示す。

ここで、バッテリ２２は、入力される直流電力の電力値に応じてインピーダンスが変動する負荷である。詳細には、バッテリ２２のインピーダンスである負荷インピーダンスＺＬは、交流電源１２から出力されている交流電力（受電器２３によって受電される交流電力）の電力値に応じて変動する。

なお、以降の説明において、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である条件下において交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力されている場合の負荷インピーダンスＺＬを第１負荷インピーダンスＺＬ１とする。同様に、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である条件下において交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力されている場合の負荷インピーダンスＺＬを第２負荷インピーダンスＺＬ２とする。そして、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である条件下において交流電源１２から押し込み充電電力Ｐ３が出力されている場合の負荷インピーダンスＺＬを第３負荷インピーダンスＺＬ３とする。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンス（デューティ比）は、交流電源１２の出力電力値に応じて可変制御される。
詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスは、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力される場合の変換インピーダンスＺｑが、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合の変換インピーダンスＺｑよりも低くなるように可変制御される。

より具体的には、デューティ比は、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力される場合には、予め定められた伝送判定デューティ比Ｄ１に設定される。伝送判定デューティ比Ｄ１は、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置であり、且つ、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力される場合において、変換インピーダンスＺｑが予め定められた第１変換インピーダンスＺｑ１となるように第１負荷インピーダンスＺＬ１に対応させて設定されたデューティ比である。

デューティ比は、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合には、予め定められた通常充電デューティ比Ｄ２に設定される。通常充電デューティ比Ｄ２は、送電器１３と受電器２３との相対位置が同一条件下において、伝送判定デューティ比Ｄ１よりも変換インピーダンスＺｑが高くなるデューティ比である。詳細には、通常充電デューティ比Ｄ２は、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置であり、且つ、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合において、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１よりも高い第２変換インピーダンスＺｑ２となるように第２負荷インピーダンスＺＬ２に対応させて設定されている。

そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスは、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合と押し込み充電電力Ｐ３が出力される場合とで変換インピーダンスＺｑが変動しないように可変制御される。詳細には、デューティ比は、交流電源１２から押し込み充電電力Ｐ３が出力される場合には、予め定められた押し込み充電デューティ比Ｄ３に設定される。押し込み充電デューティ比Ｄ３は、送電器１３と受電器２３との相対位置が同一条件下において、押し込み充電電力Ｐ３の出力時の変換インピーダンスＺｑが通常充電電力Ｐ２の出力時の変換インピーダンスＺｑと同一となるデューティ比である。詳細には、押し込み充電デューティ比Ｄ３は、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置であり、且つ、交流電源１２から押し込み充電電力Ｐ３が出力される場合において、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２となるように第３負荷インピーダンスＺＬ３に対応させて設定されたデューティ比である。

ちなみに、２次側インピーダンス変換器３２の定数は、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２である場合に受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔとなるように設定されている。

図２に示すように、受電機器２１は、受電器２３からＤＣ／ＤＣコンバータ２５までの電力伝送経路上の電流値Ｉを検出する電流センサ５０（電流検出部）を備えている。電流センサ５０は、受電機器２１の電力線ＥＬ２１のうち、受電器２３からＤＣ／ＤＣコンバータ２５までの部分を流れる電流値Ｉを検出する。本実施形態では、電流センサ５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に入力される直流電力の電流値Ｉを検出する。そして、電流センサ５０は、その検出結果を受電側コントローラ２６に送信する。

電流センサ５０によって検出される電流値Ｉは、送電器１３と受電器２３との相対位置及び変換インピーダンスＺｑに応じて変動する。詳細には、電流値Ｉは、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置に近づくほど高くなる。また、上記相対位置の変動に対する電流値Ｉの変動量は、変換インピーダンスＺｑが低くなるほど大きくなる。

各コントローラ１４，２６は、予め定められた充電シーケンス開始条件が成立したことに基づいて、互いに情報のやり取りを行いながら、電流センサ５０の検出結果に基づく車両１００の位置決め及びバッテリ２２の充電を行うとともに、デューティ比制御を行う充電制御処理を実行する。充電シーケンス開始条件は任意であるが、例えば各コントローラ１４，２６間で無線通信が可能となったことである。

以下、充電制御処理について説明する。なお、充電制御処理の実行タイミングにおいて車両１００は移動中であるものとする。また、図３においては、送電側コントローラ１４にて実行される充電制御処理と、受電側コントローラ２６にて実行される充電制御処理とを合わせて示す。図３においては、各コントローラ１４，２６間でやり取りされる信号を破線にて示す。

まず、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０１にて、伝送判定電力Ｐ１の要求信号を送信し、その後ステップＳ１０２にて、伝送判定デューティ比Ｄ１でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、変換インピーダンスＺｑは第１変換インピーダンスＺｑ１又はそれに近い値となる。

送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０１にて、伝送判定電力Ｐ１の要求信号を受信するまで待機し、当該要求信号を受信した場合には、ステップＳ２０２に進み、伝送判定電力Ｐ１の出力を開始し、その後ステップＳ２０３にて通常充電電力Ｐ２の要求信号を受信するまで待機する。

ちなみに、送電機器１１は、交流電源１２の出力電力値を検出する出力電力値検出部を備えており、交流電源１２は、伝送判定電力Ｐ１の出力開始時及び出力中、出力電力値検出部の検出結果に基づいて、電源負荷インピーダンスＺｐの変動に関わらず伝送判定電力Ｐ１を出力するように動作する。なお、上記交流電源１２の動作は、通常充電電力Ｐ２及び押し込み充電電力Ｐ３の出力においても同様である。

受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１又はそれに近い値となっている状況において、ステップＳ１０３にて、送電器１３（１次側コイル１３ａ）と受電器２３（２次側コイル２３ａ）との間で電力伝送が行われるか否かを判定する伝送判定を行う。詳細には、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０３にて、電流センサ５０によって検出される電流値Ｉが予め定められた閾値電流値Ｉｔｈ以上となっているか否かを判定する。ステップＳ１０３の処理が「伝送判定」に対応し、受電側コントローラ２６がステップＳ１０３の処理を実行する機能が「伝送判定部」に対応する。

ここで、閾値電流値Ｉｔｈは、送電器１３と受電器２３との位置ずれを許容する位置ずれ許容範囲に対応させて設定されている。位置ずれ許容範囲は、当該位置ずれ許容範囲内にて送電器１３と受電器２３との相対位置がどのように変動した場合であっても交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力可能な範囲であり、交流電源１２の定格電圧値及び定格電流値に基づいて設定されている。そして、閾値電流値Ｉｔｈは、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力され、且つ、デューティ比が伝送判定デューティ比Ｄ１である条件下において、位置ずれ許容範囲内にて送電器１３と受電器２３との相対位置が変動することによって変動する電流値Ｉの最小値に設定されている。

この場合、電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ以上であることは、送電器１３と受電器２３とが位置ずれ許容範囲内に配置されていること、すなわち交流電源１２が通常充電電力Ｐ２を出力可能な状態（換言すれば送電器１３から受電器２３に向けて通常充電電力Ｐ２の電力伝送が可能な状態）であることを意味する。

受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０３では、電流センサ５０によって検出される電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ以上となるまで待機し、電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ以上となった場合には、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われていると判定し、ステップＳ１０４にて車両１００を停止させる車両停止処理を実行する。詳細には、受電側コントローラ２６は、車両１００に設けられたナビゲーション画面等を用いて、その場で車両１００を停止させる旨の報知を行う。なお、車両１００に、車両１００の駐車を補助する駐車補助機能が搭載されている場合には、当該駐車補助機能を用いて、自動で車両１００を停止させる構成としてもよい。

つまり、本実施形態では、受電側コントローラ２６は、車両１００の移動中に電流値Ｉに基づいて伝送判定を行い、その伝送判定の判定結果が肯定判定である場合に車両１００を停止させる。換言すれば、受電側コントローラ２６は、伝送判定の判定結果に基づいて車両１００の位置決めを行う。

受電側コントローラ２６は、車両１００の位置決めが完了した場合、詳細には電力伝送が行われる位置に車両１００が停止したことに基づいて、ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を実行する。ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理は、送電器１３から受電器２３に向けて通常充電電力Ｐ２の電力伝送を行うための処理である。ステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理が「第２交流電力の電力伝送」に対応し、受電側コントローラ２６がステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を実行する機能が「電力伝送部」に対応する。

詳細には、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０５にて、通常充電電力Ｐ２の要求信号を送電側コントローラ１４に送信する。そして、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０６にて、通常充電デューティ比Ｄ２でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、変換インピーダンスＺｑは、伝送判定時よりも高くなる。詳細には、変換インピーダンスＺｑは、第２変換インピーダンスＺｑ２又はそれに近い値となる。

送電側コントローラ１４は、通常充電電力Ｐ２の要求信号を受信した場合には、ステップＳ２０４に進み、通常充電電力Ｐ２の出力を開始する。これにより、変換インピーダンスＺｑが伝送判定時よりも高くなっている状況にて、送電器１３から受電器２３に向けて通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる。当該通常充電電力Ｐ２は、バッテリ２２の充電に用いられる。以降の説明において、通常充電電力Ｐ２を用いたバッテリ２２の充電を通常充電という。

受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０７では、通常充電中であり、且つ、予め定められた電力値変更条件としての押し込み充電条件が成立したか否かを判定する。押し込み充電条件とは、例えばバッテリ２２の充電状態が予め定められた押し込み充電開始状態となることである。

受電側コントローラ２６は、通常充電中であり、且つ、押し込み充電条件が成立した場合には、ステップＳ１０８にて押し込み充電電力Ｐ３の要求信号を送信し、ステップＳ１０９にて、押し込み充電デューティ比Ｄ３でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせて、ステップＳ１１０に進む。

送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０５にて、押し込み充電電力Ｐ３の要求信号を受信しているか否かを判定し、当該要求信号を受信している場合には、ステップＳ２０６にて押し込み充電電力Ｐ３の出力を開始する。これにより、送電器１３から受電器２３に向けて押し込み充電電力Ｐ３の電力伝送が行われ、バッテリ２２の押し込み充電が行われる。

受電側コントローラ２６は、押し込み充電中である場合、又は、通常充電中であって押し込み充電条件が成立していない場合、ステップＳ１０７を否定判定し、ステップＳ１１０に進む。受電側コントローラ２６は、ステップＳ１１０では、予め定められた充電終了条件が成立しているか否かを判定する。

充電終了条件は任意であるが、例えばバッテリ２２の充電状態が満充電状態となった場合、送電機器１１に停止スイッチが設けられている構成においては当該停止スイッチが操作された場合、何らかの異常が発生した場合等が考えられる。

受電側コントローラ２６は、充電終了条件が成立していない場合にはステップＳ１０７に戻る一方、充電終了条件が成立している場合にはステップＳ１１１にて停止指示信号を送電側コントローラ１４に送信する。

一方、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０６の処理の実行後、又は、ステップＳ２０５を否定判定した場合、ステップＳ２０７に進み、停止指示信号を受信しているか否かを判定する。送電側コントローラ１４は、停止指示信号を受信していない場合にはステップＳ２０５に戻る一方、停止指示信号を受信している場合にはステップＳ２０８に進み、交流電源１２からの交流電力の出力を停止する出力停止処理を実行する。そして、送電側コントローラ１４は、ステップＳ２０９にて停止完了信号を受電側コントローラ２６に送信して、本充電制御処理を終了する。

また、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１１１にて停止指示信号を送信した後、ステップＳ１１２に進み、送電側コントローラ１４から停止完了信号を受信するまで待機する。受電側コントローラ２６は、送電側コントローラ１４から停止完了信号を受信した場合には、ステップＳ１１３に進み、バッテリ２２の充電を終了する充電終了処理を実行し、本充電制御処理を終了する。

次に、図４及び図５を用いて本実施形態の作用について説明する。なお、説明の便宜上、送電器１３は車両１００が設置される設置面に配置されており、受電器２３は車両１００の底部に配置されているものとする。この場合、送電器１３及び受電器２３の相対位置の基準位置とは、図４（ｂ）に示すように、送電器１３及び受電器２３が互いに鉛直方向（車両１００の車高方向）に対向する位置である。また、図５においては、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１である場合の電流値Ｉの変動を実線にて示し、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２である場合の電流値Ｉの変動を二点鎖線にて示す。

図４（ａ）に示すように、送電器１３と受電器２３との位置ずれが大きい場合（受電器２３が位置ずれ許容範囲内に配置されていない場合）、送電器１３に伝送判定電力Ｐ１が入力されている場合であっても、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送は行われない。このため、図５に示すように、電流センサ５０によって検出される電流値Ｉは０（Ａ）である。この場合、伝送判定の判定結果は否定判定となる。

その後、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１である状況において、図４（ｂ）に示すように、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置となる位置に車両１００が配置された場合、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われる。これにより、図５の実線に示すように、電流センサ５０によって検出される電流値Ｉは閾値電流値Ｉｔｈ以上となる。よって、伝送判定の判定結果が肯定判定となる。そして、車両１００は、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置となる位置にて停止する。

その後、送電器１３から受電器２３に向けての通常充電電力Ｐ２の電力伝送（通常充電）、及び、送電器１３から受電器２３に向けての押し込み充電電力Ｐ３の電力伝送（押し込み充電）が行われる。この場合、通常充電電力Ｐ２と押し込み充電電力Ｐ３との電力値との相違に対応させて、デューティ比が通常充電デューティ比Ｄ２から押し込み充電デューティ比Ｄ３に変更されることにより、変換インピーダンスＺｑは第２変換インピーダンスＺｑ２を維持する。

ここで、伝送判定が行われる場合の変換インピーダンスＺｑである第１変換インピーダンスＺｑ１は、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合の変換インピーダンスＺｑである第２変換インピーダンスＺｑ２よりも低く設定されている。このため、図５に示すように、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１である条件下における送電器１３と受電器２３との相対位置に応じた電流値Ｉの変動量δＩ１は、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２である条件下における電流値Ｉの変動量δＩ２よりも大きくなっている。

また、閾値電流値Ｉｔｈは、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われない場合の電流値Ｉ（すなわち０（Ａ））よりも高く、伝送判定電力Ｐ１の出力条件下において変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１であって送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である場合の電流値Ｉ１よりも低い値である。そして、閾値電流値Ｉｔｈは、伝送判定電力Ｐ１の出力条件下において、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２であって送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である場合の電流値Ｉ２よりも高い。

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）交流電源１２及び交流電源１２から交流電力が入力される送電器１３（１次側コイル１３ａ）を有する送電機器１１から非接触で交流電力を受電可能な受電機器２１は、受電器２３（２次側コイル２３ａ）とバッテリ２２との間に設けられ、インピーダンスが可変に構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ２５を備えている。受電機器２１に設けられた受電側コントローラ２６は、交流電源１２から伝送判定電力Ｐ１が出力されている場合に、受電器２３からＤＣ／ＤＣコンバータ２５までの電力伝送経路上の電流値Ｉに基づいて、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定（ステップＳ１０３の処理）を行う。そして、受電側コントローラ２６は、上記伝送判定により送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、送電器１３から受電器２３に向けて、伝送判定電力Ｐ１よりも電力値が大きい通常充電電力Ｐ２の電力伝送を行う。

かかる構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスは、伝送判定電力Ｐ１を用いた伝送判定が行われる場合のＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスが通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合のＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスよりも低くなるように設定される。つまり、伝送判定電力Ｐ１を用いた伝送判定が行われる場合における変換インピーダンスＺｑ（第１変換インピーダンスＺｑ１）は、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合の変換インピーダンスＺｑ（第２変換インピーダンスＺｑ２）よりも低い。これにより、伝送判定と通常充電電力Ｐ２の電力伝送との双方を好適に行うことができる。

詳述すると、通常充電電力Ｐ２よりも電力値が小さい伝送判定電力Ｐ１を用いて伝送判定が行われるため、伝送判定に係る電力損失を低減することができる。この場合、伝送判定電力Ｐ１の電力値が小さいため、送電器１３と受電器２３との相対位置の変動に対する電流値Ｉの変動量が小さくなり易い。すると、伝送判定の精度低下という不都合が懸念される。

これに対して、本実施形態では、伝送判定時には変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１に設定されるため、上記相対位置の変動に対する電流値Ｉの変動量が大きくなっている（δＩ１＞δＩ２）。これにより、上記不都合を抑制できる。

ここで、通常充電電力Ｐ２の電力伝送時においても、変換インピーダンスＺｑを第１変換インピーダンスＺｑ１にすることも考えられる。しかしながら、変換インピーダンスＺｑが比較的低いインピーダンスである第１変換インピーダンスＺｑ１である場合、電源負荷インピーダンスＺｐは比較的高くなる。すると、交流電源１２としては、出力電圧値を定格電圧値に設定しても通常充電電力Ｐ２を出力することができない場合が生じ得る。かといって、通常充電電力Ｐ２を出力できるように、高い電源負荷インピーダンスＺｐに対応させて、交流電源１２の定格電圧値を過度に高く設定することは、交流電源１２の大型化やコスト等の観点から好ましくはない。

これに対して、本実施形態では、通常充電電力Ｐ２の電力伝送時には、変換インピーダンスＺｑは第１変換インピーダンスＺｑ１よりも高い第２変換インピーダンスＺｑ２に設定されている。これにより、電源負荷インピーダンスＺｐを低くすることができるため、通常充電電力Ｐ２を出力するための交流電源１２の定格電圧値が過度に高くなることを抑制できる。

なお、念のため説明すると、伝送判定電力Ｐ１は、通常充電電力Ｐ２よりも電力値が小さい交流電力であるため、変換インピーダンスＺｑが第１変換インピーダンスＺｑ１である場合（電源負荷インピーダンスＺｐが高い状況）であっても、伝送判定電力Ｐ１の電圧値は定格電圧値よりも低い。このため、伝送判定時において電源負荷インピーダンスＺｐが高い場合であっても不都合は生じにくい。

（２）特に、受電機器２１は、インピーダンスが可変に構成されたＤＣ／ＤＣコンバータ２５を備え、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって変換インピーダンスＺｑが可変制御される構成となっている。これにより、バッテリ２２とは別に伝送判定用の抵抗を設け、伝送判定時には、受電器２３によって受電された交流電力の出力先を上記伝送判定用の抵抗に切り替えるといったことをすることなく、伝送判定を好適に行うことができる。

（３）受電機器２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に入力される直流電力の電流値Ｉを検出する電流センサ５０を備えている。伝送判定は、電流センサ５０によって検出される電流値Ｉが予め定められた閾値電流値Ｉｔｈ以上であるか否かの判定である。そして、受電側コントローラ２６は、上記電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ以上である場合に、電力伝送が行われていると判定する。

ここで、閾値電流値Ｉｔｈは、送電器１３と受電器２３との間で電力伝送が行われない場合の電流値Ｉ（すなわち０（Ａ））よりも高く、伝送判定電力Ｐ１の出力条件下において送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である場合の電流値Ｉよりも低い値に設定される必要がある。この場合、電流値Ｉの変動量が小さいと、閾値電流値Ｉｔｈの設定が困難となったり、伝送判定にて誤判定が生じ易くなったりするといった不都合が生じ得る。

これに対して、本実施形態では、伝送判定時には積極的に変換インピーダンスＺｑを低くすることによって、上記電流値Ｉの変動量が大きくなっている（δＩ１＞δＩ２）。これにより、閾値電流値Ｉｔｈを比較的高く、例えば伝送判定電力Ｐ１の出力条件下において変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２であって送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である場合の電流値Ｉ２よりも高く設定できる。よって、上記不都合を抑制することができる。

（４）受電機器２１は車両１００に搭載されており、受電側コントローラ２６は、伝送判定の判定結果に基づいて、車両１００の位置決めを行う。詳細には、受電側コントローラ２６は、車両１００の移動中に伝送判定を行い、当該伝送判定の判定結果が肯定判定となったことに基づいて、車両１００が停止するための車両停止処理を実行する。これにより、送電器１３から受電器２３への電力伝送が行われる位置に車両１００を配置することができる。

（５）受電側コントローラ２６は、伝送判定の判定結果が肯定判定となり、且つ、車両１００が停止していることに基づいて、通常充電電力Ｐ２の電力伝送を行う。これにより、車両１００が移動している状態で通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われることを回避できる。

（６）負荷としてのバッテリ２２のインピーダンスである負荷インピーダンスＺＬは、当該バッテリ２２への入力電力値に応じて変動する。受電側コントローラ２６は、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われている状況（通常充電中）において押し込み充電条件が成立した場合には、通常充電電力Ｐ２とは異なる電力値の押し込み充電電力Ｐ３の電力伝送（押し込み充電）を行う。これにより、バッテリ２２の充電を好適に行うことができる。

かかる構成において、受電側コントローラ２６は、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合と押し込み充電電力Ｐ３の電力伝送が行われる場合とで負荷インピーダンスＺＬが変動することに対応させて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変制御を行う。詳細には、受電側コントローラ２６は、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合と押し込み充電電力Ｐ３が出力される場合とで変換インピーダンスＺｑが変動しないように、負荷インピーダンスＺＬの変動に対応させてデューティ比の可変制御を行う。これにより、交流電源１２の出力電力値が変動した場合であっても、変換インピーダンスＺｑを一定値（変換インピーダンスＺｑ２）に近づけることができる。よって、交流電源１２から出力される交流電力が通常充電電力Ｐ２から押し込み充電電力Ｐ３に変更されることによって生じ得る不都合、例えば負荷インピーダンスＺＬの変動に起因する伝送効率の低下等といった悪影響を抑制することができる。

特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５という１つの構成によって、（１）の効果と、上述した効果との双方を得ることができる。換言すれば、通常充電と押し込み充電との双方を好適に行うための構成であるＤＣ／ＤＣコンバータ２５を用いて、伝送判定を好適に行うことができるとも言える。これにより、構成の更なる簡素化を図ることができる。

（７）受電機器２１は、受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが所望の値（例えば特定抵抗値Ｒｏｕｔ）に近づくようにインピーダンス変換する２次側インピーダンス変換器３２を備えている。当該２次側インピーダンス変換器３２の定数は、変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２である場合に対応させて設定されている。これにより、通常充電電力Ｐ２の電力伝送時において伝送効率の向上を図ることができる。一方、交流電源１２から出力される交流電力が通常充電電力Ｐ２から押し込み充電電力Ｐ３に変更されることに起因して変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２からずれると、受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが所望の値からずれてしまい、伝送効率が低下する。

これに対して、本実施形態では、上述した通り、交流電源１２から出力される交流電力が通常充電電力Ｐ２から押し込み充電電力Ｐ３に変更された場合であっても、変換インピーダンスＺｑは第２変換インピーダンスＺｑ２に近づいている。これにより、交流電源１２から出力される交流電力が通常充電電力Ｐ２から押し込み充電電力Ｐ３に変更されたことに起因する伝送効率の低下を抑制できる。

（８）交流電源１２が各電力Ｐ２，Ｐ３を出力可能な電源負荷インピーダンスＺｐを特定電源負荷インピーダンスＺｔとすると、送電機器１１は、交流電源１２と送電器１３との間に設けられ、電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔに近づくようにインピーダンス変換を行う１次側インピーダンス変換器３１を備えている。

ここで、１次側インピーダンス変換器３１の定数は、受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔであり、且つ、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置である状況における送電器１３の入力インピーダンスに対応させて設定されている。このため、通常充電時と押し込み充電時とで変換インピーダンスＺｑが変動することによって受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが特定抵抗値Ｒｏｕｔからずれると、その分だけ電源負荷インピーダンスＺｐが特定電源負荷インピーダンスＺｔからずれる。この場合、上記相対位置の変動だけでなく、変換インピーダンスＺｑの変動にも対応させて、交流電源１２の仕様（最小出力電圧値及び定格電圧値や、最小出力電流値及び定格電流値等）を設定する必要が生じ得る。すると、交流電源１２として、出力電圧値及び出力電流値の可変幅が広いものを採用する必要が生じ、交流電源１２の大型化やコストの増大化が懸念される。

これに対して、本実施形態では、上述した通り、通常充電時と押し込み充電時とにおける変換インピーダンスＺｑの変動が抑制されているため、通常充電時と押し込み充電時とにおける変換インピーダンスＺｑの変動を考慮して、交流電源１２の仕様を設定する必要がない。これにより、交流電源１２の大型化等を抑制できる。

（９）受電機器２１は、受電器２３によって受電された交流電力を整流する整流器２４を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、整流器２４とバッテリ２２との間に設けられ、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子４５を有している。そして、受電側コントローラ２６は、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を可変制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスを可変制御する。これにより、変換インピーダンスＺｑの可変制御を比較的容易に行うことができる。

ここで、負荷としてバッテリ２２が採用され、インピーダンス変換部としてＤＣ／ＤＣコンバータ２５が採用される場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値は、送電器１３及び受電器２３の相対位置ではなく、バッテリ電圧とデューティ比とによって規定される。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値に基づいて伝送判定を行うことは困難である。

これに対して、本構成によれば、伝送判定は、上記相対位置に応じて変動するパラメータの一種として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に入力される直流電力の電流値Ｉに基づいて行われる。これにより、負荷としてバッテリ２２が採用され、インピーダンス変換部としてＤＣ／ＤＣコンバータ２５を採用されている構成において、伝送判定を好適に行うことができる。

（１０）電流センサ５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に入力される直流電力の電流値Ｉを検出する。これにより、交流電力の電流値Ｉを検出する構成と比較して、電流センサ５０の構成の簡素化を図ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 伝送判定電力Ｐ１の電力値と押し込み充電電力Ｐ３の電力値とは同一であってもよいし、伝送判定電力Ｐ１の電力値が押し込み充電電力Ｐ３の電力値よりも大きくてもよい。但し、電力損失の観点に着目すれば、伝送判定電力Ｐ１の電力値は、押し込み充電電力Ｐ３の電力値よりも小さい方が好ましい。また、通常充電電力Ｐ２よりも電力値が大きい交流電力を第３交流電力として採用してもよい。

○ ２次側インピーダンス変換器３２の定数が可変に構成されていてもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、伝送判定が行われる場合の２次側インピーダンス変換器３２の定数が、通常充電電力Ｐ２の電力伝送が行われる場合の２次側インピーダンス変換器３２の定数よりも低くなるように上記定数の可変制御を行ってもよい。本別例においては、２次側インピーダンス変換器３２が「インピーダンス変換部」に対応する。

なお、上記別例においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５を省略してもよい。この場合、通常充電時と押し込み充電時とで受電器２３の出力端からバッテリ２２までのインピーダンスが一定となるように２次側インピーダンス変換器３２の定数の可変制御が行われるとよい。

○ 上記別例における２次側インピーダンス変換器３２の具体的な構成は任意である。例えば、可変インダクタ及び可変キャパシタの少なくとも一方を備えている構成でもよいし、異なる定数のＬＣ回路を複数備えるとともに、上記複数のＬＣ回路のうちいずれかを介して電力伝送が行われるように電力伝送経路を切り替える切替リレーを備えている構成でもよい。

○ 負荷はバッテリ２２に限られず任意である。例えば、負荷は、電気二重層キャパシタであってもよいし、入力電力値に関わらずインピーダンスが固定のものであってもよい。さらに、負荷は、受電器２３によって受電された交流電力が入力されるものであって、当該交流電力によって駆動される駆動装置であってもよい。この場合、整流器２４を省略するとよい。要は、負荷は、受電器２３によって受電された交流電力又はその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ものであればよい。

○ 電流センサ５０は、受電器２３によって受電された交流電力の電流値Ｉを検出し、その電流値Ｉに基づいて伝送判定が行われてもよい。なお、この場合、電流値Ｉは例えば実効値である。要は、電流センサ５０は、受電器２３からＤＣ／ＤＣコンバータ２５までの電力伝送経路上の電流値Ｉを検出すればよく、伝送判定は上記電流センサ５０の検出結果に基づいて行われればよい。

○ 伝送判定は、電流値Ｉを用いて算出されるパラメータ（例えば電力値等）に基づいて行われてもよい。すなわち、電流値Ｉに基づく伝送判定とは、電流値Ｉだけでなく、電流値Ｉから算出されるパラメータに基づくものを含む。

○ 実施形態では、伝送判定は、車両１００の移動中に行われていたが、これに限られず、車両１００の停止中に行われてもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ以上である場合には、通常充電電力Ｐ２の電力伝送を行う一方、電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ未満である場合には、車両１００を移動させる旨の報知を行うとよい。

また、例えば、車両１００に駐車補助機能が搭載されている場合、伝送判定は、当該駐車補助機能によって車両１００の駐車が完了したことに基づいて実行される構成であってもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、電流値Ｉが閾値電流値Ｉｔｈ未満である場合には、何らかの異常が生じている旨の報知を行い、その後の処理を中止してもよい。何らかの異常とは、例えば送電器１３と受電器２３との間に異物が存在している場合、駐車補助機能が正常に動作しなかった場合等が考えられる。

○ 押し込み充電（押し込み充電電力Ｐ３の電力伝送）を省略してもよい。詳細には、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の処理とステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理とを省略してもよい。

○ 通常充電デューティ比Ｄ２は予め定められていたが、これに限られない。例えば、受電側コントローラ２６は、送電器１３と受電器２３との相対位置の変動に対応させて通常充電デューティ比Ｄ２を設定してもよい。詳細には、受電側コントローラ２６は、まずデューティ比を通常充電デューティ比Ｄ２の基準値に設定する。基準値とは、例えば送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置にあって交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力される場合に変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２となる値である。

その後、受電側コントローラ２６は、交流電源１２から通常充電電力Ｐ２が出力されている状況において変換インピーダンスＺｑを算出し、その算出された変換インピーダンスＺｑに基づいてデューティ比のフィードバック制御を行うことにより、デューティ比を、上記相対位置に対応した通常充電デューティ比Ｄ２に設定する。詳述すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値は、バッテリ電圧とデューティ比とによって規定される。このため、受電側コントローラ２６は、現状のデューティ比を把握することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値を把握する。また、受電側コントローラ２６は、電流センサ５０の検出結果に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電流値（電流値Ｉ）を把握する。そして、受電側コントローラ２６は、これらのパラメータから変換インピーダンスＺｑを算出し、算出された変換インピーダンスＺｑが第２変換インピーダンスＺｑ２となるようにデューティ比の可変制御を行う。これにより、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置からずれている場合であっても、変換インピーダンスＺｑを第２変換インピーダンスＺｑ２にすることができる。

○ 位置ずれ許容範囲は、例えば送電器１３及び受電器２３間の伝送効率が予め定められた閾値伝送効率以上となる範囲としてもよいし、送電器１３から予め定められた特定距離以内の範囲としてもよい。

○ ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の具体的な回路構成は、実施形態のものに限られず任意であり、例えばスイッチング素子を複数有する構成であってもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、昇圧型に限られず、降圧型又は昇降圧型であってもよい。

○ 送電側コントローラ１４が伝送判定を行ってもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、電流センサ５０の検出結果を送電側コントローラ１４に送信するとよい。この場合、送電側コントローラ１４は、伝送判定の判定結果が肯定判定であることに基づいて、通常充電電力Ｐ２の出力を開始し、且つ、デューティ比を通常充電デューティ比Ｄ２にするよう要求する要求信号を受電側コントローラ２６に送信してもよい。受電側コントローラ２６は、上記要求信号を受信したことに基づいて、通常充電デューティ比Ｄ２でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせるとよい。

すなわち、伝送判定の実行主体、及び、インピーダンス変換部のインピーダンス（デューティ比）の可変制御の実行主体は、受電側コントローラ２６に限られず、送電側コントローラ１４であってもよいし、各コントローラ１４，２６とは別の専用コントローラであってもよい。換言すれば、伝送判定部及び電力伝送部は、送電機器１１及び受電機器２１のいずれに設けられていてもよい。

○ 各インピーダンス変換器３１，３２の具体的な回路構成は任意である。例えば、１次側インピーダンス変換器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次側インピーダンス変換器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、各インピーダンス変換器３１，３２は、π型、Ｔ型などであってもよい。

○ １次側インピーダンス変換器３１の定数が可変に構成されていてもよい。
○ 送電機器１１に設けられるインピーダンス変換器の数、及び、受電機器２１に設けられるインピーダンス変換器の数は任意であり、例えば２以上であってもよい。

○ 交流電源１２が電力源である構成において、各インピーダンス変換器３１，３２は、インピーダンス整合を行うものであってもよい。例えば、２次側インピーダンス変換器３２は、受電器２３の出力端からバッテリ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ものであってもよい。

○ また、１次側インピーダンス変換器３１は、力率が改善される（リアクタンスが０に近づく）ようにインピーダンス変換を行うものであってもよい。
○ 各インピーダンス変換器３１，３２の少なくとも一方を省略してもよい。

○ 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。
○ 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。

○ 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。
○ 送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂを含む共振回路と、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を含む共振回路と、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）前記第２交流電力の電力伝送と前記第３交流電力の電力伝送とで、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが変動しないように、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が行われる請求項３に記載の受電機器。

（ロ）前記インピーダンス変換部は第１インピーダンス変換部であり、前記受電機器は、前記２次側コイルと前記第１インピーダンス変換部との間に設けられた第２インピーダンス変換部を備え、前記第２インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合における前記第１インピーダンス変換部の入力インピーダンスに対応させて設定されている請求項１〜４及び（イ）のうちいずれか一項に記載の受電機器。実施形態における第２変換インピーダンスＺｑ２が「前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合における前記第１インピーダンス変換部の入力インピーダンス」に対応する。

（ハ）前記伝送判定は、前記電流値が予め定められた閾値電流値以上であるか否かの判定である請求項１〜４及び（イ）、（ロ）のうちいずれか一項に記載の受電機器。

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、２１…受電機器、２２…バッテリ、２３ａ…２次側コイル、２４…整流器（ＡＣ／ＤＣ変換部）、２５…ＤＣ／ＤＣコンバータ（インピーダンス変換部）、２６…受電側コントローラ、４５…スイッチング素子、５０…電流センサ、１００…車両、Ｚｑ…変換インピーダンス、Ｚｑ１…第１変換インピーダンス、Ｚｑ２…第２変換インピーダンス。

Claims (5)

1. 電力値が異なる複数種類の交流電力を出力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、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力又は当該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負荷と、
   前記２次側コイルと前記負荷との間に設けられ、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と、
   を備え、
   前記交流電源から前記交流電力として第１交流電力が出力されている場合に、前記２次側コイルから前記インピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値に基づいて、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定が行われ、
   前記伝送判定により前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第１交流電力よりも電力値が大きい第２交流電力の電力伝送が行われ、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記第１交流電力を用いた前記伝送判定が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低くなるように設定されることを特徴とする受電機器。
2. 前記受電機器は移動体に搭載されており、
   前記伝送判定の判定結果に基づいて、前記移動体の位置決めが行われる請求項１に記載の受電機器。
3. 前記負荷のインピーダンスは、当該負荷への入力電力値に応じて変動するものであり、
   前記第２交流電力の電力伝送が行われている状況において予め定められた電力値変更条件が成立した場合には、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第２交流電力とは異なる電力値の第３交流電力の電力伝送が行われ、
   前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合と前記第３交流電力の電力伝送が行われる場合とで前記負荷のインピーダンスが変動することに対応させて、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が行われる請求項１又は請求項２に記載の受電機器。
4. 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、
   前記負荷はバッテリであり、
   前記インピーダンス変換部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記バッテリとの間に設けられ、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータであり、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力インピーダンスは、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比が可変制御されることにより可変となる請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器。
5. 電力値が異なる複数種類の交流電力を出力可能な交流電源と、
   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、
   前記２次側コイルによって受電された交流電力又は当該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負荷と、
   前記２次側コイルと前記負荷との間に設けられ、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と、
   前記交流電源から前記交流電力としての第１交流電力が出力されている場合に、前記２次側コイルから前記インピーダンス変換部までの電力伝送経路上の電流値に基づいて、前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われているか否かを判定する伝送判定を行う伝送判定部と、
   前記伝送判定部により前記１次側コイルと前記２次側コイルとの間で電力伝送が行われていると判定されたことに基づいて、前記１次側コイルから前記２次側コイルに向けて、前記第１交流電力よりも電力値が大きい第２交流電力の電力伝送を行う電力伝送部と、
   を備え、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記伝送判定部による前記伝送判定が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが前記電力伝送部による前記第２交流電力の電力伝送が行われる場合の前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスよりも低くなるように設定されることを特徴とする非接触電力伝送装置。