JP2016063726A - 受電機器及び非接触電力伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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のインピーダンスの可変制御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からの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、送電器１３から非接触で交流電力を受電可能な受電器２３とバッテリ２２とを備えている。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、バッテリ２２への入力電力値や充電状態に応じて変動する。そして、受電機器２１は、受電器２３からバッテリ２２までの間に設けられ、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。【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。

特開２００９−１０６１３６号公報

ここで、非接触電力伝送装置は、例えばインピーダンスが変動する負荷を備えている場合がある。これに対して、非接触電力伝送装置は、例えば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、負荷のインピーダンスの変動に対応させてインピーダンス変換部のインピーダンスを可変制御することにより、インピーダンス変換部の入力インピーダンスが所望の値となるようにする場合がある。この場合、交流電源の出力電力値とインピーダンス変換部のインピーダンスとの組み合わせによっては、インピーダンス変換部に対して過度な負担が付与される不都合が生じ得る。かといって、上記不都合を回避するべく、インピーダンス変換部のインピーダンスの可変範囲が過度に制限されると、例えばインピーダンス変換部の入力インピーダンスを所望の値にすることができないといった不都合が生じ得る。

以上のことから、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のインピーダンスの可変制御に係る構成には未だ改善の余地がある。
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のインピーダンスの可変制御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る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ものであって、インピーダンスが変動する負荷と、前記２次側コイルから前記負荷までの間に設けられ、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、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記交流電源から前記交流電力が出力されている場合において、前記交流電源の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて可変制御されることを特徴とする。

かかる構成によれば、交流電源の出力電力値に対応させて可変範囲が設定されるため、例えばインピーダンス変換部に過度な負担が付与されないにも関わらず可変範囲が不要に制限されるといったことを抑制できる。よって、インピーダンス変換部に過度な負担が付与されない範囲内で、可能な限り負荷のインピーダンスの変動に追従することができる。

上記受電機器について、前記交流電源は、前記交流電力として、第１特定電力値の交流電力と前記第１特定電力値よりも小さい第２特定電力値の交流電力とを出力可能に構成されており、前記第２特定電力値に対応させて設定される前記可変範囲は、前記第１特定電力値に対応させて設定される前記可変範囲よりも広いとよい。

かかる構成によれば、交流電源の出力電力値が第１特定電力値である場合においてインピーダンス変換部に対して過度な負担が付与されることを抑制しつつ、交流電源の出力電力値が第２特定電力値である場合には、インピーダンス変換部のインピーダンスを、より所望の値に近づけ易くなる。

上記受電機器について、前記可変範囲は、前記出力電力値と前記インピーダンス変換部の構成部品の定格値とに基づいて設定されるとよい。
かかる構成によれば、インピーダンス変換部のインピーダンスが可変範囲内にてどのように可変制御されても、インピーダンス変換部の構成部品に過度な負担が付与されること、例えば上記構成部品に対して当該構成部品の定格電圧値を超えるような過度な電圧が印加されたり、上記構成部品に対して当該構成部品の定格電流値を超えるような過度な電流が流れたりすることは生じにくい。これにより、インピーダンス変換部の構成部品を好適に保護することができる。

上記受電機器について、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定変換インピーダンスに近づくように、前記可変範囲内にて前記負荷のインピーダンスの変動に対応させて可変制御されるとよい。

かかる構成によれば、負荷のインピーダンスの変動に関わらず、インピーダンス変換部の入力インピーダンスを特定変換インピーダンスに近づけることができる。よって、例えば伝送効率の低下等といった負荷のインピーダンスの変動による不都合を抑制できる。

上記受電機器について、前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記交流電源の出力端から前記負荷までのインピーダンスが予め定められた特定電源負荷インピーダンスに近づくように、前記可変範囲内にて前記負荷のインピーダンスの変動に対応させて可変制御されるとよい。

かかる構成によれば、負荷のインピーダンスの変動に関わらず、交流電源の出力端から負荷までのインピーダンスを特定電源負荷インピーダンスに近づけることができる。これにより、交流電源の出力電力値の安定化を図ることができる。

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る交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部を備え、前記インピーダンス変換部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記負荷との間に設けられ、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータを含むとよい。

かかる構成によれば、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比の可変制御という比較的容易且つ簡素な構成で、インピーダンスの可変制御を行うことができる。
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る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ものであって、インピーダンスが変動する負荷と、前記交流電源から前記負荷までの間に設けられ、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が出力されている場合において、前記インピーダンス変換部のインピーダンスを、前記交流電源の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて可変制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、交流電源の出力電力値に対応させて可変範囲が設定されるため、例えばインピーダンス変換部に過度な負担が付与されないにも関わらず可変範囲が不要に制限されるといったことを抑制できる。よって、インピーダンス変換部に過度な負担が付与されない範囲内で、可能な限り負荷のインピーダンスの変動に追従することができる。

この発明によれば、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のインピーダンスの可変制御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。 上限値マップを説明するための概念図。 下限値マップを説明するための概念図。 受電側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。 受電側コントローラにて実行されるデューティ比調整処理を示すフローチャート。 別例の非接触電力伝送装置の電気的構成を示す回路図。 別例のデューティ比調整処理を示すフローチャート。

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（二次電池）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。

ここで、説明の便宜上、本実施形態においては、送電器１３と受電器２３との相対位置は予め定められた基準位置となっていることを前提とする。当該基準位置は、送電器１３及び受電器２３間の非接触の電力伝送が正常に行われる相対位置である。

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によって受電される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、第１特定電力値として通常充電電力値Ｐ１の交流電力又は第２特定電力値として押し込み充電電力値Ｐ２の交流電力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、両充電電力値Ｐ１，Ｐ２のうちいずれかの電力値の交流電力が出力されるように交流電源１２を制御する。電力値の大小関係としては、通常充電電力値Ｐ１＞押し込み充電電力値Ｐ２となっている。

なお、押し込み充電電力値Ｐ２の交流電力は、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。以降の説明において、通常充電電力値Ｐ１の交流電力を用いたバッテリ２２の充電を通常充電とし、押し込み充電電力値Ｐ２の交流電力を用いたバッテリ２２の充電を押し込み充電とする。

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の充電状態を検出する検出部としてＳＯＣセンサ２７を備えている。ＳＯＣセンサ２７は、その検出結果を受電側コントローラ２６に送信する。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。

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。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は、２次側インピーダンス変換器３２の入力インピーダンスとも言える。

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。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から両充電電力値Ｐ１，Ｐ２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Ｚｐｔ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Ｚｐｔ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Ｚｐｔとなるように、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。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。

次に、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Ｄに依存する。詳細には、例えばデューティ比Ｄ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。すなわち、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Ｄ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。

なお、デューティ比Ｄ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る。また、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。

変換インピーダンスＺｑは、２次側インピーダンス変換器３２の入力インピーダンス、及び、電源負荷インピーダンスＺｐに影響を与えるパラメータである。詳細には、例えば変換インピーダンスＺｑが高くなると、２次側インピーダンス変換器３２の入力インピーダンスは高くなる一方、電源負荷インピーダンスＺｐは低くなる。

かかる構成において、デューティ比Ｄを可変制御することによって取り得る変換インピーダンスＺｑのうち予め定められた特定値を特定変換インピーダンスＺｑｔとする。
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が特定変換インピーダンスＺｑｔである場合に、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となるように、特定変換インピーダンスＺｑｔに対応させて設定されている。

また、既に説明した通り、１次側インピーダンス変換器３１の定数は特定抵抗値Ｒｏｕｔに対応させて設定されている。この点に着目すれば、１次側インピーダンス変換器３１の定数は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔである場合に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Ｚｐｔとなるように、特定変換インピーダンスＺｑｔに対応させて設定されていると言える。

すなわち、特定変換インピーダンスＺｑｔは、交流電源１２から両充電電力値Ｐ１，Ｐ２の交流電力が出力可能であって、且つ、送電器１３及び受電器２３間の伝送効率が比較的高くなるインピーダンスであり、電力伝送に適した変換インピーダンスＺｑと言える。

図２に示すように、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を検出する電流センサ５０を備えている。電流センサ５０は、検出された電流値を受電側コントローラ２６に送信する。これにより、受電側コントローラ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電流値を把握できる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値は、バッテリ電圧及びデューティ比Ｄによって規定される。このため、受電側コントローラ２６は、デューティ比Ｄを把握することを通じてＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力電圧値を把握することができる。そして、受電側コントローラ２６は、上記入力電圧値と電流センサ５０の検出結果（入力電流値）とに基づいて、変換インピーダンスＺｑを把握することができる。

ここで、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、バッテリ２２の充電状態と、交流電源１２の出力電力値とに応じて変動する。なお、交流電源１２の出力電力値と、受電器２３によって受電される交流電力の電力値とが対応している点に着目すれば、負荷インピーダンスＺＬは、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とも言える。

これに対して、本実施形態の非接触電力伝送装置１０（受電機器２１）は、負荷インピーダンスＺＬの変動に対応可能に構成されている。
図２に示すように、受電側コントローラ２６は、デューティ比Ｄの上限値Ｄｍａｘを導出するのに用いられる上限値マップ２６ａと、デューティ比Ｄの下限値Ｄｍｉｎを導出するのに用いられる下限値マップ２６ｂとを備えている。これら両マップ２６ａ，２６ｂについて以下に説明する。

図３に示すように、上限値マップ２６ａには、出力電力値とデューティ比Ｄの上限値Ｄｍａｘとが１対１で対応付けて設定されている。詳細には、通常充電電力値Ｐ１に対応させて第１上限値Ｄｍａｘ１が設定されており、押し込み充電電力値Ｐ２に対応させて第２上限値Ｄｍａｘ２が設定されている。

第１上限値Ｄｍａｘ１は、交流電源１２の出力電力値が通常充電電力値Ｐ１である場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に流れる電流値が当該構成部品の定格電流値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように設定されている。同様に、第２上限値Ｄｍａｘ２は、交流電源１２の出力電力値が押し込み充電電力値Ｐ２である場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に流れる電流値が当該構成部品の定格電流値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように設定されている。

図４に示すように、下限値マップ２６ｂには、出力電力値とデューティ比Ｄの下限値Ｄｍｉｎとが１対１で対応付けて設定されている。詳細には、通常充電電力値Ｐ１に対応させて第１下限値Ｄｍｉｎ１が設定されており、押し込み充電電力値Ｐ２に対応させて第２下限値Ｄｍｉｎ２が設定されている。

第１下限値Ｄｍｉｎ１は、交流電源１２の出力電力値が通常充電電力値Ｐ１である場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に印加される電圧値が当該構成部品の定格電圧値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように設定されている。

第２下限値Ｄｍｉｎ２は、交流電源１２の出力電力値が押し込み充電電力値Ｐ２である場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に印加される電圧値が当該構成部品の定格電圧値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように設定されている。

ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に印加される電圧値及び当該構成部品に流れる電流値は、出力電力値が大きくなるほど高くなり易い。このため、通常充電電力値Ｐ１が押し込み充電電力値Ｐ２よりも大きいことに対応させて、第１上限値Ｄｍａｘ１は第２上限値Ｄｍａｘ２よりも低く設定されており、第１下限値Ｄｍｉｎ１は第２下限値Ｄｍｉｎ２よりも高く設定されている。すなわち、出力電力値が押し込み充電電力値Ｐ２である場合におけるデューティ比Ｄの可変範囲（第２下限値Ｄｍｉｎ２〜第２上限値Ｄｍａｘ２）は、出力電力値が通常充電電力値Ｐ１である場合におけるデューティ比Ｄの可変範囲（第１下限値Ｄｍｉｎ１〜第１上限値Ｄｍａｘ１）よりも広く設定されている。

ちなみに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品とは、例えばコイル４１やスイッチング素子４５等である。本実施形態の回路構成においては、例えば上限値Ｄｍａｘは、コイル４１に流れる電流値とコイル４１の定格電流値とに対応させて設定されており、下限値Ｄｍｉｎは、スイッチング素子４５に印加される電圧値とスイッチング素子４５の定格電圧値とに対応させて設定されている。

なお、インピーダンス変換部としてＤＣ／ＤＣコンバータ２５が採用されている場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変範囲はデューティ比Ｄの可変範囲に依存する。詳細には、デューティ比Ｄの可変範囲の下限値Ｄｍｉｎによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変範囲の上限値が規定され、デューティ比Ｄの可変範囲の上限値Ｄｍａｘによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変範囲の下限値が規定される。

受電側コントローラ２６は、予め定められた充電可能条件を満たしている場合には、送電側コントローラ１４と情報のやり取りを行いながら、バッテリ２２の充電を行う充電制御処理を実行する。充電可能条件とは、例えば送電器１３及び受電器２３間で非接触の電力伝送が正常に行われたことが確認できた場合等である。

以下、受電側コントローラ２６にて実行される充電制御処理について図５及び図６を用いて説明する。
図５に示すように、受電側コントローラ２６は、まずステップＳ１０１にて、ＳＯＣセンサ２７の検出結果に基づいて、バッテリ２２の充電状態を把握する。そして、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０１にて把握された充電状態に基づいて、要求電力値を決定する。具体的には、受電側コントローラ２６は、充電状態が予め定められた押し込み充電契機状態であるか否かを判定する。受電側コントローラ２６は、充電状態が押し込み充電契機状態でない場合には要求電力値を通常充電電力値Ｐ１に決定する一方、充電状態が押し込み充電契機状態である場合には要求電力値を押し込み充電電力値Ｐ２に決定する。

その後、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０３にて、送電を開始する送電開始処理を実行する。具体的には、受電側コントローラ２６は、まず、所定のデューティ比Ｄの初期値でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。その後、受電側コントローラ２６は、要求電力値に関する情報が含まれた送電開始指示信号を送電側コントローラ１４に送信する。送電側コントローラ１４は、上記送電開始指示信号を受信したことに基づいて、当該送電開始指示信号に含まれている要求電力値の交流電力が出力するように交流電源１２を制御する。

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、送電側コントローラ１４は、交流電力の出力中定期的に、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の変動に関わらず出力電力値が要求電力値と同一となるように交流電源１２を制御する。

なお、デューティ比Ｄの初期値は任意であるが、例えば要求電力値や充電状態等に対応させて設定されるとよい。詳細には、例えばデューティ比Ｄの初期値は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づく（好ましくは一致する）ように、要求電力値及び充電状態によって規定される負荷インピーダンスＺＬに対応させて設定されているとよい。

受電側コントローラ２６は、交流電源１２からの交流電力の出力が開始された後、ステップＳ１０４にて、デューティ比Ｄの調整を行うデューティ比調整処理を実行する。デューティ比調整処理について図６を用いて説明する。

図６に示すように、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２にて、現在の出力電力値（通常充電電力値Ｐ１又は押し込み充電電力値Ｐ２）に対応させてデューティ比Ｄの可変範囲を設定する。詳細には、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０１にて、上限値マップ２６ａを参照して、現在の出力電力値に対応する上限値Ｄｍａｘを導出する。そして、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０２にて、下限値マップ２６ｂを参照して、現在の出力電力値に対応する下限値Ｄｍｉｎを導出する。

その後、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０９にて、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づくように、設定された可変範囲内にてデューティ比Ｄの可変制御を行う。

詳細には、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０３にて、電流センサ５０の検出結果と、現在設定されているデューティ比Ｄとに基づいて、変換インピーダンスＺｑを把握する。

続くステップＳ２０４では、受電側コントローラ２６は、把握された変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔと一致しているか否かを判定する。受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔと一致している場合には、そのまま本デューティ比調整処理を終了する。なお、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑと特定変換インピーダンスＺｑｔとが完全一致している場合だけでなく、両者の差が無視できる程度に小さい場合には、両者が一致していると判定する。

一方、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔと異なっている場合には、ステップＳ２０５に進み、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔよりも大きいか否かを判定する。

受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔよりも大きい場合には、ステップＳ２０６に進み、現在設定されているデューティ比Ｄが上限値Ｄｍａｘであるか否かを判定する。

現在設定されているデューティ比Ｄが上限値Ｄｍａｘである場合には、それ以上デューティ比Ｄを上げることはできないことを意味する。この場合、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０６を肯定判定し、ステップＳ２０３に戻る。

一方、現在設定されているデューティ比Ｄが上限値Ｄｍａｘでない場合、デューティ比Ｄを上げる余地があることを意味する。この場合、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０６を否定判定し、ステップＳ２０７に進む。受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０７では、例えばデューティ比Ｄを予め定められた規定量だけ上げて、ステップＳ２０３に戻る。これにより、変換インピーダンスＺｑが低くなるため、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づく。

なお、ステップＳ２０７では、受電側コントローラ２６は、デューティ比Ｄを規定量だけ上げることによってデューティ比Ｄが上限値Ｄｍａｘよりも高くなる場合には、デューティ比Ｄを上限値Ｄｍａｘに設定する。

受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔよりも小さい場合、ステップＳ２０５を否定判定してステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、受電側コントローラ２６は、現在設定されているデューティ比Ｄが下限値Ｄｍｉｎであるか否かを判定する。

現在設定されているデューティ比Ｄが下限値Ｄｍｉｎである場合には、それ以上デューティ比Ｄを下げることはできないことを意味する。この場合、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０８を肯定判定し、ステップＳ２０３に戻る。

一方、現在設定されているデューティ比Ｄが下限値Ｄｍｉｎでない場合、デューティ比Ｄを下げる余地があることを意味する。この場合、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０８を否定判定し、ステップＳ２０９に進む。受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０９では、デューティ比Ｄを予め定められた規定量だけ下げて、ステップＳ２０３に戻る。これにより、変換インピーダンスＺｑが高くなるため、その分だけ変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づく。

なお、ステップＳ２０９では、受電側コントローラ２６は、デューティ比Ｄを規定量だけ下げることによってデューティ比Ｄが下限値Ｄｍｉｎよりも低くなる場合には、デューティ比Ｄを下限値Ｄｍｉｎに設定する。

以上の通り、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔと一致するまでデューティ比Ｄの可変制御を行う。
なお、受電側コントローラ２６は、下限値Ｄｍｉｎから上限値Ｄｍａｘまでの可変範囲内にてデューティ比Ｄを可変制御しても変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔと一致しない場合には、異常であるとして送電停止等の処理を実行してもよい。

図５の説明に戻り、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０４のデューティ比調整処理の実行後は、ステップＳ１０５にて、予め定められた電力値変更条件が成立しているか否かを判定する。電力値変更条件とは、例えば出力電力値が通常充電電力値Ｐ１であり、且つ、現在の充電状態が押し込み充電契機状態の場合である。

受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０５では、ＳＯＣセンサ２７の検出結果に基づいて現在の充電状態を把握し、現在の充電状態と現在の出力電力値とに基づいて、電力値変更条件が成立しているか否かを判定する。受電側コントローラ２６は、電力値変更条件が成立していない場合には、ステップＳ１０９に進む一方、電力値変更条件が成立している場合には、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８にて、出力電力値の変更に係る処理を実行する。

詳細には、受電側コントローラ２６は、まずステップＳ１０６にて、送電を中断させる送電中断処理を実行する。詳細には、受電側コントローラ２６は、送電側コントローラ１４に対して送電の中断を指示する送電中断指示信号を送信する。送電側コントローラ１４は、送電中断指示信号を受信したことに基づいて、交流電源１２の交流電力の出力を停止させ、その後中断完了信号を受電側コントローラ２６に送信する。受電側コントローラ２６は、中断完了信号を受信したことに基づいて、スイッチング素子４５の周期的なＯＮ／ＯＦＦ動作を停止させる。

その後、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０７にて要求電力値を押し込み充電電力値Ｐ２に決定する。そして、受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０８にて、送電を再開させる送電再開処理を実行する。詳細には、受電側コントローラ２６は、所定のデューティ比Ｄの初期値でスイッチング素子４５を周期的にＯＮ／ＯＦＦさせてから、押し込み充電電力値Ｐ２に関する情報を含む送電再開指示信号を送信する。送電側コントローラ１４は、上記送電再開指示信号を受信したことに基づいて、押し込み充電電力値Ｐ２の交流電力が出力されるように交流電源１２を制御する。これにより、押し込み充電が開始される。

受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０８を実行した後は、ステップＳ１０４に戻る。これにより、出力電力値の変更後には、再度デューティ比調整処理が行われることとなる。

受電側コントローラ２６は、ステップＳ１０９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。充電終了条件の１つは、例えば充電状態が満充電状態となることである。なお、例えば受電機器２１が充電停止スイッチを有している場合には、当該充電停止スイッチが操作されることを充電終了条件の１つとして採用してもよい。要は、充電終了条件は任意である。

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Ｓ１０４に戻る。つまり、受電側コントローラ２６は、電力値変更条件又は充電終了条件のいずれか一方が成立するまで、定期的にデューティ比調整処理を実行する。

一方、受電側コントローラ２６は、充電終了条件が成立している場合には、ステップＳ１１０に進み、送電を停止するための送電停止処理を実行して、本充電制御処理を終了する。詳細には、受電側コントローラ２６は、送電停止指示信号を送電側コントローラ１４に送信する。送電側コントローラ１４は、送電停止指示信号を受信したことに基づいて、交流電力の出力が停止されるように交流電源１２を制御する。そして、送電側コントローラ１４は、送電が停止したことを示す送電停止完了信号を受電側コントローラ２６に送信する。受電側コントローラ２６は、送電停止完了信号を受信したことに基づいて、スイッチング素子４５の周期的なＯＮ／ＯＦＦ動作を停止させる。

次に本実施形態の作用について説明する。
交流電力の出力中、定期的にデューティ比調整処理が実行される。当該デューティ比調整処理では、出力電力値に対応した可変範囲内にてデューティ比Ｄの可変制御が行われる。このため、バッテリ２２の充電状態が変動する場合であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に過度な負担が付与されない範囲内で、可能な限り変換インピーダンスＺｑは特定変換インピーダンスＺｑｔに近づいている。

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）交流電源１２及び交流電源１２から出力された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、送電器１３から非接触で交流電力を受電可能な受電器２３（２次側コイル２３ａ）と負荷としてのバッテリ２２とを備えている。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、バッテリ２２への入力電力値や充電状態等の状況に応じて変動する。そして、受電機器２１は、受電器２３からバッテリ２２までの間、詳細には受電機器２１に設けられた整流器２４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。

かかる構成において、受電機器２１の受電側コントローラ２６は、交流電源１２から交流電力が出力されている場合には、交流電源１２の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変制御を行う。換言すれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスは、交流電源１２から交流電力が出力される場合において、上記可変範囲内にて可変制御される。これにより、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２５に過度な負担が付与されることを抑制しつつ、負荷インピーダンスＺＬの変動に好適に追従できる。

詳述すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に対して付与される負担は、交流電源１２の出力電力値と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスとに依存する。このため、両者の組み合わせによっては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に対して過度な負担が付与される場合がある。この場合、上記負担によって何らかの不都合が生じないように、当該負担が最大となる組み合わせに対応させて、上記ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の仕様やＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスの可変範囲を設定することも考えられる。しかしながら、このように仕様や可変範囲を設定すると、コストの増大化や、過度な負担が付与されないにも関わらず可変範囲が不要に制限されるといった不都合等が懸念される。

これに対して、本実施形態では、交流電源１２の出力電力値に対応させて可変範囲を設定することにより、例えば出力電力値に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ２５への負担の変動を考慮して、可変範囲を柔軟に設定することができる。これにより、上記不都合を抑制することができる。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に対して過度な負担が付与されない範囲内で、可能な限り負荷インピーダンスＺＬの変動に対応できる。

（２）ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子４５を有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスは、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比Ｄを可変制御することにより、可変となっている。これにより、デューティ比Ｄの可変制御という比較的容易且つ簡素な構成で、インピーダンスの可変制御を行うことができる。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスである変換インピーダンスＺｑを所望の値（例えば特定変換インピーダンスＺｑｔ）に好適に近づけることができる。

（３）交流電源１２は、通常充電電力値Ｐ１（第１特定電力値）の交流電力と、押し込み充電電力値Ｐ２（第２特定電力値）の交流電力とを出力可能に構成されている。そして、押し込み充電電力値Ｐ２に対応させて設定される可変範囲（第２下限値Ｄｍｉｎ２〜第２上限値Ｄｍａｘ２）は、通常充電電力値Ｐ１に対応させて設定される可変範囲（第１下限値Ｄｍｉｎ１〜第１上限値Ｄｍａｘ１）よりも広い。これにより、交流電源１２の出力電力値が押し込み充電電力値Ｐ２である場合には、より好適にＤＣ／ＤＣコンバータ２５のインピーダンスを所望の値（例えば変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔとなる値）に近づけることができる。

（４）可変範囲は、交流電源１２の出力電力値と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品の定格値とに基づいて設定される。詳細には、デューティ比Ｄの下限値Ｄｍｉｎは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に印加される電圧値が当該構成部品の定格電圧値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように、出力電力値に対応させて設定されている。同様に、デューティ比Ｄの上限値Ｄｍａｘは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品を流れる電流値が当該構成部品の定格電流値と同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い値となるように、出力電力値に対応させて設定されている。これにより、デューティ比Ｄが可変範囲内にてどのように可変制御されても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品に対して過度な負担が付与されることは生じにくい。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の構成部品を好適に保護することができる。なお、過度な負担とは、例えば上記構成部品に対して当該構成部品の定格電圧値を超えるような過度な電圧が印加されたり、上記構成部品に対して当該構成部品の定格電流値を超えるような過度な電流が流れたりすることである。

（５）受電側コントローラ２６は、交流電源１２の出力電力値やバッテリ２２の充電状態に関わらず、変換インピーダンスＺｑが予め定められた一定値（特定変換インピーダンスＺｑｔ）となるようにデューティ比Ｄを可変制御する。これにより、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を抑制できる。

（６）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１次側インピーダンス変換器３１を備えている。１次側インピーダンス変換器３１の定数は、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が予め定められた特定電源負荷インピーダンスＺｐｔに近づくように特定変換インピーダンスＺｑｔに対応させて設定されている。これにより、特定電源負荷インピーダンスＺｐｔに対応させて、交流電源１２の定格値を設定することにより、交流電源１２から所望の電力値の交流電力を出力させることができる。

ここで、負荷インピーダンスＺＬの変動によって変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔからずれると、電源負荷インピーダンスＺｐも特定電源負荷インピーダンスＺｐｔからずれる。この場合、ずれ量によっては、交流電源１２から所望の電力値の交流電力が出力されない事態が生じ得る。

これに対して、本実施形態では、既に説明したとおり、負荷インピーダンスＺＬの変動に関わらず、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔとなるようにデューティ比Ｄの可変制御が行われるため、上記事態の発生を抑制できる。

なお、上記のように１次側インピーダンス変換器３１の定数が設定されていることに着目すれば、送電器１３と受電器２３との相対位置が基準位置である状況下において変換インピーダンスＺｑを特定変換インピーダンスＺｑｔに近づけることは、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Ｚｐｔに近づけることと等価であると言える。

（７）受電機器２１は、受電器２３と整流器２４との間に設けられた２次側インピーダンス変換器３２を備えている。２次側インピーダンス変換器３２の定数は、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所望の値（例えば特定抵抗値Ｒｏｕｔ）に近づくように、特定変換インピーダンスＺｑｔに対応させて設定されている。これにより、伝送効率の向上等を図ることができる。

かかる構成において、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Ｄの可変制御が行われることによって、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づいている。これにより、負荷インピーダンスＺＬの変動に起因して、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所望の値からずれることを抑制できる。よって、非接触の電力伝送を用いたバッテリ２２の充電を好適に行うことができる。

すなわち、上記のようにデューティ比Ｄの可変制御が行われることによって、両インピーダンス変換器３１，３２としては、負荷インピーダンスＺＬの変動を考慮する必要がない。これにより、両インピーダンス変換器３１，３２を負荷インピーダンスＺＬに追従させる必要がない分だけ、両インピーダンス変換器３１，３２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。
○ 実施形態では、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑを把握し、その把握結果に基づいてデューティ比Ｄの可変制御を行う構成であったが、これに限られない。例えば、図７に示すように、送電機器１１は、電源負荷インピーダンスＺｐを測定する電源負荷インピーダンス測定器６０を備えていてもよい。電源負荷インピーダンス測定器６０は、交流電源１２の出力電圧値及び出力電流値を測定し、その測定結果から電源負荷インピーダンスＺｐを測定する。そして、電源負荷インピーダンス測定器６０は、その測定結果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は電源負荷インピーダンスＺｐを把握可能となっている。

かかる構成において、受電側コントローラ２６は、電源負荷インピーダンスＺｐに基づいて、デューティ比Ｄの可変制御を行ってもよい。詳細には、図８に示すように、受電側コントローラ２６は、ステップＳ２０２の処理の実行後、ステップＳ３０１にて、現在の電源負荷インピーダンスＺｐを把握する。詳細には、受電側コントローラ２６は、送電側コントローラ１４に対して、現在の電源負荷インピーダンスＺｐの要求信号を送信する。送電側コントローラ１４は、上記要求信号を受信した場合には、電源負荷インピーダンス測定器６０の測定結果に関する情報を受電側コントローラ２６に送信する。受電側コントローラ２６は、その情報を受信することにより、現在の電源負荷インピーダンスＺｐを把握する。

その後、受電側コントローラ２６は、ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１にて把握された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Ｚｐｔと一致しているか否かを判定する。受電側コントローラ２６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Ｚｐｔと一致している場合には、本デューティ比調整処理を終了する。一方、受電側コントローラ２６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Ｚｐｔと異なっている場合には、ステップＳ３０３に進み、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Ｚｐｔよりも小さいか否かを判定する。

かかる構成によれば、デューティ比Ｄは、設定された可変範囲（下限値Ｄｍｉｎ〜上限値Ｄｍａｘ）内で、可能な限り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Ｚｐｔに近づくように可変制御される。すなわち、受電側コントローラ２６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Ｚｐｔに近づくように、負荷インピーダンスＺＬに対応させてデューティ比Ｄを可変制御してもよい。これにより、負荷インピーダンスＺＬの変動に関わらず、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Ｚｐｔに近づけることができ、交流電源１２の出力電力値の安定化を図ることができる。

○ 交流電源１２は、電源負荷インピーダンス測定器６０によって測定される交流電源１２の出力電圧値及び出力電流値に基づいて出力電力値を把握し、当該出力電力値が所望の電力値に近づくように出力電圧値を調整する構成であってもよい。

○ 電流センサ５０は、受電器２３と２次側インピーダンス変換器３２との間の電力伝送経路上の電流値を検出してもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、２次側インピーダンス変換器３２の入力インピーダンスを把握できる。かかる構成においては、受電側コントローラ２６は、交流電源１２からの交流電力の出力中、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一定値（例えば特定抵抗値Ｒｏｕｔ）となるように、デューティ比Ｄの可変制御を行ってもよい。この場合、デューティ比Ｄの可変制御によって、２次側インピーダンス変換器３２の定数のばらつきや整流器２４のインピーダンスのばらつきに対応できる。

同様に、電流センサ５０は、２次側インピーダンス変換器３２と整流器２４との間の電力伝送経路上の電流値を検出してもよい。要は、電流センサ５０は、受電器２３の出力端からＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力端までの電力伝送経路上のいずれかの電流値を検出すればよい。なお、電流センサ５０が交流電流を検出する構成においては、電流センサ５０によって検出される電流値とは例えば実効値である。

○ ２次側インピーダンス変換器３２の定数を可変に構成してもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、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一定値（例えば特定抵抗値Ｒｏｕｔ）となるように、２次側インピーダンス変換器３２の定数を可変制御してもよい。なお、本別例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５を省略してもよい。

なお、２次側インピーダンス変換器３２の定数を可変にするための具体的な構成は任意である。例えば、２次側インピーダンス変換器３２が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てもよい。また、２次側インピーダンス変換器３２は、定数が相違する複数のＬＣ回路と、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とを備えている構成であってもよい。

ちなみに、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」に対応し、整流器２４からバッテリ２２までが「負荷」に対応する。つまり、「負荷」とは、受電器２３によって受電される交流電力、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る。

また、上記のように２次側インピーダンス変換器３２の定数が可変制御される構成では、可変範囲は、例えば交流電源１２の出力電力値と、２次側インピーダンス変換器３２の構成部品（第２インダクタ３２ａ，３２ｂや第２キャパシタ３２ｃ）の定格値とに基づいて設定されてもよい。

○ 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。この場合、送電側コントローラ１４は、交流電源１２の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて、１次側インピーダンス変換器３１の定数の可変制御を行う構成であってもよい。この場合、可変範囲は、例えば交流電源１２の出力電力値と１次側インピーダンス変換器３１の構成部品（第１インダクタ３１ａ，３１ｂや第１キャパシタ３１ｃ）の定格値とに基づいて設定されてもよい。

つまり、インピーダンス変換部とは、交流電源１２からバッテリ２２までの間に設けられていればよく、送電機器１１及び受電機器２１のいずれに設けられてもよい。
○ 受電側コントローラ２６は、交流電源１２から通常充電電力値Ｐ１の交流電力が出力される場合と押し込み充電電力値Ｐ２の交流電力が出力される場合とで、交流電力が出力される前に設定されるデューティ比Ｄの初期値を可変にしてもよい。この場合、デューティ比Ｄの初期値は、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔに近づくように、両充電電力値Ｐ１，Ｐ２に対応させて設定されるとよい。

かかる構成において、可変範囲は、例えば下限値Ｄｍｉｎ以上且つ上限値Ｄｍａｘ以下であって、上記初期値を含み（例えば上記初期値を中間値とし）、且つ、予め定められた規定量の可変幅を有する範囲としてもよい。この場合、デューティ比Ｄの可変制御に要する時間の短縮化を図ることができる。これにより、一連の充電制御処理のスムーズな進行を実現できる。換言すれば、デューティ比調整処理の処理時間が長くなることに起因する不都合、例えば電力値変更条件が成立したタイミングから、出力電力値が実際に変更されるまでのタイムラグが長くなること等を抑制できる。

ちなみに、デューティ比Ｄの初期値が出力電力値に基づいて導出されることを鑑みれば、上記のように設定される可変範囲も、出力電力値に対応しているものと言える。また、規定量の可変幅は、交流電源１２の出力電力値に関わらず同一であってもよいし、可変であってもよい。

○ 交流電源１２の出力電力値は、２種類に限られず、３種類以上であってもよい。例えば、交流電源１２は、押し込み充電電力値Ｐ２よりも小さい電力値であって、送電器１３と受電器２３との位置合わせに用いられる位置合わせ電力値の交流電力を出力可能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、交流電源１２が位置合わせ電力値の交流電力を出力するように動作している状況において、例えば電流センサ５０の検出結果等に基づいて、送電器１３と受電器２３とが電力伝送可能な位置に配置されているか否かを判定してもよい。

受電側コントローラ２６は、交流電源１２が位置合わせ電力値の交流電力を出力するように動作している場合、変換インピーダンスＺｑが特定変換インピーダンスＺｑｔとは異なる値、例えば特定変換インピーダンスＺｑｔよりも低い所定値となるように、デューティ比Ｄの初期値を設定してもよい。その後、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑが上記所定値と異なっている場合には、変換インピーダンスＺｑが上記所定値に近づくように、上記デューティ比Ｄの初期値が含まれた規定量の可変幅を有する可変範囲内にてデューティ比Ｄを可変制御してもよい。

○ 押し込み充電電力値Ｐ２に対応させて設定される可変範囲（第２下限値Ｄｍｉｎ２〜第２上限値Ｄｍａｘ２）が、通常充電電力値Ｐ１に対応させて設定される可変範囲（第１下限値Ｄｍｉｎ１〜第１上限値Ｄｍａｘ１）よりも狭くてもよい。

○ ステップＳ２０７におけるデューティ比Ｄの上昇態様は任意である。例えば、受電側コントローラ２６は、変換インピーダンスＺｑと特定変換インピーダンスＺｑｔとの差分に対応させて、上昇量を可変させる構成であってもよいし、上記差分に関わらず一定量ずつ上昇させる構成であってもよい。ステップＳ２０９の処理についても同様である。

○ 実施形態では、可変範囲の下限値Ｄｍｉｎと上限値Ｄｍａｘとの双方が、交流電源１２の出力電力値に対応させて設定されていたが、これに限られない。例えば、下限値Ｄｍｉｎ及び上限値Ｄｍａｘのうち一方のパラメータが交流電源１２の出力電力値に対応させて設定され、他方のパラメータが設定可能なデューティ比Ｄの最小値又は最大値に設定されてもよい。この場合、上限値マップ２６ａ及び下限値マップ２６ｂのうち上記他方のパラメータに対応するマップを省略してもよい。

○ 送電側コントローラ１４がデューティ比調整処理を実行してもよい。この場合、受電側コントローラ２６は、必要な情報を適宜送電側コントローラ１４に送信するとよい。そして、送電側コントローラ１４は、スイッチング素子４５が所望のデューティ比Ｄで周期的にＯＮ／ＯＦＦ動作するように受電側コントローラ２６に指示を出し、受電側コントローラ２６は、その指示に基づいて、スイッチング素子４５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとよい。

すなわち、交流電力の出力中におけるインピーダンス変換部のインピーダンス（デューティ比Ｄ）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、制御部は、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。

○ 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。

○ 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。

○ 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、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）前記可変範囲の上限値は、前記構成部品の定格電圧値に基づいて設定される請求項３に記載の受電機器。

（ロ）前記可変範囲の下限値は、前記構成部品の定格電流値に基づいて設定される請求項３又は（イ）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、２６ａ…上限値マップ、２６ｂ…下限値マップ、２７…ＳＯＣセンサ、４５…スイッチング素子、５０…電流センサ、Ｄ…デューティ比、Ｚｐｔ…特定電源負荷インピーダンス、Ｚｑｔ…特定変換インピーダンス。

Claims (7)

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る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ものであって、インピーダンスが変動する負荷と、
   前記２次側コイルから前記負荷までの間に設けられ、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、
   前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記交流電源から前記交流電力が出力されている場合において、前記交流電源の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて可変制御されることを特徴とする受電機器。
2. 前記交流電源は、前記交流電力として、第１特定電力値の交流電力と前記第１特定電力値よりも小さい第２特定電力値の交流電力とを出力可能に構成されており、
   前記第２特定電力値に対応させて設定される前記可変範囲は、前記第１特定電力値に対応させて設定される前記可変範囲よりも広い請求項１に記載の受電機器。
3. 前記可変範囲は、前記出力電力値と前記インピーダンス変換部の構成部品の定格値とに基づいて設定される請求項１又は請求項２に記載の受電機器。
4. 前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記インピーダンス変換部の入力インピーダンスが予め定められた特定変換インピーダンスに近づくように、前記可変範囲内にて前記負荷のインピーダンスの変動に対応させて可変制御される請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器。
5. 前記インピーダンス変換部のインピーダンスは、前記交流電源の出力端から前記負荷までのインピーダンスが予め定められた特定電源負荷インピーダンスに近づくように、前記可変範囲内にて前記負荷のインピーダンスの変動に対応させて可変制御される請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器。
6. 前記２次側コイルによって受電される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部を備え、
   前記インピーダンス変換部は、前記ＡＣ／ＤＣ変換部と前記負荷との間に設けられ、周期的にＯＮ／ＯＦＦするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータを含む請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の受電機器。
7. 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る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ものであって、インピーダンスが変動する負荷と、
   前記交流電源から前記負荷までの間に設けられ、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が出力されている場合において、前記インピーダンス変換部のインピーダンスを、前記交流電源の出力電力値に対応させて設定される可変範囲内にて可変制御する制御部と、
   を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。