WO2014054157A1

WO2014054157A1 - 制御装置、送電装置、受電装置及び制御方法

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Publication number: WO2014054157A1
Application number: PCT/JP2012/075838
Authority: WO
Inventors: 浩平鬼塚
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2014-04-10
Also published as: JP5863983B2; EP2905871A1; EP2905871A4; CN104508943A; US20150280790A1; JPWO2014054157A1

Abstract

　実施形態によれば、制御装置は、制御部と推定部とを含む。制御部は、第１の共振器と結合する第２の共振器の入力信号を生成する周波数可変信号源に第１のインピーダンス条件下で入力信号の第１の周波数掃引を指示する。制御部は、周波数可変信号源に第２のインピーダンス条件下で入力信号の第２の周波数掃引を指示する。推定部は、第１の周波数掃引が行われている期間に入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第１の特異周波数を検出する。推定部は、第２の周波数掃引が行われている期間に入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第２の特異周波数を検出する。推定部は、１以上の第１の特異周波数及び１以上の第２の特異周波数に基づいて、第１の共振器と第２の共振器との間の結合係数、第１の共振器の第１の共振周波数及び第２の共振器の第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定する。

Description

制御装置、送電装置、受電装置及び制御方法

　実施形態は、無線電力伝送に関する。

　従来、無線電力伝送システムにおいて、負荷インピーダンスの変化に伴って送電共振器の入力電流または入力電圧が変化することが知られている。そして、送電共振器の発振周波数の変化に対する入力電流または入力電圧の変化に基づいて、結合係数を推定する技法が提案されている。結合係数は、送電共振器に含まれるインダクタと受電共振器に含まれるインダクタとの間の磁界的な結合度に相当する。

　上記技法によれば、結合係数は送電装置及び受電装置の等価回路を用いて推定される。故に、結合係数の推定精度は、上記等価回路に関する種々のパラメータ（例えば、送電共振器の共振周波数、受電共振器の共振周波数、負荷インピーダンスなど）の精度に依存する。即ち、上記等価回路に関するパラメータの設定値と真値との間の誤差が、結合係数の推定精度を劣化させる要因となる。

　送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数は、送電共振器及び受電共振器に含まれるキャパシタ及びインダクタの製造ばらつきによって変動する。更に、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数は、送電共振器及び受電共振器の使用環境（例えば、両者の距離、両者の周囲に存在する障害物、周囲温度）によっても変動する。従って、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数を高精度に推定することは容易ではなく、同様に、結合係数を高精度に推定することも容易ではない。

特開２０１１－１９９９７５号公報

　実施形態は、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数のうち少なくとも１つを高精度に推定することを目的とする。

　実施形態によれば、制御装置は、制御部と推定部とを含む。制御部は、第１の共振器に接続された可変インピーダンス素子が第１のインピーダンスを持つ第１のインピーダンス条件を設定する。制御部は、第１の共振器と結合する第２の共振器の入力信号を生成する周波数可変信号源に第１のインピーダンス条件下で入力信号の第１の周波数掃引を指示する。制御部は、可変インピーダンス素子が第１のインピーダンスとは異なる第２のインピーダンスを持つ第２のインピーダンス条件を設定する。制御部は、周波数可変信号源に第２のインピーダンス条件下で入力信号の第２の周波数掃引を指示する。推定部は、第１の周波数掃引が行われている期間に入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第１の特異周波数を検出する。推定部は、第２の周波数掃引が行われている期間に入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第２の特異周波数を検出する。推定部は、１以上の第１の特異周波数及び１以上の第２の特異周波数に基づいて、第１の共振器と第２の共振器との間の結合係数、第１の共振器の第１の共振周波数及び第２の共振器の第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定する。

第１の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。図１の送電共振器を例示する図。図１の送電共振器を例示する図。図１の受電共振器を例示する図。図１の受電共振器を例示する図。第１の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第１の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第２の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第２の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第３の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第３の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第４の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。第４の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での入力電流の特性を例示するグラフ。図１の制御装置の動作例の説明図。図１の制御装置の動作例の説明図。第２の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。図１６のインバータを例示する図。図１６のインバータを例示する図。第３の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第４の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第５の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第６の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第７の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第８の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第９の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１０の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１１の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１２の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１３の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１４の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１５の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１６の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。第１７の実施形態に係る無線電力伝送システムを例示する図。図１の制御装置を例示するブロック図。

　以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。

　（第１の実施形態）　
　図１に例示されるように、第１の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１００と、送電共振器１１１と、周波数可変信号源１１２と、受電共振器１２１と、可変インピーダンス素子１２２とを備える。

　尚、図１の無線電力伝送システムにおいて、送電装置は少なくとも送電共振器１１１を含み、受電装置は少なくとも受電共振器１２１を含む。制御装置１００は、送電装置に組み込まれてもよいし、受電装置に組み込まれてもよいし、送電装置及び受電装置とは独立して設けられてもよい。

　以降の説明において、周波数可変信号源１１２は送電装置に含まれ、かつ、可変インピーダンス素子１２２は受電装置に含まれるものとする。周波数可変信号源１１２は、無線電力伝送のための信号源と兼用であってもよいし、係る信号源とは独立して設けられてもよい。

　前述の通り、周波数可変信号源１１２は、無線電力伝送のための信号源と独立に設けられてもよい。従って、送電装置が周波数可変信号源１１２の代わりに可変インピーダンス素子１２２を含んでもよい。この場合には受電装置は可変インピーダンス素子１２２の代わりに周波数可変信号源１１２を含む。この場合には、以降の説明のうち結合係数または共振周波数の推定に関連する記述において、「送電共振器」及び「受電共振器」を適宜交換して読み替えればよい。

　制御装置１００は、図１の無線電力伝送システムにおける種々の制御を行う。制御装置１００は、制御の対象となる要素が異なる装置（例えば、送電装置、受電装置など）に設けられている場合には、例えば有線通信または無線通信を用いて制御を行ってよい。

　具体的には、制御装置１００は、少なくとも２つのインピーダンス条件下で送電共振器１１１の入力信号を周波数掃引させるために、周波数可変信号源１１２に制御信号を与える。また、制御装置１００は、上記少なくとも２つのインピーダンス条件を設定するために、制御信号を可変インピーダンス素子１２２に与える。

　更に、制御装置１００は、送電共振器１１１の入力信号が周波数掃引されている期間に、送電共振器１１１の入力電流、入力電圧及び入力電力のうち少なくとも１つの特性を観測する。制御装置１００が入力電流、入力電圧及び入力電力のうちのいずれの特性を観測するかは、周波数可変信号源１１２の種別に基づいて決定できる。

　周波数可変信号源１１２が定電力源である場合には、制御装置１００は入力電流、入力電圧及び入力電力のうちいずれの特性を観測してもよい。周波数可変信号源１１２が定電圧源である場合には、制御装置１００は好ましくは入力電流の特性を観測する。周波数可変信号源１１２が定電流源である場合には、制御装置１００は好ましくは入力電圧の特性を観測する。以降の説明において、簡単化のために、周波数可変信号源１１２が定電圧源であって、制御装置１００は入力電流の特性を観測するものとする。

　制御装置１００は、後述されるように、観測された入力電流の特性から複数の特異周波数を検出する。そして、制御装置１００は、後述されるように、検出された複数の特異周波数に基づいて結合係数ｋ、送電共振器１１１の共振周波数ｆ_１及び受電共振器１２１の共振周波数ｆ_２を推定する。

　尚、制御装置１００における機能分割は、図３４に例示されるように行われてもよい。図３４の制御装置１００は、制御部１０１及び推定部１０２を含む。制御部１０１は、他の要素に対する制御動作に関連する機能を備える。具体的には、制御部１０１は、インピーダンス条件を設定したり、送電共振器１１１の入力信号の周波数掃引を指示したりする。推定部１０２は、結合係数、送電共振器１１１の共振周波数及び受電共振器１２１の共振周波数の推定に関連する機能を備える。具体的には、推定部１０２は、観測された入力電流の特性から複数の特異周波数を検出したり、検出された複数の特異周波数に基づいて推定を行ったりする。尚、図３４は制御装置１００における機能分割を限定するものではない。制御装置１００の備える機能は、細分化されて複数の専用回路によって実現されてもよいし、１つの汎用プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）に集約されてもよい。

　送電共振器１１１は、図２に例示される直列共振回路であってもよいし、図３に例示される並列共振回路であってもよい。送電共振器１１１は、インダクタンス＝Ｌ_１のインダクタと、キャパシタンス＝Ｃ_１のキャパシタとを含む。インダクタンスＬ_１及びキャパシタンスＣ_１は、送電共振器１１１の共振周波数ｆ_１に影響する。故に、一般的には、所望の共振周波数ｆ_１が得られるように、インダクタ及びキャパシタは設計される。但し、インダクタ及びキャパシタの製造ばらつきや使用環境変動によって、インダクタンスＬ_１及びキャパシタンスＣ_１は設計値に対して誤差を含む。

　周波数可変信号源１１２は、送電共振器１１１の入力信号を生成する。入力信号は、結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２の推定のために限って用いられてもよいし、無線電力伝送のために更に用いられてもよい。周波数可変信号源１１２は、制御装置１００からの制御信号に応じて、送電共振器１１１の入力信号の周波数掃引を行う。

　受電共振器１２１は、図４に例示される直列共振回路であってもよいし、図５に例示される並列共振回路であってもよい。受電共振器１２１は、インダクタンス＝Ｌ_２のインダクタと、キャパシタンス＝Ｃ_２のキャパシタとを含む。インダクタンスＬ_２及びキャパシタンスＣ_２は、受電共振器１２１の共振周波数ｆ_２に影響する。故に、一般的には、所望の共振周波数ｆ_２が得られるように、インダクタ及びキャパシタは設計される。但し、インダクタ及びキャパシタの製造ばらつきや使用環境変動によって、インダクタンスＬ_２及びキャパシタンスＣ_２は設計値に対して誤差を含む。

　可変インピーダンス素子１２２は、制御装置１００からの制御信号に応じて少なくとも２値の間でインピーダンスを変化させることができる。具体的には、可変インピーダンス素子１２２のインピーダンスは、第１のインピーダンス条件下では十分に高く、第２のインピーダンス条件下では十分に低いものとする。好ましくは、可変インピーダンス素子１２２は、第１のインピーダンス条件下では開放状態にあり、第２のインピーダンス条件下では短絡状態にある。例えば、可変インピーダンス素子１２２がスイッチ素子であるならば、第１のインピーダンス条件下では可変インピーダンス素子１２２はＯＦＦ状態にあり、第２のインピーダンス条件下では可変インピーダンス素子１２２はＯＮ状態にある。

　以下、制御装置１００が送電共振器１１１の入力電流の特性から複数の特異周波数を検出する動作、ならびに、検出された複数の特異周波数に基づいて結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定する動作について説明される。

　尚、以降の説明において、便宜的に、共振周波数は角周波数［ｒａｄ／ｓ］の形式で導出される。周波数ｆ_＊［Ｈｚ］と角周波数ω_＊［ｒａｄ／ｓ］との間の関係は、下記数式（１）に示す通りである。＊は、周波数ｆ_＊と角周波数ω_＊を特定するためのインデックスである。以降の説明において、「１」，「２」，「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」などがインデックス＊として用いられる。

　送電共振器１１１が図２に例示される直列共振回路及び図３に例示される並列共振回路のうちいずれに相当するかに関わらず、送電共振器１１１の共振周波数ω_１は下記数式（２）で表すことができる。

　同様に、受電共振器１２１が図４に例示される直列共振回路及び図５に例示される並列共振回路のうちいずれに相当するかに関わらず、受電共振器１２１の共振周波数ｆ_２は下記数式（３）で表すことができる。

　前述の通り、送電共振器１１１は、図２に例示される直列共振回路及び図３に例示される並列共振回路に大別することができる。受電共振器１２１も、同様に、図４に例示される直列共振回路及び図５に例示される並列共振回路に大別することができる。送電共振器１１１の種別及び受電共振器１２１の種別に依存して、送電共振器１１１の入力電流の特性は異なる。故に、以降の説明では、送電共振器１１１及び受電共振器１２１が共に直列共振回路に相当する場合を第１の共振器条件と称し、送電共振器１１１及び受電共振器１２１が共に並列共振回路に相当する場合を第２の共振器条件と称し、送電共振器１１１が並列共振回路に相当し、かつ、受電共振器１２１が直列共振回路に相当する場合を第３の共振器条件と称し、送電共振器１１１が直列共振回路に相当し、かつ、受電共振器１２１が並列共振回路に相当する場合を第４の共振器条件と称するものとする。

　第１の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図６に例示されている。尚、図６及び後述される図７乃至図１３において、縦軸は入力電流［Ａ］を表し、横軸は周波数［Ｈｚ］を表している。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は下記数式（４）で表すことができる。

　図６の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極大値を与える特異周波数を検出する。この特異周波数において、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は「０」であるといえる。そして、数式（４）の左辺に「０」を代入してからωについて方程式を解くと、数式（４）の右辺が上記数式（２）の右辺と等しくなる。従って、この特異周波数は共振周波数ｆ_１に一致する。

　第１の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図７に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は下記数式（５）で表すことができる。

　図７の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極大値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。ここで、ｆ_Ａ＜ｆ_Ｂである。特異周波数ω_Ａ及びω_Ｂにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は「０」であるといえる。そして、数式（５）の左辺に「０」を代入してからωについて方程式を解くことによって、下記数式（６）及び数式（７）を導出することができる。

　更に、数式（６）及び数式（７）を組み合わせることによって、下記数式（８）乃至数式（１０）を導出することができる。

　概括すれば、制御装置１００は、第１の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下で、入力電流の極大値を与える特異周波数を検出することによって、共振周波数ｆ_１を推定することができる。更に、制御装置１００は、第１の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下で、入力電流の極大値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。そして、制御装置１００は、上記数式（８）及び数式（１０）を演算することによって、結合係数ｋ及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　第２の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図８に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は下記数式（１１）で表すことができる。

　図８の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極小値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。ここで、ｆ_Ａ＜ｆ_Ｂである。特異周波数ω_Ａ及びω_Ｂにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は「∞」であるといえる。そして、数式（１１）の左辺に「∞」を代入、すなわち右辺の分母=0の方程式をωについて解くことによって、上記数式（６）及び数式（７）を導出することができる。

　第２の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図９に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は下記数式（１２）で表すことができる。

　図９の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極小値を与える特異周波数ｆ_Ｃを検出する。特異周波数ω_Ｃにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は「∞」であるといえる。そして、数式（１２）の左辺に「∞」を代入、すなわち右辺の分母=0の方程式をωについて解くことによって、下記数式（１３）を導出することができる。

　更に、上記数式（６）、数式（７）及び数式（１３）を組み合わせることによって、下記数式（１４）乃至数式（１８）を導出することができる。　

　概括すれば、制御装置１００は、第２の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下で、入力電流の極小値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。更に、制御装置１００は、第２の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下で、入力電流の極小値を与える特異周波数ｆ_Ｃを検出する。そして、制御装置１００は、上記数式（１４）、数式（１６）及び数式（１８）を演算することによって、結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　第３の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図１０に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は下記数式（１９）で表すことができる。

　図１０の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極小値を与える特異周波数を検出する。この特異周波数において、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は「∞」であるといえる。そして、数式（１９）の左辺に「∞」を代入、すなわち右辺の分母=0の方程式をωについて解くと、数式（１９）の右辺が上記数式（２）の右辺と等しくなる。従って、この特異周波数は送電共振器１１１の共振周波数ｆ_１に一致する。

　第３の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図１１に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は下記数式（２０）で表すことができる。

　図１１の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極小値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。ここで、ｆ_Ａ＜ｆ_Ｂである。特異周波数ω_Ａ及びω_Ｂにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は「∞」であるといえる。そして、数式（２０）の左辺に「∞」を代入、すなわち右辺の分母=0の方程式をωについて解くことによって、上記数式（６）及び数式（７）を導出することができる。従って、上記数式（８）及び数式（１０）によって、結合係数ｋ及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　概括すれば、制御装置１００は、第３の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下で、入力電流の極小値を与える特異周波数を検出することによって、共振周波数ｆ_１を推定することができる。更に、制御装置１００は、第３の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下で、入力電流の極小値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。そして、制御装置１００は、上記数式（８）及び数式（１０）を演算することによって、結合係数ｋ及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　第４の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図１２に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は下記数式（２１）で表すことができる。

　図１２の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極大値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。ここで、ｆ_Ａ＜ｆ_Ｂである。特異周波数ω_Ａ及びω_Ｂにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_ＯＰＥＮの虚部は「０」であるといえる。そして、数式（２１）の左辺に「∞」を代入、すなわち右辺の分母=0の方程式をωについて解くことによって、上記数式（６）及び数式（７）を導出することができる。

　第４の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下での送電共振器１１１の入力電流の観測結果が図１３に例示されている。これらの条件下で送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は下記数式（２２）で表すことができる。

　図１３の観測結果から、制御装置１００は入力電流の極大値を与える特異周波数ｆ_Ｃを検出する。特異周波数ω_Ｃにおいて、送電共振器１１１の入力インピーダンスＺ_{ＳＨＯＲＴ}の虚部は「０」であるといえる。そして、数式（２２）の左辺に「０」を代入してからωについて方程式を解くことによって、上記数式（１３）を導出することができる。従って、上記数式（１４）、数式（１６）及び数式（１８）によって、結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　概括すれば、制御装置１００は、第４の共振器条件及び第１のインピーダンス条件の下で、入力電流の極大値を与える２つの特異周波数ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを検出する。更に、制御装置１００は、第４の共振器条件及び第２のインピーダンス条件の下で、入力電流の極大値を与える特異周波数ｆ_Ｃを検出する。そして、制御装置１００は、上記数式（１４）、数式（１６）及び数式（１８）を演算することによって、結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定することができる。

　従って、送電共振器１１１及び受電共振器１２１が第１の共振器条件または第３の共振器条件に合致する場合には、制御装置１００は以下のように動作すればよい。

　即ち、制御装置１００は第１のインピーダンス条件の下で特異周波数を検出することによって共振周波数ｆ_１を推定する。更に、制御装置１００は、図１４に例示されるように、特異周波数ｆ_１，ｆ_Ａ及びｆ_Ｂを用いて、上記数式（８）及び数式（１０）に相当する変換式を演算することによって結合係数ｋ及び共振周波数ｆ_２を推定する。尚、制御装置１００は、変換式を演算する代わりに、予め用意された参照テーブルを用いて特異周波数ｆ_１，ｆ_Ａ及びｆ_Ｂの組み合わせに対応する結合係数ｋ及び共振周波数ｆ_２を推定してもよい。

　送電共振器１１１及び受電共振器１２１が第２の共振器条件または第４の共振器条件に合致する場合には、制御装置１００は以下のように動作すればよい。

　即ち、制御装置１００は、図１５に例示されるように、特異周波数ｆ_Ａ，ｆ_Ｂ及びｆ_Ｃを用いて、上記数式（１４）、数式（１６）及び数式（１８）に相当する変換式を演算することによって結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定する。尚、制御装置１００は、変換式を演算する代わりに、予め用意された参照テーブルを用いて特異周波数ｆ_Ａ，ｆ_Ｂ及びｆ_Ｃの組み合わせに対応する結合係数ｋ、共振周波数ｆ_１及び共振周波数ｆ_２を推定してもよい。

　以上説明したように、第１の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は、第１のインピーダンス条件及び第２のインピーダンス条件の下で複数の特異周波数を検出し、当該複数の特異周波数に基づいて結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数を推定する。従って、この制御装置によれば、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数が未知であったとしても、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数を推定することができる。

　更に、この制御装置によれば、送電共振器の入力信号の電流、電圧または電力の測定回路の絶対精度は、特異周波数が検出できる程度であればよい。寧ろ、この制御装置によれば、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数を推定精度は、送電共振器の入力信号の信号周波数の絶対精度に依存する。

　故に、この制御装置は、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数の推定精度を犠牲にすることなく、絶対精度があまり高くない安価な測定回路を用いて入力電流、入力電圧または入力電力の特性を観測できる。尚、現在の発振回路技術を鑑みれば、信号周波数を高精度に制御可能な発振回路は比較的安価に利用可能である。

　（第２の実施形態）　
　図１６に例示されるように、第２の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置２００と、送電共振器２１１と、駆動信号源２１２と、インバータ２１３と、受電共振器２２１と、可変インピーダンス素子２２２とを備える。

　送電共振器２１１は、前述の送電共振器１１１と同一または類似であってよい。受電共振器２２１は、前述の受電共振器１２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子２２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置２００は、前述の制御装置１００と一部の動作において異なる。

　図１６における駆動信号源２１２及びインバータ２１３は、定電圧の周波数可変信号源とみなすことができる。即ち、駆動信号源２１２及びインバータ２１３は、図１における周波数可変信号源１１２の一種に相当する。

　駆動信号源２１２は、インバータ２１３を駆動するためのスイッチング信号を生成する。駆動信号源２１２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、スイッチング信号の周波数掃引を行う。

　インバータ２１３は、図１７に例示される単相インバータであってもよいし、図１８に例示される差動インバータであってもよい。インバータ２１３は、駆動信号源２１２からのスイッチング信号によって決まる周波数成分を持つ交流電流を発生する。インバータ２１３は、発生した交流電流を送電共振器２１１へと供給する。インバータ２１３は、無線電力伝送システムにおいて大きな送信電力を発生させる用途に向いている。

　制御装置２００は、前述の少なくとも２つのインピーダンス条件下で送電共振器２１２の入力信号の周波数掃引を行うために、駆動信号源２１２に制御信号を与える。この制御信号によって、駆動信号源２１２によって生成されるスイッチング信号が周波数掃引され、結果的に、インバータ２１３によって生成される送電共振器２１１の入力信号もまた周波数掃引される。

　ここで、送電共振器２１１の入力電流の特性は、インバータ２１３の入力電流の特性に依存する。従って、制御装置２００は、周波数掃引が行われている期間において、インバータ２１３の入力電流の特性を観測してもよいし、インバータ２１３の入力電流の代わりに送電共振器２１１の入力電流の特性を観測してもよい。但し、インバータ２１３がその入力側に平滑化キャパシタを備える場合には、インバータ２１３の入力電流は略直流電流とみなすことができる。故に、制御装置２００は、送電共振器２１１の入力電流（交流電流）に比べて簡易な測定回路を用いてインバータ２１３の入力電流を観測できる。

　以上説明したように、第２の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、インバータ及び駆動信号源が周波数可変信号源として採用される。従って、この無線電力伝送システムによれば、送電装置において一般的に備えられるインバータ及び駆動信号源を周波数可変信号源として兼用できるので、送電装置における部品点数の増大を抑制することができる。

　（第３の実施形態）　
　図１９に例示されるように、第３の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置３００と、送電共振器３１１と、周波数可変信号源３１２と、受電共振器３２１と、可変インピーダンス素子３２２と、無線通信部３３１と、無線通信部３３２とを備える。

　送電共振器３１１は、前述の送電共振器１１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源３１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。受電共振器３２１は、前述の受電共振器１２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子３２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置３００は、前述の制御装置１００または制御装置２００と一部の動作において異なる。

　制御装置３００は、可変インピーダンス素子３２２にインピーダンスを設定するための制御信号を無線通信部３３１へと出力する。　
　無線通信部３３１は、上記制御信号を入力すると、これを無線で無線通信部３３２へと送信する。無線通信部３３１は、制御装置３００に組み込まれてもよいし、制御装置３００と一緒に送電装置に組み込まれてもよい。

　無線通信部３３２は、上記制御信号を受信すると、これを可変インピーダンス素子３２２へと出力する。無線通信部３３２は、受電装置に組み込まれる。

　尚、制御装置３００が送電装置に組み込まれない場合には、図示されない無線通信部が送電装置に組み込まれてもよい。この無線通信部は、制御装置３００に組み込まれた無線通信部３３１（或いは、図示されない他の無線通信部）との間で、種々の信号を無線でやり取りする。この信号は、例えば、送電共振器３１１の入力信号を周波数掃引させるための制御信号、送電共振器３１１の入力信号の電流、電圧または電力の測定結果を示す信号などを含んでもよい。更に、制御装置３００が受電装置に組み込まれる場合には、無線通信部３３２は省略されてもよい。

　以上説明したように、第３の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置と送電装置との間及び制御装置と受電装置との間の少なくとも一方において無線で信号がやり取りされる。従って、この無線電力伝送システムによれば、制御装置と送電装置との間を機械的に分離することも可能であるし、制御装置と受電装置との間を機械的に分離することも可能である。

　（第４の実施形態）　
　図２０に例示されるように、第４の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置４００と、送電共振器４１１と、周波数可変信号源４１２と、受電共振器４２１と、可変インピーダンス素子４２２とを備える。

　周波数可変信号源４１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子４２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置４００は、前述の制御装置１００、制御装置２００または制御装置３００と一部の動作において異なる。

　送電共振器４１１及び受電共振器４２１の少なくとも一方は、その共振周波数を制御装置４００からの制御に応じて変更できる。共振周波数を可変にするために、例えば、可変インダクタまたは可変キャパシタを用いて共振回路が形成されてもよいし、インピーダンス変換器が共振回路に組み込まれてもよい。

　制御装置４００は、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器４１１の共振周波数及び受電共振器４２１の共振周波数を推定する。制御装置４００は、送電共振器４１１または受電共振器４２１の共振周波数が所望値でなければ、送電共振器４１１または受電共振器４２１に共振周波数を変更するための制御信号を与える。尚、制御信号を与えた後に、制御装置４００は送電共振器４１１または受電共振器４２１の共振周波数を再度推定し、必要に応じて制御信号を再度与えてもよい。

　尚、一般に、送電共振器４１１の共振周波数及び受電共振器４２１の共振周波数は、送電周波数に一致することが好ましい。しかしながら、所望の伝送電力値などの様々な条件の下では、送電共振器４１１の共振周波数または受電共振器４２１の共振周波数に対し、送電周波数とは異なる値であることが望まれるかもしれない。従って、上記所望値は、送電周波数の値に限られず任意の値に設定されてよい。

　以上説明したように、第４の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は送電共振器の共振周波数または受電共振器の共振周波数を推定結果に基づいて調整する。従って、この制御装置によれば、電力の伝送効率を高めたり、伝送電力値または伝送効率を安定的に制御したりすることができる。

　（第５の実施形態）　
　図２１に例示されるように、第５の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置５００と、送電共振器５１１と、周波数可変信号源５１２と、受電共振器５２１と、可変インピーダンス素子５２２と、伝送可否判定部５３１とを備える。

　送電共振器５１１は、前述の送電共振器１１１または送電共振器４１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源５１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。受電共振器５２１は、前述の受電共振器１２１または受電共振器４２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子５２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置５００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００または制御装置４００と一部の動作において異なる。

　制御装置５００は、無線電力伝送が開始する前に、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器５１１の共振周波数及び受電共振器５２１の共振周波数を推定する。制御装置５００は、推定結果の一部または全部を伝送可否判定部５３１に与える。

　伝送可否判定部５３１は、制御装置５００、送電装置または受電装置に組み込まれてもよいし、これらとは独立した装置に組み込まれてもよい。伝送可否判定部５３１は、制御装置５００からの推定結果に基づいて、将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かを判定する。例えば、伝送可否判定部５３１は、結合係数、送電共振器５１１の共振周波数及び受電共振器５２１の共振周波数の少なくとも１つが許容範囲を逸脱している場合には、無線電力伝送が正常に実行可能でないと判定する。

　伝送可否判定部５３１は、無線電力伝送システムの外部（例えば、ユーザ、オペレータなど）に判定結果の情報を通知する。判定結果の情報は、例えば、画像、ランプの点灯パターン、音声、アラーム音、振動などを通じて通知されてよい。尚、無線電力伝送が正常に実行可能であると判定された場合には、通知が省略されて無線電力伝送が直ちに開始されてもよい。

　無線電力伝送が正常に実行可能でないという判定結果が事前に通知されることによって、ユーザに無線電力伝送システムの使用環境の変更（例えば、受電装置が電気自動車またはハイブリッドカーである場合に当該自動車の前進または後退）を促すことができる。故に、将来の無線電力伝送が正常に行われないことに起因する様々な不測の事態（例えば、次回使用時までに充電が行われていないこと、充電効率がユーザの期待を大きく下回ること）を予防することができる。

　以上説明したように、第５の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かが判定され、判定結果が例えばユーザに通知される。従って、この無線電力伝送システムによれば、ユーザは通知された判定結果に対処する余地が与えられるので、将来の無線電力伝送が正常に行われないことに起因する様々な不測の事態を予防することができる。

　（第６の実施形態）　
　図２２に例示されるように、第６の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置６００と、送電共振器６１１と、周波数可変信号源６１２と、駆動部６１３と、受電共振器６２１と、可変インピーダンス素子６２２と、駆動部６２３と、伝送可否判定部６３１とを備える。

　周波数可変信号源６１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子６２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置６００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００または制御装置５００と一部の動作において異なる。

　制御装置６００は、無線電力伝送が開始する前に、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器６１１の共振周波数及び受電共振器６２１の共振周波数を推定する。制御装置６００は、推定結果の一部または全部を伝送可否判定部６３１に与える。

　伝送可否判定部６３１は、制御装置６００、送電装置または受電装置に組み込まれてもよいし、これらとは独立した装置に組み込まれてもよい。伝送可否判定部６３１は、制御装置６００からの推定結果に基づいて、将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かを判定する。例えば、伝送可否判定部６３１は、結合係数、送電共振器６１１の共振周波数及び受電共振器６２１の共振周波数の少なくとも１つが許容範囲を逸脱している場合には、無線電力伝送が正常に実行可能でないと判定する。

　伝送可否判定部６３１は、判定結果に基づいて制御信号を生成し、当該制御信号を駆動部６１３及び駆動部６２３に与える。尚、無線電力伝送が正常に実行可能であると判定された場合には、制御信号の生成を省略して直ちに無線電力伝送が開始されてもよい。

　送電共振器６１１は、機械的な移動機構を備える点で、前述の送電共振器１１１または送電共振器４１１と異なる。駆動部６１３は、送電共振器６１１に備えられた移動機構を駆動することによって、送電共振器６１１を移動させることができる。

　例えば、送電共振器６１１の移動する位置、移動量、移動方向などが、伝送可否判定部６３１からの制御信号によって決定されてもよい。また、伝送可否判定部６３１が、無線電力伝送が正常に実行可能であると判定するまで繰り返し判定を行い、送電共振器６１１の移動を指示するための制御信号を駆動部６１３に繰り返し与えてもよい。また、駆動部６１３は、例えば測距センサによって測定される送電共振器６１１と受電共振器６２１との間の距離が許容範囲内に収まるように、送電共振器６１１に備えられた移動機構を駆動してもよい。尚、駆動部６１３は、上記移動機構または他の機構を通じて送電共振器６１１の傾きを調整してもよい。

　受電共振器６２１は、機械的な移動機構を備える点で、前述の受電共振器１２１または受電共振器４２１と異なる。駆動部６２３は、受電共振器６２１に備えられた移動機構を駆動することによって、受電共振器６２１を移動させることができる。

　例えば、受電共振器６２１の移動する位置、移動量、移動方向などが、伝送可否判定部６３１からの制御信号によって決定されてもよい。また、伝送可否判定部６３１が、無線電力伝送が正常に実行可能であると判定するまで繰り返し判定を行い、受電共振器６２１の移動を指示するための制御信号を駆動部６２３に繰り返し与えてもよい。また、駆動部６２３は、例えば測距センサによって測定された受電共振器６２１と送電共振器６１１との間の距離が許容範囲内に収まるように、受電共振器６２１に備えられた移動機構を駆動してもよい。尚、駆動部６２３は、上記移動機構または他の機構を通じて受電共振器６２１の傾きを調整してもよい。

　送電共振器６１１及び受電共振器６２１のうちいずれか一方の移動機構が省略されてもよい。送電共振器６１１の移動機構が省略される場合には、駆動部６１３は不要である。受電共振器６２１の移動機構が省略される場合には、駆動部６２３は不要である。

　以上説明したように、第６の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かが判定され、判定結果に基づいて送電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が自動的に移動する。従って、この無線電力伝送システムによれば、送電共振器及び受電共振器の位置関係が自動修正されるので、無線電力伝送が正常に行われないことに起因する様々な不測の事態を予防することができる。

　（第７の実施形態）　
　図２３に例示されるように、第７の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置７００と、送電共振器７１１と、周波数可変信号源７１２と、受電共振器７２１と、可変インピーダンス素子７２２と、伝送電力算出部７３１とを備える。

　送電共振器７１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、若しくは、送電共振器６１１及び駆動部６１３と同一または類似であってよい。周波数可変信号源７１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。

　受電共振器７２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、若しくは、受電共振器６２１及び駆動部６２３と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子７２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置７００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００または制御装置６００と一部の動作において異なる。

　制御装置７００は、無線電力伝送が開始する前に、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器７１１の共振周波数及び受電共振器７２１の共振周波数を推定する。制御装置７００は、推定結果の一部または全部を伝送電力算出部７３１に与える。

　伝送電力算出部７３１は、制御装置７００、送電装置または受電装置に組み込まれてもよいし、これらとは独立した装置に組み込まれてもよい。伝送電力算出部７３１は、制御装置７００からの推定結果に基づいて、将来の無線電力伝送における伝送電力の予測値を算出する。例えば、伝送電力算出部７３１は、結合係数、送電共振器７１１の共振周波数及び受電共振器７２１の共振周波数の少なくとも１つを参照テーブルまたは変換式に当てはめることによって伝送電力の予測値を算出してもよい。参照テーブルまたは変換式は、実際の測定結果に基づいて統計的に導出されたものであってもよいし、理論計算によって導出されたものであってもよい。

　伝送電力算出部７３１は、無線電力伝送システムの外部（例えば、ユーザ、オペレータなど）に伝送電力の予測値の情報を通知する。伝送電力の予測値の情報は、例えば、画像、ランプの点灯パターン、音声、アラーム音、振動などを通じて通知されてもよい。

　以上説明したように、第７の実施形態に係る無線伝送システムにおいて、無線電力伝送における伝送電力の予測値が事前に算出され、当該伝送電力の予測値の情報が例えばユーザに通知される。従って、この無線電力伝送システムによれば、ユーザは伝送電力の予測値の情報を事前に認識できるので、係る情報が通知されないことに起因する様々な不測の事態（例えば、次回使用時までに充電が行われていないこと、実際の伝送電力値がユーザの期待を大きく下回ることなど）を予防することができる。

　（第８の実施形態）　
　図２４に例示されるように、第８の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置８００と、送電共振器８１１と、周波数可変信号源８１２と、受電共振器８２１と、可変インピーダンス素子８２２と、二次電池８２３と、充電時間算出部８３１とを備える。

　送電共振器８１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、若しくは、送電共振器６１１及び駆動部６１３と同一または類似であってよい。周波数可変信号源８１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。

　受電共振器８２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、若しくは、受電共振器６２１及び駆動部６２３と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子８２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置８００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００または制御装置７００と一部の動作において異なる。

　二次電池８２３は、受電共振器８２１に接続される。二次電池８２３は、無線電力伝送を通じて受け取られた電力によって充電される。

　制御装置８００は、無線電力伝送が開始する前に、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器８１１の共振周波数及び受電共振器８２１の共振周波数を推定する。制御装置８００は、推定結果の一部または全部を充電時間算出部８３１に与える。

　充電時間算出部８３１は、制御装置８００、送電装置または受電装置に組み込まれてもよいし、これらとは独立した装置に組み込まれてもよい。充電時間算出部８３１は、制御装置８００からの推定結果に基づいて、将来の無線電力伝送を通じた二次電池８２３の充電時間の予測値を算出する。例えば、充電時間算出部８３１は、結合係数、送電共振器８１１の共振周波数及び受電共振器８２１の共振周波数の少なくとも１つを参照テーブルまたは変換式に当てはめることによって二次電池８２３の充電時間の予測値を算出してもよい。参照テーブルまたは変換式は、実際の測定結果に基づいて統計的に導出されたものであってもよいし、理論計算によって導出されたものであってもよい。

　充電時間算出部８３１は、無線電力伝送システムの外部（例えば、ユーザ、オペレータなど）に二次電池８２３の充電時間（例えば、満充電までの残存時間の予測値であってもよいし、満充電に達する時刻の予測値であってもよい）の情報を通知する。充電時間の予測値の情報は、例えば、画像、ランプの点灯パターン、音声、アラーム音、振動などを通じて通知されてもよい。

　以上説明したように、第８の実施形態に係る無線伝送システムにおいて、将来の無線電力伝送を通じた二次電池の充電時間の予測値が事前に算出され、当該充電時間の予測値の情報が例えばユーザに通知される。従って、この無線電力伝送システムによれば、ユーザは充電時間の予測値の情報を事前に認識できるので、係る情報が通知されないことに起因する様々な不測の事態（例えば、ユーザの期待した時刻に二次電池の充電が終了しないことなど）を予防することができる。

　（第９の実施形態）　
　図２５に例示されるように、第９の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置９００と、送電共振器９１１と、周波数可変信号源９１２と、受電共振器９２１と、可変インピーダンス素子９２２とを備える。

　可変インピーダンス素子９２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置９００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００または制御装置８００と一部の動作において異なる。

　送電共振器９１１は、例えば前述の送電共振器４１１、若しくは、送電共振器６１１及び駆動部６１３のように、共振周波数を変更できるものとする。同様に、受電共振器９２１は、例えば前述の受電共振器４２１、若しくは、受電共振器６２１及び駆動部６２３のように、共振周波数を変更できるものとする。

　周波数可変信号源９１２は、前述の周波数可変信号源１１２、若しくは、駆動信号源２１２及びインバータ２１３と同一または類似であってよい。但し、周波数可変信号源９１２の設定電圧、設定電流または設定電力は、制御装置９００からの制御信号によって定められる。

　制御装置９００は、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器９１１の共振周波数及び受電共振器９２１の共振周波数を推定するために、複数の特異周波数を検出する。しかしながら、制御装置９００は、複数の特異周波数を正しく検出できないこともある。係る事象は、例えば、送電共振器９１１の入力信号の電流、電圧または電力の極大値が測定回路の感度レベルよりも低い場合、上記複数の特異周波数のうち少なくとも１つが送電共振器９１１の入力信号の周波数掃引範囲から外れている場合などに生じ得る。

　従って、制御装置９００は、複数の特異周波数を正しく検出できない場合に、周波数可変信号源９１２の設定電圧、設定電流または設定電力を増大または減少させてもよいし、送電共振器９１１の共振周波数または受電共振器９２１の共振周波数を増大または減少させてもよい。制御装置９００は、係る調整の後に、複数の特異周波数を再度検出すればよい。

　以上説明したように、第９の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は複数の特異周波数を正しく検出できない場合に、周波数可変信号源の設定電圧、設定電流または設定電力、送電共振器の共振周波数、若しくは、受電共振器の共振周波数を調整する。従って、この制御装置によれば、複数の特異周波数の検出失敗に起因して結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数の推定が不可能となる事態を予防することができる。

　（第１０の実施形態）　
　図２６に例示されるように、第１０の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１０００と、送電共振器１０１１と、周波数可変信号源１０１２と、受電共振器１０２１と、可変インピーダンス素子１０２２とを備える。

　周波数可変信号源１０１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１０２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置１０００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００または制御装置９００と一部の動作において異なる。

　送電共振器１０１１は、無線電力伝送のために用いられる共振回路部分に相当する第１の回路と、当該第１の回路に直列または並列に接続可能な１以上のキャパシタまたはインダクタを含む第２の回路とを備える。第１の回路と第２の回路との間の接続状態は、制御装置１０００からの制御信号によって決まる。第２の回路のキャパシタンスまたはインダクタンスは既知である。例えば、第２の回路のキャパシタンスまたはインダクタンスは、高精度な測定法を用いて予め確認されてもよい。特に、キャパシタは、インダクタに比べて製造ばらつきを抑え易いので第２の回路に好適である。

　同様に、受電共振器１０２１は、無線電力伝送に使用される共振回路部分に相当する第１の回路と、当該第１の回路に直列または並列に接続可能な１以上のキャパシタまたはインダクタを含む第２の回路とを備える。第２の回路が第１の回路に接続されるか否かは、制御装置１０００からの制御信号によって決まる。第２の回路のキャパシタンスまたはインダクタンスは既知である。

　制御装置１０００は、必要に応じて、送電共振器１０１１または受電共振器１０２１に対して第２の回路を第１の回路に接続させるための制御信号を与える。第２の回路が第１の回路に接続されることによって、送電共振器１０１１の共振周波数または受電共振器１０２１の共振周波数は変動する。尚、第２の回路のキャパシタンスまたはインダクタンスは既知である。故に、制御装置１０００は、変動後の共振周波数の推定値に基づいて、変動前の共振周波数を導出できる。

　以上説明したように、第１０の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は、必要に応じて、送電共振器または受電共振器のうち無線電力伝送に使用される共振回路部分に対して既知のキャパシタンスを持つキャパシタまたは既知のインダクタンスを持つインダクタを一時的に接続させる。従って、この制御装置によれば、送電共振器の入力信号の周波数掃引範囲が狭い場合にも、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数を推定することができる。故に、例えば、周波数可変信号源を簡略化すること、送電共振器の入力信号の周波数掃引に要する時間を短縮化することなどが可能となる。

　（第１１の実施形態）　
　図２７に例示されるように、第１１の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１１００と、送電共振器１１１１と、周波数可変信号源１１１２と、信号源１１１３と、受電共振器１１２１と、可変インピーダンス素子１１２２とを備える。

　送電共振器１１１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１０１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。

　受電共振器１１２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１１２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。制御装置１１００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００または制御装置１０００と一部の動作において異なる。

　信号源１１１３は、無線電力伝送のための信号源である。信号源１１１３は、例えば、駆動信号源及びインバータを含んでもよい。

　制御装置１１００は、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器１１１１の共振周波数及び受電共振器１１２１の共振周波数を推定する。但し、制御装置１１００は、複数の特異周波数を検出する期間に、信号源１１１３の動作を停止させるための制御信号または信号源１１１３の設定電圧、設定電流または設定電力を低下させるための制御信号を信号源１１１３に与える。

　以上説明したように、第１１の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は複数の特異周波数を検出する期間に無線電力伝送のための信号源の動作を停止させたり、設定電圧、設定電流または設定電力を低下させたりする。従って、この制御装置によれば、上記信号源からの出力電圧、出力電流または出力電力の影響による複数の特異周波数の検出精度の劣化を抑制することができる。

　（第１２の実施形態）　
　図２８に例示されるように、第１２の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１２００と、送電共振器１２１１と、周波数可変信号源１２１２と、受電共振器１２２１と、可変インピーダンス素子１２２２と、二次電池１２２３と、逆流防止回路１２２４とを備える。

　送電共振器１２１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１２１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。

　受電共振器１２２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１２２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似であってよい。二次電池１２２３は、前述の二次電池８２３と同一または類似であってよい。制御装置１２００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００、制御装置１０００または制御装置１１００と同一または類似であってよい。

　逆流防止回路１２２４は、例えばダイオードなどの整流素子であってよい。逆流防止回路１２２４は、二次電池１２２３からの電流の逆流を防止する。具体的には、逆流防止回路１２２４が設けられなければ、第２のインピーダンス条件下で、二次電池１２２３から可変インピーダンス素子１２２２を通る方向に電流の逆流が生じる。逆流防止回路１２２４によれば、係る電流の逆流を阻止できるので、二次電池１２２３の無駄な放電及び当該放電によって生じる発熱を抑制することができる。また、逆流防止回路１２２４が設けられなければ、第1のインピーダンス条件下で、二次電池への電流の流入が発生し、特異周波数の検出精度を劣化させるおそれがある。逆流防止回路１２２４によれば、受電共振器の出力端電圧が二次電池の電圧より低い場合には二次電池への電流の流入を阻止できるので、特異周波数の検出精度の劣化を抑制することができる。

　以上説明したように、第１２の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、可変インピーダンス素子と二次電池との間に逆流防止回路が設けられる。従って、この無線電力伝送システムによれば、第２のインピーダンス条件下で、上記逆流防止回路が機能するので二次電池の無駄な放電及び当該放電によって生じる発熱を抑制することができる。

　（第１３の実施形態）　
　図２９に例示されるように、第１３の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１３００と、送電共振器１３１１と、周波数可変信号源１３１２と、受電共振器１３２１と、可変インピーダンス素子１３２２と、負荷回路１３２３とを備える。

　送電共振器１３１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１３１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。

　受電共振器１３２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。制御装置１３００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００、制御装置１０００または制御装置１１００と同一または類似であってよい。

　負荷回路１３２３は、受電共振器１３２１に接続される。負荷回路１３２３は、二次電池であってもよいし、図示されない電子機器の駆動回路であってもよい。

　可変インピーダンス素子１３２２は、受電装置に組み込まれ、前述の可変インピーダンス素子１２２と同一または類似の機能を備える。そして、可変インピーダンス素子１３２２は、過電圧保護機能を更に備える。

　例えば、送電共振器１３１１及び受電共振器１３２１との間の距離が急激に小さくなる場合、負荷回路１３２３のインピーダンスが急激に上昇する場合、無線電力伝送のための信号源（例えば、周波数可変信号源１３１２）の出力電圧が急激に上昇する場合などに、受電装置に過電圧が発生して故障を招くことがある。可変インピーダンス素子１３２２は、その両端の間に閾値を超える電圧が発生すると、インピーダンスを低下させる（例えば、第２のインピーダンス条件下と同じインピーダンスを提供する）ことによって受電装置を過電圧から保護する。

　以上説明したように、第１３の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、受電装置に組み込まれた可変インピーダンス素子は過電圧保護機能を更に備える、従って、この無線電力伝送システムによれば、部品点数の増大を抑制しながら、前述の各実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて受電装置の過電圧保護を実現することができる。

　（第１４の実施形態）　
　図３０に例示されるように、第１４の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１４００と、送電共振器１４１１と、駆動信号源１４１２と、インバータ１４１３と、可変電圧源１４１４と、受電共振器１４２１と、可変インピーダンス素子１４２２とを備える。

　送電共振器１４１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。駆動信号源１４１２は、前述の駆動信号源２１２と同一または類似であってよい。インバータ１４１３は、前述のインバータ２１３と同一または類似であってよい。

　受電共振器１４２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１４２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２または可変インピーダンス素子１３２２と同一または類似であってよい。制御装置１４００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００、制御装置１０００または制御装置１１００と一部の動作において異なる。

　可変電圧源１４１４は、出力電圧をインバータ１４１４に印加する。可変電圧源１４１４の出力電圧は、インバータ１４１４の設定電圧に相当する。可変電圧源１４１４の出力電圧は、制御装置１４００によって制御される。

　制御装置１４００は、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器１４１１の共振周波数及び受電共振器１４２１の共振周波数を推定する。制御装置１４００は、複数の特異周波数を検出する期間に、可変電圧源１４１４の出力電圧を通常値に比べて低い値に設定するための制御信号を可変電圧源１４１４に与える。他方、制御装置１４００は、無線電力伝送が行われる期間に、可変電圧源１４１４の出力電圧を上記通常値に設定するための制御信号を可変電圧源１４１４に与える。

　前述のように、共振器条件及びインピーダンス条件次第では、複数の特異周波数において、送電共振器１４１１の入力電圧、入力電流または入力電圧が極小値ではなく極大値をとることがある。係る場合に、送電装置及び受電装置において大電力が消費され、消費電力に応じた発熱も発生する。そこで、制御装置１４００は、複数の特異周波数を検出する期間に可変電圧源１４１４の出力電圧を通常値に比べて低い値に設定することによって、当該期間における無駄な発熱を抑制する。他方、制御装置１４００は、無線電力伝送が行われる期間において、可変電圧源１４１４の出力電圧を上記通常値に設定することによって、所望の伝送電力値を達成する。

　以上説明したように、第１４の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は複数の特異周波数を検出する期間にインバータの設定電圧を通常値よりも低下させる。従って、この制御装置によれば、上記期間において送電装置及び受電装置による消費電力は低下するので、無駄な発熱を抑制することができる。

　（第１５の実施形態）　
　図３１に例示されるように、第１５の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１５００と、送電共振器１５１１と、周波数可変信号源１５１２と、受電共振器１５２１と、可変インピーダンス素子１５２２と、整流回路１５２３と、平滑化キャパシタ１５２４と、スイッチ１５２５と、二次電池１５２６とを備える。

　送電共振器１５１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１５１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。

　受電共振器１５２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１５２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２または可変インピーダンス素子１３２２と同一または類似であってよい。二次電池１５２６は、前述の二次電池８２３または二次電池１２２３と同一または類似であってよい。

　制御装置１５００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００、制御装置１０００、制御装置１１００または制御装置１４００と一部の動作において異なる。

　整流回路１５２３は、受電共振器１５２１からの出力電流を整流する。整流回路１５２３は、ダイオードであってよい。平滑化キャパシタ１５２４は、整流回路１５２３からの出力電圧を平滑化する。

　スイッチ１５２５は、二次電池１５２６と平滑化キャパシタ１５２４との間に挿入され、制御装置１５００によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。スイッチ１５２５は、ＯＮ状態において二次電池１５２６と平滑化キャパシタ１５２４との間を短絡する。故に、スイッチ１５２５がＯＮ状態にある間、二次電池１５２６が充電される。他方、スイッチ１５２５は、ＯＦＦ状態において二次電池１５２６と平滑化キャパシタ１５２４との間を開放する。

　平滑化キャパシタ１５２４は、第１のインピーダンス条件下での特異周波数の検出精度を劣化させるおそれがある。具体的には、第１のインピーダンス条件下で送電共振器１５１１の入力信号の周波数掃引が行われる場合に、受電共振器１５２１の出力電流は整流回路１５２３を介して平滑化キャパシタ１５２４に流れることになる。即ち、負荷インピーダンスが、第１の条件下で可変インピーダンス素子１５２２が提供するインピーダンスに比べて低下し、特異周波数を正しく検出することが困難となる。

　制御装置１５００は、送電共振器１５１１の入力信号の周波数掃引を指示する前に、スイッチ１５２５をＯＦＦ状態に設定する。ここで、制御装置１５００は、好ましくは、可変インピーダンス素子１５２２のインピーダンスを高い値に設定する。例えば、制御装置１５００は、第１のインピーダンス条件を設定する。係る動作によれば、受電共振器１５２１からの出力電流は、整流器１５２３によって整流され、平滑化キャパシタ１５２４を充電することになる。制御装置１５００は、平滑化キャパシタ１５２４が十分に充電されると、前述の各実施形態において説明されたように、送電共振器１５１１の入力信号の信号周波数の周波数掃引を指示する。

　具体的には、第１のインピーダンス条件下での送電共振器１５１１の入力信号の周波数掃引時に、整流回路１５２３の出力側の電位が整流回路１５２３の入力側の電位に比べて高くなるように、平滑化キャパシタ１５２４は充電される。整流回路１５２３の出力側の電位が整流回路１５２３の入力側の電位に比べて高ければ、第１のインピーダンス条件下での送電共振器１５１１の入力信号の周波数掃引時に受電共振器１５２１からの出力電流は整流回路１５２３を超えて平滑化キャパシタ１５２４に流れないので、負荷インピーダンスの低下が回避される。即ち、制御装置１５００は、第１のインピーダンス条件下でも特異周波数を正しく検出できる。

　以上説明したように、第１５の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は第１のインピーダンス条件下で送電共振器の入力信号の周波数掃引が行われる前に、二次電池に接続された平滑化キャパシタを予め充電する。従って、この制御装置によれば、第１のインピーダンス条件下で送電共振器の入力信号の周波数掃引が行われる期間に、受電共振器の出力電流は整流回路を超えて流出しないので、特異周波数を正しく検出することが可能となる。

　（第１６の実施形態）　
　図３２に例示されるように、第１６の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１６００と、送電共振器１６１１と、周波数可変信号源１６１２と、検出部１６１３と、受電共振器１６２１と、可変インピーダンス素子１６２２と、検出部１６２３とを備える。

　送電共振器１６１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１６１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。

　受電共振器１６２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１６２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２または可変インピーダンス素子１３２２と同一または類似であってよい。

　制御装置１６００は、前述の制御装置１００、制御装置２００、制御装置３００、制御装置４００、制御装置５００、制御装置６００、制御装置７００、制御装置８００、制御装置９００、制御装置１０００、制御装置１１００、制御装置１４００または制御装置１５００と一部の動作において異なる。

　制御装置１６００は、無線電力伝送が開始される前に、前述の各実施形態において説明されたように、結合係数、送電共振器１６１１の共振周波数及び受電共振器１６２１の共振周波数を推定する。制御装置１６００は、例えば、結合係数、送電共振器１６１１の共振周波数及び受電共振器１６２１の共振周波数の少なくとも１つが許容範囲を逸脱している場合には、検出部１６１３または検出部１６２３に動作指示を与える。

　検出部１６１３は、送電装置に組み込まれる。検出部１６１３は、送電共振器１６１１に備え付けられてもよいし、独立に設けられてもよい。検出部１６１３は、制御装置１６００から動作指示を与えられると、送電共振器１６１１の使用環境に関する情報を検出する。具体的には、検出部１６１３は、送電共振器１６１１に対する受電共振器１６２１の相対的な位置関係（例えば、距離）を測定したり、送電共振器１６１１付近で障害物を探索したりする。受電共振器１６２１の相対的な位置関係は、例えば測距センサを用いて測定することができる。送電共振器１６１１付近の障害物は、例えばイメージセンサを用いて検出することができる。

　検出部１６２３は、受電装置に組み込まれる。検出部１６２３は、受電共振器１６２１に備え付けられてもよいし、独立に設けられてもよい。検出部１６２３は、制御装置１６００から動作指示を与えられると、受電共振器１６２１の使用環境に関する情報を検出する。具体的には、検出部１６２３は、受電共振器１６２１に対する送電共振器１６１１の相対的な位置関係（例えば、距離）を測定したり、受電共振器１６２１付近で障害物を探索したりする。送電共振器１６１１の相対的な位置関係は、例えば測距センサを用いて測定することができる。受電共振器１６２１付近の障害物は、例えばイメージセンサを用いて検出することができる。

　以上説明したように、第１６の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は、結合係数、送電共振器の共振周波数及び受電共振器の共振周波数の推定値が許容範囲を逸脱している場合に、送電共振器または受電共振器の使用環境に関する情報の検出を指示することによって将来の無線電力伝送における異常の兆候を調査する。従って、この制御装置によれば、例えば、送電共振器及び受電共振器の位置関係が異常であることに起因する過電流または過電圧の発生、送電共振器または受電共振器付近に存在する障害物の過熱による事故などを予防することができる。

　（第１７の実施形態）　
　図３３に例示されるように、第１７の実施形態に係る無線電力伝送システムは、制御装置１７００と、送電共振器１７１１と、周波数可変信号源１７１２と、検出部１７１３と、受電共振器１７２１と、可変インピーダンス素子１７２２と、検出部１７２３とを備える。

　送電共振器１７１１は、前述の送電共振器１１１、送電共振器４１１、送電共振器６１１及び駆動部６１３、若しくは、送電共振器１０１１と同一または類似であってよい。周波数可変信号源１７１２は、前述の周波数可変信号源１１２、駆動信号源２１２及びインバータ２１３、若しくは、周波数可変信号源９１２と同一または類似であってよい。検出部１７１３は、前述の検出部１６１３と同一または類似であってよい。

　受電共振器１７２１は、前述の受電共振器１２１、受電共振器４２１、受電共振器６２１及び駆動部６２３、若しくは、受電共振器１０２１と同一または類似であってよい。可変インピーダンス素子１７２２は、前述の可変インピーダンス素子１２２または可変インピーダンス素子１３２２と同一または類似であってよい。検出部１７２３は、前述の検出部１６２３と同一または類似であってよい。

　制御装置１７００は、無線電力伝送が開始される前に、前述の各実施形態において説明されたように、複数の特異周波数を検出する。制御装置１７００は、これら複数の特異周波数の少なくとも１つについて周波数特性の鋭さを表すＱ値を算出する。尚、Ｑ値は、対象の特異周波数における送電共振器１７１１の入力電圧、入力電流または入力電力の絶対値と、当該対象の特異周波数の近傍における送電共振器１７１１の入力電圧、入力電流または入力電力の絶対値とに基づいて算出することができる。制御装置１７００は、Ｑ値が許容範囲を逸脱している場合には、検出部１７１３または検出部１７２３に動作指示を与える。

　以上説明したように、第１７の実施形態に係る無線電力伝送システムにおいて、制御装置は、Ｑ値が許容範囲を逸脱している場合に、送電共振器または受電共振器の使用環境に関する情報の検出を指示することによって将来の無線電力伝送における異常の兆候を調査する。従って、この制御装置によれば、例えば、送電共振器及び受電共振器の位置関係が異常であることに起因する過電流または過電圧の発生、送電共振器または受電共振器付近に存在する障害物の過熱による事故などを予防することができる。

　上記各実施形態の処理の一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることで実現可能である。上記各実施形態の処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

　１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００・・・制御装置
　１０１・・・制御部
　１０２・・・推定部
　１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，８１１，９１１，１０１１，１１１１，１２１１，１３１１，１４１１，１５１１，１６１１，１７１１・・・送電共振器
　１１２，３１２，４１２，５１２，６１２，７１２，８１２，９１２，１０１２，１１１２，１２１２，１３１２，１５１２，１６１２，１７１２・・・周波数可変信号源
　１２１，３２１，４２１，５２１，６２１，７２１，８２１，９２１，１０２１，１１２１，１２２１，１３２１，１４２１，１５２１，１６２１，１７２１・・・受電共振器
　１２２，２２２，３２２，４２２，５２２，６２２，７２２，８２２，９２２，１０２２，１１２２，１２２２，１３２２，１４２２，１５２２，１６２２，１７２２・・・可変インピーダンス素子
　２１２，１４１２・・・駆動信号源
　２１３，１４１３・・・インバータ
　３３１，３３２・・・無線通信部
　５３１，６３１・・・伝送可否判定部
　６１３，６２３・・・駆動部
　７３１・・・伝送電力算出部
　８２３，１２２３，１５２６・・・二次電池
　８３１・・・充電時間算出部
　１１１２・・・信号源
　１２２４・・・逆流防止回路
　１３２３・・・負荷回路
　１４１４・・・可変電圧源
　１５２３・・・整流回路
　１５２４・・・平滑化キャパシタ
　１５２５・・・スイッチ
　１６１３，１６２３，１７１３，１７２３・・・検出部

Claims

　第１の共振器に接続された可変インピーダンス素子が第１のインピーダンスを持つ第１のインピーダンス条件を設定し、前記第１の共振器と結合する第２の共振器の入力信号を生成する周波数可変信号源に前記第１のインピーダンス条件下で前記入力信号の第１の周波数掃引を指示し、前記可変インピーダンス素子が前記第１のインピーダンスとは異なる第２のインピーダンスを持つ第２のインピーダンス条件を設定し、前記周波数可変信号源に前記第２のインピーダンス条件下で前記入力信号の第２の周波数掃引を指示する制御部と、
　前記第１の周波数掃引が行われている期間に前記入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第１の特異周波数を検出し、前記第２の周波数掃引が行われている期間に前記入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第２の特異周波数を検出し、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数に基づいて、前記第１の共振器と前記第２の共振器との間の結合係数、前記第１の共振器の第１の共振周波数及び前記第２の共振器の第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定する推定部と
　を具備する、制御装置。
　前記推定部は、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数に対して参照テーブルまたは変換式を適用することによって、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定する、請求項１の制御装置。
　前記可変インピーダンス素子は、スイッチ素子であり、前記第１のインピーダンス条件下でＯＦＦ状態にあり、前記第２のインピーダンス条件下でＯＮ状態にある、請求項１の制御装置。
　前記周波数可変信号源は、駆動信号源及びインバータを含み、
　前記駆動信号源は、前記インバータを駆動するためのスイッチング信号を生成し、
　前記制御部は、前記駆動信号源に前記第１のインピーダンス条件下で前記スイッチング信号の第１の周波数掃引を指示し、前記駆動信号源に前記第２のインピーダンス条件下で前記スイッチング信号の第２の周波数掃引を指示し、
　前記推定部は、前記第１の周波数掃引が行われている期間に前記インバータの入力信号または出力信号の極大値または極小値を示す前記１以上の第１の特異周波数を検出し、前記第２の周波数掃引が行われている期間に前記インバータの入力信号または出力信号の極大値または極小値を示す前記１以上の第２の特異周波数を検出する、
　請求項１の制御装置。
　無線通信を行う無線通信部を更に具備し、
　前記制御部は、前記無線通信部を介して、前記第１のインピーダンス条件及び前記第２のインピーダンス条件を設定する、
　請求項１の制御装置。
　無線通信を行う無線通信部を更に具備し、
　前記制御部は、前記無線通信部を介して、前記周波数可変信号源に前記第１の周波数掃引及び前記第２の周波数掃引を指示し、
　前記推定部は、前記無線通信部を介して、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数を検出する、
　請求項１の制御装置。
　前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数の少なくとも一方が可変であり、
　前記制御部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値に基づいて、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数の少なくとも一方を調整する、
　請求項１の制御装置。
　前記推定部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値に基づいて将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かを判定して判定結果を外部に通知する判定部に当該推定値を与える、請求項１の制御装置。
　前記第１の共振器及び前記第２の共振器のうち少なくとも一方は、駆動部によって駆動される機械的な移動機構を備え、
　前記推定部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値に基づいて将来の無線電力伝送が正常に実行可能であるか否かを判定する判定部に当該推定値を与え、
　前記駆動部は、前記判定部によって前記無線電力伝送が実行可能でないと判定された場合に前記移動機構を駆動する、
　請求項１の制御装置。
　前記推定部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値に基づいて将来の無線電力伝送における伝送電力の予測値を算出する算出部に当該推定値を与える、請求項１の制御装置。
　前記推定部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値に基づいて将来の無線電力伝送を通じた二次電池の充電時間の予測値を算出する算出部に当該推定値を与える、請求項１の制御装置。
　前記制御部は、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数のうち少なくとも１つが正しく検出されない場合に、前記周波数可変信号源の設定電圧、設定電流または設定電力を調整する、請求項１の制御装置。
　前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数の少なくとも一方が可変であり、
　前記制御部は、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数のうち少なくとも１つが正しく検出されない場合に、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数の少なくとも一方を調整する、
　請求項１の制御装置。
　前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数の少なくとも一方は、無線電力伝送のために用いられる共振回路部分に相当する第１の回路と、当該第１の回路に直列または並列に接続可能な既知のキャパシタンスを持つキャパシタ及び既知のインダクタンスを持つインダクタのうち少なくとも一方を含む第２の回路とを備え、
　前記制御部は、前記第１の回路と前記第２の回路との間の接続状態を制御し、
　前記推定部は、前記第１の回路が前記第２の回路と接続されている場合に、前記既知のキャパシタンス及び前記既知のインダクタンスのうち少なくとも一方に更に基づいて、前記第２の回路が接続されていない場合の前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定する、
　請求項１の制御装置。
　前記制御部は、前記第１の周波数掃引が行われている期間及び前記第２の周波数掃引が行われている期間に、無線電力伝送のための信号源の設定電圧、設定電流及び設定電力のうちいずれかを低下させる、請求項１の制御装置。
　前記第１の共振器は、二次電池と、前記二次電池から前記可変インピーダンス素子への逆流を防止する逆流防止回路とに接続される、請求項１の制御装置。
　前記可変インピーダンス素子は、当該可変インピーダンス素子の両端の間に閾値を超える電圧が発生するとインピーダンスを低下させる、請求項１の制御装置。
　前記周波数可変信号源は、無線電力伝送のための信号源と兼用であり、
　前記制御部は、前記無線電力伝送が行われる期間に比べて、前記第１の周波数掃引が行われている期間及び前記第２の周波数掃引が行われている期間における前記周波数信号源の設定電圧、設定電流及び設定電力のうちいずれかを低下させる、請求項１の制御装置。
　前記第１の共振器は、当該第１の共振器の出力電流を整流する整流回路と、当該整流回路の出力電圧を平滑化する平滑化キャパシタと、前記平滑化キャパシタと二次電池との間に挿入されるスイッチと、前記二次電池とに接続され、
　前記制御部は、前記スイッチをＯＮ状態に設定し、前記平滑化キャパシタが充電されてから前記スイッチをＯＦＦ状態に設定し、前記スイッチがＯＦＦ状態に設定されてから前記第１の周波数掃引を指示する、
　請求項１の制御装置。
　前記制御部は、前記結合係数、前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数のうち少なくとも１つの推定値が許容範囲を逸脱している場合に、前記第１の共振器及び前記第２の共振器のうち少なくとも一方の使用環境に関する情報を検出する検出部に動作指示を与える、請求項１の制御装置。
　前記制御部は、前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数のうち少なくとも１つに基づいて算出されたＱ値が許容範囲を逸脱している場合に、前記第１の共振器及び前記第２の共振器のうち少なくとも一方の使用環境に関する情報を検出する検出部に動作指示を与える、請求項１の制御装置。
　請求項１記載の制御装置を具備する、送電装置。
　前記第２の共振器及び前記周波数可変信号源を更に具備する、請求項２２記載の送電装置。
　前記第１の共振器及び前記可変インピーダンス素子を具備する、請求項２２記載の送電装置。
　請求項１記載の制御装置を具備する、受電装置。
　前記第１の共振器及び前記可変インピーダンス素子を更に具備する、請求項２５記載の受電装置。
　前記第２の共振器及び前記周波数可変信号源を更に具備する、請求項２５の受電装置。
　第１の共振器に接続された可変インピーダンス素子が第１のインピーダンスを持つ第１のインピーダンス条件を設定することと、
　前記第１の共振器と結合する第２の共振器の入力信号を生成する周波数可変信号源に前記第１のインピーダンス条件下で前記入力信号の第１の周波数掃引を指示することと、
　前記可変インピーダンス素子が前記第１のインピーダンスとは異なる第２のインピーダンスを持つ第２のインピーダンス条件を設定することと、
　前記周波数可変信号源に前記第２のインピーダンス条件下で前記入力信号の第２の周波数掃引を指示することと、
　前記第１の周波数掃引が行われている期間に前記入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第１の特異周波数を検出することと、
　前記第２の周波数掃引が行われている期間に前記入力信号の極大値または極小値を与える１以上の第２の特異周波数を検出することと、
　前記１以上の第１の特異周波数及び前記１以上の第２の特異周波数に基づいて、前記第１の共振器と前記第２の共振器との間の結合係数、前記第１の共振器の第１の共振周波数及び前記第２の共振器の第２の共振周波数のうち少なくとも１つを推定することと
　を具備する、制御方法。