(57)【要約】  共鳴法を用いた非接触送電において、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく調整可能な手法を提供する。  可変コンデンサ（２２０）は、二次自己共振コイル（２１０）の共振周波数を調整する。インピーダンス整合器（２５０）は、共鳴系の入力インピーダンスを調整する。ＥＣＵ（２９０）は、可変コンデンサ（２２０）を制御することによって二次自己共振コイル（２１０）の共振周波数をまず調整し、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器（２５０）を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスを調整する。ここで、ＥＣＵ（２９０）は、可変コンデンサ（２２０）による共振周波数の調整時、インピーダンス整合器（２５０）のインピーダンスを所定の固定値に設定する。
2012111085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電ユニット（１３０，１４０）を含む給電設備（１００）から非接触で受電するための非接触受電装置であって、
前記送電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより前記送電ユニットから非接触で受電するための受電ユニット（２１０，２３０）と、
前記受電ユニットの共振周波数を調整するための第１の調整装置（２２０）と、
前記送電ユニットおよび前記受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整するための第２の調整装置（２５０）と、
前記第１の調整装置を制御することによって前記共振周波数をまず調整し、前記共振周波数の調整後、前記第２の調整装置を制御することによって前記共鳴系の入力インピーダンスを調整する制御装置（２９０）とを備え、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定する、非接触受電装置。
【請求項２】
前記第２の調整装置は、前記受電ユニットにより受電される電力を受ける負荷（２８０）と前記受電ユニットとの間に設けられるインピーダンス可変部（１２２，１２４，１２６）を含み、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記インピーダンス可変部のインピーダンスを前記固定値に設定する、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項３】
前記第２の調整装置は、
前記受電ユニットにより受電される電力を受ける負荷と前記受電ユニットとの間に設けられるインピーダンス可変部（１２２，１２４，１２６）と、
前記インピーダンス可変部をバイパスするためのバイパス回路（Ｌ１，Ｌ２）とを含み、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記バイパス回路により前記インピーダンス可変部をバイパスすることによって前記インピーダンス可変部のインピーダンスを前記固定値とする、請求項１に記載の非接触受電装置。
【請求項４】
前記給電設備は、所定の周波数を有する電力を発生する電源（１１０）をさらに含み、
前記所定の固定値は、前記共鳴系の入力インピーダンスを前記電源のインピーダンスに整合させるための値である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非接触受電装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非接触受電装置を搭載した車両。
【請求項６】
受電ユニット（２１０，２３０）を含む受電装置（２００）へ非接触で送電するための非接触給電設備であって、
所定の周波数を有する電力を発生する電源（１１０）と、
前記電源から電力を受け、前記受電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより前記受電ユニットへ非接触で送電するための送電ユニット（１３０，１４０）と、
前記送電ユニットの共振周波数を調整するための第１の調整装置（１５０）と、
前記送電ユニットおよび前記受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整するための第２の調整装置（１２０）と、
前記第１の調整装置を制御することによって前記共振周波数をまず調整し、前記共振周波数の調整後、前記第２の調整装置を制御することによって前記共鳴系の入力インピーダンスを調整する制御装置（１６０）とを備え、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定する、非接触給電設備。
【請求項７】
前記第２の調整装置は、前記電源と前記送電ユニットとの間に設けられるインピーダンス可変部（１２２，１２４，１２６）を含み、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記インピーダンス可変部のインピーダンスを前記固定値に設定する、請求項６に記載の非接触給電設備。
【請求項８】
前記第２の調整装置は、
前記電源と前記送電ユニットとの間に設けられるインピーダンス可変部（１２２，１２４，１２６）と、
前記インピーダンス可変部をバイパスするためのバイパス回路（Ｌ１，Ｌ２）とを含み、
前記制御装置は、前記第１の調整装置による前記共振周波数の調整時、前記バイパス回路により前記インピーダンス可変部をバイパスすることによって前記インピーダンス可変部のインピーダンスを前記固定値とする、請求項６に記載の非接触給電設備。
【請求項９】
前記所定の固定値は、前記共鳴系の入力インピーダンスを前記電源のインピーダンスに整合させるための値である、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の非接触給電設備。
【請求項１０】
送電ユニット（１３０，１４０）を含む給電設備（１００）から非接触で受電する非接触受電装置の制御方法であって、
前記非接触受電装置（２００）は、
前記送電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより前記送電ユニットから非接触で受電するための受電ユニット（２１０，２３０）と、
前記受電ユニットの共振周波数を調整するための第１の調整装置（２２０）と、
前記送電ユニットおよび前記受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整するための第２の調整装置（２５０）とを備え、
前記制御方法は、
前記第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定するステップと、
前記インピーダンスの設定後、前記共振周波数を調整するステップと、
前記共振周波数の調整後、前記共鳴系の入力インピーダンスを調整するステップとを含む、非接触受電装置の制御方法。
【請求項１１】
受電ユニット（２１０，２３０）を含む受電装置（２００）へ非接触で送電する非接触給電設備の制御方法であって、
前記非接触給電設備（１００）は、
所定の周波数を有する電力を発生する電源（１１０）と、
前記電源から電力を受け、前記受電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより前記受電ユニットへ非接触で送電するための送電ユニット（１３０，１４０）と、
前記送電ユニットの共振周波数を調整するための第１の調整装置（１５０）と、
前記送電ユニットおよび前記受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整するための第２の調整装置（１２０）とを備え、
前記制御方法は、
前記第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定するステップと、
前記インピーダンスの設定後、前記共振周波数を調整するステップと、
前記共振周波数の調整後、前記共鳴系の入力インピーダンスを調整するステップとを含む、非接触給電設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触受電装置およびそれを搭載した車両、非接触給電設備、非接触受電装置の制御方法、ならびに非接触給電設備の制御方法に関し、特に、送電ユニットと受電ユニットとが電磁場を介して共鳴することにより非接触で送電を行なう非接触送電技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド自動車などの電動車両が大きく注目されている。これらの車両は、走行駆動力を発生する電動機と、電動機に供給される電力を蓄える再充電可能な蓄電装置とを搭載する。なお、ハイブリッド自動車は、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載した自動車や、直流電源として蓄電装置とともに燃料電池をさらに搭載した自動車等である。【０００３】
ハイブリッド自動車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源から車載の蓄電装置を充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置を充電可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド自動車」が知られている。【０００４】
一方、送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触送電が近年注目されている。この非接触送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。【０００５】
特開２００２−２７２１３４号公報（特許文献１）は、電磁誘導を用いた非接触給電装置を開示する。この非接触給電装置は、高周波電源部と、１次導線と、受電コイルと、抵抗検出回路と、周波数制御部とを備える。高周波電源部は、高周波電力を生成する。１次導線は、高周波電源部により生成される高周波電力を高周波磁束に変換する。受電コイルは、１次導線から電磁誘導作用により非接触で高周波電力を受電して負荷へ供給する。抵抗検出回路は、負荷の抵抗成分を検出する。周波数制御部は、抵抗検出回路により検出される負荷の抵抗成分に応じて、高周波電源部により生成される高周波電力の周波数を制御する。【０００６】
この非接触給電装置によれば、抵抗検出回路により検出された負荷の抵抗成分に応じて、高周波電源部により生成される高周波電力の周波数を制御するので、高周波電源部から出力される高周波電力の力率をほぼ「１」近くにすることができる。したがって、高周波電源部が供給する皮相電力（電圧×電流）に対して負荷で消費される電力の効率が高くなり、効率的な電力伝送を行なうことができるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２７２１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の共鳴法は、一対の共鳴器（たとえば一対のコイル）を電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である。【０００９】
共鳴法においては、送電側の共鳴器と受電側の共鳴器との相対的な位置変化により共鳴系の共振周波数およびインピーダンスが変化する。したがって、給電設備から受電装置への送電開始前に、給電設備と受電装置との位置状況に応じて共鳴系の共振周波数およびインピーダンスを調整する必要がある。【００１０】
上記の特許文献１は、電磁誘導を用いた非接触送電において、負荷の抵抗成分に応じて、高周波電源部により生成される高周波電力の周波数を制御することを開示するが、共鳴法における共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの調整方法については、特に検討されていない。【００１１】
それゆえに、この発明の目的は、共鳴法を用いた非接触送電において、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく実施可能な手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明によれば、非接触受電装置は、送電ユニットを含む給電設備から非接触で受電するための非接触受電装置であって、受電ユニットと、第１および第２の調整装置と、制御装置とを備える。受電ユニットは、送電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニットから非接触で受電する。第１の調整装置は、受電ユニットの共振周波数を調整する。第２の調整装置は、送電ユニットおよび受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整する。制御装置は、第１の調整装置を制御することによって共振周波数をまず調整し、共振周波数の調整後、第２の調整装置を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスを調整する。ここで、制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定する。【００１３】
好ましくは、第２の調整装置は、インピーダンス可変部を含む。インピーダンス可変部は、受電ユニットにより受電される電力を受ける負荷と受電ユニットとの間に設けられる。制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、インピーダンス可変部のインピーダンスを固定値に設定する。【００１４】
また、好ましくは、第２の調整装置は、インピーダンス可変部と、バイパス回路とを含む。インピーダンス可変部は、受電ユニットにより受電される電力を受ける負荷と受電ユニットとの間に設けられる。バイパス回路は、インピーダンス可変部をバイパスする。制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、バイパス回路によりインピーダンス可変部をバイパスすることによってインピーダンス可変部のインピーダンスを固定値とする。【００１５】
好ましくは、給電設備は、所定の周波数を有する電力を発生する電源をさらに含む。所定の固定値は、共鳴系の入力インピーダンスを電源のインピーダンスに整合させるための値である。【００１６】
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの非接触受電装置を搭載する。
また、この発明によれば、非接触給電設備は、受電ユニットを含む受電装置へ非接触で送電するための非接触給電設備であって、電源と、送電ユニットと、第１および第２の調整装置と、制御装置とを備える。電源は、所定の周波数を有する電力を発生する。送電ユニットは、電源から電力を受け、受電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニットへ非接触で送電する。第１の調整装置は、送電ユニットの共振周波数を調整する。第２の調整装置は、送電ユニットおよび受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整する。制御装置は、第１の調整装置を制御することによって共振周波数をまず調整し、共振周波数の調整後、第２の調整装置を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスを調整する。ここで、制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定する。【００１７】
好ましくは、第２の調整装置は、インピーダンス可変部を含む。インピーダンス可変部は、電源と送電ユニットとの間に設けられる。制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、インピーダンス可変部のインピーダンスを固定値に設定する。【００１８】
また、好ましくは、第２の調整装置は、インピーダンス可変部と、バイパス回路とを含む。インピーダンス可変部は、電源と送電ユニットとの間に設けられる。バイパス回路は、インピーダンス可変部をバイパスする。制御装置は、第１の調整装置による共振周波数の調整時、バイパス回路によりインピーダンス可変部をバイパスすることによってインピーダンス可変部のインピーダンスを固定値とする。【００１９】
好ましくは、所定の固定値は、共鳴系の入力インピーダンスを電源のインピーダンスに整合させるための値である。【００２０】
また、この発明によれば、非接触受電装置の制御方法は、送電ユニットを含む給電設備から非接触で受電する非接触受電装置の制御方法である。非接触受電装置は、受電ユニットと、第１および第２の調整装置とを備える。受電ユニットは、送電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニットから非接触で受電する。第１の調整装置は、受電ユニットの共振周波数を調整する。第２の調整装置は、送電ユニットおよび受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整する。そして、制御方法は、第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定するステップと、インピーダンスの設定後、共振周波数を調整するステップと、共振周波数の調整後、共鳴系の入力インピーダンスを調整するステップとを含む。【００２１】
また、この発明によれば、非接触給電設備の制御方法は、受電ユニットを含む受電装置へ非接触で送電する非接触給電設備の制御方法である。非接触給電設備は、電源と、送電ユニットと、第１および第２の調整装置とを備える。電源は、所定の周波数を有する電力を発生する。送電ユニットは、電源から電力を受け、受電ユニットと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニットへ非接触で送電する。第１の調整装置は、送電ユニットの共振周波数を調整する。第２の調整装置は、送電ユニットおよび受電ユニットにより構成される共鳴系の入力インピーダンスを調整する。そして、制御方法は、第２の調整装置のインピーダンスを所定の固定値に設定するステップと、インピーダンスの設定後、共振周波数を調整するステップと、共振周波数の調整後、共鳴系の入力インピーダンスを調整するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の非接触受電装置においては、第１の調整装置を制御することによって共振周波数がまず調整され、共振周波数の調整後、第２の調整装置を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスが調整される。第１の調整装置による共振周波数の調整時は、第２の調整装置のインピーダンスが所定の固定値に設定される。したがって、この発明の非接触受電装置によれば、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく実施することができる。【００２３】
また、この発明の非接触給電設備においては、第１の調整装置を制御することによって共振周波数がまず調整され、共振周波数の調整後、第２の調整装置を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスが調整される。第１の調整装置による共振周波数の調整時は、第２の調整装置のインピーダンスが所定の固定値に設定される。したがって、この発明の非接触給電設備によれば、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態１による非接触送電システムの全体構成図である。
【図２】インピーダンス整合器の回路構成の一例を示した回路図である。
【図３】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図４】給電設備のＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】受電電圧および反射電力と、位置ずれ量との関係を示した図である。
【図６】一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイル間の距離と、可変コンデンサの容量の調整値との関係についての一例を示した図である。
【図７】位置ずれ量と給電設備におけるインピーダンス整合器の調整値との関係についての一例を示した図である。
【図８】車両のＥＣＵの機能ブロック図である。
【図９】位置ずれ量と車両におけるインピーダンス整合器の調整値との関係についての一例を示した図である。
【図１０】非接触送電システムの処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態２におけるインピーダンス整合器の回路構成の一例を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２６】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による非接触送電システムの全体構成図である。図１を参照して、この非接触送電システムは、給電設備１００と、車両２００とを備える。
【００２７】
給電設備１００は、電源装置１１０と、電力センサ１１５と、インピーダンス整合器１２０と、一次コイル１３０と、一次自己共振コイル１４０と、可変コンデンサ１５０と、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する。）１６０と、通信装置１７０とを含む。
【００２８】
電源装置１１０は、所定の周波数を有する電力を発生する。一例として、電源装置１１０は、図示されない系統電源から電力を受け、１０数ＭＨｚの所定の周波数を有する電力を発生する。電源装置１１０は、ＥＣＵ１６０から受ける指令に従って、電力の発生および停止ならびに出力電力を制御する。
【００２９】
電力センサ１１５は、電源装置１１０における進行波電力および反射電力を検出し、それらの各検出値をＥＣＵ１６０へ出力する。なお、進行波電力は、電源装置１１０から出力される電力である。また、反射電力は、電源装置１１０から出力された電力が反射して電源装置１１０へ戻った電力である。なお、この電力センサ１１５には、電源装置における進行波電力および反射電力を検出可能な種々の公知のセンサを用いることができる。
【００３０】
インピーダンス整合器１２０は、電源装置１１０と一次コイル１３０との間に設けられ、内部のインピーダンスを変更可能に構成される。インピーダンス整合器１２０は、ＥＣＵ１６０から受ける指令に従ってインピーダンスを変更することにより、一次コイル１３０、一次自己共振コイル１４０および可変コンデンサ１５０、ならびに車両２００の二次自己共振コイル２１０、可変コンデンサ２２０および二次コイル２３０（後述）を含む共鳴系（以下、単に「共鳴系」と称する。）の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスと整合させる。
【００３１】
図２は、インピーダンス整合器１２０の回路構成の一例を示した回路図である。図２を参照して、インピーダンス整合器１２０は、可変コンデンサ１２２，１２４と、コイル１２６とを含む。可変コンデンサ１２２は、電源装置１１０（図１）に並列に接続される。可変コンデンサ１２４は、一次コイル１３０（図１）に並列に接続される。コイル１２６は、電源装置１１０と一次コイル１３０との間に配設される電力線対の一方において、可変コンデンサ１２２，１２４の接続ノード間に接続される。
【００３２】
このインピーダンス整合器１２０においては、ＥＣＵ１６０（図１）から受ける指令に従って可変コンデンサ１２２，１２４の少なくとも一方の容量が変更されることにより、インピーダンスが変化する。これにより、インピーダンス整合器１２０は、ＥＣＵ１６０から受ける指令に従って、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスと整合させる。
【００３３】
なお、特に図示しないが、コイル１２６を可変コイルで構成し、可変コイルのインダクタンスを変更することによってインピーダンスを変更可能としてもよい。
【００３４】
再び図１を参照して、一次コイル１３０は、一次自己共振コイル１４０と所定の間隔をおいて一次自己共振コイル１４０と略同軸上に配設される。一次コイル１３０は、電磁誘導により一次自己共振コイル１４０と磁気的に結合し、電源装置１１０から供給される高周波電力を電磁誘導により一次自己共振コイル１４０へ供給する。
【００３５】
一次自己共振コイル１４０は、一次コイル１３０から電磁誘導により電力を受け、車両２００に搭載される二次自己共振コイル２１０（後述）と電磁場を介して共鳴することにより二次自己共振コイル２１０へ送電する。なお、一次自己共振コイル１４０は、車両２００の二次自己共振コイル２１０との距離や共鳴周波数（電源装置１１０から出力される高周波電力の周波数）等に基づいて、Ｑ値（たとえば、Ｑ＞１００）および結合度κ等が大きくなるようにコイル径や巻数が適宜決定される。
【００３６】
一次自己共振コイル１４０には、可変コンデンサ１５０が設けられる。可変コンデンサ１５０は、たとえば、一次自己共振コイル１４０の両端部間に接続される。可変コンデンサ１５０は、ＥＣＵ１６０から受ける指令に従ってその容量が変化し、その容量変化によって一次自己共振コイル１４０の共振周波数を調整することができる。
【００３７】
なお、一次コイル１３０は、電源装置１１０から一次自己共振コイル１４０への給電を容易にするために設けられるものであり、一次コイル１３０を設けずに一次自己共振コイル１４０に電源装置１１０を直接接続してもよい。
【００３８】
ＥＣＵ１６０は、給電設備１００から車両２００への送電時、反射電力および進行波電力の検出値を電力センサ１１５から受け、通信装置１７０により受信される車両２００側の受電状況を受ける。なお、車両２００の受電状況には、車両２００における受電電圧や受電電流、受電電力等の情報が含まれる。そして、ＥＣＵ１６０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central  Processing  Unit）で実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、所定の処理を実行する。
【００３９】
具体的には、ＥＣＵ１６０は、電源装置１１０の動作を制御する。また、ＥＣＵ１６０は、給電設備１００による車両２００の蓄電装置２８０（後述）の充電に先立ち、可変コンデンサ１５０によって一次自己共振コイル１４０の共振周波数を調整するとともに、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスを調整する。
【００４０】
調整においては、ＥＣＵ１６０は、可変コンデンサ１５０を制御することによって一次自己共振コイル１４０の共振周波数をまず調整し、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器１２０を制御することによってインピーダンスを調整する。ここで、ＥＣＵ１６０は、可変コンデンサ１５０による共振周波数の調整時、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスを所定の固定値に設定する。この固定値は、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスに整合させるために予め準備された値であり、電源装置１１０のインピーダンスに基づいて決定される。
【００４１】
また、給電設備１００側の調整が終了すると、ＥＣＵ１６０は、車両２００側の調整開始を指示する指令を通信装置１７０によって車両２００へ送信する。
【００４２】
なお、ＥＣＵ１６０は、一次自己共振コイル１４０に対する二次自己共振コイル２１０の位置ずれ量（以下、単に「位置ずれ量」と称する。）を推定し、その推定された位置ずれ量を用いて、一次自己共振コイル１４０の共振周波数を調整し、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスを調整する。位置ずれ量の推定方法については、ＥＣＵ１６０は、車両２００の受電状況および電源装置１１０への反射電力に基づいて位置ずれ量を推定する。なお、一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０とは中心軸が互いに平行になるように配設され、一次自己共振コイル１４０の中心軸に対する二次自己共振コイル２１０の中心軸のオフセット量を「位置ずれ量」と称する。ＥＣＵ１６０による上記の各処理については、後ほど詳しく説明する。
【００４３】
通信装置１７０は、車両２００と通信を行なうための通信インターフェースである。通信装置１７０によって、車両２００側の調整開始を指示する指令や、反射電力等の給電設備１００側の情報、蓄電装置２８０を充電するための本格的な給電の開始を指示する指令等が車両２００へ送信される。また、通信装置１７０によって、車両２００側の受電状況や、蓄電装置２８０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）、車両２００側の調整完了を示す信号等を車両２００から受信する。
【００４４】
一方、車両２００は、二次自己共振コイル２１０と、可変コンデンサ２２０と、二次コイル２３０と、インピーダンス整合器２５０と、整流器２６０と、切替装置２４０と、充電器２７０と、蓄電装置２８０と、動力出力装置２８５とを含む。また、車両２００は、ＥＣＵ２９０と、通信装置３００と、電圧センサ３１０と、電流センサ３１２とをさらに含む。
【００４５】
二次自己共振コイル２１０は、給電設備１００の一次自己共振コイル１４０と電磁場を介して共鳴することにより一次自己共振コイル１４０から受電する。なお、二次自己共振コイル２１０は、給電設備１００の一次自己共振コイル１４０との距離や共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値（たとえば、Ｑ＞１００）および結合度κ等が大きくなるようにコイル径や巻数が適宜決定される。
【００４６】
二次自己共振コイル２１０には、可変コンデンサ２２０が設けられる。可変コンデンサ２２０は、たとえば、二次自己共振コイル２１０の両端部間に接続される。可変コンデンサ２２０は、ＥＣＵ２９０から受ける指令に従ってその容量が変化し、その容量変化によって二次自己共振コイル２１０の共振周波数を調整することができる。
【００４７】
二次コイル２３０は、二次自己共振コイル２１０と所定の間隔をおいて二次自己共振コイル２１０と略同軸上に配設される。二次コイル２３０は、電磁誘導により二次自己共振コイル２１０と磁気的に結合し、二次自己共振コイル２１０によって受電された電力を電磁誘導により取出す。
【００４８】
なお、二次コイル２３０は、二次自己共振コイル２１０からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、二次コイル２３０を設けずに二次自己共振コイル２１０にインピーダンス整合器２５０を直接接続してもよい。
【００４９】
インピーダンス整合器２５０は、二次コイル２３０と整流器２６０との間に設けられ、内部のインピーダンスを変更可能に構成される。インピーダンス整合器２５０は、ＥＣＵ２９０から受ける指令に従ってインピーダンスを変更することにより、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスと整合させる。なお、このインピーダンス整合器２５０の構成も、図２に示した給電設備１００のインピーダンス整合器１２０と同じである。
【００５０】
整流器２６０は、二次コイル２３０によって取り出される電力（交流）を整流する。切替装置２４０は、整流器２６０と充電器２７０との間に設けられる。切替装置２４０は、リレー２４２，２４４と、抵抗素子２４６とを含む。リレー２４２は、整流器２６０と充電器２７０との間の電力線に設けられる。リレー２４４および抵抗素子２４６は、リレー２４２よりも整流器２６０側において、整流器２６０と充電器２７０との間の電力線対間に直列に接続される。
【００５１】
そして、給電設備１００による蓄電装置２８０の充電時、リレー２４２，２４４はそれぞれオン，オフされる。一方、給電設備１００および車両２００において自己共振コイルの共振周波数およびインピーダンス整合器のインピーダンスの調整が行なわれる調整処理（以下、単に「調整処理」と称する。）時においては、リレー２４２，２４４はそれぞれオフ，オンされる。これにより、蓄電装置２８０のＳＯＣによってインピーダンスが変動する車両２００の負荷が共鳴系から切離され、共振周波数およびインピーダンスの調整を安定的に行なうことができる。
【００５２】
充電器２７０は、整流器２６０により整流された直流電力を蓄電装置２８０の充電電圧に電圧変換して蓄電装置２８０へ出力する。蓄電装置２８０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置２８０は、充電器２７０から受ける電力を蓄えるほか、動力出力装置２８５によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置２８０は、その蓄えた電力を動力出力装置２８５へ供給する。なお、蓄電装置２８０として大容量のキャパシタも採用可能である。
【００５３】
動力出力装置２８５は、蓄電装置２８０に蓄えられる電力を用いて車両２００の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力出力装置２８５は、たとえば、蓄電装置２８０から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力出力装置２８５は、蓄電装置２８０を充電するための発電機と、発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。
【００５４】
電圧センサ３１０は、二次コイル２３０から出力される電圧Ｖを検出し、その検出値をＥＣＵ２９０へ出力する。電流センサ３１２は、整流器２６０から出力される電流Ｉを検出し、その検出値をＥＣＵ２９０へ出力する。
【００５５】
ＥＣＵ２９０は、電圧Ｖおよび電流Ｉの検出値をそれぞれ電圧センサ３１０および電流センサ３１２から受ける。また、ＥＣＵ２９０は、給電設備１００から送信される各種指令および情報を通信装置３００から受ける。そして、ＥＣＵ２９０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理および／または専用の電子回路によるハードウェア処理により、所定の処理を実行する。
【００５６】
具体的には、ＥＣＵ２９０は、給電設備１００から受ける調整開始指令に従って、可変コンデンサ２２０によって二次自己共振コイル２１０の共振周波数を調整するとともに、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスを調整する。調整においては、ＥＣＵ２９０は、可変コンデンサ２２０を制御することによって二次自己共振コイル２１０の共振周波数をまず調整し、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器２５０を制御することによってインピーダンスを調整する。ここで、ＥＣＵ２９０は、可変コンデンサ２２０による共振周波数の調整時、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスを所定の固定値に設定する。この固定値も、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスに整合させるために予め準備された値であり、電源装置１１０のインピーダンスに基づいて決定される。
【００５７】
そして、車両２００側の調整が終了すると、ＥＣＵ２９０は、調整完了信号を通信装置３００によって給電設備１００へ送信する。その後、蓄電装置２８０を充電するための本格的な給電が開始されると、ＥＣＵ２９０は、充電器２７０を制御することによって蓄電装置２８０を充電する。なお、ＥＣＵ２９０による上記の各処理については、後ほど詳しく説明する。通信装置３００は、給電設備１００と通信を行なうための通信インターフェースである。
【００５８】
この非接触送電システムにおいては、一次自己共振コイル１４０および二次自己共振コイル２１０が電磁場を介して共鳴することにより、給電設備１００から車両２００への送電が行なわれる。給電設備１００において、一次自己共振コイル１４０の共振周波数を調整するための可変コンデンサ１５０と、共鳴系の入力インピーダンスを調整するためのインピーダンス整合器１２０とが設けられる。
【００５９】
可変コンデンサ１５０を制御することによって、一次自己共振コイル１４０の共振周波数が共鳴周波数（電源装置１１０から出力される高周波電力の周波数）に調整される。そして、一次自己共振コイル１４０の共振周波数の調整後、インピーダンス整合器１２０を制御することによって、共鳴系の入力インピーダンスが電源装置１１０のインピーダンスに調整される。ここで、可変コンデンサ１５０による共振周波数の調整時、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスは、予め準備された固定値に設定される。
【００６０】
また、車両２００においても、二次自己共振コイル２１０の共振周波数を調整するための可変コンデンサ２２０と、共鳴系の入力インピーダンスを調整するためのインピーダンス整合器２５０とが設けられる。可変コンデンサ２２０を制御することによって、二次自己共振コイル２１０の共振周波数が共鳴周波数に調整される。そして、二次自己共振コイル２１０の共振周波数の調整後、インピーダンス整合器２５０を制御することによって、共鳴系の入力インピーダンスが電源装置１１０のインピーダンスに調整される。ここで、可変コンデンサ２２０による共振周波数の調整時、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスは、予め準備された固定値に設定される。
【００６１】
図３は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図３を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００６２】
具体的には、電源装置１１０に一次コイル１３０を接続し、電磁誘導により一次コイル１３０と磁気的に結合される一次自己共振コイル１４０へ１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル１４０は、可変コンデンサ１５０とともにＬＣ共振器を形成し、一次自己共振コイル１４０と同じ共振周波数に調整された二次自己共振コイル２１０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル１４０から二次自己共振コイル２１０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル２１０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル２１０と磁気的に結合される二次コイル２３０によって取出され、整流器２６０（図１）以降の負荷３５０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００６３】
図４は、給電設備１００のＥＣＵ１６０の機能ブロック図である。図４を参照して、ＥＣＵ１６０は、通信制御部４００と、電力制御部４１０と、位置ずれ量推定部４２０と、共振周波数調整部４３０と、整合器調整部４４０とを含む。
【００６４】
通信制御部４００は、通信装置１７０（図１）による車両２００との通信を制御する。具体的には、通信制御部４００は、給電設備１００による車両２００の蓄電装置２８０の充電に先立って調整処理の開始指令を車両２００へ送信する。また、通信制御部４００は、位置ずれ量推定部４２０によって推定された位置ずれ量を車両２００へ送信する。さらに、通信制御部４００は、反射電力等の給電設備１００側の情報を車両２００へ送信し、車両２００側の受電状況を車両２００から受信する。
【００６５】
電力制御部４１０は、電源装置１１０を制御することによって車両２００への給電電力を制御する。ここで、調整処理時においては、電力制御部４１０は、蓄電装置２８０を充電するための本格的な給電時よりも小さい電力（調整用電力）を出力するように電源装置１１０を制御する。
【００６６】
位置ずれ量推定部４２０は、車両２００から受信した車両２００の受電状況に含まれる受電電圧および電力センサ１１５（図１）により検出される反射電力に基づいて、一次自己共振コイル１４０に対する二次自己共振コイル２１０の位置ずれ量を推定する。
【００６７】
図５は、受電電圧および反射電力と、位置ずれ量との関係を示した図である。図５を参照して、位置ずれ量が小さいときは、車両２００における受電電圧は高く、給電設備１００における反射電力は小さい。一方、位置ずれ量が大きいときは、受電電圧は低く、反射電力は大きい。
【００６８】
そこで、このような受電電圧および反射電力と、位置ずれ量との関係を予め求めてマップ等を作成しておき、そのマップ等を用いて、給電設備１００から車両２００への送電時に検出される受電電圧および反射電力に基づいて位置ずれ量が推定される。
【００６９】
なお、特に図示しないが、受電電圧に代えて受電電力を用いることもできる。すなわち、位置ずれ量が小さいときは、車両２００における受電電力は大きく、給電設備１００における反射電力は小さい。一方、位置ずれ量が大きいときは、受電電力は小さく、反射電力は大きい。そこで、受電電力および反射電力と、位置ずれ量との関係を予め求めてマップ等を作成しておき、そのマップ等を用いて、給電設備１００から車両２００への送電時に検出される受電電力および反射電力に基づいて位置ずれ量を推定してもよい。
【００７０】
再び図４を参照して、位置ずれ量が推定されると、整合器調整部４４０は、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスを所定の固定値に設定する。上述のように、この固定値は、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスに整合させるために予め準備された値であり、電源装置１１０のインピーダンスに基づいて決定される。
【００７１】
インピーダンス整合器１２０のインピーダンスが所定の固定値に設定されると、共振周波数調整部４３０は、一次自己共振コイル１４０の共振周波数が共鳴周波数（電源装置１１０から出力される高周波電力の周波数）に一致するように可変コンデンサ１５０の容量を調整する。具体的には、位置ずれ量推定部４２０により推定された位置ずれ量を用いて一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０との間の距離が推定され、その推定されたコイル間距離に基づいて可変コンデンサ１５０の容量が調整される。
【００７２】
図６は、一次自己共振コイル１４０および二次自己共振コイル２１０間の距離と、可変コンデンサ１５０の容量の調整値との関係についての一例を示した図である。図６を参照して、自己共振コイルの共振周波数が共鳴周波数に一致するときの、一次自己共振コイル１４０および二次自己共振コイル２１０間の距離（コイル間距離）と可変コンデンサの容量の最適値との関係を予め求め、マップ等を作成しておく。そして、そのマップ等を用いて、位置ずれ量から推定されるコイル間距離に基づいて可変コンデンサ１５０の容量が調整される。
【００７３】
再び図４を参照して、可変コンデンサ１５０の調整が終了すると、整合器調整部４４０は、位置ずれ量推定部４２０により推定された位置ずれ量に基づいて、共鳴系の入力インピーダンスが電源装置１１０のインピーダンスと整合するようにインピーダンス整合器１２０のインピーダンスを調整する。
【００７４】
図７は、位置ずれ量と給電設備１００におけるインピーダンス整合器１２０の調整値との関係についての一例を示した図である。図６を参照して、Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ可変コンデンサ１２２，１２４（図２）の調整値を示す。このように、位置ずれ量によって調整値Ｃ１，Ｃ２は変化する。そこで、位置ずれ量と調整値Ｃ１，Ｃ２との関係を予め求めてマップ等を作成しておき、そのマップ等を用いて、受電電圧および反射電力に基づき推定された位置ずれ量に基づいて調整値Ｃ１，Ｃ２が決定される。
【００７５】
再び図４を参照して、給電設備１００および車両２００において調整処理が完了すると、電力制御部４１０は、車両２００の蓄電装置２８０を充電するための本格的な給電を行なうように電源装置１１０を制御する。
【００７６】
一方、図８は、車両２００のＥＣＵ２９０の機能ブロック図である。図７を参照して、ＥＣＵ２９０は、通信制御部５００と、調整制御部５１０と、共振周波数調整部５２０と、整合器調整部５３０とを含む。
【００７７】
通信制御部５００は、通信装置３００（図１）による給電設備１００との通信を制御する。具体的には、通信制御部５００は、給電設備１００からの受電状況を給電設備１００へ送信する。また、通信制御部５００は、調整処理の開始指令や位置ずれ量、反射電力等の給電設備１００側の情報等を給電設備１００から受信する。
【００７８】
調整制御部５１０は、調整処理の開始指令が受信されると、切替装置２４０のリレー２４２，２４４（図１）をそれぞれオフ，オンさせる。すなわち、調整制御部５１０は、調整処理の開始指令に応答して、車両２００の負荷（蓄電装置２８０）を共鳴系から切離し、抵抗素子２４６を電気的に接続する。
【００７９】
整合器調整部５３０は、調整処理の開始指令が受信されると、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスを所定の固定値に設定する。給電設備１００の場合と同様に、この固定値も、共鳴系の入力インピーダンスを電源装置１１０のインピーダンスに整合させるために予め準備された値であり、給電設備１００の電源装置１１０のインピーダンスに基づいて決定される。
【００８０】
インピーダンス整合器２５０のインピーダンスが所定の固定値に設定されると、共振周波数調整部５２０は、二次自己共振コイル２１０の共振周波数が共鳴周波数に一致するように可変コンデンサ２２０の容量を調整する。具体的には、給電設備１００から受信した位置ずれ量を用いて一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０との間の距離が推定され、その推定されたコイル間距離に基づいて可変コンデンサ２２０の容量が調整される。なお、給電設備１００において推定されたコイル間距離を給電設備１００から車両２００へ送信し、そのコイル間距離を用いて可変コンデンサ２２０の容量を調整してもよい。
【００８１】
可変コンデンサ２２０の調整が終了すると、整合器調整部５３０は、給電設備１００から受信した位置ずれ量に基づいて、共鳴系の入力インピーダンスが給電設備１００の電源装置１１０のインピーダンスと整合するようにインピーダンス整合器２５０のインピーダンスを調整する。
【００８２】
図９は、位置ずれ量と車両２００におけるインピーダンス整合器２５０の調整値との関係についての一例を示した図である。図９を参照して、Ｃ３，Ｃ４は、それぞれインピーダンス整合器２５０の可変コンデンサ１２２，１２４（図２）の調整値を示す。このように、位置ずれ量によって調整値Ｃ３，Ｃ４は変化する。そこで、位置ずれ量と調整値Ｃ３，Ｃ４との関係を予め求めてマップ等を作成しておき、そのマップ等を用いて、給電設備１００から受信した位置ずれ量に基づいて調整値Ｃ３，Ｃ４が決定される。
【００８３】
図１０は、この非接触送電システムの処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、まず、給電設備１００側の処理の流れについて説明する。給電設備１００のＥＣＵ１６０は、調整処理の開始指令を車両２００へ送信する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ１６０は、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスを所定の固定値に設定する（ステップＳ２０）。
【００８４】
ステップＳ１０において車両２００へ送信された調整処理開始指令に応答して車両２００における抵抗素子２４６の接続完了を示す信号を車両２００から受けると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、調整用電力を出力するように電源装置１１０を制御する（ステップＳ４０）。この調整用電力は、蓄電装置２８０を充電するための本格的な給電時よりも小さい所定の電力である。
【００８５】
次いで、ＥＣＵ１６０は、車両２００の受電電圧および給電設備１００における反射電力と位置ずれ量との関係を示す、予め準備された位置ずれ量推定マップ（図５）を用いて、車両２００から受信した受電電圧および電力センサ１１５によって検出された反射電力の各検出値に基づいて位置ずれ量を推定する（ステップＳ５０）。そして、ＥＣＵ１６０は、その推定された位置ずれ量を車両２００へ送信する（ステップＳ６０）。
【００８６】
続いて、ＥＣＵ１６０は、推定された位置ずれ量に基づいて、一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０との間の距離を推定し、その推定されたコイル間距離に基づいて、予め準備された可変コンデンサ容量調整マップ（図６）を用いて可変コンデンサ１５０の容量を調整する（ステップＳ７０）。なお、可変コンデンサ１５０の調整時、ＥＣＵ１６０は、共振周波数調整指令を車両２００へ送信する。
【００８７】
自己共振コイルの共振周波数の調整が完了すると（ステップＳ８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、位置ずれ量とインピーダンス整合器１２０の調整値との関係を示す、予め準備された整合器調整マップ（図７）を用いて、ステップＳ５０において推定された位置ずれ量に基づいてインピーダンス整合器１２０を調整する（ステップＳ９０）。
【００８８】
インピーダンス整合器１２０の調整が完了すると、ＥＣＵ１６０は、車両２００側のインピーダンス調整を指示する調整指令を車両２００へ送信する（ステップＳ１００）。そして、車両２００側の調整が完了したと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、反射電力および車両２００の受電電力が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この判定処理は、電源装置１１０から出力される電力（進行波電力）に対して反射電力および受電電力の大きさが妥当か否かを判断するためのものである。
【００８９】
そして、反射電力および受電電力は所定範囲内であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１６０は、蓄電装置２８０を充電するための充電電力を出力するように電源装置１１０を制御する（ステップＳ１３０）。一方、ステップＳ１２０において反射電力および受電電力が所定範囲内にないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＥＣＵ１６０は、電源装置１１０を停止し、給電設備１００による蓄電装置２８０の充電を中止する（ステップＳ１４０）。
【００９０】
次に、車両２００側の処理の流れについて説明する。給電設備１００からの調整処理開始指令が受信されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、車両２００のＥＣＵ２９０は、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスを所定の固定値に設定する（ステップＳ２２０）。
【００９１】
次いで、ＥＣＵ２９０は、切替装置２４０のリレー２４２，２４４をそれぞれオフ，オンさせる。これにより、抵抗素子２４６が電気的に接続される（ステップＳ２３０）。なお、抵抗素子２４６が電気的に接続されると、ＥＣＵ２９０は、接続完了信号を給電設備１００へ送信する。また、ＥＣＵ２９０は、給電設備１００から送信された位置ずれ量を受信する（ステップＳ２４０）。
【００９２】
続いて、ＥＣＵ２９０は、共振周波数調整指令を給電設備１００から受信すると（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ステップＳ２４０において受信した位置ずれ量を用いて、一次自己共振コイル１４０と二次自己共振コイル２１０との間の距離を推定する。そして、ＥＣＵ２９０は、その推定されたコイル間距離に基づいて、予め準備された可変コンデンサ容量調整マップ（図６）を用いて可変コンデンサ２２０の容量を調整する（ステップＳ２６０）。
【００９３】
可変コンデンサ２２０の調整が完了すると、ＥＣＵ２９０は、調整完了信号を給電設備１００へ送信する。次いで、ＥＣＵ２９０は、インピーダンス調整を指示する調整指令を給電設備１００から受信すると（ステップＳ２８０においてＹＥＳ）、予め準備された整合器調整マップ（図９）を用いて、ステップＳ２４０において受信した位置ずれ量に基づいてインピーダンス整合器２５０を調整する（ステップＳ２９０）。そして、インピーダンス整合器２５０の調整が完了すると、ＥＣＵ２９０は、調整完了信号を給電設備１００へ送信する（ステップＳ３００）。
【００９４】
以上のように、この実施の形態１においては、給電設備１００において、可変コンデンサ１５０を制御することによって共振周波数がまず調整され、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器１２０を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスが調整される。可変コンデンサ１５０による共振周波数の調整時は、インピーダンス整合器１２０のインピーダンスが所定の固定値に設定される。また、車両２００においても、可変コンデンサ２２０を制御することによって共振周波数がまず調整され、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器２５０を制御することによって共鳴系の入力インピーダンスが調整される。可変コンデンサ２２０による共振周波数の調整時は、インピーダンス整合器２５０のインピーダンスが所定の固定値に設定される。したがって、この実施の形態１によれば、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく実施することができる。
【００９５】
［実施の形態２］
この発明においては、上述のように、給電設備１００および車両２００において、自己共振コイルの共振周波数がまず調整され、共振周波数の調整後、インピーダンス整合器のインピーダンスが調整される。そして、可変コンデンサによる自己共振コイルの共振周波数の調整時、実施の形態１では、インピーダンス整合器のインピーダンスを所定の固定値に設定するものとしたが、この実施の形態２では、インピーダンス整合器のインピーダンス可変部がバイパスされる。
【００９６】
図１１は、実施の形態２におけるインピーダンス整合器の回路構成の一例を示した回路図である。図１１を参照して、給電設備１００のインピーダンス整合器１２０Ａおよび車両２００のインピーダンス整合器２５０Ａの各々は、図２に示した実施の形態１におけるインピーダンス整合器１２０，２５０の構成において、バイパス路Ｌ１，Ｌ２と、リレー３７２〜３８２とをさらに含む。
【００９７】
リレー３７２は、可変コンデンサ１２２およびコイル１２６の接続ノードとポートＰ１との間に接続される。リレー３７４は、コイル１２６および可変コンデンサ１２４の接続ノードとポートＰ２との間に接続される。そして、ポートＰ１とポートＰ２との間にバイパス路Ｌ１が配設され、バイパス路Ｌ１上にリレー３７６が設けられる。
【００９８】
また、リレー３７８は、ポートＰ３と可変コンデンサ１２２との間に接続され、リレー３８０は、可変コンデンサ１２４とポートＰ４との間に接続される。そして、ポートＰ３とポートＰ４との間にバイパス路Ｌ２が配設され、バイパス路Ｌ２上にリレー３８２が設けられる。
【００９９】
給電設備１００において、リレー３７２〜３８２は、ＥＣＵ１６０（図１）によって制御される。そして、一次自己共振コイル１４０の共振周波数の調整時においては、リレー３７２，３７４，３７８，３８０がオフされ、リレー３７６，３８２がオンされる。これにより、可変コンデンサ１２２，１２４およびコイル１２６によって構成されるインピーダンス可変部が電気的に切離され、バイパス路Ｌ１，Ｌ２によってポートＰ１，Ｐ３がそれぞれポートＰ２，Ｐ４と直接接続される。
【０１００】
また、車両２００においては、リレー３７２〜３８２は、ＥＣＵ２９０（図１）によって制御される。そして、二次自己共振コイル２１０の共振周波数の調整時においては、リレー３７２，３７４，３７８，３８０がオフされ、リレー３７６，３８２がオンされる。これにより、可変コンデンサ１２２，１２４およびコイル１２６によって構成されるインピーダンス可変部が電気的に切離され、バイパス路Ｌ１，Ｌ２によってポートＰ１，Ｐ３がそれぞれポートＰ２，Ｐ４と直接接続される。
【０１０１】
以上のように、この実施の形態２においては、給電設備１００において、可変コンデンサ１５０による共振周波数の調整時は、インピーダンス整合器１２０Ａのインピーダンス可変部が電気的に切離される。そして、共振周波数の調整が終了すると、インピーダンス可変部が電気的に接続され、共鳴系の入力インピーダンスが調整される。また、車両２００においても、可変コンデンサ２２０による共振周波数の調整時は、インピーダンス整合器２５０Ａのインピーダンス可変部が電気的に切離される。そして、共振周波数の調整が終了すると、インピーダンス可変部が電気的に接続され、共鳴系の入力インピーダンスが調整される。したがって、この実施の形態２によっても、共鳴系の共振周波数およびインピーダンスの双方を効率よく実施することができる。
【０１０２】
なお、上記の各実施の形態においては、給電設備１００と車両２００との調整順序については、基本的に給電設備１００を先に実施するものとしたが、この発明は、特にそのような順序で調整処理が行なわれるシステムに限定されるものではない。
【０１０３】
また、上記の各実施の形態においては、給電設備１００および車両２００の双方に、自己共振コイルの共振周波数を調整するための可変コンデンサと、共鳴系の入力インピーダンスを調整するためのインピーダンス整合器が設けられるものとしたが、給電設備１００および車両２００のいずれかのみに上記調整機構が備えられる場合にもこの発明は適用可能である。
【０１０４】
なお、上記において、一次コイル１３０および一次自己共振コイル１４０は、この発明における「送電ユニット」の一実施例を形成し、二次自己共振コイル２１０および二次コイル２３０は、この発明における「受電ユニット」の一実施例を形成する。また、可変コンデンサ２２０は、この発明の非接触受電装置における「第１の調整装置」の一実施例に対応し、インピーダンス整合器２５０は、この発明の非接触受電装置における「第２の調整装置」の一実施例に対応する。さらに、ＥＣＵ２９０は、この発明の非接触受電装置における「制御装置」の一実施例に対応し、蓄電装置２８０は、この発明における「負荷」の一実施例に対応する。
【０１０５】
また、さらに、可変コンデンサ１５０は、この発明の非接触給電設備における「第１の調整装置」の一実施例に対応し、インピーダンス整合器１２０は、この発明の非接触給電設備における「第２の調整装置」の一実施例に対応する。また、さらに、電源装置１１０は、この発明における「電源」の一実施例に対応し、ＥＣＵ１６０は、この発明の非接触給電設備における「制御装置」の一実施例に対応する。
【０１０６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  給電設備、１１０  電源装置、１１５  電力センサ、１２０，１２０Ａ，２５０，２５０Ａ  インピーダンス整合器、１２２，１２４  可変コンデンサ、１２６  コイル、１３０  一次コイル、１４０  一次自己共振コイル、１５０，２２０  可変コンデンサ、１６０，２９０  ＥＣＵ、１７０，３００  通信装置、２００  車両、２３０  二次コイル、２４０  切替装置、２４２，２４４  リレー、２４６  抵抗素子、２６０  整流器、２７０  充電器、２８０  蓄電装置、２８５  動力出力装置、３１０  電圧センサ、３１２  電流センサ、３５０  負荷、３７２〜３８２  リレー、４００，５００  通信制御部、４１０  電力制御部、４２０  位置ずれ量推定部、４３０，５２０  共振周波数調整部、４４０，５３０  整合器制御部、５１０  調整制御部、Ｌ１，Ｌ２  バイパス路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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