(57)【要約】【課題】蓄電部の充電を好適に行うことが可能な非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】非接触電力伝送装置１０は、地上に設けられた地上側機器１１と、車両に搭載された車両側機器２１とを備えている。地上側機器１１には、高周波電源１２と、高周波電源１２から高周波電力が入力される送電器１３とが設けられている。車両側機器２１には、送電器１３から非接触で高周波電力を受電可能な受電器２３と、車両用バッテリ２２とが設けられている。ここで、車両側コントローラ２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、負荷３０のインピーダンスＺｉｎを調整して、車両用バッテリ２２に対して充電に適した電力値の直流電力が入力されるようにする。【選択図】図１
2014090633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を出力する交流電源と、
前記交流電力が入力される１次側コイルと、
前記１次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
前記２次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、
前記整流部により整流された直流電力が入力される蓄電部と、
前記整流部と前記蓄電部との間に設けられ、周期的にスイッチングするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値を、前記蓄電部の充電に適した電力値に近づける調整を行う制御部と、
を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、前記蓄電部の充電に適した電力値とのずれが生じる場合に前記調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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、例えば磁場共鳴を用いたものが知られている。例えば特許文献１の非接触電力伝送装置は、交流電源と、交流電源から交流電力が入力される１次側の共振コイルとを有する送電機器を備えている。また、非接触電力伝送装置は、１次側の共振コイルと磁場共鳴可能な２次側の共振コイルを有する受電機器を備えている。そして、１次側の共振コイルと２次側の共振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交流電力が伝送され、受電機器に設けられた蓄電部としての車両用バッテリが充電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば車両用バッテリの充電を好適に行うために、車両用バッテリに対して充電に適した電力値の直流電力を供給する必要がある。また、状況によっては、上記充電に適した電力値が変動する場合が生じ得る。
【０００５】
なお、上述した事情は、磁場共鳴にて非接触の電力伝送を行うものに限られず、電磁誘導にて非接触の電力伝送を行うものについても同様である。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、蓄電部の充電を好適に行うことが可能な非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、交流電力を出力する交流電源と、前記交流電力が入力される１次側コイルと、前記１次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、前記２次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、前記整流部により整流された直流電力が入力される蓄電部と、前記整流部と前記蓄電部との間に設けられ、周期的にスイッチングするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値を、前記蓄電部の充電に適した電力値に近づける調整を行う制御部と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
かかる発明によれば、スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することで、交流電源の出力端から蓄電部までのインピーダンスを調整し、蓄電部に入力される直流電力の電力値を充電に適した電力値に近づける。これにより、蓄電部の充電を好適に行うことができる。
【０００８】
特に、本発明を適用することにより、内部で出力される交流電力の電力値を変更することができない交流電源を用いつつ、蓄電部に入力される直流電力の電力値の調整を実現することができる。このような交流電源は、交流電源内において出力される交流電力の電力値を変更することができる交流電源と比較して、簡素な構成となり易い。よって、蓄電部に対して入力される直流電力の電力値を蓄電部の充電に適した電力値に近づけつつ、交流電源の構成の簡素化を図ることができる。
【０００９】
また、仮に内部で出力される交流電力の電力値を変更することができる交流電源を用いる場合においては、スイッチング素子のオンオフのデューティ比と組み合わせることにより、蓄電部に入力される直流電力の電力値の可変幅を広げることができる。さらに、仮に蓄電部のインピーダンスが、交流電源から出力される交流電力の電力値が変更されることに起因して変動する構成にあっては、蓄電部のインピーダンスの変動に起因して、蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、蓄電部の充電に適した電力値とのずれが生じる場合がある。これに対して、本発明によれば、スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、蓄電部のインピーダンスが変動した場合であっても、蓄電部に対して入力される直流電力の電力値を、蓄電部の充電に適した電力値に近づけることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記制御部は、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、前記蓄電部の充電に適した電力値とのずれが生じる場合に前記調整を行うことを特徴とする。かかる発明によれば、蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、蓄電部の充電に適した電力値とのずれが生じる場合にスイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、そのずれが小さくすることができる。これにより、蓄電部の充電を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、蓄電部の充電を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の非接触電力伝送装置のブロック図。
【図２】第２実施形態の非接触電力伝送装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１に示すように、非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）１０は、地上に設けられた地上側機器１１と、車両に搭載された車両側機器２１とを備えている。地上側機器１１が１次側機器（送電機器、送電装置）に対応し、車両側機器２１が２次側機器（受電機器、受電装置）に対応する。
【００１４】
地上側機器１１は、所定の周波数の高周波電力（交流電力）を出力可能な高周波電源１２（交流電源）を備えている。高周波電源１２は、系統電力を用いて高周波電力を出力可能に構成されている。具体的には、高周波電源１２は、系統電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器１２ａと、その直流電力を高周波電力に変換するＤＣ／ＲＦ変換器１２ｂとを備えている。これら各変換器１２ａ，１２ｂは、スイッチング素子を有しており、当該スイッチング素子のスイッチング（オンオフ）によって動作するものである。つまり、高周波電源１２は、スイッチング素子のスイッチングによって上記所定の周波数の高周波電力を得るスイッチング電源である。
【００１５】
高周波電源１２から出力された高周波電力は、非接触で車両側機器２１に伝送され、車両側機器２１に設けられた車両用バッテリ２２（蓄電部）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、地上側機器１１及び車両側機器２１間の電力伝送を行うものとして地上側機器１１に設けられた送電器１３と、車両側機器２１に設けられた受電器２３とを備えている。送電器１３には高周波電力が入力される。
【００１６】
送電器１３及び受電器２３は磁場共鳴可能に構成されている。具体的には、送電器１３は、並列に接続された１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂからなる共振回路で構成されている。受電器２３は、並列に接続された２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂからなる共振回路で構成されている。両者の共振周波数は同一である。
【００１７】
かかる構成によれば、高周波電源１２から高周波電力が送電器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から高周波電力を受電する。
【００１８】
車両側機器２１は、受電器２３にて受電した高周波電力を直流電力に整流する整流部としての整流器２４と、整流器２４にて整流された直流電力の電圧値を異なる電圧値に変換して車両用バッテリ２２に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ２５とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、周期的にスイッチング（オンオフ）するスイッチング素子２５ａを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、スイッチング素子２５ａのスイッチングによって、そのスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比に対応した電圧値変換を行う。
【００１９】
車両用バッテリ２２は、例えば直列に接続された複数の電池セルから構成されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５から直流電力が入力されることで充電される。
ここで、車両用バッテリ２２の充電態様には、通常充電と押し込み充電とがある。通常充電とは、充電の開始時から充電量が予め定められた閾値量となるまで行われる充電態様である。押し込み充電とは、充電量が上記閾値量以上となることに基づいて行われ、各電池セルの容量ばらつきを補償（低減）させる充電態様である。
【００２０】
整流器２４と車両用バッテリ２２との間には、車両用バッテリ２２の充電量を検知する検知センサ２６が設けられている。検知センサ２６の検知結果は、車両側機器２１に設けられた制御部としての車両側コントローラ２７に入力される。これにより、車両側コントローラ２７は、車両用バッテリ２２の充電量を把握することができる。
【００２１】
また、地上側機器１１には、車両側コントローラ２７と無線通信可能な電源側コントローラ１４が設けられている。電源側コントローラ１４は、車両側コントローラ２７と情報のやり取りを行うことを通じて、高周波電源１２から高周波電力を出力するかどうか判断する。
【００２２】
次に、車両用バッテリ２２に入力される直流電力（高周波電源１２から出力される高周波電力）の電力値、及びそれを調整する構成について詳細に説明する。なお、説明の便宜上、以降の説明においては、送電器１３及び受電器２３の相対位置は予め定められた基準位置であるとする。
【００２３】
高周波電源１２は、高周波電源１２内で、出力される高周波電力の電圧値及び電流値を変更することができない電源である。換言すれば、高周波電源１２内にて設定可能な電力値は１種類のみとなっている。
【００２４】
ちなみに、高周波電源１２の出力端から車両用バッテリ２２までを１つの負荷３０とすると、高周波電源１２から出力される高周波電力は負荷３０に入力される。負荷３０のインピーダンスＺｉｎの基準値（初期値）は、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比が予め定められた基準比である条件下において、高周波電源１２から、車両用バッテリ２２の通常充電に適した電力値の高周波電力（以下、設定値電力という）が出力されるように設定されている。設定値電力は、通常充電に適した電力値の直流電力（以下、通常充電電力）を車両用バッテリ２２に入力するために必要な電力値の高周波電力である。
【００２５】
高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値は、負荷３０のインピーダンスＺｉｎに応じて変動する。そして、高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値が変動すれば、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値も変動する。例えば負荷３０のインピーダンスＺｉｎが基準値よりも大きい場合には、通常充電電力の電力値よりも小さい電力値の直流電力が車両用バッテリ２２に入力されることとなる。一方、負荷３０のインピーダンスＺｉｎが基準値よりも小さい場合には、通常充電電力の電力値よりも大きい電力値の直流電力が車両用バッテリ２２に入力されることとなる。つまり、負荷３０のインピーダンスＺｉｎを変えることで、車両用バッテリ２２に所望の電力値の直流電力を入力させることが可能となる。
【００２６】
ここで、負荷３０のインピーダンスＺｉｎは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンス（ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンス）に依存する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスは、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比に依存している。詳細には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力側の電圧値は車両用バッテリ２２のバッテリ電圧値であり、当該バッテリ電圧値は車両用バッテリ２２の仕様によって一義的に決まっている。一方、デューティ比に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５に入力される直流電力の電圧値及び電流値の双方が変動し、その結果上記電圧値と電流値との比率であるＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスが変動する。よって、上記デューティ比がＤＣ／ＤＣコンバータ２５の入力インピーダンスを規定し、その結果負荷３０のインピーダンスＺｉｎを規定することとなる。
【００２７】
かかる構成において、地上側機器１１には、高周波電源１２から出力されている高周波電力の電力値を測定する測定部としての測定器４０が設けられている。測定器４０は、高周波電源１２の出力端（高周波電源１２と送電器１３との間）に設けられており、高周波電源１２の出力電圧及び出力電流を測定し、その測定結果を電源側コントローラ１４に送信する。
【００２８】
車両側コントローラ２７は、測定器４０の測定結果に基づいて、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整（変更）することにより、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値、換言すれば高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値を調整する。詳細には、車両側コントローラ２７は、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する場合、電源側コントローラ１４と情報のやり取りを行うことにより、測定器４０の測定結果を把握する。そして、車両側コントローラ２７は、測定器４０の測定結果に基づいて、高周波電源１２から、設定値電力とは異なる電力値の高周波電力、例えば調整電力が出力されるように、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する。調整電力とは、押し込み充電するのに適した電力値の直流電力である「押し込み充電電力」を車両用バッテリ２２に入力させるために必要な電力値の高周波電力である。
【００２９】
次に、各コントローラ１４，２７の制御に係る構成について説明する。
図１に示すように、各コントローラ１４，２７は、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置となるように車両が配置された場合、車両用バッテリ２２の現状の充電量を把握し、充電量に応じた充電制御を行う。
【００３０】
具体的には、車両側コントローラ２７は、現状の充電量が予め定められた閾値量よりも大きいか否かを判定する。そして、車両側コントローラ２７は、現状の充電量が閾値量よりも小さい場合には、高周波電源１２から設定値電力が出力されるように、測定器４０の測定結果を参照しながらスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する。一方、車両側コントローラ２７は、現状の充電量が閾値量以上である場合には、高周波電源１２から調整電力が出力されるように、測定器４０の測定結果を参照しながらスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する。
【００３１】
また、車両側コントローラ２７は、充電中定期的に車両用バッテリ２２の充電量を把握する。高周波電源１２から設定値電力が出力されている状況において車両用バッテリ２２の充電量が閾値量以上となった場合には、車両側コントローラ２７は、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、高周波電源１２から出力される高周波電力を、設定値電力から調整電力に切り換える。これにより、車両用バッテリ２２には、調整電力に対応した直流電力（押し込み充電電力）が入力される（押し込み充電）。
【００３２】
そして、車両用バッテリ２２の充電が完了（終了）した場合には、車両側コントローラ２７は、停止要求信号を電源側コントローラ１４に送信する。電源側コントローラ１４は、停止要求信号を受信した場合に高周波電源１２を制御して、高周波電力の出力を停止させる。これにより、車両用バッテリ２２の充電が終了する。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
既に説明したとおり、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比が調整されることにより、負荷３０のインピーダンスＺｉｎが調整され、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値（高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値）が調整される。これにより、高周波電源１２内で、高周波電源１２から出力される高周波電力の電圧値又は電流値を変更することなく、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を調整することができる。
【００３４】
なお、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値に着目すれば、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値は、充電態様（通常充電、押し込み充電）に応じて変動するものである。これに対して、車両側コントローラ２７は、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値が変動する場合に、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を、上記車両用バッテリ２２の充電に適した電力値の変動に追従させているとも言える。
【００３５】
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ２５のスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、負荷３０のインピーダンスＺｉｎを調整し、それを通じて車両用バッテリ２２に対して充電に適した電力値の直流電力（通常充電電力及び押し込み充電電力）を入力させる構成とした。これにより、高周波電源１２内で出力される高周波電力の電圧値、電流値を変更できない場合であっても、車両用バッテリ２２に対して通常充電電力及び押し込み充電電力を入力させることができる。よって、高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値を可変させる部品（例えば高周波電源１２内のＤＣ／ＤＣコンバータ等）を省略することができる。したがって、充電に適した電力値の直流電力を車両用バッテリ２２に入力させつつ、高周波電源１２の構成の簡素化を図ることができる。
【００３６】
ここで、車両用バッテリ２２に対して入力される直流電力の電力値と、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値との関係に着目すれば、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値が通常充電電力から押し込み充電電力になることによって、両者にずれが生じると言える。そして、デューティ比による調整は、上記ずれが生じる場合に、当該ずれが小さくなるように行われるものであると言える。
【００３７】
（２）特に、負荷３０のインピーダンスＺｉｎを調整するものとして、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を採用した。これにより、高耐圧のキャパシタやインダクタ等を設けることなく、直流電力の電力値の調整を行うことができる。
【００３８】
なお、設定値電力及び調整電力に着目すれば、車両側コントローラ２７は、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値を調整するものであるとも言える。
【００３９】
また、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比に応じて、２次側コイル２３ａにて受電される高周波電力の電力値が変動することに着目すれば、車両側コントローラ２７は、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、２次側コイル２３ａにて受電される高周波電力の電力値を調整するものであるとも言える。
【００４０】
（第２実施形態）
本実施形態では、高周波電源の構成が第１実施形態と異なっている。その異なる点について図２を用いて説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の高周波電源５２は、当該高周波電源５２内にて電圧値を可変制御（変更）することで電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能に構成されている。換言すれば、高周波電源５２内にて設定可能な電力値は複数種類存在する。詳細には、高周波電源５２は、ＡＣ／ＤＣ変換器５２ａ及びＤＣ／ＲＦ変換器５２ｂを備えているとともに、両者の間に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃ（変更部）を備えている。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃは、スイッチング素子５２ｃｃを有しており、当該スイッチング素子５２ｃｃのスイッチング（オンオフ）に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器５２ａにて変換された直流電力の電圧値を異なる電圧値、詳細にはスイッチング素子５２ｃｃのオンオフのデューティ比に対応した電圧値に変換してＤＣ／ＲＦ変換器５２ｂに出力する。そして、高周波電源５２は、そのＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃから出力される直流電力の電圧値に対応した電力値の高周波電力を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃから出力される直流電力の電圧値は、上記デューティ比によって規定されるため、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値は上記デューティ比によって規定される。
【００４３】
かかる構成において、電源側コントローラ１４は、状況に応じて高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を変更する。例えば、車両側コントローラ２７は、充電を行う状況において現状の充電量が閾値量よりも小さい場合には第１要求信号を電源側コントローラ１４に送信する一方、現状の充電量が閾値量以上である場合には第２要求信号を電源側コントローラ１４に送信する。
【００４４】
電源側コントローラ１４は、第１要求信号を受信した場合には、高周波電源５２から第１実施形態と同様の設定値電力が出力されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃ（スイッチング素子５２ｃｃのオンオフのデューティ比）を制御する。これにより、通常充電を行うことが可能となっている。
【００４５】
また、電源側コントローラ１４は、第２要求信号を受信した場合には、高周波電源５２から第１実施形態と同様の調整電力が出力されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃを制御する。これにより、押し込み充電を行うことが可能となっている。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃは、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が車両用バッテリ２２の充電に適した電力値になるように、高周波電源５２内の電圧値を制御して高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を変更する。
【００４６】
ここで、車両用バッテリ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変動負荷である。このため、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値が変更されることによって、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が変動すると、車両用バッテリ２２のインピーダンスが変動し、高周波電源５２の出力端から車両用バッテリ２２までの負荷３０のインピーダンスＺｉｎが変動することとなる。すると、高周波電源５２内にて調整電力が出力されるように調整されているにも関わらず、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が、押し込み充電電力の電力値からずれてしまう場合が生じ得る。
【００４７】
これに対して、本実施形態においては、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値の変動に起因する負荷３０のインピーダンスＺｉｎの変動に対応させて、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比の調整が行われるようになっている。詳細には、車両側コントローラ２７は、電源側コントローラ１４と情報のやり取りを行うことを通じて、測定器４０の測定結果を取得し、その測定結果に基づいて高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を把握する。そして、車両側コントローラ２７は、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値と、調整電力の電力値とが異なる場合には、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値が調整電力の電力値に近づくようにスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する。換言すれば、車両側コントローラ２７は、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値が変動する場合に、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整することにより、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値（押し込み充電電力の電力値）に近づけている。
【００４８】
次に本実施形態の作用について説明する。
高周波電源５２は、当該高周波電源５２内にて電圧値を可変制御することで電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能となっている。かかる構成において、高周波電源５２内にて当該高周波電源５２から出力される高周波電力を設定値電力から調整電力に変更した場合、負荷３０のインピーダンスＺｉｎの変動に対応させて、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比が調整される。詳細には、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比は、高周波電源５２から負荷３０に入力される高周波電力の電力値が調整電力の電力値と一致するように調整される。これにより、車両用バッテリ２２のインピーダンスが変動する場合であっても、各充電態様に適した電力値の直流電力を車両用バッテリ２２に対して入力させることができる。
【００４９】
すなわち、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値が通常充電電力から押し込み充電電力になることに対応させて、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値が変更される。この場合、負荷３０のインピーダンスＺｉｎの変動に起因して、車両用バッテリ２２に対して入力される直流電力の電力値と、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値とのずれが生じる。そして、当該ずれが小さくなるように、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比が調整されるようになっている。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。
（３）ＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃによる設定値電力から調整電力への変更に伴う負荷３０のインピーダンスＺｉｎの変動に対応させて、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する構成とした。詳細には、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値が調整電力の電力値に近づくように、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整する。これにより、負荷３０のインピーダンスＺｉｎが変動した場合であっても、押し込み充電に適した電力値の直流電力（押し込み充電電力）を車両用バッテリ２２に対して入力させることができる。よって、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を決定する際には、上記インピーダンスＺｉｎの変動を考慮する必要がなく、単純に所望の電力値との関係で設定すればよい。これにより、高周波電源５２の設定値の設計の容易化を図ることができる。換言すれば、車両側コントローラ２７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２ｃによる設定値電力から調整電力への変更に伴う車両用バッテリ２２のインピーダンスの変動に起因する車両用バッテリ２２の入力電力の電力値の変動が低減されるように、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整するとも言える。
【００５１】
特に、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を変更することによって、車両用バッテリ２２に入力される直流電力が、ある程度押し込み充電電力に近づくため、押し込み充電電力を入力させるのに要するデューティ比の可変範囲を狭くすることができる。
【００５２】
（４）また、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比によって負荷３０のインピーダンスＺｉｎを調整することができ、その結果高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を調整することができる。すなわち、高周波電源５２から出力される高周波電力の電力値を可変させるパラメータとして、高周波電源５２内の電圧値（スイッチング素子５２ｃｃのオンオフのデューティ比）及びスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比の双方が存在する。これにより、両者を組み合わせることにより、高周波電力の電力値の変動範囲（可変幅）を広くすることができる。よって、仮に仕様の変更等に起因して、電力伝送に用いられる電力値（の最大値）が変更される場合であっても、好適に対応することができる。
【００５３】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○  各実施形態では、送電器１３及び受電器２３の相対位置は基準位置であるとしたが、これに限られず、例えば両者の相対位置が基準位置からずれている場合であってもよい。この場合、車両用バッテリ２２に対して充電に適した電力値の直流電力が入力されるように、測定器４０の測定結果に基づいてスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整するとよい。
【００５４】
○  調整電力に加えて（又は代えて）、他の電力値の高周波電力を出力させるようにしてもよい。例えば、通常充電よりも充電時間が短くなる急速充電を行う場合には、通常充電電力の電力値よりも大きな電力値の直流電力が車両用バッテリ２２に入力されるようにスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を調整してもよい。
【００５５】
○  各実施形態では、高周波電源１２，５２の出力端に測定器４０を設けたが、これに限られず、設定箇所については任意である。例えば車両側機器２１に測定器４０を設け、その測定結果に基づいて、高周波電源１２，５２から出力される高周波電力の電力値を推定する構成としてもよい。また、車両側機器２１に、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を測定し、その測定結果を車両側コントローラ２７に出力する測定器を設けてもよい。この場合、電源側コントローラ１４と車両側コントローラ２７とで、測定結果に係る情報のやり取りを行う必要がないため、処理の簡素化を図ることができる。
【００５６】
○  各実施形態では、車両側コントローラ２７がスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比の調整を行う構成であったが、制御の主体は任意であり、例えば車両側コントローラ２７とは別に専用の制御回路を設けてもよい。また、例えばスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を可変させる駆動回路（パルス信号出力回路）を設け、電源側コントローラ１４がその駆動回路の制御を行う構成としてもよい。
【００５７】
○  また、各実施形態では、測定器４０が設けられていたが、これに限られず、測定器４０を省略してもよい。この場合、例えば、送電器１３及び受電器２３の相対位置が基準位置となっている条件下においては、車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値が充電に適した電力値（例えば押し込み充電電力の電力値）となるスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を把握（算出）できる。このため、車両用バッテリ２２の充電に適した電力値と、当該充電に適した電力値が車両用バッテリ２２に入力されるためのスイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比とが対応付けられて設定されたマップをメモリに記憶させておく。そして、車両側コントローラ２７は、当該マップを参照することで、スイッチング素子２５ａのオンオフのデューティ比を特定し、その特定結果に基づいて上記デューティ比の調整を行う。
【００５８】
○  高周波電源１２，５２から出力される高周波電力の電圧波形としては、パルス波形、正弦波等任意である。
○  各実施形態では、各コンデンサ１３ｂ，２３ｂを設けたが、これらを省略してもよい。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。
【００５９】
○  各実施形態では、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。
○  各実施形態では、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。
【００６０】
○  送電器１３は、１次側コイル１３ａ及び１次側コンデンサ１３ｂからなる共振回路と、その共振回路に対して電磁誘導で結合する１次側結合コイルとを有する構成であってもよい。同様に、受電器２３は、２次側コイル２３ａ及び２次側コンデンサ２３ｂからなる共振回路と、その共振回路に対して電磁誘導で結合する２次側結合コイルを有する構成であってもよい。
【００６１】
○  高周波電源１２，５２は、電圧源でもあってもよいし、電流源であってもよい。また、高周波電源５２は、当該高周波電源５２内にて電圧値を可変制御することで電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能に構成されているが、高周波電源５２内にて電流値を可変制御することで電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能に構成されていてもよい。なお、「高周波電源５２内にて電圧値又は電流値を可変制御（変更）する」とは、高周波電源５２に入力される交流電力（系統電力）の電圧値又は電流値を可変制御するとも言える。つまり、高周波電源５２は、入力される交流電力の電圧値又は電流値を可変制御することで電力値が異なる複数種類の高周波電力を出力可能に構成されているとも言える。
【００６２】
○  各実施形態では、非接触電力伝送装置１０は、車両に適用されていたが、これに限られず、他の機器に適用してもよい。例えば、携帯電話のバッテリを充電するのに適用してもよい。
【００６３】
○  各実施形態では、充電に適した電力値が変動する場合にデューティ比の調整が行われる構成であったが、これに限られない。例えば充電に適した電力値が一定である状況において定期的に車両用バッテリ２２に入力される直流電力の電力値を測定し、その測定結果から現状の充電に適した電力値とのずれを算出し、そのずれ量が予め定められた許容値を超えている場合に、デューティ比の調整を行う構成としてもよい。要は、「前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、前記蓄電部の充電に適した電力値とのずれ」とは、蓄電部の充電に適した電力値の変動、及び、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値の変動の少なくとも一方に基づいて生じ得るものである。また、電力伝送に支障が少ない微小なずれを対象外とするべく、上記のように、ずれ量に許容値を設け、ずれ量が許容値を超えた場合にデューティ比の調整が行われる構成であってもよい。
【００６４】
○  車両側機器２１、詳細には受電器２３と整流器２４との間にインピーダンス変換を行う２次側インピーダンス変換器を設けてもよい。ここで、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスの実部には、他の抵抗値と比較して、相対的に高い伝送効率となる特定抵抗値が存在する。換言すれば、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスの実部には、所定の抵抗値（第１抵抗値）よりも伝送効率が高くなる特定抵抗値（第２抵抗値）が存在する。詳細には、仮に送電器１３の入力端に仮想負荷を設けた場合において、当該仮想負荷の抵抗値をＲａ１とし、受電器２３（詳細には受電器２３の出力端）から仮想負荷までの抵抗値をＲｂ１とすると、特定抵抗値は√（Ｒａ１×Ｒｂ１）である。
【００６５】
これに対応させて、２次側インピーダンス変換器は、受電器２３の出力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが特定抵抗値に近づく（好ましくは一致する）ように、整流器２４の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスをインピーダンス変換してもよい。
【００６６】
○  地上側機器１１、詳細には高周波電源１２，５２と送電器１３との間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を設けてもよい。この場合、１次側インピーダンス変換器は、例えば力率が改善されるように送電器１３の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスをインピーダンス変換するとよい。
【００６７】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）前記交流電源にて設定可能な電力値は１種類であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
【００６８】
（ロ）前記交流電源は、当該交流電源内にて電圧値又は電流値を変更することにより、前記交流電源から出力される交流電力の電力値を変更する変更部を備え、前記変更部により、前記蓄電部に入力される直流電力の電力値が、前記蓄電部の充電に適した電力値に近づくようにし、
前記蓄電部は、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し、
前記制御部は、前記変更部による変更が行われた場合、前記蓄電部のインピーダンスの変動に対応させて前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、前記蓄電部に入力される直流電力の電力値を前記蓄電部の充電に適した電力値に近づけることを特徴とする請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
【００６９】
（ハ）前記蓄電部の充電に適した電力値の直流電力には、電力値が相違する第１直流電力と第２直流電力とが存在し、
前記制御部は、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比を調整することにより、前記第１直流電力又は前記第２直流電力を選択的に前記蓄電部に対して入力させることを特徴とする請求項２に記載の非接触電力伝送装置。
【００７０】
（ニ）交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能な受電機器において、
前記１次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な２次側コイルと、
前記２次側コイルにて受電された交流電力を整流する整流部と、
前記整流部により整流された直流電力が入力される蓄電部と、
前記整流部と前記蓄電部との間に設けられ、周期的にスイッチングするスイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータと、
を備え、
前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値と、前記蓄電部の充電に適した電力値とのずれが生じる場合に、前記スイッチング素子のオンオフのデューティ比が調整されることにより、前記蓄電部に対して入力される直流電力の電力値が、前記蓄電部の充電に適した電力値に近づくことを特徴とする受電機器。
【００７１】
なお、上記技術的思想（ニ）との関係においては、高周波電源１２，５２を省略して、系統電源の系統電力が送電器１３に入力される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…非接触電力伝送装置、１１…地上側機器（送電機器）、１２…高周波電源、１３ａ…１次側コイル、２１…車両側機器（受電機器）、２２…車両用バッテリ（蓄電部）、２３ａ…２次側コイル、２５…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２５ａ…ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子、３０…負荷、４０…測定器、５２…第２実施形態の高周波電源、５２ｃ…ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【図１】
2014090633.tif 000003
【図２】
2014090633.tif 000004