(57)【要約】【課題】比較的簡素な構成で、変動負荷のインピーダンスの変動に好適に対応することができる受電機器及びその受電機器を備えた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、車両側機器２１には、複数のインピーダンス変換器３１〜３３で構成されたインピーダンス変換器群３０が設けられており、高周波電源１２の出力電力の電力値に基づいて、各インピーダンス変換器３１〜３３のうちいずれかが受電器２３及び車両用バッテリ２２に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２次側コイルを備えた受電機器において、
入力される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と、
インピーダンス変換を行うものであって、インピーダンスが可変に構成されたインピーダンス可変変換手段と、
を備え、
前記インピーダンス可変変換手段のインピーダンスは、前記２次側コイルにて受電される交流電力の電力値に関する電力値情報と、前記インピーダンス可変変換手段に関する情報とが対応付けられたマップデータに基づいて設定されることを特徴とする受電機器。
【請求項２】
前記インピーダンス可変変換手段は、インピーダンスが互いに異なるとともに当該各インピーダンスが固定に構成された複数のインピーダンス変換部を備え、前記マップデータに基づいて前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかが前記変動負荷に接続されることを特徴とする請求項１に記載の受電機器。
【請求項３】
前記インピーダンス可変変換手段は、インダクタンス及びキャパシタンスの少なくとも一方が可変に構成されたインピーダンス可変変換部を備え、前記マップデータに基づいて前記インダクタンス及び前記キャパシタンスの少なくとも一方を可変させることでインピーダンスの可変制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の受電機器。
【請求項４】
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、
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次側コイルを有する受電機器と、
を備えた非接触電力伝送装置において、
前記受電機器として請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器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５】
前記送電機器は、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を備え、
前記電力値情報は、前記交流電源から出力される交流電力の電力値の情報であることを特徴とする請求項４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、受電機器及び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。さらに、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次側の共振コイルが設けられた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る。その伝送された交流電力は、受電機器に設けられた整流器により直流電力に整流され、車両用バッテリに入力される。これにより、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】
上記のような非接触電力伝送装置においては、伝送効率を高めるために、例えば所望のインピーダンスとなるようにインピーダンス変換を行うインピーダンス変換器を設ける場合がある。かかる構成において、車両用バッテリは、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ため、車両用バッテリに入力される直流電力の電力値によっては、所望のインピーダンスとならない場合があり、その結果伝送効率が低下する場合が生じ得る。かといって、変動負荷のインピーダンスの変動に追従するべく、複雑な構成や制御を用いることは、コストや処理負荷の関係上好ましくない。
【０００５】
なお、上記の事情は、車両用バッテリに限られず、入力される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を備えた受電機器及び非接触電力伝送装置に共通する事情である。また、上記の事情は、磁場共鳴によって非接触の電力伝送を行う構成に限られず、電磁誘導によって非接触の電力伝送を行う構成についても同様である。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構成で、変動負荷のインピーダンスの変動に好適に対応することができる受電機器及びその受電機器を備えた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】
【０００７】
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２次側コイルを備えた受電機器において、入力される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と、インピーダンス変換を行うものであって、インピーダンスが可変に構成されたインピーダンス可変変換手段と、を備え、前記インピーダンス可変変換手段のインピーダンスは、前記２次側コイルにて受電される交流電力の電力値に関する電力値情報と、前記インピーダンス可変変換手段に関する情報とが対応付けられたマップデータに基づいて設定されることを特徴とする。
【０００８】
かかる発明によれば、変動負荷に入力される電力の電力値が依存するパラメータとして、２次側コイルにて受電される交流電力の電力値に関する電力値情報を採用し、その電力値情報とインピーダンス可変変換手段に関する情報とが対応付けられたマップデータに基づいて、インピーダンス可変変換手段のインピーダンスが設定される。これにより、インピーダンス可変変換手段のインピーダンスを容易に設定することができる。よって、簡素な構成で、変動負荷のインピーダンスの変動に対応することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記インピーダンス可変変換手段は、インピーダンスが互いに異なるとともに当該各インピーダンスが固定に構成された複数のインピーダンス変換部を備え、前記マップデータに基づいて前記複数のインピーダンス変換部のうちいずれかが前記変動負荷に接続されることを特徴とする。かかる発明によれば、マップデータに基づいて、インピーダンスが固定の複数のインピーダンス変換部のうち変動負荷に接続されるインピーダンス変換部が選択される。これにより、可変範囲が広い特殊な素子を用いることなく、インピーダンス可変変換手段のインピーダンスの自由度を高めることができる。よって、変動負荷のインピーダンスの変動に対して、より好適に対応することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記インピーダンス可変変換手段は、インダクタンス及びキャパシタンスの少なくとも一方が可変に構成されたインピーダンス可変変換部を備え、前記マップデータに基づいて前記インダクタンス及び前記キャパシタンスの少なくとも一方を可変させることでインピーダンスの可変制御が行われることを特徴とする。かかる発明によれば、マップデータに基づいてインピーダンス可変変換部のインピーダンスの可変制御が行われる。これにより、変動負荷のインピーダンスの変動に追従するための素子の数を削減することができ、構成の簡素化を図ることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、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、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次側コイルを有する受電機器と、を備えた非接触電力伝送装置において、前記受電機器として請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器を備えていることを特徴とする。かかる発明によれば、非接触電力伝送装置において、変動負荷のインピーダンスの変動に好適に対応することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記送電機器は、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を備え、前記電力値情報は、前記交流電源から出力される交流電力の電力値の情報であることを特徴とする。交流電源から出力される交流電力の電力値に応じて、２次側コイルにて受電される交流電力の電力値が変動する。この点、本発明によれば、電力値情報として、交流電源から出力される交流電力の電力値を採用することにより、電気的特性をモニタすることなく、インピーダンス可変変換手段のインピーダンスの設定を行うことができる。これにより、構成の簡素化及びインピーダンス可変変換手段のインピーダンスの設定に係る制御の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、比較的簡素な構成で、変動負荷のインピーダンスの変動に好適に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】非接触電力伝送装置の電気的構成を示す回路図。
【図２】マップデータを説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）について図１を用いて説明する。
図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、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が送電（１次側）機器に対応し、車両側機器２１が受電（２次側）機器に対応する。
【００１６】
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、電力値が異なる複数種類の正弦波の高周波電力を出力可能に構成されている。
【００１７】
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に設けられた変動負荷としての車両用バッテリ（車載蓄電装置）２２に入力される。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（１次側共振回路）と、車両側機器２１に設けられた受電器２３（２次側共振回路）とを備えている。
【００１８】
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。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に設定されている。
【００１９】
かかる構成によれば、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（１次側コイル１３ａ）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。
【００２０】
車両側機器２１には、受電器２３にて受電された高周波電力を直流電力に整流する整流器（整流部）２４が設けられている。整流器２４によって整流された直流電力は、車両用バッテリ２２に入力されるようになっている。車両用バッテリ２２は、複数の電池セルが直列に接続されて構成されており、直流電力が入力されることによって充電される。
【００２１】
地上側機器１１には、高周波電源１２等の地上側機器１１の制御を行う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、高周波電源１２のオンオフ制御を行うとともに、高周波電源１２から出力される高周波電力の電力値を制御する電力制御部１４ａを備えている。
【００２２】
車両側機器２１には、電源側コントローラ１４と無線通信が可能に構成された車両側コントローラ２５が設けられている。非接触電力伝送装置１０は、各コントローラ１４，２５間での情報のやり取りを通じて、電力伝送の制御を行う。
【００２３】
また、車両側機器２１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は、検知結果を車両側コントローラ２５に対して送信する。これにより、車両側コントローラ２５は、車両用バッテリ２２の充電量を把握することが可能となっている。
【００２４】
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そのインピーダンスＺＬが変動する。つまり、車両用バッテリ２２は、入力される電力の電力値に応じてインピーダンスＺＬが変動する変動負荷である。
【００２５】
これに対して、本実施形態の非接触電力伝送装置１０は、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬの変動に追従するための構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。なお、以下の説明においては、送電器１３及び受電器２３が予め定められた基準位置に配置されているものとして説明する。
【００２６】
車両側機器２１には、定数（インピーダンス）が可変に構成されたインピーダンス可変変換手段として、複数（詳細には３つ）のインピーダンス変換器（インピーダンス変換部）３１〜３３を有するインピーダンス変換器群３０を備えている。インピーダンス変換器群３０は、受電器２３から車両用バッテリ２２までの電力伝送経路上に設けられており、詳細には受電器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３１〜３３は、互いに並列に設けられている。各インピーダンス変換器３１〜３３はそれぞれＬＣ回路で構成されており、各インピーダンス変換器３１〜３３の定数はそれぞれ異なっている。この場合、インピーダンス変換器群３０は複数（３つ）の定数を取り得るものであるとも言える。なお、定数（インピーダンス）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。
【００２７】
ここで、電源側コントローラ１４の電力制御部１４ａは、車両用バッテリ２２の一連の充電制御において、電力値が異なる複数（３つ）の高周波電力、詳細にはテスト用電力、充電用電力、及び押し込み充電用電力が高周波電源１２から出力されるように高周波電源１２を制御する。テスト用電力は、車両用バッテリ２２の充電を開始する前段階にて出力される高周波電力である。充電用電力は、車両用バッテリ２２を充電するための高周波電力であり、テスト用電力よりも電力値が大きい。押し込み充電用電力は、車両用バッテリ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ための高周波電力であり、充電用電力よりも電力値が小さい。
【００２８】
各インピーダンス変換器３１〜３３は、これら３つの高周波電力の電力値に対応させて構成されている。具体的には、高周波電源１２からテスト用電力が出力されている状況における車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬを第１負荷インピーダンスＺＬ１とする。この場合、第１インピーダンス変換器３１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Ｒｏｕｔに近づく（好ましくは一致する）ように、第１負荷インピーダンスＺＬ１をインピーダンス変換する。つまり、第１インピーダンス変換器３１の定数は、第１負荷インピーダンスＺＬ１を特定抵抗値Ｒｏｕｔに変換する値に設定されている。
【００２９】
高周波電源１２から充電用電力が出力されている状況における車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬを第２負荷インピーダンスＺＬ２とする。この場合、第２インピーダンス変換器３２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Ｒｏｕｔ近づく（好ましくは一致する）ように、第２負荷インピーダンスＺＬ２をインピーダンス変換する。つまり、第２インピーダンス変換器３２の定数は、第２負荷インピーダンスＺＬ２を特定抵抗値Ｒｏｕｔに変換する値に設定されている。
【００３０】
高周波電源１２から押し込み充電用電力が出力されている状況における車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬを第３負荷インピーダンスＺＬ３とする。この場合、第３インピーダンス変換器３３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Ｒｏｕｔ近づく（好ましくは一致する）ように、第３負荷インピーダンスＺＬ３をインピーダンス変換する。つまり、第３インピーダンス変換器３３の定数は、第３負荷インピーダンスＺＬ３を特定抵抗値Ｒｏｕｔに変換する値に設定されている。
【００３１】
ここで、特定抵抗値Ｒｏｕｔとは、他の（所定の）抵抗値と比較して、相対的に伝送効率が高くなる受電器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である。詳細には、仮に送電器１３の入力端に仮想負荷Ｘ１を設けた場合において、当該仮想負荷Ｘ１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Ｘ１までの抵抗値をＲｂ１とすると、特定抵抗値Ｒｏｕｔは√（Ｒａ１×Ｒｂ１）である。
【００３２】
車両側機器２１には、受電器２３及び整流器２４（車両用バッテリ２２）の接続先を、各インピーダンス変換器３１〜３３のうちいずれかに切り換える一対のリレー３４が設けられている。一対のリレー３４は、インピーダンス変換器群３０の両側に設けられている。一対のリレー３４が切り換わることにより、受電器２３にて受電された高周波電力が通過するインピーダンス変換器が切り換わるようになっている。
【００３３】
電源側コントローラ１４は、電力制御部１４ａによって高周波電源１２の出力電力の切換が行われた場合等において、当該出力電力を特定するための情報である電力値情報Ｐ（ｘ）（図２参照）を送信する。詳細には、電源側コントローラ１４は、テスト用電力が出力される場合に第１電力値情報Ｐ（１）を出力し、充電用電力が出力されている場合に第２電力値情報Ｐ（２）を出力し、押し込み充電用電力が出力されている場合に第３電力値情報Ｐ（３）を出力する。なお、以降の説明において、電力値情報Ｐ（ｘ）を単にＰ（ｘ）ともいう。
【００３４】
車両側コントローラ２５は、一対のリレー３４を連動させて制御することにより、Ｐ（ｘ）に対応したインピーダンス変換器を選択する切換制御部（制御手段）２５ａを備えている。切換制御部２５ａは、用いるインピーダンス変換器を決定するためのマップデータ２５ａａを備えている。図２に示すように、マップデータ２５ａａは、Ｐ（ｘ）と、インピーダンス変換器を選択するための番号情報Ｚ（ｘ）（以降、単にＺ（ｘ）ともいう）とが１対１に対応付けて設定されたデータである。Ｐ（１）には、第１インピーダンス変換器３１固有の第１番号情報Ｚ（１）が設定されており、Ｐ（２）には、第２インピーダンス変換器３２固有の第２番号情報Ｚ（２）が設定されており、Ｐ（３）には、第３インピーダンス変換器３３固有の第３番号情報Ｚ（３）が設定されている。Ｚ（ｘ）がインピーダンス変換器群３０（インピーダンス可変変換手段）に関する情報に対応する。なお、各インピーダンス変換器３１〜３３の定数が異なることに着目すれば、Ｚ（ｘ）はインピーダンス変換器群３０の定数（インピーダンス）に関する定数情報（インピーダンス情報）であるとも言える。
【００３５】
切換制御部２５ａは、電源側コントローラ１４からＰ（ｘ）を受信した場合、マップデータ２５ａａを参照することにより、受信したＰ（ｘ）に対応したＺ（ｘ）を特定し、その特定結果に基づいて一対のリレー３４を制御する。
【００３６】
切換制御部２５ａの具体的な制御態様、及び各コントローラ１４，２５にて実行される一連の充電に係る制御（処理構成）について以下に説明する。
先ず、各コントローラ１４，２５は、互いに情報のやり取りを行うことにより、送電器１３及び受電器２３が磁場共鳴可能な位置にあるか否かを確認する。両者が磁場共鳴可能な位置に配置されている場合、電力制御部１４ａは、テスト用電力が出力されるよう高周波電源１２を制御し、電源側コントローラ１４はＰ（１）を車両側コントローラ２５に向けて送信する。
【００３７】
切換制御部２５ａは、Ｐ（１）を受信したことに基づいてマップデータ２５ａａを参照し、Ｐ（１）に対応する番号情報、すなわちＺ（１）を特定する。この場合、切換制御部２５ａは、Ｚ（１）に対応する第１インピーダンス変換器３１を、受電器２３及び整流器２４に接続する。これにより、テスト用電力は第１インピーダンス変換器３１を介して伝送される。
【００３８】
かかる状況において、車両側コントローラ２５は、テスト用電力の伝送に異常がないか否かを判定する。具体的な判定構成については、任意であるが、例えば検知センサ２６の検知結果に基づいて判定してもよく、伝送効率等を算出して判定してもよい。
【００３９】
車両側コントローラ２５は、電力伝送に異常がないと判定した場合には、電源側コントローラ１４にその旨を通知する。電力制御部１４ａは、上記通知を受信したことに基づいて、高周波電源１２の出力電力を、テスト用電力から充電用電力に切り換える。さらに、電源側コントローラ１４は、Ｐ（２）を車両側コントローラ２５に送信する。
【００４０】
切換制御部２５ａは、Ｐ（２）を受信したことに基づいてマップデータ２５ａａを参照し、Ｐ（２）に対応する番号情報、すなわちＺ（２）を特定する。この場合、切換制御部２５ａは、Ｚ（２）に対応する第２インピーダンス変換器３２を、受電器２３及び整流器２４に接続する。これにより、充電用電力は第２インピーダンス変換器３２を介して伝送される。
【００４１】
車両側コントローラ２５は、定期的に検知センサ２６の検知結果に基づいて車両用バッテリ２２の充電量を把握する。そして、車両側コントローラ２５は、車両用バッテリ２２の充電量が押し込み充電を行う契機となる第１閾値充電量に達した場合に、電源側コントローラ１４に対してその旨の通知を行う。
【００４２】
電力制御部１４ａは、上記通知を受信したことに基づいて、高周波電源１２の出力電力を、充電用電力から押し込み充電用電力に切り換える。さらに、電源側コントローラ１４は、Ｐ（３）を車両側コントローラ２５に送信する。
【００４３】
切換制御部２５ａは、Ｐ（３）を受信したことに基づいてマップデータ２５ａａを参照し、Ｐ（３）に対応する番号情報、すなわちＺ（３）を特定する。この場合、切換制御部２５ａは、Ｚ（３）に対応する第３インピーダンス変換器３３を、受電器２３及び整流器２４に接続する。これにより、押し込み充電用電力は第３インピーダンス変換器３３を介して伝送される。
【００４４】
そして、車両側コントローラ２５は、車両用バッテリ２２の充電量が充電の終了契機となる第２閾値充電量に達した場合に、電源側コントローラ１４に対してその旨を通知する。電力制御部１４ａは、上記通知を受信した場合に、高周波電源１２からの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の充電が完了する。
【００４５】
次に本実施形態の作用について説明する。
高周波電源１２の出力電力の電力値に応じて、受電器２３及び整流器２４（車両用バッテリ２２）に接続されるインピーダンス変換器が、上記出力電力の電力値に対応したものに切り換わる。これにより、出力電力の電力値が変動することに起因して、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬが変動した場合であっても、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Ｒｏｕｔとなっている。
【００４６】
ちなみに、高周波電源１２の出力電力の電力値に応じて、受電器２３（２次側コイル２３ａ）にて受電される高周波電力の電力値も変動する。この点に着目すれば、電力値情報Ｐ（ｘ）は、受電器２３（２次側コイル２３ａ）にて受電される高周波電力の電力値に関する情報であるとも言える。
【００４７】
同様に、高周波電源１２の出力電力の電力値に応じて、車両用バッテリ２２の入力電力の電力値も変動する点に着目すれば、電力値情報Ｐ（ｘ）は、車両用バッテリ２２の入力電力の電力値に関する情報であるとも言える。
【００４８】
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）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伴う車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬの変動に着目し、高周波電源１２の出力電力の電力値に対応した番号情報Ｚ（ｘ）を設定し、当該番号情報Ｚ（ｘ）に基づいてインピーダンス変換器群３０の定数を決定する構成とした。詳細には、高周波電源１２の出力電力の電力値を特定するための電力値情報Ｐ（ｘ）と、番号情報Ｚ（ｘ）とが対応付けられたマップデータ２５ａａに基づいて、インピーダンス変換器群３０の定数を決定する構成とした。これにより、電気的特性（例えば電流値、電圧値）をモニタし、そのモニタ結果に基づくフィードバック制御によりインピーダンス変換器群３０の定数の決定を行う構成と比較して、簡素な制御で、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬの変動に対応してインピーダンス変換器群３０の定数を変更（決定）することができる。
【００４９】
特に、Ｐ（ｘ）とＺ（ｘ）とが１対１で対応付けられているため、インピーダンス変換器群３０としては、取り得る定数の数が、「ｘ」（本実施形態では３）に限られている。このため、インピーダンス変換器群３０の構成の簡素化を図ることができる。
【００５０】
（２）また、電力値情報Ｐ（ｘ）は、高周波電源１２の出力電力の電力値を特定するための情報である。この情報は、例えば受電器２３にて受電された電力や、車両用バッテリ２２に実際に入力されている直流電力の電力値等と比較して、測定する必要がない。これにより、定数を調整するための測定器を設けることなく、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬの変動に対応することができる。
【００５１】
（３）定数調整を行う構成として、定数が互いに異なる複数のインピーダンス変換器３１〜３３を設け、各インピーダンス変換器３１〜３３のうち、受電器２３及び整流器２４に接続する対象を切り換える一対のリレー３４を設けた。そして、Ｚ（ｘ）に対応するインピーダンス変換器が接続されるように一対のリレー３４が制御される。これにより、可変キャパシタンス又は可変インダクタンスの素子を設ける必要がない。よって、これら可変キャパシタンス等の可変範囲に制限されることなく、インピーダンス変換器群３０の定数を設定することができ、インピーダンス変換器群３０の定数の自由度を高めることができる。
【００５２】
詳述すると、例えばキャパシタンスが可変の素子を用いる場合、インピーダンス変換器群３０の定数の可変範囲は、その素子のキャパシタンスの可変範囲によって決まる。この場合、各負荷インピーダンスＺＬ１〜ＺＬ３の変動範囲が広いと、その変動範囲に対応可能な特殊な素子は、現実的ではない場合であったり、汎用品ではなく特殊なものとなる場合があったりする。
【００５３】
これに対して、本実施形態によれば、定数が固定の各インピーダンス変換器３１〜３３が設けられているため、広い可変範囲を有する素子を用いることなく各負荷インピーダンスＺＬ１〜ＺＬ３の変動に対応できる。これにより、上述した不都合を回避することができる。
【００５４】
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、定数を可変させるものとして複数のインピーダンス変換器３１〜３３を採用したが、これに限られず、キャパシタンス及びインダクタンスの少なくとも一方が可変に構成された素子を有するインピーダンス可変変換器（インピーダンス可変変換部）を採用してもよい。この場合、素子の数を削減することができ、構成の簡素化を図ることができる。
【００５５】
○  実施形態では、各インピーダンス変換器３１〜３３は、定数が異なる点を除いて同一の構成（Ｌ型）であったが、これに限られず、各インピーダンス変換器３１〜３３を異なる構成としてもよい。例えば、各インピーダンス変換器３１〜３３のうちいずれかをπ型とし、他のインピーダンス変換器を逆Ｌ型としてもよい。
【００５６】
○  実施形態では、各インピーダンス変換器３１〜３３はそれぞれＬＣ回路で構成されていたが、これに限られず、具体的な構成は任意である。例えば各インピーダンス変換器３１〜３３の少なくとも１つをトランスで構成してもよい。
【００５７】
○  インピーダンス変換器群３０を省略し、整流器２４と車両用バッテリ２２との間に、スイッチング素子を有するＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。この場合、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、ＤＣ／ＤＣコンバータ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、特定抵抗値Ｒｏｕｔにする構成としてもよい。
【００５８】
詳細には、番号情報Ｚ（ｘ）に代えて、電力値情報Ｐ（ｘ）に対応するスイッチング素子のオンオフのデューティ比に関する情報が設定されたマップデータを設ける。そして、車両側コントローラ２５は、そのマップデータを参照することにより、現状高周波電源１２から出力されている高周波電力に対応するデューティ比を特定し、そのデューティ比となるようにＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子を制御する構成とするとよい。なお、「デューティ比に関する情報」とは、デューティ比自体に限られず、デューティ比が特定することができる情報であれば任意である。また、上記デューティ比の調整は、ＤＣ／ＤＣコンバータのインピーダンスの調整とも言える。
【００５９】
○  実施形態において、受電器２３とインピーダンス変換器群３０との間に、別途インピーダンス変換器を設ける構成としてもよい。この場合、インピーダンス変換器群３０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特定抵抗値Ｒｏｕｔにする必要がなく、少なくとも任意の範囲内に収まるようにすればよい。なお、別途設けた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Ｒｏｕｔに近づくように別途設けたインピーダンス変換器の出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。
【００６０】
○  実施形態では、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Ｒｏｕｔとなるように設定されていたが、これに限られず、特定抵抗値Ｒｏｕｔとは異なる抵抗値となる構成であってもよい。要は、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬの変動に関わらず、インピーダンス変換器群３０の入力端から車両用バッテリ２２までのインピーダンスが一定となるように構成されていればよく、その一定となる数値は任意である。
【００６１】
○  充電に係る一連の制御については、実施形態にて示した一連の動作が行われるのであれば、その具体的な制御態様については任意である。例えば、実施形態では、電力値情報Ｐ（ｘ）は、電源側コントローラ１４から受信する情報であったが、これに限られない。例えば、車両側コントローラ２５が高周波電源１２の出力電力を制御する制御信号を送信する構成としてもよい。この場合、切換制御部２５ａは、制御信号を送信する場合に、送信する制御信号（切換先の出力電力）に対応するインピーダンス変換器が接続されるように切り換えるとよい。
【００６２】
○  実施形態では、車両側コントローラ２５が切換制御部２５ａを備えていたが、これに限られず、電源側コントローラ１４に設けられていてもよい。この場合、電源側コントローラ１４が無線通信にて一対のリレー３４を制御する制御信号を送信する構成とするとよい。
【００６３】
○  実施形態では、送電器１３及び受電器２３が基準位置に配置されている構成であったが、これに限られず、両者が基準位置からずれている構成であってもよい。この場合、車両用バッテリ２２の入力電力の電力値が想定している電力値とは異なる場合が生じ得るが、高周波電源１２の出力電力の電力値に応じて各インピーダンス変換器３１〜３３を切り換えることにより、テスト用電力、充電用電力、押し込み充電用電力のいずれが出力されている場合であっても、伝送効率の低下の抑制を図ることができる。
【００６４】
○  高周波電源１２と送電器１３との間に定数が可変の１次側インピーダンス変換器を設け、さらに受電器２３とインピーダンス変換器群３０との間に別途、定数が可変の２次側インピーダンス変換器を設けてもよい。この場合、各コイル１３ａ，２３ａの相対位置の変動に対応させて、１次側インピーダンス変換器及び２次側インピーダンス変換器の定数を可変制御してもよい。この場合、各コイル１３ａ，２３ａの相対位置の変動に対応させて、各インピーダンス変換器の定数を可変制御してもよい。これにより、各コイル１３ａ，２３ａの位置ずれに起因する伝送効率の低下を抑制することを通じて、各コイル１３ａ，２３ａの位置ずれが発生した場合であっても、車両用バッテリ２２の入力電力の電力値の変動を抑制することができる。
【００６５】
○  なお、上記構成においては、２次側インピーダンス変換器の出力端（２次側インピーダンス変換器とインピーダンス変換器群３０との間）に固定抵抗を設けるとともに、２次側インピーダンス変換器の接続先を、固定抵抗と、インピーダンス変換器群３０とに切り換えるリレーを設けるとよい。そして、２次側インピーダンス変換器の接続先が固定抵抗となっており、テスト用電力が出力されている状況において各インピーダンス変換器の定数の可変制御を行うとよい。この場合、テスト用電力は調整用電力とも言える。
【００６６】
○  さらに、１次側インピーダンス変換器においては、力率が改善されるように定数を設定してもよく、所望の高周波電力が得られるように設定してもよい。
○  実施形態では、インピーダンス変換器群３０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Ｒｏｕｔに近づくように車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬをインピーダンス変換するものであったが、これに限られない。例えば、インピーダンス変換器群３０は、高周波電源１２として電力源を採用し、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と、受電器２３の出力端から高周波電源１２までのインピーダンスとが整合するように、車両用バッテリ２２のインピーダンスＺＬをインピーダンス変換するものであってもよい。
【００６７】
○  高周波電源１２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。
○  高周波電源１２を省略して、系統電力が送電器１３に入力される構成としてもよい。
【００６８】
○  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。
○  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。
【００６９】
○  実施形態では、送電器１３及び受電器２３の構成は同一であったが、これに限られず、両者が異なる構成であってもよい。
○  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。
【００７０】
○  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、その共振回路と電磁誘導で結合する１次側結合コイルとから構成されてもよい。この場合、１次側結合コイルと高周波電源１２とを接続し、上記共振回路は、上記１次側結合コイルから電磁誘導によって高周波電力を受ける構成とする。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、その共振回路と電磁誘導で結合する２次側結合コイルとから構成され、２次側結合コイルを用いて受電器２３の共振回路から高周波電力を取り出してもよい。
【００７１】
○  高周波電源１２は、電力源や、電圧源であってもよく、電流源であってもよい。また、電圧源としては、内部抵抗が無視可能（０Ω）な電圧源（スイッチング電源）や、所定の内部抵抗（例えば５０Ω）を有する電圧源であってもよい。
【００７２】
○  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。
【００７３】
次に、上記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）前記電力値情報には、
第１特定状況であることを示す第１電力値情報と、
第２特定状況であることを示す第２電力値情報と、
が含まれており、
前記複数のインピーダンス変換部には、
前記第１電力値情報に対応させて設定されたインピーダンスを有する第１インピーダンス変換部と、
前記第２電力値情報に対応させて設定されたインピーダンスを有する第２インピーダンス変換部と、
が含まれており、
前記第１特定状況においては、前記変動負荷に前記第１インピーダンス変換部が接続され、前記第２特定状況においては、前記変動負荷に前記第２インピーダンス変換部が接続されることを特徴とする請求項２に記載の受電機器。
【００７４】
（ロ）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、
前記交流電源から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次側コイルに接続され、入力される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と、
インピーダンス変換を行うものであって、インピーダンスが可変に構成されたインピーダンス可変変換手段と、
前記交流電源から出力される交流電力の電力値に対応する前記インピーダンス可変変換手段のインピーダンスに関するインピーダンス情報を有し、当該インピーダンス情報に基づいて前記インピーダンス可変変換手段の可変制御を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
【００７５】
（ハ）前記制御手段は、前記交流電源から出力される交流電力の電力値を特定するための電力値情報と、前記インピーダンス情報とが対応付けられたマップデータを有し、当該前記マップデータに基づいて前記インピーダンス可変変換手段のインピーダンスの可変制御を行うものであることを特徴とする技術的思想（ロ）に記載の非接触電力伝送装置。
【００７６】
（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２次側コイルを備えた受電機器において、
入力される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と、
インピーダンス変換を行うものであって、インピーダンスが可変に構成されたインピーダンス可変変換手段と、
を備え、
前記インピーダンス可変変換手段のインピーダンスは、前記２次側コイルにて受電される交流電力の電力値に対応させて設定されたインピーダンス情報に基づいて設定されることを特徴とする受電機器。
【符号の説明】
【００７７】
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、１４…電源側コントローラ、２１…車両側機器（受電機器）、２２…車両用バッテリ、２３ａ…２次側コイル、２５…車両側コントローラ、２５ａａ…マップデータ、３０…インピーダンス変換器群（インピーダンス可変変換手段）、３１〜３３…インピーダンス変換器（インピーダンス変換部）。
【図１】
2014057500.tif 000003
【図２】
2014057500.tif 000004