(57)【要約】【課題】１次側コイルと２次側コイルとの位置ずれに起因する伝送効率の低下を好適に抑制可能な受電機器及び非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】非接触電力伝送装置１０は、高周波電力が供給される１次側コイル１３ａを有する送電器１３と、送電器１３と対向し得るものであって、１次側コイル１３ａから非接触で高周波電力を受電可能な２次側コイル２３ａを有する受電器２３とを備えている。ここで、非接触電力伝送装置１０は、高周波電力の電力値を測定する１次側測定器３１及び２次側測定器３２を備え、これらの測定結果に基づいて、水平方向における送電器１３及び受電器２３間のずれ量を推定し、そのずれ量に基づいて送電器１３及び受電器２３間の目標高さを導出し、当該目標高さとなるように受電器２３を移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力が供給される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次側コイルと対向し得るものであって、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次側コイルを備え、
前記交流電力の伝送効率に関する物理量を測定する測定部により測定された前記物理量に基づいて、前記１次側コイル及び前記２次側コイルの対向方向と直交する方向における前記１次側コイルに対する前記２次側コイルのずれ量が推定され、
前記ずれ量と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離に関する情報が導出され、
その導出結果に基づいて、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の距離が、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離となるよう前記２次側コイルを前記対向方向に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする受電機器。
【請求項２】
前記ずれ量は、前記物理量と前記ずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、推定されるものである請求項１に記載の受電機器。
【請求項３】
前記物理量は、前記２次側コイルにて受電された交流電力の電力値である請求項１又は請求項２に記載の受電機器。
【請求項４】
交流電力が供給される１次側コイルと、
前記１次側コイルと対向し得るものであって、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１次側コイル及び前記２次側コイルの少なくとも一方を、前記１次側コイル及び前記２次側コイルの対向方向に移動させる移動機構と、
前記交流電力の伝送効率に関する物理量を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記物理量に基づいて、前記対向方向と直交する方向における前記１次側コイルと前記２次側コイルとのずれ量を推定する推定部と、
前記ずれ量と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、前記推定部により推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離に関する情報を導出する導出部と、
前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の距離が、前記導出部による導出結果に対応した前記目標距離となるよう前記移動機構の駆動制御を行う駆動制御部と、
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５】
前記推定部は、前記物理量と前記ずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、前記測定部により測定された前記物理量に対応する前記ずれ量を推定するものである請求項４に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項６】
前記測定部は、前記物理量として少なくとも前記２次側コイルにて受電された交流電力の電力値を測定するものである請求項４又は請求項５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、交流電力が供給される１次側コイル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次側コイルと磁場共鳴可能な２次側コイルを有する受電機器を備えている。そして、１次側コイルと２次側コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に交流電力が伝送される。
【０００３】
また、特許文献２には、電磁誘導を用いて非接触の電力伝送を行い、車両に搭載されたバッテリの充電を行う非接触電力伝送装置が記載されている。当該非接触電力伝送装置は、各コイルの位置ずれに起因する伝送効率の低下を抑制するべく、誘導電流を測定しながら１次側コイルを車両の前後方向及び左右方向に走査させて、２次側コイルが最も効率よく電力を受電可能な最適位置を導出し、当該最適位置に１次側コイルを移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば上記のように誘導電流を測定しながら１次側コイルを走査させて最適位置を導出する構成では、誘導電流の測定と１次側コイルの走査とを同時又は交互に行う必要が生じるため、制御が煩雑なものとなり易く、最適位置を導出するまでの時間が長くなり易い。このため、１次側コイルと２次側コイルとの位置ずれに起因する伝送効率の低下の抑制に係る構成については未だ改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、１次側コイルと２次側コイルとの位置ずれに起因する伝送効率の低下を好適に抑制可能な受電機器及び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受電機器は、交流電力が供給される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であり、前記１次側コイルと対向し得るものであって、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次側コイルを備え、前記交流電力の伝送効率に関する物理量を測定する測定部により測定された前記物理量に基づいて、前記１次側コイル及び前記２次側コイルの対向方向と直交する方向における前記１次側コイルに対する前記２次側コイルのずれ量が推定され、前記ずれ量と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離に関する情報が導出され、その導出結果に基づいて、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の距離が、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離となるよう前記２次側コイルを前記対向方向に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、伝送効率に関する物理量に基づいてずれ量が推定され、ずれ量と、対向方向における１次側コイル及び２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、推定されたずれ量に対応した目標距離に関する情報が導出される。そして、各コイル間の距離が、導出された目標距離となるように２次側コイルを対向方向に移動させることにより、各コイルが対向方向と直交する方向にずれていることに起因した伝送効率の低下を抑制できる。これにより、逐次物理量を測定しながら２次側コイルを走査させることなく、各コイル間の距離を目標距離にすることができる。よって、制御の簡素化を図るとともに、目標距離の導出に係る時間を短縮することができる。
【０００９】
上記受電機器について、前記ずれ量は、前記物理量と前記ずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、推定されるものであるとよい。かかる構成によれば、物理量とずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、物理量からずれ量を容易に推定することができる。これにより、より好適に制御の簡素化及び目標距離の導出に係る時間の短縮化を図ることができる。
【００１０】
上記受電機器について、前記物理量は、前記２次側コイルにて受電された交流電力の電力値であるとよい。かかる構成によれば、伝送効率に関する物理量として、対向方向と直交する方向における各コイルのずれ量と相関するパラメータである２次側コイルにて受電された交流電力の電力値を採用することにより、好適にずれ量を推定することができる。
【００１１】
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力が供給される１次側コイルと、前記１次側コイルと対向し得るものであって、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１次側コイル及び前記２次側コイルの少なくとも一方を、前記１次側コイル及び前記２次側コイルの対向方向に移動させる移動機構と、前記交流電力の伝送効率に関する物理量を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記物理量に基づいて、前記対向方向と直交する方向における前記１次側コイルと前記２次側コイルとのずれ量を推定する推定部と、前記ずれ量と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、前記推定部により推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離に関する情報を導出する導出部と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の距離が、前記導出部による導出結果に対応した前記目標距離となるよう前記移動機構の駆動制御を行う駆動制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、伝送効率に関する物理量に基づいてずれ量が推定され、ずれ量と、対向方向における１次側コイル及び２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、推定されたずれ量に対応した目標距離に関する情報が導出される。そして、各コイル間の距離が、導出された目標距離となるように移動機構の駆動制御を行うことにより、各コイルが対向方向と直交する方向にずれていることに起因した伝送効率の低下を抑制できる。これにより、逐次物理量を測定しながら１次側コイル及び２次側コイルの少なくとも一方を走査させることなく、各コイル間の距離を目標距離にすることができる。よって、制御の簡素化と、目標距離の導出に係る時間の短縮化を図ることができる。
【００１３】
上記非接触電力伝送装置について、前記推定部は、前記物理量と前記ずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、前記測定部により測定された前記物理量に対応する前記ずれ量を推定するものであるとよい。かかる構成によれば、物理量とずれ量とが対応付けられたデータを参照することにより、物理量からずれ量を容易に推定することができる。これにより、より好適に制御の簡素化及び目標距離の導出に係る時間の短縮化を図ることができる。
【００１４】
上記非接触電力伝送装置について、前記測定部は、前記物理量として少なくとも前記２次側コイルにて受電された交流電力の電力値を測定するものであるとよい。かかる構成によれば、伝送効率に関する物理量の１つとして、対向方向と直交する方向における各コイルのずれ量と相関するパラメータである２次側コイルにて受電された交流電力の電力値を採用することにより、好適にずれ量を推定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、１次側コイルと２次側コイルとの位置ずれに起因する伝送効率の低下を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】非接触電力伝送装置の概要を示すブロック図。
【図２】車両側コントローラにて実行される充電処理を示すフローチャート。
【図３】送電器及び受電器のずれ量を模式的に示す平面図。
【図４】第１マップデータの構成を示す概念図。
【図５】第２マップデータの構成を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、受電機器及び非接触電力伝送装置（非接触電力伝送システム）を車両に適用した実施形態について説明する。
図１に示すように、非接触電力伝送装置１０は、地上に設けられた地上側機器１１と、車両Ｃ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が送電機器（１次側機器）に対応し、車両側機器２１が受電機器（２次側機器）に対応する。
【００１８】
地上側機器１１は、所定の周波数の高周波電力（交流電力）を供給可能な高周波電源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高周波電力を供給可能に構成されている。
【００１９】
高周波電源１２から供給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に設けられた蓄電部としての車両用バッテリ２２の充電に用いられる。具体的には、非接触電力伝送装置１０は、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には高周波電力が供給される。
【００２０】
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、直列又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、直列又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。
【００２１】
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）に供給された場合、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。
【００２２】
ちなみに、図１に示すように、受電器２３は、車両Ｃにおいて車外側の底面に取り付けられている。そして、送電器１３は、車高方向において受電器２３と対向可能となるように、車両Ｃが設置される設置面（地面）Ｐに配置されている。つまり、送電器１３及び受電器２３は、車高方向に対向し得るものである。なお、本実施形態では、車高方向が「対向方向」に対応し、水平方向が「対向方向と直交する方向」に対応する。
【００２３】
ここで、車高方向における送電器１３及び受電器２３間の距離を送電器１３及び受電器２３間の高さＨとする。送電器１３及び受電器２３間の高さＨは、設置面Ｐに対する受電器２３の高さに応じて変動する。
【００２４】
なお、本実施形態では、送電器１３及び受電器２３は同一形状であり、１次側コイル１３ａと２次側コイル２３ａとは同一形状とする。また、車高方向から見て送電器１３及び受電器２３が完全に重なっている位置を基準位置とする。送電器１３及び受電器２３が基準位置に配置されている状況においては、車高方向から見て、送電器１３の中心と受電器２３の中心とが一致しており、送電器１３及び受電器２３間の高さＨは予め定められた基準高さ（基準距離）Ｈ０である。
【００２５】
基準位置においては、車高方向から見て１次側コイル１３ａ及び２次側コイル２３ａが重なっており、１次側コイル１３ａの全部が２次側コイル２３ａに対向し、２次側コイル２３ａの全部が１次側コイル１３ａと対向している。
【００２６】
送電器１３内における１次側コイル１３ａの位置は固定されており、受電器２３内における２次側コイル２３ａの位置は固定されている。このため、送電器１３及び受電器２３間の高さＨと、各コイル１３ａ，２３ａ間の高さとは対応しており、等価である。
【００２７】
図１に示すように、車両側機器２１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部としての整流器２４を備えている。受電器２３にて受電された高周波電力は、整流器２４により直流電力に整流されて、車両用バッテリ２２に供給される。これにより、車両用バッテリ２２が充電される。
【００２８】
車両側機器２１は、車両用バッテリ２２の充電状態（ＳＯＣ、充電量）を測定するＳＯＣセンサ２５を備えている。ＳＯＣセンサ２５は、その測定結果を、車両側機器２１に設けられた車両側コントローラ２６に送信する。これにより、車両側コントローラ２６は、車両用バッテリ２２の充電状態を把握することができる。なお、車両側コントローラ２６の所定の記憶領域には、各マップデータ２６ａ，２６ｂが記憶されている。これらの詳細な構成については後述する。
【００２９】
地上側機器１１は、車両側コントローラ２６と無線通信可能な電源側コントローラ１４を備えている。電源側コントローラ１４は、車両側コントローラ２６と情報のやり取りを行うことにより、高周波電源１２から高周波電力を供給するか否かの判断を行うとともに、高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値制御を行う。
【００３０】
ここで、車両Ｃの駐車態様に応じて、１次側コイル１３ａを有する送電器１３と、２次側コイル２３ａを有する受電器２３との相対位置が変動する。このため、車高方向から見て、送電器１３及び受電器２３がずれて配置される場合がある。この場合、伝送効率ηが低下し得る。
【００３１】
これに対して、本実施形態の非接触電力伝送装置１０は、送電器１３及び受電器２３の位置ずれに起因する伝送効率ηの低下に対応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。
【００３２】
図１に示すように、車両側機器２１は、受電器２３を車高方向に移動可能な移動機構３０を備えている。移動機構３０は、受電器２３に接続されたアーム（図示略）を有し、当該アームを車高方向に移動させることにより、受電器２３を車高方向に移動させる。また、移動機構３０は、受電器２３の車高方向の移動距離を制御可能に構成されている。
【００３３】
なお、受電器２３は、基準位置において車両Ｃの底面に配置されている。このため、受電器２３は、基準位置に配置されている状況下では上昇することができない。つまり、本実施形態における移動機構３０は、基本的には受電器２３を下降させたり、下降した位置から上昇させたりするものである。
【００３４】
地上側機器１１には、電力伝送される高周波電力の伝送効率ηに関する物理量の一例として高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値を測定するとともに、その測定結果を電源側コントローラ１４に送信する１次側測定器３１が設けられている。
【００３５】
同様に、車両側機器２１には、電力伝送される高周波電力の伝送効率ηに関する物理量の一例として受電器２３にて受電された高周波電力の電力値を測定するとともに、その測定結果を車両側コントローラ２６に送信する２次側測定器３２が設けられている。各測定器３１，３２が測定部に対応する。
【００３６】
非接触電力伝送装置１０は、各コントローラ１４，２６間で各測定器３１，３２の測定結果に関する情報のやり取りを行いながら、移動機構３０の駆動制御を行うとともに、車両用バッテリ２２の充電制御を行う。
【００３７】
上記移動機構３０の駆動制御及び車両用バッテリ２２の充電制御に係る充電処理について説明する。なお、当該充電処理は、送電器１３及び受電器２３が電力伝送可能な位置に配置された場合に車両側コントローラ２６にて行われる。
【００３８】
図２に示すように、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４にて、車両用バッテリ２２の本格的な充電を行う前に、伝送効率ηに基づいて電力伝送を行うか否かの判定、及び受電器２３の高さ調整を行うか否かの判定を行う。
【００３９】
詳細には、まずステップＳ１０１にて、高周波電源１２から調整用電力が供給されるよう電源側コントローラ１４に指示信号を送信する。電源側コントローラ１４は、上記指示信号を受信したことに基づいて、高周波電源１２から調整用電力が供給されるよう高周波電源１２を制御する。ちなみに、調整用電力は、車両用バッテリ２２の充電に用いられる充電用電力よりも電力値が小さい高周波電力である。
【００４０】
その後、ステップＳ１０２では、伝送効率ηを算出する。具体的には、電源側コントローラ１４から１次側測定器３１の測定結果を取得し、その取得された測定結果、及び、２次側測定器３２の測定結果から伝送効率ηを算出する。
【００４１】
続くステップＳ１０３では、算出された伝送効率ηに基づいて電力伝送に異常があるか否かを判定する。詳細には、伝送効率ηが予め定められた異常判定用効率以上であるか否かを判定する。異常判定用効率とは、送電器１３及び受電器２３間の高さＨを調整したとしても伝送効率ηが電力伝送を行ってもよい許容効率以上とならないような過度に低い伝送効率ηである。なお、許容効率は、例えば送電器１３及び受電器２３が基準位置にある場合の伝送効率ηが考えられるが、これに限られず、異常判定用効率よりも高ければ任意である。
【００４２】
算出された伝送効率ηが異常判定用効率よりも低い場合には、障害物が配置されている等の何らかの異常があるとして、そのまま充電処理を終了する一方、算出された伝送効率ηが異常判定用効率以上であれば、異常がないとしてステップＳ１０４に進む。
【００４３】
ステップＳ１０４では、伝送効率ηが許容効率以上であるか否かを判定する。伝送効率ηが許容効率以上である場合には、送電器１３及び受電器２３の水平方向の位置ずれが許容範囲内であるとして、ステップＳ１０８に進む。
【００４４】
一方、伝送効率ηが許容効率よりも低い場合には、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７にて、受電器２３の高さ調整に係る処理を実行する。具体的には、まずステップＳ１０５にて、車両側コントローラ２６の所定の記憶領域に記憶されている第１マップデータ２６ａを参照して、送電器１３及び受電器２３の水平方向のずれ量δＬを推定する。
【００４５】
ここで、図３に示すように、ずれ量δＬは、送電器１３及び受電器２３の中心間距離（√（δｘ２＋δｙ２））である。また、図４に示すように、第１マップデータ２６ａは、伝送効率ηとずれ量δＬとが対応付けられたマップデータである。第１マップデータ２６ａには、数値範囲が異なる複数の伝送効率η（１），η（２），…，η（ｎ）に対応させて、ずれ量δＬ（１），δＬ（２），…，δＬ（ｎ）が１対１で対応させて設定されている。当該第１マップデータ２６ａは、送電器１３及び受電器２３の高さＨが基準高さＨ０である条件下で、実験やシミュレーション等を行うことにより得られたデータである。
【００４６】
ステップＳ１０５の処理では、第１マップデータ２６ａを参照することにより、ステップＳ１０２にて算出された伝送効率ηに対応するずれ量δＬを推定する。なお、ステップＳ１０５の処理が推定部に対応する。
【００４７】
図２に示すように、ステップＳ１０５の処理の実行後は、ステップＳ１０６にて、ずれ量δＬに基づいて受電器２３の移動距離δＨを導出する。当該処理では、車両側コントローラ２６の所定の記憶領域に記憶されている第２マップデータ２６ｂを用いる。
【００４８】
図５に示すように、第２マップデータ２６ｂは、ずれ量δＬと、目標距離に関する情報としての車高方向の移動距離δＨ（降下距離）とが対応付けられたマップデータである。第２マップデータ２６ｂには、ずれ量δＬ（１），δＬ（２），…，δＬ（ｎ）に対応させて、移動距離δＨ（１），δＨ（２），…，δＨ（ｎ）が１対１で対応させて設定されている。ステップＳ１０６では、第２マップデータ２６ｂを参照することにより、ステップＳ１０５にて推定されたずれ量δＬに対応する移動距離δＨを導出する。
【００４９】
ここで、基準高さＨ０に対して、その導出された移動距離δＨだけ受電器２３が移動（降下）した送電器１３及び受電器２３間の高さＨ（Ｈ０−δＨ）が目標高さ（目標距離）となる。目標高さは、基準高さＨ０である場合よりも、伝送効率ηが高くなる高さであり、詳細には送電器１３及び受電器２３が水平方向にずれ量δＬだけずれている状況において伝送効率ηが許容効率に近づく（好ましくは許容効率以上となる）高さである。つまり、ステップＳ１０６の処理は、ずれ量δＬに基づいて、基準高さＨ０よりも伝送効率ηが高くなる（詳細には伝送効率ηが許容効率以上となる）送電器１３及び受電器２３間の高さＨを導出する処理である。なお、第２マップデータ２６ｂにおけるずれ量δＬと移動距離δＨとの関係は、実験やシミュレーションにより得られる。なお、ステップＳ１０６の処理が導出部に対応する。
【００５０】
図２に示すように、受電器２３の移動距離δＨが導出された後は、ステップＳ１０７に進み、受電器２３の高さを調整する。詳細には、ステップＳ１０６にて導出された移動距離δＨだけ受電器２３が降下するよう移動機構３０の駆動制御を行う。なお、ステップＳ１０７の処理が駆動制御部に対応し、当該処理は送電器１３及び受電器２３間の高さＨが目標高さとなるよう移動機構３０の駆動制御を行う処理であるとも言える。
【００５１】
ステップＳ１０４を肯定判定した場合、又はステップＳ１０７の処理の実行後は、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１０にて、本格的な充電を行う処理を実行する。具体的には、まずステップＳ１０８にて、高周波電源１２から充電用電力が供給されるよう電源側コントローラ１４に対して指示信号を送信する。電源側コントローラ１４は、この指示信号を受信することに基づいて高周波電源１２から供給される高周波電力を、調整用電力から充電用電力に切り替える。これにより、充電用電力が伝送され、車両用バッテリ２２の本格的な充電が行われる。つまり、本格的な充電とは、高周波電源１２から供給される高周波電力として充電用電力を用いた場合の車両用バッテリ２２の充電であるとも言える。
【００５２】
その後、ステップＳ１０９にて、車両用バッテリ２２の充電が完了するまで待機する。なお、車両用バッテリ２２の充電の完了条件は任意であるが、例えばＳＯＣセンサ２５にて測定される車両用バッテリ２２の充電状態が予め定められた完了契機状態となった場合等が考えられる。
【００５３】
車両用バッテリ２２の充電が完了した場合、ステップＳ１１０に進み、充電終了処理を実行して本処理を終了する。充電終了処理では、充電用電力の供給停止信号を送信するとともに、送電器１３及び受電器２３間の高さＨが基準高さＨ０となるように受電器２３を移動させる。
【００５４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
伝送効率ηに基づいて、送電器１３及び受電器２３における水平方向のずれ量δＬが推定され、当該ずれ量δＬに基づいて、送電器１３及び受電器２３間の高さＨが目標高さとなるように要する移動距離δＨが導出される。そして、受電器２３が移動距離δＨだけ移動してから、本格的な充電が行われる。
【００５５】
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）非接触電力伝送装置１０は、高周波電源１２から供給される高周波電力の電力値を測定する１次側測定器３１と、受電器２３にて受電された高周波電力の電力値を測定する２次側測定器３２と、これらの測定結果に基づいて伝送効率ηを算出する車両側コントローラ２６とを備えている。車両側コントローラ２６は、算出された伝送効率ηに基づいて、送電器１３及び受電器２３の水平方向のずれ量δＬを推定する。そして、車両側コントローラ２６は、推定されたずれ量δＬに対応した移動距離δＨを導出する。車両側機器２１に設けられた移動機構３０は、上記導出された移動距離δＨだけ受電器２３を移動させることにより、送電器１３及び受電器２３間の高さＨを目標高さにする。これにより、送電器１３及び受電器２３の水平方向の位置ずれによる伝送効率ηの低下を抑制することができる。
【００５６】
特に、車両側コントローラ２６は、ずれ量δＬと、送電器１３（１次側コイル１３ａ）及び受電器２３（２次側コイル２３ａ）間の目標高さ（目標距離）に関する情報である移動距離δＨとが対応付けられた第２マップデータ２６ｂを参照することにより、ずれ量δＬに対応する移動距離δＨを導出して目標高さを導出する。これにより、各測定器３１，３２の測定結果から伝送効率ηを逐次算出しながら受電器２３を走査して目標高さを導出する構成と比較して、容易に目標高さを導出することができる。よって、制御の簡素化及び目標高さの導出に要する時間の短縮化を図ることができる。
【００５７】
また、送電器１３及び受電器２３間の高さＨが、伝送効率ηに依存することに着目して、送電器１３及び受電器２３の水平方向のずれに起因した伝送効率ηの低下を、送電器１３及び受電器２３間の高さＨの調整で補う構成を採用した。これにより、受電器２３を水平方向に移動させる構成を設ける必要がなく、且つ、受電器２３が水平方向に移動するためのスペースを確保する必要がない。よって、比較的簡素な構成で、且つ、水平方向に大きなスペースを確保することなく、送電器１３及び受電器２３の位置ずれに起因する伝送効率ηの低下を抑制することができる。
【００５８】
なお、荷物等によって車高が変動する場合があるが、そのような場合であっても、上記のように送電器１３及び受電器２３間の高さＨを調整することにより、送電器１３及び受電器２３の水平方向のずれに起因した伝送効率ηの低下を、ある程度抑制できる。
【００５９】
（２）ずれ量δＬは、伝送効率ηとずれ量δＬとが対応付けられた第１マップデータ２６ａを参照することにより推定される構成とした。これにより、ずれ量δＬを直接測定することなく、ずれ量δＬを推定することができる。
【００６０】
（３）伝送効率ηとずれ量δＬとが密接に関連していることに着目して、ずれ量δＬを推定するためのパラメータとして伝送効率ηを採用した。これにより、ずれ量δＬを好適に推定することができる。
【００６１】
特に、電力伝送に異常があるか否かを判定するものとして伝送効率ηを用いた。これにより、１つのパラメータで、電力伝送の異常判定と、ずれ量δＬの推定とを行うことができ、別々のパラメータを用いて異常判定及び推定を行う構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【００６２】
また、伝送効率ηは、非接触での電力伝送において重要なパラメータである。このため、伝送効率ηは、比較的測定対象となり易い。この点に着目すれば、本実施形態では、伝送効率ηという測定対象となり易いパラメータを用いてずれ量δＬを推定する構成を採用することにより、既存の構成を好適に用いつつずれ量δＬを推定することができるとも言える。
【００６３】
（４）高周波電源１２から充電用電力が供給される前に、当該充電用電力よりも電力値が小さい調整用電力が供給される。そして、調整用電力が供給されている状況において、受電器２３の高さ調整を行う構成とした。これにより、高さ調整に係る電力損失を抑制することができるとともに、伝送効率ηが高められた状態で、本格的な充電を行うことができる。
【００６４】
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、車両側コントローラ２６の所定の記憶領域に各マップデータ２６ａ，２６ｂが記憶されており、車両側コントローラ２６がずれ量δＬの推定及び目標高さの導出等を行う構成であったが、制御主体は任意である。例えば、電源側コントローラ１４の所定の記憶領域に各マップデータ２６ａ，２６ｂを記憶させて、電源側コントローラ１４がずれ量δＬの推定及び目標高さの導出を行ってもよいし、各コントローラ１４，２６とは別に、これらの処理を行う専用のコントローラを設けてもよい。また、ずれ量δＬの推定を行うコントローラと、目標高さの導出を行うコントローラとが別でもよい。
【００６５】
○  実施形態では、受電器２３が車高方向に移動可能な構成であったが、これに限られず、送電器１３（１次側コイル１３ａ）が車高方向に移動可能な構成であってもよい。例えば、地上側機器１１は、送電器１３を、設置面Ｐに設置されている位置から所定の高さまで移動させる移動機構を備えていてもよい。この場合、車両側コントローラ２６は、各マップデータ２６ａ，２６ｂを参照することにより得られた移動距離δＨに関する情報を電源側コントローラ１４に送信する。そして、電源側コントローラ１４は、その移動距離δＨだけ送電器１３を車高方向に移動（上昇）させるとよい。また、電源側コントローラ１４が、目標高さの導出等及び送電器１３の移動制御の双方を行ってもよい。
【００６６】
○  送電器１３及び受電器２３の双方が車高方向に移動可能な構成であってもよい。
○  車両側機器２１は、ずれ量δＬに対応させて、受電器２３を、車高方向と水平方向の一方向とからなる斜め方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。同様に、地上側機器１１は、ずれ量δＬに対応させて、送電器１３を、車高方向と水平方向の一方向とからなる斜め方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。
【００６７】
○  実施形態では、送電器１３及び受電器２３は、車高方向に対向可能な構成であったが、これに限られず、例えば車両Ｃの前後方向に対向可能であってもよい。具体的には、例えば車両Ｃの駐車スペースに壁部が設けられており、当該壁部に送電器１３が取り付けられている。そして、車両Ｃの後部に受電器２３が取り付けられている。この場合、車両Ｃの前後方向が「対向方向」に対応し、前後方向と直交する車高方向及び車両Ｃの左右方向が「対向方向と直交する方向」に対応する。
【００６８】
○  実施形態では、送電器１３は、設置面Ｐに設置されていたが、地中に埋め込まれている構成であってもよい。この場合、送電器１３（１次側コイル１３ａ）の深さを考慮して、受電器２３の目標高さを設定するとよい。また、受電器２３は車外に設けられていたが、これに限られず、車内にあってもよい。この場合、受電器２３の車高方向の移動が可能となるようにスペースを確保するとよい。
【００６９】
○  ずれ量δＬの測定するセンサを別途設けてもよい。この場合、当該センサの測定結果とずれ量δＬの推定結果とを比較して、推定結果が正しい否かを判定してもよい。
○  実施形態では、移動機構３０は、受電器２３を下降させる構成であったが、これに限られず、受電器２３が低い（設置面Ｐに近い）位置にあって当該位置から上昇させる構成であってもよい。また、受電器２３が車両Ｃの底面と設置面Ｐとの中間位置にあって当該位置から下降及び上昇の双方を行うことが可能な構成であってもよい。なお、この場合、第２マップデータ２６ｂの移動距離δＨは正負の値を有し、正負によって上昇、下降を決定するとよい。
【００７０】
○  車両Ｃに車高を測定する車高センサを設けてもよい。この場合、車両側コントローラ２６は、調整用電力の供給を開始する前段階にて、車高センサの測定結果に基づいて設置面Ｐに対する受電器２３の高さを測定し、その測定結果及び電源側コントローラ１４から得られる送電器１３の高さ情報に基づいて送電器１３及び受電器２３間の高さＨを導出する。そして、車両側コントローラ２６は、送電器１３及び受電器２３間の高さＨが基準高さＨ０となるよう移動機構３０の駆動制御を行い、その状態でステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理を実行するとよい。これにより、車両Ｃに搭載された荷物等によって車高が変動している場合に好適に対応することができる。この場合、基準高さＨ０は、受電器２３が車両Ｃの底面にある場合ではなく、受電器２３が車両Ｃの底面と設置面Ｐとの中間位置にある場合の高さであるとよい。これにより、受電器２３を上昇させることが可能となるため、仮に荷物等の積載により車高が初期状態よりも低くなっている場合には、受電器２３を上昇させて基準高さＨ０にすることができる。
【００７１】
○  また、車高センサが設けられている構成にあっては、ずれ量δＬと、送電器１３及び受電器２３間の高さＨが目標高さとなるような受電器２３の目標位置情報（座標情報）、すなわち設置面Ｐに対する受電器２３の目標高さ位置（車高方向の座標）とが設定された第２マップデータを参照することにより目標高さ位置を導出してもよい。そして、移動機構３０は、その目標高さ位置に向けて受電器２３を移動させる構成としてもよい。
【００７２】
○  第２マップデータ２６ｂにおいて、移動距離δＨに代えて、目標高さ（目標距離）が設定されていてもよい。つまり、「目標距離に関する情報」とは、目標距離そのものであってもよいし、当該目標距離と相関する情報（例えば受電器２３の目標位置情報、移動距離δＨ等）であってもよい。
【００７３】
○  実施形態では、伝送効率ηに基づいてずれ量δＬを推定する構成であったが、これに限られず、例えば受電器２３にて受電された高周波電力の電力値に基づいてずれ量δＬを推定する構成としてもよい。この場合、受電器２３にて受電された高周波電力の電力値と、ずれ量δＬとが対応付けられたマップデータを用いるとよい。
【００７４】
○  実施形態では、２次側測定器３２にて測定される物理量として、受電器２３にて受電された高周波電力の電力値を採用したが、これに限られず、伝送効率ηに関するものであれば任意である。例えば、受電器２３から整流器２４に向かう高周波電力の電圧値又は電流値を採用してもよい。
【００７５】
○  また、１次側測定器３１にて測定されるものであって伝送効率ηに関する物理量として、反射電力の電力値等を採用してもよい。この場合、電源側コントローラ１４の所定の記憶領域に、反射電力の電力値とずれ量δＬとが対応付けられた第１マップデータを記憶させる。そして、電源側コントローラ１４は、この第１マップデータを用いてずれ量δＬを推定する。これにより、２次側測定器３２を省略することができる。
【００７６】
○  実施形態では、１次側測定器３１及び２次側測定器３２の双方の測定結果に基づいて伝送効率ηを算出したが、これに限られず、例えば１次側測定器３１を省略して、２次側測定器３２の測定結果のみに基づいて伝送効率ηを算出してもよい。この場合、高周波電源１２から供給される高周波電力（調整用電力）の電力値を予め把握しておく。
【００７７】
要は、各測定器３１，３２のいずれか一方を省略してもよい。この場合、測定器が設けられている一方の機器のコントローラがずれ量δＬの推定等を行ってもよいし、測定器がない他方の機器のコントローラが、上記一方の機器のコントローラから測定結果に関する情報を受信して、ずれ量δＬの推定等を行ってもよい。
【００７８】
○  また、伝送効率ηに関する物理量として、送電器１３及び受電器２３の結合度を用いてもよい。
○  実施形態では、電力伝送に異常があるか否かの判定に伝送効率ηを用いたが、これに限られず、別のパラメータ、例えば受電器２３にて受電された高周波電力の電力値等を用いてもよい。
【００７９】
○  電力伝送に異常があるか否かの判定に用いられるパラメータと、ずれ量δＬの推定に用いられるパラメータとは別であってもよい。
○  充電用電力が供給されている状況において、定期的にステップＳ１０４〜ステップＳ１０７の処理を実行する構成であってもよい。
【００８０】
○  実施形態では、送電器１３及び受電器２３は同一形状であったが、これに限られず、異なる形状であってもよい。また、１次側コイル１３ａ及び２次側コイル２３ａの形状は同一に限られず、異なる形状であってもよい。これらの場合、車高方向から見て、１次側コイル１３ａ（送電器１３）及び２次側コイル２３ａ（受電器２３）のうち一方が他方に対して重なっている位置を基準位置としてもよい。
【００８１】
○  実施形態の基準位置は、１次側コイル１３ａの全部が２次側コイル２３ａに対向するとともに、２次側コイル２３ａの全部が１次側コイル１３ａに対向する位置であったが、これに限られない。基準位置は、１次側コイル１３ａの少なくとも一部が２次側コイル２３ａに対向する位置であってもよいし、２次側コイル２３ａの少なくとも一部が１次側コイル１３ａと対向する位置であってもよい。
【００８２】
○  ずれ量δＬは、送電器１３及び受電器２３の中心間距離であったが、これに限られず、ずれていることを示すパラメータであれば任意である。例えば、送電器１３の隅角及び受電器２３の隅角間の距離であってもよい。
【００８３】
○  また、送電器１３の任意の第１点と、受電器２３の任意の第２点とを選択し、第１点及び第２点間の水平方向の距離に基づいてずれ量δＬを推定してもよい。この場合、送電器１３及び受電器２３が基準位置にある条件下において、第１点及び第２点間の距離を基準距離として把握しておく。そして、送電器１３及び受電器２３が基準位置からずれている場合には、第１点及び第２点間距離から基準距離を差し引いた距離をずれ量δＬとするとよい。
【００８４】
○  実施形態では、送電器１３及び受電器２３間の水平方向のずれ量δＬを推定する構成であったが、これに限られず、例えば各コイル１３ａ，２３ａ間の水平方向のずれ量δＬを推定する構成であってもよい。この場合、ずれ量δＬは、各コイル１３ａ，２３ａの中心間距離であってもよいし、上記の別例のように各コイル１３ａ，２３ａの任意の２つの点間距離に基づいて設定されてもよい。
【００８５】
○  送電器１３及び受電器２３間の高さＨを、各コイル１３ａ，２３ａ間の高さに置き換えてもよい。この場合であっても、同様の作用効果を奏する。
○  整流器２４と車両用バッテリ２２との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。
【００８６】
○  高周波電源１２は、電圧源、電流源及び電力源のいずれであってもよい。
○  高周波電源１２を省略し、系統電源と送電器１３とを接続してもよい。
○  高周波電源１２から供給される高周波電力の電圧波形は任意であり、例えば正弦波であってもよいし、矩形波であってもよい。
【００８７】
○  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。
○  実施形態では、送電器１３と受電器２３とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
【００８８】
○  実施形態では、各コンデンサ１３ｂ，２３ｂが設けられていたが、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、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。
【００８９】
○  実施形態では、非接触電力伝送装置１０は、車両Ｃ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。
【００９０】
○  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、その共振回路と電磁誘導で結合する２次側結合コイルとを有する構成であってもよい。
【００９１】
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）前記目標距離は、前記１次側コイル及び前記２次側コイルが前記対向方向と直交する方向に前記ずれ量だけずれている状況下で、前記対向方向における前記１次側コイル及び２次側コイル間の距離が予め定められた基準距離である場合よりも伝送効率が高くなる距離である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の受電機器。
【００９２】
（ロ）前記物理量は、前記交流電力の電力伝送に異常があるか否かの判定に用いられるものである請求項１〜３及び（イ）のうちいずれか一項に記載の受電機器。
（ハ）交流電力が供給される１次側コイルを有し、２次側コイルを有する受電機器に非接触で前記交流電力を送電可能な送電機器において、
前記１次側コイルは、前記２次側コイルに対して対向可能であり、
前記交流電力の伝送効率に関する物理量を測定する測定部により測定された前記物理量に基づいて、前記対向方向と直交する方向における前記２次側コイルに対する前記１次側コイルのずれ量が推定され、
前記ずれ量と、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の目標距離に関する情報とが対応付けられたデータを参照することにより、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離に関する情報が導出され、
その導出結果に基づいて、前記対向方向における前記１次側コイル及び前記２次側コイル間の距離が、推定された前記ずれ量に対応した前記目標距離となるよう前記１次側コイルを前記対向方向に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする送電機器。
【符号の説明】
【００９３】
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、２６…車両側コントローラ、２６ａ…第１マップデータ、２６ｂ…第２マップデータ、３０…移動機構、３１，３２…測定器。
【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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