(57)【要約】【課題】インバータの大型化を招くことなく、キャパシタを放電すること。【解決手段】送電装置２は、受電装置３に非接触で電力を供給するための装置であって、電源ＰＳから供給される交流電力Ｐａｃ１を直流電力Ｐｄｃに変換する電力変換器２６と、直流電力Ｐｄｃを交流電力Ｐａｃ２に変換する直流交流変換器２７と、直流交流変換器２７の入力に設けられたキャパシタ４２と、電力変換器２６を停止させた後にキャパシタ４２の放電制御を行う第１制御器２５と、を備え、第１制御器２５は、キャパシタ４２によって直流交流変換器２７に供給される電力が直流交流変換器２７の耐電力以下となるように、直流交流変換器２７の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更することによって、放電制御を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電装置に非接触で電力を供給するための送電装置であって、
電源から供給される電力を直流電力に変換する電力変換器と、
前記直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器と、
前記直流交流変換器の入力に設けられたキャパシタと、
前記電力変換器を停止させた後に前記キャパシタの放電制御を行う制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記キャパシタによって前記直流交流変換器に供給される電力が前記直流交流変換器の耐電力以下となるように、前記直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更することによって、前記放電制御を行う、送電装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記放電制御において、前記直流交流変換器から前記受電装置側を見たインピーダンスが誘導性となるように前記直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記放電制御において、前記交流電力が一定となるように前記直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更する、請求項２に記載の送電装置。
【請求項４】
前記制御器は、前記放電制御において、前記交流電力が前記電力変換器の動作時よりも小さくなるように、前記直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更する、請求項２に記載の送電装置。
【請求項５】
前記直流交流変換器は、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に電気的に並列に接続されたダイオードと、を含み、
前記制御器は、前記放電制御において、前記ダイオードの順方向と同じ向きに電流が流れる期間で前記スイッチング素子をオフ状態とする時間を、前記電力変換器の動作時よりも長くする、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置にキャパシタが設けられている場合、電子機器の動作終了後に、このキャパシタには電荷が蓄積されている。蓄積された電荷は、放出される必要がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、充電制御の終了通知後に、インバータを駆動することによって、キャパシタ（コンデンサ）の残留電荷をモータジェネレータが消費する。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、昇圧コンバータとインバータとの間のコンデンサの放電を対象としているが、非接触給電システムにおいてもコンデンサが存在する（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の非接触給電システムでは、１次側の非接触給電装置（送電装置）のインバータの入力に平滑コンデンサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３０９４０号公報
【特許文献２】特開２０１５−２２３０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非接触給電システムでは、特許文献２に記載されているように、非接触給電装置に共振回路が設けられ得る。共振回路の構成によっては、キャパシタに蓄積された電荷量に応じて給電特性が変わることがある。このため、特許文献１に記載の技術を単に非接触給電システムに適用した場合、例えば、キャパシタに蓄積された電荷を放出している途中で、インバータから受電装置側を見たインピーダンスが容量性になってしまうおそれがある。
【０００６】
この場合、インバータのスイッチング方式が、ハードスイッチング方式となってしまう。ハードスイッチング方式におけるスイッチング損失は大きく、インバータに含まれる素子において消費される電力は大きくなる。すると、この電力がインバータの素子の耐電力を超えてしまうことがある。インバータの耐電力を上げるためには、インバータの素子として耐電力が高い素子を採用することが考えられる。しかし、インバータの大型化を招くおそれがある。
【０００７】
本開示は、インバータの大型化を招くことなく、キャパシタを放電可能な送電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一側面に係る送電装置は、受電装置に非接触で電力を供給するための装置である。送電装置は、電源から供給される電力を直流電力に変換する電力変換器と、直流電力を交流電力に変換する直流交流変換器と、直流交流変換器の入力に設けられたキャパシタと、電力変換器を停止させた後にキャパシタの放電制御を行う制御器と、を備える。制御器は、キャパシタによって直流交流変換器に供給される電力が直流交流変換器の耐電力以下となるように、直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更することによって、放電制御を行う。
【０００９】
この送電装置では、電力変換器が停止した後も、キャパシタによって直流交流変換器に供給される電力が直流交流変換器の耐電力以下となるように、直流交流変換器が駆動され続ける。このため、直流交流変換器の耐電力を上げることなく、キャパシタに蓄積されている電力（電荷）を消費し続けることができる。その結果、直流交流変換器の大型化を招くことなく、キャパシタを放電することが可能となる。
【００１０】
制御器は、放電制御において、直流交流変換器から受電装置側を見たインピーダンスが誘導性となるように直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更してもよい。直流交流変換器から受電装置側を見たインピーダンスが容量性となる場合には、直流交流変換器のスイッチングは、ハードスイッチングとなり得る。このため、直流交流変換器から受電装置側を見たインピーダンスを誘導性とすることにより、直流交流変換器のスイッチングをソフトスイッチングとすることができる。これにより、直流交流変換器の耐電力を上げることなく、キャパシタに蓄積されている電荷を放出し続けることができる。その結果、直流交流変換器の大型化を招くことなく、キャパシタを放電することが可能となる。
【００１１】
制御器は、放電制御において、交流電力が一定となるように直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更してもよい。この場合、交流電力を一定にするための電力一定制御を継続することができる。これにより、電力変換器の停止後も電力一定制御を用いてキャパシタの放電を行うことができる。
【００１２】
制御器は、放電制御において、交流電力が電力変換器の動作時よりも小さくなるように、直流交流変換器の駆動周波数及び位相シフト量の少なくともいずれかを変更してもよい。直流交流変換器によって変換された交流電力の大きさが小さいほど、直流交流変換器の出力電圧の位相に対して出力電流の位相が遅れる。このため、ソフトスイッチングにより直流交流変換器を駆動可能な時間を長くすることができる。これにより、キャパシタの放電をより確実に行うことが可能となる。
【００１３】
直流交流変換器は、スイッチング素子と、スイッチング素子に電気的に並列に接続されたダイオードと、を含んでもよい。制御器は、放電制御において、ダイオードの順方向と同じ向きに電流が流れる期間でスイッチング素子をオフ状態とする時間を、電力変換器の動作時よりも長くしてもよい。ダイオードの順方向と同じ向きに電流が流れる期間において、当該ダイオードと電気的に並列に接続されているスイッチング素子をオフ状態とすると、ダイオードの順方向電圧降下分、直流交流変換器において電力が消費される。このスイッチング素子をオフ状態に維持する時間を電力変換器の動作時よりも長くすることで、直流交流変換器における電力の消費を増大させることができ、キャパシタの放電を効率的に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、インバータの大型化を招くことなく、キャパシタを放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る送電装置を含む非接触給電システムの適用例を示す図である。
【図２】図１の非接触給電システムの回路ブロック図である。
【図３】放電制御に関する概略図である。
【図４】図３のインバータ回路の回路図である。
【図５】電力特性の一例を示す図である。
【図６】電力特性の別の例を示す図である。
【図７】電力特性の更に別の例を示す図である。
【図８】第１放電制御の一連の処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の周波数設定処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１０】第２放電制御の一連の処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２放電制御における動作を説明するための図である。
【図１２】第２放電制御の変形例の一連の処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の第１電力指令値変更処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１４】第２放電制御の変形例における動作を説明するための図である。
【図１５】インバータ回路に含まれる各スイッチング素子の状態を示す図である。
【図１６】インバータ回路に流れる電流を示す図である。
【図１７】インバータ回路に流れる電流を示す図である。
【図１８】位相シフト制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、一実施形態に係る送電装置を含む非接触給電システムの適用例を示す図である。図１に示されるように、非接触給電システム１は、送電装置２と受電装置３とを備えており、送電装置２から受電装置３に電力を供給するためのシステムである。送電装置２及び受電装置３は、例えば上下方向に離間している。送電装置２は、例えば駐車場等に設置されている。受電装置３は、例えば電気自動車ＥＶに搭載されている。非接触給電システム１は、駐車場等に到着した電気自動車ＥＶに対し、磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等のコイル間の磁気結合を利用して、電力を供給するように構成されている。なお、非接触給電方式は、磁気結合を利用したものに限らず、例えば、電界共鳴方式であってもよい。
【００１８】
送電装置２は、受電装置３に非接触で電力を供給するための装置である。送電装置２は、電源ＰＳ（図２参照）によって供給された電力から所望の交流電力を生成し、受電装置３に送る。送電装置２は、例えば駐車場等の路面Ｒに設置される。送電装置２は、例えば駐車場等の路面Ｒから上方に突出するように設けられた第１コイル装置４（送電コイル装置）を備えている。第１コイル装置４は、第１コイル２１（図２参照）を含み、例えば扁平な錘台状又は直方体状をなしている。送電装置２は、電源ＰＳから所望の交流電力を生成する。生成された交流電力が第１コイル装置４に送られることによって、第１コイル装置４は磁束を発生させる。
【００１９】
受電装置３は、送電装置２から電力を受け取り、負荷Ｌ（図２参照）に電力を供給する装置である。受電装置３は、例えば電気自動車ＥＶに搭載される。受電装置３は、例えば電気自動車ＥＶの車体（シャーシ等）の底面に取り付けられた第２コイル装置５（受電コイル装置）を備えている。第２コイル装置５は、第２コイル３１（図２参照）を含み、電力供給時において第１コイル装置４と上下方向に離間して対向する。第２コイル装置５は、例えば扁平な錘台状又は直方体状をなしている。第１コイル装置４で発生した磁束が第２コイル装置５に鎖交することによって、第２コイル装置５は誘導電流を発生させる。これにより、第２コイル装置５は、非接触（ワイヤレス）で第１コイル装置４からの電力を受け取る。第２コイル装置５が受け取った電力は、負荷Ｌに供給される。
【００２０】
図２を参照して、非接触給電システム１の回路構成を詳細に説明する。図２は、図１の非接触給電システムの回路ブロック図である。図２に示されるように、非接触給電システム１は、電源ＰＳから交流電力Ｐａｃ１を受け、負荷Ｌに負荷電力Ｐｏｕｔを供給するシステムである。電源ＰＳは、商用電源等の交流電源であり、送電装置２に交流電力Ｐａｃ１を供給する。交流電力Ｐａｃ１の周波数は、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚである。負荷Ｌは、バッテリ等の直流負荷であってもよく、モータ等の交流負荷であってもよい。
【００２１】
送電装置２は、電源ＰＳから交流電力Ｐａｃ１を供給される。送電装置２は、第１コイル２１と、第１変換器２２と、第１検出器２３と、第１通信器２４と、第１制御器２５と、を備えている。
【００２２】
第１変換器２２は、電源ＰＳから供給される交流電力Ｐａｃ１を、所望の交流電力Ｐａｃ２に変換し、変換した交流電力Ｐａｃ２を第１コイル２１に供給する回路である。第１変換器２２は、例えば、後述の周波数制御、位相シフト制御、及び直流電力Ｐｄｃの電圧制御によって交流電力Ｐａｃ２の大きさを変更することができる。第１変換器２２は、電力変換器２６と、直流交流変換器（DC/AC  converter）２７と、を備えている。
【００２３】
電力変換器２６は、電源ＰＳから供給された交流電力Ｐａｃ１を直流電力Ｐｄｃに変換する交流直流変換器（AC/DC  converter）である。電力変換器２６は、例えば整流回路である。整流回路は、ダイオード等の整流素子で構成されてもよいし、トランジスタ等のスイッチング素子で構成されてもよい。電力変換器２６は、ＰＦＣ（Power  Factor  Correction）機能及び昇降圧機能をさらに有していてもよい。第１変換器２２は、電力変換器２６の出力に設けられた直流直流変換器（DC/DC  converter）をさらに備えていてもよい。電力変換器２６は、第１制御器２５によって直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃの大きさを変更するように制御される。電力変換器２６は、例えば、パルス幅変調で直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃの大きさを変更する。電力変換器２６は、変換した直流電力Ｐｄｃを直流交流変換器２７に供給する。
【００２４】
直流交流変換器２７は、電力変換器２６によって変換された直流電力Ｐｄｃを交流電力Ｐａｃ２に変換する。交流電力Ｐａｃ２の周波数は、例えば８１．３８ｋＨｚ〜９０ｋＨｚである。直流交流変換器２７は、インバータ回路を含む。ここで、直流交流変換器２７の入力には、キャパシタが設けられる。直流交流変換器２７の入力に設けられるキャパシタは、直流交流変換器２７と別体として設けられてもよく、本実施形態のように、直流交流変換器２７の一部として入力段に設けられてもよい。つまり、直流交流変換器２７は、インバータ回路の入力に設けられたキャパシタ４２（図３参照）を備えている。第１変換器２２は、直流交流変換器２７の出力に設けられたトランスをさらに備えていてもよい。直流交流変換器２７は、第１制御器２５によって交流電力Ｐａｃ２の大きさを変更するように制御される。直流交流変換器２７は、変換した交流電力Ｐａｃ２を第１コイル２１に供給する。直流交流変換器２７の詳細な構成は後述する。
【００２５】
第１コイル２１は、受電装置３に非接触で給電するためのコイルである。第１コイル２１は、第１変換器２２から交流電力Ｐａｃ２が供給されることによって、磁束を発生する。第１コイル２１と第１変換器２２との間には、キャパシタ及びインダクタ（例えば、リアクトル）が接続されていてもよい。
【００２６】
第１検出器２３は、直流電力Ｐｄｃに関する測定値を取得するための回路を含む。直流電力Ｐｄｃに関する測定値を取得するための回路は、例えば、電圧センサ、電流センサ、又はその組み合わせである。第１検出器２３は、直流電力Ｐｄｃ、直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃ又は直流電力Ｐｄｃの電流Ｉｄｃを測定する。第１検出器２３は、交流電力Ｐａｃ２、交流電力Ｐａｃ２の電圧Ｖａｃ２及び交流電力Ｐａｃ２の電流Ｉａｃ２を測定する。第１検出器２３は、取得した測定値を第１制御器２５に出力する。
【００２７】
第１通信器２４は、後述する受電装置３の第２通信器３４と無線で通信を行うための回路である。第１通信器２４は、例えば、電波を利用する通信方式用のアンテナ、光信号を利用する通信方式用の発光素子及び受光素子を含む。第１通信器２４は、受電装置３から受信した情報を第１制御器２５に出力する。
【００２８】
第１制御器２５は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等の処理装置である。第１制御器２５は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）及び送電装置２の各部と接続するインターフェース回路等を有してもよい。
【００２９】
第１制御器２５は、第１検出器２３によって検出された電流Ｉｄｃの測定値に基づいて、第１電力測定値を計算する。第１電力測定値とは、直流交流変換器２７の損失及び第１コイル２１の損失等と、直流交流変換器２７から第１コイル２１に供給される交流電力Ｐａｃ２とを含んだ測定値である。第１制御器２５は、第１通信器２４を介して受電装置３から受信した第２電力指令値に基づいて、第１電力指令値を計算する。第１制御器２５は、電力一定制御として、第１電力測定値及び第１電力指令値に基づいて、第１電力測定値（交流電力Ｐａｃ２）が第１電力指令値に近づくように第１変換器２２を制御する電力制御を行う。
【００３０】
なお、第１制御器２５は、第１電力指令値を補正するための指令値補正制御を行ってもよい。第１制御器２５は、指令値補正制御として、第１通信器２４を介して受電装置３から受信した第２電力測定値（後述）及び第２電力指令値（後述）に基づいて、第２電力測定値（負荷電力Ｐｏｕｔ）が第２電力指令値に近づくように第１変換器２２を制御する電力制御を行う。具体的には、第１制御器２５は、第２電力測定値が第２電力指令値に近づくように、第１電力指令値を補正する。
【００３１】
第１制御器２５は、電力制御として、第１変換器２２を制御することによって、交流電力Ｐａｃ２の大きさを制御し、負荷Ｌに供給される負荷電力Ｐｏｕｔの大きさを制御する。電力制御は、周波数制御、位相シフト制御、及び直流電力Ｐｄｃの電圧制御の少なくとも１つを用いて行われる。各制御において、交流電力Ｐａｃ２の大きさを制御するための電力制御パラメータが変更される。
【００３２】
第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２の周波数ｆを変更することによって、交流電力Ｐａｃ２及び負荷電力Ｐｏｕｔの大きさを変更する周波数制御を実施する。周波数制御における上述の電力制御パラメータは、直流交流変換器２７（インバータ回路）の駆動周波数である。交流電力Ｐａｃ２の周波数とは、第１変換器２２から出力される交流電流又は交流電圧の周波数である。
【００３３】
第１制御器２５は、直流交流変換器２７（インバータ回路）のオン期間を変更することによって、交流電力Ｐａｃ２及び負荷電力Ｐｏｕｔの大きさを変更する位相シフト制御を実施する。例えば、直流交流変換器２７がインバータ回路である場合には、第１制御器２５は、インバータ回路に含まれる複数のスイッチング素子への駆動信号の供給時間を調整して、各スイッチング素子のオン期間を変更する。位相シフト制御における上述の電力制御パラメータは、インバータ回路のオン期間である。
【００３４】
第１制御器２５は、直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃの大きさを変更することによって、交流電力Ｐａｃ２及び負荷電力Ｐｏｕｔの大きさを変更する電圧制御を実施する。直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃの変更は、例えば上述の電力変換器２６が有する昇降圧機能を利用して行われる。直流電力Ｐｄｃの制御における上述の電力制御パラメータは、直流電力Ｐｄｃの電圧Ｖｄｃの大きさである。昇降圧機能は、例えば、チョッパ回路で実現され得る。
【００３５】
第１制御器２５は、充電停止要求を受信した場合、第２変換器３２を動作させたままで直流交流変換器２７のキャパシタ４２（図３参照）の放電制御を行う。放電制御は、直流交流変換器２７のキャパシタ４２に蓄積されている電荷を放出する制御である。第１制御器２５は、例えば、受電装置３から第１通信器２４を介して充電停止要求を受信する。また、第１制御器２５は、送電装置２に設けられた充電停止ボタンが押下されたことに応じて、充電停止要求を受信する。放電制御の詳細は後述する。
【００３６】
受電装置３は、第２コイル３１と、第２変換器３２と、第２検出器３３と、第２通信器３４と、第２制御器３５と、を備えている。
【００３７】
第２コイル３１は、送電装置２から非接触で供給される電力を受け取るためのコイルである。第１コイル２１によって発生された磁束が第２コイル３１に鎖交することによって、第２コイル３１に交流電力Ｐａｃ３が生じる。第２コイル３１は、交流電力Ｐａｃ３を第２変換器３２に供給する。なお、第２コイル３１と第２変換器３２との間には、キャパシタ及びインダクタ（例えば、リアクトル）が接続されていてもよい。
【００３８】
第２変換器３２は、第２コイル３１が受け取った交流電力Ｐａｃ３を負荷Ｌにとって所望の負荷電力Ｐｏｕｔに変換する回路である。負荷Ｌが直流負荷である場合、第２変換器３２は、交流電力Ｐａｃ３を直流の負荷電力Ｐｏｕｔに変換する交流直流変換器（整流回路）である。この場合、第２変換器３２は、負荷Ｌにとって所望の負荷電力Ｐｏｕｔを出力するために昇降圧機能を含んでいてもよい。この昇降圧機能は、例えばチョッパ回路又はトランスで実現され得る。第２変換器３２は、交流直流変換器の入力に設けられたトランスをさらに備えていてもよい。
【００３９】
負荷Ｌが交流負荷である場合、第２変換器３２は、交流電力Ｐａｃ３を直流電力に変換する交流直流変換器に加えて、さらに直流交流変換器（インバータ回路）を含む。直流交流変換器は、交流直流変換器によって変換された直流電力を交流の負荷電力Ｐｏｕｔに変換する。第２変換器３２は、交流直流変換器の入力に設けられたトランスをさらに備えていてもよい。また、第２変換器３２は、回路の破壊を防ぐためのクランプ回路をさらに備えていてもよい。充電を停止した場合に、通常は第２変換器３２から負荷Ｌに繋がるリレーは停止しないが、異常等によって第２変換器３２から負荷Ｌに繋がるリレーが停止した場合に、クランプ回路を使用して電力を消費させてもよい。なお、第２コイル３１から供給される交流電力Ｐａｃ３が負荷Ｌにとって所望の交流電力である場合には、第２変換器３２は省略され得る。
【００４０】
第２検出器３３は、負荷Ｌに供給される負荷電力Ｐｏｕｔに関する測定値を取得するための回路である。第２検出器３３は、負荷Ｌに供給される負荷電圧Ｖｏｕｔ、負荷電流Ｉｏｕｔ又は負荷電力Ｐｏｕｔを測定する。第２検出器３３は、例えば、電圧センサ、電流センサ、又はその組み合わせである。第２検出器３３は、取得した測定値を第２制御器３５に出力する。負荷Ｌは、第２電力指令値を第２制御器３５に出力する。第２電力指令値は、負荷Ｌに供給すべき所望の電力の大きさを示す。例えば負荷Ｌが蓄電池の場合には、第２電力指令値は、負荷ＬのＳＯＣ（State  Of  Charge）に応じて定められた電流、電圧、又は電力の指令値であってもよい。
【００４１】
第２通信器３４は、送電装置２の第１通信器２４と無線で通信を行うための回路である。第２通信器３４により、受電装置３は、送電装置２と通信可能である。第２通信器３４は、例えば、電波を利用する通信方式用のアンテナ、光信号を利用する通信方式用の発光素子及び受光素子を含む。第２通信器３４は、第２制御器３５から受信した情報を送電装置２に送信する。
【００４２】
第２制御器３５は、ＣＰＵ及びＤＳＰ等の処理装置である。第２制御器３５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び受電装置３の各部と接続するインターフェース回路等を含んでいてもよい。第２制御器３５は、第２検出器３３から受信した測定値に基づいて第２電力測定値を計算する。第２制御器３５は、第２電力測定値及び負荷Ｌから受信した第２電力指令値を第２通信器３４を介して送電装置２に送信する。
【００４３】
なお、例えば、送電装置２に電源ＰＳに代えて電気自動車の蓄電池が接続され、受電装置３に負荷Ｌに代えて電源ＰＳが接続されることによって、受電装置３から送電装置２に電力を伝送することも可能である。
【００４４】
次に、放電制御を詳細に説明する。まず、図３及び図４を参照して、放電制御に用いられる回路構成について説明する。図３は、放電制御に関する概略図である。図４は、図３のインバータ回路の回路図である。図３に示されるように、直流交流変換器２７は、インバータ回路４１と、キャパシタ４２と、強制放電回路４３と、を備えている。
【００４５】
図４に示されるように、インバータ回路４１は、フルブリッジインバータであって、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、を備えている。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、電気的な開閉を切り替え可能な要素である。すなわち、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の両端の間が導通状態であるオン状態と、遮断状態であるオフ状態と、に切り替えられる。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４としては、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、及びバイポーラトランジスタ等が用いられる。図４に示される例では、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。
【００４６】
インバータ回路４１の入力端子４１ａ，４１ｂは、キャパシタ４２の両端に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２は、入力端子４１ａ，４１ｂ間において、電気的に直列に接続されている。図４では、入力端子４１ａにスイッチング素子ＳＷ１のドレインが接続され、入力端子４１ｂにスイッチング素子ＳＷ２のソースが接続されている。スイッチング素子ＳＷ１のソース及びスイッチング素子ＳＷ２のドレインは互いに接続され、インバータ回路４１の出力端子４１ｄに接続されている。同様に、スイッチング素子ＳＷ３及びスイッチング素子ＳＷ４は、入力端子４１ａ，４１ｂ間において、電気的に直列に接続されている。図４では、入力端子４１ａにスイッチング素子ＳＷ３のドレインが接続され、入力端子４１ｂにスイッチング素子ＳＷ４のソースが接続されている。スイッチング素子ＳＷ３のソース及びスイッチング素子ＳＷ４のドレインは互いに接続され、インバータ回路４１の出力端子４１ｃに接続されている。出力端子４１ｃは第１コイル２１の一端に接続され、出力端子４１ｄは第１コイル２１の他端に接続されている。
【００４７】
スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のゲートには、第１制御器２５から駆動信号Ｓａ〜Ｓｄがそれぞれ供給される。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、第１制御器２５から出力される駆動信号Ｓａ〜Ｓｄに応じて、オン状態及びオフ状態を切り替える。
【００４８】
ダイオードＤ１〜Ｄ４は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４とそれぞれ電気的に並列に接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のドレインにダイオードＤ１〜Ｄ４のカソードが接続され、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のソースにダイオードＤ１〜Ｄ４のアノードが接続されている。なお、インバータ回路４１は、ハーフブリッジインバータでもよい。
【００４９】
キャパシタ４２は、例えば、平滑用のキャパシタである。キャパシタ４２としては、例えば、電解コンデンサが用いられる。キャパシタ４２は、直流交流変換器２７の入力部に設けられる。つまり、キャパシタ４２は、電力変換器２６とインバータ回路４１との間に設けられている。
【００５０】
強制放電回路４３は、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を強制的に放出する回路である。強制放電回路４３は、キャパシタ４２と電気的に並列に接続されている。強制放電回路４３は、電気的に直列に接続された抵抗素子４４とスイッチング素子４５とを備えている。抵抗素子４４の一端は、電力変換器２６からの出力をインバータ回路４１に供給するための電線に接続され、抵抗素子４４の他端は、スイッチング素子４５の一端に接続されている。スイッチング素子４５の他端は、接地電位（ＧＮＤ）に接続されている。
【００５１】
スイッチング素子４５は、電気的な開閉を切り替え可能な要素である。すなわち、スイッチング素子４５の両端の間が遮断状態であるオフ状態と、導通状態であるオン状態と、に切り替えられる。スイッチング素子４５の例としては、半導体スイッチ、及び機械式のリレー等が挙げられる。スイッチング素子４５は、第１制御器２５から出力される強制放電信号に応じて、オン状態及びオフ状態を切り替える。なお、強制放電回路４３は、必須ではなく、直流交流変換器２７は、強制放電回路４３を備えていなくてもよい。
【００５２】
ここで、図５〜図７を参照して、交流電力Ｐａｃ２の周波数特性（以下、「電力特性」という。）について説明する。図５は、電力特性の一例を示す図である。図６は、電力特性の別の例を示す図である。図７は、電力特性の更に別の例を示す図である。図５〜図７のグラフの横軸は周波数ｆを示し、縦軸は交流電力Ｐａｃ２（の大きさ）を示す。周波数ｆは、交流電力Ｐａｃ２の周波数である。直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の入力電圧Ｖｃは、入力電圧Ｖｃ１から入力電圧Ｖｃ８の順に小さくなるとする。この入力電圧Ｖｃは、キャパシタ４２に蓄積されている電荷に応じて決まり、キャパシタ４２に蓄積されている電荷量が大きいほど、入力電圧Ｖｃが大きくなる。
【００５３】
図５〜図７に示されるように、電力特性は、入力電圧Ｖｃに応じて変化する。具体的には、入力電圧Ｖｃが小さくなるにつれて、直流交流変換器２７が出力可能な交流電力Ｐａｃ２の最大値は小さくなる。また、入力電圧Ｖｃが一定である場合、周波数ｆに応じて、交流電力Ｐａｃ２の大きさが変更される。周波数ｆとしては、例えば８１．３８ｋＨｚ〜９０ｋＨｚが利用可能である。周波数ｆが変わることにより、コイル及びキャパシタ等のリアクタンス素子のインピーダンスが変わり、交流電力Ｐａｃ２が変化する。このように、第１制御器２５は、周波数ｆを変更することによって、交流電力Ｐａｃ２の大きさを変更する周波数制御を実施する。
【００５４】
入力電圧Ｖｃに対して直流交流変換器２７が出力可能な最大の交流電力Ｐａｃ２を直流交流変換器２７に出力させるための周波数ｆである周波数ｆｐは、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが誘導性（Ｌ負荷）となるか容量性（Ｃ負荷）となるかの境界の周波数である。このインピーダンスは、具体的には、直流交流変換器２７の出力から受電装置３側を見たインピーダンスであり、周波数ｆｐよりも大きい周波数ｆではＬ負荷であり、周波数ｆｐよりも小さい周波数ｆではＣ負荷である。
【００５５】
Ｌ負荷は、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）からの出力電圧（交流電力Ｐａｃ２の電圧Ｖａｃ２）の位相θｖに対して出力電流（交流電力Ｐａｃ２の電流Ｉａｃ２）の位相θｉが同じか遅れていることによって実現される。また、出力電圧と出力電流との位相差を同じにしておくと、ノイズ及び制御誤差などでインピーダンスが容量性になってしまうので、安全性確保のために電圧Ｖａｃ２の位相θｖを電流Ｉａｃ２の位相θｉよりも所定値進めておく。この所定値を位相余裕と呼ぶ。ここでは、Ｌ負荷であり、所定の位相余裕があり、かつ、還流電流が所定量ある場合に、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）において行われるスイッチングを、ソフトスイッチングという。それ以外の条件において行われるスイッチングを、ハードスイッチングという。還流電流とは、第１コイル２１の逆起電力により電源に流れ込む電流である（図１６の（ｂ）,（ｃ）及び図１７の（ｂ）,（ｃ）参照）。
【００５６】
なお、図５に示される電力特性では、周波数ｆｐは、入力電圧Ｖｃの大きさによらず略一定である。図６に示される電力特性では、入力電圧Ｖｃが小さくなるにつれて周波数ｆｐは大きくなる。図７に示される電力特性では、入力電圧Ｖｃが小さくなるにつれて周波数ｆｐは小さくなる。このような電力特性の違いは、送電装置２に設けられた共振回路（例えば第１コイル２１及び図示しないキャパシタを含む共振回路）の特性等によって定まる。
【００５７】
第１制御器２５は、キャパシタ４２によって直流交流変換器２７（インバータ回路４１）に供給される電力がインバータ回路４１の耐電力以下となるように、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の周波数ｆを変更することによって、放電制御を行う。一例として、第１制御器２５は、放電制御において、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが誘導性（Ｌ負荷）となるように直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の周波数ｆを変更する。以下、第１放電制御〜第３放電制御について説明する。
【００５８】
（第１放電制御）
続いて、図３、及び図５〜図９を参照して、第１制御器２５が行う第１放電制御について説明する。図８は、第１放電制御の一連の処理を示すフローチャートである。図９は、図８の周波数設定処理を詳細に示すフローチャートである。第１放電制御は、電力変換器２６を停止させる直前の第１電力指令値から変更することなく、電力一定制御を行った後、周波数ｆを変更してインバータ回路４１の駆動を継続することによって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を放出する制御である。図８に示される処理は、例えば第１制御器２５が通常の電力制御を行っている際に充電停止要求を受信したことに応じて開始される。なお、入力電圧Ｖｃは、第１検出器２３（図２参照）によって測定され、第１制御器２５に出力される。
【００５９】
まず、第１制御器２５は、電力変換器２６を停止させる（ステップＳ１１）。そして、第１制御器２５は、電力変換器２６を停止させる直前の第１電力指令値から変更することなく、電力一定制御を行う（ステップＳ１２）。つまり、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時と同じ大きさで一定となるように直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の周波数ｆを変更する。このとき、電力変換器２６は停止しているので、キャパシタ４２には電荷が新たに供給されることはない。このため、電力一定制御によって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出される。そして、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出されると、入力電圧Ｖｃが小さくなる。
【００６０】
続いて、第１制御器２５は、第１検出器２３によって検出された電圧Ｖａｃ２の位相θｖに対する電流Ｉａｃ２の位相θｉの遅れである位相Δθを計算し、位相Δθと位相θｔｈ１とを比較する。そして、第１制御器２５は、位相Δθが所定の位相θｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。位相θｔｈ１は、位相Δθの下限閾値である。位相θｔｈ１は、Ｃ負荷にならない位相Δθであって、Ｌ負荷とＣ負荷との境界となる位相Δθ（０度）よりも数度大きい。この位相θｔｈ１は、予め設定されている。ステップＳ１３において、位相Δθが位相θｔｈ１以上であると判定された場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ステップＳ１２及びステップＳ１３が繰り返される。一方、ステップＳ１３において、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいと判定された場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、Ｃ負荷となり、インバータ回路４１のスイッチングがハードスイッチングとなるおそれがある。このため、第１制御器２５は、電力一定制御を停止する（ステップＳ１４）。
【００６１】
ステップＳ１１〜ステップＳ１４の具体例を説明する。例えば、第１電力指令値が３３００Ｗであり、電力変換器２６を停止させた直後の入力電圧Ｖｃが入力電圧Ｖｃ１であったとする。この場合、図５に示されるように、第１制御器２５は、周波数ｆを周波数ｆ１に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗとなるように制御する。周波数ｆを周波数ｆ１に設定された状態で直流交流変換器２７が動作していると、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出されていき、入力電圧Ｖｃが小さくなる。入力電圧Ｖｃが小さくなると、電力特性が変化するので、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗを維持するように、周波数ｆを下げていく。このような処理が繰り返されると、やがて位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さくなる。このとき、第１制御器２５は、電力一定制御を停止する。
【００６２】
続いて、第１制御器２５は、周波数設定処理を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の周波数設定処理では、図９の（ａ）に示されるように、第１制御器２５は、第１検出器２３から入力電圧Ｖｃを取得する（ステップＳ２１）。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃに応じて周波数ｆを設定する（ステップＳ２２）。具体的には、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃと周波数ｆｐとの対応関係を示す周波数テーブルを有している。この周波数テーブルは、予め実験等によって設定されている。ステップＳ２２では、第１制御器２５は、周波数ｆｐよりも所定の周波数だけ大きい周波数に周波数ｆを設定する。そして、第１制御器２５は、周波数設定処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ１５の周波数設定処理では、図９の（ｂ）に示される処理が行われてもよい。具体的には、第１制御器２５は、位相Δθを取得する（ステップＳ３１）。そして、第１制御器２５は、位相Δθと位相θｔｈ１とを比較し、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３２）。そして、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいと判定された場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが容量性となり、インバータ回路４１のスイッチングがハードスイッチングとなるおそれがある。このため、第１制御器２５は、周波数ｆを予め定められた周波数だけ上げ（ステップＳ３３）、周波数設定処理を終了する。
【００６４】
一方、ステップＳ３２において、位相Δθが位相θｔｈ１以上であると判定された場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、第１制御器２５は、位相Δθと位相θｔｈ２とを比較し、位相Δθが位相θｔｈ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３４）。位相θｔｈ２は、位相Δθの上限閾値であり、位相θｔｈ１よりも大きい。この位相θｔｈ２は、予め設定されている。そして、位相Δθが位相θｔｈ２よりも大きいと判定された場合（ステップＳ３４；Ｙｅｓ）、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが誘導性であるものの、インバータ回路４１で消費される電力が小さいので、第１制御器２５は、周波数ｆを予め定められた周波数だけ下げ（ステップＳ３５）、周波数設定処理を終了する。一方、ステップＳ３４において、位相Δθが位相θｔｈ２以下であると判定された場合（ステップＳ３４；Ｎｏ）、第１制御器２５は、周波数ｆは適切であると判定し、周波数ｆを変更することなく、周波数設定処理を終了する。
【００６５】
続いて、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃと所定の電圧Ｖｔｈとを比較し、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。この電圧Ｖｔｈは、放電制御によってキャパシタ４２に蓄積されている電荷が十分放出されたことを示す値に設定されている。電圧Ｖｔｈは、例えば、強制放電回路４３の回路規模を増大させない程度に設定されている。そして、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈ以上であると判定された場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、第１制御器２５は、再びステップＳ１５の周波数設定処理を行う。一方、ステップＳ１６において、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいと判定された場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止する（ステップＳ１７）。
【００６６】
ステップＳ１５〜ステップＳ１７の具体例を説明する。図５に示される電力特性を有する送電装置２では、周波数ｆｐが入力電圧Ｖｃの大きさによらずほぼ一定であるので、位相Δθが位相θｔｈ１に達するときの周波数ｆである下限周波数ｆｔｈ１が入力電圧Ｖｃの大きさによらずほぼ一定である。このため、第１制御器２５は、周波数ｆを下限周波数ｆｔｈ１に設定して、インバータ回路４１を駆動し続ける。図６に示される電力特性を有する送電装置２では、入力電圧Ｖｃが低下するにつれて周波数ｆｐが大きくなるので、入力電圧Ｖｃが低下するにつれて下限周波数ｆｔｈ１も大きくなる。このため、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃが低下するに従い、周波数ｆを上昇させながらインバータ回路４１を駆動し続ける。図７に示される電力特性を有する送電装置２では、入力電圧Ｖｃが低下するにつれて周波数ｆｐが小さくなるので、入力電圧Ｖｃが低下するにつれて下限周波数ｆｔｈ１、及び位相Δθが位相θｔｈ２に達するときの周波数ｆである上限周波数ｆｔｈ２も小さくなる。このため、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃが低下するに従い、周波数ｆを低下させながらインバータ回路４１を駆動し続ける。そして、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さくなると、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止する。
【００６７】
そして、第１制御器２５は、強制放電回路４３にキャパシタ４２の放電をさせる（ステップＳ１８）。具体的には、第１制御器２５は、強制放電回路４３のスイッチング素子４５に強制放電信号を出力し、スイッチング素子４５をオン状態にすることによって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を強制的に接地電位（ＧＮＤ）に放出する。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃがほぼ０になったことに応じて、強制放電信号によってスイッチング素子４５をオフ状態とし、第１放電制御の一連の処理を終了する。
【００６８】
なお、周波数テーブルには、周波数ｆｐに代えて、下限周波数ｆｔｈ１及び上限周波数ｆｔｈ２の間の周波数と、入力電圧Ｖｃとの関係が設定されていてもよい。
【００６９】
（第２放電制御）
次に、図３、及び図１０〜図１１を参照して、第１制御器２５が行う第２放電制御について説明する。図１０は、第２放電制御の一連の処理を示すフローチャートである。図１１は、第２放電制御における動作を説明するための図である。第２放電制御は、電力変換器２６を停止させる直前の第１電力指令値から変更することなく、電力一定制御を行った後、第１電力指令値を変更して電力一定制御を継続することによって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を放出する制御である。図１０に示される処理は、例えば第１制御器２５が通常の電力制御を行っている際に充電停止要求を受信したことに応じて開始される。ステップＳ４１〜ステップＳ４４の処理は、それぞれ、図８のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理と同じであるので、その説明を省略する。
【００７０】
続いて、第１制御器２５は、第１電力指令値変更処理を行う（ステップＳ４５）。具体的には、第１制御器２５は、ステップＳ４４において停止された電力一定制御の第１電力指令値よりも小さい値に第１電力指令値を変更する。ステップＳ４５において設定される第１電力指令値によって、入力電圧Ｖｃを下げることができる限界値、及び第２放電制御に要する時間が決まる。このため、ステップＳ４５において設定される第１電力指令値は、送電装置２の仕様及び電力特性に応じて決定される。そして、第１制御器２５は、ステップＳ４５において設定された第１電力指令値を用いて、電力一定制御を行う（ステップＳ４６）。つまり、ステップＳ４６では、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時よりも小さくなるように、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の周波数ｆを変更する。そして、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時よりも小さい大きさで一定となるように周波数ｆを変更する。
【００７１】
そして、第１制御器２５は、ステップＳ４３と同様に、交流電力Ｐａｃ２の位相Δθと位相θｔｈ１とを比較し、位相Δθが所定の位相θｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４７）。ステップＳ４７において、位相Δθが位相θｔｈ１以上であると判定された場合（ステップＳ４７；Ｎｏ）、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃと所定の電圧Ｖｔｈとを比較し、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４８）。そして、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈ以上であると判定された場合（ステップＳ４８；Ｎｏ）、第１制御器２５は、ステップＳ４６〜ステップＳ４８の処理を繰り返す。
【００７２】
一方、ステップＳ４７において、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいと判定された場合（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）、及びステップＳ４８において、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいと判定された場合（ステップＳ４８；Ｙｅｓ）、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止する（ステップＳ４９）。そして、図８のステップＳ１８と同様に、第１制御器２５は、強制放電回路４３にキャパシタ４２の放電をさせる（ステップＳ５０）。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃがほぼ０になったことに応じて、強制放電信号によってスイッチング素子４５をオフ状態とし、第２放電制御の一連の処理を終了する。
【００７３】
例えば、図１１に示されるように、第１電力指令値が３３００Ｗであり、電力変換器２６を停止させた直後の入力電圧Ｖｃが入力電圧Ｖｃ１であったとする。この場合、第１制御器２５は、周波数ｆを周波数ｆ１に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗとなるように制御する。そして、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出されていき、入力電圧Ｖｃが小さくなる。このとき、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗで一定となるように、第１制御器２５は周波数ｆを周波数ｆ１から徐々に下げていく。そして、周波数ｆが周波数ｆ２になったときに、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さくなる。このときの入力電圧Ｖｃは入力電圧Ｖｃ２であったとする。続いて、第１制御器２５が第１電力指令値を５００Ｗに変更し、周波数ｆを周波数ｆ３に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が５００Ｗとなるように制御する。そして、交流電力Ｐａｃ２が５００Ｗで一定となるように、第１制御器２５は周波数ｆを周波数ｆ３から徐々に下げていく。そして、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さくなると、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止し、強制放電回路４３にキャパシタ４２の放電をさせる。
【００７４】
（第２放電制御の変形例）
次に、図３、及び図１２〜図１４を参照して、第１制御器２５が行う第２放電制御の変形例について説明する。図１２は、第２放電制御の変形例の一連の処理を示すフローチャートである。図１３は、図１２の第１電力指令値変更処理を詳細に示すフローチャートである。図１４は、第２放電制御の変形例における動作を説明するための図である。第２放電制御の変形例では、第１電力指令値が段階的に下げられる。図１２に示される処理は、例えば第１制御器２５が通常の電力制御を行っている際に充電停止要求を受信したことに応じて開始される。ステップＳ５１〜ステップＳ５４の処理は、それぞれ、図８のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理と同じであるので、その説明を省略する。
【００７５】
続いて、第１制御器２５は、第１電力指令値変更処理を行う（ステップＳ５５）。ステップＳ５５の第１電力指令値変更処理では、図１３の（ａ）に示されるように、第１制御器２５は、第１検出器２３から入力電圧Ｖｃを取得する（ステップＳ６１）。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃに応じて第１電力指令値を設定する（ステップＳ６２）。具体的には、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃと第１電力指令値との関係を示す電力指令値テーブルを有している。この電力指令値テーブルは、予め実験等によって設定されている。つまり、電力指令値テーブルには、入力電圧Ｖｃに対して、位相Δθが位相θｔｈ１よりも大きくなるような第１電力指令値が予め設定されている。ステップＳ６２では、第１制御器２５は、電力指令値テーブルを参照し、入力電圧Ｖｃに対応付けられた第１電力指令値を設定する。そして、第１制御器２５は、第１電力指令値変更処理を終了する。
【００７６】
ステップＳ５５の第１電力指令値変更処理では、図１３の（ｂ）に示される処理が行われてもよい。具体的には、第１制御器２５は、位相Δθを取得する（ステップＳ７１）。そして、第１制御器２５は、位相Δθと位相θｔｈ１とを比較し、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ７２）。そして、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さいと判定された場合（ステップＳ７２；Ｙｅｓ）、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが容量性となり、インバータ回路４１のスイッチングがハードスイッチングとなるおそれがある。このため、第１制御器２５は、第１電力指令値を予め定められた値だけ下げ（ステップＳ７３）、第１電力指令値変更処理を終了する。一方、ステップＳ７２において、位相Δθが位相θｔｈ１以上であると判定された場合（ステップＳ７２；Ｎｏ）、第１制御器２５は、第１電力指令値を変更することなく、第１電力指令値変更処理を終了する。
【００７７】
続いて、第１制御器２５は、ステップＳ５５において設定された第１電力指令値を用いて、電力一定制御を行う（ステップＳ５６）。つまり、ステップＳ５６では、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時よりも小さくなるように、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の周波数ｆを変更する。そして、第１制御器２５は、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時よりも小さい値で一定となるように周波数ｆを変更する。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃと所定の電圧Ｖｔｈとを比較し、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５７）。そして、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈ以上であると判定された場合（ステップＳ５７；Ｎｏ）、第１制御器２５は、ステップＳ５５〜ステップＳ５７の処理を繰り返す。
【００７８】
一方、ステップＳ５７において、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さいと判定された場合（ステップＳ５７；Ｙｅｓ）、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止する（ステップＳ５８）。そして、図８のステップＳ１８と同様に、第１制御器２５は、強制放電回路４３にキャパシタ４２の放電をさせる（ステップＳ５９）。そして、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃがほぼ０になったことに応じて、強制放電信号によってスイッチング素子４５をオフ状態とし、第２放電制御の変形例の一連の処理を終了する。
【００７９】
例えば、図１４に示されるように、第１電力指令値が３３００Ｗであり、電力変換器２６を停止させた直後の入力電圧Ｖｃが入力電圧Ｖｃ１であったとする。この場合、第１制御器２５は、周波数ｆを周波数ｆ１に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗとなるように制御する。そして、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出されていき、入力電圧Ｖｃが小さくなる。このとき、交流電力Ｐａｃ２が３３００Ｗで一定となるように、第１制御器２５は周波数ｆを周波数ｆ１から徐々に下げていく。そして、周波数ｆが周波数ｆ２になったときに、位相Δθが位相θｔｈ１よりも小さくなる。このときの入力電圧Ｖｃは入力電圧Ｖｃ２であったとする。
【００８０】
続いて、第１制御器２５が第１電力指令値を２０００Ｗに変更したとする。この場合、第１制御器２５は、周波数ｆを周波数ｆ４に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が２０００Ｗとなるように制御する。そして、交流電力Ｐａｃ２が２０００Ｗで一定となるように、第１制御器２５は周波数ｆを周波数ｆ４から徐々に下げていく。設定された第１電力指令値に基づく電力一定制御をしばらく行った後、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈ以上であれば、第１制御器２５は、第１電力指令値を更に変更する。このとき、第１制御器２５が第１電力指令値を１０００Ｗに変更したとする。この場合、第１制御器２５は、周波数ｆを周波数ｆ５に設定することにより、交流電力Ｐａｃ２が１０００Ｗとなるように制御する。そして、交流電力Ｐａｃ２が１０００Ｗで一定となるように、第１制御器２５は電力一定制御を行う。このように、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さくなるまで、上記処理が繰り返され、第１電力指令値が徐々に小さくなる。そして、入力電圧Ｖｃが電圧Ｖｔｈよりも小さくなると、第１制御器２５は、インバータ回路４１の駆動を停止し、強制放電回路４３にキャパシタ４２の放電をさせる。
【００８１】
（第３放電制御）
次に、図３、図４、及び図１５〜図１７を参照して、第１制御器２５が行う第３放電制御について説明する。図１５は、インバータ回路に含まれる各スイッチング素子の状態を示す図である。図１６及び図１７は、インバータ回路に流れる電流を示す図である。第３放電制御は、インバータ回路４１に含まれる各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ状態の切り替えタイミングを調整することによって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を放出する制御である。
【００８２】
図１５に示されるように、インバータ回路４１の動作は、インバータ回路４１に流れる電流経路に応じて、期間Ｔａ〜Ｔｄに区分され得る。期間Ｔａでは、第１制御器２５は、駆動信号Ｓａ，Ｓｄを供給しており、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４はオン状態である。第１制御器２５は、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃを供給していないので、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３はオフ状態である。このとき、図１６の（ａ）に示されるように、入力端子４１ａから、スイッチング素子ＳＷ１、出力端子４１ｄ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｃ、スイッチング素子ＳＷ４を順に通って、入力端子４１ｂに至る電流経路Ｒａに電流Ｉａｃ２が流れる。つまり、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４には順方向に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８３】
続いて、期間Ｔｂでは、第１制御器２５は、まず駆動信号Ｓａ，Ｓｄの供給を停止し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をオフ状態とする。このとき、第１制御器２５は、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃも供給していないので、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３もオフ状態のままである（期間Ｔｂ１）。この期間Ｔｂ１をデッドタイムという。しかし、第１コイル２１は、逆起電力によって期間Ｔａと同じ方向に電流Ｉａｃ２を流し続けようとするので、図１６の（ｂ）に示されるように、入力端子４１ｂから、ダイオードＤ２、出力端子４１ｄ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｃ、ダイオードＤ３を順に通って、入力端子４１ａに至る電流経路Ｒｂ１に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８４】
そして、デッドタイムが経過した後、第１制御器２５は、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃを供給し、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をオン状態とする。このとき、第１制御器２５は、駆動信号Ｓａ，Ｓｄを供給していないので、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４はオフ状態である（期間Ｔｂ２）。この状態では、図１６の（ｃ）に示されるように、入力端子４１ｂから、スイッチング素子ＳＷ２、出力端子４１ｄ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｃ、スイッチング素子ＳＷ３を順に通って、入力端子４１ａに至る電流経路Ｒｂ２に電流Ｉａｃ２が流れる。つまり、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３には逆方向に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８５】
続いて、期間Ｔｃにおいて、第１制御器２５は、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃを供給し続け、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３はオン状態を維持する。また、第１制御器２５は、駆動信号Ｓａ，Ｓｄの供給を停止し続け、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４はオフ状態を維持する。しかし、第１コイル２１の逆起電力がなくなり、第１コイル２１には、期間Ｔａ，Ｔｂと反対の方向に電流Ｉａｃ２が流れる。つまり、図１７の（ａ）に示されるように、入力端子４１ａから、スイッチング素子ＳＷ３、出力端子４１ｃ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｄ、スイッチング素子ＳＷ２を順に通って、入力端子４１ｂに至る電流経路Ｒｃに電流Ｉａｃ２が流れる。つまり、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３には順方向に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８６】
続いて、期間Ｔｄでは、第１制御器２５は、まず駆動信号Ｓｂ，Ｓｃの供給を停止し、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をオフ状態とする。このとき、第１制御器２５は、駆動信号Ｓａ，Ｓｄも供給していないので、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４もオフ状態のままである（期間Ｔｄ１）。期間Ｔｄ１は、期間Ｔｂ１と同様にデッドタイムという。しかし、第１コイル２１は、逆起電力によって期間Ｔｃと同じ方向に電流Ｉａｃ２を流し続けようとするので、図１７の（ｂ）に示されるように、入力端子４１ｂから、ダイオードＤ４、出力端子４１ｃ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｄ、ダイオードＤ１を順に通って、入力端子４１ａに至る電流経路Ｒｄ１に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８７】
そして、デッドタイムが経過した後、第１制御器２５は、駆動信号Ｓａ，Ｓｄを供給し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をオン状態とする。このとき、第１制御器２５は、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃを供給していないので、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３はオフ状態である（期間Ｔｄ２）。この状態では、図１７の（ｃ）に示されるように、入力端子４１ｂから、スイッチング素子ＳＷ４、出力端子４１ｃ、第１コイル２１（図３参照）、出力端子４１ｄ、スイッチング素子ＳＷ１を順に通って、入力端子４１ａに至る電流経路Ｒｄ２に電流Ｉａｃ２が流れる。つまり、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４には逆方向に電流Ｉａｃ２が流れる。
【００８８】
インバータ回路４１では、上述の期間Ｔａ〜Ｔｄに対応する動作が順に繰り返される。
【００８９】
上述のように、期間Ｔｂ１及び期間Ｔｄ１では、ダイオードに電流Ｉａｃ２が流れる。このため、期間Ｔｂ１及び期間Ｔｄ１では、ダイオードの順方向電圧分だけ、電力損失が増加する。第３放電制御では、この関係を利用することによって、キャパシタ４２に蓄積されている電荷が放出される。具体的には、第１制御器２５は、通常のインバータ回路４１の制御よりもデッドタイムが長くなるように、駆動信号Ｓａ〜Ｓｄを供給する。つまり、第１制御器２５は、通常のインバータ回路４１の制御よりも期間Ｔｂ１，Ｔｄ１が長くなるように、駆動信号Ｓａ〜Ｓｄを供給する。第３放電制御におけるデッドタイムの長さは、予め設定されている。言い換えれば、第３放電制御では、第１制御器２５は、ダイオードの順方向と同じ向きに電流Ｉａｃ２が流れる期間で当該ダイオードと電気的に並列に接続されているスイッチング素子をオフ状態とする時間を、電力変換器２６の動作時よりも長くする。
【００９０】
第１制御器２５は、期間Ｔｂにおいて、駆動信号Ｓａ，Ｓｄの供給を停止するとともにタイマをスタートさせ、予め設定されたデッドタイムに相当する時間が経過したと判定すると、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃを供給する。同様に、第１制御器２５は、期間Ｔｄにおいて、駆動信号Ｓｂ，Ｓｃの供給を停止するとともにタイマをスタートさせ、予め設定されたデッドタイムに相当する時間が経過したと判定すると、駆動信号Ｓａ，Ｓｄを供給する。
【００９１】
以上の非接触給電システム１及び送電装置２では、電力変換器２６が停止した後も、キャパシタ４２によって直流交流変換器２７に供給される電力が直流交流変換器２７の耐電力以下となるように、直流交流変換器２７が駆動され続ける。このため、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の耐電力を上げることなく、キャパシタ４２に蓄積されている電力（電荷）を消費し続けることができる。その結果、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の大型化を招くことなく、キャパシタ４２を放電することが可能となる。これにより、強制放電回路４３の抵抗素子４４及びスイッチング素子４５の耐電圧を下げることができるので、抵抗素子４４及びスイッチング素子４５の小型化が可能となる。さらには、強制放電回路４３を省略することも可能となる。
【００９２】
直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスが容量性（Ｃ負荷）となる場合には、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）のスイッチングは、ハードスイッチングとなり得る。このため、直流交流変換器２７から受電装置３側を見たインピーダンスを誘導性（Ｌ負荷）とすることにより、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）のスイッチングをソフトスイッチングとすることができる。これにより、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の耐電力を上げることなく、キャパシタ４２に蓄積されている電荷を放出し続けることができる。その結果、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の大型化を招くことなく、キャパシタ４２を放電することが可能となる。
【００９３】
第１放電制御（ステップＳ１２）、第２放電制御（ステップＳ４２，Ｓ４６）、及び第２放電制御の変形例（ステップＳ５２，Ｓ５６）では、交流電力Ｐａｃ２が一定となるように直流交流変換器２７の周波数ｆが変更される。この場合、交流電力Ｐａｃ２を一定にするための電力一定制御を継続することができる。これにより、電力変換器２６の停止後も電力一定制御を用いてキャパシタ４２の放電を行うことができる。また、電力一定制御により、直流交流変換器２７から一定の大きさの交流電力Ｐａｃ２が出力されるので、キャパシタ４２が一定の割合で放電される。このため、キャパシタ４２の放電を効率的に行うことができる。
【００９４】
第２放電制御（ステップＳ４６）、及び第２放電制御の変形例（ステップＳ５６）では、交流電力Ｐａｃ２が電力変換器２６の動作時よりも小さくなるように、直流交流変換器２７の周波数ｆが変更される。直流交流変換器２７によって変換された交流電力Ｐａｃ２の大きさが小さいほど、電圧Ｖａｃ２の位相θｖに対して電流Ｉａｃ２の位相θｉが遅れる。このため、ソフトスイッチングにより直流交流変換器２７（インバータ回路４１）を駆動可能な時間を長くすることができる。これにより、キャパシタ４２の放電をより確実に行うことが可能となる。
【００９５】
インバータ回路４１では、ダイオードの順方向と同じ向きに電流Ｉａｃ２が流れる期間において、当該ダイオードと電気的に並列に接続されているスイッチング素子をオフ状態とすると、ダイオードの順方向電圧降下分、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）において電力が消費される。第３放電制御では、このスイッチング素子をオフ状態に維持する時間を電力変換器２６の動作時よりも長くすることで、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）における電力の消費を増大させることができ、キャパシタ４２の放電を効率的に行うことが可能となる。
【００９６】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、非接触給電システム１は、電気自動車ＥＶに限られず、プラグインハイブリッド車及び水中航走体等の移動体に適用されてもよく、移動体以外に適用されてもよい。
【００９７】
上記実施形態では、放電制御の対象となるキャパシタ４２は、直流交流変換器２７に含まれているが、これに限られない。キャパシタ４２は、直流交流変換器２７の入力に設けられていればよく、電力変換器２６と直流交流変換器２７との間に設けられていてもよく、電力変換器２６に含まれていてもよい。つまり、直流交流変換器２７の入力に設けられたキャパシタ４２とは、電力変換器２６の整流回路とインバータ回路４１との間に設けられるキャパシタを意味する。また、強制放電回路４３は、直流交流変換器２７に含まれていなくてもよい。
【００９８】
また、第１制御器２５は、キャパシタ４２によって直流交流変換器２７（インバータ回路４１）に供給される電力がインバータ回路４１の耐電力以下となるように、放電制御を行えばよく、インバータ回路４１のスイッチングがハードスイッチングとなってもよい。このような場合でも、キャパシタ４２によって供給される電力が、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の耐電力以下となるのであれば、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の大型化を招くことなく、キャパシタ４２を放電することが可能となる。
【００９９】
また、第１放電制御と第３放電制御とが組み合わされて実行されてもよく、第２放電制御又はその変形例と第３放電制御とが組み合わされて実行されてもよい。
【０１００】
また、第１放電制御において、ステップＳ１２及びステップＳ１３が省略されてもよい。また、第１放電制御において、ステップＳ１５及びステップＳ１６が省略されてもよい。
【０１０１】
また、第２放電制御において、ステップＳ４２及びステップＳ４３が省略されてもよい。また、第２放電制御の変形例において、ステップＳ５２及びステップＳ５３が省略されてもよい。
【０１０２】
また、直流交流変換器２７が強制放電回路４３を備えていない場合には、ステップＳ１８、ステップＳ５０、及びステップＳ５９は省略される。
【０１０３】
また、第１放電制御、第２放電制御、及び第２放電制御の変形例では、インバータ回路４１の周波数ｆを変更する周波数制御が用いられているが、これに限られない。例えば、位相シフト制御が用いられてもよく、周波数制御及び位相シフト制御の少なくともいずれかが用いられてもよい。図１８に示されるように、第１制御器２５は、直流交流変換器２７（インバータ回路４１）の位相シフト量を大きくすることによって、交流電力Ｐａｃ２の電力を小さくすることができる。位相シフト量は、スイッチング素子ＳＷ１の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ４の駆動時間とのずれ量（又はスイッチング素子ＳＷ２の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ３の駆動時間とのずれ量）である。
【０１０４】
例えば、第１制御器２５は、インバータ回路４１に含まれるスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４への駆動信号Ｓａ〜Ｓｄの供給時間を調整して、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４がオンとなる時間を調整する。スイッチング素子ＳＷ１の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ４の駆動時間とが同じであり、スイッチング素子ＳＷ２の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ３の駆動時間とが同じであるときが、インバータ回路４１の通電期間（オン期間）が最も長くなる。スイッチング素子ＳＷ１の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ４の駆動時間とがずれるほど（スイッチング素子ＳＷ２の駆動時間とスイッチング素子ＳＷ３の駆動時間とがずれるほど）、インバータ回路４１のオン期間が短くなる。インバータ回路４１のオン期間が短くなるほど、交流電力Ｐａｃ２は小さくなる。
【０１０５】
つまり、第１放電制御、第２放電制御、及び第２放電制御の変形例において、第１制御器２５は、周波数ｆを変更する処理に代えて、位相シフト量を変更してもよい。この場合、第１制御器２５は、例えば、位相シフト量を変更することによって電力一定制御を行う。つまり、第１制御器２５は、入力電圧Ｖｃが低下するにつれて、第１電力指令値に交流電力Ｐａｃ２の大きさを近づけるために、位相シフト量を小さくする。また、第１制御器２５は、周波数ｆ及び位相シフト量の両方を変更してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、電源ＰＳが交流電源の場合の非接触給電システムを説明したが、電源ＰＳは直流電源であってもよい。直流電源の種類はとくに限定されないが、例えば太陽光発電装置及び蓄電装置等であってもよい。この場合、電力変換器２６は、直流電源からの直流電力を所望の直流電力に変換する直流直流変換器（DC/DC  converter）とすることができる。また、直流電源が所望の直流電力を供給できる場合には、電力変換器２６は、直流電源からの電力を直流交流変換器２７に流すか否かを制御する回路開閉器（スイッチ、及びリレー等）であってもよい。本明細書では、「電源から供給される電力を直流電力に変換する電力変換器」は、上記のような回路開閉器も含むものとする。
【符号の説明】
【０１０７】
１  非接触給電システム
２  送電装置
３  受電装置
４  第１コイル装置
５  第２コイル装置
２１  第１コイル
２２  第１変換器
２３  第１検出器
２４  第１通信器
２５  第１制御器
２６  電力変換器
２７  直流交流変換器
３１  第２コイル
３２  第２変換器
３３  第２検出器
３４  第２通信器
３５  第２制御器
４１  インバータ回路
４１ａ  入力端子
４１ｂ  入力端子
４１ｃ  出力端子
４１ｄ  出力端子
４２  キャパシタ
４３  強制放電回路
４４  抵抗素子
４５  スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ４  ダイオード
ＥＶ  電気自動車
Ｉｄｃ  電流
Ｉｏｕｔ  負荷電流
Ｌ  負荷
Ｐｄｃ  直流電力
Ｐｏｕｔ  負荷電力
ＰＳ  電源
Ｒ  路面
Ｓａ  駆動信号
Ｓｂ  駆動信号
Ｓｃ  駆動信号
Ｓｄ  駆動信号
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチング素子
Ｖｃ  入力電圧
Ｖｄｃ  電圧
Ｖｏｕｔ  負荷電圧
【図１】
2018038105.tif 000003
【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】
2018038105.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018038105.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2018038105.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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