(57)【要約】【課題】送電装置が行なう周波数調整制御と受電装置が行なう周波数調整制御との干渉を抑制する。【解決手段】送電装置は、送電電力の周波数である送電周波数を調整する「送電周波数調整制御」を実行可能に構成される。受電装置は、送電装置の送電電力を非接触で受電する受電部の共振周波数を調整する「共振周波数調整制御」を実行可能に構成される。送電装置は、受電装置から受信した制御情報を用いて、受電装置が受電部の共振周波数調整制御を行なう機能を有しているか否かを判定する。送電装置は、受電装置が共振周波数調整制御を行なう機能を有していると判定された場合、送電周波数調整制御と共振周波数調整制御とのうち、分解能のより高い方の制御を選択する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の送電電力を受電装置の受電部へ非接触で送電可能に構成された送電部と、
前記送電電力の周波数である送電周波数を調整する制御を実行可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記受電装置から受信した情報を用いて前記受電装置が前記受電部の共振周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その判定の結果を用いて前記送電周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する、送電装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記受電装置が前記共振周波数を調整する機能を有していない場合、前記送電電力の周波数を調整する制御を行ない、
前記受電装置が前記共振周波数を調整する機能を有している場合、前記共振周波数の制御性と前記送電周波数の制御性とを比較し、前記送電周波数の制御性が前記共振周波数の制御性よりも高い場合に前記送電周波数を調整する制御を行なう、請求項１に記載の送電装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記受電装置が前記共振周波数を調整する機能を有しており、かつ前記送電周波数の制御性が前記共振周波数の制御性よりも低い場合には、前記送電周波数を調整する制御を行なわずに前記送電周波数を予め定められた値に固定し、前記共振周波数の調整を要求する信号を前記受電装置に送信する、請求項２に記載の送電装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記受電装置から前記送電周波数が指定されている場合には、前記送電周波数を調整する制御を行なわずに前記送電周波数を前記受電装置から指定された値に固定し、前記共振周波数の調整を要求する信号を前記受電装置に送信する、請求項２に記載の送電装置。
【請求項５】
送電装置からの交流の送電電力を非接触で受電可能に構成される受電部と、
前記受電部の共振周波数を調整する制御を実行可能に構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記送電装置から受信した情報を用いて前記送電装置が前記送電電力の周波数である送電周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その判定の結果を用いて前記共振周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する、受電装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記送電装置が前記送電周波数を調整する機能を有していない場合、前記共振周波数を調整する制御を行ない、
前記送電装置が前記送電周波数を調整する機能を有している場合、前記共振周波数の制御性と前記送電周波数の制御性とを比較し、前記共振周波数の制御性が前記送電周波数の制御性よりも高い場合に前記共振周波数を調整する制御を行なう、請求項５に記載の受電装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記送電装置が前記送電周波数を調整する機能を有しており、かつ前記共振周波数の制御性が前記送電周波数の制御性よりも低い場合には、前記共振周波数を調整する制御を行なわずに前記共振周波数を予め定められた値に固定し、前記送電周波数の調整を要求する信号を前記送電装置に送信する、請求項６に記載の受電装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記送電装置から前記共振周波数が指定されている場合には、前記共振周波数を調整する制御を行なわずに前記共振周波数を前記送電装置から指定された値に固定し、前記送電周波数の調整を要求する信号を前記送電装置に送信する、請求項６に記載の受電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、交流の送電電力を非接触で送電する送電装置、および送電装置からの送電電力を非接触で受電する受電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電装置の送電コイルから受電装置の受電コイルへ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムが知られている（たとえば特許文献１〜６参照）。たとえば特許第５８４８３５９号公報（特許文献１）には、非接触電力伝送を開始する前に、送電コイルあるいは受電コイルの大きさに関する情報を通信によって取得することによって、送電装置と受電装置との適合性（compatibility）をチェックする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８４８３５９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献４】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献５】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献６】特開２０１３−１２６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非接触電力伝送システムにおいて、送電装置の送電部から出力される送電電力の周波数（以下「送電周波数」ともいう）と、受電装置の受電部の共振周波数との関係は、電力伝送効率に大きな影響を与える。
【０００５】
一般的に、送電周波数は、送電装置のインバータのスイッチング周波数を制御することによって調整可能である。一方、受電部の共振周波数は、受電部のインダクタンスやキャパシタンスによって決まるところ、受電部がインダクタンスあるいはキャパシタンスを変更可能に構成される場合には、受電部のインダクタンスあるいはキャパシタンスを変更することによって受電部の共振周波数も調整可能である。このように送電周波数の調整と受電部の共振周波数の調整との双方が可能である場合、双方の周波数調整が互いに干渉し合うことによって、適切な周波数に調整できなかったり、周波数の調整に時間がかかったりするといった問題が生じる可能性がある。
【０００６】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、送電周波数を調整する制御と受電部の共振周波数を調整する制御との干渉を抑制して適切な周波数調整を実現可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本開示による送電装置は、交流の送電電力を受電装置の受電部へ非接触で送電可能に構成された送電部と、送電電力の周波数である送電周波数を調整する制御を実行可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、受電装置から受信した情報を用いて受電装置が受電部の共振周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その判定の結果を用いて送電周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する。
【０００８】
上記構成によれば、送電装置は、受電装置から受信した情報を用いて受電装置が受電部の共振周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その結果で送電周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する。そのため、たとえば受電装置が共振周波数の調整を行なう場合において、送電装置は、送電周波数の調整を行なわないといった対策を講じることが可能となる。その結果、送電周波数を調整する制御と受電部の共振周波数を制御する制御との干渉を抑制して適切な周波数調整を実現可能とすることができる。
【０００９】
（２）  ある実施の形態においては、制御装置は、受電装置が共振周波数を調整する機能を有していない場合、送電電力の周波数を調整する制御を行なう。制御装置は、受電装置が共振周波数を調整する機能を有している場合、共振周波数の制御性と送電周波数の制御性とを比較し、送電周波数の制御性が共振周波数の制御性よりも高い場合に送電周波数を調整する制御を行なう。
【００１０】
（３）  ある実施の形態においては、制御装置は、受電装置が共振周波数を調整する機能を有しており、かつ送電周波数の制御性が共振周波数の制御性よりも低い場合には、送電周波数を調整する制御を行なわずに送電周波数を予め定められた値に固定し、共振周波数の調整を要求する信号を受電装置に送信する。
【００１１】
これらの構成によれば、受電装置が共振周波数を調整する機能を有していない場合には、送電周波数の調整制御が行なわれる。一方、受電装置が共振周波数を調整する機能を有している場合には、送電周波数の制御と共振周波数の制御とのうち、制御性（分解能、調整幅など）の高い方の制御が行なわれる。そのため、制御の干渉を防止しつつ制御性を担保することができる。
【００１２】
（４）  ある実施の形態においては、制御装置は、受電装置から送電周波数が指定されている場合には、送電周波数を調整する制御を行なわずに送電周波数を受電装置から指定された値に固定し、共振周波数の調整を要求する信号を受電装置に送信する。
【００１３】
上記構成によれば、制御の干渉を防止しつつ、送電周波数が受電装置から指定された値以外の値に調整されることを回避することができる。
【００１４】
（５）  本開示による受電装置は、送電装置からの交流の送電電力を非接触で受電可能に構成される受電部と、受電部の共振周波数を調整する制御を実行可能に構成された制御装置とを備える。制御装置は、送電装置から受信した情報を用いて送電装置が送電電力の周波数である送電周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その判定の結果を用いて共振周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する。
【００１５】
上記構成によれば、受電装置は、送電装置から受信した情報を用いて送電装置が送電周波数を調整する機能を有しているか否かを判定し、その結果で受電部の共振周波数を調整する制御を行なうか否かを決定する。そのため、たとえば送電装置が送電周波数の調整を行なう場合においては、受電装置は、共振周波数の調整を行なわないといった対策を講じることが可能となる。その結果、送電周波数を調整する制御と受電部の共振周波数を制御する制御との干渉を抑制して適切な周波数調整を実現可能とすることができる。
【００１６】
（６）  ある実施の形態においては、制御装置は、送電装置が送電周波数を調整する機能を有していない場合、共振周波数を調整する制御を行なう。制御装置は、送電装置が送電周波数を調整する機能を有している場合、共振周波数の制御性と送電周波数の制御性とを比較し、共振周波数の制御性が送電周波数の制御性よりも高い場合に共振周波数を調整する制御を行なう。
【００１７】
（７）  ある実施の形態においては、制御装置は、送電装置が送電周波数を調整する機能を有しており、かつ共振周波数の制御性が送電周波数の制御性よりも低い場合には、共振周波数を調整する制御を行なわずに共振周波数を予め定められた値に固定し、送電周波数の調整を要求する信号を送電装置に送信する。
【００１８】
これらの構成によれば、送電装置が送電周波数を調整する機能を有していない場合には、受電部の共振周波数を調整する制御が行なわれる。一方、送電装置が送電周波数を調整する機能を有している場合には、送電周波数の制御と共振周波数の制御とのうち、制御性（分解能、調整幅など）の高い方の制御が行なわれる。そのため、制御の干渉を防止しつつ制御性を担保することができる。
【００１９】
（８）  ある実施の形態においては、制御装置は、送電装置から共振周波数が指定されている場合には、共振周波数を調整する制御を行なわずに共振周波数を送電装置から指定された値に固定し、送電周波数の調整を要求する信号を送電装置に送信する。
【００２０】
上記構成によれば、制御の干渉を防止しつつ、受電部の共振周波数が送電装置から指定された値以外の値に調整されることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電力伝送システムの全体図である。
【図２】電力伝送システムの構成図である。
【図３】送電部および受電部の回路構成の一例を示した図である。
【図４】受電部のキャパシタの構成の一例を示した図である。
【図５】受電部のキャパシタの構成の他の例を示した図である。
【図６】送電装置および受電装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図７】送電装置および受電装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図８】送電装置および受電装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その３）である。
【図９】送電装置および受電装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャート（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本開示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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２３】
＜電力伝送システムの構成＞
図１は、本実施の形態による電力伝送システムの全体図である。電力伝送システムは、車両１と、送電装置１０とを備える。車両１は、受電装置２０を含む。受電装置２０は、車両１の底面に設けられ、たとえば、車両１の底面に設置された蓄電装置３５０の下面（路面側）に設けられる。
【００２４】
送電装置１０は、交流電源１００（たとえば商用系統電源）から電力の供給を受ける。送電装置１０は、地面に設置され、車両１の受電装置２０が送電装置１０に対向するように車両１の位置合わせが行なわれた状態において、受電装置２０へ磁界を通じて非接触で送電するように構成される。
【００２５】
また、送電装置１０は、カメラ２８０を含む。カメラ２８０は、魚眼レンズを備えており、送電装置１０の上面の略中央部に設けられる。カメラ２８０は、魚眼レンズを備えることにより、車両１が送電装置１０に向けて移動する際の受電装置２０を含む広い空間を撮影可能に構成されている。このカメラ２８０の撮影画像を用いて、送電装置１０に対する受電装置２０の相対的な位置関係を検知することができる。
【００２６】
図２は、図１に示した電力伝送システムの構成図である。送電装置１０は、力率改善（ＰＦＣ（Power  Factor  Correction））回路２１０と、インバータ２２０と、フィルタ回路２３０と、送電部２４０とを含む。また、送電装置１０は、電源ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２５０と、通信部２６０と、電圧センサ２７０と、電流センサ２７２，２７４と、カメラ２８０（図１）とをさらに含む。
【００２７】
ＰＦＣ回路２１０は、交流電源１００から受ける電力を整流および昇圧してインバータ２２０へ供給するとともに、入力電流を正弦波に近づけることで力率を改善する。このＰＦＣ回路２１０には、公知の種々のＰＦＣ回路を採用し得る。なお、ＰＦＣ回路２１０に代えて、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。
【００２８】
インバータ２２０は、電源ＥＣＵ２５０によって制御され、ＰＦＣ回路２１０から受ける直流電力を、所定の周波数（たとえば数十ｋＨｚ）を有する送電電力（交流）に変換する。インバータ２２０は、電源ＥＣＵ２５０からの制御信号に従ってスイッチング周波数を変更することにより、送電電力の周波数（以下「送電周波数」ともいう）を所定の分解能で調整することができる。インバータ２２０は、たとえば単相フルブリッジ回路によって構成される。
【００２９】
フィルタ回路２３０は、インバータ２２０と送電部２４０との間に設けられ、インバータ２２０から発生する高調波ノイズを抑制することができる。フィルタ回路２３０は、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。
【００３０】
送電部２４０は、インバータ２２０により生成される交流電力（送電電力）をインバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて受け、送電部２４０の周囲に生成される磁界を通じて受電装置２０の受電部３１０へ非接触で送電する。送電部２４０は、受電部３１０へ非接触で送電するための共振回路を含む（後述）。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。
【００３１】
電圧センサ２７０は、インバータ２２０の出力電圧Ｖを検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電流センサ２７２は、インバータ２２０に流れる電流すなわちインバータ２２０の出力電流Ｉｉｎｖを検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。なお、電圧センサ２７０および電流センサ２７２の検出値に基づいて、インバータ２２０から送電部２４０へ供給される送電電力を検出することができる。電流センサ２７４は、送電部２４０に流れる電流Ｉｓを検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。
【００３２】
通信部２６０は、受電装置２０の通信部３７０と無線通信するように構成される。通信部２６０は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が行なわれる際に、受電装置２０が送信した受電装置２０の制御情報（受電部３１０の共振周波数など）を受信したり、送電装置１０の制御情報（送電周波数など）を受電装置２０に送信したりする。また、通信部２６０は、送電装置１０に対する車両１（受電装置２０）の位置合わせが行なわれる際に、カメラ２８０によって撮像される撮像データを受電装置２０へ送信する。
【００３３】
電源ＥＣＵ２５０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、上述の各センサ等からの信号を受けるとともに、送電装置１０における各種機器の制御を実行する。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３４】
電源ＥＣＵ２５０は、受電装置２０への送電中に、送電電力の大きさを目標電力にするための制御を実行する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０のスイッチング動作のデューティ（duty）を調整することによって、送電電力の大きさを目標電力に制御する。
【００３５】
また、電源ＥＣＵ２５０は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送効率がより高くなるように送電周波数を調整する制御（以下「送電周波数調整制御」ともいう）を実行することができる。送電周波数調整制御は、電源ＥＣＵ２５０がインバータ２２０のスイッチング周波数を制御することによって実現される。本実施の形態においては、送電周波数制御による送電周波数の調整幅（調整可能範囲）は予め定められており、電源ＥＣＵ２５０は、その調整幅において送電周波数を調整することができる。
【００３６】
一方、受電装置２０は、受電部３１０と、フィルタ回路３２０と、整流部３３０と、リレー回路３４０と、蓄電装置３５０とを含む。また、受電装置２０は、充電ＥＣＵ３６０と、通信部３７０と、電圧センサ３８０と、電流センサ３８２とをさらに含む。
【００３７】
受電部３１０は、送電装置１０の送電部２４０から出力される送電電力（交流）を、磁界を通じて非接触で受電する。受電部３１０は、たとえば、送電部２４０から非接触で受電するための共振回路を含む（図示せず）。受電部３１０の共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成される。
【００３８】
フィルタ回路３２０は、受電部３１０と整流部３３０との間に設けられ、受電部３１０による受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路３２０は、たとえば、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。整流部３３０は、受電部３１０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３５０へ出力する。整流部３３０は、整流器とともに平滑用のキャパシタを含んで構成される。
【００３９】
蓄電装置３５０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電池やニッケル水素電池などの二次電池を含んで構成される。蓄電装置３５０は、整流部３３０から出力される電力を蓄える。そして、蓄電装置３５０は、その蓄えられた電力を図示しない車両駆動装置（インバータおよび駆動モータ等）へ供給する。なお、蓄電装置３５０として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。
【００４０】
リレー回路３４０は、整流部３３０と蓄電装置３５０との間に設けられる。リレー回路３４０は、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電時に導通状態（オン）にされる。電圧センサ３８０は、整流部３３０の出力電圧（受電電圧）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電流センサ３８２は、整流部３３０からの出力電流（受電電流）を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ３６０へ出力する。電圧センサ３８０および電流センサ３８２の検出値に基づいて、受電部３１０による受電電力（蓄電装置３５０の充電電力に相当する。）を検出することができる。電圧センサ３８０および電流センサ３８２は、受電部３１０と整流部３３０との間（たとえばフィルタ回路３２０と整流部３３０との間）に設けてもよい。
【００４１】
充電ＥＣＵ３６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、上記の各センサ等からの信号を受けるとともに、受電装置２０における各種機器の制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４２】
充電ＥＣＵ３６０は、送電装置１０からの受電中に、受電装置２０における受電電力が所望の目標となるように、送電装置１０における送電電力の目標（目標電力）を生成する。そして、充電ＥＣＵ３６０は、生成された送電電力の目標（目標電力）を通信部３７０によって送電装置１０へ送信する。
【００４３】
また、充電ＥＣＵ３６０は、送電部２４０と受電部３１０と電力伝送効率がより高くなるように、受電部３１０の共振周波数を調整する制御（以下「共振周波数調整制御」ともいう）を実行することができる。本実施の形態においては、受電部３１０からのキャパシタンスを調整可能に構成されており（後述の図４、５参照）、共振周波数調整制御は、充電ＥＣＵ３６０が受電部３１０のキャパシタンスを変更することによって実現される。また、本実施の形態においては、共振周波数制御による共振周波数の調整幅（調整可能範囲）は予め定められており、充電ＥＣＵ３６０は、その調整幅において共振周波数を調整することができる。
【００４４】
通信部３７０は、送電装置１０の通信部２６０と無線通信するように構成される。通信部３７０は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が行なわれる際に、送電装置１０からの制御情報（送電周波数など）を受信したり、受電装置２０の制御情報（受電部３１０の共振周波数など）を送電装置１０に送信したりする。また、通信部３７０は、上述のように、送電装置１０と受電装置２０との相対的な位置関係を示すデータ（位置検知結果）を充電ＥＣＵ３６０から受けて送電装置１０へ送信する。
【００４５】
この電力伝送システムにおいては、送電装置１０において、インバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ交流の送電電力が供給される。交流の送電電力が送電部２４０に供給されると、送電部２４０の送電コイル２４２と、受電部３１０の受電コイル３１２との間に形成される磁界を通じて、送電部２４０から受電部３１０へエネルギー（電力）が移動する。受電部３１０へ移動したエネルギー（電力）は、フィルタ回路３２０および整流部３３０を通じて蓄電装置３５０へ供給される。
【００４６】
図３は、図２に示した送電部２４０および受電部３１０の回路構成の一例を示した図である。送電部２４０は、送電コイル２４２と、キャパシタ２４４とを含む。キャパシタ２４４は、送電コイル２４２に直列に接続されて送電コイル２４２と共振回路を形成する。送電コイル２４２およびキャパシタ２４４によって構成される共振回路の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。
【００４７】
受電部３１０は、受電コイル３１２と、キャパシタ３１４とを含む。キャパシタ３１４は、受電コイル３１２に直列に接続されて受電コイル３１２と共振回路を形成する。受電コイル３１２およびキャパシタ３１４によって構成される共振回路のＱ値も、１００以上であることが好ましい。なお、送電部２４０および受電部３１０の各々において、キャパシタは、コイルに並列に接続されてもよい。
【００４８】
本実施の形態においては、キャパシタ３１４は、充電ＥＣＵ３６０（図２参照）からの制御信号に従ってその容量（キャパシタンス）が変更可能に構成されている。充電ＥＣＵ３６０がキャパシタ３１４の容量を変更することによって、受電部３１０の共振周波数が調整される。
【００４９】
図４は、受電部３１０のキャパシタ３１４の構成の一例を示した図である。キャパシタ３１４は、たとえば、並列接続される容量部３１６−１〜３１６−３と、容量部３１６−１〜３１６−３にそれぞれ直列に接続されるリレー３１８−１〜３１８−３とを含んで構成される。容量部３１６−１〜３１６−３の各々は、たとえばセラミックコンデンサを含んで構成される。リレー３１８−１〜３１８−３は、充電ＥＣＵ３６０からの制御信号に従ってオン／オフされる。充電ＥＣＵ３６０がリレー３１８−１〜３１８−３を適宜制御することによって、キャパシタ３１４の容量を離散的に調整することができ、これに伴ない共振周波数も離散的に調整することができる。
【００５０】
なお、キャパシタ３１４の構成は、図４に示す構成に限定されない。
図５は、キャパシタ３１４の構成の他の例を示した図である。図５に示すように、キャパシタ３１４は、充電ＥＣＵ３６０からの制御信号に従って容量を連続的に変更可能に構成されたバリアブルコンデンサ（Variable Condenser）であってもよい。この場合、充電ＥＣＵ３６０はキャパシタ３１４の容量を所定の分解能で調整することができ、これにより共振周波数も所定の分解能で調整することができる。
【００５１】
＜送電周波数調整制御および共振周波数調整制御の関係＞
上述したように、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送が行なわれる際、送電装置１０（電源ＥＣＵ２５０）は、電力伝送効率がより高くなるように送電周波数を調整する「送電周波数調整制御」を実行することができる。また、受電装置２０（充電ＥＣＵ３６０）は、電力伝送効率がより高くなるように受電部３１０の共振周波数を調整する「共振周波数調整制御」を実行することができる。
【００５２】
送電周波数調整制御と共振周波数調整制御とは、どちらも周波数を調整する制御である。そのため、これらの制御が互いに干渉し合うことによって、適切な周波数に調整できなかったり、周波数の調整に時間がかかったりするといった問題が生じる可能性がある。
【００５３】
上記の点に鑑み、本実施の形態による送電装置１０は、受電装置２０の制御情報を受電装置２０から受信する。受電装置２０から受信する制御情報には、受電装置２０が共振周波数調整制御を行なう機能を有するか否かを示す機能情報、共振周波数調整制御の制御性を示す情報（分解能、調整幅など）などが含まれる。
【００５４】
送電装置１０は、受電装置２０から受信した制御情報を用いて受電装置２０が共振周波数調整制御を行なう機能を有するか否かを判定する。そして、送電装置１０は、受電装置２０が共振周波数調整制御を行なう機能を有する場合、自らが行なう送電周波数調整制御の制御性と受電装置２０が行なう共振周波数調整制御の制御性とを比較し、その結果に応じてどちらか一方を選択することで制御の干渉を防止する。
【００５５】
以下、本実施の形態では、制御性を示す情報として分解能を用いる例について説明する。
【００５６】
図６は、送電装置１０（電源ＥＣＵ２５０）および受電装置２０（充電ＥＣＵ３６０）が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図６において、左側に送電装置１０の処理手順が示され、右側に受電装置２０の処理手順が示される。
【００５７】
まず、送電装置１０が実行する処理手順の一例について説明する。送電装置１０は、受電装置２０の制御情報を受電装置２０から受信する（ステップＳ１０）。受電装置２０の制御情報には、上述したように、受電装置２０が共振周波数調整制御を行なう機能を有するか否かを示す機能情報、共振周波数調整制御の制御性を示す情報（分解能、調整幅など）などが含まれる。
【００５８】
送電装置１０は、ステップＳ１０において受電装置２０から受信した制御情報（機能情報）を用いて、受電装置２０が受電部３１０の共振周波数を調整する機能を有するか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５９】
受電装置２０が共振周波数の調整機能を有する場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、受電装置２０側の共振周波数調整制御と、送電装置１０側の送電周波数調整制御とが干渉する可能性があるため、送電装置１０は、以下の手順でどちらか一方の制御を選択する。
【００６０】
まず、送電装置１０は、ステップＳ１０において受電装置２０から受信した分解能（共振周波数調整制御の分解能）よりも、送電装置１０による送電周波数調整制御の分解能の方が高い（すなわち周波数をより精度よく調整可能である）か否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、送電周波数調整制御の分解能については、電源ＥＣＵ２５０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００６１】
そして、送電周波数調整制御の分解能の方が高いと判定された場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、送電装置１０は、より制御性の高い送電周波数調整制御を行なう（ステップＳ１６）。この際、送電装置１０は、送電周波数調整制御を行なう旨を受電装置２０に通知する。
【００６２】
一方、共振周波数調整制御の分解能の方が高いと判定された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、送電装置１０は、より制御性の高い共振周波数調整制御を選択する。具体規定には、送電装置１０は、送電周波数調整制御を行なわずに送電周波数を予め定められた値に固定し（ステップＳ１８）、固定された送電周波数の値を示す情報とともに共振周波数の調整要求を受電装置２０に送信する（ステップＳ２０）。
【００６３】
次に、受電装置２０が実行する処理手順の一例について説明する。受電装置２０は、上述した受電装置２０の制御情報（上述の機能情報、制御性を示す情報など）を送電装置１０に送信する（ステップＳ５０）。
【００６４】
その後、受電装置２０は、送電装置１０から共振周波数の調整要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【００６５】
送電装置１０から共振周波数の調整要求を受信した場合（ステップＳ５２にてＹＥＳ）、受電装置２０は、送電装置１０側では送電周波数調整制御が行なわれていないと判定し、共振周波数調整制御を行なう（ステップＳ５４）。
【００６６】
一方、送電装置１０から共振周波数の調整要求を受信していない場合（ステップＳ５２にてＮＯ）、受電装置２０は送電装置１０が送電周波数調整制御を行なう旨の通知を送電装置１０から受信することになるため、受電装置２０は、共振周波数調整制御を行なわずに共振周波数を予め定められた値に固定する（ステップＳ５６）。
【００６７】
以上のように、本実施の形態による送電装置１０は、受電装置２０から受信した制御情報を用いて、受電装置２０が受電部３１０の共振周波数調整制御を行なう機能を有しているか否かを判定する。そして、受電装置２０が共振周波数調整制御を行なう機能を有している場合、送電装置１０は、送電周波数調整制御と共振周波数調整制御とのうち、分解能のより高い方の制御を選択する。そのため、周波数調整制御の干渉を防止しつつ、その制御性を担保する（電力伝送効率がより高くなる周波数をより精度よく探索する）ことができる。
【００６８】
＜変形例１＞
上述の実施の形態では制御性を示す情報として分解能を用いる例について説明したが、制御性を示す情報はこれに限定されない。たとえば、制御性を示す情報として周波数の調整幅（調整可能範囲）を用いるようにしてもよい。
【００６９】
図７は、本変形例１による送電装置１０および受電装置２０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートは、上述の図６のフローチャートのステップＳ１４をステップＳ１４Ａに変更したものである。その他のステップ（上述の図６に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７０】
受電装置２０が共振周波数の調整機能を有する場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、送電装置１０は、ステップＳ１０において受電装置２０から受信した周波数調整幅（共振周波数の調整幅）よりも、送電装置１０による送電周波数の調整幅の方が広い（すなわち周波数をより広い範囲に亘って調整可能でありロバスト性が高い）か否かを判定する（ステップＳ１４Ａ）。なお、送電周波数の調整幅については、電源ＥＣＵ２５０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００７１】
そして、送電周波数の調整幅の方が広いと判定された場合（ステップＳ１４ＡにおいてＹＥＳ）、送電装置１０は、より制御性の高い送電周波数調整制御を行なう（ステップＳ１６）。
【００７２】
一方、共振周波数の調整幅の方が広いと判定されない場合（ステップＳ１４ＡにおいてＮＯ）、送電装置１０は、より制御性の高い共振周波数調整制御を選択する（ステップＳ１８、Ｓ２０）。
【００７３】
このように、制御性を示す情報として周波数の調整幅を用いることで、周波数調整制御の干渉を防止しつつ、制御性を担保する（部品ばらつきや位置ずれ等の外乱に対するロバスト性を向上させる）ことができる。
【００７４】
＜変形例２＞
上述の実施の形態においては、送電周波数調整制御と共振周波数調整制御とが実行可能である場合において、制御性のより高い方の制御が選択される例について説明した。
【００７５】
しかしながら、受電装置２０が送電装置１０に対して送信周波数を指定した場合には、制御性の比較結果に関わらず、送信周波数を受電装置２０が指定した値に固定するようにしてもよい。
【００７６】
図８は、本変形例２による送電装置１０および受電装置２０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートは、上述の図６のフローチャートのステップＳ１０，Ｓ５０をそれぞれステップＳ１０Ａ，Ｓ５０Ａに変更し、さらに送電装置１０が行なうステップＳ３０，Ｓ３２を追加したものである。その他のステップ（上述の図６に示したステップと同じ番号を付しているステップ）については、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７７】
受電装置２０は、受電装置２０の制御情報を送電装置１０に送信する（ステップＳ５０Ａ）。ステップＳ５０Ａにおいて受電装置２０が送電装置１０に送信する制御情報には、上述の機能情報、制御性を示す情報（分解能、調整幅など）に加えて、送電周波数を指定するか否かを示す指定情報、および送電周波数の指定値を示す情報が含まれる。
【００７８】
送電装置１０は、ステップＳ５０Ａにおいて受電装置２０が送信した制御情報を受信する（ステップＳ１０Ａ）。
【００７９】
送電装置１０は、ステップＳ１０Ａにおいて受信した制御情報（指定情報）を用いて、受電装置２０からの送電周波数の指定の有無を判定する（ステップＳ３０）。
【００８０】
送電周波数が指定されていない場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、送電装置１０は、処理をステップＳ１４に移す。
【００８１】
一方、送電周波数が指定されている場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、送電装置１０は、送電周波数調整制御を行なうことなく送電周波数を受電装置２０から指定された値に固定し（ステップＳ３２）、固定された送電周波数の値を示す情報とともに共振周波数の調整要求を受電装置２０に送信する（ステップＳ２０）。
【００８２】
このようにすることで、周波数調整制御の干渉を防止しつつ、送電周波数が受電装置２０から指定された値以外の値に調整されることを回避することができる。
【００８３】
＜変形例３＞
上述の実施の形態においては、送電周波数調整制御と共振周波数調整制御とが実行可能である場合において、どちらの制御を行なうかを送電装置１０が主体的に決定する例について説明した。しかしながら、どちらの制御を行なうかを受電装置２０が主体的に決定するようにしてもよい。
【００８４】
図９は、本変形例３による送電装置１０および受電装置２０が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図９において、左側に受電装置２０の処理手順が示され、右側に送電装置１０の処理手順が示される。
【００８５】
図９において受電装置２０が行なうステップＳ１０Ｂ〜Ｓ２０Ｂは、上述の図６のフローチャートにおいて送電装置１０が行なうステップＳ１０〜Ｓ２０にそれぞれ対応する。図９において送電装置１０が行なうステップＳ５０Ｂ〜Ｓ５４Ｂは、上述の図６のフローチャートにおいて受電装置２０が行なうステップＳ５０〜Ｓ５４にそれぞれ対応する。
【００８６】
まず、本変形例３による受電装置２０が実行する処理手順の一例について説明する。受電装置２０は、送電装置１０の制御情報を送電装置１０から受信する（ステップＳ１０Ｂ）。送電装置１０の制御情報には、送電周波数調整制御を行なう機能を有するか否かを示す機能情報、送電周波数調整制御の制御性を示す情報（分解能、調整幅など）などが含まれる。
【００８７】
受電装置２０は、ステップＳ１０Ｂにおいて送電装置１０から受信した制御情報を用いて、送電装置１０が送電周波数の調整機能を有するか否かを判定する（ステップＳ１２Ｂ）。
【００８８】
送電装置１０が送電周波数の調整機能を有しない場合（ステップＳ１２ＢにおいてＮＯ）、受電装置２０は、共振周波数調整制御を行なう（ステップＳ１６Ｂ）。
【００８９】
送電装置１０が送電周波数の調整機能を有する場合（ステップＳ１２ＢにおいてＹＥＳ）、受電装置２０は、ステップＳ１０Ｂにおいて受信した分解能（送電周波数調整制御の分解能）よりも、共振周波数調整制御の分解能の方が高いか否かを判定する（ステップＳ１４Ｂ）。
【００９０】
共振周波数調整制御の分解能の方が高い場合（ステップＳ１４ＢにおいてＹＥＳ）、受電装置２０は、共振周波数調整制御を行なう（ステップＳ１６Ｂ）。
【００９１】
送電周波数調整制御の分解能の方が高い場合（ステップＳ１４ＢにおいてＮＯ）、受電装置２０は、共振周波数を予め定められた値に固定し（ステップＳ１８Ｂ）、固定された共振周波数の値を示す情報とともに送電周波数の調整要求を送電装置１０に送信する（ステップＳ２０Ｂ）。
【００９２】
次に、本変形例３による送電装置１０が実行する処理手順の一例について説明する。送電装置１０は、送電装置１０の制御情報を受電装置２０に送信する（ステップＳ５０Ｂ）。その後、送電装置１０は、受電装置２０から送電周波数の調整要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ５２Ｂ）。
【００９３】
受電装置２０から送電周波数の調整要求を受信した場合（ステップＳ５２ＢにてＹＥＳ）、送電装置１０は、受電装置２０側では共振周波数調整制御が行なわれていないと判定し、送電周波数調整制御を実行する（ステップＳ５４Ｂ）。
【００９４】
一方、受電装置２０から送電周波数の調整要求を受信していない場合（ステップＳ５２ＢにてＮＯ）、送電装置１０は、送電周波数調整制御を行なわずに送電周波数を予め定められた値に固定する（ステップＳ５６Ｂ）。
【００９５】
このように、送電周波数調整制御および共振周波数調整制御のどちらを行なうかを受電装置２０が主体的に決定するようにしてもよい。
【００９６】
＜変形例４＞
上述の実施の形態においては、受電部３１０のキャパシタ３１４の容量（キャパシタンス）を変更可能に構成し、受電部３１０のキャパシタ３１４の容量を変更することで受電部３１０の共振周波数を調整する例を示した。
【００９７】
しかしながら、受電部３１０の共振周波数の調整手法はこれに限定されない。たとえば、受電部３１０の受電コイル３１２のインダクタを変更可能に構成し、受電コイル３１２のインダクタを変更することで受電部３１０の共振周波数を調整するようにしてもよい。
【００９８】
上述の実施の形態およびその変形例１−４は、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。
【００９９】
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。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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】
【０１００】
１０  送電装置、２０  受電装置、１００  交流電源、２１０  ＰＦＣ回路、２２０  インバータ、２３０，３２０  フィルタ回路、２４０  送電部、２４２  送電コイル、２４４，３１４  キャパシタ、２５０  電源ＥＣＵ、２６０，３７０  通信部、２７０，３８０  電圧センサ、２７２，２７４，３８２  電流センサ、２８０  カメラ、３１０  受電部、３１２  受電コイル、３１８  リレー、３３０  整流部、３４０  リレー回路、３５０  蓄電装置、３６０  充電ＥＣＵ。
【図１】
2018207731.tif 000003
【図２】
2018207731.tif 000004
【図３】
2018207731.tif 000005
【図４】
2018207731.tif 000006
【図５】
2018207731.tif 000007
【図６】
2018207731.tif 000008
【図７】
2018207731.tif 000009
【図８】
2018207731.tif 000010
【図９】
2018207731.tif 000011