(57)【要約】【課題】非接触送電装置において電力の大きさを収束させる電力制御と電力の周波数を収束させる周波数制御との両方を実行しているときに送電電力が不安定になった場合にその要因を特定する。【解決手段】電源ＥＣＵは、電力制御及び周波数制御を所定の第１期間で実行したときに、電力制御において出力電力の大きさが収束せず、かつ、周波数制御において出力電力の周波数が収束しない場合（Ｓ１１及びＳ１４にてＮＯ）には、電力制御及び周波数制御のうち周波数制御を停止させて（Ｓ１６）電力制御のみを所定の第２期間で実行し（Ｓ１７）、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束した場合（Ｓ１８にてＹＥＳ）には、周波数制御の条件が不適切であると判定し、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束しない場合（Ｓ１８にてＮＯ）には、電力制御の条件が不適切であると判定する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電装置へ非接触で送電する送電部と、
所定周波数の電力を生成して前記送電部へ出力するインバータと、
電力損失を検出する損失検出部と、
前記インバータから出力される出力電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記出力電力の大きさを目標電力に収束させる電力制御と、
前記損失検出部により検出される電力損失が最小となる最適周波数に前記出力電力の周波数を収束させる周波数制御とを実行するように構成され、
前記制御部は、前記電力制御及び前記周波数制御を所定の第１期間で実行したときに、前記電力制御において前記出力電力の大きさが収束せず、かつ、前記周波数制御において前記出力電力の周波数が収束しない場合には、前記電力制御及び前記周波数制御のうち前記周波数制御を停止させて前記電力制御のみを所定の第２期間で実行し、前記第２期間経過後に前記出力電力の大きさが収束した場合には、前記周波数制御の条件が不適切であると判定し、前記第２期間経過後に前記出力電力の大きさが収束しない場合には、前記電力制御の条件が不適切であると判定する、非接触送電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電力制御及び前記周波数制御を前記第１期間で実行したときに、前記電力制御において前記出力電力の大きさが収束し、かつ、前記周波数制御において前記出力電力の周波数が収束しない場合には、前記周波数制御の条件が不適切であると判定し、前記周波数制御において前記出力電力の周波数が収束し、かつ、前記電力制御において前記出力電力の大きさが収束しない場合には、前記電力制御の条件が不適切であると判定する、請求項１に記載の非接触送電装置。
【請求項３】
前記判定により前記電力制御の条件が不適切であるとされた場合には、前記制御部は、前記電力制御における制御ゲインを小さくする、請求項１又は２に記載の非接触送電装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記出力電力の周波数を振動させるための第１周波数操作量の波形を示す振動信号を生成する第１生成部と、
前記損失検出部により周期的に検出される電力損失の波形から高周波成分を抽出する抽出部と、
前記高周波成分により示される損失変化量と前記振動信号により示される前記第１周波数操作量とを乗算した乗算値を得る乗算部と、
前記乗算値を０に近づけるための第２周波数操作量を算出する算出部と、
所定の基準周波数と前記第２周波数操作量と前記振動信号とを用いて、前記インバータに対する駆動信号を生成する第２生成部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触送電装置。
【請求項５】
前記判定により前記周波数制御の条件が不適切であるとされた場合には、前記制御部は、前記振動信号の振動周期を長くする、請求項４に記載の非接触送電装置。
【請求項６】
前記送電部は、送電コイルを含む共振回路を有し、
前記インバータは、前記制御部からの駆動信号によって駆動されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子に並列に接続される還流ダイオードとを有し、
前記損失検出部は、前記送電コイルに流れる電流と、前記インバータに流れる電流と、前記インバータの出力電圧の立上り時における前記インバータの出力電流を示すターンオン電流とを用いて、前記電力損失を検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非接触送電装置。
【請求項７】
送電装置と、
前記送電装置から非接触で受電する受電装置とを備え、
前記送電装置は、
前記受電装置へ非接触で送電する送電部と、
所定周波数の電力を生成して前記送電部へ出力するインバータと、
電力損失を検出する損失検出部と、
前記インバータから出力される出力電力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記出力電力の大きさを目標電力に収束させる電力制御と、
前記損失検出部により検出される電力損失が最小となる最適周波数に前記出力電力の周波数を収束させる周波数制御とを実行するように構成され、
前記制御部は、前記電力制御及び前記周波数制御を所定の第１期間で実行したときに、前記電力制御において前記出力電力の大きさが収束せず、かつ、前記周波数制御において前記出力電力の周波数が収束しない場合には、前記電力制御及び前記周波数制御のうち前記周波数制御を停止させて前記電力制御のみを所定の第２期間で実行し、前記第２期間経過後に前記出力電力の大きさが収束した場合には、前記周波数制御の条件が不適切であると判定し、前記第２期間経過後に前記出力電力の大きさが収束しない場合には、前記電力制御の条件が不適切であると判定する、電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触送電装置及び電力伝送システムに関し、特に、受電装置へ非接触で送電する非接触送電装置におけるインバータの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する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、特開２０１７−５８６５号公報（特許文献６）には、送電装置に設けられるインバータの出力電圧のデューティ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とともに、インバータの駆動周波数を調整することによってインバータのターンオン電流を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１２６３２７号公報
【特許文献６】特開２０１７−５８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献６に記載される非接触送電装置は、インバータの出力電圧のデューティとインバータの駆動周波数との両方を調整しながら、受電装置へ非接触で送電する。こうした送電装置では、インバータの出力電力（ひいては、送電電力）が不安定になりやすい。たとえば、インバータの出力電力の大きさ及び周波数の少なくとも一方が収束しない場合には、送電電力が不安定になる。そして、送電電力が不安定になると、送電電力が過剰に大きくなる可能性がある。このため、上記のような送電装置において送電電力が不安定な状態が継続する場合には、ダイアグノーシス（以下、単に「ダイアグ」と称する）判定において送電装置に異常が生じている旨判定され、送電が中止される。
【０００５】
しかしながら、送電電力を不安定にしている要因を特定できれば、その要因を取り除くことによって送電電力を安定させて送電を続行することが可能になる。たとえば、制御条件に起因して送電電力が不安定になっている場合には、制御条件を変更することによって送電電力を安定させ得る。
【０００６】
本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触送電装置において電力の大きさを収束させる電力制御と電力の周波数を収束させる周波数制御との両方を実行しているときに送電電力が不安定になった場合にその要因を特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の非接触送電装置は、受電装置へ非接触で送電する送電部と、所定周波数の電力を生成して送電部へ出力するインバータと、電力損失を検出する損失検出部と、インバータから出力される電力（以下、「出力電力」とも称する）を制御する制御部とを備える。制御部は、出力電力の大きさを目標電力に収束させる電力制御と、損失検出部により検出される電力損失が最小となる最適周波数に出力電力の周波数を収束させる周波数制御とを実行するように構成される。
【０００８】
そして、上記の制御部は、電力制御及び周波数制御を所定の第１期間で実行したときに、電力制御において出力電力の大きさが収束せず、かつ、周波数制御において出力電力の周波数が収束しない場合には、電力制御及び周波数制御のうち周波数制御を停止させて電力制御のみを所定の第２期間で実行し、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束した場合には、周波数制御の条件が不適切であると判定し、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束しない場合には、電力制御の条件が不適切であると判定するように構成される。
【０００９】
また、本開示の電力伝送システムは、送電装置と、送電装置から非接触で受電する受電装置とを備える。そして、送電装置は、上記構成を有する本開示の非接触送電装置である。
【００１０】
電力制御及び周波数制御の実行中において送電電力が不安定である場合には、電力制御及び周波数制御の少なくとも一方の条件が不適切である可能性が高い。しかし、出力電力の大きさ及び周波数がいずれも収束しない場合には、どちらの制御の条件が不適切であるか分からない。そこで、上記の非接触送電装置及び電力伝送システムにおいては、周波数制御を停止させて電力制御のみが実行されている状態にする。そして、出力電力の大きさが収束すれば周波数制御の条件が不適切であると判定し、出力電力の大きさが収束しなければ電力制御の条件が不適切であると判定する。この判定により、送電電力が不安定になった要因（すなわち、条件が不適切な制御）が特定される。
【００１１】
なお、上記の判定によって電力制御及び周波数制御の一方の制御条件が不適切であることを特定できれば、もう一方の制御条件が適切であるか否かは容易に判定できる。たとえば、上記の判定によって不適切であるとされた制御条件を適切な条件に変更した後、電力制御及び周波数制御を再度実行して、送電電力が安定すればもう一方の制御条件は適切であり、送電電力が安定しなければもう一方の制御条件は適切でない。
【００１２】
上記の制御部は、電力制御及び周波数制御を上記の第１期間で実行したときに、電力制御において出力電力の大きさが収束し、かつ、周波数制御において出力電力の周波数が収束しない場合には、周波数制御の条件が不適切であると判定し、周波数制御において出力電力の周波数が収束し、かつ、電力制御において出力電力の大きさが収束しない場合には、電力制御の条件が不適切であると判定するように構成されてもよい。こうした構成によれば、出力電力の大きさ及び周波数の一方のみが収束しない場合にも、送電電力が不安定になった要因を特定することができる。
【００１３】
上記の制御部は、上記の判定により電力制御の条件が不適切であるとされた場合に、電力制御における制御ゲインを小さくするように構成されてもよい。電力制御の条件が不適切であることによって送電電力が不安定になっている場合には、電力制御の操作に対する電力変化の感度が高過ぎる可能性が高い。このため、電力制御における制御ゲインを小さくすることによって適切な条件になる（又は、適切な条件に近づく）可能性が高い。
【００１４】
上記の制御部は、以下に説明する第１生成部、抽出部、乗算部、算出部、及び第２生成部を含んでいてもよい。第１生成部は、出力電力の周波数を振動させるための第１周波数操作量の波形を示す振動信号を生成する。抽出部は、前述の損失検出部により周期的に検出される電力損失の波形から高周波成分を抽出する。乗算部は、高周波成分により示される損失変化量と振動信号により示される第１周波数操作量とを乗算した乗算値を得る。算出部は、乗算値を０に近づけるための第２周波数操作量を算出する。第２生成部は、所定の基準周波数と第２周波数操作量と振動信号とを用いて、インバータに対する駆動信号を生成する。
【００１５】
制御部において周波数制御を実行するための構成としては、制御の精度や安定性、さらにはコストの観点から、上記のような構成が特に好ましい。
【００１６】
上記の制御部は、前述の判定により周波数制御の条件が不適切であるとされた場合には、振動信号の振動周期を長くするように構成されてもよい。周波数制御の条件が不適切であることによって送電電力が不安定になっている場合には、周波数制御の操作に対する電力変化の感度が高過ぎる可能性が高い。このため、出力電力の周波数を振動させる振動信号の振動周期を長くすることによって適切な条件になる（又は、適切な条件に近づく）可能性が高い。
【００１７】
上記の非接触送電装置において、送電部は、送電コイルを含む共振回路を有してもよい。また、インバータは、制御部からの駆動信号によって駆動されるスイッチング素子と、スイッチング素子に並列に接続される還流ダイオードとを有してもよい。そして、損失検出部は、送電コイルに流れる電流と、インバータに流れる電流と、インバータの出力電圧の立上り時におけるインバータの出力電流を示すターンオン電流とを用いて電力損失を検出するように構成されてもよい。こうした損失検出部によれば、非接触送電装置における電力損失を高い精度で適切に検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、非接触送電装置において電力の大きさを収束させる電力制御と電力の周波数を収束させる周波数制御との両方を実行しているときに送電電力が不安定になった場合にその要因を特定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の実施の形態に係る電力伝送システムの全体構成図である。
【図２】図１に示した電力伝送システムの送電部及び受電部の回路構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示したインバータの回路構成の一例を示す図である。
【図４】図１に示したインバータのスイッチング波形、出力電圧波形、及び出力電流波形を示す図である。
【図５】図１に示したインバータの出力電力の大きさが一定である状況下での送電装置における電力損失とインバータの出力周波数との関係の一例を示す図である。
【図６】本開示の実施の形態に係る非接触送電装置における電力制御及び周波数制御の制御ブロック図である。
【図７】図６に示した振動信号生成部により生成される振動信号の一例を示す図である。
【図８】本開示の実施の形態に係る非接触送電装置の制御部により実行されるダイアグ判定を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８のダイアグ判定の結果に基づく処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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返さない。
【００２１】
図１は、本開示の実施の形態に係る電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この電力伝送システムは、送電装置１０と、受電装置２０とを備える。受電装置２０は、たとえば、送電装置１０から供給され蓄えられた電力を用いて走行可能な車両に搭載される。この実施の形態では、非接触（ワイヤレス）での電力伝送方式として共鳴方式を採用するが、他の方式（電磁誘導方式等）を採用してもよい。
【００２２】
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とをさらに含む。
【００２３】
ＰＦＣ回路２１０は、交流電源１００（たとえば、系統電源）から受ける交流電力を整流及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とができる。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。
【００２４】
インバータ２２０は、ＰＦＣ回路２１０からの入力電力（より特定的には、直流電力）を所定周波数の交流電力に変換して送電部２４０へ出力するように構成される。インバータ２２０の出力電力は、フィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ供給される。この実施の形態では、インバータ２２０が電圧形インバータ（たとえば、後述する図３に示す単相フルブリッジ回路）である。インバータ２２０は、所定の周波数範囲（以下、「出力周波数範囲」とも称する）において出力電力の周波数（以下、単に「出力周波数」とも称する）を変更可能に構成される。インバータ２２０を構成する各スイッチング素子は、電源ＥＣＵ２５０からの駆動信号に従って制御される。そして、インバータ２２０の出力周波数は、上記の駆動信号が示すスイッチング周波数（以下、「駆動周波数」とも称する）に応じて変化する。インバータ２２０の駆動周波数は、インバータ２２０の出力周波数、ひいては送電周波数（送電電力の周波数）と一致する。また、詳細は後述するが、インバータ２２０の出力電圧のデューティも、電源ＥＣＵ２５０からの駆動信号に従って制御される。そして、インバータ２２０の出力電圧のデューティに応じてインバータ２２０の出力電力の大きさが変化する。なお、インバータ２２０の出力電圧のデューティは、出力電圧波形（矩形波）の周期に対する正（又は負）の電圧出力時間の比として定義される（後述する図４参照）。
【００２５】
電圧センサ２７０は、インバータ２２０の出力電圧Ｖｏ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の出力電流Ｉｉｎｖを検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電源ＥＣＵ２５０は、電圧センサ２７０及び電流センサ２７２の検出値に基づいて、インバータ２２０の出力電力を検出することができる。
【００２６】
フィルタ回路２３０は、インバータ２２０から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路２３０は、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。
【００２７】
送電部２４０は、インバータ２２０の出力電力（交流電力）をフィルタ回路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、共振回路（たとえば、後述する図２に示す直列共振回路）を含む。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。
【００２８】
電源ＥＣＵ２５０は、演算装置としてのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、及び入出力バッファ（いずれも図示せず）等を含んで構成される。記憶装置は、作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、保存用ストレージ（ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、書き換え可能な不揮発性メモリ等）とを含む。また、電源ＥＣＵ２５０は、タイマー機能を有する。タイマー機能は、ハードウェアによってもソフトウェアによっても実現できる。また、電源ＥＣＵ２５０においては、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。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。なお、この実施の形態に係る電源ＥＣＵ２５０は、本開示に係る「制御部」の一例に相当する。
【００２９】
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、受電装置２０へ情報を送ったり、受電装置２０からの情報（後述する目標電力等）を受け取ったりする。
【００３０】
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。
【００３１】
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（たとえば、後述する図２に示す直列共振回路）を含む。受電部３１０は、受電した電力を、フィルタ回路３２０を通じて整流部３３０へ出力する。
【００３２】
フィルタ回路３２０は、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ように構成される。フィルタ回路３２０は、たとえば、インダクタ及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。
【００３３】
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、充電ＥＣＵ３６０によってオン／オフ制御され、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電時にはオン（導通状態）にされる。
【００３４】
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によって構成される。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負荷駆動装置等へ供給する。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。
【００３５】
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及び電流センサ３８２の検出値に基づいて、受電部３１０による受電電力（すなわち、蓄電装置３５０の充電電力）を検出することができる。
【００３６】
充電ＥＣＵ３６０は、演算装置としてのＣＰＵ、記憶装置、及び入出力バッファ（いずれも図示せず）等を含み、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。
【００３７】
通信部３７０は、無線通信を行なうように構成される。受電装置２０の通信部３７０と送電装置１０の通信部２６０との間で無線通信が行なわれることによって、電源ＥＣＵ２５０と充電ＥＣＵ３６０との間で情報のやり取りを行なうことが可能になる。
【００３８】
図１に示した送電部２４０及び受電部３１０の各々は、共振回路を含み、送電電力の周波数において共振するように設計されている。図２は、送電部２４０及び受電部３１０の回路構成の一例を示した図である。
【００３９】
図２を参照して、送電部２４０は、直列に接続されたコイル２４２（送電コイル）及びキャパシタ２４４（すなわち、直列共振ＬＣ回路）を含む。送電部２４０におけ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。
【００４０】
受電部３１０は、直列に接続されたコイル３１２（受電コイル）及びキャパシタ３１４（すなわち、直列共振ＬＣ回路）を含む。受電部３１０における共振回路のＱ値も、１００以上であることが好ましい。
【００４１】
図３は、図１に示したインバータ２２０の回路構成の一例を示した図である。図３を参照して、インバータ２２０は、複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、複数の還流ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、たとえば、電力用半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、又はＧＴＯ等）によって構成される。還流ダイオードＤ１〜Ｄ４は、それぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に並列（より特定的には、逆並列）に接続されている。直流側の端子Ｔ１，Ｔ２には、ＰＦＣ回路２１０（図１）が接続され、交流側の端子Ｔ３，Ｔ４には、フィルタ回路２３０（図１）が接続される。
【００４２】
端子Ｔ１，Ｔ２間には、ＰＦＣ回路２１０から出力される直流電圧が印加される。図３において、Ｖ１は、この直流電圧の大きさを示す。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、電源ＥＣＵ２５０からの駆動信号によって駆動される。そして、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング動作に伴なって、端子Ｔ３，Ｔ４間に出力電圧Ｖｏが印加され、出力電流Ｉｉｎｖが流れる（図３中に矢印で示される方向を正とする）。この図３では、一例として、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４がＯＮであり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がＯＦＦである状態が示されており、この場合の出力電圧ＶｏはほぼＶ１（正の値）となる。
【００４３】
図４は、インバータ２２０のスイッチング波形と、出力電圧Ｖｏ及び出力電流Ｉｉｎｖの各々の波形とを示す図である。以下、図３とともに図４を参照して、時刻ｔ４〜ｔ８の１周期を例に、インバータ２２０の動作について説明する。
【００４４】
時刻ｔ４において、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４がそれぞれＯＦＦ、ＯＮの状態で、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦからＯＮへ、スイッチング素子Ｑ３がＯＮからＯＦＦへ切り替わると、各スイッチング素子は図３に示される状態になり、インバータ２２０の出力電圧Ｖｏが０からＶ１（正の値）に立ち上がる。
【００４５】
その後、時刻ｔ５〜ｔ８において、各スイッチング素子の状態が次に示すように変化することに伴い、出力電圧Ｖｏも変化する。時刻ｔ５において、スイッチング素子Ｑ２がＯＦＦからＯＮへ、スイッチング素子Ｑ４がＯＮからＯＦＦへ切り替わると、出力電圧Ｖｏは０となる。時刻ｔ６において、スイッチング素子Ｑ１がＯＮからＯＦＦへ、スイッチング素子Ｑ３がＯＦＦからＯＮへ切り替わると、出力電圧Ｖｏは−Ｖ１（負の値）となる。時刻ｔ７において、スイッチング素子Ｑ２がＯＮからＯＦＦへ、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦからＯＮへ切り替わると、出力電圧Ｖｏは再び０となる。
【００４６】
時刻ｔ４から１周期後の時刻ｔ８においては、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦからＯＮへ、スイッチング素子Ｑ３がＯＮからＯＦＦへ切り替わる。これにより、各スイッチング素子は時刻ｔ４と同じ状態になり、出力電圧Ｖｏが０からＶ１（正の値）に立ち上がる。
【００４７】
図４には、出力電圧Ｖｏのデューティが０．２５である場合が示されている。１周期（ｔ４〜ｔ８）のうち正の電圧出力時間（ｔ４〜ｔ５）の割合は１／４（＝０．２５）である。また、１周期（ｔ４〜ｔ８）のうち負の電圧出力時間（ｔ６〜ｔ７）の割合も１／４（＝０．２５）である。出力電圧Ｖｏのデューティが大きくなるほど、１周期において出力電圧Ｖｏが正の電圧（Ｖ１）又は負の電圧（−Ｖ１）になっている時間が長くなる。このため、出力電圧Ｖｏのデューティが大きくなるほど、インバータ２２０の出力電力が大きくなる。
【００４８】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３のスイッチングタイミングと、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のスイッチングタイミングとを変化させることによって、出力電圧Ｖｏのデューティを変化させることができる。たとえば、図４に示される状態に対して、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のスイッチングタイミングを早めると、出力電圧Ｖｏのデューティを０．２５よりも小さくすることができ（最小値は０）、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のスイッチングタイミングを遅くすると、出力電圧Ｖｏのデューティを０．２５よりも大きくすることができる（最大値は０．５）。
【００４９】
出力電圧Ｖｏのデューティを調整することによって、インバータ２２０の出力電力の大きさ、ひいては送電電力（送電部２４０に供給される電力）の大きさを変化させることができる。定性的には、デューティを大きくすることによってインバータ２２０の出力電力を増加させることができ、デューティを小さくすることによってインバータ２２０の出力電力を減少させることができる。そのため、電源ＥＣＵ２５０は、出力電圧Ｖｏのデューティを調整することによって、インバータ２２０の出力電力の大きさを目標電力に近づけることができる。
【００５０】
また、出力電圧Ｖｏの立ち上がり時（時刻ｔ４，ｔ８）における出力電流Ｉｉｎｖの瞬時値は、ターンオン電流Ｉｔに相当する。ターンオン電流Ｉｔは、インバータ２２０の出力電圧の立上り時におけるインバータ２２０の出力電流を示す。ターンオン電流Ｉｔの値は、ＰＦＣ回路２１０からインバータ２２０に与えられる電圧（Ｖ１）及びインバータ２２０の駆動周波数（スイッチング周波数）に応じて変化する。
【００５１】
送電装置１０における主な電力損失は、導通損失及びスイッチング損失である。スイッチング損失は、スイッチング動作（ターンオン又はターンオフ）時に発生する電力損失である。送電装置１０においては、インバータ２２０を構成するスイッチング素子のターンオン時に生じるターンオン電流Ｉｔによる電力損失が支配的なスイッチング損失となる。導通損失は、導通によって生じる電力損失である。送電装置１０においては、コイル２４２（送電コイル）及びインバータ２２０の導通に伴う発熱等に起因した電力損失が支配的な導通損失となる。
【００５２】
たとえば、図４には、正のターンオン電流Ｉｔが流れる例が示されている。正のターンオン電流Ｉｔが流れると、スイッチング素子Ｑ３に並列に接続される還流ダイオードＤ３（図３参照）に電流（すなわち、リカバリー電流）が流れる。還流ダイオードＤ３にリカバリー電流が流れると、還流ダイオードＤ３の発熱が大きくなり、インバータ２２０における電力損失が大きくなる。ターンオン電流Ｉｔが０以下であれば、還流ダイオードＤ３にリカバリー電流は流れず、インバータ２２０における電力損失は抑制される。ターンオン電流Ｉｔはインバータ２２０の駆動周波数に応じて変化するため、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０の駆動周波数を調整することによって、ターンオン電流Ｉｔを制御し得る。
【００５３】
詳細は後述するが、この実施の形態では、電源ＥＣＵ２５０が、送電装置１０における電力損失を検出する。より具体的には、ターンオン電流Ｉｔによる電力損失と、コイル２４２に流れる電流による電力損失と、インバータ２２０に流れる電流による電力損失との和が、送電装置１０における電力損失として検出される。
【００５４】
送電装置１０における電力損失は、インバータ２２０の駆動周波数、ひいてはインバータ２２０の出力周波数によって変動する。図５は、インバータ２２０の出力電力の大きさが一定である状況下での送電装置１０における電力損失とインバータ２２０の出力周波数との関係の一例を示す図である。図５において、ｆａ及びｆｂは、インバータ２２０の出力周波数範囲の下限及び上限の周波数を示している。すなわち、ｆａ〜ｆｂがインバータ２２０の出力周波数範囲に相当する。
【００５５】
図５を参照して、インバータ２２０の出力周波数（横軸）と送電装置１０における電力損失（縦軸）との関係は、下に凸の曲線ｋで示される。インバータ２２０の出力周波数が最適周波数ｆｘ（以下、単に「ｆｘ」とも称する）になったときに、送電装置１０における電力損失が最小（極小値Ｌｘ）となる。
【００５６】
曲線ｋの極値（ｆｘ）では、曲線ｋの傾きが０になる。そして、ｆｘよりも低周波数側の領域では、曲線ｋの傾きが負の値になり、インバータ２２０の出力周波数がｆｘに近づくほど曲線ｋの傾きが０に近づく。ｆｘよりも高周波数側の領域では、曲線ｋの傾きが正の値になり、インバータ２２０の出力周波数がｆｘに近づくほど曲線ｋの傾きが０に近づく。このように、曲線ｋの傾きは、インバータ２２０の出力周波数とｆｘとの位置関係を示す。
【００５７】
この実施の形態では、電源ＥＣＵ２５０が、インバータ２２０の出力電力の大きさを制御する電力制御と、インバータ２２０の出力周波数を制御する周波数制御とを実行する。電力制御では、インバータ２２０の出力電圧のデューティを調整することによってインバータ２２０の出力電力の大きさを目標電力に収束させる。交流電力の大きさは、たとえば実効値で表すことができる。また、周波数制御では、インバータ２２０の出力周波数を変化させながら最適周波数を探索して、インバータ２２０の出力周波数を最適周波数に収束させる。
【００５８】
送電装置１０から受電装置２０への電力伝送中に送電装置１０が上記の電力制御と周波数制御とを同時に実行することで、インバータ２２０の出力電力の大きさを所定値（目標電力）に維持しながらインバータ２２０の出力周波数範囲において出力周波数を変化させて、最適周波数（電力損失が最小となる周波数の極値）の探索（以下、「極値探索」とも称する）を行なうことができる。そして、電力損失が小さい最適周波数で電力の伝送が行なわれることによって、電力伝送システム全体のエネルギー効率（投入エネルギーに対して回収できるエネルギーの割合）が向上する。
【００５９】
図６は、電源ＥＣＵ２５０における電力制御及び周波数制御の制御ブロック図である。図６を参照して、電源ＥＣＵ２５０は、電力制御を実行する電力制御部４００と、周波数制御を実行する周波数制御部５００と、インバータ２２０の駆動信号を生成する駆動信号生成部６００とを含む。
【００６０】
電力制御部４００は、減算部４１０と、コントローラ４２０とを含む。減算部４１０は、送電電力の目標値を示す目標電力からインバータ２２０の出力電力の検出値（以下、「出力電力Ｐｓ」と称する）を減算し、その演算値（すなわち、目標電力と出力電力Ｐｓとの偏差）をコントローラ４２０へ出力する。出力電力Ｐｓは、たとえば図１に示した電圧センサ２７０及び電流センサ２７２の検出値に基づいて算出される。目標電力は、たとえば、受電装置２０の受電状況に基づいて受電装置２０において生成され、受電装置２０から送電装置１０へ送信される。
【００６１】
コントローラ４２０は、目標電力と出力電力Ｐｓとの偏差に基づいてインバータ２２０の出力電圧のデューティ指令値ｄｕｔｙを生成して駆動信号生成部６００へ出力する。コントローラ４２０は、たとえば、目標電力と出力電力Ｐｓとの偏差（減算部４１０の出力）を入力とするＰＩ制御（比例積分制御）を実行することによって、偏差を０に近づけるための操作量を算出し、その算出された操作量をデューティ指令値ｄｕｔｙとする。これにより、出力電力Ｐｓは目標電力にフィードバック制御される。なお、ＰＩ制御の制御ゲインは、後述するダイアグ判定の結果に応じて変更され得る（図８及び図９参照）。
【００６２】
周波数制御部５００は、損失検出部５１０と、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：High  Pass  Filter）５２０と、振動信号生成部５３０と、乗算部５４０と、コントローラ５５０と、加算部５６０，５７０とを含む。
【００６３】
損失検出部５１０は、ターンオン電流Ｉｔ（以下、単に「Ｉｔ」とも称する）と送電部２４０に流れる電流Ｉｓ（以下、単に「Ｉｓ」とも称する）とインバータ２２０の出力電流Ｉｉｎｖ（以下、単に「Ｉｉｎｖ」とも称する）とに基づいて、送電装置１０における電力損失（以下、単に「電力損失」とも称する）を検出する。検出される電力損失は、ターンオン電流Ｉｔによる電力損失と、コイル２４２に流れる電流による電力損失と、インバータ２２０に流れる電流による電力損失との和である。ターンオン電流Ｉｔは、電圧センサ２７０（図１）により出力電圧Ｖｏの立ち上がりが検知されたときの電流センサ２７２（図１）の検出値（瞬時値）である。送電部２４０に流れる電流Ｉｓは、コイル２４２に流れる電流に相当し、電流センサ２７４（図１）によって検出される。また、インバータ２２０の出力電流Ｉｉｎｖは、インバータ２２０に流れる電流に相当し、電流センサ２７２によって検出される。
【００６４】
電力損失の検出には、ＩｔとＩｓとＩｉｎｖと電力損失との関係を示す情報（以下、「損失検出情報」と称する）を用いることができる。損失検出部５１０は、予め電源ＥＣＵ２５０の記憶装置に格納された損失検出情報を参照することにより、Ｉｔ、Ｉｓ、及びＩｉｎｖから電力損失を求めることができる。なお、損失検出情報は、マップでもテーブルでも数式でもモデルでもよい。また、損失検出情報は、複数のマップ等を組み合わせて構成されていてもよい。
【００６５】
損失検出部５１０は、電力損失を所定の周期で繰り返し検出する。電力損失が周期的に検出されることによって電力損失の波形Ｌｖ１が生成される。損失検出部５１０は、生成した電力損失の波形Ｌｖ１をＨＰＦ５２０へ出力する。電力損失の検出周期は、固定値であってもよいし、受電装置２０の受電状況等に応じて可変であってもよい。
【００６６】
ＨＰＦ５２０は、電力損失の波形Ｌｖ１から高周波成分Ｌｖ２（たとえば、電力損失の波形Ｌｖ１から直流成分が除去された信号）を抽出して乗算部５４０へ出力する。ＨＰＦ５２０は、カットオフ周波数よりも高い高周波成分をほとんど減衰させず、カットオフ周波数以下の低周波成分を選択的に減少させるように構成される。こうしたＨＰＦ５２０によって、電力損失の波形Ｌｖ１のうち所定周波数（カットオフ周波数）以上の成分（高周波成分）を抽出することができる。なお、この実施の形態に係るＨＰＦ５２０は、本開示に係る「抽出部」の一例に相当する。
【００６７】
振動信号生成部５３０は、インバータ２２０の出力周波数を振動させるための周波数操作量（以下、「第１周波数操作量」と称する）の波形を示す振動信号Ｓｖを生成して乗算部５４０及び加算部５６０の各々に出力する。周波数制御の実行中においては振動信号Ｓｖによって定常的にインバータ２２０の出力周波数を振動させている。詳細は後述するが、振動信号Ｓｖが示す第１周波数操作量は、加算部５６０，５７０によってインバータ２２０の駆動周波数ｆに加えられる。これにより、インバータ２２０の出力周波数が振動するようになる。また、こうした振動に伴う電力損失の変化量を示す信号（乗算値Ｍｓ）がコントローラ５５０に入力されることで、コントローラ５５０において、インバータ２２０の出力周波数と最適周波数との位置関係を把握して、インバータ２２０の出力周波数を最適周波数へ移動させるための信号を生成することが可能になる。
【００６８】
振動信号Ｓｖの振幅が大き過ぎると、インバータ２２０の出力周波数の振動の影響によってインバータ２２０の出力電力が脈動することがある。こうした脈動を抑制できる程度に振動信号Ｓｖの振幅を小さくすることが望ましい。振動信号Ｓｖの振幅は、固定値であってもよいし、インバータ２２０の出力電力の状態（たとえば、脈動の程度）等に応じて可変であってもよい。また、振動信号Ｓｖの周期（以下、「振動周期」とも称する）は、後述するダイアグ判定の結果に応じて変更され得る（図８及び図９参照）。なお、この実施の形態に係る振動信号生成部５３０は、本開示に係る「第１生成部」の一例に相当する。
【００６９】
図７は、振動信号Ｓｖの一例を示す図である。図７において、縦軸は第１周波数操作量を、横軸は時間を示している。図７を参照して、振動信号Ｓｖは連続パルス信号であり、所定の振動周期Ｔでローレベル（パルスオフ）とハイレベル（パルスオン）とが繰り返される。振動信号Ｓｖにおいて、パルスオフ時の周波数操作量（ローレベル）はｆ１であり、パルスオン時の周波数操作量（ハイレベル）はｆ２である。ｆ１及びｆ２は任意に設定できる。ｆ１及びｆ２の一方が０であってもよい。振動信号Ｓｖの振幅Δｆは、ｆ１とｆ２との差（絶対値）に相当する。振動周期Ｔは、パルス幅Ｔａとパルス間隔Ｔｂとの和に相当する。パルス幅Ｔａとパルス間隔Ｔｂとは互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００７０】
再び図６を参照して、乗算部５４０は、振動信号生成部５３０から入力される振動信号Ｓｖに、ＨＰＦ５２０から入力される高周波成分Ｌｖ２を乗算する。高周波成分Ｌｖ２は、振動信号生成部５３０により生成される振動信号Ｓｖによってインバータ２２０の出力周波数を振動させたときの電力損失の変化量（以下、「損失変化量」と称する）を示す。高周波成分Ｌｖ２によって示される損失変化量は、電力損失の微分係数（たとえば、図５に示した曲線ｋの傾き）に相当する。
【００７１】
乗算部５４０は、高周波成分Ｌｖ２により示される損失変化量に振動信号Ｓｖにより示される第１周波数操作量を乗算した乗算値Ｍｓを生成してコントローラ５５０へ出力する。乗算値Ｍｓは、インバータ２２０の駆動周波数ｆが振動したときに電力損失が変動する量を示す。
【００７２】
コントローラ５５０は、乗算部５４０から入力される乗算値Ｍｓに基づいて、乗算値Ｍｓを０に近づけるための周波数操作量（以下、「第２周波数操作量」と称する）を算出する。乗算値Ｍｓが０に近づくことは、インバータ２２０の出力周波数が最適周波数に近づくことを意味する。第２周波数操作量は、インバータ２２０の出力周波数を最適周波数へ移動させるための操作量に相当する。コントローラ５５０は、たとえば、乗算値Ｍｓ（乗算部５４０の出力）を入力とするＩ制御（積分制御）を実行することによって、乗算値Ｍｓを０に近づけるための操作量を算出し、その算出された操作量を第２周波数操作量とする。なお、この実施の形態に係るコントローラ５５０は、本開示に係る「算出部」の一例に相当する。
【００７３】
加算部５６０は、コントローラ５５０から入力される第２周波数操作量に、振動信号生成部５３０から入力される振動信号Ｓｖを加算して、その演算値を加算部５７０へ出力する。また、加算部５７０は、加算部５６０から入力される信号（より特定的には、振動信号Ｓｖと第２周波数操作量との加算値）に所定の基準周波数を加算して、インバータ２２０の駆動周波数ｆを得る。そして、加算部５７０によって生成された駆動周波数ｆは駆動信号生成部６００へ出力される。上記の基準周波数としては、インバータ２２０の起動時における駆動周波数（以下、「起動周波数」と称する）を採用できる。起動周波数は、規格等によって定められる周波数帯において任意に設定できるが、たとえば８１．４ｋＨｚ又は９０．０ｋＨｚである。
【００７４】
駆動信号生成部６００は、電力制御部４００から入力されるデューティ指令値ｄｕｔｙと、周波数制御部５００から入力される駆動周波数ｆとに基づいて、インバータ２２０の駆動信号（たとえば、図４に示されるようなスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に対する駆動信号）を生成する。そして、駆動信号生成部６００により生成された駆動信号に従ってインバータ２２０が駆動されることによって、インバータ２２０の出力電圧Ｖｏのデューティがデューティ指令値ｄｕｔｙに対応する値になり、インバータ２２０の出力周波数が駆動周波数ｆに対応する値になる。なお、この実施の形態に係る駆動信号生成部６００は、本開示に係る「第２生成部」の一例に相当する。
【００７５】
電力制御では、減算部４１０による偏差の算出と、コントローラ４２０による操作量（デューティ指令値）の算出と、駆動信号生成部６００による駆動信号の生成とが繰り返し行なわれるとともに、コントローラ４２０により算出されたデューティ指令値に基づいて生成された駆動信号によってインバータ２２０が駆動される。これにより、インバータ２２０の出力電力の大きさが目標電力に収束するように制御される。
【００７６】
周波数制御では、ＨＰＦ５２０による高周波成分Ｌｖ２の抽出と、乗算部５４０による乗算値Ｍｓの取得と、コントローラ５５０による第２周波数操作量の算出と、駆動信号生成部６００による駆動信号の生成とが繰り返し行なわれるとともに、コントローラ５５０により算出された第２周波数操作量に基づいて生成された駆動信号によってインバータ２２０が駆動される。これにより、前述の極値探索が行なわれて、インバータ２２０の出力周波数が最適周波数に収束するように制御される。
【００７７】
電源ＥＣＵ２５０は、たとえば送電要求が発生したときに極値探索を開始する。送電要求は、たとえば送電準備（送電装置１０と受電装置２０との位置合わせ等）が完了したときに発生する。極値探索の実行中においては、送電装置１０が電力制御と周波数制御とを同時に実行する。そして、これらの制御を通じて生成される駆動信号によって駆動されるインバータ２２０の出力電力が送電部２４０に供給される。これにより、送電装置１０の送電部２４０から受電装置２０の受電部３１０への非接触での電力伝送が行なわれる。
【００７８】
ところで、電力制御及び周波数制御の実行中においてインバータ２２０の出力電力の大きさ及び周波数の少なくとも一方が収束しない場合には、送電電力が不安定になる。そして、送電電力が不安定になると、送電電力が過剰に大きくなる可能性がある。このため、送電電力が不安定な状態が継続する場合には、送電装置１０に異常が生じていると判定して、受電装置２０への送電を中止することも考えられる。しかしながら、送電電力を不安定にしている要因を特定できれば、その要因を取り除くことによって送電電力を安定させて送電を続行することが可能になる。
【００７９】
そこで、この実施の形態に係る送電装置１０では、電源ＥＣＵ２５０が、電力制御及び周波数制御を所定の第１期間で実行し、第１期間経過後、電力制御においてインバータ２２０の出力電力の大きさが収束せず、かつ、周波数制御において出力周波数が収束しない場合には、周波数制御を停止させる。その後、電源ＥＣＵ２５０は、電力制御及び周波数制御のうち電力制御のみを所定の第２期間で実行し、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束した場合には、周波数制御の条件が不適切であると判定し、第２期間経過後に出力電力の大きさが収束しない場合には、電力制御の条件が不適切であると判定する。この判定により、送電電力が不安定になった要因（すなわち、条件が不適切な制御）が特定される。なお、この実施の形態では、電力制御及び周波数制御による極値探索が開始されてから所定時間（第１期間の長さに相当する時間）経過するまでの期間が、第１期間に相当する。また、第１期間経過後に周波数制御が停止して電力制御のみが実行されるようになってから所定時間（第２期間の長さに相当する時間）経過するまでの期間が、第２期間に相当する。第１期間及び第２期間は、各々独立して任意に設定できる。第１期間の長さと第２期間の長さとは、互いに同じであってもよいし異なっていてもよい。以下、図８を用いて、上記の判定（より特定的には、ダイアグ判定）について詳述する。
【００８０】
図８は、電源ＥＣＵ２５０により実行されるダイアグ判定を説明するためのフローチャートである。電源ＥＣＵ２５０の記憶装置には、ダイアグ（自己診断）用のフラグＦが記憶されている。図８の処理によってフラグＦに０〜４のいずれかの値が設定される。電源ＥＣＵ２５０又はユーザは、フラグＦの値に基づいて送電装置１０の状態を把握することができる。
【００８１】
図８中のＳ１１〜Ｓ１９及びＳ２１〜Ｓ２５の各々は、図８の処理に含まれる各ステップを示す。図８の処理は、第１期間が経過したタイミング（すなわち、電力制御及び周波数制御による極値探索が開始されてから所定時間経過したタイミング）で実行される。
【００８２】
図８を参照して、電源ＥＣＵ２５０は、インバータ２２０の出力周波数が収束しているか否かを判断する（Ｓ１１）。収束の有無は、たとえばＳ１１の処理を開始してから所定時間が経過するまでの期間（以下、「収束判定期間」とも称する）における変動量の大きさに基づいて判断できる。たとえば、収束判定期間におけるインバータ２２０の出力周波数の変動量（たとえば、収束判定期間における最小値と最大値との差）が十分小さければ収束していると判断される。変動量が十分小さいか否かの判断には、予め実験等によって求められた所定のしきい値を用いることができる。たとえば、変動量がしきい値以下であれば収束していると判断され、変動量がしきい値を超えていれば収束していないと判断される。ただしこれに限られず、収束の有無の判断方法としては、種々の方法が公知であり、任意の方法を採用できる。
【００８３】
Ｓ１１で周波数が収束していると判断された場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）には、電源ＥＣＵ２５０が、インバータ２２０の出力電力の大きさが収束しているか否かを判断する（Ｓ１２）。収束の有無は、たとえばＳ１１と同様に変動量の大きさに基づいて判断できる。なお、収束の有無の判断方法としては、種々の方法が公知であり、任意の方法を採用できる。後述するＳ１４及びＳ１８についても同様のことがいえる。
【００８４】
Ｓ１２で電力の大きさが収束していると判断された場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）には、送電電力が安定していると判定され、Ｓ２１において、電源ＥＣＵ２５０がフラグＦに０を設定する。他方、Ｓ１２で電力の大きさが収束していないと判断された場合（Ｓ１２にてＮＯ）には、Ｓ１３において、電源ＥＣＵ２５０が電力制御及び周波数制御を停止させる。これにより、インバータ２２０の駆動、ひいては送電装置１０から受電装置２０への送電が停止する。その後、電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ２２においてフラグＦに１を設定する。フラグＦの値が１であることは、電力制御の条件が不適切であることを示す。
【００８５】
Ｓ１１で周波数が収束していないと判断された場合（Ｓ１１にてＮＯ）には、電源ＥＣＵ２５０が、インバータ２２０の出力電力の大きさが収束しているか否かを判断する（Ｓ１４）。そして、電力の大きさが収束していると判断された場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）には、Ｓ１５において、電源ＥＣＵ２５０が周波数制御を停止させる。電源ＥＣＵ２５０は、たとえば、振動信号生成部５３０及びコントローラ５５０の動作を止めて、インバータ２２０の駆動周波数ｆとして基準周波数（たとえば、起動周波数）が駆動信号生成部６００へ出力されるようにする。これにより、インバータ２２０の駆動周波数ｆが一定値（基準周波数）になる。その後、電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ２３においてフラグＦに２を設定する。フラグＦの値が２であることは、周波数制御の条件が不適切であることを示す。
【００８６】
Ｓ１４で電力の大きさが収束していないと判断された場合（Ｓ１４にてＮＯ）には、Ｓ１６において、電源ＥＣＵ２５０がＳ１５と同様にして周波数制御を停止させる。その後、電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ１７において、電力制御及び周波数制御のうち電力制御のみを所定の時間（第２期間の長さに相当する時間）実行する。そして、電力制御の開始後、第２期間が経過したら、電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ１８において、インバータ２２０の出力電力の大きさが収束しているか否かを再度判断する。
【００８７】
Ｓ１８で電力の大きさが収束していると判断された場合（Ｓ１８にてＹＥＳ）には、Ｓ２４において、電源ＥＣＵ２５０がフラグＦに３を設定する。フラグＦの値が３であることは、周波数制御の条件が不適切であることを示す。
【００８８】
他方、Ｓ１８で電力の大きさが収束していないと判断された場合（Ｓ１８にてＮＯ）には、Ｓ１９において、電源ＥＣＵ２５０が、電力制御部４００の動作を停止させることにより電力制御を停止させる。これにより、インバータ２２０の駆動、ひいては送電装置１０から受電装置２０への送電が停止する。その後、電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ２５においてフラグＦに４を設定する。フラグＦの値が４であることは、電力制御の条件が不適切であることを示す。
【００８９】
次に、図９を用いて、上記のダイアグ判定後に電源ＥＣＵ２５０により実行される処理について説明する。図９は、図８のダイアグ判定の結果に基づく処理を説明するためのフローチャートである。
【００９０】
図９中のＳ３１〜Ｓ３４、Ｓ４１〜Ｓ４４、及びＳ５０〜Ｓ５４の各々は、図９の処理に含まれる各ステップを示す。図９の処理は、図８の処理終了後に実行される。
【００９１】
図９を参照して、Ｓ３１〜Ｓ３４では、図８の処理により設定されたフラグＦの値が０〜４のいずれであるかを判断する。なお、フラグＦがとり得る値は０、１、２、３、４のいずれかであるため、フラグＦの値が０、１、２、３のいずれでもないことは、フラグＦの値が４であることを意味する。
【００９２】
フラグＦの値が０である場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）には、電源ＥＣＵ２５０によって極値探索が正常に完了したと判定される（Ｓ５０）。フラグＦの値が０であることは、インバータ２２０の出力電力の大きさ及び周波数がいずれも収束していること（すなわち、送電電力が安定していること）を意味する（図８参照）。
【００９３】
フラグＦの値が１である場合（Ｓ３１にてＮＯかつＳ３２にてＹＥＳ）には、電源ＥＣＵ２５０は、電力制御における制御ゲイン（たとえば、コントローラ４２０におけるＰＩ制御の比例ゲイン）を小さくする（Ｓ４１）。電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ４１において電力制御の条件（制御ゲイン）を変更した後、電力制御及び周波数制御を再開する（Ｓ５１）。これにより、インバータ２２０の駆動、ひいては送電装置１０から受電装置２０への送電が開始される。また、極値探索も開始される。フラグＦの値が１であることは、電力制御及び周波数制御を第１期間で実行したときに、周波数制御において電力の周波数が収束したが、電力制御において電力の大きさが収束しなかったことを意味する（図８参照）。
【００９４】
フラグＦの値が２である場合（Ｓ３１及びＳ３２にてＮＯかつＳ３３にてＹＥＳ）には、電源ＥＣＵ２５０は、振動信号生成部５３０において生成される振動信号Ｓｖ（図７）の振動周期Ｔを長くする（Ｓ４２）。電源ＥＣＵ２５０は、たとえばパルス幅Ｔａ及びパルス間隔Ｔｂの両方を長くすることによって振動周期Ｔを延長する。ただしこれに限られず、パルス幅Ｔａ及びパルス間隔Ｔｂの一方のみを長くすることによって振動周期Ｔを延長してもよい。電源ＥＣＵ２５０は、Ｓ４２において周波数制御の条件（振動周期Ｔ）を変更した後、再び振動信号生成部５３０及びコントローラ５５０を起動して、周波数制御を再開する（Ｓ５２）。これにより、電力制御及び周波数制御の両方が実行され、極値探索が開始される。フラグＦの値が２であることは、電力制御及び周波数制御を第１期間で実行したときに、電力制御において電力の大きさが収束したが、周波数制御において電力の周波数が収束しなかったことを意味する（図８参照）。
【００９５】
フラグＦの値が３である場合（Ｓ３１〜Ｓ３３にてＮＯかつＳ３４にてＹＥＳ）には、電源ＥＣＵ２５０は、上記Ｓ４２，Ｓ５２に準ずるＳ４３，Ｓ５３を実行する。すなわち、Ｓ４３では振動信号Ｓｖの振動周期Ｔを延長し、Ｓ５３では周波数制御を再開する。そして、極値探索が開始される。振動周期Ｔの延長の程度（振動周期Ｔをどの程度長くするか）は、Ｓ４２とＳ４３とで、同じであってもよいし、異なっていてもよい。フラグＦの値が３であることは、インバータ２２０の出力電力の大きさ及び周波数がいずれも収束していない状況において周波数制御を停止させることによって電力の大きさが収束したことを意味する（図８参照）。
【００９６】
フラグＦの値が４である場合（Ｓ３１〜Ｓ３４の全てでＮＯ）には、電源ＥＣＵ２５０は、上記Ｓ４１，Ｓ５１に準ずるＳ４４，Ｓ５４を実行する。すなわち、Ｓ４４では電力制御における制御ゲイン（たとえば、比例ゲイン）を低下させ、Ｓ５４では電力制御及び周波数制御を再開する。そして、極値探索が開始される。制御ゲインの低下の程度（制御ゲインをどの程度小さくするか）は、Ｓ４１とＳ４４とで、同じであってもよいし、異なっていてもよい。フラグＦの値が４であることは、インバータ２２０の出力電力の大きさ及び周波数がいずれも収束していない状況において、周波数制御を停止させることによっても電力の大きさが収束しなかったことを意味する（図８参照）。
【００９７】
上記図９のＳ５１〜Ｓ５４の処理によって極値探索が開始される。そして、極値探索が開始されてから第１期間が経過すると、図８の処理が再び開始される。基本的には、図９のＳ５０において極値探索が正常に完了したと判定されるまで図８の処理と図９の処理とが繰り返し実行される。送電電力が不安定である場合には、その要因が図８の処理によって特定され、図９の処理によってその要因を取り除くための処理（より特定的には、制御条件の変更）が行なわれる。これにより、送電電力を安定させて送電を続行することが可能になる。
【００９８】
なお、電力伝送システムに何らかの異常が生じて送電電力が安定しないことも考えられるため、所定の中止条件が成立する場合には上記のループ処理（図８の処理と図９の処理との繰り返し処理）から抜けて送電を中止するようにしてもよい。たとえば、図９の処理における制御条件の変更（Ｓ４１〜Ｓ４４）の回数が所定回数を超えた場合に中止条件が成立するようにしてもよい。所定回数は、異常を検知するためのしきい値であり、たとえば正常な場合にとり得る上限値が設定される。中止条件が成立した場合には、異常が生じた旨をユーザに報知してもよい。
【００９９】
上記実施の形態では、図８のＳ１２でＮＯと判断された場合の処理（図９のＳ４１）と図８のＳ１８でＮＯと判断された場合の処理（図９のＳ４４）とで、電力制御における制御ゲインの低下量を変える（たとえば、Ｓ４４におけるゲイン低下量をＳ４１よりも大きくする）ことができるように、図８におけるＳ２２とＳ２５とで異なる値（１、４）をフラグＦに設定している。しかしこれに限られず、Ｓ４１とＳ４４とで同一の処理を行なう場合には、図８におけるＳ２２とＳ２５とで同じ値をフラグＦに設定してもよい。
【０１００】
上記実施の形態では、図８のＳ１４でＹＥＳと判断された場合の処理（図９のＳ４２）と図８のＳ１８でＹＥＳと判断された場合の処理（図９のＳ４３）とで、周波数制御における振動周期Ｔの延長量を変える（たとえば、Ｓ４３における振動周期Ｔの延長量をＳ４２よりも大きくする）ことができるように、図８におけるＳ２３とＳ２４とで異なる値（２、３）をフラグＦに設定している。しかしこれに限られず、Ｓ４２とＳ４３とで同一の処理を行なう場合には、図８におけるＳ２３とＳ２４とで同じ値をフラグＦに設定してもよい。
【０１０１】
上記実施の形態では、送電電力が不安定になった要因を図８の処理によって特定した後、その要因を取り除くための処理（図９の処理）が自動的に行なわれるようにしている。しかしこれに限られず、フラグＦの設定（図８の処理）までを電源ＥＣＵ２５０が行ない、その後の処理はユーザに委ねるようにしてもよい。
【０１０２】
非接触送電装置において電力制御及び周波数制御を実行するための構成は、図６に示した構成に限られず適宜変更可能である。たとえば、乗算部５４０とコントローラ５５０との間にローパスフィルタを設けてもよい。また、コントローラ５５０がＩ制御に代えてＰＩ制御を実行するようにしてもよい。
【０１０３】
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。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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及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】
【０１０４】
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、２４２，３１２  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、３１０  受電部、３３０  整流部、３４０  リレー回路、３５０  蓄電装置、３６０  充電ＥＣＵ、４００  電力制御部、４１０  減算部、４２０，５５０  コントローラ、５００  周波数制御部、５１０  損失検出部、５２０  ＨＰＦ、５３０  振動信号生成部、５４０  乗算部、５６０，５７０  加算部、６００  駆動信号生成部、Ｄ１〜Ｄ４  還流ダイオード、Ｑ１〜Ｑ４  スイッチング素子。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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