(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷に供給する電力を送電装置から非接触で受電するための受電装置であって、
前記送電装置から非接触で受電する受電部と、
前記受電部を制御する制御装置とを備え、
前記受電部は、
前記電気負荷に電気的に接続されるコイルと、
前記コイルと前記電気負荷との間に、前記コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、
前記コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを含み、
前記制御装置は、調整可能範囲において前記送電装置と前記受電装置との間の電力伝送効率がより大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された前記合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、受電装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記送電装置と前記受電装置との間の電力伝送効率に応じて、前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、請求項１に記載の受電装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電力伝送効率が予め定められたしきい値を上回るように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、請求項２に記載の受電装置。
【請求項４】
前記送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含み、
前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の受電装置。
【請求項５】
前記送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含み、
前記送電部と前記受電部との結合係数は０．１以下である、請求項１に記載の受電装置。
【請求項６】
送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含み、
前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁
界、および、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項１に記載の受電装置。
【請求項７】
前記第１および第２の可変容量部は、キャパシタを含み、前記キャパシタの容量を変更できるように構成される、請求項１に記載の受電装置。
【請求項８】
請求項１に記載の受電装置と、
前記受電装置で受電した電力を蓄える蓄電装置とを備える、車両。
【請求項９】
電源からの電力を受電装置へ非接触で供給する送電装置であって、
前記受電装置へ非接触で送電する送電部と、
前記送電部を制御する制御装置とを備え、
前記送電部は、
前記電源に電気的に接続されるコイルと、
前記電源と前記コイルとの間に、前記コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、
前記コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを含み、
前記制御装置は、調整可能範囲において前記送電装置と前記受電装置との間の電力伝送効率がより大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された前記合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、送電装置。
【請求項１０】
前記第１および第２の可変容量部は、キャパシタを含み、前記キャパシタの容量を変更できるように構成される、請求項９に記載の送電装置。
【請求項１１】
送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する非接触給電システムであって、
前記送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、
前記車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、
前記送電部および前記受電部を制御するための制御装置とを備え、
前記送電コイルおよび前記受電コイルの少なくとも一方は、当該コイルに直列に接続される第１の可変容量部と、当該コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有し、
前記制御装置は、調整可能範囲内において前記送電部と前記受電部との間の電力伝送効率がより大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された前記合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、非接触給電システム。
【請求項１２】
前記第１および第２の可変容量部は、キャパシタを含み、前記キャパシタの容量を変更できるように構成される、請求項１１に記載の非接触給電システム。
【請求項１３】
送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する非接触給電システムであって、
前記送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、
前記車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、
前記送電部および前記受電部を制御するための制御装置とを備え、
前記送電コイルは、前記送電コイルと前記電源との間に、前記送電コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、前記送電コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有し、
前記受電コイルは、前記受電コイルと前記電気負荷との間に、前記受電コイルと直列に接続される第３の可変容量部と、前記受電コイルに並列に接続される第４の可変容量部とを有し、
前記制御装置は、前記受電コイルにおける前記第３および第４の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において前記送電部と前記受電部との間の電力伝送効率がよ
り大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整し、
前記制御装置は、その後、前記送電コイルにおける前記第１および第２の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において前記電力伝送効率がより大きくなるように前記第３および第４の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第３および第４の可変容量部の容量を調整する、非接触給電システム。
【請求項１４】
送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する非接触給電システムであって、
前記送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、
前記車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、
前記送電部および前記受電部を制御するための制御装置とを備え、
前記送電コイルは、前記送電コイルと前記電源との間に、前記送電コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、前記送電コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有し、
前記受電コイルは、前記受電コイルと前記電気負荷との間に、前記受電コイルと直列に接続される第３の可変容量部と、前記受電コイルに並列に接続される第４の可変容量部とを有し、
前記制御装置は、前記送電コイルにおける前記第１および第２の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において前記送電部と前記受電部との間の電力伝送効率がより大きくなるように前記第３および第４の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第３および第４の可変容量部の容量を調整し、
前記制御装置は、その後、前記受電コイルにおける前記第３および第４の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において前記電力伝送効率がより大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された合成容量を維持しながら、前記電力伝送効率がさらに大きくなるように前記第１および第２の可変容量部の容量を調整する、非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置、受電装置、車両、および非接触給電システムに関し、より特定的には、非接触給電システムにおける電力伝送効率を改善するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源コードや送電ケーブルを用いない非接触のワイヤレス電力伝送が近年注目されており、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）によって車載の蓄電装置を充電可能な電気自動車やハイブリッド車両等への適用が提案されている。
【０００３】
非接触給電システムにおいては、電力伝送効率を向上させるために、電力を送電する送電部と、電力を受電する受電部との間のインピーダンスを整合させることが重要となる。
【０００４】
特開２０１０−２３３３５４号公報（特許文献１）は、電磁誘導作用を利用して電力伝送を行なう非接触給電装置において、受電コイルに直列に接続された可変容量コンデンサによって受電側回路のインピーダンスを調整する構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３３３５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０３９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非接触給電システムにおいては、送電部と受電部との間のインピーダンスを整合させる、すなわち、互いの共振周波数を近づけることが電力伝送効率の向上につながる。そして、特開２０１０−２３３３５４号公報（特許文献１）に開示されたような、コイルに直列接続された可変キャパシタを設けることで、共振周波数を調整することができる。
【０００７】
しかしながら、送電部および受電部との間のインピーダンスを単に整合させるだけでは、必ずしも電力伝送効率が最適にはならない場合が生じ得る。たとえば、共振周波数が同じであっても、互いの結合度が異なれば電力伝送効率が変化し得る。
【０００８】
したがって、非接触給電システムにおいて、電力伝送効率のさらなる向上を図るためには、より広範囲にインピーダンスを調整できるようにすることが望まれる。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、非接触給電システムにおいて、電力伝送効率を向上させるためのインピーダンス調整手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による受電装置は、電気負荷に供給する電力を送電装置から非接触で受電するための受電装置であって、送電装置から非接触で受電する受電部を備える。受電部は、電気負荷に電気的に接続されるコイルと、コイルと電気負荷との間に、コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを含む。
【００１１】
好ましくは、受電装置は、受電部を制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、第１および第２の可変容量部の合成容量を維持しながら、第１および第２の可変容量部の容量を調整する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、調整可能範囲において送電装置と受電装置との間の電力伝送効率がより大きくなる第１および第２の可変容量部の合成容量を決定し、その後、決定された合成容量を維持しながら、電力伝送効率がさらに大きくなるように第１および第２の可変容量部の容量を調整する。
【００１３】
好ましくは、受電装置は、受電部を制御する制御装置をさらに備える。制御装置は、送電装置と受電装置との間の電力伝送効率に応じて、第１および第２の可変容量部の容量を調整する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、電力伝送効率が予め定められたしきい値を上回るように第１および第２の可変容量部の容量を調整する。
【００１５】
好ましくは、送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含む。送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。
【００１６】
好ましくは、送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含み、送電部と受電部との結合係数は０．１以下である。
【００１７】
好ましくは、送電装置は、電力を非接触で供給するための送電部を含む。受電部は、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。
【００１８】
本発明による車両は、上記の受電装置と、受電装置で受電した電力を蓄える蓄電装置とを備える。
【００１９】
本発明による送電装置は、電源からの電力を受電装置へ非接触で供給する送電装置であって、受電装置へ非接触で送電する送電部を備える。送電部は、電源に電気的に接続されるコイルと、電源とコイルとの間に、コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを含む。
【００２０】
本発明による非接触給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する。非接触給電システムは、送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、送電部および受電部を制御するための制御装置とを備える。送電コイルおよび受電コイルの少なくとも一方は、当該コイルに直列に接続される第１の可変容量部と、当該コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有する。制御装置は、調整可能範囲内において送電部と受電部との間の電力伝送効率がより大きくなるように第１および第２の可変容量部を調整する。
【００２１】
本発明による非接触給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する。非接触給電システムは、送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、送電部および受電部を制御するための制御装置とを備える。送電コイルは、送電コイルと電源との間に、送電コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、送電コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有する。受電コイルは、受電コイルと電気負荷との間に、受電コイルと直列に接続される第３の可変容量部と、受電コイルに並列に接続される第４の可変容量部とを有する。制御装置は、受電コイルにおける第３および第４の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において送電部と受電部との間の電力伝送効率がより大きくなるように第１および第２の可変容量部を調整する。制御装置は、その後、送電コイルにおける第１および第２の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において電力伝送効率がより大きくなるように第３および第４の可変容量部を調整する。
【００２２】
本発明による非接触給電システムは、送電装置から車両へ非接触で電力を伝達する。非接触給電システムは、送電装置に含まれ、電源に電気的に接続される送電コイルを有する送電部と、車両に含まれ、電気負荷に電気的に接続される受電コイルを有する受電部と、送電部および受電部を制御するための制御装置とを備える。送電コイルは、送電コイルと電源との間に、送電コイルと直列に接続される第１の可変容量部と、送電コイルに並列に接続される第２の可変容量部とを有する。受電コイルは、受電コイルと電気負荷との間に、受電コイルと直列に接続される第３の可変容量部と、受電コイルに並列に接続される第４の可変容量部とを有する。制御装置は、送電コイルにおける第１および第２の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において送電部と受電部との間の電力伝送効率がより大きくなるように第３および第４の可変容量部を調整する。制御装置は、その後、受電コイルにおける第３および第４の可変容量部を変化させない状態で、調整可能範囲内において電力伝送効率がより大きくなるように第１および第２の可変容量部を調整する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、非接触給電システムにおいて、より広範なインピーダンス調整を行なって、電力伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に従う車両給電システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す車両および送電装置の構成を詳細に説明する機能ブロック図である。
【図３】送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。
【図４】電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。
【図５】送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。
【図６】固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。
【図７】電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
【図８】コイルユニットにおいて合成容量を維持しながら２つの可変キャパシタの容量を変化させた場合の、共振周波数と電力伝送効率との関係についてのシミュレーションの一例を示す図である。
【図９】コイルユニットにおいて、可変キャパシタの合成容量とコイルのリアクタンスとの乗算値を維持しながら、合成容量とリアクタンスとの比率を変化させた場合の、周波数に対する合成インピーダンスおよび電力伝送効率の変化を示す図である。
【図１０】本実施の形態において、ＥＣＵで実行されるインピーダンス調整制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】送電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第１の変形例を示す図である。
【図１２】送電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第２の変形例を示す図である。
【図１３】送電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第３の変形例を示す図である。
【図１４】受電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第１の変形例を示す図である。
【図１５】受電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第２の変形例を示す図である。
【図１６】受電装置側のコイルユニットのコイルに、並列および直列に接続された可変キャパシタを有する第３の変形例を示す図である。
【図１７】コイルユニットにおける可変キャパシタの詳細構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明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、図中同一また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。
【００２６】
［非接触給電システムの構成］
図１は、この発明の実施の形態に従う車両給電システム（非接触給電システム）１０の全体構成図である。図１を参照して、車両給電システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。車両１００は、受電部１１０と、通信部１６０とを含む。また、送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０と、通信部２３０とを含む。
【００２７】
受電部１１０は、たとえば車体底面に設置され、送電装置２００の送電部２２０から出力される高周波の交流電力を、電磁界を介して非接触で受電する。なお、受電部１１０の詳細な構成については、送電部２２０の構成、ならびに送電部２２０から受電部１１０への電力伝送とともに、後ほど説明する。通信部１６０は、車両１００が送電装置２００と通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２８】
送電装置２００における電源装置２１０は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、図示されない系統電源から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力を送電部２２０へ供給する。
【００２９】
送電部２２０は、たとえば駐車場の床面に設置され、電源装置２１０から高周波の交流電力の供給を受ける。そして、送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を出力する。なお、送電部２２０の詳細な構成についても、受電部１１０の構成、ならびに送電部２２０から受電部１１０への電力伝送とともに、後ほど説明する。通信部２３０は、送電装置２００が車両１００と通信を行なうための通信インターフェースである。
【００３０】
車両給電システム１０においては、送電装置２００の送電部２２０から車両１００の受電部１１０へ非接触で電力が伝送される。
【００３１】
図２は、図１に示した車両給電システム１０の詳細構成図である。図２を参照して、送電装置２００は、上述のように、電源装置２１０と、送電部２２０とを含む。電源装置２１０は、通信部２３０に加えて、制御装置である送電ＥＣＵ２４０と、電源部２５０とをさらに含む。また、送電部２２０は、共振コイル２２１（１次コイルとも称する。）と、可変キャパシタ２２２，２２３とを有するコイルユニットを含む。
【００３２】
電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、商用電源４００などの交流電源から受ける電力を高周波の電力に変換する。そして、電源部２５０は、その変換した高周波電力を送電部２２０へ供給する。
【００３３】
また、電源部２５０は、図示されない電圧センサ，電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒを送電ＥＣＵ２４０へ出力する。
【００３４】
共振コイル２２１は、車両１００の受電部１１０に含まれる共振コイル１１１へ非接触で電力を転送する。
【００３５】
可変キャパシタ２２２は、共振コイル２２１と電源部２５０との間に、共振コイル２２１に直列に接続される。可変キャパシタ２２３は、共振コイル２２１に並列に接続される。可変キャパシタ２２２，２２３は、送電ＥＣＵ２４０から制御信号ＳＩＧ２によって制御され、送電部２２０のインピーダンスを調整する。
【００３６】
なお、受電部１１０と送電部２２０との間の電力伝送については、図３を用いて後述する。
【００３７】
通信部２３０は、上述のように、送電装置２００と車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、通信部１６０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部２３０は、車両１００側の通信部１６０から送信される車両情報、ならびに、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、受信したこれらの情報を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０からの送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒを含む情報を車両１００へ送信する。
【００３８】
送電ＥＣＵ２４０は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、電源装置２１０における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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。
【００３９】
車両１００は、受電部１１０および通信部１６０に加えて、充電リレーＣＨＲ１７０と、整流器１８０と、蓄電装置１９０と、システムメインリレーＳＭＲ１１５と、パワーコントロールユニットＰＣＵ（Power  Control  Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、制御装置である車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６とを含む。受電部１１０は、共振コイル１１１（２次コイルとも称する。）と、可変キャパシタ１１２，１１３とを有するコイルユニットを含む。
【００４０】
共振コイル１１１は、送電装置２００に含まれる共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。可変キャパシタ１１２は、共振コイル１１１と整流器１８０との間に、共振コイル１１１と直列に接続される。可変キャパシタ１１３は、共振コイル１１１に並列に接続される。可変キャパシタ１１２，１１３は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＩＧ１によって制御され、受電部１１０のインピーダンスを調整する。
【００４１】
また、本実施の形態においては、車両１００として電気自動車を例として説明するが、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車などが含まれる。
【００４２】
整流器１８０は、共振コイル１１２から受けた交流電力を整流し、その整流された直流電力を、ＣＨＲ１７０を介して蓄電装置１９０に出力する。整流器１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む構成とすることができる。整流器１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流器１８０が受電部１１０に含まれる場合には、発生する電磁場に伴うスイッチング素子の誤動作等を防止するために、ダイオードブリッジのような静止型の整流器とすることがより好ましい。
【００４３】
ＣＨＲ１７０は、整流器１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１７０は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流器１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。
【００４４】
蓄電装置１９０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００４５】
蓄電装置１９０は、整流器１８０に接続される。そして、蓄電装置１９０は、受電部１１０で受電されかつ整流器１８０で整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１９０の出力は、たとえば２００Ｖ程度である。
【００４６】
なお、図２には示されていないが、受電電圧と蓄電装置１９０の充電電圧とが異なる場合には、整流器１８０と蓄電装置１９０との間に、ＤＣ−ＤＣコンバータのような電力変換装置を設けるようにしてもよい。
【００４７】
蓄電装置１９０には、いずれも図示しないが、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび入出力される電流ＩＢを検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる。これらの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」とも称する。）を演算する。
【００４８】
ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。そして、ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。
【００４９】
ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータやインバータを含む。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御されて蓄電装置１９０からの電圧を変換する。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御されて、コンバータで変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。
【００５０】
モータジェネレータ１３０は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００５１】
モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１９０の充電電力に変換される。
【００５２】
また、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド自動車では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置１９０を充電することも可能である。
【００５３】
通信部１６０は、上述のように、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、送電装置２００の通信部２３０と情報ＩＮＦＯの授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報ＩＮＦＯには、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号が含まれる。
【００５４】
車両ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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。
【００５５】
電圧センサ１９５は、共振コイル１１２に並列に接続され、受電部１１０で受電された受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、共振コイル１１１と整流器１８０とを結ぶ電力線に設けられ、受電電流Ｉｒｅを検出する。検出された受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅは、車両ＥＣＵ３００に送信され、伝送効率の演算等に用いられる。
【００５６】
［電力伝送の原理］
図３は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図３を参照して、送電装置２００の送電部２２０は、共振コイル２２１と、可変キャパシタ２２２，２２３とを含む。
【００５７】
共振コイル２２１は、可変キャパシタ２２２，２２３とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１および可変キャパシタ２２２，２２３によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電源部２５０から電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。
【００５８】
車両１００の受電部１１０は、共振コイル１１１と、可変キャパシタ１１２，１１３とを含む。
【００５９】
共振コイル１１１は、可変キャパシタ１１２，１１３とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１および可変キャパシタ１１２，１１３によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１および可変キャパシタ１１２，１１３によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。
【００６０】
送電装置２００において、電源装置２１０から共振コイル２２１へ電力が供給されると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、車両１００の電気負荷装置１１８へ伝送される。なお、電気負荷装置１１８は、受電部１１０によって受電された電力を利用する電気機器であり、具体的には、整流器１８０（図２）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。
【００６１】
上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。
【００６２】
なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。
【００６３】
図４および図５を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図４は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図５は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。
【００６４】
図４を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、共振コイル９９と、共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。
【００６５】
共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、送電部９０の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、受電部９１の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。
【００６６】
ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）1/2｝  …  （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）1/2｝  …  （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、送電部９０および受電部９１の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、送電部９０に供給される電流の周波数は一定である。
【００６７】
図５に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。
【００６８】
（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％）  …  （３）
図５から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、受電部９１の固有周波数の１０％以下の範囲となるように送電部９０および受電部９１の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が受電部９１の固有周波数の５％以下となるように送電部９０および受電部９１の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。
【００６９】
再び図２を参照して、送電装置２００の送電部２２０および車両１００の受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部２２０と受電部１１０との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との結合係数κは０．１以下が好ましく、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。
【００７０】
ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。
【００７１】
図６は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図６を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。
【００７２】
たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、可変キャパシタ１１２，１１３および可変キャパシタ２２２，２２３のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、可変キャパシタ１１２，１１３および可変キャパシタ２２２，２２３のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、車両１００において整流器１８０と蓄電装置１９０との間に設けられるコンバータ（図示せず）を利用する手法などを採用することも可能である。
【００７３】
また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。
【００７４】
第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。
【００７５】
なお、上記の説明では、共振コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共振コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。
【００７６】
この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。
【００７７】
図７は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。
【００７８】
「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。
【００７９】
このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で、非接触で電力が伝送される。このような受電部と送電部との間に形成される電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。そして、送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。
【００８０】
なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」または「電界（電場）共振結合」という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。
【００８１】
送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。
【００８２】
図２に示されたようなコイルユニットにおいては、コイルに直列に接続されるキャパシタの容量をＣ１１とし、コイルに並列に接続されるキャパシタの容量をＣ１２とすると、合成容量はＣ＝Ｃ１１＋Ｃ１２となる。そして、コイルユニットの共振周波数Ｆは、コイルのリアクタンスをＬとすると、上記の式（１），（２）と同様に、以下の式（４）で表される。
【００８３】
Ｆ＝１／｛２π（Ｌ×Ｃ）1/2｝  …  （４）
ところで、上述のような構成のコイルユニットにおいては、合成容量Ｃが同じであっても、各キャパシタの容量が異なると、送電部と受電部との結合度が変化することによって、電力伝送効率が変化し得る。
【００８４】
図８は、図２に示されるようなコイルユニットにおいて、合成容量を維持したまま可変キャパシタの容量を変化させた場合の電力伝送効率の変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【００８５】
図８においては、横軸に周波数が示され、縦軸に電力伝送効率が示される。そして、曲線Ｗ１０，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３となるにつれて、コイルに直列に接続された可変キャパシタの容量Ｃ１１が徐々に小さくなり、逆にコイルに並列に接続された可変キャパシタの容量Ｃ１２は徐々に大きくなる。
【００８６】
結合係数κと電力伝送効率との関係については、一般的に、結合係数κがκ＞１となると双峰特性となってκが大きく（すなわち、結合が強く）なるにつれて共振周波数Ｆ０における電力伝送効率が低下し、κ＝１で電力伝送効率は最大となり、そしてκ＜１では単峰特性となってκが小さく（すなわち、結合が弱く）なるにつれて電力伝送効率は低下することが知られている。
【００８７】
図８からわかるように、キャパシタの合成容量Ｃは同じであっても、コイルに並列に接続されるキャパシタの容量を変化させると、結合係数κが変化して電力伝送効率が変化する。したがって、図２に示したようなコイルユニットの構成とすることによって、共振周波数を変更することなく、電力伝送効率を調整することができる。
【００８８】
また、上述のように、共振周波数は式（４）のようにＦ＝１／｛２π（Ｌ×Ｃ）1/2｝で規定されるため、コイルユニットの設計においては、所望の共振周波数であっても、コイルのリアクタンスＬとキャパシタの合成容量Ｃとの組み合わせを異なる態様とすることができる。すなわち、Ｌ×Ｃを維持しながら、リアクタンスＬと合成容量Ｃとの比率を変化させることができる。
【００８９】
図９は、コイルユニットにおいて、キャパシタの合成容量ＣとコイルのリアクタンスＬとの乗算値（Ｌ×Ｃ）を維持しながら、合成容量ＣとリアクタンスＬとの比率を変化させた場合の、周波数に対する合成インピーダンスおよび電力伝送効率の変化をシミュレーションしたものである。
【００９０】
図９を参照して、合成インピーダンスについては、曲線Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４となるにつれてリアクタンスＬが大きくなり、逆に合成容量Ｃが小さくなる。すなわち、各周波数において、リアクタンスＬが大きいほど合成インピーダンスが高くなる。
【００９１】
また、電力伝送効率については、曲線Ｗ３１，Ｗ３２，Ｗ３３，Ｗ３４が、それぞれ曲線Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４の場合の電力伝送効率に対応する。電力伝送効率は、リアクタンスＬの増加とともに単峰特性で徐々に増加するが（Ｗ３１→Ｗ３２）、リアクタンスＬが大きくなりすぎると双峰特性となり、逆にリアクタンスＬの増加とともに電力伝送効率は低下する（Ｗ３２→Ｗ３３→Ｗ４４）。これは、リアクタンスＬを大きくすると、コイルの抵抗成分が増大してしまうことが要因の１つである。
【００９２】
このように、電力伝送効率を向上させるためには、設計時においてコイルのリアクタンスＬと合成容量Ｃとの関係を適切に設定することが重要となる。
【００９３】
本実施の形態においては、図２に示したような構成を有する可変キャパシタを上述のような特性に従って調整するインピーダンス制御を実行することによって、非接触給電システムにおける電力伝送効率を向上させる。
【００９４】
図１０は、本実施の形態において、車両ＥＣＵ３００および送電ＥＣＵ２４０で実行されるインピーダンス調整制御を説明するためのフローチャートである。図１０に示されるフローチャート中の各ステップについては、車両ＥＣＵ３００および送電ＥＣＵ２４０に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期もしくは所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。なお、以下の説明においては、車両ＥＣＵ３００で実行される処理を例として説明するが、送電ＥＣＵ２４０で実行される場合も同様であるのでその説明は繰り返さない。
【００９５】
図２および図１０を参照して、車両ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００において、まず、予め規格等により定められた電磁場の周波数（すなわち、受電部１１０の共振周波数）Ｆと、共振コイル１１１の設計上のリアクタンスＬとを取得する。これらの情報は、車両ＥＣＵ３００内に予め記憶されている。
【００９６】
車両ＥＣＵ３００は、これらの情報と、Ｆ＝１／｛２π（Ｌ×Ｃ）1/2｝とから、必要とされる合成容量Ｃの初期値を演算する。
【００９７】
そして、車両ＥＣＵ３００は、送電装置２００に対してテスト送電を実行させる指令を出力する。このテスト送電は、可変キャパシタ１１２，１１３の容量Ｃ１１，Ｃ１２を調整するための送電である。テスト送電において伝送される電力は、蓄電装置１９０の本格的な充電を行なう通常送電の場合と同じ大きさであってもよいが、可変キャパシタ１１２，１１３の容量の調整に伴って伝送効率が低い状態となり得るので、通常送電に用いる電力よりも小さい電力とすることが好ましい。
【００９８】
その後、車両ＥＣＵ３００は、共振コイル１１０の設計上のリアクタンスＬのバラツキによる共振周波数への変動を排除するために合成容量Ｃの調整を行なう。言い換えれば、車両ＥＣＵ３００は、合成容量Ｃを調整することによって、受電部１１０の共振周波数を規定の周波数Ｆに整合させる。
【００９９】
具体的には、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１２５にて、可変キャパシタ１１２，１１３を調整して、それらの可変範囲内で合成容量Ｃを変化させる。たとえば、可変範囲において合成容量Ｃが最小となる状態から最大となる状態まで、所定の変化ステップで容量値を順次設定する。
【０１００】
そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、送電装置２００からの送電電力に関する情報と、電圧センサ１９５および電流センサ１９６の検出値から演算した受電電力とから、設定した合成容量Ｃにおける伝送効率ＥＦを演算する。
【０１０１】
車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、演算した伝送効率ＥＦが、合成容量Ｃの可変範囲で最大であるか否かを判定する。なお、伝送効率ＥＦが最大であるか否かの判定は、合成容量Ｃの可変範囲全体の伝送効率ＥＦを演算した結果を用いて判定してもよいが、たとえば、必ずしも伝送効率ＥＦが最大とならなくとも、予め定められたしきい値よりも大きくなるような伝送効率ＥＦとなったか否かを判定するようにしてもよい。
【０１０２】
伝送効率ＥＦが最大でない場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、処理がＳ１２５に戻されて、伝送効率ＥＦが最大となるように、合成容量Ｃをさらに調整する。
【０１０３】
伝送効率ＥＦが最大となった場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められ、電力伝送に用いる合成容量Ｃの大きさを決定する。
【０１０４】
その後、車両ＥＣＵ３００は、図８で説明したように、決定された合成容量Ｃを達成可能な可変キャパシタ１１２，１１３の組み合わせを調整することによって、送電部２２０と受電部１１０との結合度を変更し、伝送効率ＥＦを最適化する。
【０１０５】
具体的には、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１５５にて、可変キャパシタ１１２，１１３の容量を調整する。このとき、可変キャパシタ１１２，１１３によってＣ＝Ｃ１１＋Ｃ１２の関係が維持されるようにしたまま、たとえばＣ１１を小さい値から大きい値に変更するように順次設定する。
【０１０６】
そして、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１６０にて、可変キャパシタ調整後の伝送効率ＥＦを演算するとともに、Ｓ１７０にて演算された伝送効率ＥＦが合成容量Ｃにおいて最大であるか否かを判定する。なお、Ｓ１７０における伝送効率ＥＦの判定においても、Ｓ１４０と同様に、伝送効率ＥＦが所定のしきい値より大きいか否かを判定するようにしてもよい。
【０１０７】
伝送効率ＥＦが最大でない場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、処理がＳ１５５に戻されて、車両ＥＣＵ３００は、伝送効率ＥＦが最大となるように、可変キャパシタ１１２，１１３の容量をさらに調整する。
【０１０８】
伝送効率ＥＦが最大となった場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１８０に進められ、車両ＥＣＵ３００は、可変キャパシタ１１２，１１３の容量を決定する。
【０１０９】
その後、車両ＥＣＵ３００は、Ｓ１９０に処理を進めて、蓄電装置１９０を充電するための本格的な送電を開始するような指令を送電装置２００に対して送信する。これによって、蓄電装置１９０への充電処理が開始される。
【０１１０】
なお、図２のように送電部および受電部の双方に、共振コイルに並列および直列に接続された可変キャパシタが設けられる場合には、送電部および受電部のいずれか一方についての可変キャパシタを優先的に調整し、その後に他方についての可変キャパシタを調整するようにする。
【０１１１】
図２に示したような、共振コイルに並列および直列に接続された可変キャパシタを備えたコイルユニットを用いて、上記のような処理に従って制御を行なうことによって、非接触給電システムにおいて、より広範なインピーダンス調整が可能となり、それによって電力伝送効率を向上させることができる。
【０１１２】
［変形例］
なお、本発明のようなコイルユニットの構成は、図２のように送電部および受電部の双方に設けられることは必ずしも必要ではなく、送電部および受電部の少なくとも一方に設けられればよい。
【０１１３】
図１１〜図１３は、送電部２２０のみに共振コイルに並列および直列に接続された可変キャパシタを備えたコイルユニットが設けられる場合のバリエーションを示す図である。また、図１４〜図１６は、受電部１１０のみに、上述のようなコイルユニットが設けられる場合のバリエーションを示す図である。
【０１１４】
図１１における受電部１１０Ａ、および図１４における送電部２２０Ａにおいては、共振コイル１１１，２２１にそれぞれ並列に固定キャパシタ１１３Ａ，２２３Ａが設けられる。
【０１１５】
図１２における受電部１１０Ｂ、および図１５における送電部２２０Ｂにおいては、共振コイル１１１，２２１にそれぞれ直列に固定キャパシタ１１２Ａ，２２２Ａが設けられる。
【０１１６】
図１３における受電部１１０Ｃにおいては、共振コイル１１１の両端に固定キャパシタ１１３Ａ，１１３Ｂがそれぞれ設けられており、図１６における送電部２２０Ｃにおいては、共振コイル２２１の両端に固定キャパシタ２２３Ａ，２２３Ｂがそれぞれ設けられる。
【０１１７】
なお、図１１〜図１６で示した固定キャパシタは、可変キャパシタであってもよい。
また、可変キャパシタについては、容量を連続的に変化させることができるものであってもよいし、たとえば、図１７に示されるように、互いに並列に接続された複数のキャパシタを、スイッチで切換えることによって容量を変化させるようにしてもよい。
【０１１８】
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説明ではなく、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】
【０１１９】
１０，８９  電力伝送システム、９０，２２０，２２０Ａ〜２２０Ｃ  送電部、９１，１１０，１１０Ａ〜１１０Ｃ  受電部、９４，９９，１１０，１１１，２２１  共振コイル、９５，９８，１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ，２２２Ａ，２２３Ａ，２２３Ｂ  キャパシタ、１００  車両、１１８  電気負荷装置、１３０  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギヤ、１５０  駆動輪、１６０，２３０  通信部、１８０  整流器、１９０  蓄電装置、１９５  電圧センサ、１９６  電流センサ、２００  送電装置、２１０  電源装置、２４０  送電ＥＣＵ、２５０  電源部、３００  車両ＥＣＵ、４００  商用電源。
【図１】
0005794203.tif 000002
【図２】
0005794203.tif 000003
【図３】
0005794203.tif 000004
【図４】
0005794203.tif 000005
【図５】
0005794203.tif 000006
【図６】
0005794203.tif 000007
【図７】
0005794203.tif 000008
【図８】
0005794203.tif 000009
【図９】
0005794203.tif 000010
【図１０】
0005794203.tif 000011
【図１１】
0005794203.tif 000012
【図１２】
0005794203.tif 000013
【図１３】
0005794203.tif 000014
【図１４】
0005794203.tif 000015
【図１５】
0005794203.tif 000016
【図１６】
0005794203.tif 000017
【図１７】
0005794203.tif 000018