(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路を構成するコア（１１０、２１０）と、交流が供給されることで磁束を発生する巻線（１１１、２１１）とを有する送電側パッド（１１、２１）と、
磁路を構成するコア（１３０、２３０）と、前記送電側パッドの発生した磁束が鎖交することで交流を発生する巻線（１３１、２３１）とを有する受電側パッド（１３、２３）と、
前記送電側パッドの巻線に接続され、当該巻線に交流を供給する送電回路（１０、２０）と、
前記受電側パッドの巻線及び給電対象に接続され、当該巻線から供給される交流を直流に変換して前記給電対象に供給する受電回路（１５、２５）と、
前記送電側パッドに対する前記受電側パッドの相対位置が決まった後に、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、前記送電側パッドの巻線と前記受電側パッドの巻線の結合係数を調整する結合係数調整手段（１６、１７、２６、２７）と、
を備えた非接触給電装置において、
前記結合係数の最小値は、前記送電側パッドと前記受電側パッドが所定範囲内にある場合において、前記送電側パッドと前記受電側パッドが最も離れた状態で、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることで調整可能な前記結合係数の最大値であり、
前記結合係数調整手段は、前記送電側パッドに対する前記受電側パッドの相対位置が変化しても、前記結合係数の最小値に対する最大値の比に基づいて、前記結合係数が許容範囲内になるように前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
磁路を構成するコア（２１０）と、交流が供給されることで磁束を発生する巻線（２１１）とを有する送電側パッド（２１）と、
磁路を構成するコア（２３０）と、前記送電側パッドの発生した磁束が鎖交することで交流を発生する巻線（２３１）とを有する受電側パッド（２３）と、
前記送電側パッドの巻線に接続され、当該巻線に交流を供給する送電回路（２０）と、
前記受電側パッドの巻線及び給電対象に接続され、当該巻線から供給される交流を直流に変換して前記給電対象に供給する受電回路（２５）と、
前記送電側パッドに対する前記受電側パッドの相対位置が決まった後に、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、前記送電側パッドの巻線と前記受電側パッドの巻線の結合係数を調整する結合係数調整手段（２６、２７）と、
を備えた非接触給電装置において、
前記結合係数調整手段は、前記送電回路の後段回路の入力インピーダンスを求め、入力インピーダンス目標値と求めた前記入力インピーダンスの比較結果に基づいて、前記送電側パッドに対する前記受電側パッドの相対位置が変化しても、前記結合係数が許容範囲内になるように前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
前記結合係数調整手段は、前記結合係数の最小値に対する最大値の比が２未満になるように前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記結合係数調整手段は、前記結合係数の最小値に対する最大値の比が１になるように前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする請求項３に記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記結合係数調整手段（１６，１７）は、前記結合係数を求め、結合係数目標値と求めた前記結合係数の比較結果に基づいて前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記結合係数調整手段（２６、２７）は、前記送電回路の後段回路の入力インピーダンスを求め、入力インピーダンス目標値と求めた前記入力インピーダンスの比較結果に基づいて前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記結合係数調整手段は、前記送電回路の出力電圧及び出力電流に基づいて前記入力インピーダンスを求めることを特徴とする請求項２又は６に記載の非接触給電装置。
【請求項８】
前記結合係数調整手段は、前記受電回路の出力電圧、出力電流、及び、結合係数目標値に基づいて前記入力インピーダンス目標値を求めることを特徴とする請求項２、６又は７のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項９】
前記送電側パッドの巻線に並列接続され、当該巻線とともに共振回路を構成する送電側共振用コンデンサ（１２）と、
前記受電側パッドの巻線に接続され、当該巻線とともに共振回路を構成する受電側共振用コンデンサ（１４）と、
を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項１０】
前記送電側パッドの巻線に直列接続され、当該巻線とともに共振回路を構成する送電側共振用コンデンサ（２２）と、
前記受電側パッドの巻線に直列接続され、当該巻線とともに共振回路を構成する受電側共振用コンデンサ（２４）と、
前記送電回路と前記送電側共振用コンデンサの直列接続された前記送電側パッドの巻線の間に接続される送電側イミタンス変換回路（２８）と、
前記受電側共振用コンデンサの直列接続された前記受電側パッドの巻線と前記受電回路の間に接続される受電側イミタンス変換回路（２９）と、
を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項１１】
前記結合係数調整手段は、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかを回転させることで前記結合係数を調整することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項１２】
前記結合係数調整手段は、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかの巻線を回転させることで前記結合係数を調整することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項１３】
前記結合係数調整手段は、前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかのコアを回転させることで前記結合係数を調整することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【請求項１４】
前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかの巻線は、コアに相対回転可能に巻回されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の非接触給電装置。
【請求項１５】
前記送電側パッド及び前記受電側パッドの少なくともいずれかの巻線は、コアの表面に沿って、相対回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の非接触給電装置。
【請求項１６】
前記送電側パッド及び前記受電側パッドの巻線は、軸方向から見た形状が円形状、楕円形状及び多角形状の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線を有する送電側パッドと、巻線を有する受電側パッドとを備え、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が決まった後に、送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、送電側パッドの巻線と受電側パッドの巻線の結合係数を調整する非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、巻線を有する送電側パッドと、巻線を有する受電側パッドとを備え、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が決まった後に、送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、送電側パッドの巻線と受電側パッドの巻線の結合係数を調整する非接触給電装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている非接触電力伝送装置がある。
【０００３】
この非接触電力伝送装置は、車両外部の高周波電源から車両に搭載された車両用バッテリに非接触で送電し、車両用バッテリを充電する装置である。非接触電力伝送装置は、高周波電源と、送電器と、受電器と、整流器とを備えている。
【０００４】
高周波数電源は、高周波数の交流を送電器に供給する回路である。送電器は、駐車スペースの所定位置に設置され、高周波電源から交流が供給されることで磁束を発生する装置である。送電器は、１次側コイルと、１次側コンデンサとを備えている。１次側コイルは、高周波電源から交流が供給されることで磁束を発生する部材である。１次側コンデンサは、１次側コイルとともに共振回路を構成する素子である。１次側コンデンサは、１次側コイルに並列接続されている。受電器は、車両の底部に設置され、送電器の発生した磁束と鎖交することで交流を発生し、整流器に供給する装置である。受電器は、２次側コイルと、２次側コンデンサとを備えている。２次側コイルは、送電器の発生した磁束と鎖交することで交流を発生する部材である。２次コンデンサは、２次側コイルとともに共振回路を構成する素子である。２次コンデンサは、２次側コイルに並列接続されている。整流器は、受電器から供給される交流を直流に変換して車両用バッテリに供給する回路である。
【０００５】
非接触電力伝送装置は、車両が駐車スペース内に駐車され、送電器に対する受電器の相対位置が決まった後に、１次側コイルの軸線方向と２次側コイルの軸線方向が平行になるように送電器を回転させる。その結果、送電器に対する受電器の相対位置が決まった状態において、１次側コイルと２次側コイルの結合係数を最大にすることができる。
【０００６】
ここで、１次側コイル及び２次側コイルが、送電側パッド及び受電側パッドの巻線に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１２１２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した非接触電力伝送装置において、１次側コイルと２次側コイルの結合係数は、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって変化する。つまり、送電器に対する受電器の相対位置によって変化する。結合係数は、送電器と受電器が近いほど大きくなり、遠いほど小さくなる。送電器に対する受電器の相対位置の変化に伴って結合係数が変化すると、高周波電源から交流を供給される高周波電源の後段回路の入力インピーダンスが変化する。例えば、送電器に対する受電器の相対位置の変化に伴って結合係数が変化し、高周波電源の後段回路の入力インピーダンスが小さくなった場合、高周波電源から後段回路に供給される電流が増加し、損失が増える。また、高周波電源から後段回路に供給される電流と電圧の位相差が増加し、高周波電源の損失が増える。そのため、このような損失の変化に対応できるように回路を構成しなければならず、装置が大型化してしまう。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が変化しても、損失の変化を抑えることができる非接触給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、磁路を構成するコアと、交流が供給されることで磁束を発生する巻線とを有する送電側パッドと、磁路を構成するコアと、送電側パッドの発生した磁束が鎖交することで交流を発生する巻線とを有する受電側パッドと、送電側パッドの巻線に接続され、当該巻線に交流を供給する送電回路と、受電側パッドの巻線及び給電対象に接続され、当該巻線から供給される交流を直流に変換して給電対象に供給する受電回路と、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が決まった後に、送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、送電側パッドの巻線と受電側パッドの巻線の結合係数を調整する結合係数調整手段と、を備えた非接触給電装置において、結合係数の最小値は、送電側パッドと受電側パッドが所定範囲内にある場合において、送電側パッドと受電側パッドが最も離れた状態で、送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることで調整可能な結合係数の最大値であり、結合係数調整手段は、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が変化しても、結合係数の最小値に対する最大値の比に基づいて、結合係数が許容範囲内になるように送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする。
この構成によれば、結合係数と対応関係を有し、結合係数が変化するとそれに伴って変化する送電回路の後段回路の入力インピーダンスを許容範囲内にすることができる。従って、入力インピーダンスの変化に伴って発生する損失の変化を抑えることができる。これにより、損失の変化に対応できるように回路を構成する必要がなくなり、装置を小型化することができる。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、磁路を構成するコアと、交流が供給されることで磁束を発生する巻線とを有する送電側パッドと、磁路を構成するコアと、送電側パッドの発生した磁束が鎖交することで交流を発生する巻線とを有する受電側パッドと、送電側パッドの巻線に接続され、当該巻線に交流を供給する送電回路と、受電側パッドの巻線及び給電対象に接続され、当該巻線から供給される交流を直流に変換して給電対象に供給する受電回路と、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が決まった後に、送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させ、送電側パッドの巻線と受電側パッドの巻線の結合係数を調整する結合係数調整手段と、を備えた非接触給電装置において、結合係数調整手段は、送電回路の後段回路の入力インピーダンスを求め、入力インピーダンス目標値と求めた入力インピーダンスの比較結果に基づいて、送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置が変化しても、結合係数が許容範囲内になるように送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることを特徴とする。
この構成によれば、結合係数と対応関係を有し、結合係数が変化するとそれに伴って変化する送電回路の後段回路の入力インピーダンスを許容範囲内にすることができる。従って、入力インピーダンスの変化に伴って発生する損失の変化を抑えることができる。これにより、損失の変化に対応できるように回路を構成する必要がなくなり、装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における非接触給電装置の回路図である。
【図２】図１に示す送電側パッドの上面図である。
【図３】図１に示す送電側パッドの正面図である。
【図４】図１に示す送電側パッドの側面図である。
【図５】図１に示す送電側パッドと受電側パッドの設置状態を説明するための説明図である。
【図６】図１に示す送電側パッドの設置状態を説明するための説明図である。
【図７】図１に示す受電側パッドの下面図である。
【図８】図１に示す受電側パッドの正面図である。
【図９】図１に示す受電側パッドの側面図である。
【図１０】図１に示す送電側制御回路のブロック図である。
【図１１】送電側パッドと受電側パッドの距離に対する結合係数ｋ及び入力インピーダンスＺｉｎの関係を示すグラフである。
【図１２】第１実施形態における非接触給電装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】送電側パッドと受電側パッドの距離と送電側パッドの回転状態の関係を説明するための送電側パッド及び受電側パッドを上側から見た説明図である。
【図１４】送電側パッドと受電側パッドの距離と送電側パッドの回転状態の関係を説明するための送電側パッド及び受電側パッドを上側から見た別の説明図である。
【図１５】送電側パッドと受電側パッドの距離と送電側パッドの回転状態の関係を説明するための送電側パッド及び受電側パッドを上側から見たさらに別の説明図である。
【図１６】送電側パッドと受電側パッドの距離に対する結合係数ｋの関係を説明するためのグラフである。
【図１７】第２実施形態における非接触給電装置の回路図である。
【図１８】図１７に示す送電側制御回路のブロック図である。
【図１９】第２実施形態における非接触給電装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】変形形態における送電側パッドと受電側パッドの距離に対する結合係数ｋの関係を説明するためのグラフである。
【図２１】送電側パッドの第１変形形態の上面図である。
【図２２】送電側パッドの第２変形形態の上面図である。
【図２３】送電側パッドの第３変形形態の上面図である。
【図２４】送電側パッドの第４変形形態の上面図である。
【図２５】送電側パッドの第４変形形態の正面図である。
【図２６】送電側パッドの第５変形形態の上面図である。
【図２７】送電側パッドの第６変形形態の上面図である。
【図２８】送電側パッドの第７変形形態の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る非接触給電装置を、電気自動車やハイブリッド車に搭載された車載バッテリに非接触で送電する非接触給電装置に適用した例を示す。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１１を参照して第１実施形態の非接触給電装置の構成について説明する。
【００１５】
図１に示す非接触給電装置１は、車両外部の商用電源ＡＣ１から車両に搭載された車載バッテリＢ１（給電対象）に非接触で送電し、車載バッテリＢ１を充電する装置である。非接触給電装置１は、送電回路１０と、送電側パッド１１と、送電側共振用コンデンサ１２と、受電側パッド１３と、受電側共振用コンデンサ１４と、受電回路１５と、駆動装置１６（結合係数調整手段）と、制御回路１７（結合係数調整手段）とを備えている。
【００１６】
送電回路１０は、商用電源ＡＣ１から供給される交流を高周波数の交流に変換して送電側パッド１１及び送電側共振用コンデンサ１２に供給する回路である。送電回路１０は、車両外部に設けられている。送電回路１０の入力端は商用電源ＡＣ１に、出力端は送電側パッド１１及び送電側共振用コンデンサ１２にそれぞれ接続されている。
【００１７】
送電側パッド１１は、送電回路１０から交流が供給されることで交番磁束を発生する装置である。図２〜図４に示すように、送電側パッド１１は、送電コア１１０（コア）と、送電巻線１１１（巻線）と、シールド板１１２とを備えている。
【００１８】
送電コア１１０は、磁性材からなり、磁路を構成する矩形板状の部材である。
【００１９】
送電巻線１１１は、送電回路１０から交流が供給されることで交番磁束を発生する、軸方向から見た形状が矩形状の部材である。送電巻線１１１は、導線を送電コア１１０に矩形状になるように巻回して構成されている。図１に示すように、送電巻線１１１の一端及び他端は、送電回路１０の出力端にそれぞれ接続されている。
【００２０】
図２〜図４に示すシールド板１１２は、導電材からなり、地表側への漏洩磁束を遮蔽する矩形板状の部材である。シールド板１１２は、送電巻線１１１の地表側に設けられている。
【００２１】
図５及び図６に示すように、送電側パッド１１は、駐車スペース内の所定位置に、地表面から露出した状態で設置されている。
【００２２】
図１に示す送電側共振用コンデンサ１２は、送電巻線１１１とともに共振回路を構成する素子である。送電側共振用コンデンサ１２は、車両外部の送電巻線１１１の近傍に設けられている。送電側共振用コンデンサ１２は、送電巻線１１１に並列接続されている。
【００２３】
受電側パッド１３は、送電側パッド１１の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生し、受電回路１５に供給する装置である。図７〜図９に示すように、受電側パッド１３は、受電コア１３０（コア）と、受電巻線１３１（巻線）と、シールド板１３２とを備えている。
【００２４】
受電コア１３０は、磁性材からなり、磁路を構成する矩形板状の部材である。
【００２５】
受電巻線１３１は、送電巻線１１１の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する、軸方向から見た形状が矩形状の部材である。受電巻線１３１は、導線を受電コア１３０に矩形状になるように巻回して構成されている。図１に示すように、受電巻線１３１の一端及び他端は、受電回路１５にそれぞれ接続されている。
【００２６】
シールド板１３２は、導電材からなり、車両側への漏洩磁束を遮蔽する矩形板状の部材である。シールド板１３２は、受電巻線１３１の車両側に設けられている。
【００２７】
図５に示すように、受電側パッド１３は、車両の底部に設置されている。
【００２８】
図１に示す受電側共振用コンデンサ１４は、受電巻線１３１とともに共振回路を構成する素子である。受電側共振用コンデンサ１４は、車両底部の受電巻線１３１の近傍に設けられている。受電側共振用コンデンサ１４は、受電巻線１３１に並列接続されている。
【００２９】
受電回路１５は、受電側共振用コンデンサ１４の接続された受電巻線１３１から供給される交流を直流に変換して車載バッテリＢ１に供給し、車載バッテリＢ１を充電する回路である。受電回路１５は、車両に設けられている。受電回路１５の入力端は受電側共振用コンデンサ１４の接続された受電巻線１３１の一端及び他端に、出力端は車載バッテリＢ１にそれぞれ接続されている。
【００３０】
駆動装置１６は、制御回路１７によって制御され、送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が決まった後に、送電側パッド１１を変位させ、送電巻線１１１と受電巻線１３１の結合係数ｋを調整する装置である。具体的には、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、結合係数ｋが一定になるように送電側パッド１１を回転させる装置である。駆動装置１６は、ターンテーブル１６０と、モータ１６１と、駆動回路１６２とを備えている。
【００３１】
ターンテーブル１６０は、送電側パッド１１を回転させる機器である。図５及び図６に示すように、ターンテーブル１６０は、駐車スペースの所定位置に表面を地表面から露出させた状態で設置されている。
【００３２】
モータ１６１は、駆動回路１６２によって駆動され、ターンテーブル１６０を回転させるための駆動力を発生する機器である。モータ１６１は、駐車スペース内の所定位置の地中に設置され、ターンテーブル１６０の回転軸に連結されている。そして、図１に示すように、駆動回路１６２に接続されている。
【００３３】
駆動回路１６２は、制御回路１７によって制御され、モータ１６１を駆動するための回路である。駆動回路１６２は、車両外部に設けられている。駆動回路１６２は、制御回路１７及びモータ１６１にそれぞれ接続されている。
【００３４】
制御回路１７は、車両制御装置Ｅ１から入力される出力電力目標値、及び、自ら検出した検出結果に基づいて、送電回路１０及び受電回路１５を制御する回路である。制御回路１７は、送電側電流センサ１７０と、送電側制御回路１７１と、受電側電流センサ１７２と、受電側制御回路１７３とを備えている。
【００３５】
送電側電流センサ１７０は、送電回路１０の出力電流Ｉ１を検出し、検出結果を出力する素子である。送電側電流センサ１７０は、送電回路１０と送電側共振用コンデンサ１２を接続する配線に、配線をクランプするように設けられている。送電側電流センサ１７０の出力端は、送電側制御回路１７１に接続されている。
【００３６】
送電側制御回路１７１は、自らの検出した送電回路１０の出力電圧Ｖ１、送電側電流センサ１７０の検出した送電回路１０の出力電流Ｉ１、及び、無線通信によって受電側制御回路１７３から受信した情報に基づいて、送電回路１０及び駆動回路１６２を制御する回路である。送電側制御回路１７１は、車両外部に設けられている。送電側制御回路１７１は、送電側電流センサ１７０の出力端、及び、送電回路１０の出力端にそれぞれ接続されている。また、送電回路１０及び駆動回路１６２にそれぞれ接続されている。図１０に示すように、送電側制御回路１７１は、結合係数演算部１７１ａと、駆動指令演算部１７１ｂとを備えている。
【００３７】
結合係数演算部１７１ａは、送電回路１０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて、周知の方法で結合係数ｋを演算し出力するブロックである。
【００３８】
駆動指令演算部１７１ｂは、予め設定されている結合係数目標値ｋ＊と結合係数演算部１７１ａの出力する結合係数ｋの比較結果に基づいて駆動指令を演算し出力するブロックである。具体的には、結合係数目標値ｋ＊と結合係数ｋの偏差を比例、積分演算し、駆動指令として出力するブロックである。図１１に示すように、結合係数ｋは、送電側パッド１１と受電側パッド１３が近いほど大きくなり、遠いほど小さくなる。駐車スペース内に車両を駐車した場合、駐車位置によって受電側パッド１３の位置が変化する。その結果、送電側パッド１１と受電側パッド１３は、所定範囲内に配置されることになる。結合係数目標値ｋ＊は、駐車スペース内に車両を駐車し、送電側パッド１１と受電側パッド１３が所定範囲内にある場合において、結合係数ｋが最も小さくなる送電側パッド１１と受電側パッド１３が最も離れた状態で、送電側パッド１１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値に設定されている。
【００３９】
図１に示す受電側電流センサ１７２は、受電回路１５の出力電流Ｉ２を検出し、検出結果を出力する素子である。受電側電流センサ１７２は、受電回路１５と車載バッテリＢ１を接続する配線に、配線をクランプするように設けられている。受電側電流センサ１７２の出力端は、受電側制御回路１７３に接続されている。
【００４０】
受電側制御回路１７３は、車両制御装置Ｅ１から入力される出力電力目標値、自ら検出した受電回路１５の出力電圧Ｖ２、及び、受電側電流センサ１７２の検出した受電回路１５の出力電流Ｉ２を無線通信によって送電側制御回路１７１に送信するとともに、送電側制御回路１７１から受信した情報に基づいて受電回路１５を制御する回路である。受電側制御回路１７３は、車両に設けられている。受電側制御回路１７３は、受電側電流センサ１７２の出力端、及び、受電回路１５の出力端にそれぞれ接続されている。また、車両制御装置Ｅ１及び受電回路１５にそれぞれ接続されている。
【００４１】
次に、図１、図１０〜図１６を参照して第１実施形態の非接触給電装置の動作について説明する。
【００４２】
駐車スペース内に車両を駐車すると、図１に示す送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が決まる。そして、送電巻線１１１と受電巻線１３１が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で充電開始ボタン（図略）が押され、充電の開始が指示されると、非接触給電装置１は動作を開始する。
【００４３】
送電側制御回路１７１は、図１２に示すように、外部から車載バッテリＢ１の充電完了指令が入力されているか否かを判定する（Ｓ１００）。
【００４４】
ステップＳ１００において、充電完了指令が入力されていると判定した場合、送電側制御回路１７１は、車載バッテリＢ１の充電を終了する。一方、ステップＳ１００において、充電完了指令が入力されていないと判定した場合、送電側制御回路１７１は、結合係数ｋを演算する（Ｓ１０１）。そして、演算した結合係数ｋが予め設定されている結合係数目標値ｋ＊と一致しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００４５】
ステップＳ１０２において、結合係数ｋが結合係数目標値ｋ＊と一致していないと判定した場合、送電側制御回路１７１は、駆動指令を出力し、送電側パッド１１を回転させる（Ｓ１０３）。一方、ステップＳ１０２において、結合係数ｋが結合係数目標値ｋ＊と一致していると判定した場合、及び、ステップＳ１０３の実施後、ステップＳ１００に戻る。
【００４６】
図１に示す送電側制御回路１７１及び受電側制御回路１７３は、結合係数ｋを求めるため、予め設定されている条件で送電回路１０及び受電回路１５を制御する。送電回路１０は、商用電源ＡＣ１から供給される交流を高周波の交流に変換して送電側共振用コンデンサ１２の接続された送電巻線１１１に供給する。
【００４７】
送電回路１０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１は、結合係数ｋに応じて変化する。図１０に示す結合係数演算部１７１ａは、送電回路１０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて結合係数ｋを演算し出力する。
【００４８】
図１０に示す駆動指令演算部１７１ｂは、予め設定されている結合係数目標値ｋ＊と結合係数ｋの偏差を比例、積分演算し、駆動指令として出力する。図１に示す駆動回路１６２は、送電側制御回路１７１から入力される駆動指令に基づいてモータ１６１を回転させる。モータ１６１が回転すると、ターンテーブル１６０が回転し、それに伴って送電側パッド１１も回転する。その結果、結合係数ｋが変化する。
【００４９】
そして、これらの動作が繰り返されることで、最終的に、結合係数ｋが結合係数目標値ｋ＊に調整される。つまり、駐車スペース内に車両を駐車した場合において結合係数ｋが最も小さくなる送電側パッド１１と受電側パッド１３が最も離れた状態で、送電側パッド１１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値に調整される。駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、結合係数ｋは、同様に結合係数目標値ｋ＊に調整されることになる。
【００５０】
駐車スペース内に車両を駐車した場合、駐車位置によって受電側パッドの位置が変化する。その結果、送電側パッドと受電側パッドは、所定範囲内に配置されることになる。送電側パッド１１と受電側パッド１３の最も離れた状態にある場合、図１３に示すように、送電側パッド１１が回転し、送電側パッド１１の送電巻線１１１の軸方向と受電側パッド１３の受電巻線１３１の軸方向のなす角度が０ｄｅｇ、つまり、送電巻線１１１の軸方向が受電巻線１３１の軸方向と平行になる。送電側パッド１１と受電側パッド１３が前述した状態よりも近い状態にある場合、図１４に示すように、送電側パッド１１が回転し、送電側パッド１１の送電巻線１１１の軸方向と受電側パッド１３の受電巻線１３１の軸方向のなす角度がθ１（＞０ｄｅｇ）になる。前述した状態よりもさらに近い状態にある場合、図１５に示すように、送電側パッド１１が回転し、送電側パッド１１の送電巻線１１１の軸方向と受電側パッド１３の受電巻線１３１の軸方向のなす角度がθ２（＞θ１）になる。
【００５１】
その結果、図１６に示すように、送電側パッド１１と受電側パッド１３が最も離れた状態を除いて、送電側パッド１１を回転させない場合に比べ結合係数ｋが低下し、結合係数ｋの最小値ｋｍｉｎに対する最大値ｋｍａｘの比が１に、つまり、結合係数ｋが一定になる。送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、送電側パッド１１と受電側パッド１３が最も離れた状態で、送電側パッド１１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値になる。
【００５２】
ところで、図１１に示すように、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に直列接続されている場合、送電回路１０の後段回路の入力インピーダンスＺｉｎは結合係数ｋの２乗に比例し、送電側パッド１１と受電側パッド１３が近いほど大きくなり、遠いほど小さくなる。一方、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に並列接続されている場合、入力インピーダンスＺｉｎは結合係数ｋに反比例し、送電側パッド１１と受電側パッド１３が近いほど小さくなり、遠いほど大きくなる。そのため、結合係数ｋが結合係数目標値ｋ＊になるように調整されると、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に並列接続されている場合の方が、直列接続されている場合に比べ、入力インピーダンスＺｉｎが大きくなる。従って、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に直列接続されている場合に比べ、送電回路１０から後段回路に供給される電流が低減し、損失を抑えることができる。
【００５３】
その後、非接触給電装置１は、商用電源ＡＣ１から車載バッテリＢ１に送電するための動作を開始する。
【００５４】
受電側制御回路１７３は、出力電力目標値、受電回路１５の出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２を無線通信によって送電側制御回路１７１に送信する。送電側制御回路１７１は、送電回路１０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１、無線通信によって受電側制御回路１７３から受信した出力電力目標値、受電回路１５の出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２に基づいて送電回路１０を制御する。また、受電回路１５の制御に必要な情報を無線通信によって受電側制御回路１７３に送信する。
【００５５】
送電回路１０は、商用電源ＡＣ１から供給される交流を高周波の交流に変換して送電側共振用コンデンサ１２の接続された送電巻線１１１に供給する。交流が供給されると、送電巻線１１１は交番磁束を発生する。
【００５６】
受電巻線１３１は、送電巻線１１１の発生した交番磁束と鎖交することで電磁誘導によって交流を発生する。受電側制御回路１７３は、無線通信によって送電側制御回路１７１から受信した情報に基づいて受電回路１５を制御する。受電回路１５は、受電側共振用コンデンサ１４の接続された受電巻線１３１から供給される交流を直流に変換して車載バッテリＢ１に供給し、車載バッテリＢ１を充電する。
【００５７】
このようにして、商用電源ＡＣ１から車載バッテリＢ１に非接触で送電することができる。
【００５８】
次に、第１実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。
【００５９】
第１実施形態によれば、駆動装置１６は、送電側制御回路１７１によって制御され、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、結合係数ｋが許容範囲内、具体的には一定になるように送電側パッド１１を変位させる。そのため、結合係数ｋと対応関係を有し、結合係数ｋが変化するとそれに伴って変化する入力インピーダンスＺｉｎを一定にすることができる。従って、入力インピーダンスＺｉｎの変化に伴って発生する損失の変化を抑えることができる。これにより、損失の変化に対応できるように送電回路１０や受電回路１５を構成する必要がなくなり、装置を小型化することができる。
【００６０】
第１実施形態によれば、結合係数目標値ｋ＊は、駐車スペース内に車両を駐車し、送電側パッド１１と受電側パッド１３が所定範囲内にある場合において、結合係数ｋが最も小さくなる送電側パッド１１と受電側パッド１３が最も離れた状態で、送電側パッド１１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値に設定されている。そのため、結合係数ｋの最小値に対する最大値の比が１、つまり一定になるように送電側パッド１１が変位する。従って、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、結合係数ｋを出来る限り大きくした状態で一定にすることができる。
【００６１】
第１実施形態によれば、送電側制御回路１７１は、結合係数ｋを求め、結合係数目標値ｋ＊と求めた結合係数ｋの比較結果に基づいて駆動指令を演算し出力する。駆動装置１６は、送電側制御回路１７１から入力される駆動指令に基づいて送電側パッド１１を変位させる。そのため、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド１１に対する受電側パッド１３の相対位置が変化しても、結合係数ｋが一定になるように送電側パッド１１を確実に変位させることができる。
【００６２】
第１実施形態によれば、非接触給電装置１は、送電側共振用コンデンサ１２と、受電側共振用コンデンサ１４とを備えている。送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４は、送電巻線１１１及び受電巻線１３１に並列接続されている。そのため、送電回路１０の後段回路の入力インピーダンスＺｉｎは、結合係数ｋに反比例し、送電側パッド１１と受電側パッド１３が近いほど小さくなり、遠いほど大きくなる。従って、結合係数ｋが結合係数目標値ｋ＊になるように調整されると、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に直列接続されている場合に比べ、入力インピーダンスＺｉｎが大きくなる。これにより、送電側共振用コンデンサ１２及び受電側共振用コンデンサ１４が送電巻線１１１及び受電巻線１３１に直列接続されている場合に比べ、送電回路１０から後段回路に供給される電流が低減し、損失を抑えることができる。
【００６３】
第１実施形態によれば、駆動装置１６は、送電側制御回路１７１によって制御され、送電側パッド１１を回転させる。そのため、結合係数ｋを確実に調整することができる。
【００６４】
第１実施形態によれば、送電巻線１１１及び受電巻線１３１は、軸方向から見た形状が矩形状である。そのため、送電巻線１１１及び受電巻線１３１を安定して配置することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の非接触給電装置について説明する。第２実施形態の非接触給電装置は、第１実施形態の非接触給電装置が結合係数目標値と結合係数に基づいて駆動指令を求めるのに対して、送電回路の後段回路の入力インピーダンス目標値と入力インピーダンスに基づいて駆動指令を求めるようにしたものである。また、第１実施形態の非接触給電装置が送電側共振用コンデンサ及び受電側共振用コンデンサを送電巻線及び受電巻線に並列接続しているのに対して、送電側共振用コンデンサ及び受電側共振用コンデンサを送電巻線及び受電巻線に直列接続するとともに、送電側イミタンス変換回路及び受電側イミタンス変換回路を設けるようにしたものである。
【００６６】
まず、図１７及び図１８を参照して、第２実施形態の非接触給電装置の構成について説明する。
【００６７】
図１７に示す非接触給電装置２は、車両外部の商用電源ＡＣ２から車両に搭載された車載バッテリＢ２（給電対象）に非接触で送電し、車載バッテリＢ２を充電する装置である。非接触給電装置２は、送電回路２０と、送電側パッド２１と、送電側共振用コンデンサ２２と、受電側パッド２３と、受電側共振用コンデンサ２４と、受電回路２５と、駆動装置２６（結合係数調整手段）と、制御回路２７（結合係数調整手段）とを備えている。さらに、送電側イミタンス変換回路２８と、受電側イミタンス変換回路２９とを備えている。
【００６８】
送電回路２０は、第１実施形態の送電回路１０と同一の回路である。送電回路２０の入力端は商用電源ＡＣ２に、出力端は送電側イミタンス変換回路２８にそれぞれ接続されている。
【００６９】
送電側パッド２１は、第１実施形態の送電側パッド１１と同一の装置であり、送電巻線１１１と同一の送電巻線２１１を備えている。
【００７０】
送電側共振用コンデンサ２２は、第１実施形態の送電側共振用コンデンサ１２と同一の機能を有する素子であり、送電側共振用コンデンサ１２と同様に、車両外部の送電巻線２１１の近傍に設けられている。送電側共振用コンデンサ２２は、送電側共振用コンデンサ１２とは異なり、送電巻線２１１に直列接続されている。具体的には、送電側共振用コンデンサ２２の一端が送電巻線２１１の一端に接続されている。
【００７１】
送電側イミタンス変換回路２８は、イミタンス変換を行う回路である。具体的には、一方の端子対から見たインピーダンスが他方の端子対に接続された回路のアドミタンスに比例する回路である。送電側イミタンス変換回路２８は、リアクトル２８０、２８１と、コンデンサ２８２とを備えている。リアクトル２８０、２８１は直列接続されている。リアクトル２８０の一端は送電回路２０の一方の出力端に、リアクトル２８１の一端は送電側共振用コンデンサ２２の他端にそれぞれ接続されている。コンデンサ２８２の一端はリアクトル２８０、２８１の直列接続点に、他端は送電回路２０の他方の出力端及び送電巻線２１１の他端にそれぞれ接続されている。
【００７２】
受電側パッド２３は、第１実施形態の受電側パッド１３と同一の装置であり、受電巻線１３１と同一の受電巻線２３１を備えている。
【００７３】
受電側共振用コンデンサ２４は、第１実施形態の受電側共振用コンデンサ１４と同一の機能を有する素子であり、受電側共振用コンデンサ１４と同様に、車両底部の受電巻線２３１の近傍に設けられている。受電側共振用コンデンサ２４は、受電側共振用コンデンサ１４とは異なり、受電巻線２３１に直列接続されている。具体的には、受電側共振用コンデンサ２４の一端が受電巻線２３１の一端に接続されている。
【００７４】
受電側イミタンス変換回路２９は、イミタンス変換を行う回路である。具体的には、一方の端子対から見たインピーダンスが他方の端子対に接続された回路のアドミタンスに比例する回路である。受電側イミタンス変換回路２９は、リアクトル２９０、２９１と、コンデンサ２９２とを備えている。リアクトル２９０、２９１は直列接続されている。リアクトル２９０の一端は受電側共振用コンデンサ２４の他端に、リアクトル２９１の一端は受電回路２５にそれぞれ接続されている。コンデンサ２９２の一端はリアクトル２９０、２９１の直列接続点に、他端は受電巻線２３１の他端及び受電回路２５にそれぞれ接続されている。
【００７５】
受電回路２５は、第１実施形態の受電回路１５と同一の回路である。受電回路２５の一方の入力端はリアクトル２９１の一端に、他方の入力端はコンデンサ２９２の他端に、出力端は車載バッテリＢ２にそれぞれ接続されている。
【００７６】
駆動装置２６は、第１実施形態の駆動装置１６と同一の装置であり、ターンテーブル１６０、モータ１６１及び駆動回路１６２と同一のターンテーブル２６０、モータ２６１及び駆動回路２６２を備え、同一の配線がなされている。
【００７７】
制御回路２７は、第１実施形態の制御回路１７と同一の機能を有する回路であり、送電側電流センサ２７０と、送電側制御回路２７１と、受電側電流センサ２７２と、受電側制御回路２７３とを備えている。送電側電流センサ２７０、受電側電流センサ２７２及び受電側制御回路２７３は、第１実施形態の送電側電流センサ１７０、受電側電流センサ１７２及び受電側制御回路１７３と同一の回路であり、同一の配線がなされている。
【００７８】
送電側制御回路２７１は、第１実施形態の送電側制御回路１７１と同一の機能を有する回路であるが、送電側制御回路１７１とは内部構成が異なる。図１８に示すように、送電側制御回路２７１は、入力インピーダンス演算部２７１ｃと、出力インピーダンス演算部２７１ｄと、入力インピーダンス目標値演算部２７１ｅと、駆動指令演算部２７１ｆとを備えている。
【００７９】
入力インピーダンス演算部２７１ｃは、送電回路２０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて送電回路２０の後段回路の入力インピーダンスＺｉｎを演算し出力するブロックである。入力インピーダンス演算部２７１ｃは、式（１）基づいて入力インピーダンスＺｉｎを演算し出力する。
【００８０】
Ｚｉｎ＝Ｖ１／Ｉ１・・・（１）
【００８１】
出力インピーダンス演算部２７１ｄは、受電側制御回路２７３から受信した受電回路２５の出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２に基づいて受電回路２５の出力インピーダンスを演算し出力するブロックである。出力インピーダンス演算部２７１ｄは、式（２）に基づいて出力インピーダンスＺｏｕｔを演算し出力する。
【００８２】
Ｚｏｕｔ＝Ｖ２／Ｉ２・・・（２）
【００８３】
入力インピーダンス目標値演算部２７１ｅは、出力インピーダンス演算部２７１ｄの出力する出力インピーダンスＺｏｕｔ、予め設定されている送電巻線２１１と受電巻線２３１の結合係数目標値ｋ＊及び回路構成から求められた演算係数αに基づいて入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を演算し出力するブロックである。入力インピーダンス目標値演算部２７１ｅは、式（３）に基づいて入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を演算し出力する。
【００８４】
Ｚｉｎ＊＝（α／ｋ＊）×Ｚｏｕｔ・・・（３）
【００８５】
ここで、結合係数目標値ｋ＊は、第１実施形態の場合と同様に、駐車スペース内（所定範囲内）に車両を駐車した場合において送電巻線２１１と受電巻線２３１の結合係数ｋが最も小さくなる送電側パッド２１と受電側パッド２３が最も離れた状態で、送電側パッド２１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値に設定されている。
【００８６】
駆動指令演算部２７１ｆは、入力インピーダンス目標値演算部２７１ｅの出力する入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と、入力インピーダンス演算部２７１ｃの出力する入力インピーダンスＺｉｎの比較結果に基づいて駆動指令を演算し出力するブロックである。具体的には、入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と入力インピーダンスＺｉｎの偏差を比例、積分演算し、駆動指令として出力するブロックである。
【００８７】
次に、図１７〜図１９を参照して第２実施形態の非接触給電装置の動作について説明する。送電側パッドの回転以外の動作は第１実施形態と同一であるため説明を省略する。送電側パッドの回転動作について説明する。
【００８８】
駐車スペース内に車両を駐車すると、図１７に示す送電側パッド２１に対する受電側パッド２３の相対位置が決まる。そして、送電巻線２１１と受電巻線２３１が上下方向に所定の間隔をあけて対向する。この状態で充電開始ボタン（図略）が押され、充電の開始が指示されると、非接触給電装置２は動作を開始する。
【００８９】
送電側制御回路２７１は、図１９に示すように、外部から車載バッテリＢ２の充電完了指令が入力されているか否かを判定する（Ｓ２００）。
【００９０】
ステップＳ２００において、充電完了指令が入力されていると判定した場合、送電側制御回路２７１は、車載バッテリＢ２の充電を終了する。一方、ステップＳ２００において、充電完了指令が入力されていないと判定した場合、送電側制御回路２７１は、送電回路２０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１を取得する（Ｓ２０１）。そして、取得した出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて入力インピーダンスＺｉｎを演算する（Ｓ２０２）。
【００９１】
また、送電側制御回路２７１は、受電回路２５の出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２を取得する（Ｓ２０３）。そして、取得した出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２に基づいて演算した出力インピーダンスＺｏｕｔ、予め設定されている結合係数目標値ｋ＊及び演算係数αに基づいて入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を演算する（Ｓ２０４）。
【００９２】
その後、送電側制御回路２７１は、入力インピーダンスＺｉｎが入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と一致しているか否かを判定する判定する（Ｓ２０５）。
【００９３】
ステップＳ２０５において、入力インピーダンスＺｉｎが入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と一致していないと判定した場合、送電側制御回路２７１は、駆動指令を出力し、送電側パッド２１を回転させる（Ｓ２０６）。一方、ステップＳ２０５において、入力インピーダンスＺｉｎが入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と一致していると判定した場合、及び、ステップＳ２０６の実施後、ステップＳ２００に戻る。
【００９４】
図１７に示す送電側制御回路２７１及び受電側制御回路２７３は、入力インピーダンスＺｉｎ及び出力インピーダンスＺｏｕｔを求めるため、予め設定されている条件で送電回路２０及び受電回路２５を制御する。送電回路２０は、商用電源ＡＣ２から供給される交流を高周波の交流に変換して、送電側イミタンス変換回路２８及び送電側共振用コンデンサ２２の接続された送電巻線２１１に供給する。受電回路２５は、受電側イミタンス変換回路２９を介して受電側共振用コンデンサ２４の接続された受電巻線２３１から供給される交流を直流に変換して車載バッテリＢ２に供給する。
【００９５】
図１８に示す入力インピーダンス演算部２７１ｃは、送電回路２０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて入力インピーダンスＺｉｎを演算し出力する。出力インピーダンス演算部２７１ｄは、受電回路２５の出力電圧Ｖ２及び出力電流Ｉ２に基づいて受電回路２５の出力インピーダンスＺｏｕｔを演算し出力する。入力インピーダンス目標値演算部２７１ｅは、出力インピーダンスＺｏｕｔ、予め設定されている結合係数目標値ｋ＊及び演算係数αに基づいて入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を演算し出力する。駆動指令演算部２７１ｆは、入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と入力インピーダンスＺｉｎの偏差を比例、積分演算し、駆動指令として出力する。
【００９６】
図１７に示す駆動回路２６２は、送電側制御回路２７１から入力される駆動指令に基づいてモータ２６１を回転させる。モータ２６１が回転すると、ターンテーブル２６０が回転し、それに伴って送電側パッド２１も回転する。その結果、結合係数ｋが変化し、それに伴って入力インピーダンスＺｉｎが変化する。
【００９７】
そして、これらの動作が繰り返されることで、最終的に、入力インピーダンスＺｉｎが入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊に調整される。つまり、駐車スペース内に車両を駐車した場合において結合係数ｋが最も小さくなる送電側パッド２１と受電側パッド２３が最も離れた状態で、送電側パッド２１を回転させることによって調整可能な結合係数ｋの最大値に対応した値に調整される。駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド２１に対する受電側パッド２３の相対位置が変化しても、入力インピーダンスＺｉｎは、同様に入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊に調整されることになる。
【００９８】
ところで、第１実施形態で説明したように、送電側共振用コンデンサ２２及び受電側共振用コンデンサ２４が送電巻線２１１及び受電巻線２３１に直列接続されている場合、送電回路２０の後段回路の入力インピーダンスＺｉｎは結合係数ｋの２乗に比例し、送電側パッド２１と受電側パッド２３が近いほど大きくなり、遠いほど小さくなる。しかし、送電側イミタンス変換回路２８及び受電側イミタンス変換回路２９を備えている場合、第１実施形態の非接触給電装置１と同様に、入力インピーダンスＺｉｎは結合係数ｋに反比例し、送電側パッド２１と受電側パッド２３が近いほど小さくなり、遠いほど大きくなる。そのため、送電側イミタンス変換回路２８及び受電側イミタンス変換回路２９を備えていない場合に比べ、送電回路２０から後段回路に供給される電流を抑えることができる。従って、非接触給電装置２の損失をさらに抑えることができる。
【００９９】
次に、第２実施形態の非接触給電装置の効果について説明する。
【０１００】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
第２実施形態によれば、送電側制御回路２７１は、入力インピーダンスＺｉｎを求め、入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊と求めた入力インピーダンスＺｉｎの比較結果に基づいて駆動指令を演算し出力する。駆動装置２６は、送電側制御回路２７１から入力される駆動指令に基づいて送電側パッド２１を変位させる。そのため、駐車スペース内における車両の駐車位置の違いによって送電側パッド２１に対する受電側パッド２３の相対位置が変化しても、結合係数ｋと対応関係を有する入力インピーダンスＺｉｎが一定になるように送電側パッド２１を確実に変位させることができる。つまり、結合係数ｋが一定になるように送電側パッド２１を確実に変位させることができる。
【０１０２】
第２実施形態によれば、送電側制御回路２７１は、送電回路２０の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１を用い、式（１）に基づいて入力インピーダンスＺｉｎを演算する。そのため、入力インピーダンスＺｉｎを確実に求めることができる。
【０１０３】
第２実施形態によれば、送電側制御回路２７１は、受電回路２５の出力電圧Ｖ２、出力電流Ｉ２、及び、結合係数目標値ｋ＊を用い、式（２）及び（３）に基づいて入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を演算する。そのため、入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊を確実に求めることができる。
【０１０４】
第２実施形態によれば、非接触給電装置２は、送電側共振用コンデンサ２２と、受電側共振用コンデンサ２４とを備えている。送電側共振用コンデンサ２２及び受電側共振用コンデンサ２４は、送電巻線２１１及び受電巻線２３１に直列接続されている。送電側共振用コンデンサ２２が直列接続された送電巻線２１１及び受電側共振用コンデンサ２４が直列接続された受電巻線２３１が、送電側イミタンス変換回路２８及び受電側イミタンス変換回路２９を介さずに送電回路２０及び受電回路２５に接続されていた場合、入力インピーダンスＺｉｎは、結合係数ｋの２乗に比例し、送電側パッド２１と受電側パッド２３が近いほど小さくなり、遠いほど大きくなる。しかし、送電側共振用コンデンサ２２が直列接続された送電巻線２１１及び受電側共振用コンデンサ２４が直列接続された受電巻線２３１は、送電側イミタンス変換回路２８及び受電側イミタンス変換回路２９を介して送電回路２０及び受電回路２５に接続されている。そのため、入力インピーダンスＺｉｎは、第１実施形態の場合と同様に、結合係数ｋに反比例し、送電側パッド２１と受電側パッド２３が近いほど小さくなり、遠いほど大きくなる。従って、入力インピーダンスＺｉｎが入力インピーダンス目標値Ｚｉｎ＊になるように調整されると、第１実施形態の場合と同様に、入力インピーダンスＺｉｎが大きくなる。これにより、第１実施形態の場合と同様に、送電回路２０から後段回路に供給される電流が低減し、損失を抑えることができる。
【０１０５】
なお、第１及び第２実施形態では、結合係数ｋの最小値に対する最大値の比が１、つまり結合係数が一定になるように送電側パッドを変位させる例を挙げているが、これに限られるものではない。図２０に示すように、結合係数ｋの最小値ｋｍｉｎに対する最大値ｋｍａｘの比が２未満になるように送電側パッドを変位させてもよい。結合係数ｋが許容範囲内になるように送電側パッドを変位させればよい。
【０１０６】
第１及び第２実施形態では、送電側パッドを回転させることで結合係数ｋを調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。送電コアだけを回転させることで結合係数ｋを調整するようにしてもよいし、送電巻線だけを回転させることで結合係数ｋを調整するようにしてもよい。また、回転以外の方法に変位させてもよい。
【０１０７】
図２１に示すように、送電コア１１０を円形状にし、送電巻線１１１を送電コア１１０に相対回転可能に円形状になるように巻回すれば、送電巻線１１１だけを回転させることができる。そのため、送電巻線１１１だけを回転させることで結合係数ｋを調整することができる。図２２に示すように、図２１における送電コア１１０を楕円形状にすれば、送電コア１１０だけを回転させることができるし、送電巻線１１１だけを回転させることもできる。そのため、送電コア１１０だけを回転させることで結合係数ｋを調整することができるし、送電巻線１１１だけを回転させることで結合係数ｋを調整することもできる。図２３に示すように、図２１における送電巻線１１１を楕円形状になるように巻回すれば、送電巻線１１１だけを回転させることができる。そのため、送電巻線１１１だけを回転させることで結合係数ｋを調整することができる。
【０１０８】
図２４及び図２５に示すように、軸方向から見た形状が正方形状の送電巻線１１１を正方形状の送電コア１１０の表面に沿って相対回転可能に設ければ、送電コア１１０だけを回転させることができるし、送電巻線１１１だけを回転させることもできる。そのため、送電コア１１０だけを回転させることで結合係数ｋを調整することができるし、送電巻線１１１だけを回転させることで結合係数ｋを調整することもできる。送電コア１１０だけ、又は、送電巻線１１１だけを回転させればよいため、駆動装置の駆動力を小さくすることができる。そのため、装置を小型化することができる。図２６に示すように、図２４及び図２５における軸方向から見た送電巻線１１１の形状を長方形状にするとともに、送電コア１１０の形状を長方形状にしてもよい。この場合、回転に伴う結合係数ｋの変化を大きくすることができる。そのため、結合係数ｋの調整幅を大きくすることができる。図２７に示すように、図２４及び図２５における軸方向から見た送電巻線１１１の形状を五角形状にするとともに、送電コア１１０の形状を五角形状にしてもよい。それぞれの形状を多角形状にしてもよい。図２８に示すように、図２４及び図２５における軸方向から見た送電巻線１１１の形状を楕円形状にするとともに、送電コア１１０の形状を楕円形状にしてもよい。いずれの場合も、送電コア１１０だけを回転させることができるし、送電巻線１１１だけを回転させることもできる。そのため、送電コア１１０だけを回転させることで結合係数ｋを調整することができるし、送電巻線１１１だけを回転させることで結合係数ｋを調整することもできる。
【０１０９】
第１及び第２実施形態では、送電側パッドを回転させることで結合係数ｋを調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。受電側パッドを回転させることで結合係数ｋを調整するようにしてもよい。受電側パッドを、前述した送電側パッドと同一の構成とすることによって、受電側パッドを回転させることで結合係数ｋを調整することができる。送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを回転させることで結合係数ｋを調整するようにしてもよい。送電側パッド及び受電側パッドの少なくともいずれかを変位させることで結合係数ｋを調整するようにすればよい。
【０１１０】
第１及び第２実施形態では、送電回路の出力電圧Ｖ１及び出力電流Ｉ１に基づいて結合係数ｋを演算する例を挙げているが、これに限られるものではない。送電側パッドに対する受電側パッドの相対位置を検出し、検出結果に基づいて結合係数ｋを演算してもよい。他の周知の方法で結合係数ｋを求めてもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・非接触給電装置、１０・・・送電回路、１１・・・送電側パッド、１１０・・・送電コア（コア）、１１１・・・送電巻線（巻線）、１２・・・送電側共振用コンデンサ、１３・・・受電側パッド、１３０・・・受電コア（コア）、１３１・・・受電巻線（巻線）、１４・・・受電側共振用コンデンサ、１５・・・受電回路、１６・・・駆動装置（結合係数調整手段）、１７・・・制御回路（結合係数調整手段）、１７１・・・送電側制御回路、１７３・・・受電側制御回路
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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