(57)【要約】【課題】２次側からのフィードバックを必要とせずに、出力電圧を安定化させることが可能な無接点電力伝送装置、無接点電力伝送方法を提供する。【解決手段】１次側から電力を無接点で２次側の負荷９０に伝送するためのトランスＴＲ７０を有する無接点電力伝送装置において、給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２に供給するパルス信号を生成する発振手段１０の駆動周波数を、制御手段６０が、電流検出手段４０により検出されたトランスＴＲ７０の１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を基に、予め設定された特性を参照して、２次側の負荷９０の値を推定して得た負荷９０の値に適応して決定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側から電力を無接点で２次側の負荷に伝送するためのトランスを有する無接点電力伝送装置において、
直流電源と直列に接続されたスイッチング素子を所定のオン・オフ周波数でスイッチングして、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記トランスの１次側コイルに供給する給電手段と、
外部から設定される駆動周波数で信号を発振し、前記給電手段に供給する発振手段と、
前記トランスの前記１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された１次電流を基に、前記２次側の負荷の値を推定し、該負荷の値に適応した駆動周波数を決定し、該駆動周波数を前記発振手段に設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記発振手段に設定し得る駆動周波数毎に予め求めた前記１次電流と前記負荷の値との間の特性、および予め求めた前記負荷の値と該負荷の値に適応する駆動周波数との間の特性を保持し、これらの特性を参照して、前記発振手段に設定する駆動周波数を決定することを特徴とする無接点電力伝送装置。
【請求項２】
前記１次電流が所定の過電流閾値を超えるか否かを検出し、超えている場合に前記発振手段に過電流である旨を通知する過電流検出手段をさらに有し、
前記発振手段は、前記過電流検出手段から過電流である旨の通知を受けると、前記給電手段に電力供給を停止させる信号を出力することを特徴とする請求項１記載の無接点電力伝送装置。
【請求項３】
前記制御手段は、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を前記発振手段に初期値として設定することを特徴とする請求項１または２記載の無接点電力伝送装置。
【請求項４】
外部から設定される駆動周波数で発振する発振器の出力信号を基に、直流電源と直列に接続されたスイッチング素子を所定のオン・オフ周波数でスイッチングして、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換してトランスの１次側コイルに供給して、無接点で２次側の負荷に電力を伝送する無接点電力伝送方法において、
前記トランスの前記１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を検出し、
該検出した１次電流を基に前記２次側の負荷の値を、前記発振器に設定し得る駆動周波数毎に予め求めた前記１次電流と前記負荷の値との間の特性を参照して推定し、
該推定した負荷の値に適応した駆動周波数を、予め求めた前記負荷の値と該負荷の値に適応する駆動周波数との間の特性を参照して決定し、
該決定した駆動周波数を前記発振器に設定することを特徴とする無接点電力伝送方法。
【請求項５】
前記１次電流が所定の過電流閾値を超えるか否かを検出し、超えている場合に前記発振器に過電流である旨を通知し、
前記発振器が前記過電流である旨の通知を受けると、前記トランスの１次側コイルへの電力供給を停止することを特徴とする請求項４記載の無接点電力伝送方法。
【請求項６】
電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を前記発振器に初期値として設定することを特徴とする請求項４または５記載の無接点電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスによる電磁誘導を用いて無接点で電力を伝送する無接点電力伝送装置、無接点電力伝送方法に関し、特にフィードバック回路を設けなくとも、２次側出力電圧を安定化させることが可能な無接点電力伝送装置、無接点電力伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無接点で電力を伝送する方法の一つとして、トランスによる電磁誘導を用いた方式がある。この方式では、２次側に接続される負荷が変動した際、いかに２次側出力電圧を安定化させるかが課題となる。この点、２次出力電圧を１次側駆動回路へフィードバックして適応制御して２次側出力電圧を安定化させる手法がある。例えば、特許文献１は、その図１に示す負荷情報検出部２４、２次側情報入力部１４により、上記フィードバック制御を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８７５８２号公報（第３−５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２次側出力電圧を安定化させるための例えば特許文献１に開示された上記手法では、２次側から負荷情報を光に変換して１次側へフィードバックしなければならない。したがって、光学系を通信ラインとして用いた場合、フィードバック信号（光）と何らかの形で分離しなければならない。また、２次側を小型化したい場合、フィードバック回路が邪魔になる。さらに、１次−２次間を無接点でフィードバック回路を設けるためには構造が複雑になってしまうといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、２次側からのフィードバックを必要とせずに、１次側駆動回路のみで２次側出力電圧を推測し、出力電圧を安定化させることが可能な無接点電力伝送装置、無接点電力伝送方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、図１に示すように、１次側から電力を無接点で２次側の負荷９０に伝送するためのトランスＴＲ７０を有する無接点電力伝送装置において、直流電源と直列に接続されたスイッチング素子を所定のオン・オフ周波数でスイッチングして、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換して前記トランスＴＲ７０の１次側コイルに供給する給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２と、外部から設定される駆動周波数で信号を発振し、前記給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２に供給する発振手段１０と、前記トランスＴＲ７０の前記１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を検出する電流検出手段４０と、前記電流検出手段４０により検出された１次電流を基に、前記２次側の負荷９０の値を推定し、該負荷９０の値に適応した駆動周波数を決定し、該駆動周波数を前記発振手段１０に設定する制御手段６０と、を有し、前記制御手段６０は、前記発振手段１０に設定し得る駆動周波数毎に予め求めた前記１次電流と前記負荷９０の値との間の特性、および予め求めた前記負荷９０の値と該負荷９０の値に適応する駆動周波数との間の特性を保持し、これらの特性を参照して、前記発振手段１０に設定する駆動周波数を決定することを特徴としている。
【０００７】
したがって、請求項１記載の発明によれば、１次側から電力を無接点で２次側の負荷９０に伝送するためのトランスＴＲ７０を有する無接点電力伝送装置において、給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２に供給するパルス信号を生成する発振手段１０の駆動周波数を、制御手段６０が、電流検出手段４０により検出されたトランスＴＲ７０の１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を基に、予め設定された特性を参照して、２次側の負荷９０の値を推定して得た負荷９０の値に適応して決定することにより、２次側からのフィードバック回路を設けなくとも、１次側の簡単な構成で負荷９０への出力電圧を安定させることができる。また、２次側の回路を極めて簡素に構成することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記１次電流が所定の過電流閾値を超えるか否かを検出し、超えている場合に前記発振手段１０に過電流である旨を通知する過電流検出手段５０をさらに有し、前記発振手段１０は、前記過電流検出手段５０から過電流である旨の通知を受けると、前記給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２に電力供給を停止させる信号を出力することを特徴としている。
【０００９】
したがって、請求項２記載の発明によれば、過電流検出手段５０が、所定の過電流閾値を超える１次電流を検出したとき、発振手段１０に過電流検知を通知して、発振手段１０が、給電手段２０、３０、Ｑ１、Ｑ２に電力供給を停止させる信号を出力するため、負荷９０に過電流が供給された場合、直ぐに負荷９０への給電を停止することができ、回路を保護することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記制御手段６０は、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を前記発振手段１０に初期値として設定することを特徴としている。
【００１１】
したがって、請求項３記載の発明によれば、制御手段６０が、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を発振手段１０に初期値として設定することにより、高い駆動周波数により出力電圧を抑え、不必要に高い２次側への出力電圧の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、外部から設定される駆動周波数で発振する発振器１０の出力信号を基に、直流電源と直列に接続されたスイッチング素子を所定のオン・オフ周波数でスイッチングして、前記直流電源からの直流電力を交流電力に変換してトランスＴＲ７０の１次側コイルに供給して、無接点で２次側の負荷９０に電力を伝送する無接点電力伝送方法において、前記トランスＴＲ７０の前記１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を検出し、該検出した１次電流を基に前記２次側の負荷９０の値を、前記発振器１０に設定し得る駆動周波数毎に予め求めた前記１次電流と前記負荷９０の値との間の特性を参照して推定し、該推定した負荷９０の値に適応した駆動周波数を、予め求めた前記負荷９０の値と該負荷９０の値に適応する駆動周波数との間の特性を参照して決定し、該決定した駆動周波数を前記発振器１０に設定することを特徴としている。
【００１３】
したがって、請求項４記載の発明によれば、２次側からのフィードバック信号を参照しなくとも、１次側で２次側の負荷９０の値を推定し、これを基に発振器１０を適応制御することにより、２次側への出力電圧を安定させることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記１次電流が所定の過電流閾値を超えるか否かを検出し、超えている場合に前記発振器１０に過電流である旨を通知し、前記発振器１０が前記過電流である旨の通知を受けると、前記トランスＴＲ７０の１次側コイルへの電力供給を停止することを特徴としている。
【００１５】
したがって、請求項５記載の発明によれば、１次電流が所定の過電流閾値を超えた際、発振器１０に通知することにより、負荷９０に過電流が供給された場合、直ぐに負荷９０への給電を停止することができ、回路を保護することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を前記発振器１０に初期値として設定することを特徴としている。
【００１７】
したがって、請求項６記載の発明によれば、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を発振器１０に初期値として設定することにより、高い駆動周波数により出力電圧を抑え、不必要に高い２次側への出力電圧の発生を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態における無接点電力伝送装置の構成を示すブロック図である。本実施形態における以下の説明において、本発明の無接点電力伝送装置が車両に搭載され、１次側としての車両の車体（ボディ）と２次側としてのステアリングとの間の非接触電力伝送に適用される例について説明する。
【００２０】
本実施形態における無接点電力伝送装置は、トランスＴＲ７０を備え、その１次側に電圧制御発振器（ＶＣＯ；Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０、Ｈｉサイドドライバ２０、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、Ｌｏｗサイドドライバ３０、Ｌｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２、電流検出用抵抗Ｒ４０、過電流検出回路５０、および演算回路６０を備える。上記トランスＴＲ７０の２次側に整流平滑回路８０、および負荷９０を備える。
【００２１】
電圧制御発振器１０は、入力された電圧により発振周波数を制御する回路であり、演算回路６０から入力される電圧制御信号により発振周波数を決定し、デューティ比５０％の矩形波をＨｉサイドドライバ２０およびＬｏｗサイドドライバ３０に出力する。また、過電流検出回路５０からの後述する過電流保護信号により過電流発生を検知すると、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２の両方をＯＦＦして２次側の負荷９０への給電を停止させるために、Ｈｉサイドドライバ２０およびＬｏｗサイドドライバ３０の両方にＬｏｗの矩形波を出力する。
【００２２】
Ｈｉサイドドライバ２０は、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１をＯＮ／ＯＦＦ駆動するドライバであり、ＶＣＣ以上の電圧でＦＥＴＱ１のゲートを駆動する。デットタイムを除きＬｏｗサイドドライバ３０と逆位相で駆動する。Ｌｏｗサイドドライバ３０は、Ｌｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２をＯＮ／ＯＦＦ駆動するドライバであり、デットタイムを除きＨｉサイドドライバ２０と逆位相で駆動する。
【００２３】
Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２は、バッテリまたはその他の電源と接地との間に接続され、スイッチング素子として機能する。Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２は、直流入力電圧を交互にスイッチングし、トランスＴＲ７０を介して２次側の整流平滑回路８０に電力を伝送する。Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１は、ＰチャネルＦＥＴでもＮチャネルＦＥＴでもよい。Ｌｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２は、ＮチャネルＦＥＴを用いるとよい。
【００２４】
電流検出用抵抗Ｒ４０は、トランスＴＲ７０の１次側コイルと接地との間に設置される数１０ｍΩ〜数Ω程度の抵抗である。過電流検出回路５０は、電流検出用抵抗Ｒ４０に発生する微小な電圧を増幅して、１次電流値（アナログ信号）を演算回路６０に出力する。演算回路６０をマイコン制御により実現する場合は、１次電流値を当該マイコンのＡ／Ｄ入力端子に入力する。また、過電流検出回路５０は、所定の閾値と１次電流値とを比較し、例えば閾値を超える場合に”Ｈｉ”、閾値内の場合に”Ｌｏｗ”といったような過電流保護信号（２値信号）を電圧制御発振器１０に出力する。
【００２５】
演算回路６０は、過電流検出回路５０から入力される１次電流値を基に、電圧制御発振器１０の発振すべき最適な周波数を求め、該周波数に対応した電圧制御信号を電圧制御発振器１０に出力する。演算回路６０は、マイコン制御により実現可能である。電圧制御発振器１０の駆動周波数、負荷９０、およびトランスＴＲ７０の１次側コイルに表われる１次電流の関係（図５〜図７参照）がプリセットされたＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等に構築されるデータベースを、マイコンが参照しながら最適な周波数を決定するといった手法を用いることができる。
【００２６】
また、演算回路６０は、マイコン制御により実現することに限定されるものではなく、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いて本発明の制御を実現してもよい。
【００２７】
トランスＴＲ７０は、例えば本実施形態の説明においては、１次コイル側が車体（ボディ）側のコラムに配置され、２次側コイルがステアリング側に配置され、両コイルが相対回転可能になるように構成された回転型トランスであり、その詳細な構造は後述する。
【００２８】
整流平滑回路８０は、トランスＴＲにおける電磁誘導により非接触の形態で伝送された交流電力を整流および平滑して直流電力に変換する。そして、変換した直流電源を負荷９０へ供給する。例えば、整流回路はダイオード、平滑回路はコンデンサおよびコイルを用いるとよい。本発明の無接点電力伝送装置に適用される負荷９０は、値が変動する負荷である。例えば、エアバック等が挙げられる。
【００２９】
図２および図３は、トランスＴＲ７０の構造例を説明する図である。トランスＴＲ７０は、回転部側部材（２次側）Ｐ１と、固定部側部材（１次側）Ｐ２と、これらの部材間に配置された導光体Ｐ３とから構成された回転型トランスからなる。
【００３０】
図２は、トランスＴＲ７０がステアリングと車体（ボディ）側のコラムとの連結部分に搭載される様子を示す図であり、同図に示すように、ステアリングとコラムを連結する際に、ステアリング側に固定された回転部側部材（２次側）Ｐ１とコラム側に固定された固定部側部材（１次側）Ｐ２とが、対向して連結、配置されるようになっている。
【００３１】
図３は、トランスＴＲ７０の断面図であり、回転部側部材（２次側）Ｐ１と固定部側部材（１次側）Ｐ２との連結部分の詳細を示す。回転部側部材Ｐ１と固定部側部材Ｐ２とには、それぞれ、導光体Ｐ３の一部をなす導光路Ｐ３ａおよびＰ３ｂが、互いに向き合って配置されている。また、コラム側からステアリング側へ非接触で電磁誘導により電力を供給するために、固定部側部材Ｐ２には、１次側コイル７０ａが設けられ、回転部側部材Ｐ１には、２次側コイル７０ｂが設けられている。
【００３２】
次に、本発明の実施形態における無接点電力伝送装置の動作について概説する。図１において、電圧制御発振器１０は、設定された周波数を有する発振出力パルス信号を発生し、Ｈｉサイドドライバ２０、およびＬｏｗサイドドライバ３０は、電圧制御発振器１０から供給されたパルス信号に基づき、所定の適切な休止期間を持った交互パルス信号を作り出す。
【００３３】
当該交互パルス信号は、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２のゲートに入力され、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２は、それにより、所定のオン・オフ周波数でターンオン、ターンオフするようにスイッチング制御される。
【００３４】
バッテリ等の直流入力電圧は、Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ１、およびＬｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴＱ２により上述のオン・オフ周波数交互にスイッチングされ、パルス状の電圧に変換される。トランスＴＲ７０は、その１次コイルから２次コイルへ電力を伝送する。整流平滑回路８０は、２次コイルに伝送された電力を整流および平滑して負荷９０に供給する。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態における無接点電力伝送装置の適応制御に関する動作について説明するためのフローチャートである。まず、当該無接点電力装置が電源ＯＮされると、演算回路６０は、規定の設定可能な最高周波数に対応する電圧制御信号を電圧制御発振器１０に出力し、電圧制御発振器１０は、当該電圧制御信号に基づき、最高周波数で発振する（ステップＳ１）。
【００３６】
次に、過電流検出回路５０は、電流検出用抵抗Ｒ４０に発生する微小な電圧を増幅して、１次電流値（１次側コイル電流）を演算回路６０に出力する（ステップＳ２）。演算回路６０は、現在の駆動周波数と、過電流検出回路５０から入力される１次電流値とを基に、図６の負荷と１次電流との関係を示すグラフを参照して現在の負荷９０の重さを推定する（ステップＳ３）。
【００３７】
次に、演算回路６０は、推定した負荷９０の重さに対応する最適な駆動周波数を、図７の負荷と最適駆動周波数との関係を示すグラフを参照して求める。そして、演算回路６０は、現在の駆動周波数と求めた最適駆動周波数とが一致するか否かを判断する（ステップＳ４）。現在の駆動周波数が、求めた最適駆動周波数と一致する場合は（ステップＳ４／ＹＥＳ）、現在の駆動周波数を維持したまま、ステップＳ２に遷移する。現在の駆動周波数が、求めた最適駆動周波数と異なる場合は（ステップＳ４／ＮＯ）、現在の駆動周波数を、新たに求めた最適駆動周波数に変更する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ２に遷移する。演算回路６０は、新たな駆動周波数に対応する電圧制御信号を電圧制御発振器１０に出力し、電圧制御発振器１０は、当該電圧制御信号に基づき、当該駆動周波数で発振する。
【００３８】
以後、ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返すことにより、２次出力電圧を安定化させることができる。駆動周波数の設定範囲は、負荷９０の変動範囲に基づいて予め定める。図５〜７に示すグラフのデータは、予め実測や算出により、マイコン内（マイコン以外の場合コントローラ等）にデータベース化しておく。また、上記グラフのデータから近似式を求めて、当該近似式を回路化しておいてもよい。
【００３９】
次に、上述した無接点電力伝送装置の動作の具体例について説明する。ここでは、未知の負荷９０に対して安定した１４Ｖの２次出力電圧を発生させるための例を説明する。まず、図５の負荷と出力電圧との関係を示すグラフを参照すると、負荷抵抗値が大きい場合に最も出力電圧が高くなり、また、駆動周波数が高いほど出力電圧が低くなることが分かる。従って、電源ＯＮの直後はまず、設定可能な最も高い周波数（図５では１６６ｋＨｚ）で電圧制御発振器１０を発振させる（ステップＳ１）。
【００４０】
次に、過電流検出回路５０は、電流検出用抵抗Ｒ４０に発生する微小な電圧を増幅して、１次電流値（１次側コイル電流）を演算回路６０に出力する（ステップＳ２）。演算回路６０は、現在の駆動周波数と、過電流検出回路５０から入力される１次電流値とを基に、図６に示すグラフを参照して現在の負荷９０の抵抗値を推定する（ステップＳ３）。ここで、１次電流値が１Ａ、駆動周波数１６６ｋＨｚとすると、負荷９０の抵抗値は、約２１Ωとなる。
【００４１】
次に、演算回路６０は、推定した負荷９０の抵抗値に対応する最適な駆動周波数を、図７に示すグラフを参照して求める。図７に示すグラフは、出力電圧が１４Ｖになるための特性を示している。必要な出力電圧（例えば１４Ｖ）における特性を図５に示すグラフから算出して、予め図７に示すグラフをデータベース化しておく。ここで、負荷抵抗値２１Ωの場合に出力電圧を１４Ｖにするための最適駆動周波数は、約１４４ｋＨｚとなる。
【００４２】
演算回路６０は、現在の駆動周波数（１６６ｋＨｚ）と求めた最適駆動周波数（１４４ｋＨｚ）とが一致しないため（ステップＳ４／ＮＯ）、現在の駆動周波数（１６６ｋＨｚ）を、新たに求めた最適駆動周波数（１４４ｋＨｚ）に変更する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ２に遷移する。演算回路６０は、新たな駆動周波数に対応する電圧制御信号を電圧制御発振器１０に出力し、電圧制御発振器１０は、当該電圧制御信号に基づき、当該駆動周波数で発振する。以後、ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す。
【００４３】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００４４】
例えば、本発明の無接点電力伝送装置は、上述した自動車のステアリング等の回転部分に適用されるだけでなく、携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ポータブルＭＤプレイヤ等の携帯端末の無接点充電装置にも適用可能である。充電装置に適用した場合、２次側負荷の状態が１次側のみで判断できるため、充電状態の監視が可能となる。
【００４５】
また、本発明は、非接触で電力を供給する必要がある場所、回転部分で有線による給電が困難である場所、ロータリートランスによる給電で無限に回転する場所、接点等の信頼性では不充分な場所に適用するとよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、１次側から電力を無接点で２次側の負荷に伝送するためのトランスを有する無接点電力伝送装置において、給電手段に供給するパルス信号を生成する発振手段の駆動周波数を、制御手段が、電流検出手段により検出されたトランスの１次側コイルからＧＮＤに流れる１次電流を基に、予め設定された特性を参照して、２次側の負荷の値を推定して得た負荷の値に適応して決定することにより、２次側からのフィードバック回路を設けなくとも、１次側の簡単な構成で負荷への出力電圧を安定させることができる。また、２次側の回路を極めて簡素に構成することができる。
【００４７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、過電流検出手段が、所定の過電流閾値を超える１次電流を検出したとき、発振手段に過電流検知を通知して、発振手段が、給電手段に電力供給を停止させる信号を出力するため、負荷に過電流が供給された場合、直ぐに負荷への給電を停止することができ、回路を保護することができる。
【００４８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、制御手段が、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を発振手段に初期値として設定することにより、高い駆動周波数により出力電圧を抑え、不必要に高い２次側への出力電圧の発生を防止することができる。
【００４９】
請求項４記載の発明によれば、２次側からのフィードバック信号を参照しなくとも、１次側で２次側の負荷の値を推定し、これを基に発振器を適応制御することにより、２次側への出力電圧を安定させることができる。
【００５０】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加えて、１次電流が所定の過電流閾値を超えた際、発振器に通知することにより、負荷に過電流が供給された場合、直ぐに負荷への給電を停止することができ、回路を保護することができる。
【００５１】
請求項６記載の発明によれば、請求項４または５記載の発明の効果に加えて、電源投入時に、設定し得る最も高い駆動周波数を発振器に初期値として設定することにより、高い駆動周波数により出力電圧を抑え、不必要に高い２次側への出力電圧の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における無接点電力伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の無接点電力伝送装置におけるトランスＴＲの構造例を説明する図であり、トランスＴＲがステアリングと車体（ボディ）側のコラムとの連結部分に搭載される様子を示す図である。
【図３】トランスＴＲの構造例を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施形態における無接点電力伝送装置の適応制御に関する動作について説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における負荷と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態における負荷と１次電流との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態における負荷と最適駆動周波数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  電圧制御発振器（ＶＣＯ）
２０  Ｈｉサイドドライバ
３０  Ｌｏｗサイドドライバ
Ｑ１  Ｈｉサイド電界効果トランジスタＦＥＴ
Ｑ２  Ｌｏｗサイド電界効果トランジスタＦＥＴ
４０  電流検出用抵抗Ｒ
５０  過電流検出回路
６０  演算回路
７０  トランスＴＲ
８０  整流平滑回路
９０  負荷
【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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