(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された受電装置へ非接触で送電する非接触送電装置であって、
前記受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成された送電コイルと、
前記送電コイルへ電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記送電コイルに流れる電流が制限値を超えないように前記インバータを制御し、
前記送電コイルと前記受電コイルとの結合係数が一定である場合に、前記送電コイルと前記車両のボディとのギャップが第１のギャップであるときの前記制限値は、前記ギャップが前記第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの前記制限値よりも小さい、非接触送電装置。
【請求項２】
前記送電コイルと前記受電コイルとの位置ずれ量が第１の値であり、かつ、前記ギャップが前記第１のギャップであるときの前記制限値は、前記位置ずれ量が前記第１の値よりも小さい第２の値であり、かつ、前記ギャップが前記第２のギャップであるときの前記制限値よりも小さい、請求項１に記載の非接触送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は非接触送電装置に関し、特に、受電装置に対して非接触で送電する非接触送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は非接触給電システムを開示する。この非接触給電システムは、給電装置と車両とを備える。給電装置は送電を行う一次コイルを備え、車両は受電を行う二次コイルを備える。また、給電装置は、駆動周波数に応じた交流電流を一次コイルに出力するインバータを含む。給電装置に対する車両の停車位置によって、インバータの最適な駆動周波数は変わる。そこで、この非接触給電システムにおいては、インバータの最適な駆動周波数を迅速に選定するためのフィードバック制御が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０７７９５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】
上記特許文献１に開示されるように、非接触給電システムにおいては、送電装置と受電装置との位置関係が変わり得る。送電装置の一次コイルに対する受電装置の二次コイルの位置ずれ量（水平方向）が大きくなるほど、一次コイルと二次コイルとの結合係数は小さくなる。したがって、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれ量が大きい場合には、目標値の電力が受電装置で受電されるために、一次コイルに大きな電流を流す必要がある。
【０００５】
しかしながら、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じた場合には、一次コイルから生じた磁束の多くが受電装置が搭載された車両のボディに向かう。この場合には、車両のボディに渦電流が生じ、その結果、電力損失が生じる。
【０００６】
一方、一次コイルと二次コイルとの結合係数が小さいからといって必ずしも一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じているわけではない。たとえば、一次コイルに対する二次コイルの位置ずれが生じていなくても、一次コイルと二次コイルとのギャップ（垂直方向）が大きい場合には、結合係数は小さくなる。この場合には、一次コイルと車両のボディとのギャップが大きいため、一次コイルに大きな電流が流れても、車両のボディにおいて大きな渦電流は生じない。一方、一次コイルに大きな電流が流れることで、所望の電力が受電装置で受電され得る。
【０００７】
この発明は、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、送電コイル（一次コイル）と受電コイル（二次コイル）との間で位置ずれが生じた場合には、送電装置からの送電に起因して車両のボディに生じる渦電流による電力損失を抑制可能な非接触送電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う非接触送電装置は、車両に搭載された受電装置へ非接触で送電する非接触送電装置であって、送電コイルと、インバータと、制御部とを備える。送電コイルは、受電装置の受電コイルへ非接触で送電するように構成される。インバータは、送電コイルへ電力を供給する。制御部は、インバータを制御する。また、制御部は、送電コイルに流れる電流が制限値を超えないようにインバータを制御する。制限値は、送電コイルと受電コイルとの結合係数、および送電コイルと車両のボディとのギャップに応じて決定される。そして、結合係数が一定である場合に、ギャップが第１のギャップであるときの制限値は、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの制限値よりも小さい。
【０００９】
仮に結合係数が一定であるとすると、送電コイルと受電コイルとのギャップが小さいほど、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ量は大きいという関係が成り立つ。受電コイルが車両に搭載されていることを考慮すると、結合係数が一定である場合には、送電コイルと車両のボディとのギャップが小さいほど、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ量は大きいという関係も成り立つ。
【００１０】
この送電装置においては、制限値の設定にあたり、コイル間の結合係数と、送電コイルおよびボディのギャップとが参照される。つまり、送電コイルおよびボディのギャップが小さく、かつ、送電装置と受電装置との位置ずれ量が大きいときの制限値は、送電コイルおよびボディのギャップが大きく、かつ、位置ずれ量が小さいときの制限値よりも小さな値が設定される。送電コイルに流れる電流が小さくなれば、送電コイルから生じる磁束の大きさが小さくなる。したがって、送電装置と受電装置との位置ずれ量が大きかったとしても、送電コイルから生じた磁束に起因して車両のボディに生じる渦電流の大きさが小さくなり、渦電流を原因とする電力損失を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、受電装置における受電電力をなるべく目標値に近づけると共に、送電装置と受電装置との間で位置ずれが生じた場合に、送電装置からの送電に起因して車両のボディに生じる渦電流による電力損失を抑制可能な非接触送電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態による送電装置が適用される電力伝送システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す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３】図１に示す送電装置と受電装置との位置関係について説明する図である。
【図４】図１に示す電力伝送システムにおいて実行される送電電力制御の構成を示す制御ブロック図である。
【図５】図１に示す送電装置における制限値の算出方法を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す送電装置と受電装置とのギャップと制限値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この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。
【００１４】
（電力伝送システムの全体構成）
図１は、この発明の実施の形態による非接触送電装置が適用され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は車両に搭載される。
【００１５】
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とをさらに含む。
【００１６】
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。
【００１７】
インバータ２２０は、ＰＦＣ回路２１０から受ける直流電力を、所定の伝送周波数を有する送電電力（交流）に変換する。インバータ２２０によって生成された送電電力は、フィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ供給される。インバータ２２０は、たとえば単相ブリッジ回路によって構成される。
【００１８】
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。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。
【００１９】
送電部２４０は、伝送周波数を有する交流電力（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電磁界を通じて、受電装置２０の受電部３１０へ非接触で送電する。送電部２４０は、たとえば、受電部３１０へ非接触で送電するための共振回路を含む。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。
【００２０】
電圧センサ２７０は、送電部２４０に供給される送電電圧を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電流センサ２７２は、送電部２４０に供給される送電電流を検出し、その検出値を電源ＥＣＵ２５０へ出力する。電圧センサ２７０及び電流センサ２７２の検出値に基づいて、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。なお、電圧センサ２７０及び電流センサ２７２は、フィルタ回路２３０と送電部２４０との間に設けてもよい。
【００２１】
電源ＥＣＵ２５０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器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行なう。一例として、電源ＥＣＵ２５０は、所定の伝送周波数を有する送電電力をインバータ２２０が生成するように、インバータ２２０のスイッチング制御を行なう。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。
【００２２】
電源ＥＣＵ２５０により実行される主要な制御として、電源ＥＣＵ２５０は、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における送電電力が目標値に近づくように、送電電力の検出値に基づくフィードバック制御（送電電力制御）を実行する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、送電電力が目標値に一致するように、送電電力の検出値に基づいてインバータ２２０を制御する。なお、送電電力の目標値は、受電装置２０の受電状況に基づき生成され、この実施の形態では、受電装置２０おいて生成されて送電装置１０へ送信される。
【００２３】
また、電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０と受電部３１０との結合係数、および送電部２４０と受電装置２０が搭載された車両のボディ６００（図３）とのギャップに応じて、送電部２４０に流れる電流の電流制限値を設定する。この電流制限値は、結合係数が一定である場合には、ギャップが小さいときの方がギャップが大きいときよりも小さな値となる。電源ＥＣＵ２５０は、送電部２４０に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御する。電源ＥＣＵ２５０によるインバータ２２０の制御については、後ほど詳しく説明する。
【００２４】
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、受電装置２０から送信される送電電力目標値（送電電力指令）を受信するほか、送電の開始／停止や受電装置２０の受電状況等の情報を受電装置２０とやり取りする。
【００２５】
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。
【００２６】
受電部３１０は、送電装置１０の送電部２４０から出力される電力（交流）を非接触で受電する。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。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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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として大容量のキャパシタも採用可能である。
【００２９】
なお、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、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電時にオンされる。なお、特に図示しないが、整流部３３０と蓄電装置３５０との間（たとえば、整流部３３０とリレー回路３４０との間）に、整流部３３０の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。
【００３０】
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。なお、電圧センサ３８０及び電流センサ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。
【００３１】
充電ＥＣＵ３６０は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサや機器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。
【００３２】
充電ＥＣＵ３６０により実行される主要な制御として、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値となるように、送電装置１０における送電電力の目標値を生成する。具体的には、充電ＥＣＵ３６０は、受電電力の検出値と目標値との偏差に基づいて、送電装置１０における送電電力の目標値を生成する。そして、充電ＥＣＵ３６０は、通信部３７０を制御することによって、生成された送電電力目標値を送電装置１０へ送信する。
【００３３】
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、充電ＥＣＵ３６０において生成される送電電力目標値（送電電力指令）を送電装置１０へ送信するほか、電力伝送の開始／停止に関する情報を送電装置１０とやり取りしたり、受電装置２０の受電状況（受電電圧や受電電流、受電電力等）を送電装置１０へ送信したりする。
【００３４】
図２は、図１に示した送電部２４０及び受電部３１０の回路構成の一例を示した図である。図２を参照して、送電部２４０は、コイル２４２と、キャパシタ２４４とを含む。キャパシタ２４４は、送電電力の力率を補償するために設けられ、コイル２４２に直列に接続される。受電部３１０は、コイル３１２と、キャパシタ３１４とを含む。キャパシタ３１４は、受電電力の力率を補償するために設けられ、コイル３１２に直列に接続される。なお、このような回路構成は、ＳＳ方式（一次直列二次直列方式）とも称される。
【００３５】
なお、特に図示しないが、送電部２４０及び受電部３１０の構成は、このようなＳＳ方式のものに限定されない。たとえば、受電部３１０において、コイル３１２にキャパシタ３１４が並列接続されるＳＰ方式（一次直列二次並列方式）や、さらに送電部２４０において、コイル２４２にキャパシタ２４４が並列接続されるＰＰ方式（一次並列二次並列方式）等も採用され得る。
【００３６】
図３は、図１に示した送電装置１０と受電装置２０との位置関係について説明するための図である。図３を参照して、たとえば、送電装置１０は、地面に設置される。受電装置２０は、ボディ６００の底面に取り付けられている。ボディ６００は車両のボディであり金属で構成される。対象と対象との水平方向のずれ量のことをこの明細書では位置ずれ量と称する。たとえば、図３に示される送電装置１０と受電装置２０との水平方向のずれ量は、送電装置１０と受電装置２０との位置ずれ量である。また、対象と対象との垂直方向の距離のことをこの明細書ではギャップと称する。たとえば、図３に示される送電装置１０と受電装置２０との垂直方向の間隔は、送電装置１０と受電装置２０とのギャップである。
【００３７】
なお、送電装置１０は、必ずしも地面に埋め込まれている必要はなく、たとえば、車庫の天井や壁に設置されてもよい。また、受電装置２０は、ボディ６００の天面、正面、背面、もしくは側面に設置されてもよい。たとえば、送電装置１０が車庫の天井に設置されている場合には、受電装置２０はボディ６００の天面に設置される。
【００３８】
再び図１を参照して、この電力伝送システムにおいては、インバータ２２０からフィルタ回路２３０を通じて送電部２４０へ、所定の伝送周波数を有する交流電力（送電電力）が供給される。送電部２４０及び受電部３１０の各々は、コイルとキャパシタとを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部２４０及び受電部３１０の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。
【００３９】
送電装置１０において、インバータ２２０から送電部２４０へ送電電力が供給されると、送電部２４０のコイルと受電部３１０のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、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及び整流部３３０を通じて蓄電装置３５０へ供給される。
【００４０】
そして、この電力伝送システムにおいては、受電装置２０における受電電力が所望の目標値となるように、送電装置１０において送電電力が調整される。具体的には、受電装置２０における受電電力とその目標値との偏差に基づいて、送電装置１０における送電電力の目標値が算出され、送電装置１０において送電電力とその目標値との偏差に基づくフィードバック制御が実行される。
【００４１】
なお、この実施の形態１では、受電装置２０の充電ＥＣＵ３６０によって、受電電力とその目標値との偏差に基づいて送電電力の目標値が算出され、その算出された送電電力目標値が受電装置２０から送電装置１０へ送信される。これに代えて、受電装置２０の受電状況（受電電力とその目標値との偏差を算出するのに必要な情報）を受電装置２０から送電装置１０へ送信し、送電装置１０の電源ＥＣＵ２５０によって送電電力の目標値を算出してもよい。
【００４２】
このような電力伝送システムにおいては、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きくなるほど、コイル２４２とコイル３１２との結合係数は小さくなる。したがって、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれ量が大きい場合には、受電装置２０において目標値の電力が受電されるためには、コイル２４２に大きな電流を流す必要がある。
【００４３】
しかしながら、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じた場合には、コイル２４２から生じた磁束の多くが受電装置２０が搭載された車両のボディ６００に向かう。この場合には、ボディ６００に渦電流が生じ、その結果、電力損失が生じる。
【００４４】
一方、コイル２４２と、コイル３１２との結合係数が小さいからといって必ずしもコイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じているわけではない。たとえば、コイル２４２に対するコイル３１２の位置ずれが生じていなくても、コイル２４２とコイル３１２とのギャップが大きい場合には、結合係数は小さくなる。この場合には、コイル２４２と車両のボディ６００とのギャップも大きいため、コイル２４２に大きな電流が流れても、車両のボディ６００において大きな渦電流は生じない。一方、コイル２４２に大きな電流が流れることで、目標値の電力が受電装置２０で受電され得る。したがって、コイル２４２に流す電流の大きさを決めるにあたっては、コイル２４２，３１２間の結合係数のみを参照するのではなく、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量も考慮されるべきである。
【００４５】
ここで、仮にコイル２４２とコイル３１２との結合係数が一定であるとすると、コイル２４２とコイル３１２とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量は大きいという関係が成り立つ。コイル２４２が車両に搭載されていることを考慮すると、結合係数が一定である場合には、コイル２４２と車両のボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量は大きいという関係も成り立つ。
【００４６】
そこで、この実施の形態の送電装置１０において、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２とコイル３１２との結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな電流をコイル２４２に流すようにインバータ２２０を制御する。具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御し、電流制限値は、コイル２４２とボディ６００とのギャップ、およびコイル間の結合係数により決定される。そして、結合係数が一定である場合に、ギャップが第１のギャップであるときの電流制限値は、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときの電流制限値よりも小さい。
【００４７】
これにより、この送電装置１０においては、コイル２４２およびボディ６００のギャップが小さく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きいときの制限値は、コイル２４２およびボディ６００のギャップが大きく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さいときの制限値よりも小さくなる。コイル２４２に流れる電流が小さくなれば、コイル２４２から生じる磁束の大きさが小さくなる。したがって、コイル２４２から生じた磁束に起因して受電装置２０を搭載する車両のボディ６００で生じる渦電流の大きさが小さくなる。その結果、渦電流を原因とする電力損失を抑制することができる。また、コイル２４２およびボディ６００のギャップが大きく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さいときの制限値は、コイル２４２およびボディ６００のギャップが小さく、かつ、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きいときの制限値よりも大きくなるため、受電装置２０の受電力をなるべく目標値に近づけることができる。
【００４８】
このように、送電装置１０において電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないようにインバータ２２０を制御する。より具体的には、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超えないように送電電力の目標値を補正し、送電電力が補正後の目標値に近づくようにインバータを制御する。以下では、このような送電電力制御の構成について説明する。
【００４９】
（送電電力制御）
図４は、図１に示した電力伝送システムにおいて実行される送電電力制御の構成を示す制御ブロック図である。図４を参照して、送電電力制御部５００は、電力目標値補正部５５０と、フィードバック制御部５６０とを備える。電力目標値補正部５５０は、コイル２４２に流れる電流が電流制限値を超過した場合に、送電電力の目標値を補正する。フィードバック制御部５６０は、送電電力の目標値と実績値とを入力としたフィードバック制御を実行する。
【００５０】
電力目標値補正部５５０は、演算部５０２，５０８と、リミッタ回路５０４と、コントローラ５０６とを含む。演算部５０２は、コイル２４２を流れる電流の電流制限値Ｉａから、図１に示した電流センサ２７２において検出される電流Ｉｓを減算し、その演算値をリミッタ回路５０４へ出力する。電流制限値Ｉａは、コイル２４２とコイル３１２との結合係数、およびコイル２４２とボディ６００とのギャップに基づいて決定され、ギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな値となる。なお、電流制限値Ｉａは、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電開始前に決定され、たとえば充電開始前の受電装置２０の位置確認時に決定される。
【００５１】
リミッタ回路５０４は、演算部５０２の出力が正値である場合には、０（ゼロ）をコントローラ５０６へ出力する。一方、リミッタ回路５０４は、演算部５０２の出力が負値である場合には、演算部５０２の出力をコントローラ５０６へ出力する。すなわち、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過しない場合には、送電電力の目標値は補正されず、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過する場合には、演算部５０２の出力に応じて送電電力の目標値が補正される。なお、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過した場合には、受電装置２０から送電電力の目標値を受信することにより受電装置２０の受電電力を目標値に近づける制御を停止し、受電装置２０の受電電力によらずに送電装置１０において送電電力の目標値を生成し、生成した目標値に送電電力を近づける制御を開始するようにしてもよい。電流Ｉｓが電流制限値Ｉａを超過した場合には、送電電力の目標値が低下するように補正され、その結果、受電装置２０における受電電力は低下し、受電装置２０は、送電電力の目標値としてより高い値を要求してくるという処理の干渉が生じる恐れがあるからである。
【００５２】
コントローラ５０６は、送電部２４０を流れる電流Ｉｓの電流制限値Ｉａに対する超過量に応じて、送電電力の補正値（たとえば、超過量に所定乗数を掛けて算出される送電電力の補正値）を演算し、その演算値を演算部５０８へ出力する。演算部５０８は、送電装置１０における送電電力Ｐｓの目標値である送電電力指令Ｐｓｒに対して、コントローラ５０６により演算された送電電力の補正値を加算し、その演算値を演算部５１０へ出力する。なお、送電電力指令Ｐｓｒは、たとえば、受電装置２０における受電電力の目標値と受電電力との偏差を入力とするＰＩ制御（比例積分制御）等を実行することで演算される。
【００５３】
フィードバック制御部５６０は、演算部５１０と、コントローラ５１２と、制御対象５１４とを含む。演算部５１０は、演算部５０８で演算された補正後の送電電力指令から、送電装置１０において検出される送電電力Ｐｓを減算し、その演算値をコントローラ５１２へ出力する。なお、送電電力Ｐｓの検出値は、図１に示した電圧センサ２７０および電流センサ２７２の検出値に基づいて算出することができる。
【００５４】
コントローラ５１２は、演算部５０８による補正後の送電電力指令と送電電力Ｐｓとの偏差に基づいて、インバータ２２０（図１）の電圧指令値Ｖｒを生成する。コントローラ５１２は、たとえば、補正後の送電電力指令と送電電力Ｐｓとの偏差を入力とするＰＩ制御等を実行することによって操作量を算出し、その算出された操作量を電圧指令値Ｖｒとする。
【００５５】
制御対象５１４は、送電装置１０に相当する。詳細には、コントローラ５１２により算出された電圧指令値Ｖｒがインバータ２２０（図１）に与えられ、インバータ２２０の電圧が電圧指令値Ｖｒに制御されることによって送電電力Ｐｓが発生する。この送電電力Ｐｓが送電部２４０から受電部３１０へ非接触で送電され、受電効率を考慮した受電電力が受電装置２０において検出される。
【００５６】
送電電力制御部５００は、電源ＥＣＵ２５０に実装される。そして、この実施の形態では、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａよりも大きい場合には、コイル２４２に流れる電流Ｉｓが電流制限値Ｉａ以下となるように送電電力の目標値が補正される。すなわち、コイル２４２に対してコイル３１２が位置ずれしているような場合にコイル２４２に流れる電流が小さくなり、受電装置２０が搭載されている車両のボディ６００に生じる渦電流の大きさが小さくなる。その結果、渦電流を原因とする電力損失は抑制される。
【００５７】
（電流制限値の算出）
図５は、図１に示す送電装置１０における電流制限値の算出方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、送電装置１０による蓄電装置３５０の充電開始前に実行され、たとえば充電開始前の受電装置２０の位置確認時に実行される。
【００５８】
図５を参照して、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２，３１２間の結合係数を推定する（ステップＳ１００）。結合係数は、たとえば、送電部２４０に流れる電流と、受電装置２０における受電電圧とから推定することができる。すなわち、コイル２４２，３１２間の結合係数ｋは、受電電圧Ｖ２と送電部２４０の電流Ｉ１との比に比例することが知られており、たとえば、受電装置２０の負荷抵抗が十分に大きい場合に、次式にて結合係数ｋを推定することができる。
【００５９】
ｋ＝｛１／（ω・√（Ｌ１・Ｌ２））｝・｜Ｖ２｜／｜Ｉ１｜  …（１）
ここで、ωは伝送周波数、Ｌ１，Ｌ２はそれぞれコイル２４２，３１２のインダクタンスを示す。なお、受電電圧Ｖ２は、電圧センサ３８０（図１）によって検出することができ、送電部２４０の電流Ｉ１は、電流センサ２７２によって検出することができる。
【００６０】
コイル２４２，３１２間の結合係数が推定されると、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２とボディ６００とのギャップを推定する（ステップＳ１１０）。このギャップは、コイル２４２のインダクタンスと相関がある。具体的には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２のインダクタンスはボディ６００の影響を受けるため、インダクタンスは小さくなる。コイル２４２、ボディ６００間のギャップと、コイル２４２のインダクタンスとの関係を予め実験において求めておくことで、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２のインダクタンスからコイル２４２とボディ６００とのギャップを推定することができる。
【００６１】
コイル２４２とボディ６００とのギャップが推定されると、電源ＥＣＵ２５０は、コイル２４２，３１２間の結合係数およびギャップに基づいて、送電部２４０に流れる電流の上限値である電流制限値を決定する（ステップＳ１２０）。コイル２４２，３１２間の結合係数、ギャップ、および電流制限値の関係について次に説明する。
【００６２】
図６は、コイル２４２およびボディ６００間のギャップと、電流制限値との関係を示す図である。なお、この図６では、結合係数が任意の一定値である場合の関係が示されている。図６を参照して、横軸はギャップを示し、縦軸は電流制限値を示す。この実施の形態においては、結合係数が一定である場合には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、電流制限値として小さな値が設定される。
【００６３】
結合係数が一定である場合には、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きい。このような場合に、コイル２４２に大きな電流を流すと、受電装置２０が搭載される車両のボディにおいて生じる渦電流が大きくなってしまう。一方、コイル２４２，３１２間のギャップが大きい場合には、送電電力が目標値となるためにコイル２４２に大きな電流を流す必要がある。この場合には、コイル２４２に大きな電流を流したとしても、コイル２４２，３１２間のギャップが大きいため、ボディ６００に大きな渦電流が生じない。そこで、この実施の形態において、電流制限値は、結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいほど小さな値となる。
【００６４】
なお、図６に示されるギャップと電流制限値との関係は、コイル間の結合係数により変化させてもよい。たとえば、ギャップの変化に対する電流制限値の変化の傾きを変化させたり、ギャップが０（ゼロ）である場合の電流制限値を変化させたりしてもよい。しかしながら、ギャップが小さい場合の電流制限値がギャップが大きい場合の電流制限値以下となる傾向は結合係数の値に関わらず維持される。
【００６５】
また、図６に示されるギャップと電流制限値との関係は、必ずしもこのような例には限定されない。たとえば、ギャップが所定値（Ｌ１）以下である場合には、電流制限値としてＩ１が設定され、ギャップが所定値（Ｌ１）より大きい場合には、電流制限値としてＩ２（＞Ｉ１）が設定されるような例でもよい。要するに、電流制限値は、結合係数が一定である場合に、コイル２４２とボディ６００とのギャップが第１のギャップであるときは、ギャップが第１のギャップよりも大きい第２のギャップであるときよりも小さな値となればよい。
【００６６】
再び図５に戻り、電流制限値が決定されると、処理は終了する。その後、送電開始のタイミングが訪れると、電源ＥＣＵ２５０は、決定した電流制限値を用いて送電電力制御を開始する。
【００６７】
このように、この実施の形態に従う送電装置１０によれば、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が大きく、かつ、コイル２４２とボディ６００とのギャップが小さいときは、コイル２４２とコイル３１２との位置ずれ量が小さく、かつ、コイル２４２とボディ６００とのギャップが大きいときよりも電流制限値が小さくなるので、ボディ６００において生じる渦電流による電力損失を抑えることができ、かつ、受電装置２０における受電電力をなるべく目標値に近づけることができる。
【００６８】
なお、上記において、コイル２４２は、この発明における「送電コイル」の一実施例に対応し、インバータ２２０は、この発明における「インバータ」に対応し、電源ＥＣＵ２５０は、この発明における「制御部」に対応する。また、コイル３１２は、この発明における「受電コイル」の一実施例に対応し、ボディ６００は、この発明における「ボディ」の一実施例に対応する。
【００６９】
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。この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】
【００７０】
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、２７２，３８２  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、５００  送電電力制御部、５０２，５０８，５１０  演算部、５０４  リミッタ回路、５０６，５１２  コントローラ、５１４  制御対象、５５０  電力目標値補正部、５６０  フィードバック制御部、６００  ボディ。
【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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