JP2011125186A - 車両、給電装置および充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信によって車両と給電装置との認証が可能であり、車両外部の電源からの電力を用いて車両に搭載された蓄電装置の充電を行なうための充電システムにおいて、コスト増加を抑制しつつ、車両と給電装置との間の接続確認を行なう。
【解決手段】外部に設けられた給電装置３００から、充電ケーブル４００を介して車両１００を充電するための充電システムにおいて、車両１００は、蓄電装置１１０と、充電装置２００と、制御装置１６０とを備える。制御装置１６０は、給電装置３００に対して無線にて送信するテスト送電に関する信号と、この信号に応じて充電ケーブル４００を介して給電装置３００から送電される電力に関する情報との比較に基づいて、車両１００と給電装置３００とが充電ケーブル４００を用いて接続されていることを認識する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両、給電装置および充電システムに関し、より特定的には、車両外部の電源を用いて充電が可能な車両の充電システムにおける、車両と給電装置との認証制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する電動車両が注目されている。この電動車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。そして、これらの電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。

ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源（以下、単に「外部電源」とも称する。）から車載の蓄電装置の充電が可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置の充電が可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。これにより、ハイブリッド自動車の燃料消費効率を高めることが期待できる。

特開２００８−０６１４３２号公報（特許文献１）は、住宅の電源を電力線を用いて車両に接続し、車両に搭載された蓄電装置を充電するための充電システムにおいて、住宅内に設置されたＩＤボックス（認証管理機器）と車両との間で電力線通信により認証を行ない、認証が成立したことを条件として蓄電装置への充電を許可する構成が開示される。

特開２００８−０６１４３２号公報 特開２００４−２２２１７６号公報

特開２００８−０６１４３２号公報（特許文献１）に開示された技術によれば、充電を行なう車両が、住宅内の認証管理機器に対応した車両でない場合には、充電を行なうことができないので、充電先である車両の盗難意欲がそがれ、車両の盗難予防性を高くすることができる。

ところで、電源を供給する給電装置と車両との間における認証方法としては、特開２００８−０６１４３２号公報（特許文献１）のような電力線通信ではなく、無線通信を用いて行なわれる場合もある。このような場合には、当該車両が給電対象の車両であることは認識ができるが、実際に充電ケーブルによって給電装置と接続されている車両（または機器）が、無線通信を行っている車両であるかどうかについては、無線通信のみでは確認できず、実際に電力供給してみないと判断することができない。これに対する方策として、接続確認のための信号線を充電ケーブルに新たに設けることも考えられるが、信号線の追加に伴って充電ケーブル、車両および給電装置において、いくつかのハードウェアの追加が必要となるので、コストアップにつながるおそれがある。

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、無線通信によって車両と給電装置との認証が可能であり、車両外部の電源からの電力を用いて車両に搭載された蓄電装置の充電を行なうための充電システムにおいて、コスト増加を抑制しつつ、車両と給電装置との間の接続確認を行なうことである。

本発明による車両は、外部に設けられた給電装置から、充電ケーブルを介して受電した電力を用いて充電が可能な車両であって、蓄電装置と、充電装置と、充電装置を制御するための制御装置とを備える。充電装置は、給電装置からの電力によって蓄電装置を充電する。そして、制御装置は、給電装置に対して送信するテスト送電に関する信号と、この信号に応じて充電ケーブルを介して給電装置から受電した電力に関する情報とに基づいて、車両と給電装置とが充電ケーブルを用いて接続されていることを認識する。

好ましくは、制御装置は、充電ケーブルとは異なる経路を用いて信号の通信を行なう。
好ましくは、制御装置は、無線によって給電装置と信号の通信を行なう。

好ましくは、信号は、給電装置からの一連の電力の供給時間および遮断時間を規定した送電パターンの情報を含む。

好ましくは、車両は、給電装置から受電した電力に関する情報を検出するための検出器をさらに備える。そして、制御装置は、検出器によって検出された情報を用いて、給電装置から受電した一連の電力の供給時間および遮断時間の受電パターンの情報を取得する。

好ましくは、制御装置は、送電パターンと受電パターンとが一致した場合に、車両と給電装置とが充電ケーブルを用いて接続されていることを認識する。

好ましくは、検出器は、電圧センサである。そして、制御装置は、電圧センサの検出値に基づいて、受電パターンの情報を取得する。

本発明による充電システムは、給電装置と、充電ケーブルと、上述の車両とを備える。
本発明による給電装置は、外部電源からの電力を用いて、車両を充電するための電力を、充電ケーブルを介して車両に供給するための給電装置であって、変更部と、制御装置とを備える。変更部は、車両へ送電する電力の状態が変更できるように構成される。そして、制御装置は、車両から通信によって受信したテスト送電に関する信号に応じた送電パターンにしたがって変更部を制御する。

好ましくは、制御装置は、充電ケーブルとは異なる経路を用いて信号の通信を行なう。
好ましくは、制御装置は、無線によって車両と信号の通信を行なう。

好ましくは、変更部は、車両への電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチである。

好ましくは、制御装置は、送電パターンが信号に含まれる一連の電力の供給時間および遮断時間となるようにスイッチを制御する。

好ましくは、車両は、信号と送電パターンとの比較に基づいて、車両と給電装置とが充電ケーブルを用いて接続されていることの判定を行なう。そして、制御装置は、通信によって車両から受信した判定の結果に基づいて、車両と給電装置とが充電ケーブルを用いて接続されていることが認識された場合に、車両への本格的な送電を開始するようにスイッチを制御する。

本発明による充電システムは、車両と、充電ケーブルと、上述の給電装置とを備える。

本発明によれば、車両外部の電源からの電力を用いて車両に搭載された蓄電装置の充電を行なうための充電システムにおいて、コスト増加を抑制しつつ、車両と給電装置との間の接続確認を行なうことができる。

本実施の形態に従う充電システムの概略図である。 図１で示した充電システムの全体ブロック図である。 本実施の形態によって解決しようとする課題を説明するための図である。 本実施の形態における接続確認制御の概要を説明するための図である。 本実施の形態における接続確認制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。 本実施の形態において、送電ＥＣＵおよび車両ＥＣＵで実行される接続確認制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

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。

図１は、本実施の形態に従う充電システム１０の概略図である。
図１を参照して、充電システム１０は、車両１００と、給電装置３００と、充電ケーブル４００とを含む。

給電装置３００は、たとえば商用電源などの外部電源５００からの電力を、充電ケーブル４００を介して車両１００へ供給する。車両１００は、給電装置３００から受ける交流電力を、充電装置２００を用いて蓄電装置１１０に充電可能な直流電力に変換し、蓄電装置１１０を充電する。

車両１００および給電装置３００には、通信部１７０，３２０がそれぞれ設けられる。通信部１７０，３２０は、互いに無線通信によって信号の授受が可能に構成される。給電装置３００は、通信部１７０，３２０を介して受信した信号に基づいて、車両１００が給電対象の車両であるか否かの認証を行なうとともに、給電に関する種々の情報を車両１００との間で送信または受信を行なう。

図２は、図１で示した充電システム１０の、車両１００、給電装置３００および充電ケーブル４００の全体ブロック図である。

車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレーＳＭＲ１（System Main Relay）と、駆動装置であるＰＣＵ１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギア１４０と、駆動輪１５０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６０とを備える。

蓄電装置１１０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１１０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。

蓄電装置１１０は、システムメインリレーＳＭＲ１を介してモータジェネレータ１３０を駆動するためのＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０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１１０の出力は、たとえば２００Ｖである。

また、蓄電装置１１０は、図示しないセンサによって検出された蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値を車両ＥＣＵ１６０へ出力する。

システムメインリレーＳＭＲ１に含まれるリレーは、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０とを結ぶ電力線ＰＬ１および接地線ＮＬ１にそれぞれ介挿される。そして、システムメインリレーＳＭＲ１は、車両ＥＣＵ１６０からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切替える。

ＰＣＵ１２０は、いずれも図示しないが、コンバータやインバータなどの電力変換装置を含んで構成される。そして、コンバータおよびインバータは、車両ＥＣＵ１６０からの制御信号ＰＷＣおよびＰＷＩによってそれぞれ制御され、蓄電装置１１０からの直流電力を、モータジェネレータ１３０を駆動するための交流電力に変換する。

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。

モータジェネレータ１３０の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。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１１０の充電電力に変換される。

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、このエンジンおよびモータジェネレータ１３０を強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１１０を充電することも可能である。

すなわち、本実施の形態における車両１００は、車両駆動力を発生するための電動機を搭載する車両を示すものであり、エンジンおよび電動機により車両駆動力を発生するハイブリッド自動車、エンジンを搭載しない電気自動車および燃料電池自動車などを含む。なお、図２においては、車両１００が１つのモータジェネレータ１３０を備える構成を示しているが、複数のモータジェネレータを含む構成としてもよい。

車両ＥＣＵ１６０は、いずれも図２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、車両１００および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）で構築して処理することも可能である。

車両ＥＣＵ１６０は、ＰＣＵ１２０、システムメインリレーＳＭＲ１などを制御するための制御信号を出力する。また、車両ＥＣＵ１６０は、蓄電装置１１０から、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢを受ける。そして、車両ＥＣＵ１６０は、これらの情報に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態（以下、ＳＯＣ「State Of Charge」とも称する。）を演算する。

車両１００は、給電装置３００から供給される電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、通信部１７０と、充電装置２００と、検出器２１０と、インレット２３０と、リレーＲＹ１とをさらに備える。

インレット２３０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、給電装置３００から供給される電力が、充電ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。インレット２３０には、充電コネクタ４１０がインレット２３０に接続されたことを検出するためのセンサ（図示せず）が含まれている。そして、このセンサによって検出された接続信号ＣＮＣＴ１が車両ＥＣＵ１６０へ出力される。

リレーＲＹ１は、蓄電装置１１０と充電装置２００とを結ぶ電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２にそれぞれ介挿される。そして、リレーＲＹ１は、車両ＥＣＵ１６０からの制御信号ＳＥ２に基づいて、蓄電装置１１０と充電装置２００との間での電力の供給と遮断とを切替える。

充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２によりインレット２３０に接続される。また、充電装置２００は、電力線ＰＬ２および接地線ＮＬ２により蓄電装置１１０と接続される。そして、充電装置２００は、車両ＥＣＵ１６０からの制御信号ＰＷＤにより制御され、給電装置３００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０が充電可能な直流電力に変換する。

検出器２１０は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に接続される。検出器２１０は、たとえば電圧センサであり、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に供給される交流電圧を検出し、その検出値ＲＥＣを車両ＥＣＵ１６０へ出力する。車両ＥＣＵ１６０は、検出器２１０からの検出値ＲＥＣを用いて、給電装置３００から電力が供給されているか否か、およびその電力供給の時間を検出する。したがって、検出器２１０は、電圧センサに限られず、車両ＥＣＵ１６０において給電装置３００から電力が供給されているか否か、およびその電力供給の時間が検出できるものであれば、電流センサや電力センサなどの他のセンサであってもよい。

通信部１７０は、車両ＥＣＵ１６０と給電装置３００側の送電ＥＣＵ３５０との間の通信インターフェイスであり、無線によって給電装置３００に含まれる通信部３２０と信号の授受が可能に構成される。通信部１７０と通信部３２０との間における無線通信の方法については、電波や光、赤外線などの周知の技術を使用することができる。

なお、本実施の形態においては、通信部１７０と通信部３２０との間での通信が無線通信である場合について説明するが、充電ケーブル４００に含まれない別個の有線の経路を用いた通信としてもよい。また、通信部１７０が、車両ＥＣＵ１６０に含まれる構成としてもよい。

充電ケーブル４００は、充電コネクタ４１０と、プラグ４２０と、電力ライン４３０と、充電回路遮断装置（「ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）」とも称する。）４４０とを含む。

充電コネクタ４１０は、車両１００のインレット２３０と接続が可能である。
プラグ４２０は、給電装置３００側の電力出力端である接続部３６０に接続が可能である。

電力ライン４３０は、充電コネクタ４１０およびプラグ４２０によって、給電装置３００の電力線ＡＣＬ１０，ＡＣＬ２０および車両１００の電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２にそれぞれ接続され、給電装置３００から供給される電力を車両１００へ伝達する。

ＣＣＩＤ４４０は、いずれも図示しないが漏電検出器とスイッチとを含み、漏電が検知されると、電力ライン４３０によって伝達される電力を遮断する。なお、このＣＣＩＤ４４０については、本発明においては必須ではなく、ＣＣＩＤ４４０を有しない充電ケーブルを用いる構成としてもよい。

給電装置３００は、通信部３２０と、送電ＥＣＵ３５０と、接続部３６０と、リレーＲＹ１０とを含む。

リレーＲＹ１０は、外部電源５００と接続部３６０とを結ぶ電力線ＡＣＬ１０，ＡＣＬ２０に介挿される。リレーＲＹ１０は、送電ＥＣＵ３５０からの制御信号ＳＥ１０に基づいて、外部電源５００から充電ケーブル４００へのの電力の供給と遮断とを切替える。

通信部３２０は、送電ＥＣＵ３５０と車両１００側の車両ＥＣＵ１６０との間の通信インターフェイスであり、無線通信によって車両１００の通信部１７０と信号の授受が可能に構成される。なお、通信部３２０についても、通信部１７０と同様に、充電ケーブル４００に含まれない別個の有線の経路を用いて通信を行なう構成としてもよいまた、通信部３２０が、送電ＥＣＵ３５０に含まれる構成としてもよい。

接続部３６０には、上述のように、充電ケーブル４００のプラグ４２０が接続される。接続部３６０には、プラグ４２０が接続部３６０に接続されたことを検出するためのセンサ（図示せず）が含まれている。そして、このセンサによって検出された接続信号ＣＮＣＴ１０が送電ＥＣＵ３５０へ出力される。

送電ＥＣＵ３５０は、いずれも図２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、給電装置３００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）で構築して処理することも可能である。

上述のように、車両と給電装置との間で無線により通信を行なう充電システムでは、この無線通信によって送信および受信される信号によって、通信を行なっている車両が給電対象の車両であるか否かを判定するとともに、当該車両が給電対象の車両の場合に給電を実行する、認証制御が行なわれる場合がある。この場合、給電装置によって相手の車両を認識することはできるが、充電ケーブルによって実際に給電装置に接続されている車両（または機器）が、通信によって認識した車両であるか否かについては、無線通信による情報のみでは確認することができない場合がある。

図３に示すように、たとえばショッピングセンターの駐車場などに複数の給電装置が設置されているような場合であって、給電装置３００Ａが充電ケーブル４００Ａを介して車両１００Ａに接続され、給電装置３００Ｂが充電ケーブル４００Ｂを介して車両１００Ｂに接続されている場合を考える。

このような状態において、たとえば誤った駐車位置に車両１００Ａが駐車されていたり、車両１００Ｂに通信機能が備えられていなかったりして、給電装置３００Ｂが車両１００Ａを無線通信によって認識してしまうと、給電装置３００Ｂが給電対象と認識した車両（車両１００Ａ）とは異なる別の車両（車両１００Ｂ）に対して給電が行なわれてしまうことになる。そうすると、給電が行なわれていない車両１００Ａに対して、車両１００Ｂに給電した電力の料金が課金されてしまうなどの不具合が生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、給電装置と車両との間で無線により信号の授受が可能な充電システムにおいて、本格的な給電に先立って、車両側から無線により送信される情報に対応して、給電装置からテスト送電を行なうことによって、給電対象の車両と給電装置とが充電ケーブルによって接続されていることを確認する、接続確認制御を行なう。

以下、この接続確認制御についての詳細を説明する。
図４は、本実施の形態における接続確認制御の概要を説明するための図である。

図４を参照して、車両１００と給電装置３００との間で無線通信が確立すると、図４の（１）のように、車両１００から給電装置３００に対して、テスト送電に関する情報を送信する。このテスト送電に関する情報は、たとえば図４のように、２秒間の電力オフ期間、１秒間の電力オン時間、２秒間の電力オフ時間および２秒間の電力オン時間を、時系列的に連続して実行するような送電パターンである。

そして、給電装置３００は、このテスト送電に関する情報を無線により受信すると、受信した情報に対応したパターンで電力を供給する。このとき、テスト送電の開始を示すために、図４の（２）のように、たとえば最初に５秒間の電力を送電した後に、上述の受信した情報に対応したパターンで電力を供給する。

車両１００は、給電装置３００から送電されたテスト送電の電力を、図２の検出器２１０により検出する。そして、車両１００は、検出した電力のパターンが、（１）で無線によって送信した情報に対応したパターンと一致しているか否かを判定し、この判定結果を給電装置３００に対して無線で送信する。そして、車両１００は、検出した電力のパターンが送信した情報に対応したパターンと一致している場合は車両１００の蓄電装置を充電するための本格的な給電を開始させる一方で、一致していない場合には本格的な給電を禁止する。

このように、車両１００と給電装置３００との間で、本格的な給電に先立ってテスト送電を実行することによって、車両１００と給電装置３００とが確実に充電ケーブルによって接続されていることを確認することができる。

ここで、車両１００における給電装置３００からのテスト送電のパターンを検出するための検出器２１０としては、車両１００の蓄電装置の充電制御のためにもともと備えられる、給電される電力や電圧，電流を検出するためのセンサを用いることが可能である。一般的に、これらのセンサの少なくとも１つは車両１００に設けられるので、本実施の形態の接続確認制御を行なうために、新たにセンサを配置する必要がない場合が多い。そのため、本接続確認制御を行なうにあたってのコストアップを抑制することが期待できる。

なお、図４の（１）で車両１００から送信するテスト送電に関する情報は、上述のように実際の電力のオンおよびオフのパターンを送信してもよいし、予め定められた電力のオンおよびオフのパターンを表わすコードを送信するようにしてもよい。また、図４の（２）で給電装置３００から出力されるテスト送電のパターンについては、車両１００から受信したパターンの通りに送電してもよいし、受信したパターンに対応して予め定められた異なったパターンで送電するようにしてもよい。また、図４で示したテスト送電のパターンは一例であり、オンおよびオフの送電時間や送電回数については、車両１００での検出ができる範囲で任意に設定し得る。

また、上述の説明では、テスト送電については、給電装置３００のリレーＲＹ１０を制御して電力をオンまたはオフする構成について説明したが、この他の例としては、たとえばリレーＲＹ１０に代えて送電電圧が変更可能な電圧変換装置をさらに備える構成とし、送電電圧の大きさを変更したパターンで送電するようにしてもよい。

図５は、本実施の形態における接続確認制御を実行した場合のタイムチャートの一例である。図５においては、横軸に時間が示されており、縦軸にはプラグ４２０が給電装置３００の接続部３６０に接続されたことを示す接続信号ＣＮＣＴ１０、充電コネクタ４１０が車両１００インレット２３０に接続されたことを示す接続信号ＣＮＣＴ１、車両１００から給電装置３００へ送信される無線信号の出力状態、送電ＥＣＵ３５０から出力されるリレーＲＹ１０の制御信号ＳＥ１０、検出器２１０で検出される受電信号ＲＥＣおよび給電装置３００での接続確認信号ＣＮＦが示される。図５では、充電ケーブル４００が、車両１００および給電装置３００に適切に接続されている場合について説明する。

図２および図５を参照して、時刻ｔ１において、プラグ４２０が給電装置３００の接続部３６０に接続されると、送電ＥＣＵ３５０は、接続信号ＣＮＣＴ１０を検出する。これに対応して、送電ＥＣＵ３５０は、通信部３２０を起動して無線通信の準備を行なう。

次に、時刻ｔ２にて、充電コネクタ４１０が車両１００のインレット２３０に接続されると、車両ＥＣＵ１６０は、接続信号ＣＮＣＴ１を検出する。これに対応して、車両ＥＣＵ１６０は、通信部１７０を起動して無線通信の準備を行なう。

そして、車両１００と給電装置３００との間で通信が確立すると、時刻ｔ３において、車両１００から給電装置３００に対して、テスト送電のパターンについての信号の送信が開始される。このテスト送電のパターンについての信号の送信は、一定時間毎あるいは連続して繰り返し送信される。

送電ＥＣＵ３５０は、車両１００からのテスト送電のパターンについての信号を受信すると、受信した信号に対応したパターンに従ってリレーＲＹ１０をオン・オフさせるように制御信号ＳＥ１０を設定して、リレーＲＹ１０を制御する（時刻ｔ４）。これによって、給電装置３００から車両１００へ、テスト送電の電力が供給される。

給電装置３００からテスト送電が開始されると、充電ケーブル４００が適切に車両１００と給電装置３００に接続されている場合には、車両ＥＣＵ１６０によって受電信号ＲＥＣが検出される。車両ＥＣＵ１６０は、この受電信号ＲＥＣが検出されると、無線通信によるテスト送電のパターン出力を停止する。

そして、時刻ｔ５において、受電信号ＲＥＣの検出が完了すると、車両ＥＣＵ１６０は、検出した受電信号ＲＥＣのパターンが、要求したテスト送電のパターンに対応したものとなっているかを判定する。そして、車両ＥＣＵ１６０は、その判定結果を無線通信で給電装置３００へ出力する。

送電ＥＣＵ３５０は、車両１００から受信した判定結果を検出し、車両１００との接続が確認できると、時刻ｔ６において、接続確認信号ＣＮＦをオンに設定する。そして、送電ＥＣＵ３５０は、この接続確認信号ＣＮＦがオンされたことに対応して、本格的な給電を開始するために、制御信号ＳＥ１０をオンに設定してリレーＲＹ１０の接点を閉じる。

車両ＥＣＵ１６０は、給電装置３００から本格的な給電が開始されて、受電信号ＲＥＣを再度検出すると、上述の判定結果の送信を停止するとともに、充電装置２００を制御して蓄電装置１１０の充電を開始する。

なお、図５には図示しないが、車両ＥＣＵ１６０において、テスト送電の際の受電信号ＲＥＣが所定の時間までに検出されなかったり、受電信号ＲＥＣの受電パターンが要求したテスト送電のパターンに対応したものとなっていなかったりした場合には、上述の判定結果において異常であることが給電装置３００へ送信される。その結果、本格的な給電は実行されない。

ここで、テスト送電が行なわれる場合の電力については、本格的な給電を行なう場合と同じ電力としてもよいが、車両１００の充電装置２００やリレーＲＹ１によって、電流を小さく絞ったりあるいは電流をゼロとすることが望ましい。テスト送電においては、給電装置３００のリレーＲＹ１０がオン・オフされるので、テスト送電の際に大電流が供給されると、リレーＲＹ１０の接点の損耗の原因となったり、外部電源５００の電圧低下を招くことによって他の機器へ影響を及ぼす原因となったりするためである。検出器２１０として電圧センサを用いる場合には、リレーＲＹ１を開放して電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２に流れる電流をゼロとしても、給電装置３００からのテスト送電パターンを検出することができる。

図６は、本実施の形態において、送電ＥＣＵ３５０および車両ＥＣＵ１６０で実行される接続確認制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャート中の各ステップについては、送電ＥＣＵ３５０または車両ＥＣＵ１６０に予め格納されたプログラムがメインプログラムから所定周期または所定の条件成立時に呼び出され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）で処理を実現することも可能である。

まず、車両ＥＣＵ１６０の処理について説明する。
図２および図６を参照して、車両ＥＣＵ１６０は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）２００にて、充電コネクタ４１０が車両１００のインレット２３０に接続されたか否かを判定する。

充電コネクタ４１０がインレット２３０に接続された場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）は、処理がＳ２１０に進められ、車両ＥＣＵ１６０は、制御信号ＳＥ２をオンに設定してリレーＲＹ１を閉成するとともに、充電装置２００を起動して受電準備を行なう。ここで、上述のように、テスト送電の場合には、充電装置２００によって電流制限がなされてもよいし、電圧を検出するときにはリレーＲＹ１を開放としてもよい。

そして、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２２０にて、無線通信を起動するとともに、テスト送電のためのテストパターン指令を、給電装置３００へ無線通信によって送信する。

このパターン指令に対応して、給電装置３００から充電ケーブル４００を介して電力が送電されると、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２３０にて、受電パターンを検出器２１０によって検出する。

次に、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２４０にて、検出した受電パターンが、Ｓ２２０で給電装置３００へ送信した送電パターンに対応したものであるかどうかを判定することによって、適切に給電装置３００と車両１００とが接続されているかを判定する。そして、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２５０にて、その判定結果を無線通信によって給電装置３００へ送信する。

その後、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２６０にて、上述の判定結果に基づいて、給電装置３００と車両１００との接続が確認できたか否かを判定する。

給電装置３００と車両１００との接続が確認できた場合（Ｓ２６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ２７０に進められ、給電装置３００から供給される電力を用いた蓄電装置１１０の本格的な充電を実行する。

そして、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２８０にて、蓄電装置１１０のＳＯＣが満充電状態を示す所定のしきい値より大きくなったか否かを判定する。

ＳＯＣがしきい値以下の場合（Ｓ２８０にてＮＯ）は、処理がＳ２７０に戻されて、充電処理が継続される。

ＳＯＣがしきい値より大きい場合（Ｓ２８０にてＹＥＳ）は、蓄電装置１１０が満充電状態となっているので、車両ＥＣＵ１６０は、Ｓ２９０にて、充電処理を停止するとともに、給電装置３００へ充電の完了を無線通信によって通知する。なお、給電装置３００への充電完了通知は必須ではなく、必ずしも実行しなくてもよい。

一方、Ｓ２６０において、給電装置３００と車両１００との接続が確認できなかった場合（Ｓ２６０にてＮＯ）は、処理がＳ３００に進められ、車両ＥＣＵ１６０は、車両１００に設けられたランプや表示器（いずれも図示せず）などを用いてアラームを出力することによって、充電操作者に対して接続が確認できなかったことを通知する。

その後、処理がＳ２９０に進められ、充電処理が停止される。
また、Ｓ２００において、充電コネクタ４１０の接続が検出されなかった場合（Ｓ２００にてＮＯ）は、処理がＳ２９０に進められ、充電処理が停止される。

次に、送電ＥＣＵ３５０の処理について説明する。
送電ＥＣＵ３５０は、Ｓ１００にて、プラグ４２０が給電装置３００の接続部３６０に接続されたか否かを判定する。

プラグ４２０が接続部３６０に接続された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、送電ＥＣＵ３５０は、無線通信を起動するとともに、車両１００から送信されるテスト送電のためのテストパターンを無線通信によって受信する。

そして、送電ＥＣＵ３５０は、Ｓ１２０にて、受信したテストパターンに対応した送電パターンとなるように制御信号ＳＥ１０をオンまたはオフに設定してリレーＲＹ１０を制御し、車両１００に対してテスト送電を実施する。

その後、送電ＥＣＵ３５０は、Ｓ１３０にて、車両１００で判断された接続認識の判定結果を無線通信によって受信する。

送電ＥＣＵ３５０は、受信した判定結果に基づいて、Ｓ１４０にて、給電装置３００と車両１００との接続が確認できたか否かを判定する。

給電装置３００と車両１００との接続が確認できた場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１５０に進められ、送電ＥＣＵ３５０は、蓄電装置１１０の充電を行なうために、制御信号ＳＥ１０をオンとして、本格的な送電を開始する。

そして、送電ＥＣＵ３５０は、Ｓ１６０にて、車両１００からの充電完了信号に基づいて、充電が完了したか否かを判定する。

車両１００において蓄電装置１１０の充電が完了していない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、処理がＳ１５０に戻されて、車両１００への送電を継続する。

車両１００において蓄電装置１１０の充電が完了した場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１７０に進められて、車両１００への送電を停止する。

一方、Ｓ１４０にて、給電装置３００と車両１００との接続が確認できなかった場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、処理がＳ１８０に進められ、給電装置３００に備えられた、たとえばランプ、表示器あるいはブザーなどの警報装置（いずれも図示せず）を用いてアラームを出力し、充電操作者に対して接続が確認できなかったことを通知する。

また、Ｓ１００において、プラグ４２０が接続部３６０に接続されなかった場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、処理がＳ１７０に進められて、車両１００への送電が停止される。

なお、この接続確認制御の実行タイミングについては、充電ケーブル４００が、本格的な充電を開始する前の車両１００と給電装置３００とに接続されたタイミングに限られない。すなわち、たとえば本格的な給電が行なわれている期間においても、所定の時間間隔で接続確認制御を実行するようにしてもよい。また、給電の途中で外部電源の停電や瞬断が発生したような場合には、停電や瞬断の復旧後に、再度接続確認制御を実行するようにしてもよい。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、無線通信によって車両と給電装置との認証が可能な充電システムにおいて、新たな機器をできるだけ追加することなくコストアップを抑制しながら、車両と給電装置との間が充電ケーブルで接続されていることが確認できる。その結果、給電装置から給電対象の車両以外の車両や機器に対して、誤って給電されることを防止することができる。

なお、本実施の形態におけるリレーＲＹ１０は、本発明における「変更部」および「スイッチ」の一例である。

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。

１０ 充電システム、１００，１００Ａ，１００Ｂ 車両、１１０ 蓄電装置、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギア、１５０ 駆動輪、１６０ 車両ＥＣＵ、１７０，３２０ 通信部、２００ 充電装置、２１０ 検出器、２３０ インレット、３００，３００Ａ，３００Ｂ 給電装置、３５０ 送電ＥＣＵ、３６０ 接続部、４００，４００Ａ，４００Ｂ 充電ケーブル、４１０ 充電コネクタ、４２０ プラグ、４３０ 電力ライン、４４０ ＣＣＩＤ、５００ 外部電源、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＡＣＬ１０，ＡＣＬ２０，ＰＬ１，ＰＬ２ 電力線、ＮＬ１，ＮＬ２ 接地線、ＲＹ１，ＲＹ１０ リレー、ＳＭＲ１ システムメインリレー。

Claims (15)

1. 外部に設けられた給電装置から、充電ケーブルを介して受電した電力を用いて充電が可能な車両であって、
   蓄電装置と、
   前記給電装置からの電力によって前記蓄電装置を充電するための充電装置と、
   前記充電装置を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記給電装置に対して送信するテスト送電に関する信号と、前記信号に応じて前記充電ケーブルを介して前記給電装置から受電した電力に関する情報とに基づいて、前記車両と前記給電装置とが前記充電ケーブルを用いて接続されていることを認識する、車両。
2. 前記制御装置は、前記充電ケーブルとは異なる経路を用いて、前記信号の通信を行なう、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、無線によって前記給電装置と前記信号の通信を行なう、請求項２に記載の車両。
4. 前記信号は、前記給電装置からの一連の電力の供給時間および遮断時間を規定した送電パターンの情報を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記給電装置から受電した電力に関する情報を検出するための検出器をさらに備え、
   前記制御装置は、前記検出器によって検出された情報を用いて、前記給電装置から受電した一連の電力の供給時間および遮断時間の受電パターンの情報を取得する、請求項４に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記送電パターンと前記受電パターンとが一致した場合に、前記車両と前記給電装置とが前記充電ケーブルを用いて接続されていることを認識する、請求項５に記載の車両。
7. 前記検出器は、電圧センサであり、
   前記制御装置は、前記電圧センサの検出値に基づいて、前記受電パターンの情報を取得する、請求項５に記載の車両。
8. 前記給電装置と、
   前記充電ケーブルと、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両とを備える、充電システム。
9. 外部電源からの電力を用いて、車両を充電するための電力を、充電ケーブルを介して前記車両に供給するための給電装置であって、
   前記車両へ送電する電力の状態が変更できるように構成された変更部と、
   前記車両から通信によって受信したテスト送電に関する信号に応じた送電パターンにしたがって前記変更部を制御するための制御装置とを備える、給電装置。
10. 前記制御装置は、前記充電ケーブルとは異なる経路を用いて、前記信号の通信を行なう、請求項９に記載の給電装置。
11. 前記制御装置は、無線によって前記車両と前記信号の通信を行なう、請求項１０に記載の給電装置。
12. 前記変更部は、前記車両への電力の供給と遮断との切替えが可能に構成されたスイッチである、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の給電装置。
13. 前記制御装置は、前記送電パターンが前記信号に含まれる一連の電力の供給時間および遮断時間となるように前記スイッチを制御する、請求項１２に記載の給電装置。
14. 前記車両は、前記信号と前記送電パターンとの比較に基づいて、前記車両と前記給電装置とが前記充電ケーブルを用いて接続されていることの判定を行ない、
    前記制御装置は、通信によって前記車両から受信した前記判定の結果に基づいて、前記車両と前記給電装置とが前記充電ケーブルを用いて接続されていることが認識された場合に、前記車両への本格的な送電を開始するように前記スイッチを制御する、請求項１２に記載の給電装置。
15. 前記車両と、
    前記充電ケーブルと、
    請求項９〜１４のいずれか１項に記載の給電装置とを備える、充電システム。

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