JP2013243853A - 給電装置及び充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触で電力を供給するシステムにおいて、給電装置と充電装置との間で充電に係わる情報を安定して通知する。
【解決手段】給電装置は、交流電力を生成する電源回路と、電源回路により生成される交流電力を充電装置へ伝達するコイルと、充電に係わる情報を表す第１の通信信号を生成する通信信号生成部と、第１の通信信号を交流電力に重畳する結合回路と、充電装置から送信される、充電に係わる情報を表す第２の通信信号を、コイルを介して受信するフィルタ回路と、第１及び第２の通信信号を用いて充電装置との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御する制御回路と、を有する。交流電力の周波数、第１の通信信号の周波数、第２の通信信号の周波数は、互いに異なる。
【選択図】図４

Description

本発明は、非接触で充電を行うための給電装置及び充電装置に係わる。

近年、モータを利用して走行する車両（例えば、電気自動車（ＥＶ）及びプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）など）が普及してきている。これらの車両は、電力を蓄積するための大容量のバッテリを搭載する。

車両に搭載されるバッテリは、例えば、充電スタンドで充電される。ここで、現在は、充電スタンドから電力ケーブルを介して車両に電力を供給する方式が実用化されている。これに対して、電力ケーブルを使用することなく、非接触で車両に電力を供給する非接触充電方式が提案されている。

車両の充電時には、充電スタンドと車両との間で充電に係わる情報がやり取りされる。ここで、電力ケーブルを介して車両に電力を供給するシステムでは、充電スタンド及び車両は、有線通信で充電に係わる情報をやり取りすることができる。これに対して、非接触充電方式を採用するシステムでは、無線通信で充電に係わる情報をやり取りすることが好ましい。

しかしながら、無線通信においては、周囲の環境によって品質が不安定になることがある。このため、例えば、充電に係わる情報を表すデータ信号を送信する無線通信では、ビット誤りが発生し、充電動作を正しく実行できなくなるおそれがある。

関連する技術として、給電装置が受電装置に対して電磁誘導を活用して非接触で給電を開始する段階において、給電装置の給電可能な電力量などの情報を、受電装置に対して通知することが可能な非接触給電システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、給電装置は、受電装置に対して、具備する非接触給電手段から受電装置が具備する非接触受電手段を介して給電する電力の電力波形のパルス幅やパルス数などに、給電装置に関する所定の情報を包含して通知する。受電装置は、受電した電力の電力波形のパルス幅やパルス数などの計測値から該所定の情報を取得し、該所定の情報を取得したことを知らせるためのシグナルとして負荷を増大させる。給電装置は、受電装置が該所定の情報を取得した際に増大させる負荷の変化に伴って生じる出力電力の電流量の変化を検知し、該所定の情報の通知を終了させる。

他の関連技術として、地上の１次コイルから車両側の２次コイルへと電力を伝達するだけでなく、情報も伝達することが可能な移動体の非接触給電装置における情報伝達装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このシステムでは、給電装置は、周波数変位信号によって示される変位量だけ、１次コイルに供給される交流電流の周波数を変位させる。周波数の変位量は、走行車両に伝達すべき情報に応じて設定される。

さらに他の関連技術として、電力供給状況及び各電動車両の公共性に応じて、各電動車両の蓄電器への電力供給を制御する電力供給制御装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、非接触で電力伝送された二次側出力電圧を一次側へフィードバック制御することで、二次側の出力電圧の急激な変動に即対応できる電力伝送装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１０−１８７４９５号公報 特開平７−６１３５０号公報 特開２０１０−１１０１７３号公報 特開２０１０−１３０８４８号公報

本発明の目的は、非接触で電力を供給するシステムにおいて、給電装置と充電装置との間で充電に係わる情報を安定して通知する構成を提供することである。

本発明の給電装置は、交流電力を生成する電源回路と、前記電源回路により生成される交流電力を充電装置へ伝達するコイルと、充電に係わる情報を表す第１の通信信号を生成する通信信号生成部と、前記第１の通信信号を前記交流電力に重畳する結合回路と、前記充電装置から送信される、充電に係わる情報を表す第２の通信信号を、前記コイルを介して受信するフィルタ回路と、前記第１の通信信号及び前記第２の通信信号を用いて前記充電装置との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御するコントローラとを備える。前記交流電力の周波数、前記第１の通信信号の周波数、前記第２の通信信号の周波数は、互いに異なっている。

この構成によれば、給電装置は、充電に係わる情報を、交流電力に重畳される第１の通信信号を用いて充電装置へ送ることができる。また、給電装置は、充電装置へ交流電力を伝達する経路を介して第２の通信信号を受信することで、充電装置により生成される充電に係わる情報を得ることができる。

本発明の充電装置は、給電装置から伝達される交流電力を受電するコイルと、前記コイルにより受電される交流電力を利用してバッテリを充電する充電回路と、前記給電装置から送信される、充電に係わる情報を表す第１の通信信号を、前記コイルを介して受信するフィルタ回路と、充電に係わる情報を表す第２の通信信号を生成する通信信号生成部と、前記コイルが受電する交流電力に前記第２の通信信号を重畳する結合回路と、前記第１の通信信号及び前記第２の通信信号を用いて前記給電装置との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御するコントローラとを備える。前記交流電力の周波数、前記第１の通信信号の周波数、前記第２の通信信号の周波数は、互いに異なっている。

この構成によれば、充電装置は、交流電力に重畳されている第１の通信信号を受信することで、給電装置により生成される充電に係わる情報を得ることができる。また、充電装置は、給電装置から交流電力を受電する経路を介して第２の通信信号を送信することで、充電に係わる情報を給電装置へ送ることができる。

本発明によれば、給電装置から充電装置へ非接触で交流電力を供給するシステムにおいて、給電装置と充電装置との間で充電に係わる情報を安定して通知することができる。

非接触充電について説明する図である。 非接触充電のシステム構成を示す図である。 通信信号の周波数解析の一例を示す図である。 給電装置の構成例を示す図である。 充電装置の構成例を示す図である。 通信信号により表される情報について説明する図である。 充電制御シーケンスを示す図（その１）である。 充電制御シーケンスを示す図（その２）である。 充電スタンド側で許容電流が変更される場合のシーケンスを示す図（その１）である。 充電スタンド側で許容電流が変更される場合のシーケンスを示す図（その２）である。 車両側で許容電流が変更される場合のシーケンスを示す図（その１）である。 車両側で許容電流が変更される場合のシーケンスを示す図（その２）である。 許容電流の変更が拒否される場合のシーケンスを示す図である。

図１は、非接触充電について説明する図である。図１において、給電装置１００は、例えば、充電スタンドに設けられる。充電スタンドは、車両を駐車させてその車両に搭載されているバッテリを充電するための充電エリアを有する。

給電装置１００は、コントローラ１０１（制御回路）及び給電部１０２を有する。コントローラ１０１は、車両１に搭載されている充電装置２００との間で充電に係わる情報をやり取りしながら充電動作を制御する。給電部１０２は、電力線ＰＯＷを介して系統電源（例えば、商用電源）に接続されている。そして、給電部１０２は、コントローラ１０１から信号線ＳＩＧを介して与えられる指示に従って、交流電力を生成する。なお、給電部１０２は、生成した交流電力を車両１に搭載されている充電装置２００へ伝達するためのコイルを有する。

車両１は、充電装置２００を搭載している。車両１の運転者は、バッテリを充電する際には、車両１を充電スタンドの充電エリアに駐車させる。ここで、車両１が充電エリアに駐車すると、給電装置１００の給電部１０２のコイル及び充電装置２００のコイルが互いに電磁的に結合可能な配置となるものとする。よって、車両１が充電エリアに駐車すると、充電装置２００は、給電装置１００から電力を受け取ることができる。そして、充電装置２００は、この電力を利用してバッテリを充電する。

給電装置１００及び充電装置２００は、上述の充電動作において、充電に係わる情報を互いに送信する。充電に係わる情報は、後で詳しく説明するが、給電部１０２のコイルと充電装置２００のコイルとの電磁的な結合を利用した非接触電力伝送方式（例えば、磁界共鳴方式、電磁誘導方式、又は電波方式など）により伝送される。

図２は、非接触充電のシステム構成を示す。ここでは、給電装置１００が充電装置２００へ非接触で交流電力を供給できるように、車両１が充電スタンドの充電エリアに駐車しているものとする。

給電装置１００は、コントローラ１０１、電源回路１０３、コイル１０４、通信部１０５、結合回路１０６を有する。なお、電源回路１０３及びコイル１０４は、図１に示す給電部１０２に含まれる。

電源回路１０３は、系統電源（例えば、商用電源）に接続され、交流電力Ｐを生成する。交流電力の周波数ｆ_powerは、特に限定されるものではないが、例えば、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚである。コイル１０４は、充電装置２００のコイル２０１と電磁的に結合し、電源回路１０３により生成される交流電力を充電装置２００へ伝達する。

通信部１０５は、コントローラ１０１の制御に従って通信信号Ｂ（第１の通信信号）を生成する。通信信号Ｂは、給電装置１００から充電装置２００へ充電に係わる情報を通知するために使用される。また、通信部１０５は、充電装置２００から送信される通信信号Ａ（第２の通信信号）を受信することができる。通信信号Ａは、充電装置２００から給電装置１００へ充電に係わる情報を通知するために使用される。

交流電力Ｐの周波数ｆ_power、通信信号Ａの周波数ｆ_pilot-A、通信信号Ｂの周波数ｆ_pilot-Bは、図３に示すように、互いに異なっている。なお、図３に示す実施例においては、ｆ_pilot-A＜ｆ_power＜ｆ_pilot-Bであるが、ｆ_pilot-A＞ｆ_power＞ｆ_pilot-Bであってもよい。また、ｆ_pilot-A及びｆ_pilot-Bがｆ_powerより大きくてもよい。或いは、ｆ_pilot-A及びｆ_pilot-Bがｆ_powerより小さくてもよい。

結合回路１０６は、トランス及びコンデンサを含み、電源回路１０３により生成される交流電力Ｐに通信信号Ｂを重畳する。すると、通信信号Ｂは、交流電力Ｐとともに、充電装置２００へ伝達される。また、結合回路１０６は、充電装置２００から送信される通信信号Ａを通信部１０５に導くことができる。

コントローラ１０１は、通信信号Ａ及び通信信号Ｂを用いて、充電装置２００との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御する。このとき、コントローラ１０１は、電源回路１０３の動作を制御する。

なお、充電スタンドは、複数の給電装置１００を有するようにしてもよい。この場合、各給電装置１００からコントローラ１０１を分離し、１つのコントローラ１０１が複数の給電装置１００を制御するように構成してもよい。

充電装置２００は、コイル２０１、充電回路２０２、通信部２０３、結合回路２０４、ＥＣＵ（制御回路）２０５、バッテリ３００を有する。充電装置２００は、図１に示すように、車両１に搭載されている。また、バッテリ３００は、充電装置２００の外部に設けられてもよい。

コイル２０１は、給電装置１００のコイル１０４と電磁的に結合し、給電装置１００から伝達される交流電力Ｐを受電する。充電回路２０２は、コイル２０１が受電する交流電力Ｐを利用してバッテリ３００を充電する。なお、充電回路２０２は、整流回路またはＡＣ／ＤＣコンバータを含み、直流電流でバッテリ３００を充電する。

通信部２０３は、給電装置１００から送信される通信信号Ｂを受信する。また、通信部２０３は、通信信号Ａを生成する。結合回路２０４は、トランス及びコンデンサを含み、コイル２０１が受電する交流電力Ｐに通信信号Ａを重畳する。すると、通信信号Ａは、コイル２０１、１０４を介して、給電装置１００へ伝達される。また、結合回路２０４は、給電装置１００から送信される通信信号Ｂを通信部２０３に導くことができる。

ＥＣＵ２０５は、通信信号Ａ及び通信信号Ｂを用いて、給電装置１００との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御する。このとき、ＥＣＵ２０５は、充電回路２０２の動作を制御する。

図４は、給電装置１００の構成例を示す。給電装置１００は、上述したように、コントローラ１０１、給電部１０２（電源回路１０３及びコイル１０４を含む）、通信部１０５、結合回路１０６を有する。

図４において、電源回路１０３は、系統電源（商用電源）４００に接続されている。そして、電源回路１０３は、コントローラ１０１の制御に従って、交流電力Ｐを生成する。また、給電部１０２は、特に図示しないが、力率を改善するための整合回路を有するようにしてもよい。

通信部１０５は、発振器１２１、信号生成部１２２、フィルタ回路１２３、通信制御部１２４を有する。発振器１２１は、所定の周波数の発振信号を出力する。この実施例では、発振器１２１により生成される発振信号の周波数は、ｆ_pilot-Bである。信号生成部１２２は、発信器１２１から出力される発信信号を利用して、通信信号Ｂを生成する。通信信号Ｂの周波数は、ｆ_pilot-Bである。また、通信信号Ｂの振幅は、後で詳しく説明するが、コントローラ１０１により制御される。通信信号Ｂは、この実施例では、差動信号で出力される。そして、通信信号Ｂは、結合回路１０６により、交流電力Ｐに重畳される。

フィルタ回路１２３は、結合回路１０６を介して、給電部１０２に電気的に接続されている。また、フィルタ回路１２３は、周波数ｆ_pilot-Aを通過させるバンドパスフィルタを含む。したがって、フィルタ回路１２３は、充電装置２００から送信される通信信号Ａを、コイル１０４に電気的に接続する電力線（交流電力Ｐ）から抽出することができる。なお、フィルタ回路１２３は、周波数ｆ_power及び周波数ｆ_pilot-Bを遮断するものとする。

通信制御部１２４は、コントローラ１０１からの指示に従って、信号生成部１２２の動作を制御する。また、通信制御部１２４は、フィルタ回路１２３による通信信号Ａの検出結果をコントローラ１０１に通知する。

コントローラ１０１は、電源回路１０３に対して、充電動作の開始、充電動作の終了、及び充電電流の上限値（すなわち、許容電流値）などを指示することができる。また、コントローラ１０１は、信号生成部１２２に対して、通信信号Ｂを出力するか否か、及び通信信号Ｂの振幅を指示することができる。ここで、コントローラ１０１は、通信信号Ａの有無及び通信信号Ａの振幅に基づいて、電源回路１０３及び／または信号生成部１２２に対する指示を決定してもよい。

図５は、充電装置２００の構成例を示す。充電装置２００は、上述したように、コイル２０１、充電回路２０２、通信部２０３、結合回路２０４、ＥＣＵ２０５、バッテリ３００を有する。

通信部２０３は、発振器２２１、信号生成部２２２、フィルタ回路２２３、通信制御部２２４を有する。発振器２２１は、所定の周波数の発振信号を出力する。この実施例では、発振器２２１により生成される発振信号の周波数は、ｆ_pilot-Aである。信号生成部２２２は、発信器２２１から出力される発信信号を利用して、通信信号Ａを生成する。通信信号Ａの周波数は、ｆ_pilot-Aである。また、通信信号Ａの振幅は、後で詳しく説明するが、ＥＣＵ２０５によって制御される。通信信号Ａは、この実施例では、差動信号で出力される。そして、通信信号Ａは、結合回路２０４により、コイル２０１により受電される交流電力Ｐに重畳される。

フィルタ回路２２３は、結合回路２０４を介して、コイル２０１に電気的に接続されている。また、フィルタ回路２２３は、周波数ｆ_pilot-Bを通過させるバンドパスフィルタを含む。したがって、フィルタ回路２２３は、給電装置１００から送信される通信信号Ｂを、コイル２０２に電気的に接続する電力線（交流電力Ｐ）から抽出することができる。なお、フィルタ回路２２３は、周波数ｆ_power及び周波数ｆ_pilot-Aを遮断するものとする。

通信制御部２２４は、ＥＣＵ２０５からの指示に従って、信号生成部２２２の動作を制御する。また、通信制御部２２４は、フィルタ回路２２３による通信信号Ｂの検出結果をＥＣＵ２０５に通知する。

ＥＣＵ２０５は、充電回路２０２に対して、充電動作の開始、充電動作の終了、及び充電電流の上限値（すなわち、許容電流）などを指示することができる。また、ＥＣＵ２０５は、信号生成部２２２に対して、通信信号Ａを出力するか否か、及び通信信号Ａの振幅を指示することができる。ここで、ＥＣＵ２０５は、通信信号Ｂの有無及び通信信号Ｂの振幅に基づいて、充電回路２０２及び／または信号生成部２２２に対する指示を決定してもよい。

図４に示す給電装置１００のコイル１０４及び図５に示す充電装置２００のコイル２０１が電磁的に結合すると、給電装置１００及び充電装置２００は、通信信号を利用して相互に通信を行うことができる。すなわち、給電装置１００において、信号生成部１２２により生成される通信信号Ｂが交流電力Ｐに重畳されると、この通信信号Ｂは、コイル１０４及びコイル２０１を介して充電装置２００に伝達され、フィルタ回路２２３により抽出される。また、充電装置２００において、信号生成部２２２により生成される通信信号Ａが交流電力Ｐに重畳されると、この通信信号Ａは、コイル２０１及びコイル１０４を介して給電装置１００に伝達されて、フィルタ回路１２３により抽出される。尚、コイル間の通信は交流電力Ｐが存在していなくとも、コイルが電磁的に結合されていればすることができる。

なお、給電装置１００は、充電装置２００と無線信号でデータを授受するための無線通信装置を備えていてもよい。また、充電装置２００は、給電装置１００と無線信号でデータを授受するための無線通信装置を備えていてもよい。

図６は、通信信号により表される情報について説明する図である。通信信号（Ａ、Ｂ）は、この実施例では、充電電流の上限値を表す情報を伝送できる。
図６（ａ）に示す例では、充電電流の上限値は、通信信号の振幅で表される。例えば、充電電流の上限値が１０［Ａ］であれば、給電装置１００は、通信信号Ｂの振幅をＡ₁₀に調整して出力する。また、充電電流の上限値が１［Ａ］であれば、給電装置１００は、通信信号Ｂの振幅をＡ₁に調整して出力する。なお、図６（ａ）に示すｆ_pilotは、通信信号Ａまたは通信信号Ｂの周波数を表す。すなわち、この例では、各通信信号の周波数は、一定である。通信信号の振幅は、特に限定されるものではないが、充電電流の上限値に比例するように決定してもよい。

図６（ｂ）に示す例では、充電電流の上限値は、通信信号の基準周波数に対するシフト量で表される。なお、通信信号Ａの基準周波数はｆ_pilot-Aであり、通信信号Ｂの基準周波数はｆ_pilot-Bである。例えば、充電電流の上限値が１０［Ａ］であれば、給電装置１００は、通信信号Ｂの周波数をｆ_pilot-B＋Δｆ₁₀に調整して出力する。また、充電電流の上限値が１［Ａ］であれば、給電装置１００は、通信信号Ｂの周波数をｆ_pilot-B＋Δｆ₁に調整して出力する。なお、通信信号の周波数のシフト量は、充電電流の上限値に比例するように決定してもよい。

図４及び図５は、充電電流の上限値が通信信号の振幅で表されるシステムで使用される給電装置及び充電装置の構成例を示している。充電電流の上限値が通信信号の周波数シフト量で表される場合、通信信号生成部は、例えば周波数をシフトさせる機能を有し、フィルタ回路は、例えば通信信号の周波数を検出する機能を有する。

＜実施例１＞
図７Ａ〜図７Ｂは、充電制御シーケンスを示す。なお、図７Ａ〜図７Ｂでは、通信信号Ａ及び通信信号Ｂを、それぞれ、PilotA及びPilotBと表記する。また、通信信号Ａ及び通信信号Ｂの周波数を、それぞれ、ｆ_A及びｆ_Bと表記する。これらの表記については、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０においても同様である。

実施例１では、充電スタンドに設けられている給電装置１００は、充電待ち状態において、常時、通信信号Ｂを生成するものとする。すなわち、コントローラ１０１は、通信部１０５に対して起動要求を与える。すると、通信部１０５は、通信信号Ｂを生成する。このとき、通信信号Ｂは、予め決められた所定の振幅を有するように生成される。

充電スタンドの充電エリアに車両が駐車すると、給電装置１００のコイル１０４及び充電装置２００のコイル２０１が電磁的に結合する。すると、車両側の通信部２０３は、通信信号Ｂを検出する。そして、通信部２０３は、通信信号Ｂを検出すると、応答信号として通信信号Ａを出力する。通信信号Ａは、予め決められた所定の振幅を有するように生成される。

充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ａを検出すると、コントローラ１０１へ車両検出通知を送る。これにより、コントローラ１０１は、充電エリアに車両が駐車したこと認識する。

コントローラ１０１は、充電エリアに車両が駐車したことを認識すると、通信部１０５に充電電流の上限値を指示する許容電流通知を与える。すると、通信部１０５は、この許容電流通知により指示された電流値に対応する振幅で通信信号Ｂを出力する。この実施例では、図７Ａに示すように、通信信号Ｂの振幅はＡ_xである。

車両側の通信部２０３は、充電スタンド側から出力される通信信号Ｂの振幅を検出する。そして、通信部２０３は、検出した通信信号Ｂの振幅を表す許容電流通知をＥＣＵ２０５に送る。これにより、ＥＣＵ２０５は、充電スタンドが許容する充電電流の上限値を認識する。

ＥＣＵ２０５は、充電スタンドから通知された充電電流の上限値を了承する場合、通信部２０３に電流確認通知を与える。以降、ＥＣＵ２０５は充電動作を開始することができる。ただし、この時点では、給電装置１００は給電を開始していないので、充電回路２０２はバッテリ３００の充電を行わない。

通信部２０３は、ＥＣＵ２０５から電流確認通知を受け取ると、通信信号Ａを出力する。このとき、通信部２０３は、許容電流通知に対する了承通知として、受信している通信信号Ｂの振幅と一致するように、通信信号Ａの振幅を調整する。すなわち、通信部２０３は、振幅Ａ_xで通信信号Ａを出力する。

充電スタンド側の通信部１０５は、充電装置２００へ送信している通信信号Ｂの振幅及び充電装置２００から受信する通信信号Ａの振幅が互いに一致していることを検出すると、コントローラ１０１に対して交渉完了通知を送る。これにより、コントローラ１０１は、提示した充電電流の上限値が車両側で了承されたことを認識する。

コントローラ１０１は、充電電流の上限値が車両側で了承されたことを認識すると、給電動作を開始する。すなわち、コントローラ１０１は、電源回路１０３に対して、車両側で了承された範囲で電力生成を行わせる。これにより、給電装置１００から充電装置２００で電力が非接触で伝達され、充電回路２０２はバッテリ３００を充電する。

コントローラ１０１は、充電装置２００への給電動作の開始に際して、通信部１０５に対して充電開始通知を与える。すると、通信部１０５は、通信信号Ｂの出力を停止する。一方、車両側の通信部２０３は、通信信号Ａの振幅を、了承した充電電流の上限値を表す振幅に維持する。

充電スタンド側の通信部１０５は、継続的に、車両側から出力される通信信号Ａを監視する。そして、通信信号Ａの振幅が維持されている期間は、充電スタンドは、充電装置２００において正常に充電動作が実行されているものと判断し、給電動作を継続する。

バッテリ３００の充電が終了すると、ＥＣＵ２０５は、充電終了通知を通信部２０３に与える。通信部２０３は、充電終了通知を受け取ると、通信信号Ａの出力を停止する。すると、充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ａを検出できなくなる。そして、通信部１０５は、通信信号Ａを受信できなくなると、充電停止通知をコントローラ１０１に送る。コントローラ１０１は、充電停止通知に応じて、電源回路１０３による電力生成を停止する。

このように、給電装置１００（コントローラ１０１及び通信部１０５）及び充電装置２００（ＥＣＵ２０５及び通信部２０３）は、通信信号を利用して、充電動作の開始、充電動作の終了、充電電流の上限値を制御することができる。このとき、通信信号は、電磁的に結合するコイル（１０４、２０１）間で授受されるので、一般的な無線通信と比較して、環境の影響を受けにくく、品質が安定する。また、上述の通信は、通信信号の有無、及び通信信号の振幅を利用して情報を授受するので、一般的な無線通信と比較して、構成が簡単であり、ビット誤りに起因する誤制御の可能性が低くなる。

なお、ＥＣＵ２０５は、バッテリ３００の充電が終了する前に充電終了通知を出力することもできる。例えば、車両側で障害が発生した場合は、ＥＣＵ２０５は、充電終了通知を出力する。これにより、通信信号Ａの出力が停止され、充電スタンドは給電を停止する。充電スタンド側で障害が発生した場合は、充電スタンドは、通信信号を制御することなく給電動作を停止してもよい。

＜実施例２＞
図７Ａ〜図７Ｂに示すシーケンスでは、充電電流の上限値は、充電の開始から終了まで一定である。これに対して、図８Ａ〜図８Ｂに示すシーケンスでは、充電動作の途中で、充電スタンドが充電電流の上限値を変更する。

以下の説明では、図８Ａに示すように、充電動作１が実行されているものとする。充電動作１では、例えば、図７Ａ〜図７Ｂに示すシーケンスで決定された充電電流の上限値の範囲で充電が行われる。この場合、車両側の通信部２０３から出力される通信信号Ａの振幅は、Ａ_xである。そして、充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ａの振幅を監視している。

コントローラ１０１は、充電動作の途中で充電電流の上限値を変更する場合には、新たな上限値を表す電流変更通知を通信部１０５に与える。すると、通信部１０５は、電流変更通知に対応する振幅で通信信号Ｂを出力する。図８Ａに示す例では、通信信号Ｂの振幅はＡ_yである。なお、充電スタンドは、この時点で、充電装置２００に給電する電流の上限値を変更することができる。

車両側の通信部２０３は、充電スタンド側から出力される通信信号Ｂの振幅を検出する。そして、通信部２０３は、検出した通信信号Ｂの振幅を表す許容電流通知をＥＣＵ２０５に送る。これにより、ＥＣＵ２０５は、充電スタンドにおいて設定された新たな充電電流の上限値を認識する。

ＥＣＵ２０５は、充電スタンドから通知された新たな充電電流の上限値に基づいて、充電回路２０２を制御する。そして、ＥＣＵ２０５は、通信部２０３に電流確認通知を与える。通信部２０３は、ＥＣＵ２０５から電流確認通知を受け取ると、通信信号Ａを出力する。このとき、通信部２０３は、電流変更通知に対する了承通知として、受信している通信信号Ｂの振幅と一致するように、通信信号Ａの振幅を調整する。即ち、通信部２０３は、振幅Ａ_yで通信信号Ａを出力する。

充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ａ、Ｂの振幅が互いに一致していることを検出すると、コントローラ１０１に交渉完了通知を送る。これにより、コントローラ１０１は、充電電流の上限値の変更が車両側で了承されたことを認識する。これにより、新たな充電電流の上限値で充電を行う充電動作２が実現される。

以降の動作は、図７Ａ〜図７Ｂを参照しながら説明した通りである。すなわち、充電スタンドの通信部１０５は、通信信号Ｂの出力を停止する。また、通信部１０５は、通信信号Ａを監視する。

このように、給電装置１００は、通信信号Ｂの振幅を変えることで、充電動作の途中で充電電流の上限値を変更することができる。なお、図８Ａ〜図８Ｂに示す例では、充電スタンドは、給電電流を変更した後に電流変更を表す通信信号Ｂを送信しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、充電スタンドは、車両側のＥＣＵ２０５との交渉が完了した後に給電電流を変更するようにしてもよい。

＜実施例３＞
図８Ａ〜図８Ｂに示すシーケンスでは、充電スタンド側で充電電流の上限値の変更が行われる。これに対して、図９Ａ〜図９Ｂに示すシーケンスでは、車両側から充電電流の上限値の変更が要求される。

以下の説明では、図８Ａ〜図８Ｂに示すシーケンスと同様に、充電動作１が実行されているものとする。すなわち、車両側の通信部２０３から出力される通信信号Ａの振幅は、Ａ_xである。そして、充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ａの振幅を監視している。

車両側から充電電流の上限値の変更を要求する場合には、ＥＣＵ２０５は、新たな上限値を表す電流変更要求を通信部２０３に与える。すると、通信部２０３は、電流変更要求に対応する振幅で通信信号Ａを出力する。図９Ａに示す例では、通信信号Ａの振幅はＡ_zである。

充電スタンド側の通信部１０５は、車両側から出力される通信信号Ａの振幅を検出する。そして、通信部２０３は、通信信号Ａの振幅が変化したことを検出すると、新たな振幅を表す変更要求通知をコントローラ１０１に送る。これにより、コントローラ１０１は、車両側から要求された新たな充電電流の上限値を認識する。

コントローラ１０１は、車両側から要求された新たな充電電流の上限値を許容する場合は、新たな上限値に基づいて電源回路１０３による給電電流の供給を制御する。そして、コントローラ１０１は、通信部１０５に変更許可通知を与える。すると、通信部１０５は、通信信号Ｂを出力する。このとき、通信部１０５は、電流変更要求として受信している通信信号Ａの振幅と一致するように、通信信号Ｂの振幅を調整する。すなわち、通信部１０５は、振幅Ａ_zで通信信号Ｂを出力する。

車両側の通信部２０３は、通信信号Ａ、Ｂの振幅が互いに一致していることを検出すると、ＥＣＵ２０５に変更許可通知を送る。これにより、ＥＣＵ２０５は、充電電流の上限値の変更が充電スタンド側で了承されたことを認識する。以降、ＥＣＵ２０５は、新たな上限値に基づいて充電回路２０２の充電動作を制御する。

給電電流の変更の後、充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ｂの出力を停止する。以降、通信部１０５は、通信信号Ａを監視する。
このように、充電装置２００は、通信信号Ａの振幅を変えることで、充電動作の途中で充電電流の上限値の変更を要求できる。

＜実施例４＞
図９Ａ〜図９Ｂに示すシーケンスでは、車両側から要求された変更要求に従って、充電電流の上限値の変更が行われる。これに対して、図１０に示す実施例４では、充電スタンドが車両側から受信する変更要求を拒否する。

なお、車両側で電流変更要求を生成する手順、電流変更要求に応じて通信信号Ａの振幅を変化させる手順、充電スタンド側の通信部１０５が通信信号Ａの振幅の変化を検出する手順、及び通信部１０５が通信信号Ａの振幅の変化に応じて変更要求通知をコントローラ１０１に送る手順は、図９Ａを参照しながら説明した通りである。よって、図１０は、コントローラ１０１が通信部１０５から変更要求通知を受け取った後の手順を記載する。

コントローラ１０１は、車両側から受信した変更要求を拒否する場合は、通信部１０５に変更拒否通知を与える。すると、通信部１０５は、通信信号Ｂを出力する。このとき、通信部１０５は、充電スタンドが許容する上限値に対応する振幅で通信信号Ｂを生成する。一例としては、現在の充電電流の上限値（例えば、図７Ａにおいて最初に設定される上限値）に対応する振幅で通信信号Ｂが生成される。ここでは、変更拒否通知に応じて出力される通信信号Ｂの振幅がＡ_xであるものとする。

車両側の通信部２０３は、通信信号Ｂの振幅を検出する。この例では、通信部２０３は、電流変更要求に基づいて出力している通信信号Ａの振幅（図９Ａに示すＡ_z）と、充電スタンド側から受信する通信信号Ｂの振幅（ここでは、Ａ_x）とが異なっていることを検出する。通信部２０３は、通信信号Ａ、Ｂの振幅が互いに異なっているときは、変更拒否通知をＥＣＵ２０５に送る。すると、ＥＣＵ２０５は、図９Ａに示す電流変更要求を生成する前の上限値を変更することなく、充電回路２０２の充電動作を制御する。

車両側の通信部２０３は、通信信号Ａの振幅を、ＥＣＵ２０５から電流変更要求を受ける前の状態に戻す。すなわち、この例では、通信信号Ａの振幅は、Ａ_zからＡ_xに戻る。この後、充電スタンド側の通信部１０５は、通信信号Ｂの出力を停止する。以降、通信部１０５は、通信信号Ａを監視する。このように、給電装置１００は、通信信号の振幅を利用して、許容電流の変更の可否を充電装置２００に通知することができる。

なお、図７Ａ〜図１０に示す実施例では、通信信号の振幅を利用して充電に係わる情報が伝送されるが、本発明はこの方式に限定されるものではない。すなわち、本発明の給電装置及び充電装置は、通信信号の周波数（すなわち、周波数シフト量）を利用して充電に係わる情報を授受してもよい。

１ 車両
１００ 給電装置
１０１ コントローラ
１０２ 給電部
１０３ 電源回路
１０４、２０１ コイル
１０５、２０３ 通信部
１０６、２０４ 結合回路
１２２、２２２ 信号生成部
１２３、２２３ フィルタ回路
２００ 充電装置
２０５ ＥＣＵ
３００ バッテリ

Claims (6)

1. 交流電力を生成する電源回路と、
   前記電源回路により生成される交流電力を充電装置へ伝達するコイルと、
   充電に係わる情報を表す第１の通信信号を生成する通信信号生成部と、
   前記第１の通信信号を前記交流電力に重畳する結合回路と、
   前記充電装置から送信される、充電に係わる情報を表す第２の通信信号を、前記コイルを介して受信するフィルタ回路と、
   前記第１の通信信号及び前記第２の通信信号を用いて前記充電装置との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御する制御回路と、を有し、
   前記交流電力の周波数、前記第１の通信信号の周波数、前記第２の通信信号の周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする給電装置。
2. 前記第１の通信信号の振幅または周波数シフト量は、前記給電装置が前記充電装置に通知する許容電流値を表す
   ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記第２の通信信号の振幅または周波数シフト量は、前記充電装置が前記給電装置に要求する許容電流値を表す
   ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
4. 給電装置から伝達される交流電力を受電するコイルと、
   前記コイルにより受電される交流電力を利用してバッテリを充電する充電回路と、
   前記給電装置から送信される、充電に係わる情報を表す第１の通信信号を、前記コイルを介して受信するフィルタ回路と、
   充電に係わる情報を表す第２の通信信号を生成する通信信号生成部と、
   前記コイルが受電する交流電力に前記第２の通信信号を重畳する結合回路と、
   前記第１の通信信号及び前記第２の通信信号を用いて前記給電装置との間で充電に係わる情報をやり取りして充電動作を制御する制御回路と、を有し、
   前記交流電力の周波数、前記第１の通信信号の周波数、前記第２の通信信号の周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする充電装置。
5. 前記第１の通信信号の振幅または周波数シフト量は、前記給電装置が前記充電装置に通知する許容電流値を表す
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
6. 前記第２の通信信号の振幅または周波数シフト量は、前記充電装置が前記給電装置に要求する許容電流値を表す
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電装置。

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