JP2013247689A - 充電スタンド、車両及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電スタンドと車両との間で、安定した通信を行なうことができる充電スタンドを提供する。
【解決手段】
電力供給を行なうための給電信号に、情報を伝達するための通信信号を重畳させてコイル間通信を行なう充電スタンド１００において、給電信号の電力が安定しているか否かを判断する。これにより、充電スタンド１００は、給電信号の電力が安定している場合にのみ、コイル間通信を行なうようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導により電力を供給することで、車両が備える２次電池を非接触で充電する充電スタンドに関し、特に通信機能を内蔵した充電スタンドに関する。

図７に示すように、ハイブリッド車や電気自動車等の車両７００に搭載された２次電池７０２を充電するために、電磁誘導を利用した非接触充電が提案されている。この非接触充電は、系統電源９００と接続された充電スタンド８００が有する１次コイル８０１に高周波電流を流すことで、１次コイル８０１に発生する磁界を周期的に変化させる。こうすることで、充電スタンド８００は、１次コイル８０１からの電磁誘導により、車両７００が有する２次コイル７０１に誘導電流を発生させ、１次コイル８０１を介して電力を２次コイル７０１に伝送する。そして、車両７００が受電した電力を利用して２次電池７０２を充電するというものである。

また、車両の充電制御においては、充電スタンドと車両との通信が必要である。
このため、充電スタンドと車両とを充電ケーブルで接続する接触充電では、充電スタンドと車両とが物理的に接続されるため、有線通信を行なっている。また、上記のような非接触充電では、充電スタンドと車両とが物理的に接続されないため、赤外線通信等により無線通信を行なっている。

しかしながら、赤外線通信等を利用した光学式の無線通信では、光送受信素子の表面が外部に露出する。このため、その表面に汚れや水滴などの異物が付着する等して、通信品質が著しく低下することがあった。この問題を解決するために、充電時に用いられるコイルとは別に、通信の送受信系を組むことも考えられるが、装置が増えることにより充電スタンド及び車両のコストが増加してしまう。

また、非接触充電に関する技術に関しては、下記の特許文献１、２等に開示されている。

特開２０１０−０６８６３２ 特開２０１１−０６２００８

充電スタンドと車両との間で、安定した通信を行なうことを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、車両が備える２次電池の充電用の電力を電磁誘導により前記車両に供給するコイルと、情報伝達用の通信信号を電磁誘導により前記車両と前記コイルを介して送受信する通信部と、前記充電用の電力が安定しているとき、前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、充電スタンドと車両との間で、安定した通信を行なうことができる。

実施形態の通信システムの構成図である。 実施形態の通信信号の送信期間を説明するためのグラフである。 実施形態の通信制御のフローチャートである。 実施形態の通信制御のフローチャートである。 実施形態の通信制御のフローチャートである。 実施形態の通信制御のフローチャートである。 従来の非接触充電システムの構成図である。

以下、実施形態の充電スタンド及び車両について説明する。
実施形態の充電スタンド及び車両について説明する。
図１は、実施形態の通信システムの構成図である。

実施形態の通信システムは、充電スタンド１００と、車両２００と、系統電源３００とを備えている。
また、充電スタンド１００は、１次コイル１０１と、高周波電源１０２と、無線装置Ａ１０３と、変調／復調回路Ａ１０４（通信部、第１の通信部）と、制御部Ａ１０５（第１の制御部）とを備えている。

また、車両２００は、２次コイル２０１と、整合器２０２と、整流器２０３と、電力センサ２０４と、充電器２０５と、２次電池２０６と、変調／復調回路Ｂ２０７（通信部、第２の通信部）と、無線装置Ｂ２０８と、制御部Ｂ２０９（第２の制御部）とを備えている。

はじめに、図１の充電スタンド１００の内部構成を説明する。
１次コイル１０１には、例えば、銅線等の電線を巻き回すことで構成される公知のコイルを採用することができる。この１次コイル１０１は、例えば、車両２００が充電の際に停車する停車位置の地面に埋め込まれている。

そして、１次コイル１０１には、高周波電源１０２から２次電池２０６に充電用の電力を供給するための給電信号として交流電流が供給される。すると、１次コイル１０１は、電磁誘導により車両２００の２次コイル２０１に電力供給用の給電信号を送信する。

また、１次コイル１０１には、充電スタンド１００から車両２００に情報を伝達するための信号として、変調／復調回路Ａ１０４により正弦波の交流電流を変調することで、生成される第１の通信信号が供給される。すると、１次コイル１０１は、電磁誘導により車両２００の２次コイル２０１に情報伝達用の第１の通信信号を送信する。なお、給電信号と第１の通信信号が同時に供給された場合には、１次コイル１０１において、給電信号に第１の通信信号が重畳される。これにより、非接触充電用のコイルと、通信用のコイルとを共通化している。

さらに、１次コイル１０１は、車両２００から充電スタンド１００に情報を伝達するための信号として、変調／復調回路Ｂ２０７により正弦波の交流電流を変調することで生成される、第２の通信信号を受信する。

高周波電源１０２は、電源回路を備えて構成される。そして、高周波電源１０２は、系統電源３００から取り込んだ交流電力を受けて、所定の周期の正弦波信号を生成する。また、高周波電源１０２で生成される正弦波信号の電力値は、制御部Ａ１０５により制御され、給電信号として利用される。

さらに、高周波電源１０２の一部の電力は、制御部Ａ１０５に制御されて、充電スタンド１００と車両２００との通信を行なう際に、第１の通信信号を生成するための電力として、変調／復調回路Ａ１０４に供給される。以下、単に「通信」と記載した場合には、充電スタンド１００と車両２００との情報通信を意味するものとする。

無線装置Ａ１０３には、例えば、公知の無線端末を採用することができる。そして、車両２００側の無線装置Ｂ２０８との間で信号の送受信をする。なお、無線装置Ａ１０３は、無線装置Ｂ２０８だけでなく、他の無線端末との信号の送受信にも用いることができる。

変調／復調回路Ａ１０４は、制御部Ａ１０５により制御され、高周波電源１０２から供給された上記一部の電力を給電信号とは異なる周波数の正弦波信号に変換し、その正弦波信号を変調することで第１の通信信号を１次コイル１０１に供給する。また、１次コイル１０１が受信した第２の通信信号を復調して、制御部Ａ１０５に出力する。なお、１次コイル１０１と２次コイル２０１との間で給電信号の送受信が行なわれている場合、変調／復調回路Ａ１０４から１次コイル１０１に供給される第１の通信信号は、１次コイル１０１において給電信号に重畳される。また、変調／復調回路Ａ１０４で第１の通信信号の生成に用いられる正弦波信号は、別に備えた給電信号と異なる周波数の正弦波信号を出力する信号源から直接供給される構成でも良い。

制御部Ａ１０５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のワークスペースとしてメモリを搭載するコンピュータを採用することができる。
そして、制御部Ａ１０５は、高周波電源１０２から１次コイル１０１へ給電信号を供給させる。また、制御部Ａ１０５は、給電信号の電力値を制御する。

さらに、制御部Ａ１０５は、通信を行なう際に、高周波電源１０２から電力を変調／復調回路Ａ１０４に供給させる。そして、制御部Ａ１０５は、変調／復調回路Ａ１０４に第１の通信信号を生成させ、その第１の通信信号を１次コイル１０１に供給させる。なお、この第１の通信信号には、例えば、充電スタンド１００の識別情報、車両２００へ供給された電力量に応じた課金情報、または現在の給電信号の電力値等の情報が考えられる。

また、制御部Ａ１０５は、１次コイル１０１が車両２００から第２の通信信号を受信したときに、変調／復調回路Ａ１０４により第２の通信信号を復調させる。そして、制御部Ａ１０５は、復調されたデータを取得して各種処理に使用する。

なお、制御部Ａ１０５は、上記以外にも、充電スタンド１００の構成要素について、制御を行なう構成としても良い。また、制御部Ａ１０５は、変調／復調回路Ｂ２０７とは別に備えた信号源から供給される正弦波信号を利用する場合には、通信を行なうときに信号源を制御して、変調／復調回路Ｂ２０７に正弦波信号を供給させる。

ここで、図２を用いて本発明の特徴である、充電スタンド１００側における第１の通信信号の送信期間の制御について説明する。
図２（ａ）は、実施形態の通信信号の送信期間を説明するためのグラフである。

図２（ａ）の縦軸は、給電信号の電力を示している。また、横軸は時間を示している。そして、期間（１）は、１次コイル１０１と２次コイル２０１との間で給電信号の送受信が行なわれていない期間を示している。また、期間（２）は、制御部Ａ１０５により制御され、給電信号の送信を開始した直後から、給電信号の電力を一定の電力まで増加させるまでの期間を示している。さらに、期間（３）は、制御部Ａ１０５により制御され、給電信号の電力を一定としている期間を示している。そして、期間（４）は、充電終了が近づいた期間であり、制御部Ａ１０５により制御され、徐々に給電信号の電力を減少させている期間を示している。

期間（１）では、１次コイル１０１と２次コイル２０１との間で給電信号の送受信を行なっていないので、給電信号の電力が０［Ｗ］で一定であり、安定している。このときに、制御部Ａ１０５は、給電信号に第１の通信信号を重畳させることなく、第１の通信信号を送信する制御を行なう。

期間（２）では、制御部Ａ１０５により、給電信号の電力を変化させる制御を行なっているので、給電信号の電力が一定ではなく、給電信号の電力が安定しない。この場合、第１の通信信号を給電信号に重畳させても、安定した通信を行なうことができない。したがって、制御部Ａ１０５は、第１の通信信号の送信を停止する制御をする。すなわち、制御部Ａ１０５は、給電信号に第１の通信信号を重畳させない。なお、この期間に通信が必要な場合には、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８との間で行なうようにしても良い。

期間（３）では、制御部Ａ１０５により、給電信号の電力を一定にする制御を行っているので、給電信号の電力が安定する。このときに、制御部Ａ１０５は、第１の通信信号を送信する制御を行なう。すなわち、制御部Ａ１０５は、給電信号に第１の通信信号を重畳させる。

期間（４）では、制御部Ａ１０５により、徐々に給電信号の電力を減少させる制御を行なっているので、給電信号の電力が一定ではなく、給電信号の電力が安定しない。この場合、第１の通信信号を給電信号に重畳させても、安定した通信を行なうことができない。したがって、制御部Ａ１０５は、第１の通信信号の送信を停止する制御をする。すなわち、制御部Ａ１０５は、給電信号に第１の通信信号を重畳させない。なお、この期間に通信が必要な場合には、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８との間で行なうようにしても良い。

上記のように、制御部Ａ１０５は、給電信号を変化させているときには、第１の通信信号を給電信号に重畳させないようにする。
また、制御部Ａ１０５の制御は、図２（ｂ）に示す期間と、給電信号の電力と、第１の通信信号とを対応付けたテーブル（以下、期間テーブルという。）にしたがって行なわれている。ここで、図２（ｂ）に示す期間テーブルのそれぞれの項目について説明する。図２（ｂ）の「期間」（１）〜（４）は、それぞれ図２（ａ）の（１）〜（４）に対応しており、図２（ｂ）の「給電信号の電力」は、図２（ａ）の電力に対応しており、図２（ｂ）の「通信信号」は、第１の通信信号を送信するか否かを示している。なお、この期間テーブルは、充電スタンド１００が備える図示しない記憶部に記憶しておくと良い。そして、通信を行なう際に制御部Ａ１０５のワークスペースに、期間テーブルを読み出すと良い。

また、期間テーブルにしたがって、制御部Ａ１０５は、自身の制御により給電信号の電力を０［Ｗ］にしているときを期間（１）と判断し、給電信号の電力をリニアに増加させているときを期間（２）と判断する。また、期間テーブルにしたがって、制御部Ａ１０５は、給電信号の電力をＡ［Ｗ］で一定にしているときを期間（３）と判断し、給電信号の電力をリニアに減少させているときを期間（４）と判断する。

そして、制御部Ａ１０５は、期間テーブルを参照して、判断した期間に対応する第１の通信信号の制御を行なう。
また、充電スタンド１００に図示しない電力センサを配置して、給電信号の実際の電力値を周期的に測定することにより、期間（１）〜（４）を判断しても良い。この場合には、図２（ｂ）の「給電信号の電力」に示すように、電力センサで測定した電力値が０［Ｗ］であるときには、期間（１）であると判断し、電力センサで測定した電力値がリニアに増加しているときには、期間（２）であると判断する。また、図２（ｂ）の「給電信号の電力」に示すように、電力センサで測定した電力値がＡ［Ｗ］（一定）であるときには、期間（３）であると判断し、電力センサで測定した電力値がリニアに減少しているときには、期間（４）であると判断する。そして、期間（１）と期間（３）である場合に、制御部Ａ１０５は、１次コイル１０１と２次コイル２０１とを用いたコイル間通信を行なうようにする。なお、制御部Ａ１０５は、期間（１）〜（４）に関わらずに、電力センサで測定した電力値が安定している場合にコイル間通信をし、測定した電力値が不安定な場合にコイル間通信を停止しても良い。この場合には、制御部Ａ１０５の制御している給電信号の電力値と、実際に１次コイル１０１から出力されている給電信号の電力値とが異なる場合にも、実際の電力値に基づいてコイル間通信をするか否かを判断することができる。この、制御部Ａ１０５が制御している給電信号の電力値と、実際に出力される給電信号の電力値とが異なる一例としては、１次コイル１０１及び２次コイル２０１間に金属等の給電信号の通信を妨げる障害物が置かれる等がある。また、コイル間通信とは、１次コイル１０１と２次コイル２０１との間で、第１の通信信号と第２の通信信号とを送受信する通信を意味するものとする。

また、上記の期間テーブルを用いた期間（１）〜（４）の判断と、電力センサを用いた期間（１）〜（４）の判断とを、適宜組合せても良い。これにより、制御部Ａ１０５は、より信頼性の高いコイル間通信を行なうか否かの判断をすることができる。

さらに、制御部Ａ１０５は、１次コイル１０１で送受信される第１の通信信号と、第２の通信信号とを監視することで、第１の通信信号と、第２の通信信号とが、同時に送信されることがないように第１通信信号の送信を制御している。すなわち、期間（１）及び期間（３）であっても、１次コイル１０１で第２の通信信号が受信されているときには、第１の通信信号を送信しないようにする。なお、この期間に「通信」が必要な場合には、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８との間で行なうようにしても良い。

次に、図１の車両２００の内部構成を説明する。
２次コイル２０１には、例えば、銅線等の電線を巻き回すことで構成される公知のコイルを採用することができる。

そして、２次コイル２０１は、車両２００の底面に配置されている。また、２次コイル２０１は、電磁誘導により充電スタンド１００の１次コイル１０１から給電信号を受信することで、整合器２０２、整流器２０３及び充電器２０５を介して車両２００が備える２次電池２０６に電力を供給する。

また、２次コイル２０１には、車両２００から充電スタンド１００に情報を伝達する為の信号として、変調／復調回路Ｂ２０７により正弦波の交流電流を変調することで生成される第２の通信信号が供給される。すると、２次コイル２０１は、電磁誘導により車両２００の２次コイル２０１に情報伝達用の第２の通信信号を送信する。なお、給電信号と第２の通信信号が同時に供給された場合には、２次コイル２０１において、給電信号に第２の通信信号が重畳される。これにより、非接触充電用のコイルと、通信用のコイルとを共通化している。

さらに、２次コイル２０１は、第１の通信信号を受信する。
整合器２０２には、公知の整合器を適用することができる。具体的には、インピーダンスを可変できる抵抗、コンデンサ及びコイル等により構成される。そして、制御部Ｂ２０９により各構成要素のインピーダンスを制御することで、充電スタンド１００の送信インピーダンスと、車両２００の入力インピーダンスを整合する。

整流器２０３は、例えば、ダイオード及び平滑コンデンサ等で構成された公知の整流器を用いることができる。これにより、２次コイル２０１で受信した給電信号の交流電力を直流電力に変換する。

電力センサ２０４は、例えば、電圧計と電流計とで構成され、２次コイル２０１で受信した給電信号の電力値を測定するように構成されている。
充電器２０５には、公知の充電器を適用することができる。そして、充電器２０５は、制御部Ｂ２０９により制御され、２次電池２０６の充電状況に応じて、給電信号により充電スタンド１００から供給される電力を、適切な電流及び電圧に変換して、２次電池２０６に供給する。

２次電池２０６には、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッカド電池及びニッケル水素電池等の蓄電池を採用することができる。より具体的には、複数の電池セルを直列に接続して組電池とすることにより、図示しないモータ等の負荷を駆動する高電圧電源として用いられる。また、２次電池２０６の充電は、制御部Ｂ２０９により充電器２０５が制御され、充電器２０５から電力が供給されることで行なわれる。また、２次電池２０６の一部の電力は、制御部Ｂ２０９に制御されて、充電スタンド１００と車両２００との通信を行なう際に変調／復調回路Ｂ２０７に供給される。

変調／復調回路Ｂ２０７は、制御部Ｂ２０９により制御され、２次電池２０６から供給された上記一部の電力を給電信号とは異なる周波数の正弦波信号に変換し、その正弦波信号を変調することで第２の通信信号を２次コイル２０１に供給する。また、２次コイル２０１が受信した第１の通信信号を復調して、制御部Ａ１０５に出力する。なお、１次コイル１０１と２次コイル２０１との間で給電信号の送受信が行なわれている場合、変調／復調回路Ｂ２０７から２次コイル２０１に供給される第２の通信信号は、２次コイル２０１において給電信号に重畳される。また、変調／復調回路Ｂ２０７で第１の通信信号の生成に用いられる正弦波信号は、別に備えた給電信号と異なる周波数の正弦波信号を出力する信号源から直接供給される構成でも良い。

無線装置Ｂ２０８には、例えば、公知の無線端末を採用することができる。そして、充電スタンド１００側の無線装置Ａ１０３との間で信号の送受信をする。なお、無線装置Ｂ２０８は、無線装置Ａ１０３だけでなく、他の無線端末との信号の送受信にも用いることができる。

制御部Ｂ２０９は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等のワークスペースとしてメモリを搭載するコンピュータを採用することができる。
そして、制御部Ｂ２０９は、通信を行なう際に、２次電池２０６から変調／復調回路Ｂ２０７に電力を供給させる。さらに、制御部Ｂ２０９は、２次電池２０６から供給された電力により、変調／復調回路Ｂ２０７に給電信号とは異なる周波数の正弦波信号を生成させ、その正弦波信号を変調することで第２の通信信号を２次コイル２０１に供給させる。なお、この第２の通信信号には、例えば、２次電池２０６の充電量を示す情報であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、車両２００の識別情報及び要求電力量等の情報が考えられる。

また、２次コイル２０１が充電スタンド１００から第１の通信信号を受信したときには、変調／復調回路Ｂ２０７を制御して第１の通信信号を復調させる。そして、制御部Ｂ２０９は、復調されたデータを取得して各種処理に使用する。

なお、制御部Ｂ２０９は、上記以外にも、車両２００の構成要素について、制御を行なう構成としても良い。また、制御部Ｂ２０９は、変調／復調回路Ｂ２０７とは別に備えた信号源から供給される正弦波信号を利用する場合には、通信を行なうときに信号源を制御して、変調／復調回路Ｂ２０７に正弦波信号を供給させる。

ここで、車両２００側における第２の通信信号の送信期間の制御について説明する。
第２の通信信号の送信期間も、第１の通信信号の送信期間と同じである。すなわち、図２（ａ）に示す期間（１）〜（４）において、制御部Ｂ２０９は、期間（１）のときに、第２の通信信号を送信し、期間（２）のときに、第２の通信信号の送信を停止する。また、制御部Ｂ２０９は、期間（３）のときに、第２の通信信号を給電信号に重畳させて送信し、期間（４）のときに、第２の通信信号の送信を停止する。これにより、非接触充電用のコイルと、通信用のコイルとを共通化させ、かつ、安定した通信を実現している。

また、車両２００においても図示しない記憶部に図２（ｂ）が示す期間テーブルを記憶しておき、通信を行なう際に制御部Ａ１０５のワークスペースに、期間テーブルを読み出すことで第２の通信信号の送信期間を制御している。

ただし、制御部Ｂ２０９は、給電信号を制御しているわけではないので、現在の期間が期間（１）〜（４）のどの期間であるのかを判断することができない。そこで、制御部Ｂ２０９では、電力センサ２０４で測定した電力値を監視することにより、現在の期間が期間（１）〜（４）のどの期間であるのかを判断している。具体的には、制御部Ｂ２０９は、電力センサ２０４の測定した電力値を周期的に取得する。そして、図２（ｂ）の「給電信号の電力」に示すように、電力センサ２０４で測定した電力値が０［Ｗ］であるときには、期間（１）であると判断し、電力センサ２０４で測定した電力値がリニアに増加しているときには、期間（２）であると判断する。また、図２（ｂ）の「給電信号の電力」に示すように、電力センサ２０４で測定した電力値がＡ［Ｗ］（一定）であるときには、期間（３）であると判断し、電力センサ２０４で測定した電力値がリニアに減少しているときには、期間（４）であると判断する。なお、制御部Ｂ２０９により、電力センサ２０４により測定された給電信号の電力値が一定となり安定しているか否かを判断する。そして、期間（１）〜（４）に関わらず、その判断結果に基づいて、測定した電力値が安定している場合のみ、制御部Ｂ２０９は、１次コイル１０１と２次コイル２０１とを用いたコイル間通信を行なうように通信制御をしても良い。

また、制御部Ｂ２０９の期間（１）〜（４）の判断の別の形態としては、図２（ａ）に示すように、期間（１）が終了する直前（i）、期間（２）が終了した直後（ii）、期間（３）が終了する直前（iii）に期間が切替わることを示す第１の通信信号を充電スタンド１００から送信する。これにより、２次コイル２０１で受信したその第１の通信信号により、制御部Ｂ２０９は、期間（１）〜（４）を判断する構成としても良い。具体的には、期間（１）→期間（２）→期間（３）→期間（４）→期間（１）と切替わる充電パターンを車両２００の図示しない記憶部に記憶しておく。そして、充電スタンド１００に車両２００が停車した際に車両２００は、期間（１）であると判断し、（i）で第１の通信信号を受信すると期間（２）であると判断し、（ii）で第１の通信信号を受信すると期間（３）であると判断し、（iii）で第１の通信信号を受信すると期間（４）であると判断する。なお、充電スタンド１００に車両２００が停車した時、または期間（４）が終了した直後（iv）にも第１の通信信号を送信して、制御部Ｂ２０９で、期間（１）であると判断させても良い。

また、（i）〜（iv）において、充電スタンド１００から期間（１）〜（４）のどの期間であるのかを示す情報を、第１の通信信号に含ませて送信する。これにより、制御部Ｂ２０９において、第１の通信信号の情報を取得し、期間（１）〜（４）を判断するようにしても良い。また、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８との通信により、充電スタンド１００から車両２００に現在の期間（１）〜（４）を伝える信号を適宜送信することで、制御部Ｂ２０９に期間（１）〜（４）を判断させても良い。

さらに、制御部Ｂ２０９は、２次コイル２０１で送受信される第１の通信信号と第２の通信信号とを監視することで、第１の通信信号と、第２の通信信号とが、同時に送信されることがないように第２の通信信号の送信を制御している。すなわち、期間（１）及び期間（３）であっても、２次コイル２０１で第１の通信信号が受信されているときには、第２の通信信号を送信しないようにする。なお、この期間に通信が必要な場合には、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８との間で行なうようにしても良い。

上記では、充電スタンド１００及び車両２００共に、自身でコイル間通信を行なうか否かを判断しているが、どちらか一方のみが判断する構成としても良い。例えば、充電スタンド１００側でのみ、コイル間通信をするか否かを判断する場合には、その情報を車両２００に通信により送信することで共有すれば良い。逆に、車両２００側でのみ、コイル間通信をするか否かを判断する場合には、その情報を充電スタンド１００に通信により送信することで共有すれば良い。

次に、実施形態の通信制御の動作を説明する。
図３〜図６は、実施形態の通信制御のフローチャートである。なお、下記の説明においては、無線装置Ａ１０３及び無線装置Ｂ２０８は使用しない場合について説明する。すなわち、充電スタンド１００と車両２００との通信はコイル間通信により行なわれているものとする。

また、上記で説明した充電スタンド１００と車両２００の構成の組み合わせとして、充電スタンド１００側で期間テーブルと、電力センサとを用いてコイル間通信を行なうか否かを判断し、コイル間通信のオン状態及びオフ状態を切替える構成を一例として説明する。そして、車両２００は、充電スタンド１００がコイル間通信を行なうか否かを決定したときに送信される、コイル間通信を行なうか否かを示す第１の通信信号を受信することにより、その第１の通信信号に基づいて、コイル間通信を行なうか否かを切替えるものとする。

また、充電スタンド１００と車両２００とで、第１の通信信号と第２の通信信号とを、同時に送信しないように制御しているものとする。
また、以下の処理は、特に断らない限り、充電スタンド１００及び車両２００にそれぞれ設けられている、制御部Ａ１０５及び制御部Ｂ２０９によって行なわれているものとする。

まず、図３のＳ３０１において、充電スタンド１００は、駐車場（以下、駐車場には、１次コイル１０１が埋め込まれているものとする。）の営業時間になる等して、ユーザにより図示しない電源ボタンが押下げされることにより起動する。なお、この起動動作については、例えば、コンピュータ制御等、他の方法により行なっても良いし、適宜公知の手法で行えば良い。

次に、充電スタンド１００は、駐車場に車両２００が進入してくるまでスリープ状態（Ｓ３０２）で消費電力を抑制しつつ待機する（Ｓ３０３にてＮｏ）。
そして、駐車場のゲート等に取り付けられた図示しないセンサにより、駐車場に車両２００が進入したことを検知する（Ｓ３０３にてＹｅｓ）と、充電スタンド１００は、動作状態になりコイル間通信をオン状態とする（Ｓ３０４）。このときには、まだ１次コイル１０１から２次コイル２０１へ給電信号を送信していないので、充電スタンド１００で給電信号の電力値は０［Ｗ］に設定されている。そして、充電スタンド１００は、給電信号の設定値である０［Ｗ］に対応づけられる期間を期間テーブルから抽出することで、期間（１）であることを判断する。これにより、充電スタンド１００は、期間テーブルの期間（１）であるので、コイル間通信を行なうことを決定して、コイル間通信をオン状態とする。

すると、充電スタンド１００は、充電スタンド１００の識別情報を示すスタンド認証信号を、車両２００に送信する（Ｓ３０５）。
そして、車両２００は、スタンド認証信号を受信する（Ｓ３０６）と、充電スタンド１００に車両２００の識別情報を示す車両認証信号と、スタンド認証信号とを送信する（Ｓ３０７）。

また、充電スタンド１００は、車両認証信号とスタンド認証信号とを受信する（Ｓ３０８）と、充電対象の車両２００を認証する（Ｓ３０９）。そして、充電スタンド１００は、車両認証信号を車両２００に送信する（Ｓ３１０）。

次に、図４のＳ３１１において、車両２００は、車両認証信号を受信すると、充電対象の充電スタンド１００を認証する（Ｓ３１２）。そして、車両２００は、充電スタンド１００に対して、認証が完了したことを示す認証完了信号を送信する（Ｓ３１３）。

また、充電スタンド１００は、認証完了信号を受信する（Ｓ３１４）と、双方向の通信が確立したと判断して、所定レベルの電力を有し、その電力値（以下、送信電力値という。）を示す位置制御信号を、周期的に車両２００に送信する（Ｓ３１５）。なお、位置制御信号は第１の通信信号と同じ信号を用いても良い。

また、車両２００は、位置制御信号を受信（Ｓ３１６）すると、位置制御信号から送信電力値を取得し、２次コイル２０１で実際に受信した電力値で除算することにより、位置制御信号の受信レベルを算出する（Ｓ３１７）。なお、車両２００の２次コイル２０１で受信した位置制御信号の電力値は、電力センサ２０４で測定しても良いし、図示しない他の電力測定器で測定しても良い。

そして、車両２００は、算出した受信レベルが、図示しない記憶部に記憶されている、予め定められた最適な受信レベルの閾値（以下、閾値受信レベルという。）以上であるか否かを判断する（Ｓ３１８）。その結果、車両２００は、位置制御信号の受信レベルが、閾値受信レベル以下の場合（Ｓ３１８にてＮｏ）には、再度位置制御信号を受信（Ｓ３１６）して、Ｓ３１６〜Ｓ３１８を繰り返す。また、車両２００は、位置制御信号の受信レベルが、閾値受信レベル以上（Ｓ３１８にてＹｅｓ）であるときに、車両２００が最適位置に駐車されたと判断する（Ｓ３１９）。

すると、図５のＳ３２０において、車両２００は、充電スタンド１００から電力を受電するために、給電信号の送信を要求する電力要求信号を充電スタンド１００に送信する。
そして、充電スタンド１００は、電力要求信号を受信する（Ｓ３２１）と、車両２００に給電信号の送信を開始することを決定する。また、充電スタンド１００は、給電信号の送信の直後において、給電信号の電力をリニアに増加させるので、期間テーブルに基づいて、期間（２）になることを判断し、コイル間通信をオフ状態（Ｓ３２２）にする。さらに、充電スタンド１００は、給電信号を車両２００に送信する（Ｓ３２３）。

そして、車両２００は、給電信号を受信すると、２次電池２０６の充電を開始する（Ｓ３２４）。
また、充電スタンド１００は、給電信号の送信が開始されると、給電信号の電力値を図示しない電力センサにより周期的に測定する（Ｓ３２５）。そして、電力センサで測定した給電信号がＡ［Ｗ］であり、かつ、一定となっているか否かを判定する（Ｓ３２６）。その結果、給電信号がＡ［Ｗ］でない、または、一定でないとき（Ｓ３２６にてＮｏ）には、再度給電信号の電力値を測定（Ｓ３２５）して、Ｓ３２６の判定をする。また、期間テーブルに示すように、給電信号がＡ［Ｗ］であり、かつ、一定のときには、期間（３）になったことを判断して、コイル間通信をオン状態にする（Ｓ３２７）。なお、電力センサを使用しない場合には、制御部Ａ１０５が給電信号をＡ［Ｗ］で一定とする制御を開始したときに、直ちに期間（３）になったことを判断しても良い。

コイル間通信がオン状態になると、車両２００は、２次電池２０６の充電状態を監視し、適切な充電制御を行なう（Ｓ３２８）。なお、充電の制御方法については、既に公知の技術であるためここでは詳しく説明しない。

また、図６のＳ３２９において、充電スタンド１００は、図示しない電力センサで、給電信号の電力値を測定する。そして、期間テーブルに示すように、給電信号がＡ［Ｗ］であり、かつ、一定であるか否かを判断する（Ｓ３３０）。その結果、給電信号がＡ［Ｗ］であり、かつ、一定のとき（Ｓ３３０にてＹｅｓ）には、再度給電信号の電力値を測定（Ｓ３２９）して、Ｓ３３０の判定をする。また、給電信号がＡ［Ｗ］でない、または、一定でないとき（Ｓ３３０にてＮｏ）には、充電スタンド１００は、期間（４）であると判断する。そして、充電スタンド１００は、コイル間通信をオフ状態にする（Ｓ３３１）。なお、電力センサを使用しない場合には、制御部Ａ１０５が給電信号の電力をリニアに減少させる制御を開始したときに、直ちに期間（４）になったことを判断しても良い。

そして、充電スタンド１００は、給電信号の電力をリニアに減少させて、給電信号をオフ状態にする（Ｓ３３２）。これにより、充電スタンド１００は、給電を終了する。また、給電信号の受信がなくなると、車両２００は、充電を終了する。この後に、再び期間（１）の状態となるので、コイル間通信をオン状態とし、通信を行なっても良い。

以上、具体的な例を挙げながら説明したように、実施形態の充電スタンド１００及び車両２００は、電力供給用の給電信号が送信されていないとき、及び、電力供給用の給電信号の電力が一定となり安定しているときに、コイル間通信を行なうようにした。したがって、給電信号の変化に起因する通信信号の劣化を防止し、安定した通信ができるようになる。

また、実施形態によれば、充電スタンド１００と車両２００との間で安定した通信が可能となる。したがって、充電制御のみの情報のやり取りでよい場合には、無線装置Ａ１０３と無線装置Ｂ２０８がなくても良く、構成を簡単にすることができる。

また、実施形態によれば、コイル間通信を用いて、充電スタンド１００と車両２００との間で安定した通信が可能となるので、充電スタンド１００側の車両認識センサ、無線装置Ａ１０３及び無線装置Ｂ２０８がなくても、充電スタンド１００と車両２００との相互認証することが可能となり、構成を簡単にすることができる。

また、実施形態によれば、従来の狭域通信とは異なり、コイル間通信を行なうことにより、光送受信素子等を用いることなく充電スタンド１００と車両２００との間で通信を行なう。したがって、光送受信素子の表面に汚れや水滴などの異物が付着する等して、通信品質が著しく低下する問題を解消することができる。

１００ 充電スタンド
１０１ １次コイル
１０２ 高周波電源
１０３ 無線装置Ａ
１０４ 変調／復調回路Ａ
１０５ 制御部Ａ
２００ 車両
２０１ ２次コイル
２０２ 整合器
２０３ 整流器
２０４ 電力センサ
２０５ 充電器
２０６ ２次電池
２０７ 変調／復調回路Ｂ
２０８ 無線装置Ｂ
２０９ 制御部Ｂ
３００ 系統電源

Claims (13)

1. 車両が備える２次電池の充電用の電力を電磁誘導により前記車両に供給するコイルと、
   情報伝達用の通信信号を電磁誘導により前記車両と前記コイルを介して送受信する通信部と、
   前記充電用の電力が安定しているとき、前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする充電スタンド。
2. 前記制御部は、前記充電用の電力が一定のとき、前記充電用の電力に重畳させて前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電スタンド。
3. 前記制御部は、前記充電用の電力がゼロのとき、前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の充電スタンド。
4. 車両が備える２次電池の充電用の電力を電磁誘導により充電スタンドから受信するコイルと、
   情報伝達用の通信信号を電磁誘導により前記充電スタンドと前記コイルを介して送受信する通信部と、
   前記充電用の電力が安定しているとき、前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御部と、
   を備えることを特徴とする車両。
5. 前記制御部は、前記充電用の電力が一定のとき、前記充電用の電力に重畳させて前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両。
6. 前記制御部は、前記充電用の電力がゼロのとき、前記通信信号が送受信されるように前記通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の車両。
7. 非接触に充電及び通信を行なう充電スタンドと車両との通信システムにおいて、
   前記充電スタンドは、
   前記車両が備える２次電池の充電用の電力を電磁誘導により前記車両に供給する１次コイルと、
   情報伝達用の通信信号を電磁誘導により前記車両と前記１次コイルを介して送受信する通信部と、
   前記充電用の電力が安定しているとき、前記通信信号が送受信されるように前記第１の通信部の動作を制御する第１の制御部と、
   を備え、
   前記車両は、
   前記車両が備える２次電池の充電用の電力を電磁誘導により前記充電スタンドから受信する２次コイルと、
   情報伝達用の通信信号を電磁誘導により前記充電スタンドと前記コイルを介して送受信する通信部と、
   前記充電用の電力が安定しているとき、前記通信信号が送受信されるように前記第２の通信部の動作を制御する第２の制御部と、
   を備えることを特徴とする通信システム。
8. 前記第１の制御部は、前記充電用の電力が一定のとき、前記充電用の電力に重畳させて前記通信信号が送受信されるように前記第１の通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記第２の制御部は、前記充電用の電力が一定のとき、前記充電用の電力に重畳させて前記通信信号が送受信されるように前記第２の通信部の動作を制御する
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
10. 前記第１の制御部は、前記充電用の電力がゼロのとき、前記通信信号が送受信されるように前記第１の通信部の動作を制御する
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の通信システム。
11. 前記第２の制御部は、前記充電用の電力がゼロのとき、前記通信信号が送受信されるように前記第２の通信部の動作を制御する
    ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の通信システム。
12. 前記第１の制御部は、前記通信信号の送受信をするか否かを示す前記通信信号を、前記第２の制御部に送信することを特徴とする請求項７、８、１０のいずれか一つに記載の通信システム。
13. 前記第２の制御部は、前記通信信号の送受信をするか否かを示す前記通信信号を受信し、
    受信した前記通信信号が前記通信信号を送受信することを示す場合には、前記通信信号が送受信されるようにし、
    受信した前記通信信号が前記通信信号を送受信しないことを示す場合には、前記通信信号が送受信しないようにすることを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。