JP2013251952A - 給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号から、振幅を精度よく検出することにより給電電力を可変する給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムを提供する。
【解決手段】給電部から充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、充電装置に送信する変調信号を、電力信号に重畳して充電装置に送信する送信系と、電力信号に重畳して充電装置から送信される変調信号を受信し、受信した変調信号の周波数を取得し、取得した周波数を用いて変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、求めたタイミングで変調信号の振幅を検出し、変調信号から情報を抽出する受信系、を備える給電装置と充電装置である。
【選択図】 図４

Description

非接触電力充電を行う給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムに関する。

近年、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）などの車両の充電には非接触充電が用いられるようになっている。また、車両と給電装置との間では車両検出、車両認証および給電に関する情報などのやり取りが必要である。

関連する技術として、非接触充電の波形の変化もしくは、重畳する信号の振幅および周波数の変化により信号を伝送することが開示されている。例えば、特許文献１〜６。
しかしながら、開示の技術によれば非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号から、振幅を精度よく検出することに着目するものではない。また、精度よく検出した振幅に基づいて給電する電力信号の電力を可変することについて開示されていない。

特開２０１１−２１１７８０号公報 特開２０１１−２１１７７９号公報 特開２０１１−１０９８１０号公報 特開２０１０−０６８６３２号公報 特開平０６−２４５３２６号公報 実開平０６−０４８３４７号公報

本発明は、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号から、振幅を精度よく検出することにより給電電力を可変する給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムを提供することを目的とする。

本実施形態の態様のひとつである給電装置は、給電部、通信部および制御部を備えている。給電部は、充電装置に非接触で電力信号を送電する。通信部の送信系は、充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、充電装置に送信する第１の変調信号を、電力信号を送電する電力線に重畳して充電装置に送信する。

通信部の受信系は、電力信号に重畳して充電装置から送信される第２の変調信号を受信し、受信した第２の変調信号の周波数を計測し、計測した周波数を用いて第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求める。続いて、求めたタイミングで第２の変調信号の最大振幅値を検出する。

制御部は、第１の変調信号を生成するための第１の情報を生成して通信部に転送し、第２の変調信号から検出した最大振幅値を通信部から取得する。
本実施形態の他の態様のひとつである充電装置は、充電部、通信部および制御部を備えている。充電部は、給電装置から送電される電力信号を非接触で受電し、受電した電力をバッテリに充電する。

通信部の送信系は、給電装置から充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、給電装置に送信する第３の変調信号を、電力信号を受電する電力線に重畳して給電装置に送信する。通信部の受信系は、電力信号に重畳して給電装置から送信される第４の変調信号を受信し、した第４の変調信号の周波数を計測し、計測した周波数を用いて第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求める。続いて、求めたタイミングで第４の変調信号の最大振幅値を検出する。

制御部は、第３の変調信号を生成するための第３の情報を生成して通信部に転送し、第４の変調信号から検出した最大振幅値を通信部から取得する。

実施の形態によれば、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号から、振幅を精度よく検出することができるという効果を奏する。

チャージステーションの一実施例を示す図である。 給電装置と車両の関係を示す図である。 複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。 給電装置の一実施例を示す図である。 充電装置の一実施例を示す図である。 給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。 給電装置および充電装置の振幅検出部の一実施例示す図である。 給電装置および充電装置の送信系の動作の一実施例を示すフロー図である。 電力信号と変調信号と電力信号に変調信号を重畳させた電圧値各々の関係を示す一実施例を示す図である。 は、給電装置および充電装置の受信系の動作の一実施例を示すフロー図である。 は、重畳された変調信号の電圧波形と最大振幅値を取得する範囲の電圧波形の関係の一実施例を示す図である。 は、選択情報のデータ構造の一実施例を示す図である。

以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
図１は、チャージステーションの一実施例を示す図である。図１に示すチャージステーション１には、車両を駐車するための駐車エリア２ａ〜２ｄがあり、駐車エリア２ａ〜２ｄそれぞれには後述する給電装置７ａ〜７ｄが配置されている。給電装置７ａ〜７ｄは、車両５へ給電する際に送電に関する制御などを行う給電制御部３ａ〜３ｄと、電力を車両５側に送電するための給電部４ａ〜４ｄを有する。

図２は、給電装置と車両の関係を示す図である。図２の給電装置７は給電制御部３と給電部４を備えている。給電制御部３は車両５との通信を行う無線通信およびサーバなど無線通信または有線通信を行う通信の制御と、商用電源から給電された電力を車両５に送電するための制御を行う。さらに、給電制御部３は充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する制御を行う。

給電部４は電力を車両５に送電するときに用いられる。電力の送電は、例えば、電磁誘導もしくは磁界と電界による共鳴方式を用いることが考えられる。
なお、図２の給電装置７において給電制御部３と給電部４とは電力線ＰＯＷと信号線ＳＩＧにより接続されている。

図２の車両５は充電装置６を備えている。充電装置６は給電部４から送電された電力を受電して、充電装置６に設けられているバッテリ部に充電する。バッテリ部は充電式の二次電池で、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが考えられる。ただし、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池に限定されるものではなく、二次電池であればよい。

図３は、複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。図３に示す複数の給電装置７ａ〜７ｄ各々はネットワーク９を介してサーバ８と通信をする。サーバ８は、例えば、給電装置７ａ〜７ｄと通信をして充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する処理を実行し、処理結果を給電装置７ａ〜７ｄに送信する。

図４は、給電装置の一実施例を示す図である。給電装置７は、給電部４、通信部、制御部（制御装置４０１または通信制御部４０７）を有する。
図４の給電装置７は制御装置４０１、電源変換部４０３、整合部４０４、第１のコイル４０５、結合部４０６、通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０、フィルタ部４１１、調整部４１２、振幅検出部４１３を備えている。なお、制御装置４０１は給電制御部３に相当する。

給電部４は電源変換部４０３、整合部４０４、第１のコイル４０５を有する。給電部４は車両５に搭載された充電装置６に非接触で交流電力を給電する。
通信部は結合部４０６、通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０、フィルタ部４１１、調整部４１２、振幅検出部４１３を有し、非接触電力通信に用いられる。送信系は通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０を有している。また、受信系は通信制御部４０７、フィルタ部４１１、調整部４１２、振幅検出部４１３を有している。

通信部は、充電に用いる交流電力（電力信号）に通信に用いる信号を重畳させる非接触電力通信を行う。
給電装置７の給電部４から充電装置６に非接触で電力信号の送電が開始されると、給電装置７の通信部の送信系は、制御部から第１の情報を取得し、第１の情報を用いて充電装置６に送信する第１の変調信号を生成する。続いて、第１の変調信号を電力信号に送電する電力線に重畳して給電装置に送信する電力信号を送電する。送信系は、第１の変調信号の振幅を可変させる情報を制御部から取得し、情報の示す第１の変調信号の振幅を変更する。

給電装置７の通信部の受信系は、電力信号に重畳して充電装置６から送信される第２の変調信号を受信し、受信した第２の変調信号の周波数を計測する。続いて、計測した周波数を用いて第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求める。そして、求めたタイミングで第２の変調信号の最大振幅値を検出する。

第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングは、例えば、第２の変調信号のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数を計測し、計測した周波数の位相がπ／２のタイミングを求める。

最大振幅値は、例えば、第２の変調信号の位相がπ／２のタイミングを含む決められた範囲になると、範囲における最大の振幅を取得して第２の変調信号の最大振幅値とする。
制御部（制御装置４０１と通信制御部４０７）は、給電装置７が充電装置６に給電を開始すると、非接触電力通信を用いて給電装置７と充電装置６との間で行う通信の制御をする。制御装置４０１（給電制御部）は電源変換部４０３、通信制御部４０７と接続され、接続されている各部を制御する。

制御部は、充電装置６から指定された充電電流が充電装置６に供給できるように電源変換部４０３の出力する電力信号を制御する。
制御部は、第１の変調信号を生成するための第１の情報を生成して通信部に転送し、第２の変調信号から検出した最大振幅値を通信部から取得する。

また、制御部は最大振幅値を用いて、記憶部に記憶されている選択情報を参照し、最大振幅値が含まれる振幅情報を検出する。選択情報は、第２の変調信号の異なる複数の振幅範囲を示す振幅情報と、振幅情報各々に関連付けられている充電装置に送電する電力信号を決める充電電流を示す充電電力情報とを有する。

続いて、検出した振幅情報に関連付けられている充電電力情報を取得する。そして、取得した充電電力情報を用いて、給電部から充電装置に送電する電力信号を求めて出力させる制御をする。

電源変換部４０３は、商用電源４０２から供給される電力を決められた周期でかつ決められた電力レベルの交流に変換し第１のコイル４０５に給電する。上記交流の変換などの制御は制御装置４０１により行うことが考えられる。

整合部４０４は本例では伝送改善をするために用いられ、制御装置４０１により制御される。
第１のコイル４０５は、車両５に搭載されている充電装置６へ電力を給電するために用いられる。本例では、第１のコイル４０５は充電装置６の後述する第２のコイル５０２に電力を送電する。また、第１のコイル４０５と第２のコイル５０２は非接触電力通信に用いられる。

結合部４０６は、充電中に電源変換部４０３から出力された電力信号に、非接触電力通信で用いる第１の変調信号を重畳させるために用いる。また、車両５の充電装置６から送信される非接触電力通信で用いる第２の変調信号を受信したときは、結合部４０６はフィルタ部４１１に受信した第２の変調信号を出力する。

通信制御部４０７は非接触電力通信を制御する。
変調／符号部４０８は通信制御部４０７を介して制御装置４０１から充電に振幅値を示すディジタルデータを受信すると、該データを変調／符号部４０８で用いる形式のディジタルデータに変換し、発振部４１０から出力された正弦波と符号器４０８から出力される振幅値を示すディジタルデータを用いて、充電中の電力線に重畳させるための第１の変調信号を生成する。

駆動部４０９は、変調／符号部４０８で生成された第１の変調信号を重畳させるために増幅して結合部４０６に供給する。駆動部４０９は、例えば増幅器などが考えられる。
発振部４１０は、電力信号の周波数に近い周波数の信号を生成する。電力信号の周波数に近い周波数とは、例えば、電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた周波数が考えられる。

フィルタ部４１１は、結合部４０６を介して受信した車両５の充電装置６から送信された非接触電力通信で用いる第２の変調信号が重畳されている電力信号から、重畳されている第２の変調信号を抽出するためのフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどが考えられる。

調整部４１２は、第２の変調信号のジッタなど抑制する、例えば、ＰＬＬ（Phase-locked loop）回路などが考えられる。調整部４１２はなくてもよい。
振幅検出部４１３は、第２の変調信号の周波数を計測する。続いて、計測した周波数を用いて第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求める。そして、求めたタイミングで第２の変調信号の最大振幅値を検出する。そして、最大振幅値を制御装置４０１で用いるデータの形式に変換して通信制御部４０７に出力する。そして、通信制御部４０７は制御装置４０１にデータを送信する。

上記給電装置７は、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号の最大振幅を精度よく検出することができるという効果を奏する。また、所定のタイミングの振幅を精度よく検出することができる。

図５は、充電装置の一実施例を示す図である。図５の充電装置６は制御装置５０１、充電部、通信部を備えている。
充電部は受電部（第２のコイル５０２）、整合部５０３、ＡＣ−ＤＣ変換部５０４、を有する。受電部は給電装置７から給電される電力信号を非接触で受電する。充電部は受電した電力をバッテリ５０５に充電する。

通信部は結合部５０６、駆動部５０７、変調／符号部５０８、発振部５０９、通信制御部５１０、フィルタ部５１１、調整部５１２、振幅検出部５１３を有し非接触電力通信を行う。送信系は駆動部５０７、変調／符号部５０８、発振部５０９、通信制御部５１０を有している。また、受信系は通信制御部５１０、フィルタ部５１１、調整部５１２、振幅検出部５１３を有している。

通信部は、充電に用いる電力信号に通信に用いる信号を重畳させる非接触電力通信を行う。
通信部の送信系は、給電装置７から充電装置６に非接触で電力信号の送電が開始されると、給電装置７に送信する第３の変調信号（第２の変調信号）を、電力信号を受電する電力線に重畳して給電装置７に送信する。送信系は、第１の変調信号の振幅を可変させる情報を制御部から取得し、情報の示す第１の変調信号の振幅を変更する。

通信部の受信系は、電力信号に重畳して給電装置７から送信される第４の変調信号（第１の変調信号）を受信し、受信した第４の変調信号の周波数を計測する。続いて、計測した周波数を用いて第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、求めたタイミングで第４の変調信号の最大振幅値を検出する。

周波数の計測は、例えば、受信した第４の変調信号のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数を計測する。第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングは、例えば、計測した周波数の位相がπ／２のタイミングを求める。続いて、第４の変調信号の位相がタイミングを含む決められた範囲になると、範囲における最大の振幅を取得して第４の変調信号の最大振幅値とする。

制御装置５０１は整合部５０３、ＡＣ−ＤＣ変換部５０４、通信制御部５１２と接続され、接続されている各部を制御する。また、制御装置５０１は各部から計測データを取得する。制御部（制御装置５０１と通信制御部５１０）は、給電装置７が充電装置６に給電を開始すると、非接触電力通信だけを用いて給電装置７と充電装置６との間で通信を行う制御をする。

制御部は、第３の変調信号を生成するための第３の情報を生成して通信部に転送し、第４の変調信号から検出した最大振幅値を通信部から取得する。
を備えることを特徴とする充電装置。

第２のコイル５０２は給電装置７から第１のコイル４０５を介して送電された電力信号を受電し、受電した電力が整合部５０３に供給される。
整合部５０３は給電装置７と充電装置６との間のインピーダンス整合を行う。
ＡＣ−ＤＣ変換部５０４は受電した電力信号を直流にし、直流にした電力はバッテリ５０５に供給される。

バッテリ５０５は充電式の二次電池などが考えられる。なお、本例では充電装置６にバッテリ５０５が示されているが、バッテリ５０５と別に設けてもよい。
結合部５０６は、第２のコイル５０２が受電した電力信号に、非接触電力通信で用いる信号を重畳させるために用いる。また、給電装置７から送信される非接触電力通信で用いる信号を受信したときは、結合部５０６はフィルタ部５１１のみに受信した信号を出力する。

駆動部５０７は、変調／符号部５０８で生成された信号を増幅して重畳させるための信号（第３の変調信号）を生成し、結合部５０６に供給する。駆動部５０７は、例えば増幅器などが考えられる。なお、第３の変調信号は上記第２の変調信号である。

変調／符号部５０８は通信制御部５１０を介して制御装置５０１から充電に振幅値を示すディジタルデータを受信すると、該データを変調／符号部５０８で用いる形式のディジタルデータに変換し、発振部５０９から出力された正弦波と変調／符号部５０８から出力される振幅値を示すディジタルデータを用いて、充電中の電力線に重畳させるための第３の変調信号を生成する。

発振部５０９は、電力信号の周波数に近い周波数の信号を生成する。電力信号の周波数に近い周波数とは、例えば、電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた周波数が考えられる。

フィルタ部５１１は、結合部５０６を介して受信した給電装置７から送信された非接触電力通信で用いる第４の変調信号が重畳されている電力信号から、重畳されている第４の変調信号を抽出するためのフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどが考えられる。

調整部５１２は、第４の変調信号のジッタなど抑制する、例えば、ＰＬＬ（Phase-locked loop）回路などが考えられる。調整部５１２はなくてもよい。
振幅検出部５１３は、第４の変調信号の周波数を計測する。続いて、計測した周波数を用いて第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求める。そして、求めたタイミングで第４の変調信号の最大振幅値を検出する。そして、最大振幅値を制御装置５０１で用いるデータの形式に変換して通信制御部５１０に出力する。そして、通信制御部５１０は制御装置５０１にデータを送信する。

通信制御部５１０は非接触電力通信を制御する。
なお、充電装置の非接触電力通信は上記説明した方法に限定されるものではなく、例えば負荷変調方式や反射を用いた方法などで信号を重畳させることが考えられる。

上記充電装置６は、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号の最大振幅を精度よく検出することができるという効果を奏する。また、所定のタイミングの振幅を精度よく検出することができる。

図６は、給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８のハードウェアは、図６に示す制御部６０１、記憶部６０２、記録媒体読取装置６０３、入出力インタフェース６０４（入出力Ｉ／Ｆ）、通信インタフェース６０５（通信Ｉ／Ｆ）などをそれぞれ備えている。また、上記各構成部はバス６０６によってそれぞれ接続されている。なお、サーバ８の機能はクラウドなどを用いて実現することもできる。

制御部６０１はＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いることが考えられる。

記憶部６０２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部６０２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、給電装置７およびサーバ８において、記憶部６０２以外に給電装置７およびサーバ８の外部に他の記憶部を設けてもよく、例えば、データベースなどを設けることが考えられる。

記録媒体読取装置６０３は、制御部６０１の制御に従って記録媒体６０７に対するデータのリード／ライトを制御する。そして、記録媒体６０７に記録媒体読取装置６０３の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体６０７に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体６０７は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory（非一時的）な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）などがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。なお、記憶部６０２もnon-transitory（非一時的）な記録媒体に含まれる。

入出力インタフェース６０４には、入出力部６０８が接続され、入力された情報を受信し、バス６０６を介して制御部６０１に送信する。また、制御部６０１からの命令に従ってディスプレイの画面上に操作情報などを表示する。入出力部６０８の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、タッチパネルなどが考えられる。なお、入出力部６０８の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。充電装置６の入出力部６０８は、車両５においてダッシュボードに備え付けられていることが考えられる。また、出力部はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、プリンタなどの出力装置であってもよい。

通信インタフェース６０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）接続やインターネット接続を無線により行うためのインタフェースである。また、通信インタフェース６０５は必要に応じ、他のコンピュータとの間のＬＡＮ接続やインターネット接続や無線接続を行うためのインタフェースとして用いてもよい。

このようなハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８が行う各種処理機能が実現される。その場合給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体６０７に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体６０７が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体６０７に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部６０２に記憶する。そして、コンピュータは、自己の記憶部６０２からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、記録媒体６０７から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

給電装置７と充電装置６が有する波形生成部と復号器について説明する。
図７は、振幅検出部の一実施例を示す図である。
図７の振幅検出部４１３（５１４）は、周波数計測部７０１、タイミング算出部７０２および最大振幅検出部７０３を有している。周波数計測部７０１は、受信した第２の変調信号のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数（ｔ２＋ｔ２）を計測する。タイミング算出部７０２は、計測した周波数の位相がπ／２になるタイミングｔ０を求める。

最大振幅検出部７０３は、フィルタ部４１１または５１１により分離された第２の変調信号または第４の変調信号を取得する。続いて、最大振幅検出部７０３は第２の変調信号または第４の変調信号の位相がπ／２のタイミングｔ０を含む決められた範囲ｔ１になると、範囲ｔ１における最大の振幅を取得して第２の変調信号の最大振幅値とする。

給電装置および充電装置の送信系の動作について説明する。
給電装置７の通信部の送信系の変調／符号部４０８は、通信制御部４０７から第１の変調信号の振幅を示す情報を取得すると非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換して出力する。続いて、第１の変調信号の振幅を可変させる情報と、発振部４１０で生成される電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の信号と、を用いて変調／符号部４０８は第１の変調信号を生成する。続いて、駆動部４０９が第１の変調信号を増幅して結合部４０６に出力し、結合部４０６で電力信号を送電する電力線に増幅した第１の変調信号を重畳させて充電装置６に送信する。なお、給電装置７の結合部４０６と駆動部４０９を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい。

充電装置６の通信部の送信系の変調／符号部５０８は、通信制御部５１０から第３の変調信号の振幅を示す情報を取得すると非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換して出力する。続いて、第３の変調信号の振幅を可変させる情報と、発振部５０９で生成される電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の信号と、を用いて変調／符号部５０８は第３の変調信号を生成する。続いて、駆動部５０７が第３の変調信号を増幅して結合部５０６に出力し、結合部５０６で電力信号を送電する電力線に増幅した第３の変調信号を重畳させて充電装置６に送信する。なお、充電装置６の結合部５０６と駆動部５０７を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい。

給電装置の送信系の動作について図８と図９を用いて説明する。
図８は、給電装置および充電装置の送信系の動作の一実施例を示すフロー図である。図９は、電力信号と変調信号と電力信号に変調信号を重畳させた電圧値各々の関係を示す一実施例を示す図である。

図８のステップＳ８０１では、通信部が制御装置４０１から通信制御部４０７を介して振幅を示す情報である第１の情報を受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０２に移行し、受信しない場合（Ｎｏ）にはステップＳ８０１に移行して振幅を示す情報を待つ。

ステップＳ８０２では、通信部が第１の情報に対応する振幅の第１の変調信号を生成する。例えば、第１の情報（充電電流）を用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている充電電流各々に振幅値（最大振幅情報）が関連付けられている振幅選択情報を参照し、最大振幅情報を選択する。ただし、第１の情報は充電電流に限定されるものではない。

続いて、変調／符号部４０８が発振部４１０で生成された信号を選択した最大振幅情報に示される振幅にして第１の変調信号を生成する。例えば、最大振幅情報に示される振幅は、発振部４１０で生成された信号の最大値と最小値の振幅を示すことが考えられる。ただし、上記最大値と最小値の振幅に限定されるものではない。

続いて、変調／符号部４０８は生成した第１の変調信号を駆動部４０９に出力する。
ステップＳ８０３では、振幅を示す情報である第１の情報を通信部が決められた期間受信できない場合（Ｎｏ）にステップＳ８０４に移行し、第１の情報を受信できた場合（Ｙｅｓ）にステップＳ８０２に移行する。

ステップＳ８０４では、制御部が通信部に非接触電力通信を終了させる。
図９は、縦軸に電圧値を示し、横軸に時間を示している。そして、波形９０１は１周期ごと１００％、８９％、６４％、３９％、１５％それぞれに増幅された第１の変調信号を示している。なお、充電装置６の送信系の動作については省略するが、上記給電装置７の説明を参照されたい。

給電装置および充電装置の受信系の動作について説明する。
給電装置７の通信部の受信系のフィルタ部４１１は、充電装置６から送信される電力信号に重畳される第２の変調信号を電力信号から分離する。振幅検出部４１３は、第２の変調信号の周波数を計測し、計測した周波数を用いて第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、求めたタイミングで第２の変調信号の最大振幅値を検出する。

充電装置６の通信部の受信系のフィルタ部５１１は、充電装置６から送信される電力信号に重畳される第４の変調信号を電力信号から分離する。振幅検出部５１３は、第４の変調信号の周波数を計測し、計測した周波数を用いて第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、求めたタイミングで第２の変調信号の最大振幅値を検出する。

給電装置の受信系の動作について図１０、図１１を用いて説明する。
図１０は、給電装置および充電装置の受信系の動作の一実施例を示すフロー図である。図１１は、重畳された変調信号の電圧波形と最大振幅値を取得する範囲の電圧波形の関係の一実施例を示す図である。

図１０のステップＳ１００１では、通信部の振幅検出部４１３の周波数計測部７０１が分離された第２の変調信号の振幅値が受信判定閾値より大きいか否かを判定する。振幅値が受信判定閾値より大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１００２に移行し、小さい場合（Ｎｏ）はステップＳ１００１に移行して受信を待つ。図１１に示すように受信判定閾値１１０２を設定することが考えられる。また、受信判定は第２の変調信号１１０１を整流した値を用いて行ってもよい。図１２の縦軸には電圧値を示し、横軸には時間が示されている。

ステップＳ１００２では、周波数計測部７０１が、受信した第２の変調信号の周波数を計測する。または第２の変調信号の周期を計測する。例えば、第２の変調信号１２０１のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数（図１１のｔ２＋ｔ２＝１周期）を計測する。

ステップＳ１００３では、タイミング算出部７０２が計測した周波数を用いて、π／２の位相を求める。例えば、ステップＳ１００２で求めた複数の周期の平均を求め、その周期を４分の１した値（π／２）を求める。

ステップＳ１００４でタイミング算出部７０２は、電圧が大きくなる方向に変化するゼロクロスから、ステップＳ１００３で求めたπ／２進んだタイミングｔ０を求める。図１１のｔ０を参照。

ステップＳ１００５では、最大振幅検出部７０３がステップＳ１００４で求めたタイミングｔ０を含む決められた範囲ｔ１において、最大の振幅となる電圧値を取得して第２の変調信号の最大振幅値とし、最大振幅値を通信制御部４０７に出力する。図１１の波形１１０３を参照。

ステップＳ１００６では、通信部の通信制御部４０７を介して制御装置４０１の記憶部などに最大振幅値を記憶する。
なお、充電装置６の受信系の動作については省略するが、上記給電装置７の説明を参照されたい。

次に、制御部は最大振幅値を用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている選択情報を参照し、最大振幅値が含まれる振幅情報を検出し、検出した振幅情報に関連付けられている充電電力情報を取得する。図１２に示す選択情報は、第２の変調信号の異なる複数の振幅範囲を示す振幅情報（最大振幅値）と、振幅情報各々に関連付けられている充電装置６に送電する電力信号を決める充電電流を示す充電電力情報とを有する。図１２は、選択情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図１２の「最大振幅値」には「２５．００」「２６．０１」「２７．０３」・・・「６８．５８」「６９．５９」「７０．６１」「７１．６２」「７２．６４」「７３．６５」・・・「９８．９９」「１００．００」が記憶されている。「充電電流」には給電装置７から充電装置６に送電する電力信号を求めるための情報「６」「７」「８」・・・「４９」「５０」「５１」「５２」「５３」「５４」・・・「７９」「８０」が記憶されている。

実施の形態によれば、非接触充電中に送電される電力信号に重畳される通信で用いる信号から、振幅を精度よく検出することができるという効果を奏する。
また、給電装置と充電装置を有するシステムの小型化および簡略、低コスト化に貢献することができる。

また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ チャージステーション、
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 駐車エリア、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 給電制御部、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 給電部、
５ 車両、
６ 充電装置、
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 給電装置、
８ サーバ、
９ ネットワーク、
４０１ 制御装置、
４０２ 商用電源、
４０３ 電源変換部、
４０４ 整合部、
４０５ 第１のコイル、
４０６ 結合部、
４０７ 通信制御部、
４０８ 変調／符号部、
４９ 駆動部、
４１０ 発振部、
４１１ フィルタ部、
４１２ 調整部、
４１３ 振幅検出部、
５０１ 制御装置、
５０２ 第２のコイル、
５０３ 整合部、
５０４ ＡＣ−ＤＣ変換部、
５０５ バッテリ、
５０６ 結合部、
５０７ 駆動部、
５０８ 変調／符号部、
５０９ 発振部、
５１０ 通信制御部、
５１１ フィルタ部、
５１２ 調整部５１２、
５１３ 振幅検出部、
６０１ 制御部、
６０２ 記憶部、
６０３ 記録媒体読取装置、
６０４ 入出力インタフェース、
６０５ 通信インタフェース、
６０６ バス、
６０７ 記録媒体、
６０８ 入出力部、
７０１ 周波数計測部、
７０２ タイミング算出部、
７０３ 最大振幅検出部、

Claims (11)

1. 充電装置に非接触で電力信号を送電する給電部と、
   前記充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記充電装置に送信する第１の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記充電装置に送信する送信系と、
   前記電力信号に重畳して前記充電装置から送信される第２の変調信号を受信し、受信した第２の変調信号の周波数を計測する周波数計測部と、
   計測した周波数を用いて前記第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求めるタイミング算出部と、
   求めたタイミングで前記第２の変調信号の最大振幅値を検出する最大振幅検出部と、を有する受信系と、
   を備える非接触電力通信を行う通信部と、
   前記第１の変調信号を生成するための第１の情報を生成して前記通信部に転送し、前記第２の変調信号から検出した前記最大振幅値を前記通信部から取得する制御部と、
   を備えることを特徴とする給電装置。
2. 前記受信系は、
   受信した前記第２の変調信号のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数を計測し、
   計測した周波数の位相がπ／２になるタイミングを求め、
   前記第２の変調信号の位相が前記タイミングを含む決められた範囲になると、前記範囲における最大の振幅を取得して前記第２の変調信号の最大振幅値とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記制御部は、
   前記最大振幅値を用いて、記憶部に記憶されている前記第２の変調信号の異なる複数の振幅範囲を示す振幅情報と、前記振幅情報各々に関連付けられている前記充電装置に送電する電力信号を決める充電電流を示す充電電力情報とを有する選択情報を参照し、前記最大振幅値が含まれる振幅情報を検出し、検出した振幅情報に関連付けられている充電電力情報を取得し、
   取得した充電電力情報を用いて、前記給電部から前記充電装置に送電する電力信号を求めて出力させる、制御をする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置。
4. 前記送信系は、
   前記第１の変調信号の振幅を可変させる情報を前記制御部から取得し、前記情報の示す前記第１の変調信号の振幅を変更することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
5. 給電装置から送電される電力信号を非接触で受電し、受電した電力をバッテリ部に充電する充電部と、
   前記給電装置から前記充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記給電装置に送信する第３の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記給電装置に送信する送信系と、
   前記電力信号に重畳して前記給電装置から送信される第４の変調信号を受信し、受信した第４の変調信号の周波数を計測する周波数計測部と、
   計測した周波数を用いて前記第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求めるタイミング算出部と、
   求めたタイミングで前記第４の変調信号の最大振幅値を検出するする最大振幅検出部と、を有する受信系と、
   を備える非接触電力通信を行う通信部と、
   前記第３の変調信号を生成するための第３の情報を生成して前記通信部に転送し、前記第４の変調信号から検出した前記最大振幅値を前記通信部から取得する制御部と、
   を備えることを特徴とする充電装置。
6. 前記受信系は、
   受信した前記第４の変調信号のゼロクロスを検知し、検知したゼロクロスを用いて周波数を計測し、
   計測した周波数の位相がπ／２になるタイミングを求め、
   前記第４の変調信号の位相が前記タイミングを含む決められた範囲になると、前記範囲における最大の振幅を取得して前記第４の変調信号の最大振幅値とする、
   ことを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
7. 前記送信系は、
   前記第３の変調信号の振幅を可変させる情報を前記制御部から取得し、前記情報の示す前記第３の変調信号の振幅を変更することを特徴とする請求項４に記載の給電装置。
8. 非接触充電に用いる給電方法であって、
   給電装置が、
   充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記充電装置に送信する第１の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記充電装置に送信し、
   前記電力信号に重畳して前記充電装置から送信される第２の変調信号を受信し、
   受信した第２の変調信号の周波数を計測し、
   計測した周波数を用いて前記第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、
   求めたタイミングで前記第２の変調信号の最大振幅値を検出する、
   処理を実行することを特徴とする給電方法。
9. 非接触充電に用いる充電方法であって、
   充電装置が、
   給電装置から前記充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記給電装置に送信する第３の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記給電装置に送信し、
   前記電力信号に重畳して前記給電装置から送信される第４の変調信号を受信し、
   受信した第４の変調信号の周波数を計測し、
   計測した周波数を用いて前記第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、
   求めたタイミングで前記第４の変調信号の最大振幅値を検出する、
   処理を実行することを特徴とする充電方法。
10. 非接触充電に用いる給電プログラムであって、
    充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記充電装置に送信する第１の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記充電装置に送信し、
    前記電力信号に重畳して前記充電装置から送信される第２の変調信号を受信し、
    受信した第２の変調信号の周波数を計測し、
    計測した周波数を用いて前記第２の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、
    求めたタイミングで前記第２の変調信号の最大振幅値を検出する、
    処理を給電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする給電プログラム。
11. 非接触充電に用いる充電プログラムであって、
    給電装置から前記充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、前記給電装置に送信する第３の変調信号を、前記電力信号に重畳して前記給電装置に送信し、
    前記電力信号に重畳して前記給電装置から送信される第４の変調信号を受信し、
    受信した第４の変調信号の周波数を計測し、
    計測した周波数を用いて前記第４の変調信号の最大振幅と推定されるタイミングを求め、
    求めたタイミングで前記第４の変調信号の最大振幅値を検出する、
    処理を充電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする充電プログラム。
    

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