JP2015122887A

JP2015122887A - 非接触電力伝送システム、充電ステーション、および車両

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Publication number: JP2015122887A
Application number: JP2013265618A
Authority: JP
Inventors: 真士市川; Shinji Ichikawa; 谷口　聡; Satoshi Taniguchi; 聡谷口; 晋平瀧田; Shimpei Takita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: US20190118664A1; EP3086974A1; US10189364B2; CN105848959B; EP3086974B1; JP6361132B2; US10899234B2; CN105848959A; WO2015097967A1; US20160318414A1

Abstract

【課題】充電ステーション側で空いている送電装置があるかどうかを判断することができる非接触電力伝送システム、充電ステーションおよび車両を提供する。【解決手段】電源ＥＣＵ８００は、本送電が完了後に、車両１０が送電装置２０Ａ、２０Ｂ、または２０Ｃが設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを送信する。車両ＥＣＵ５００は、第１のメッセージを受信した場合に、車両１０が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信する。電源ＥＣＵ８００は、第１のメッセージの送信後、車両１０が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを受信しない場合に、送電装置２０Ａ、２０Ｂ、または２０Ｃが設けられた箇所に車両１０が駐車していないと判断する。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触電力伝送システム、充電ステーション、および車両に関する。

特許第５３２９６６０号公報（特許文献１）には、車両に搭載された受電装置と、充電ステーションに設けられた送電装置との間で非接触で電力を伝送するシステムが開示されている。このシステムでは、電力の伝送の差異に、充電ステーションと車両の間で各種の情報を送信することによって、送電装置に含まれるコイル、受電装置に含まれるコイルの位置合わせや、本電力の送電などが実施される。

特許第５３２９６６０号公報特開２０１０−２５２４９８号公報特開２０１３−１５４８１５号公報特開２０１３−１４６１５４号公報特開２０１３−１４６１４８号公報特開２０１３−１１０８２２号公報特開２０１３−１２６３２７号公報

しかしながら、特許第５３２９６６０号公報（特許文献１）に記載されているシステムでは、充電ステーション側で、空いている送電装置があるかどうかを判断することができない。

それゆえに、本発明の目的は、充電ステーション側で空いている送電装置があるかどうかを判断することができる非接触電力伝送システム、充電ステーションおよび車両を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、車両と、充電ステーションとの間で非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、充電ステーションは、非接触で電力を送電する送電装置と、充電が完了後に、車両が送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを送信するステーション制御部とを備える。車両は、非接触で電力を受電する受電装置と、第１のメッセージを受信した場合に、車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信する車両制御部とを備える。ステーション制御部は、第１のメッセージの送信後、車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを受信しない場合に、送電装置が設けられた箇所に車両が駐車していないと判断する。

これにより、充電ステーションは、第１のメッセージの送信後、第２のメッセージを受信しない場合に、空いている送電装置があると判断することができる。

好ましくは、ステーション制御部は、第２のメッセージを受信しない場合には、充電ステーションでの充電が可能であることを通知する第３のメッセージを送信する。

これにより、充電ステーションへの車両の誘導が適切に行える。
好ましくは、充電ステーションは、複数の送電装置を含み。車両制御部は、複数の送電装置のうちの１つと受電装置との位置合わせが完了すると、受電装置が位置合わせされたのが複数の送電装置のいずれであるかを充電ステーションに特定させるためのペアリング処理を充電ステーションとの間で実行する。車両制御部は、ペアリング処理の完了後に、充電ステーションから位置合わせが行われた送電装置を特定するための情報を受信する。第２のメッセージは、受信した送電装置を特定するための情報と、車両が駐車中であることを表わす情報とを含む。

これにより、充電ステーションは、複数の送電装置のどれが空いているかを判断することができる。

好ましくは、ペアリング処理では、記複数の送電装置の各々が、所定期間中に互いに異なる送電時間で電力を送電し、前車両制御部は、受電装置が受電した時間を表わす信号を送信する。

これによって、ペアリングを確実に実行することができる。
好ましくは、ステーション制御部は、複数の送電装置の各々について、ペアリング完了後から第２のメッセージの受信がないと判断するまでの間、車両が駐車していると判断し、複数の送電装置のすべてについて、車両が駐車していると判断したときには、充電ステーションが満車のため充電が不可能であることを通知するための第４のメッセージを送信する。

これにより、充電ステーションへの車両の誘導が適切に行える。
本発明は、車両と、充電ステーションとの間で非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、充電ステーションは、非接触で電力を送電する送電装置を備える。車両は、非接触で電力を受電する受電装置と、本受電が完了後に、車両が送電装置が設けられた箇所から離れるときに、車両が駐車していないことを通知するための第５のメッセージを送信する車両制御部とを備える。充電ステーションは、さらに、第５のメッセージを受信した場合に、送電装置が設けられた箇所に車両が駐車していないと判断するステーション制御部とを備える。

これにより、充電ステーションは、車両が駐車していないことを通知するための第５のメッセージを受信することによって、空いている送電装置があると判断することができる。

好ましくは、車両制御部は、運転者によって車両が走行可能とされ、その後、Ｐレンジ以外のシフトレンジに切り替えられたときに、第５のメッセージを送信する。

これによって、シフトレンジがＰレンジから退車のためのレンジに切り替えられたときに、退車を知らせる第５のメッセージを送信することができる。

本発明は、車両の受電装置へ非接触で電力を送電する充電ステーションであって、非接触で電力を送電する送電装置と、充電が完了後に、車両が送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを送信する制御部とを備え、制御部は、第１のメッセージの送信後、車両から車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを受信しない場合に、送電装置が設けられた箇所に車両が駐車していないと判断する。

好ましくは、充電ステーションに備えられた送電装置から非接触で電力を受電する車両であって、非接触で電力を受電する受電装置と、充電ステーションから、充電が完了後に、車両が送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを受信した場合に、車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信する制御部とを備える。

これにより、車両が、第１のメッセージを受信した場合に、車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信することによって、充電ステーションは、第１のメッセージの送信後、第２のメッセージを受信しない場合に、空いている送電装置があると判断することができるようになる。

本発明によれば、簡充電ステーション側で空いている送電装置があるかどうかを判断することができる。

本発明の実施の形態の一例である非接触電力伝送システムの全体構成図である。車両が充電ステーション内の駐車枠に駐車する様子を説明するための図である。非接触電力伝送を実行する際に車両と充電ステーションが実行する処理の概略を説明するためのフローチャートである。図３の処理の過程で変化する送電電力、受電電圧の変化を表わすタイミングチャートである。充電可能メッセージおよび充電不可能メッセージを表わす図である。第１の実施形態の本受電処理および本送電処理の詳細を表わすフローチャートである。問合せメッセージを表わす図である。駐車通知メッセージおよび退車通知メッセージを表わす図である。第２の実施形態の本受電処理および本送電処理の詳細を表わすフローチャートである。第３の実施形態の本受電処理および本送電処理の詳細を表わす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用いて説明する。
［第１の実施形態］
（非接触電力伝送システムの構成）
図１は、本発明の実施の形態の一例である非接触電力伝送システムの全体構成図である。

図１を参照して、本実施の形態の非接触電力伝送システムは、非接触で受電可能に構成された受電装置１２０を搭載する車両１０と、車外から受電部１００に送電する送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを備えた充電ステーション９０によって構成される。

以下、車両１０と充電ステーション９０の具体的な構成の詳細について、さらに説明する。

車両１０は、受電装置１２０と、蓄電装置３００と、動力生成装置４００と、通信装置
５１０と、車両ＥＣＵ５００と、報知装置５２０とを備える。受電装置１２０は、受電部１００と、フィルタ回路１５０と、整流部２００とを含む。

充電ステーション９０は、外部電源９００と、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、通信装置８１０と、電源ＥＣＵ８００とを備える。送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ、電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃと、フィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃと、送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃとを含む。

たとえば、図２に示されるように、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ、駐車枠Ａ，Ｂ，Ｃの地表または地中に設けられ、受電装置１２０は、車体下部に配置される。なお、受電装置１２０の配置箇所はこれに限定されるものではない。たとえば、仮に送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが車両１０上方に設けられる場合には、受電装置１２０を車体上部に設けてもよい。

受電部１００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃのいずれから出力される電力（交流）を非接触で受電するための２次コイルを含む。受電部１００は、受電した電力を整流部２００へ出力する。整流部２００は、受電部１００によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３００へ出力する。フィルタ回路１５０は、受電部１００と整流部２００との間に設けられ、送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃのいずれかからの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１５０は、たとえば、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

蓄電装置３００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３００の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置３００は、整流部２００から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置４００によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置３００は、その蓄えられた電力を動力生成装置４００へ供給する。なお、蓄電装置３００として大容量のキャパシタも採用可能である。特に図示しないが、整流部２００と蓄電装置３００との間に、整流部２００の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。

動力生成装置４００は、蓄電装置３００に蓄えられる電力を用いて車両１０の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置４００は、たとえば、蓄電装置３００から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置４００は、蓄電装置３００を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。

車両ＥＣＵ５００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１０における各機器の制御を行なう。一例として、車両ＥＣＵ５００は、車両１０の走行制御や、蓄電装置３００の充電制御を実行する。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）で処理することも可能である。

なお、整流部２００と蓄電装置３００との間には、リレー２１０が設けられる。リレー２１０は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによる蓄電装置３００の充電時に車両ＥＣＵ５００によってオンされる。また、蓄電装置３００と動力生成装置４００との間には、シ
ステムメインリレー（ＳＭＲ）３１０が設けられる。ＳＭＲ３１０は、動力生成装置４００の起動が要求されると、車両ＥＣＵ５００によってオンされる。

さらに、整流部２００とリレー２１０の間にリレー２０２が設けられる。リレー２０２と直列に接続された抵抗２０１の両端の電圧ＶＲは、電圧センサ２０３によって検出され、車両ＥＣＵ５００へ送られる。

車両ＥＣＵ５００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによる蓄電装置３００の充電時には、通信装置５１０を用いて充電ステーション９０の通信装置８１０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を電源ＥＣＵ８００とやり取りする。

図２は、車両１０が移動して受電装置１２０と送電装置２０Ａの位置合わせが実施される様子を説明するための図である。図２を参照して、図示しない車載カメラや送電部７００Ａでのテスト送電（微弱電力で送電）での受電強度などにより、受電装置１２０内の２次コイルが送電装置２０Ａ内の１次コイルに対して位置が合っているかを車両１０または充電ステーション９０が判断し、報知装置５２０によって運転者に報知される。運転者は報知装置５２０から得た情報に基づいて、受電装置１２０と送電装置２０Ａとの位置関係が送受電に良好な位置関係になるように、車両１０を移動させる。なお、必ずしも運転者がハンドル操作やアクセル操作をしなくてもよく、車両１０が自動的に移動して位置を合わせて、運転者がそれを報知装置５２０で見守るようにしてもよい。

再び、図１を参照して、電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃは、商用系統電源等の外部電源９００から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。

送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃは、受電部１００へ非接触で送電するための１次コイルを含む。送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃは、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００Ａから受け、送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃの周囲に生成される電磁界を介して、車両１０の受電部１００へ非接触で送電する。

フィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃは、電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃと送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃとの間に設けられ、電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃから発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃは、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

電源ＥＣＵ８００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、充電ステーション９０における各機器の制御を行なう。一例として、電源ＥＣＵ８００は、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃが生成するように、電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃのスイッチング制御を行なう。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）で処理することも可能である。

なお、電源ＥＣＵ８００は、車両１０への送電時には、通信装置８１０を用いて車両１０の通信装置５１０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を車両１０とやり取りする。

電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃからフィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃを介して送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃおよび車両１０の受電部１００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７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃおよび受電部１００の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃからフィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃを介して送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃへ交流電力が供給されると、送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃのいずれかに含まれる１次コイルと、受電部１００の２次コイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃのいずれかから受電部１００へエネルギ（電力）が移動する。そして、受電部１００へ移動したエネルギ（電力）は、フィルタ回路１５０および整流部２００を介して蓄電装置３００へ供給される。

なお、特に図示しないが、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにおいて、送電部７００，７００Ｂ，７００Ｃと電源部６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃとの間（たとえば送電部７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃとフィルタ回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃとの間）に絶縁トランスを設けてもよい。また、車両１０においても、受電部１００と整流部２００との間（たとえば受電部１００とフィルタ回路１５０との間）に絶縁トランスを設けてもよい。

（非接触電力伝送の手順）
図３は、非接触電力伝送を実行する際に車両１０と充電ステーション９０が実行する処理の概略を説明するためのフローチャートである。図４は、図３の処理の過程で変化する送電電力、受電電圧の変化を表わすタイミングチャートである。

図１、図３、図４を参照して、ステップＳ５１０において、充電ステーション９０では、空いている駐車枠（送電装置）がある場合に、処理がステップＳ５１０に進む。

ステップＳ１０において、車両１０では、運転者が非接触充電スイッチをオンに設定した場合に、処理がステップＳ２０に進む。

ステップＳ５１０において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて、充電ステーション９０での充電が可能であることを車両１０に知らせるために、図５に示すような充電可能メッセージのブロードキャスト送信を所定時間ごとに繰り返す。充電可能メッセージのヘッダ領域の状態フラグは、充電可能を表わす「１」に設定されている。

なお、充電ステーション９０に空いている駐車枠がなくなった場合には、図示を省略するが、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて、充電ステーション９０が満車であり充電が不可能であることを知らせる充電不可能メッセージを送信する。図５に示すように、充電不可能メッセージのヘッダ領域の状態フラグは、充電不可能（満車）を表わす「０」に設定されている。

ステップＳ２０において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて、充電可能メッセージを受信する。

ステップＳ３０において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて、位置合わせのために微弱送電要求を送信する。

ステップＳ５２０において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて、微弱送電要求を受信する。

ステップＳ５３０において、充電ステーション９０では、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが、受電装置１２０との位置合わせ用の微弱送電を実行する。

ステップＳ４０において、車両１０は、自動または手動で車両１０を移動させることによって位置合わせを実行する（図４の時点ｔ１を参照）。位置合わせ時には、車両ＥＣＵ５００は、リレー２０２を導通させ、電圧センサ２０３で検出される抵抗２０１の両端に生じる受電電圧ＶＲの大きさを取得する。この電圧は本格送電時よりも小さいので、検出時に蓄電装置３００の影響を受けないように、車両ＥＣＵ５００は、リレー２１０をオフ状態に設定する。

車両ＥＣＵ５００は、受電電圧ＶＲの大きさが閾値ＴＨを超えた場合に、報知装置５２０によって、運転者に対して位置合わせが成功した旨を通知する。その後、運転者が車両１０内のパーキングスイッチを押すことによって駐車位置がＯＫであることを知らせると、処理がステップＳ５０に進む（図４の時点ｔ２を参照）。ここで、一定の１次側電圧（送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからの出力電圧）に対して、２次側電圧（受電電圧ＶＲ）は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの１次コイルと受電装置１２０の２次コイルとの間の距離に応じて変化する。そこで、１次コイルのコアの重心Ｏ１と２次コイルのコアの重心Ｏ２の水平方向の位置の差と、受電電圧ＶＲとの関係を予め測定しておき、１次コイルのコアの重心Ｏ１と２次コイルのコアの重心Ｏ２の水平方向の位置の差の許容値に対する受電電圧ＶＲが閾値ＴＨとして設定される。

ステップＳ５０において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて、微弱送電停止要求を送信する。

ステップＳ５４０において電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて、微弱送電停止要求を受信し、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃによる位置合わせ用の微弱送電が終了する（図４の時点ｔ３を参照）。

ステップＳ６０およびステップＳ５５０において、車両ＥＣＵ５００および電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうちいずれと位置合わせが行われたかを特定するペアリング処理を実行する。

電源ＥＣＵ８００は、送電装置ごとに、送電電力のオンの継続時間を異ならせる。すなわち、送電装置２０Ａは、送電電力をＴＡ時間オンにし、送電装置２０Ｂは、送電電力をＴＢ時間オンにし、送電装置２０Ｃは、送電電力をＴＣ時間オンにする（図４の時点ｔ４を参照）。

車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて、受電電力のオンの継続時間を電源ＥＣＵ８００に通知する。図４の例では、受電装置１２０は、送電装置２０Ａからの送電電力を受電する。車両ＥＣＵ５００は、受電電力のオンの継続時間はＴＡである旨を電源ＥＣＵ８００に通知する。これによって、電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａと位置合わせが行われたことを知得する。

ステップＳ５６０において、電源ＥＣＵ８００は、車両１０と位置合わせが行われた送電装置（２０Ａ，２０Ｂまたは２０Ｃ）を特定するために送電装置番号を通信装置８１０を通じて送信する。

ステップＳ７０において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて、送電装置番号を受信する。

ステップＳ５７０において、充電ステーション９０は、位置合わせが行われた送電装置（２０Ａ、２０Ｂまたは２０Ｃ）によって、本格的な送電処理（本送電処理）を行なう（図４の時点ｔ６を参照）。図４の例では、送電装置２０Ａが送電処理を行なう。

ステップＳ８０おいて、車両１０は、受電装置１２０によって本格的な受電処理（本受電処理）を行なって、受電した電力で蓄電装置３００を充電する。

（本受電処理および本送電処理）
図６は、図３のステップＳ８０の本受電処理、およびＳ５７０の本送電処理の詳細を表わすフローチャートである。

図６を参照して、ステップＳＴ１において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて送電開始指令を送信する。ステップＳＴ２において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて送電開始指令を受信する。

ステップＳＴ３において、電源ＥＣＵ８００は、送電を開始する。ステップＳＴ４において、車両ＥＣＵ５００は、充電を開始する。

ステップＳＴ５において、蓄電装置３００が満充電または所定量まで充電されたら、処理がステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ６およびステップＳＴ７において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて送電停止指令を送信し、車両ＥＣＵ５００は、充電を停止する。ステップＳＴ８およびＳＴ９において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて送電停止指令を受信すし、電源ＥＣＵ８００は、送電を停止する。

ステップＳＴ１０において、図示しないパワースイッチが操作されると、蓄電装置３００と動力生成装置４００との間のシステムメインリレー（ＳＭＲ）３１０がオンとなり、車両１０が走行可能状態となる（車両システムがＲｅａｄｙ−ＯＮ状態となる）。

ステップＳＴ１１において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて図７に示すような問合せメッセージをブロードキャスト送信する。問合せメッセージのヘッダ領域は、送電装置番号と、状態確認フラグとを含む。本実施の形態では、問合せメッセージを受信できる範囲が、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設けられた箇所付近の狭い領域であるとし、車両１０が駐車枠（図４の例ではＡ）から退車すると、問合せメッセージを受信できなくなるものとする。

ステップＳＴ１２において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて問合せメッセージを受信する。車両ＥＣＵ５００は、受信した問合せメッセージのヘッダ領域に含まれる送電装置番号と、ペアリング処理完了後に受信した送電装置番号（図３のステップＳ７０を参照）とを比較することによって、自車両の受電装置１２０とペアリングされている送電装置に対する問合せであるか否かを判断する。以下のステップは、自車両の受電装置１２０とペアリングされている送電装置（図４の例では２０Ａ）に対する問合せであった場合の処理である。

ステップＳＴ１３において、車両１０が、自車両の受電装置１２０とペアリングされている送電装置（図４の例では２０Ａ）が設置された箇所に駐車中の場合、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて図８に示すような駐車通知メッセージをブロードキャスト送信する。駐車通知メッセージのヘッダ領域は、送電装置番号と、駐車を表わす「０」に設定された状態フラグとを含む。

ステップＳＴ１４において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて駐車通知メッセージを受信する。

ステップＳＴ１５において、車両１０が駐車枠（図４の例ではＡ）から退車し、ステップＳＴ１６において、電源ＥＣＵ８００が、通信装置８１０を通じて再度問合せメッセージをブロードキャスト送信する。

ステップＳＴ１７において、電源ＥＣＵ８００は、駐車通知メッセージを受信しないため、車両１０がペアリングされている送電装置（図４の例では２０Ａ）が設けられた箇所に駐車していないと判断する。これは、車両１０が駐車枠（図４の例ではＡ）から退車し、問合せメッセージを受信できないためである。その後、処理が図３のステップＳ５００に戻る。

充電ステーションに既に空いている駐車枠（送電装置）がある場合に、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて、充電可能メッセージを引き続き送信する。ステップＳＴ１７において、送電装置（図４の例では２０Ａ）が設けられた箇所に車両が駐車していないと判断することによって、満車状態から空いている駐車枠（図４の例ではＡ）が発生した場合に、電源ＥＣＵ８００は、充電不可能メッセージの送信を停止し、充電可能メッセージの送信を開始する。

以上のように、本実施の形態によれば、充電ステーションから車両に対して、送電装置が設けられた箇所に駐車中かどうかを問い合わせるメッセージを送信し、車両が、この問合せメッセージに返答することによって、充電ステーションでは、送電装置が空いているかどうかを判断することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、車両１０は、充電ステーション９０からの駐車中かどうかの問い合わせに対して返答するのではなく、車両１０が駐車枠、つまり送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設置された箇所からの退出時（退車時）に、充電ステーション９０に対して、車両１０が駐車していないことを知らせる退車メッセージを送信する。

図９は、第２の実施形態の本受電処理および本送電処理の詳細を表わすフローチャートである。

図９を参照して、ステップＳＴ１において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて送電開始指令を送信する。ステップＳＴ２において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて送電開始指令を受信する。

ステップＳ２２において、運転者によって駐車レンジであるＰレンジ以外のシフトレンジが選択されると、処理がステップＳＴ２３に進む。Ｐレンジ以外のシフトレンジには、たとえば、走行レンジであるＢレンジ（急な下り坂用），Ｓレンジ（上り下り坂用），Ｄレンジ（一般走行用）、後退レンジであるＲレンジ、ニュートラルレンジであるＮレンジなどが含まれる。

ステップＳＴ２３において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて図８に示すような、車両が駐車していないことを知らせる退車通知メッセージをブロードキャスト送信する。退車通知メッセージのヘッダ領域は、送電装置番号と、退車を表わす「１」に設定された状態フラグとを含む。

ステップＳＴ２４において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて退車通知メッセージを受信する。これによって、電源ＥＣＵ８００は、車両１０がペアリングされている送電装置（図４の例では２０Ａ）が設けられた箇所に駐車していないと判断する。その後、第１の実施形態と同様に、処理が図３のステップＳ５００に戻る。

以上のように、本実施の形態によれば、車両が、送電装置が設けられた箇所から退車すするときに、退車メッセージを充電ステーションに送信することによって、充電ステーションでは、送電装置が空いているかどうかを判断することができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、車両１０が充電ステーション９０からの駐車中かどうかの問い合わせがあったときに、車両１０が送電装置が設置された箇所に駐車中の場合に、駐車通知メッセージを充電ステーション９０に送信し、車両１０が送電装置が設置された箇所から退車する場合に、退車通知メッセージを充電ステーション９０に送信する。

図１０は、第３の実施形態の本受電処理および本送電処理の詳細を表わすフローチャートである。

図１０を参照して、ステップＳＴ１において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて送電開始指令を送信する。ステップＳＴ２において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて送電開始指令を受信する。

ステップＳＴ１１において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて図７に示すような問合せメッセージをブロードキャスト送信する。

ステップＳＴ１２において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて問合せメッセージを受信する。車両ＥＣＵ５００は、受信した問合せメッセージのヘッダ領域に含まれる送電装置番号と、ペアリング処理完了後に受信した送電装置番号（図３のステップＳ７０を参照）とを比較することによって、自己の受電装置とペアリングされている送電元の送電装置に対する問合せであるか否かを判断する。以下のステップは、自己の受電装置とペアリングされている送電元の送電装置に対する問合せであった場合の処理である。

ステップＳＴ１３において、車両１０が、自己の受電装置とペアリングされている送電元の送電装置が設置された箇所に駐車中の場合、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて図８に示すような駐車通知メッセージをブロードキャスト送信する。

ステップＳ３１において、運転者によって駐車レンジであるＰレンジ以外のシフトレンジが選択されると、処理が次のステップに進む。

ステップＳＴ３２において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて図７に示すような問合せメッセージをブロードキャスト送信する。

ステップＳＴ３３において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて問合せメッセージを受信する。

ステップＳＴ１３において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を通じて図８に示すような車両が駐車していないことを通知する退車通知メッセージをブロードキャスト送信する。

ステップＳＴ１４において、電源ＥＣＵ８００は、通信装置８１０を通じて退車通知メッセージを受信する。

以上のように、本実施の形態によれば、充電ステーションからの駐車中かどうかの問い合わせがあった場合に、車両の送電装置が設けられた箇所からの退車時に退車メッセージを充電ステーションへ送信することによって、充電ステーションでは、送電装置が空いているかどうかを判断することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例も含む。

（１）退車通知メッセージの送信
第２および第３の実施形態では、充電終了後、運転者によって駐車レンジであるＰレンジ以外のシフトレンジが選択されると、退車通知メッセージを送信したが、これに限定されるものではない。たとえば、車速が所定速度を超えたとき、車速を積算した値が所定値を超えたとき、ＧＰＳ（Global Positioning System）システムから得られる車両１０の現在位置が充電ステーション９０から所定距離以上離れたとき、車両が退車通知メッセージを送信することとしてもよい。

（２）空いている送電装置が特定されることによる処理
また、充電ステーションの電源ＥＣＵ８００は、問合せメッセージに対して駐車通知メッセージを受信しないとき、および退車通知メッセージを受信したときに、どの送電装置に空きが生じたかを知ることができるので、たとえば、空いている送電装置が設置されている駐車枠への車両の誘導などを行なうこととしてもよい。

（３）車両が駐車していないことの判断
充電ステーションの駐車枠（送電装置）に空きがない場合に、電源ＥＣＵ８００は、充電不可能メッセージを送信したが、電源ＥＣＵ８００は、充電ステーションの駐車枠（送電装置）に空きがないことを以下のようにして判断することができる。

第１の実施形態では、電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの各々について、ペアリング完了後から駐車通知メッセージの受信がないと判断するまでの間、車両１０が駐車していると判断する。電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのすべてについて、車両１０が駐車していると判断したときには、充電ステーションの駐車枠（送電装置）に空きがないと判断する。

第２および第３の実施形態では、電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの各々について、ペアリング完了後から退車通知メッセージを受信するまでの間、車両１０が駐車していると判断する。電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのすべてについて、車両１０が駐車していると判断したときには、充電ステーションの駐車枠（送電装置）に空きがないと判断する。

（４）ペアリング
図３のステップＳ６０およびステップＳ５５０におけるペアリング処理は、上記説明したものに限定されるものではない。たとえば、電源ＥＣＵ８００は、送電装置ごとに、送電電力のオン／オフの切替周期を異ならせる。すなわち、送電装置２０Ａは、周期ΔＴＡごとに送電電力のオンとオフを切替え、送電装置２０Ｂは、周期ΔＴＢごとに送電電力のオンとオフを切替え、送電装置２０Ｃは、周期ΔＴＣごとに送電電力のオンとオフを切替える。車両ＥＣＵ５００は、受電電力のオンとオフの切替周期を電源ＥＣＵ８００に通知する。たとえば、受電装置１２０は、送電装置２０Ａからの送電電力を受電した場合には、車両ＥＣＵ５００は、受電電力のオンとオフの切替周期はΔＴＡである旨を電源ＥＣＵ８００に通知する。これによって、電源ＥＣＵ８００は、送電装置２０Ａと位置合わせが行われたことがわかる。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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、上記した実施の形態の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車両、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ送電装置、９０充電ステーション、１００受電部、１２０受電装置、１５０，６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃフィルタ回路、２００整流部、２０１抵抗、２０２，２１０リレー、２０３電圧センサ、３００蓄電装置、４００動力生成装置、５００車両ＥＣＵ、１０，８１０通信装置、５２０報知装置、６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃ電源部、７００，７００Ｂ，７００Ｃ送電部、８００電源ＥＣＵ、９００外部電源。

Claims

車両と、充電ステーションとの間で非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記充電ステーションは、
非接触で電力を送電する送電装置と、
充電が完了後に、前記車両が前記送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを送信するステーション制御部とを備え、
前記車両は、
非接触で電力を受電する受電装置と、
前記第１のメッセージを受信した場合に、前記車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信する車両制御部とを備え、
前記ステーション制御部は、前記第１のメッセージの送信後、前記第２のメッセージを受信しない場合に、前記送電装置が設けられた箇所に前記車両が駐車していないと判断する、非接触電力伝送システム。
前記ステーション制御部は、前記第２のメッセージを受信しない場合には、前記充電ステーションでの充電が可能であることを通知する第３のメッセージを送信する、請求項１記載の非接触電力伝送システム。
前記充電ステーションは、複数の送電装置を含み、
前記車両制御部は、前記複数の送電装置のうちの１つと前記受電装置との位置合わせが完了すると、前記受電装置が位置合わせされたのが前記複数の送電装置のいずれであるかを前記充電ステーションに特定させるためのペアリング処理を前記充電ステーションとの間で実行し、
前記車両制御部は、前記ペアリング処理の完了後に、前記充電ステーションから位置合わせが行われた送電装置を特定するための情報を受信し、
前記第２のメッセージは、前記受信した送電装置を特定するための情報と、車両が駐車中であることを表わす情報とを含む、請求項２記載の非接触電力伝送システム。
前記ペアリング処理では、記複数の送電装置の各々が、所定期間中に互いに異なる送電時間で電力を送電し、前前記車両制御部は、前記受電装置が受電した時間を表わす信号を送信する、請求項３記載の非接触電力伝送システム。
前記ステーション制御部は、前記複数の送電装置の各々について、ペアリング完了後から前記第２のメッセージの受信がないと判断するまでの間、前記車両が駐車していると判断し、前記複数の送電装置のすべてについて、前記車両が駐車していると判断したときには、前記充電ステーションが満車のため充電が不可能であることを通知するための第４のメッセージを送信する、請求項３記載の非接触電力伝送システム。
車両と、充電ステーションとの間で非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記充電ステーションは、
非接触で電力を送電する送電装置を備え、
前記車両は、
非接触で電力を受電する受電装置と、
本受電が完了後に、前記車両が前記送電装置が設けられた箇所から離れるときに、車両が駐車していないことを通知するための第５のメッセージを送信する車両制御部とを備え、
前記充電ステーションは、さらに、
前記第５のメッセージを受信した場合に、前記送電装置が設けられた箇所に前記車両が駐車していないと判断するステーション制御部とを備える、非接触電力伝送システム。
前記車両制御部は、運転者によって前記車両が走行可能とされ、その後、Ｐレンジ以外のシフトレンジに切り替えられたときに、前記第５のメッセージを送信する、請求項６記載の非接触電力伝送システム。
車両の受電装置へ非接触で電力を送電する充電ステーションであって、
非接触で電力を送電する送電装置と、
充電が完了後に、車両が前記送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを送信する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のメッセージの送信後、前記車両から前記車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを受信しない場合に、前記送電装置が設けられた箇所に前記車両が駐車していないと判断する、充電ステーション。
充電ステーションに備えられた送電装置から非接触で電力を受電する車両であって、
非接触で電力を受電する受電装置と、
前記充電ステーションから、充電が完了後に、前記車両が前記送電装置が設けられた箇所に駐車中であるかどうかを問い合わせるための第１のメッセージを受信した場合に、前記車両が駐車中であることを通知するための第２のメッセージを送信する制御部とを備える、車両。