JP2015154650A - 車両用充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触型の充電装置を備えた車両に対して、コストを抑制しつつ非接触給電に対応させる。【解決手段】この車両用充電装置は、給電装置から接触による給電を担う接触型給電部と、接触型給電部に後付けされ、給電装置から非接触による給電を担う非接触型給電部とを備える。接触型給電部は、受電端子から入力される電圧を直流電圧に変換するコンバータと、コンバータの駆動を制御する第１制御部とを有する。非接触型給電部は、第１制御部に後付けで接続可能にされた第２制御部を有する。第２制御部は、コンバータを制御する機能を有すること無く、非接触の給電の開始または終了に関する信号を第１制御部に出力し、第１制御部は、給電装置から非接触で受電する場合において、この信号をトリガーとしてコンバータの駆動を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、接触型および非接触型を共用する車両用充電装置に関する。

電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッドカー（ＰＨＥＶ）は、自宅あるいは商用施設に設置された給電装置からの電力供給を受ける。現時点での車両の充電装置としては、電源ケーブルを介して充電する接触型が一般的である。しかし、近年、低電力ながら、非接触給電についての国際標準規格が策定されるなど、非接触型の充電装置についても実用化の動きが加速しつつある。

そこで、特許文献１のように、充電器が交流電源に電気的に接続可能に構成された受電端子と、交流電源の送電部と電磁的に結合することによって非接触で受電する非接触受電部と、を備えた車両用充電装置が提案されている。これによれば、現時点で主流である接触型充電に対応するとともに、将来的に普及が見込まれる非接触給電にも予め対応しておくことができる。

特許第４９０９４４６号公報

特許文献１の充電装置のような構成は、電力変換回路を接触給電と非接触給電とで共用できたり、２つの充電方式を一つの制御装置によって制御できたりというメリットがある反面、どちらか一方の充電方式のみを必要とするユーザにとっては、充電を制御するためのＣＰＵやメモリの性能が過剰スペックであった。つまり、ユーザは、余剰な機能に対して無駄なコストを支払うことになっていた。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、接触型の充電装置を備えた車両に対して、コストを抑制しつつ非接触給電に対応させることを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載された蓄電装置（３０）を車両外部の給電装置（４０）から充電するための車両用充電装置であって、給電装置から接触による給電を担う接触型給電部（１００）と、接触型給電部に後付けされ、給電装置から非接触による給電を担う非接触型給電部（２００）と、を備え、接触型給電部は、給電装置に電気的に接続可能に構成された受電端子（１３０）と、受電端子から入力される電圧を直流電圧に変換するコンバータ（１２０）と、コンバータの駆動を制御する第１制御部（１１０）と、を有し、非接触型給電部は、コンバータに後付けで接続可能にされ、給電装置に電磁的に結合することによって給電装置から非接触で受電するように構成された非接触受電部（２２０）と、第１制御部に後付けで接続可能にされた第２制御部（２１０）と、を有し、第２制御部は、コンバータを制御する機能を有すること無く、非接触の給電の開始または終了に関する信号を第１制御部に出力し、第１制御部は、給電装置から非接触で受電する場合において、信号をトリガーとしてコンバータの駆動を制御することを特徴としている。

これによれば、非接触型給電部は、後付けで車両用充電装置に導入されるものであり、非接触型給電部が必要なユーザのみが非接触給電が必要になった時点で取り付けることができる。このため、非接触型給電部が不要なユーザが無駄なコストを支払うことを防止できる。また、給電装置から非接触で受電する場合においては、非接触型給電部における第２制御部から入力された非接触の給電の開始または終了の関する信号に基づいて、第１制御部がコンバータを制御する。このように、第２制御部はコンバータを制御する機能を有さないから、第２制御部の構成を簡素にできる。このため、第２制御部の回路構成を簡素化できるほか、第２制御部を構成する部品点数を削減できるため、設計や製造等に係るコストを抑制することができ、その結果、車両のコストも抑制することができる。

第１実施形態に係る車両用充電装置の概略構成を示すブロック図である。 車両用充電装置の動作の概略構成を示すフロー図である。 充電開始処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電開始処理における第２制御部の動作フロー図である。 充電処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電終了処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電終了処理における第２制御部の動作フロー図である。 変形例１に係る車両用充電装置の、充電処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電処理における第２制御部の動作フロー図である。 第２実施形態に係る車両用充電装置の、充電開始処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電開始処理における第２制御部の動作フロー図である。 充電処理における第１制御部の動作フロー図である。 充電処理における第２制御部の動作フロー図である。 第３実施形態に係る非接触型給電部の概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る接触型給電部の概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る車両用充電装置は、車両の外部に設けられた給電装置としての充電ステーションから、車両に搭載された蓄電装置としての電池を充電するための装置である。とくに、この車両用充電装置は、接触型給電部と非接触型給電部とを両方とも備えている。

車両用充電装置のうち、接触型給電部は、電源ケーブル等を介して接触による給電を担う部分である。一方、非接触型給電部は、電磁エネルギーを利用して、物理的接触を伴うことなく、非接触による給電を担う部分である。

この２つの給電方式を共に備えた車両は、従来からの電源ケーブルからの充電に加えて、近年普及しつつある非接触給電にも対応できる。例えば、道路上に敷設された給電装置から、車両を走行させながら充電することが可能になる。

最初に、図１を参照して、本実施形態に係る車両用充電装置の概略構成について説明する。

図１に示すように、車両用充電装置１０には、例えば電池ＥＣＵ等の車両用充電装置１０を制御するための電池コントローラ２０が通信可能に接続されている。また、車両用充電装置１０には、充電対象である蓄電装置としての電池３０が電気的に接続されている。

給電時において、車両用充電装置１０は充電ステーション等の給電装置４０に、接触あるいは非接触にて接続される。そして、車両用充電装置１０は充電開始前の認証や電力変換を行い、電池３０の充電を制御する。

この車両用充電装置１０は、接触給電用の接触型給電部１００と非接触給電用の非接触型給電部２００とを備えている。

接触型給電部１００は予め車両に搭載され、電池３０を給電装置４０から有線で給電可能になっている。接触型給電部１００は、第１制御部１１０と、コンバータ１２０と、受電端子としてのコネクタ１３０と、を有している。また、接触型給電部１００は、後述するパッド２２０とコンバータ１２０とを電気的に接続するための非接触給電端子１９０と、後述する第２制御部２１０と第１制御部１１０とを通信可能に接続する通信端子１９１と、を有している。

第１制御部１１０は、電池コントローラ２０に通信可能に接続され、電池３０の充電状況や給電方法に対応した電力変換を行うようにコンバータ１２０を制御する。また、第１制御部１１０はスイッチ１４０に接続されており、給電方法に対応して、コンバータ１２０における電池３０の接続先を切り替えるように制御する。具体例には、給電装置４０が車両用充電装置１０に対して直流の電力を供給する場合、第１制御部１１０は、電池３０とＤＣ−ＤＣコンバータ１２１とを接続して、電池３０に直流電圧を印加するよう制御する。一方、給電装置４０が車両用充電装置１０に対して交流の電力を供給する場合、第１制御部１１０は、電池３０とＡＣ−ＤＣコンバータ１２２とを接続して、電池３０に直流電圧を印加するよう制御する。

また、第１制御部１１０はコネクタ１３０にも通信可能に接続されている。コネクタ１３０は、給電装置４０と車両用充電装置１０とを電源ケーブル等を介して接続するための受電端子であり、給電装置４０から伸びる電源ケーブルはこのコネクタ１３０に電気的に接続される。電力はコネクタ１３０からコンバータ１２０に入力される。第１制御部１１０は、電源ケーブルがコネクタ１３０に接続されることを認識する。そして、車両に個別に付された車両ＩＤに基づいて、該当車両が電気使用の許可を得ているか、や、充電のための課金が適切にされるか、等の情報を給電装置４０との間でやりとりする認証処理を実行する。具体例には、第１制御部１１０は電源ケーブルを介して車両ＩＤを給電装置４０に送信する。給電装置４０は、外部のデータセンタ５０に車両ＩＤを送信する。データセンタ５０は、受信した車両ＩＤに基づいて、当該車両の電気使用の許可状況および課金等の契約状況を確認し、認証結果を給電装置４０に送信する。給電装置４０は受信した認証結果を第１制御部１１０に送信する。認証が成功すれば、給電装置４０からの給電が可能となる。なお、特許請求の範囲に記載の認証データとは、上記車両ＩＤや認証結果を含む、充電許可に関する情報である。

非接触型給電部２００は、接触型給電部１００に後付け可能にされ、電池３０への非接触給電を可能にする充電装置である。非接触型給電部２００は、第２制御部２１０と、非接触受電部としてのパッド２２０と、認証データ送受信部２３０と、を有している。ユーザは、第１制御部１１０と第２制御部２１０とをケーブルあるいは無線通信によって、通信端子１９１を介して互いに接続するとともに、パッド２２０とコンバータ１２０とを互いに非接触給電端子１９０を介して接続するだけでよい。これにより、電池３０の非接触給電が可能になる。

第２制御部２１０は、パッド２２０に接続されている。電波方式や電磁界共鳴方式などの非接触給電に対応した給電装置４０がパッド２２０近傍に存在していると、第２制御部２１０は、非接触給電が可能な状態であることを認識する。そして、第２制御部２１０は第１制御部１１０に対して非接触給電の開始要求を行う。第２制御部２１０からの給電開始要求を受けて、第１制御部１１０は、第２制御部２１０における認証データ送受信部２３０を介して、データセンタ５０と認証データを送受信し、認証処理を実行する。換言すれば、第２制御部２１０は、第１制御部１１０とデータセンタ５０との間で、認証データを中継する。

認証が成功すると、第２制御部２１０は、第１制御部１１０に対して、パッド２２０を通じての給電を開始または終了させるためのトリガー信号を出力することができるようになる。パッド２２０を通じての非接触給電を開始する場合、第２制御部２１０は、第１制御部１１０に対して、非接触給電の開始を許可する旨の許可信号を出力する。許可信号が入力されると、第１制御部１１０は、コンバータ１２０に対して、パッド２２０から電力を受電するように制御する。そして、コンバータ１２０は、供給された電力を適切な交流電圧に変換して電池３０を充電する。逆に、非接触給電を終了する場合、第２制御部２１０は、第１制御部１１０に対して、非接触給電を終了する旨の信号を出力する。この信号が入力されると、第１制御部１１０は、コンバータ１２０に対して、パッド２２０から電力を受電しないように制御する。

なお、パッド２２０は、電波方式や電磁界共鳴方式などに対応しているが、いずれも交流電圧としてコンバータ１２０に入力される。このため、本実施形態におけるパッド２２０はＡＣ−ＤＣコンバータ１２２に接続されている。

次に、図２〜図７を参照して、本実施形態に係る車両用充電装置１０の動作について説明する。

図２に示すように、車両用充電装置１０の動作は、概ね３つのステップ（Ｓ１００〜ステップＳ３００）から成る。ステップＳ１００は電池３０の充電を開始するステップである。ステップＳ２００は電池３０の充電を実行するステップである。ステップＳ３００は電池３０の充電を終了するステップである。以下、順を追って説明する。

最初にステップＳ１００が実行される。ステップＳ１００において、第１制御部１１０が実行する処理を図３に示す。また、ステップＳ１００において、第２制御部２１０が実行する処理を図４に示す。

まず、第１制御部１１０の動作について、図３を参照して説明する。

図３に示すように、まず、第１制御部１１０はステップＳ１１０を実行する。ステップＳ１１０は、コネクタ１３０に給電装置４０から伸びる電源ケーブル等が接続されたか否かを判定するステップである。コネクタ１３０に電源ケーブルが挿入された状態であればＹｅｓ判定となり、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１は、第１制御部１１０が認証データの認証を実行するステップである。上記したように、第１制御部１１０は電源ケーブルを介して車両ＩＤを給電装置４０に送信する。給電装置４０は、外部のデータセンタ５０に車両ＩＤを送信する。データセンタ５０は、受信した車両ＩＤに基づいて、当該車両の電気使用の許可状況および課金等の契約状況を確認し、認証結果を給電装置４０に送信する。給電装置４０は受信した認証結果を第１制御部１１０に送信する。認証が成功すれば、給電装置４０からの給電が可能となる。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ１１２を実行する。ステップＳ１１２は、第１制御部１１０が、供給される電力に関する接触給電パラメータを給電装置４０から取得し、設定するステップである。電力に関する接触給電パラメータとは、例えば、電力や電圧の値であったり、電力が直流か交流かであったり、交流であればその周波数であったり、が挙げられる。第１制御部１１０は、給電装置４０から供給される電力に基づいて接触給電パラメータを取得して、コンバータ１２０およびスイッチ１４０の状態を接触給電パラメータに適合するように制御する。

ステップＳ１１０にてＹｅｓ判定の場合、すなわち、接触給電が実施される場合には、ステップＳ１１０からステップＳ１１２までの工程を経て、充電を開始するステップＳ１００を終了する。

ステップＳ１１０にてＮｏ判定の場合、すなわち、コネクタ１３０に電源ケーブルが挿入されていない状態であれば、第１制御部１１０はステップＳ１１３を実行する。

ステップＳ１１３は、第１制御部１１０が第２制御部２１０からの非接触給電の開始要求を受けているか否かを判定するステップである。ここでＮｏ判定であれば、第１制御部１１０は、再びステップＳ１１０を実行する。一方、ステップＳ１１３にてＹｅｓ判定である場合、すなわち、非接触型給電部２００におけるパッド２２０が非接触給電に対応した給電装置４０の近傍に位置している場合には、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４は、第１制御部１１０が第２制御部２１０へ認証データを送信するステップである。ここでの認証データは、例えば車両ＩＤである。後述するが、第２制御部２１０は、第１制御部１１０から車両ＩＤを受信すると、データセンタ５０に対して問い合わせを行い、認証処理を実行する（図４に示すステップＳ１２２〜Ｓ１２５）。

次いで、ステップＳ１１５が実行される。ステップＳ１１５は、第１制御部１１０が第２制御部２１０から認証結果を受信するステップである。

次いで、ステップＳ１１６が実行される。ステップＳ１１６は、第１制御部１１０が認証結果のＯＫ／ＮＧを判定するステップである。認証結果がＮＧ、すなわち、非接触給電が不許可の場合にはステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、第１制御部１１０が第２制御部２１０に対して、認証ＮＧの旨を送信する。そして、ステップＳＳ１１０に戻る。逆に、認証結果がＯＫ、すなわち、非接触給電が許可された場合にはステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７では、第１制御部１１０が第２制御部２１０に対して、認証ＯＫの旨を送信する。これを受けて、第２制御部２１０は、供給される電力に関する非接触給電パラメータを給電装置４０から取得し、第１制御部１１０に送信する（図４に示すステップＳ１２６〜Ｓ１２９）。なお、電力に関する非接触給電パラメータとは、例えば、電力や電圧の値であったり、交流である電力の周波数であったり、が挙げられる。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ１１８を実行する。ステップＳ１１８は、第１制御部１１０が第２制御部２１０から非接触給電パラメータを受信し、コンバータ１２０およびスイッチ１４０の状態を非接触給電パラメータに適合するように制御するステップである。

ステップＳ１１３にてＹｅｓ判定の場合、すなわち、非接触給電が実施される場合には、ステップＳ１１３からステップＳ１１８までの工程を経て、充電を開始するステップＳ１００を終了する。

電池３０の充電を開始するステップであるステップＳ１００において、第１制御部１１０の動作は、以上示した各ステップを経る。非接触給電に対応した給電装置４０が車両近傍に存在する場合には、第１制御部１１０と同時に、第２制御部２１０も動作するので、これについて図４を参照して説明する。

図４に示すように、まず、第２制御部２１０はステップＳ１２０を実行する。ステップＳ１２０は、非接触給電の経路、すなわち、電波の伝達路や電磁界共鳴可能な幾何学条件、が確立されているか否かを判断するステップである。本実施形態では、例えば、パッド２２０の近傍に給電装置４０が存在しているか否かを判定するステップである。Ｎｏ判定であれば、再びステップＳ１２０を実行する。一方、Ｙｅｓ判定であれば、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１は、第２制御部２１０が第１制御部１１０に対して非接触給電の開始要求を行うステップである。第１制御部１１０は、これに対応してステップＳ１１３を実行する。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２２を実行する。図３に示すように、第１制御部１１０は、ステップＳ１１４にて認証データとして車両ＩＤを送信する。ステップＳ１２２は、第２制御部２１０がこの車両ＩＤを受信するステップである。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２３を実行する。ステップＳ１２３は、第２制御部２１０がデータセンタ５０に対して、認証データとして車両ＩＤを送信するステップである。データセンタ５０は受信した車両ＩＤと予め登録された車両ＩＤを照合して、当該車両の電気使用の許可状況および課金等の契約状況を確認する。照合の結果、確認を取ることができれば、データセンタ５０は認証ＯＫの旨の認証結果を第２制御部２１０に送信する。逆に、確認を取ることができなければ、データセンタ５０は認証ＮＧの旨の認証結果を第２制御部２１０に送信する。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２４を実行する。ステップＳ１２４は、第２制御部２１０が上記認証結果を受信するステップである。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２５を実行する。ステップＳ１２５は、第２制御部２１０が上記認証結果を第１制御部１１０に送信するステップである。これを受けて、図３に示すように、第１制御部１１０はステップＳ１１６を実行し、認証のＯＫ／ＮＧを判断する。第１制御部１１０は、ステップＳ１１７またはステップＳ１１９にて、第２制御部２１０に認証ＯＫ／ＮＧの旨を送信する。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２６を実行する。ステップＳ１２６は、第２制御部２１０が認証ＯＫ／ＮＧの旨を受信するステップである。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ１２７を実行する。ステップＳ１２７は、第２制御部２１０が認証ＯＫ／ＮＧを判断するステップである。認証ＮＧであればステップＳ１２０に戻る。一方、認証ＯＫであればステップＳ１２８に進む。

ステップＳ１２８は、第２制御部２１０が供給される電力に関する非接触給電パラメータを給電装置４０から取得するステップである。そして、次のステップＳ１２９において、非接触給電パラメータを第１制御部１１０に送信する。

以上のように、非接触給電が実施される場合には、ステップＳ１２０からステップＳ１２９までの工程を経て、充電を開始するステップＳ１００を終了する。

次にステップＳ２００が実行される。ステップＳ２００において、第１制御部１１０が実行する処理を図５に示す。ステップＳ２００は電池３０の充電を実行するステップである。なお、本実施形態における車両用充電装置１０の構成では、ステップＳ２００の充電処理において、第２制御部２１０は動作しない。よって、第１制御部１１０の動作について、図５を参照して説明する。

図５に示すように、まず、第１制御部１１０はステップＳ２１０を実行する。ステップＳ２１０は、第１制御部１１０が電池コントローラ２０から、電池３０の目標充電量、すなわち、電池３０の充電に必要な電力量、を取得するステップである。なお、電池コントローラ２０は、電池３０の電圧値、電流値といった特性値や、温度といった環境状況、さらには電池３０の使用年数等の情報から目標充電量を算出し、第１制御部１１０に出力するようになっている。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ２１１を実行する。ステップＳ２１１は、充電状況に応じて、給電パラメータを制御するステップである。給電パラメータには、接触給電か非接触給電かに応じて、ステップＳ１１２で設定される接触給電パラメータまたはステップＳ１１８で設定される非接触給電パラメータのいずれかが採用されるが、これらの最適値は充電状況に応じてリアルタイムで変化する。このため、第１制御部１１０は、ステップＳ１１２またはステップＳ１１８で設定された給電パラメータを少しずつ変化させて、最適な充電条件になるように制御する。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ２１２を実行する。ステップＳ２１２は、第１制御部１１０が、電池３０の充電量が目標充電量に到達したか否かを判断するステップである。Ｎｏ判定であれば、ステップＳ２１０に戻って充電を継続する。Ｙｅｓ判定であればステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３は、第１制御部１１０が、充電が完了したことを示す充電完了フラグをオン状態とするステップである。

次にステップＳ３００が実行される。ステップＳ３００において、第１制御部１１０が実行する処理を図６に示す。また、ステップＳ３００において、第２制御部２１０が実行する処理を図７に示す。なお、ステップＳ３００は電池３０の充電を終了するステップである。

まず、第１制御部１１０の動作について、図６を参照して説明する。

図６に示すように、第１制御部１１０はステップＳ３１０を実行する。ステップＳ３１０は、ステップＳ２１３にて充電完了フラグが立っているかを判断するステップである。Ｎｏ判定の場合、ステップＳ３１１に進む。Ｙｅｓ判定であればステップＳ３１４に進み、充電を適切に終了するための終了シーケンスを実行して電池３０の充電を完了する。

ステップＳ３１１は、コネクタ１３０と給電装置４０との電気的接続が切断されたか否かを、第１制御部１１０が判断するステップである。Ｎｏ判定の場合、ステップＳ３１２に進む。Ｙｅｓ判定であればステップＳ３１４に進んで充電を完了する。

ステップＳ３１２は、例えばユーザによって意図的に非接触給電がオフされたり、非接触型給電部２００の異常が検出される等によって非接触給電がオフになったか否かを、第１制御部１１０が判断するステップである。Ｎｏ判定の場合、ステップＳ３１３に進む。Ｙｅｓ判定であればステップＳ３１４に進んで充電を完了する。

ステップＳ３１３は、非接触給電路が遮断されたか否かを、第１制御部１１０が判断するステップである。具体例には、例えば、給電装置４０とパッド２２０とが所定距離以上離れた場合にはＹｅｓ判定となる。このステップＳ３１３においてＮｏ判定の場合、ステップＳ３１０に戻り、充電終了処理のステップＳ３００を最初からやり直す。Ｙｅｓ判定であればステップＳ３１４に進んで充電を完了する。

なお、ステップＳ３１０〜Ｓ３１３の処理は、必ずしも本実施形態に示した順で処理しなくてもよい。これらの処理は相互に順番を入れ替えることができる。すなわち、ステップＳ３１０〜Ｓ３１３において、いずれかの条件でＹｅｓ判定であれば、第１制御部１１０はステップＳ３１４を実行して、電池３０の充電を完了する。

電池３０の充電を終了するステップであるステップ３００において、第１制御部１１０の動作は、以上示した各ステップを経る。非接触給電を行っている場合には、第１制御部１１０と同時に、第２制御部２１０も動作するので、これについて図７を参照して説明する。

図７に示すように、第２制御部２１０はステップＳ３２０を実行する。ステップＳ３２０は、ユーザによる意図的な非接触給電のオフ指示や、非接触型給電部２００の異常による強制的な非接触給電のオフ指示が検出されたか否かを、第２制御部２１０が判断するステップである。これらのオフ指示が検出された場合、すなわちＹｅｓ判定の場合には、ステップＳ３２１に進み、オフ指示があった旨を第１制御部１１０に送信する。第１制御部１１０は、この送信を受けて、ステップＳ３１２における判断を行う。ステップＳ３２０においてＮｏ判定の場合、ステップＳ３２２に進む。

ステップＳ３２２は、非接触給電路が遮断されたか否かを検出するステップである。前述のように、例えば、給電装置４０とパッド２２０とが所定距離以上離れて、充電に適さない状態となった等の場合にはＹｅｓ判定となる。Ｙｅｓ判定の場合には、ステップＳ３２３に進み、非接触給電路が遮断された旨を第１制御部１１０に送信する。第１制御部１１０は、この送信を受けて、ステップＳ３１３における判断を行う。ステップＳ３２２においてＮｏ判定の場合、ステップＳ３２０に戻る。

次に、本実施形態に係る車両用充電装置１０による作用効果について説明する。

この車両用充電装置１０における非接触型給電部２００は、後付けで車両用充電装置１０に導入されるものであり、非接触型給電部２００が必要なユーザのみが非接触給電が必要になった時点で取り付けることができる。例えば、車両用充電装置１０のうち接触型給電部１００のみを標準装備としておく。そして、ユーザは、新車購入時において、非接触給電の必要性を感じていれば、非接触型給電部２００をオプションとして付加することができる。換言すれば、非接触型給電部２００が不要なユーザは、車両に標準装備された接触型給電部１００のみを購入すればよいから、無駄なコストを支払うことを防止できる。

また、非接触型給電部２００における第２制御部２１０は、非接触給電の許可に関する認証データの中継と、給電の開始または終了の関するトリガー信号の第１制御部１１０への送信を行うことが主な機能であり、コンバータ１２０を制御する機能を有さない。このため、第２制御部２１０の回路構成を簡素化できるほか、第２制御部２１０を構成する部品点数を削減できるため、設計や製造等に係るコストを抑制することができる。すなわち、ユーザが非接触型給電部２００をオプションとして付加する場合においても、オプションにかかるコストを抑制することができる。

言うまでもないが、ユーザは、新車購入時において車両用充電装置１０のうち接触型給電部１００のみを標準装備としておき、追って、カー用品店等で非接触型給電部２００が備えられたモジュールを購入することもできる。ユーザは、自身の手によって接触型給電部１００と非接触型給電部２００とを通信可能なように接続することができる。これにより、車両を非接触給電に対応させることができる。

この場合においても、第２制御部２１０はコンバータを制御する機能を有さないから、上記理由と同様に、非接触給電の対応に要するコストを抑制することができる。

（変形例１）
道路上に敷設された給電装置４０を利用して非接触給電を行う場合、給電装置４０の設置状況や非接触給電に対する障害物など、道路インフラの状況によって、複数回の認証処理が必要な場合がある。このような場合を想定した車両用充電装置１０の動作フローを説明する。

充電開始処理のステップＳ１００（図４）において、認証のためのステップＳ１２７でＹｅｓ判定とされた後に、再度、第２制御部２１０が認証データを保持できるように構成されているとよい。具体例には、ステップＳ１２７とステップＳ１２８の間において、車両ＩＤなどの認証データを第１制御部１１０から受信しておく。すなわち、第２制御部２１０は、ステップＳ１２７とステップＳ１２８の間に、ステップＳ１２２と同様のステップを実行する。これにより、第２制御部２１０は、再認証が必要な場合に、データセンタ５０に対して、認証データを遅滞なく送信することができる。

充電処理のステップＳ２００においては、図８に示すように、第１制御部１１０の動作として、ステップＳ２１１とステップＳ２１２の間に、再認証のステップ（Ｓ２１６〜Ｓ２１９）が追加される。なお、図８において、再認証を行わない場合の第１制御部１１０の動作フローを示す図５に対して、追加されたステップＳ２１６〜Ｓ２１９は太枠で図示してある。以下、具体例に説明する。

ステップＳ２１１を実行後、第１制御部１１０はステップＳ２１６を実行する。ステップＳ２１６は、ステップＳ１１６においてされた認証が無効になっているか否かを判定するステップである。認証が有効の場合はＮｏ判定であり、そのまま充電を継続する。一方、認証が無効になっている場合は、Ｙｅｓ判定であり、ステップＳ２１７に進む。

ステップＳ２１７は、第１制御部１１０が第２制御部２１０に対して、認証が無効となっている旨を通知するステップである。このステップＳ２１７で、第１制御部１１０は第２制御部２１０に対して認証切れフラグを送信する。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ２１８を実行する。ステップＳ２１８は、第１制御部１１０が第２制御部２１０から認証結果を受信するステップである。すなわち、認証ＯＫまたは認証ＮＧのいずれかの結果が受信される。

次いで、第１制御部１１０はステップＳ２１９を実行する。ステップＳ２１９は、第２制御部２１０から受信した認証結果に基づいて、認証のＯＫ／ＮＧを判定するステップである。認証結果がＯＫであれば、Ｙｅｓ判定であり、再認証されたとみなされ充電を継続する。一方、認証結果がＮＧであれば、Ｎｏ判定であり、再度認証処理を試みる。

一方、再認証を行う場合には、充電処理のステップＳ２００において、第２制御部２１０も動作する。これについて、図９を参照して説明する。

まず、図９に示すように、第２制御部２１０はステップＳ２２０を実行する。ステップＳ２２０は、第２制御部２１０が、第１制御部１１０から認証切れフラグを受信したか否かを判定するステップである。Ｎｏ判定の場合、すなわち認証切れフラグが受信されない場合、再びステップＳ２２０を実行し、認証切れフラグの受信待ち状態となる。前述のように、第１制御部１１０の動作のうちステップＳ２１７において、第１制御部１１０は第２制御部２１０に対して認証切れフラグを送信する。第２制御部２１０は、認証切れフラグを受信すると、ステップＳ２２０においてＹｅｓ判定となり、ステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２２１は、第２制御部２１０がデータセンタ５０に対して、認証データとして車両ＩＤを送信するステップである。このステップＳ２２１は、ステップＳ１２３と同様であるから詳細な説明を割愛する。データセンタ５０は認証結果を第２制御部２１０に送信する。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ２２２を実行する。このステップＳ２２２は、ステップＳ１２４と同様であり、第２制御部２１０が上記認証結果を受信するステップである。

次いで、第２制御部２１０はステップＳ２２３を実行する。このステップＳ２２３は、ステップＳ１２５と同様であり、第２制御部２１０が上記認証結果を第１制御部１１０に送信するステップである。これを受けて、図８に示すように、第１制御部１１０はステップＳ２１９を実行し、認証のＯＫ／ＮＧを判断する。

以上のように、第１制御部１１０および第２制御部２１０に再認証の動作フローを持たせることにより、万一、道路インフラに起因する認証切れが発生した場合でも、認証データの再認証を行うことによって、電池３０の充電を継続することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態においては、認証処理を第１制御部１１０のみが実行する例について説明した。具体例には、第１実施形態では、接触給電の場合にはステップＳ１１１、非接触給電の場合にはステップＳ１１６、および、変形例１におけるステップＳ２１９にて、第１制御部１１０が認証処理を実行する。これに対して、本実施形態では、非接触給電の場合の認証処理を、一時的に第２制御部２１０に代行させる例を示す。

まず、充電開始処理のステップＳ１００について説明する。

図１０に示すように、本実施形態における第１制御部１１０の動作フローは、第１制御部１１０が認証処理を行う例（図３）に対して、認証結果を受信して結果を判定するステップ、すなわち、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７およびＳ１１９、を省略することができる。一方、第２制御部２１０の動作フローは、図１１に示すように、第１実施形態の構成（図４）に対して、認証結果を第１制御部１１０に送信し、第１制御部１１０の回答を受信するステップ、すなわち、ステップＳ１２５およびＳ１２６を省略することができる。この場合、データセンタ５０から受信した認証結果は、ステップＳ１２７により判定される。

次に、変形例１のように認証データの再認証を行う場合における充電処理のステップＳ２００について説明する。

図１２に示すように、第１制御部１１０の動作フローは、第１制御部１１０が認証処理を行う例（図８）に対して、認証のためのステップであるステップＳ２１８およびステップＳ２１９が実行されず、代わりに、第２制御部２１０から認証ＯＫの旨を受信するステップＳ２３０が実行される。

一方、第２制御部２１０は、図１３に示すように、第１制御部１１０が認証処理を行う例に対して、認証結果を第１制御部１１０に送信するステップＳ２２３を実行せず、データセンタ５０から受信される認証結果のＯＫ／ＮＧを判断するステップＳ２４０を実行する。認証ＯＫであれば、ステップＳ２４１にて、第２制御部２１０は、認証ＯＫの旨を第１制御部１１０に対して送信する。第１制御部１１０はこれに対して、上記のステップＳ２３０を実行する。

つまり、本実施形態では、本来、第１制御部１１０が行う認証のステップＳ２１９を、第２制御部２１０がステップＳ２４０により代行するように構成されている。以上のように、認証処理を第２制御部２１０が代行することにより、認証に係る第１制御部１１０と第２制御部２１０との間のデータの送受信を省略することができるから、処理速度を向上させることができる。

なお、第２制御部２１０が第１制御部１１０の認証処理を代行する方法として、例えば、第１制御部１１０の有する充電制御プログラムのうち、認証に関わるサブルーチンを、第２制御部２１０が第１制御部１１０から一時的にダウンロードして利用するように構成すればよい。

上記したような認証の代行は、車両の走行中において、道路インフラの状況によって、複数回の認証処理が必要な場合にとくに効果を奏する。すなわち、走行中に高頻度で再認証が繰り返される場合には、一時的に第１制御部１１０が行うべき認証処理を第２制御部２１０に代行させることにより、認証の処理速度を向上させ、認証漏れを抑制することができる。

さらに、高頻度で再認証が繰り返される場合を想定して、図１４に示すように、第２制御部２１０が、データのバッファリングを行うバッファ部２４０を有していることが好ましい。バッファ部２４０は、データセンタ５０からの認証結果を一時的にバッファリングする。第２制御部２１０は、データセンタ５０から受信した認証結果を逐次処理する。これにより、認証漏れによる認証切れが生じないようにできる。

（第３実施形態）
第１実施形態および第２実施形態に例示した車両用充電装置１０では、非接触型給電部２００が後付け可能に構成されている。ユーザは、第１制御部１１０と第２制御部２１０とをケーブルあるいは無線通信によって互いに接続するとともに、パッド２２０とコンバータ１２０とを互いに電気的に接続するだけでよい。一般のユーザが自身で後付けすることを想定し、接続の簡便性のため、第１制御部１１０と第２制御部２１０とは比較的簡単に接続可能なように構成されている。逆に言えば、悪意のあるユーザによって、第１制御部１１０に組み込まれた充電制御プログラムや電池コントローラ２０に接続された各種ＥＣＵの内部情報を盗み見られたり、改変されたりする虞がある。とくに、プログラムや内部情報の改変は、車両の制御に重大な不具合を生じる虞があるため好ましくない。

これを回避するため、本実施形態における第１制御部１１０は、図１５に示すように、第１制御部１１０から第２制御部２１０に対して出力される情報を暗号化する、暗号化手段としての暗号化部１５０を有している。また、第１制御部１１０は、第２制御部２１０側から入力される暗号化された情報を復号化する、復号化手段として復号化部１６０を有している。これにより、プログラムや内部情報への不正アクセスを防止することができる。

（第４実施形態）
上記した各実施形態では、車両用充電装置１０のうち、非接触型給電部２００が後付け可能に構成されている。上記したように、本発明に係る非接触型給電部２００は、第２制御部２１０の回路構成を簡素化できるほか、第２制御部２１０を構成する部品点数を削減できる。このため、非接触型給電部２００の模倣品が比較的簡単に製造されてしまう虞がある。

このような模倣品の利用を回避するため、本実施形態における第２制御部２１０は、第１制御部１１０に対して、電子証明書を発行する機能を有している。第１制御部１１０は、この電子証明書の通知を受信し、第２制御部２１０、ひいては非接触型給電部２００が正規品であることを確認する。第１制御部１１０は、この確認の後に、非接触型給電部２００における第２制御部２１０との間で、各種データの送受信を行う。これにより、非接触型給電部２００の模倣品の不正利用を防止することができる。

なお、この電子証明書の発行処理が実行されるタイミングは特に限定されるものではない。非接触型給電部２００を接触型給電部１００に接続した時点で行われてもよいし、定期的に発行処理が行われてもよい。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した各実施形態では、非接触給電の開始に関して、図４に示すように、第１制御部１１０への給電開始の要求を、非接触給電路が確保された段階で自動的に行う例について示した。しかしながら、第１制御部１１０への給電開始要求は、非接触給電路が確保された状況下において、ユーザが非接触給電のオン指示を行うステップを介してもよい。すなわち、図４に対して、ステップＳ１２０とステップＳ１２１の間に、ユーザが非接触給電のオン指示を行うステップを挟んでもよい。

また、上記した各実施形態では、非接触給電の方式として、電波方式や電磁界共鳴方式を例に示したが、例えば電磁誘導方式などの他の方法も採用することができる。

なお、上記した各実施形態では、特許請求の範囲における請求項１に記載に準じ、車両用充電装置１０が、接触型給電部１００と非接触型給電部２００を備えたものとして記載している。特許請求の範囲における請求項３に記載の車両用充電装置は、上記した各実施形態における非接触型給電部２００に相当するものである。また、特許請求の範囲における請求項９に記載の車両用充電装置は、上記した各実施形態における接触型給電部１００に相当するものである。

１０・・・車両用充電装置，２０・・・電池コントローラ，３０・・・電池，４０・・・給電装置，５０・・・データセンタ
１００・・・接触型給電部，１１０・・・第１制御部，１２０・・・コンバータ，１３０・・・コネクタ，１４０・・・スイッチ
２００・・・非接触型給電部，２１０・・・第２制御部，２２０・・・パッド，２３０・・・認証データ送受信部

Claims (12)

1. 車両に搭載された蓄電装置（３０）を車両外部の給電装置（４０）から充電するための車両用充電装置であって、
   前記給電装置から接触による給電を担う接触型給電部（１００）と、
   前記接触型給電部に後付けされ、前記給電装置から非接触による給電を担う非接触型給電部（２００）と、を備え、
   前記接触型給電部は、
   前記給電装置に電気的に接続可能に構成された受電端子（１３０）と、
   前記受電端子から入力される電圧を直流電圧に変換するコンバータ（１２０）と、
   前記コンバータの駆動を制御する第１制御部（１１０）と、を有し、
   前記非接触型給電部は、
   前記コンバータに後付けで接続可能にされ、前記給電装置に電磁的に結合することによって前記給電装置から非接触で受電するように構成された非接触受電部（２２０）と、
   前記第１制御部に後付けで接続可能にされた第２制御部（２１０）と、を有し、
   前記第２制御部は、前記コンバータを制御する機能を有すること無く、非接触の給電の開始または終了に関する信号を前記第１制御部に出力し、
   前記第１制御部は、前記給電装置から非接触で受電する場合において、前記信号をトリガーとして前記コンバータの駆動を制御することを特徴とする車両用充電装置。
2. 前記第１制御部は、前記第２制御部との間で送受信される各種信号を暗号化する暗号化手段（１５０）と、暗号化された各種信号を復号する復号化手段（１６０）とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
3. 車両に搭載された蓄電装置（３０）を車両外部の給電装置（４０）から非接触で充電するための車両用充電装置であって、
   入力される電圧を直流電圧に変換するため予め車両に搭載されたコンバータ（１２０）に対して接続可能に構成され、前記給電装置に電磁的に結合することによって前記給電装置から非接触で受電するように構成された非接触受電部（２２０）と、
   前記コンバータの駆動を制御するため予め車両に搭載された第１制御部（１１０）に対して接続可能に構成された第２制御部（２１０）と、を有し、
   前記第２制御部は、前記コンバータを制御する機能を有すること無く、非接触の給電の開始または終了に関する信号を前記第１制御部に出力することにより、前記第１制御部に対して、前記信号をトリガーとして前記コンバータの駆動を制御させることを特徴とする車両用充電装置。
4. 前記第２制御部は、車両外部のデータセンタ（５０）との間で、充電開始の許可に関する認証データを送受信する認証データ送受信部（２３０）を有し、
   前記認証データは、前記認証データ送受信部を介して、前記第１制御部と前記データセンタとの間で送受信され、前記第１制御部が前記認証データの認証処理を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用充電装置。
5. 前記第２制御部は、前記車両の走行時において、一時的に前記認証処理を代行することを特徴とする請求項４に記載の車両用充電装置。
6. 前記第２制御部は、前記第１制御部に対して電子証明書を発行することによって、前記第２制御部が正規品であることを前記第１制御部に通知することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用充電装置。
7. 前記第２制御部は、前記給電装置から非接触の給電に関するパラメータを取得するとともに、前記パラメータを前記第１制御部に出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用充電装置。
8. 前記パラメータは、前記給電装置から送電される電力およびその周波数の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用充電装置。
9. 車両に搭載された蓄電装置（３０）に対して車両外部の給電装置（４０）から接触による充電を行うための車両用充電装置であって、
   前記給電装置に電気的に接続可能に構成された受電端子（１３０）と、
   前記受電端子から入力される電圧を直流電圧に変換するコンバータ（１２０）と、
   前記コンバータの駆動を制御する第１制御部（１１０）と、を有し、
   前記コンバータは、前記給電装置に電磁的に結合することによって前記給電装置から非接触で受電するように構成された非接触受電部が接続可能な非接触給電端子（１９０）を有し、
   前記第１制御部は、前記コンバータを制御する機能を有すること無く、非接触の給電の開始または終了に関する信号を前記第１制御部に出力する第２制御部が接続可能な通信端子（１９１）を有し、
   前記第１制御部は、前記給電装置から非接触で受電する場合において、前記信号をトリガーとして前記コンバータの駆動を制御することを特徴とする車両用充電装置。
10. 前記第１制御部は、充電開始の許可に関する認証データを、車両外部のデータセンタ（５０）との間で送受信するとともに、前記認証データの認証処理を実行することを特徴とする請求項９に記載の車両用充電装置。
11. 前記第１制御部は、前記第２制御部から発行される電子証明書を受信するとともに、前記第２制御部が正規品であることを前記電子証明書に基づいて判定することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用充電装置。
12. 前記第１制御部は、前記第２制御部との間で送受信される各種信号を暗号化する暗号化手段（１５０）と、暗号化された各種信号を復号する復号化手段（１６０）とを有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の車両用充電装置。

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