JP2017135823A - 非接触電力伝送システム、受電装置、及び送電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器等に不具合が生じたとしても、ユーザの希望に応じて非接触充電を開始可能な非接触電力伝送システム、受電装置、及び送電装置を提供する。【解決手段】送電装置200と系統電源400との電源ケーブル300を通じた接続を解除し、その後、送電装置200と系統電源400とを電源ケーブル300を通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、送電装置200の制御装置230は、予め定められたパルス状の電力を受電部110に送電するように送電部210を制御する。そして、車両100の充電ECU150は、時刻スケジュールが設定されている場合に予め定められた信号を受けたときは、時刻スケジュールに拘わらず送電装置200に送電開始を指示する。【選択図】図1

Description

この発明は、非接触電力伝送システム、受電装置、及び送電装置に関し、特に、送電装置と受電装置との間で非接触電力伝送を行なう技術に関する。
送電装置から受電装置に非接触で送電する非接触電力伝送システムが知られている(特許文献1〜5参照)。たとえば、特開2013−154815号公報(特許文献1)は、送電装置の送電部から車両(受電装置)の受電部に非接触で送電することにより車載バッテリを充電する非接触充電システムを開示する(特許文献1参照)。
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 特開2010−288317号公報
上記特許文献1に開示されるような非接触充電システムにおいて、予め設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始する技術(以下、「タイマー充電」とも称する。)を適用することが検討されている。
非接触充電システムにおいてタイマー充電が行なわれる場合には、予め設定された時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで、受電装置は充電待機状態となる。受電装置が充電待機状態である場合に、たとえば、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器に不具合が生じると、ユーザは、タイマー充電設定を解除できない。この場合には、ユーザが直ちに非接触充電を開始することを希望したとしても、予め設定された時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで非接触充電を開始することができないという事態が生じる。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器等に不具合が生じたとしても、ユーザの希望に応じて非接触充電を開始可能な非接触電力伝送システム、受電装置、及び送電装置を提供することである。
この発明のある局面に従う非接触電力伝送システムは、送電装置と、送電装置から非接触で受電する受電装置とを備える。受電装置は、受電部と、蓄電装置と、第1の制御装置とを含む。受電部は、送電装置から非接触で受電する。蓄電装置は、受電部によって受電される電力を蓄える。第1の制御装置は、予め設定された時刻スケジュールに従って蓄電装置の充電が開始されるように、時刻スケジュールに従って送電装置に送電開始を指示する。送電装置は、送電部と、第2の制御装置とを含む。送電部は、送電装置と送電装置外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、電源から取得される電力を受電部に非接触で送電する。第2の制御装置は、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号を受電装置に送るための処理を実行する。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に予め定められた信号を受けたときは、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず送電装置に送電開始を指示する。
また、この発明の別の局面に従う受電装置は、送電装置から非接触で受電する。受電装置は、受電部と、蓄電装置と、第1の制御装置とを備える。受電部は、送電装置から非接触で受電する。蓄電装置は、受電部によって受電される電力を蓄える。第1の制御装置は、予め設定された時刻スケジュールに従って蓄電装置の充電が開始されるように、時刻スケジュールに従って送電装置に送電開始を指示する。送電装置は、送電部と、第2の制御装置とを備える。送電部は、送電装置と送電装置外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、電源から取得される電力を受電部に非接触で送電する。第2の制御装置は、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号を受電装置に送るための処理を実行する。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に予め定められた信号を受けたときは、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず送電装置に送電開始を指示する。
また、この発明の別の局面に従う送電装置は、受電装置に非接触で送電する。受電装置は、受電部と、蓄電装置と、第1の制御装置とを備える。受電部は、送電装置から非接触で受電する。蓄電装置は、受電部によって受電される電力を蓄える。第1の制御装置は、予め設定された時刻スケジュールに従って蓄電装置の充電が開始されるように、送電装置に送電開始を指示する。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に送電装置から予め定められた信号を受けたときは、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず送電装置に送電開始を指示する。送電装置は、送電部と、第2の制御装置とを備える。送電部は、送電装置と送電装置外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、電源から取得される電力を受電部に非接触で送電する。第2の制御装置は、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号を受電装置に送るための処理を実行する。
これらの発明においては、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号が送電装置から受電装置に送られる。そして、時刻スケジュールが設定されている場合に受電装置が予め定められた信号を受けると、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず非接触充電が開始される。したがって、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器等に不具合が生じたとしても、ユーザは、上記一連の動作を所定時間内に行なうことにより、非接触電力伝送システムにおける非接触充電を開始させることができる。
好ましくは、非接触電力伝送システムにおいて予め定められた信号は、予め定められたパルス状の電力である。第2の制御装置は、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められたパルス状の電力を受電部に送電するように送電部を制御する。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に予め定められたパルス状の電力が受電部により受電されたときは、時刻スケジュールに拘わらず送電装置に送電開始を指示する。
この非接触電力伝送システムにおいては、上記一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められたパルス状の電力が送電装置の送電部から受電装置の受電部に送電される。したがって、この非接触電力伝送システムによれば、送電装置において上記一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、特別な通信手段を用いることなくパルス状の電力の送電により送電装置から受電装置に伝達することができる。
好ましくは、非接触電力伝送システムにおいて受電装置は、送電装置と通信する第1の通信部をさらに含む。送電装置は、第2の通信部と、記憶部とをさらに含む。第2の通信部は、第1の通信部と通信する。記憶部は、送電装置と電源との電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、送電装置と電源とを電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた履歴を記憶する。予め定められた信号は、該履歴を示す信号である。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に、第1及び第2の通信部間の通信を間欠的に確立するように第1の通信部を制御する。第2の制御装置は、第1及び第2の通信部間の通信が確立された場合に、記憶部に上記履歴が記憶されているときは、該履歴を示す信号を第1の通信部に送信するように第2の通信部を制御する。第1の制御装置は、時刻スケジュールが設定されている場合に上記履歴を示す信号が第1の通信部を通じて受信された場合ときは、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず送電装置に送電開始を指示する。
この非接触電力伝送システムにおいては、上記一連の動作が所定時間内に行なわれた履歴を示す信号が、第1及び第2の通信部間の通信確立時に送電装置から受電装置に送信される。したがって、この非接触電力伝送システムによれば、第1及び第2の通信部間の通信が確立されていない時に上記一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、第1及び第2の通信部間の通信確立時に送電装置から受電装置に伝達することができる。
この発明によれば、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器等に不具合が生じたとしても、ユーザの希望に応じて非接触充電を開始可能な非接触電力伝送システム、受電装置、及び送電装置を提供することができる。
実施の形態1に従う非接触電力伝送システムの構成図である。 非接触電力伝送システムにおいて充電開始時刻の到来前に非接触充電が強制的に開始される例を示すシーケンス図である。 送電装置の制御装置により実行される処理手順を示すフローチャートである。 タイマー充電が設定されている場合に車両の充電ECUにより実行される処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態2に従う非接触電力伝送システムの構成図である。 非接触電力伝送システムにおいて充電開始時刻の到来前に非接触充電が強制的に開始される例を示すシーケンス図である。 送電装置の制御装置により実行される処理手順を示すフローチャートである。 タイマー充電が設定されている場合に車両の充電ECUにより実行される処理手順を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
[非接触電力伝送システムの構成]
図1は、この実施の形態1に従う非接触電力伝送システムの構成図である。図1を参照して、非接触電力伝送システム1は、車両100と送電装置200とを備える。車両100と送電装置200との間では、非接触で電力伝送が行なわれる。
送電装置200は、電源ケーブル300を通じて系統電源400と接続可能である。電源ケーブル300の端部に設けられたコネクタ310が系統電源400のコネクタ(不図示)に差し込まれることにより、送電装置200は系統電源400と接続される。コネクタ310が系統電源400のコネクタから抜かれることにより、送電装置200と系統電源400との接続は解除される。送電装置200は、電源ケーブル300を通じて系統電源400から受けた電力に基づいて生成された送電電力を車両100に送電する。
送電装置200は、送電部210と、通信部220と、タイマー225と、制御装置230とを含む。送電部210は、送電コイル215と、電圧センサ217とを含む。また、送電部210は、電力変換装置(不図示)を含む。この電力変換装置は、たとえば、インバータやコンバータを含んで構成され、系統電源400から受けた電力を所望の送電電力(交流)に変換する。
送電コイル215は、電力変換装置により生成された送電電力の供給を受けることにより磁界を形成し、形成された磁界を通じて受電部110の受電コイル115(後述)に非接触で送電する。なお、送電コイル215における導線の巻き数は、Q値(たとえば、Q≧100)及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。
電圧センサ217は、電源ケーブル300を通じて印加される電圧を検知する。電圧センサ217による検知結果は、制御装置230に出力される。電圧センサ217により検知される電圧は、系統電源400に対するコネクタ310の抜き差しにより変化する。具体的には、系統電源400からコネクタ310が抜かれると、電圧センサ217により検知される電圧は低下する。したがって、制御装置230は、電圧センサ217の出力V0を監視することにより、系統電源400に対するコネクタ310の接続状態を検知することができる。
通信部220は、車両100の通信部140(後述)と通信可能である。通信部220は、たとえば、車両100と送電装置200との間の非接触電力伝送に必要な各種情報の通信を行なう。通信部220は、たとえば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11等の無線LAN規格に準拠した通信モジュールで構成される。
タイマー225は、時計機能を有する。タイマー225は、バッテリを内蔵しており、系統電源400から電力供給を受けることなく作動する。また、タイマー225は、制御装置230が停止中であっても時刻の計測を継続する。タイマー225により計測された時刻情報は制御装置230に出力される。タイマー225により計測される時刻情報は、たとえば、系統電源400に対するコネクタ310の抜き差しの間隔を計測するために用いられる。系統電源400に対するコネクタ310の抜き差しの間隔を計測する目的については後程詳しく説明する。
制御装置230は、図示しないCPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを有し、当該内部メモリに記憶された情報や各センサ(たとえば、電圧センサ217)からの情報に基づいて送電装置200の各機器(たとえば、送電部210、通信部220)を制御する。なお、制御装置230の内部メモリはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。
車両100は、受電部110と、蓄電装置120と、PCU(Power Control Unit)130と、通信部140と、充電ECU(Electronic Control Unit)150と、タイマー充電設定部160と、タイマー165とを含む。車両100においては、送電装置200から非接触で受電された電力が蓄電装置120に蓄えられる。そして、蓄電装置120に蓄えられた電力に基づいて車両100の走行駆動力が生成される。
受電部110は、受電コイル115と、電圧センサ117と、制御回路118とを含む。また、受電部110は、電力変換装置(不図示)を含む。受電部110に含まれる電力変換装置は、たとえば整流器等を含んで構成される。
受電コイル115は、送電コイル215から非接触で受電する。受電部110により受電された電力(交流)は、電力変換装置により直流電力に変換された上で蓄電装置120に蓄えられる。なお、受電コイル115における導線の巻き数は、Q値(たとえば、Q≧100)及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。
電圧センサ117は、受電コイル115による受電電圧を検知する。電圧センサ117による検知結果は、充電ECU150に出力される。制御回路118は、予め定められたパルス状の電力(後述)が電圧センサ117により検知された場合に、停止中の充電ECU150を起動させるための割り込み処理を実行する。この割り込み処理がどのような状況で実行されるかについては後程詳しく説明する。
蓄電装置120は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置120は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
PCU130は、インバータや、インバータに接続されたモータ等を含み、蓄電装置120から供給される電力により車両100の走行駆動力を発生する。
通信部140は、送電装置200の通信部220と通信可能である。通信部140は、たとえば、IEEE802.11等の無線LAN規格に準拠した通信モジュールで構成される。
充電ECU150は、図示しないCPU及び内部メモリを有し、当該内部メモリに記憶された情報や各センサ(たとえば、電圧センサ117)からの情報に基づいて車両100の各機器(たとえば、受電部110、通信部140)を制御する。なお、充電ECU150の内部メモリはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。
充電ECU150により実現される機能として、タイマー充電機能がある。タイマー充電機能とは、予め設定された時刻スケジュールに従って非接触充電を開始する機能である。ユーザは、たとえば、タイマー充電設定部160(後述)を通じて、車両100による次回の出発予定時刻を入力することができる。この場合に充電ECU150は、たとえば、ユーザにより入力された出発予定時刻までに蓄電装置120の充電を完了することができ、かつ、電気料金が最も低額となる時間帯に非接触充電が行なわれるように時刻スケジュールを生成する。生成された時刻スケジュールは、充電ECU150の内部メモリに記憶される。
送電コイル215から受電コイル115へ送電可能な位置に車両100が駐車されている状態で、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻(以下、単に「充電開始時刻」とも称する。)が到来すると、非接触電力伝送システム1における非接触充電が開始される。すなわち、充電開始時刻が到来するまで、車両100は充電待機状態となる。なお、この実施の形態1に従う車両100では、充電待機中に車両システムが停止される(充電ECU150が停止する)。タイマー充電機能については後程詳しく説明する。
タイマー充電設定部160は、タイマー充電に関する情報を入力するための入力装置である。タイマー充電設定部160は、たとえば、タッチパネルを有するモニタで構成される。ユーザは、タイマー充電設定部160を通じて、たとえば車両100による次回の出発予定時刻を入力することができる。また、ユーザは、タイマー充電設定部160を通じて、タイマー充電設定を解除することができる。
タイマー165は、時刻を計測する時計機能を有する。タイマー165は、充電ECU150が停止中であっても時刻の計測を継続する。タイマー165により計測された時刻情報は充電ECU150に出力される。タイマー165により計測される時刻が充電開始時刻となると、充電ECU150においては、停止中の充電ECU150を起動させるための割り込み処理が実行される。この割り込み処理がどのような状況で実行されるかについては後程詳しく説明する。
[タイマー充電設定部の不具合により生じる問題]
車両100においてタイマー充電が設定されている場合には、車両100は、上述のとおり、充電開始時刻が到来するまで充電待機状態となる。車両100が充電待機状態である場合にタイマー充電設定部160に不具合が生じると、ユーザは、タイマー充電設定部160によってタイマー充電設定を解除できない。このような場合に、仮にタイマー充電設定を解除する手段がタイマー充電設定部160のみであるとすると、ユーザが直ちに非接触充電を開始することを希望したとしても、充電開始時刻が到来するまで非接触充電を開始することができない。
この実施の形態1に従う非接触電力伝送システム1においては、送電装置200と系統電源400との電源ケーブル300を通じた接続を解除し、その後、送電装置200と系統電源400とを電源ケーブル300を通じて再び接続する一連の動作(以下、単に「一連の動作」とも称する。)が所定時間内に行なわれた場合に、送電装置200の制御装置230は、予め定められたパルス状の電力(以下、「要求パルス」とも称する。)を送電コイル215から受電コイル115に送電するように送電部210を制御する。そして、車両100の充電ECU150は、車両100においてタイマー充電の時刻スケジュールが設定されている場合に、要求パルスが受電コイル115により受電されたときは、タイマー充電の時刻スケジュールに拘わらず送電装置200に送電開始を指示する。
ここで、所定時間は、車両100の出発時に系統電源400からコネクタ310を抜き、その後、車両100の帰宅時に系統電源400にコネクタ310を再び差すまでに要する時間とは区別可能な時間であり、たとえば、30〜60秒である。
したがって、この非接触電力伝送システム1によれば、車両100においてタイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器(タイマー充電設定部160)等に不具合が生じたとしても、ユーザが一連の動作を所定時間内に行なうことにより、充電開始時刻の到来前に非接触充電を強制的に開始することができる。
なお、一連の動作が所定時間内に行なわれたか否かは、制御装置230により判定される。制御装置230は、電圧センサ217の出力低下に基づいてコネクタ310が系統電源400から抜かれたことを検知すると、即座にタイマー225により出力される時刻情報を内部メモリ(不図示)に記憶する。その後、系統電源400から電力が供給されないため、制御装置230は停止する。
コネクタ310が再び系統電源400に差し込まれることにより系統電源400からの電力供給が再開されると、制御装置230は再起動する。制御装置230は、再起動時にタイマー225により出力される時刻情報と内部メモリに記憶されている時刻情報(コネクタ310が系統電源400から抜かれた時刻)との差を算出する。これにより、制御装置230は、一連の動作に要した時間を算出することができる。制御装置230は、算出された時間と所定時間とを比較することにより、一連の動作が所定時間内に行なわれたか否かを判定することができる。
図2は、非接触電力伝送システム1において充電開始時刻の到来前に強制的に非接触充電が開始される例を示すシーケンス図である。図2を参照して、左側から順に、ユーザの操作、送電装置200の処理、車両100の処理が示され、上側から下側に向けて時間が経過する。この例では、車両100においてタイマー充電設定が行なわれており、最初車両システムは停止状態である(充電ECU150は停止状態)。
ユーザが一連の動作(系統電源400に対するコネクタ310の抜き差し)を所定時間内に行なうと(ステップS100)、送電装置200から車両100に要求パルスが送電される(ステップS110)。車両100において要求パルスが受電されると、充電ECU150が起動し、タイマー充電設定が解除される(ステップS120)。
その後、車両100から送電装置200に対して無線通信の確立要求が送信され、車両100と送電装置200との間で無線通信が確立される(ステップS130)。その後、無線通信を通じて、車両100から送電装置200に送電開始指示が送信されると(ステップS140)、送電開始指示に応答して、送電装置200から車両100へ送電が開始される(ステップS150)。
このように、この実施の形態1に従う非接触電力伝送システム1においては、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器(タイマー充電設定部160)等に不具合が生じたとしても、ユーザは、一連の動作を所定時間内に行なうことにより、充電開始時刻の到来前に非接触充電を強制的に開始させることができる。次に、車両100においてタイマー充電が設定されている場合における送電装置200及び車両100の動作について順に説明する。
[送電装置の動作]
図3は、送電装置200の制御装置230により実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、制御装置230により繰り返し実行される。
図3を参照して、制御装置230は、系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされたか否かを判定する(ステップS200)。系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされたと判定されると(ステップS200においてYES)、制御装置230は、一連の動作が所定時間内に行なわれたことを車両100に伝達するため、要求パルスを受電部110に送電するように送電部210を制御する(ステップS210)。要求パルスの送電は、たとえば、数十〜数百Wの微弱電力を数秒間送電することにより行なわれる。
ステップS210において要求パルスの送電が行なわれると、又は、ステップS200において系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされていないと判定されると(ステップS200においてNO)、制御装置230は、通信部220を通じて車両100から送電開始指示(後述)を受信したか否かを判定する(ステップS220)。送電開始指示が受信されていないと判定されると(ステップS220においてNO)、処理はリターンに移行する。
送電開始指示が受信されたと判定されると(ステップS220においてYES)、制御装置230は、蓄電装置120の充電のための送電を開始するように送電部210を制御する(ステップS230)。その後、制御装置230は、通信部220を通じて車両100から送電停止指示(後述)を受信したか否かを判定する(ステップS240)。送電停止指示が受信されていないと判定されると(ステップS240においてNO)、制御装置230は、蓄電装置120の充電のための送電を継続するように送電部210を制御する。
送電停止指示が受信されたと判定されると(ステップS240においてYES)、制御装置230は、蓄電装置120の充電のための送電を停止するように送電部210を制御する(ステップS250)。その後、処理はリターンに移行する。
このように、この実施の形態1における送電装置200は、一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に車両100に要求パルスを送電する。したがって、この送電装置200によれば、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、特別な通信手段を用いることなく要求パルスの送電により送電装置200から車両100に伝達することができる。
[車両の動作]
図4は、タイマー充電が設定されている場合に車両100の充電ECU150により実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、タイマー充電における充電開始時刻が到来することによって、又は、受電コイル115により要求パルスが受電されることによって、充電ECU150が起動した後に充電ECU150により実行される。
上述の通り、タイマー165により計測される時刻が充電開始時刻となると、充電ECU150においては、停止中の充電ECU150を起動させるための割り込み処理が実行される。また、制御回路118(図1)は、受電コイル115により要求パルスが受電されたことを検知する。制御回路118は、要求パルスの受電を検知すると、充電ECU150を起動させるための割り込み処理を実行する。
図4を参照して、上記何れかの割り込み処理が実行されると、充電ECU150は起動する(ステップS300)。その後、充電ECU150は、割り込み処理の原因が充電開始時刻の到来であるのか、受電コイル115による要求パルスの受電であるのかを判定する(ステップS310)。
割り込み処理の原因が要求パルスの受電であると判定されると(ステップS310において「要求パルス受電」)、充電ECU150は、タイマー充電設定を解除する(ステップS320)。たとえば、充電ECU150は、内部メモリに記憶されているタイマー充電の時刻スケジュールを無効にする。
ステップS320においてタイマー充電設定が解除されると、又は、ステップS310において割り込み処理の原因が充電開始時刻の到来であると判定されると(ステップS310において「時刻到来」)、無線通信を通じて送電開始指示を送電装置200に送信する必要があるため、充電ECU150は、無線通信の確立要求を送電装置200に送信するように通信部140を制御する(ステップS330)。これにより、車両100と送電装置200との間の無線通信が確立される。
その後、充電ECU150は、送電開始指示を送電装置200に送信するように通信部140を制御する(ステップS340)。送電開始指示が送信されると、充電ECU150は、送電装置200の送電に基づく受電が開始されたかを判定する(ステップS350)。具体的には、充電ECU150は、電圧センサ117の出力が所定値以上となった場合に、送電装置200の送電に基づく受電が開始されたと判定する。ここで、所定値は、たとえば、送電コイル215から受電コイル115へ送電される電力の最小値である。受電が開始されていないと判定されると(ステップS350においてNO)、充電ECU150は、受電が開始されるまで待機する。
受電が開始されたと判定されると(ステップS350においてYES)、充電ECU150は、蓄電装置120の充電を開始するための制御を実行する(ステップS360)。その後、充電ECU150は、たとえば、蓄電装置120が満充電となったか否かを検知することにより、蓄電装置120の充電が完了したか否かを判定する(ステップS370)。蓄電装置120の充電が完了していないと判定されると(ステップS370においてNO)、充電ECU150は、充電が完了するまで蓄電装置120の充電を継続する。
蓄電装置120の充電が完了したと判定されると(ステップS370においてYES)、充電ECU150は、送電停止指示を送電装置200に送信するように通信部140を制御する(ステップS380)。その後、処理はエンドに移行する。
このように、この実施の形態1における車両100においては、受電コイル115により要求パルスが受電されることによって、タイマー充電設定が解除され、蓄電装置120の充電が開始される。
以上のように、この実施の形態1に従う非接触電力伝送システム1においては、タイマー充電設定中にユーザが一連の動作を所定時間内に行なうと、予め定められた信号(要求パルス)が送電装置200から車両100に送られる。そして、車両100が予め定められた信号(要求パルス)を受けた場合に、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず非接触充電が開始される。したがって、ユーザは、車両100においてタイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器等に不具合が生じたとしても、一連の動作を所定時間内に行なうことにより、非接触電力伝送システム1における非接触充電を開始させることができる。
(実施の形態2)
上記実施の形態1に従う非接触電力伝送システム1においては、車両100の充電待機中にユーザが一連の動作を所定時間内に行なった場合に、送電装置200から車両100に要求パルスが送電されることをきっかけとして非接触充電が開始された。この実施の形態2に従う非接触電力伝送システム1Aにおいては、車両100Aの充電待機中にユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれた履歴を示す信号が送電装置200Aから車両100Aに送信されることをきっかけとして非接触充電が強制的に開始される。
以下、非接触電力伝送システム1Aの構成、並びに、車両100Aにおいてタイマー充電が設定されている場合における送電装置200A及び車両100Aの動作について順に説明する。
[非接触電力伝送システムの構成]
図5は、この実施の形態2に従う非接触電力伝送システムの構成図である。図5を参照して、この実施の形態2に従う非接触電力伝送システム1Aは、車両100Aと送電装置200Aとを備える。車両100Aは、受電部110Aと、充電ECU150Aとを含む。
受電部110Aは、実施の形態1における受電部110と異なり、要求パルスを検知するための構成(制御回路118)を有さない。充電ECU150Aにより実行される処理は、実施の形態1における充電ECU150により実行される処理と異なる(後述)。その他の点において、車両100Aは、実施の形態1における車両100と同一である。
送電装置200Aは、制御装置230Aを含む。制御装置230Aにより実行される処理は、実施の形態1における制御装置230により実行される処理と異なる(後述)。その他の点において、送電装置200Aは、実施の形態1における送電装置200と同一である。
車両100Aがタイマー充電の充電待機中である場合に、車両システムは省電力のため間欠起動する。すなわち、車両100Aがタイマー充電の充電待機中である場合に、充電ECU150Aは、所定間隔で起動と停止を繰り返す。なお、所定間隔は、たとえば、5〜10分である。
非接触電力伝送システム1Aにおいては、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことが、無線通信を通じて、送電装置200Aから車両100Aに伝達される。しかしながら、車両100Aのシステム停止中には車両100Aと送電装置200Aとの間で無線通信が確立されていないため、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことを即座に送電装置200Aから車両100Aに伝達することはできない。
そこで、送電装置200Aの制御装置230Aは、車両100Aのシステム停止中にユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれると、一連の動作が所定時間内に行なわれた履歴を内部メモリに一旦記憶する。具体的には、制御装置230Aは、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたか否かを示すフラグ(以下、「履歴フラグ」とも称する。)を内部メモリに記憶する。ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれると、履歴フラグが履歴有りに設定される。なお、履歴有りに設定された履歴フラグを、以下、「履歴有を示すフラグ」とも称する。一方、履歴無しに設定された履歴フラグを、以下、「履歴無を示すフラグ」とも称する。
その後、充電ECU150Aが起動し、車両100Aと送電装置200Aとの無線通信が確立されると、制御装置230Aは、履歴フラグを車両100Aに送信するための制御を実行する。これにより、無線通信の確立前にユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、無線通信の確立後に送電装置200Aから車両100Aに伝達することができる。なお、履歴有を示すフラグが送電装置200Aから車両100Aに送信されると、履歴フラグは、履歴無しに設定される。
その後、送電装置200Aから車両100Aに送信された履歴フラグが履歴有を示すフラグである場合に、車両100Aの充電ECU150Aは、タイマー充電の時刻スケジュールに拘わらず送電装置200Aに送電開始を指示する。
次に、非接触電力伝送システム1Aにおいて充電開始時刻の到来前に非接触充電が強制的に開始される場合の送電装置200A及び車両100Aの動作の一例について説明する。
図6は、非接触電力伝送システム1Aにおいて充電開始時刻の到来前に非接触充電が強制的に開始される例を示すシーケンス図である。図6を参照して、左側から順に、ユーザの操作、送電装置200Aの処理、車両100Aの処理が示され、上側から下側に向けて時間が経過する。この例では、車両100Aにおいてタイマー充電設定が行なわれている。
ユーザが一連の動作(系統電源400に対するコネクタ310の抜き差し)を所定時間内に行なうと(ステップS400)、送電装置200Aにおいて、履歴フラグが履歴有りに設定される(ステップS410)。その後、間欠起動の起動タイミングが到来することにより、車両100Aにおいて充電ECU150Aが起動する(ステップS420)。
車両100Aにおいて充電ECU150Aが起動されると、車両100Aから送電装置200Aに対して無線通信の確立要求が送信され、車両100Aと送電装置200Aとの間で無線通信が確立される(ステップS430)。この例ではステップS400においてユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれているため、無線通信の確立後、履歴有を示すフラグ(一連の動作が所定時間内に行なわれた履歴を示す信号)が送電装置200Aから車両100Aに送信される(ステップS440)。
履歴有を示すフラグが送電装置200Aから車両100Aに送信されると、車両100Aにおいてタイマー充電設定が解除される(ステップS450)。その後、無線通信を通じて、車両100Aから送電装置200Aに送電開始指示が送信され(ステップS460)、送電開始指示に応答して、送電装置200Aから車両100Aへの送電が開始される(ステップS470)。
このように、この実施の形態2に従う非接触電力伝送システム1Aにおいても、実施の形態1に従う非接触電力伝送システム1と同様に、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器(タイマー充電設定部160)等に不具合が生じたとしても、ユーザは、一連の動作を所定時間内に行なうことにより、充電開始時刻の到来前に非接触充電を強制的に開始させることができる。
[送電装置の動作]
図7は、送電装置200Aの制御装置230Aにより実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、制御装置230Aにより繰り返し実行される。
図7を参照して、制御装置230Aは、系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされたか否かを判定する(ステップS500)。系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされたと判定されると(ステップS500においてYES)、制御装置230Aは、履歴フラグを履歴有りに設定する(ステップS510)。これは、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、車両100Aと送電装置200Aとの無線通信確立後に送電装置200Aから車両100Aに伝達するためである。
履歴フラグが履歴有りに設定されると、又は、ステップS500において系統電源400に対してコネクタ310が所定時間内に抜き差しされていないと判定されると(ステップS500においてNO)、制御装置230Aは、送電装置200Aの通信部220と車両100Aの通信部140との間で無線通信が確立されているか否かを判定する(ステップS520)。上述のとおり、充電ECU150Aは、間欠起動し、起動時に無線通信の確立要求を送電装置200Aへ送信するように通信部140を制御する。したがって、充電ECU150Aの停止時には無線通信の確立要求が通信部220により受信されないため、無線通信は確立されていないと判定され(ステップS520においてNO)、処理はリターンに移行する。
無線通信が確立されていると判定されると(ステップS520においてYES)、制御装置230Aは、履歴フラグが既に車両100Aに送信済みであるか否かを判定する(ステップS530)。たとえば、制御装置230Aは、履歴フラグが送信済みであるか否かを示す送信済フラグを内部メモリに記憶し、送信済フラグを参照することにより、履歴フラグが送信済みであるか否かを判定する。履歴フラグが送信済みであると判定されると(ステップS530においてYES)、処理はステップS570に移行する。
履歴フラグが送信済みではないと判定されると(ステップS530においてNO)、制御装置230Aは、履歴フラグが履歴有りに設定されているか否かを判定する(ステップS540)。
履歴フラグが履歴有りに設定されていないと判定されると(ステップS540においてNO)、制御装置230Aは、履歴無を示すフラグを車両100Aに送信するように通信部220を制御する(ステップS550)。その後、処理はステップS570に移行する。
一方、履歴フラグが履歴有りに設定されていると判定されると(ステップS540においてYES)、制御装置230Aは、ユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれたことを車両100Aに伝達するため、履歴有を示すフラグを車両100Aに送信するように通信部220を制御する(ステップS560)。その後、ステップS570〜S595の処理が実行される。ステップS570〜S595の処理は、それぞれ、図3のステップS220〜S250の処理と同様である。
このように、この実施の形態2における送電装置200Aは、無線通信確立前にユーザにより一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、履歴有を示すフラグを無線通信確立後に車両100Aに送信する。したがって、この送電装置200Aによれば、通信部140,220間の無線通信未確立時に一連の動作が所定時間内に行なわれたことを、通信部140,220間の無線通信確立時に車両100Aに伝達することができる。
[車両の動作]
図8は、タイマー充電が設定されている場合に車両100Aの充電ECU150Aにより実行される処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、タイマー充電における充電開始時刻が到来することによって、又は、間欠起動における所定間隔が経過することによって、充電ECU150Aが起動した後に充電ECU150Aにより実行される。
実施の形態1と同様、タイマー165により計測される時刻が充電開始時刻となると、充電ECU150Aにおいては、停止中の充電ECU150Aを起動させるための割り込み処理が実行される。また、間欠起動における所定間隔が経過したことがタイマー165により計算されると、充電ECU150Aにおいては、停止中の充電ECU150Aを起動させるための割り込み処理が実行される。
図8を参照して、上記何れかの割り込み処理が実行されると、充電ECU150Aは起動する(ステップS600)。その後、充電ECU150Aは、無線通信の確立要求を送電装置200Aに送信するように通信部140を制御する(ステップS610)。これにより、車両100Aと送電装置200Aとの間の無線通信が確立される。
その後、充電ECU150Aは、割り込み処理の原因が充電開始時刻の到来であるのか、間欠起動における所定間隔の経過であるのかを判定する(ステップS620)。割り込み処理の原因が充電開始時刻の到来であると判定されると(ステップS620において「時刻到来」)、処理はステップS650に移行し、送電開始指示が車両100Aから送電装置200Aに送信される。
割り込み処理の原因が間欠起動における所定間隔の経過であると判定されると(ステップS620において「所定間隔経過」)、充電ECU150Aは、送電装置200Aから履歴有を示すフラグを受信したか、履歴無を示すフラグを受信したかを判定する(ステップS630)。履歴無を示すフラグが受信されたと判定されると(ステップS630において「無」)、ユーザによりタイマー充電設定解除の意志が示されているといえないため、処理はエンドに移行する。
一方、履歴有を示すフラグが受信されたと判定されると(ステップS630において「有」)、ユーザによりタイマー充電設定解除の意志が示されているといえるため、充電ECU150Aは、タイマー充電設定を解除する(ステップS640)。その後、ステップS650において、送電開始指示が車両100Aから送電装置200Aに送信され、ステップS660〜S690の処理を通じて非接触充電が実行される。ステップS650〜S690の処理は、それぞれ、図4のステップS340〜S380の処理と同様である。
このように、この実施の形態2に従う車両100Aにおいては、履歴有を示す信号が通信部140により受信された場合に、タイマー充電設定が解除される。したがって、ユーザは、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器(タイマー充電設定部160)等に不具合が生じたとしても、一連の動作を所定時間内に行なうことにより、車両100Aにおけるタイマー充電設定を解除することができる。
以上のように、この実施の形態2に従う非接触電力伝送システム1Aにおいては、タイマー充電設定中にユーザが一連の動作を所定時間内に行なうと、予め定められた信号(履歴有を示すフラグ)が送電装置200Aから車両100Aに送られる。そして、車両100Aが予め定められた信号(履歴有を示すフラグ)を受けた場合に、予め設定された時刻スケジュールに拘わらず非接触充電が開始される。したがって、ユーザは、タイマー充電設定を解除するために用いられる入力機器(タイマー充電設定部160)等に不具合が生じたとしても、一連の動作を所定時間内に行なうことにより、非接触電力伝送システム1Aにおける非接触充電を開始させることができる。
(他の実施の形態)
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態1,2を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこれらの実施の形態に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
実施の形態1,2においては、電源ケーブル300の一方の端部にコネクタ310が設けられ、他方の端部は送電装置200,200Aに常時接続されることとした。しかしながら、電源ケーブル300の構成は必ずしもこれに限定されない。たとえば、電源ケーブル300の一方の端部を系統電源400に常時接続し、送電装置200,200Aに対して抜き差し可能なコネクタを他方の端部に設ける構成としてもよい。この場合には、コネクタを送電装置200,200Aから引き抜き、その後、コネクタを送電装置200,200Aに対して再び差し込む一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号が送電装置200,200Aから車両100,100Aに送られるようにしてもよい。
また、たとえば、電源ケーブル300の両方の端部にコネクタが設けられてもよい。この場合には、何れかのコネクタの抜き差しが所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号が送電装置200,200Aから車両100,100Aに送られるようにしてもよい。
また、実施の形態1,2においては、一連の動作は、系統電源400からコネクタ310を1回引き抜き、その後、系統電源400にコネクタ310を1回差し込む動作とした。しかしながら、一連の動作は必ずしもこれに限定されない。たとえば、系統電源400に対してコネクタ310を複数回抜き差しする動作を一連の動作としてもよい。この場合には、最初にコネクタ310が系統電源400から引き抜かれた時刻と、最後にコネクタ310が系統電源400に差し込まれた時刻との差が所定時間内である場合に、予め定められた信号が送電装置200,200Aから車両100,100Aに送られるようにしてもよい。要するに、一連の動作は、送電装置200,200Aと系統電源400との電源ケーブル300を通じた接続を(最初に)解除し、その後、送電装置200,200Aと系統電源400とを電源ケーブル300を通じて(最後に)再び接続する動作であればよい。
また、たとえば、系統電源400から送電装置200への電力供給の可否を切り替えるスイッチを設けてもよい。この場合には、一連の動作は、たとえば、スイッチをオフ状態(電力供給不可となる)とし、その後、スイッチをオン状態(電力供給可となる)とする動作としてもよい。
また、実施の形態1,2においては、送電装置200,200Aから車両100,100Aに非接触電力伝送が行なわれた。しかしながら、送電装置200,200Aから受電する装置は必ずしも車両100,100Aに限定されない。送電装置200,200Aから受電する装置は、たとえば、バッテリを含むスマートフォン、携帯電話、及びデジタルカメラ等でもよい。
また、実施の形態1においては、受電コイル115により要求パルスが受電されたことを電圧センサ117により検知することとした。しかしながら、要求パルスを検知するデバイスは必ずしもこれに限定されない。たとえば、受電コイル115による受電電流を検知する電流センサを用いることにより、受電コイル115により要求パルスが受電されたことを検知することとしてもよい。
なお、上記において、送電装置200,200Aは、この発明における「送電装置」の一実施例に対応し、車両100,100Aは、この発明における「受電装置」の一実施例に対応する。受電部110,110Aは、この発明における「受電部」の一実施例に対応し、蓄電装置120は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応し、充電ECU150,150Aは、この発明における「第1の制御装置」の一実施例に対応する。送電部210は、この発明における「送電部」の一実施例に対応し、制御装置230,230Aは、この発明における「第2の制御装置」の一実施例に対応する。通信部140は、この発明における「第1の通信部」の一実施例に対応し、通信部220は、この発明における「第2の通信部」の一実施例に対応し、制御装置230,230Aの内部メモリは、この発明における「記憶部」の一実施例に対応する。
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説明ではなく、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。
1,1A 非接触電力伝送システム、100,100A 車両、110,110A 受電部、115 受電コイル、117,217 電圧センサ、118 制御回路、120 蓄電装置、130 PCU、140,220 通信部、150,150A 充電ECU、160 タイマー充電設定部、165,225 タイマー、200,200A 送電装置、210 送電部、215 送電コイル、230,230A 制御装置、300 電源ケーブル、310 コネクタ、400 系統電源。
無線通信が確立されていると判定されると(ステップS520においてYES)、制御装置230Aは、履歴有を示すフラグが既に車両100Aに送信済みであるか否かを判定する(ステップS530)。たとえば、制御装置230Aは、履歴有を示すフラグが送信済みであるか否かを示す送信済フラグを内部メモリに記憶し、送信済フラグを参照することにより、履歴有を示すフラグが送信済みであるか否かを判定する。履歴有を示すフラグが送信済みであると判定されると(ステップS530においてYES)、処理はステップS570に移行する。
履歴有を示すフラグが送信済みではないと判定されると(ステップS530においてNO)、制御装置230Aは、履歴フラグが履歴有りに設定されているか否かを判定する(ステップS540)。

Claims (5)

  1. 送電装置と、前記送電装置から非接触で受電する受電装置とを備える非接触電力伝送システムであって、
    前記受電装置は、
    前記送電装置から非接触で受電する受電部と、
    前記受電部によって受電される電力を蓄える蓄電装置と、
    予め設定された時刻スケジュールに従って前記蓄電装置の充電が開始されるように、前記時刻スケジュールに従って前記送電装置に送電開始を指示する第1の制御装置とを含み、
    前記送電装置は、
    前記送電装置と前記送電装置の外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、前記電源から取得される電力を前記受電部に非接触で送電する送電部と、
    前記送電装置と前記電源との前記電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、前記送電装置と前記電源とを前記電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号を前記受電装置に送るための処理を実行する第2の制御装置とを含み、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に前記信号を受けたときは、前記時刻スケジュールに拘わらず前記送電装置に送電開始を指示する、非接触電力伝送システム。
  2. 前記信号は、予め定められたパルス状の電力であり、
    前記第2の制御装置は、前記一連の動作が前記所定時間内に行なわれた場合に、前記パルス状の電力を前記受電部に送電するように前記送電部を制御し、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に前記パルス状の電力が前記受電部により受電されたときは、前記時刻スケジュールに拘わらず前記送電装置に送電開始を指示する、請求項1に記載の非接触電力伝送システム。
  3. 前記受電装置は、前記送電装置と通信する第1の通信部をさらに含み、
    前記送電装置は、
    前記第1の通信部と通信する第2の通信部と、
    前記一連の動作が前記所定時間内に行なわれた履歴を記憶する記憶部とをさらに含み、
    前記信号は、前記履歴を示す信号であり、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に、前記第1及び第2の通信部間の通信を間欠的に確立するように前記第1の通信部を制御し、
    前記第2の制御装置は、前記第1及び第2の通信部間の通信が確立された場合に、前記記憶部に前記履歴が記憶されているときは、前記履歴を示す信号を前記第1の通信部に送信するように前記第2の通信部を制御し、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に前記履歴を示す信号が前記第1の通信部を通じて受信されたときは、前記時刻スケジュールに拘わらず前記送電装置に送電開始を指示する、請求項1に記載の非接触電力伝送システム。
  4. 送電装置から非接触で受電する受電装置であって、
    前記送電装置から非接触で受電する受電部と、
    前記受電部によって受電される電力を蓄える蓄電装置と、
    予め設定された時刻スケジュールに従って前記蓄電装置の充電が開始されるように、前記時刻スケジュールに従って前記送電装置に送電開始を指示する第1の制御装置とを備え、
    前記送電装置は、
    前記送電装置と前記送電装置の外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、前記電源から取得される電力を前記受電部に非接触で送電する送電部と、
    前記送電装置と前記電源との前記電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、前記送電装置と前記電源とを前記電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、予め定められた信号を前記受電装置に送るための処理を実行する第2の制御装置とを備え、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に前記信号を受けたときは、前記時刻スケジュールに拘わらず前記送電装置に送電開始を指示する、受電装置。
  5. 受電装置に非接触で送電する送電装置であって、
    前記受電装置は、
    前記送電装置から非接触で受電する受電部と、
    前記受電部によって受電される電力を蓄える蓄電装置と、
    予め設定された時刻スケジュールに従って前記蓄電装置の充電が開始されるように、前記時刻スケジュールに従って前記送電装置に送電開始を指示する第1の制御装置とを備え、
    前記第1の制御装置は、前記時刻スケジュールが設定されている場合に前記送電装置から予め定められた信号を受けたときは、前記時刻スケジュールに拘わらず前記送電装置に送電開始を指示し、
    前記送電装置は、
    前記送電装置と前記送電装置の外部の電源とが電源ケーブルを通じて接続された状態で、前記電源から取得される電力を前記受電部に非接触で送電する送電部と、
    前記送電装置と前記電源との前記電源ケーブルを通じた接続を解除し、その後、前記送電装置と前記電源とを前記電源ケーブルを通じて再び接続する一連の動作が所定時間内に行なわれた場合に、前記信号を前記受電装置に送るための処理を実行する第2の制御装置とを備える、送電装置。
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