JP2020088885A - 非接触送受電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】送電装置のコストの低減を図りつつ、車両と車両が接近している送電装置との無線通信を確立可能にする。【解決手段】送電部を有する送電装置と、蓄電装置と送電部から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、を備える非接触送受電システムにおいて、送電装置は、固有の特徴を有する電波を発信すると共に送電装置の識別情報と固有の特徴に対応する固有情報とを含むビーコンを発信し、車両は、受信した電波と受信したビーコンとを用いて車両が接近している送電装置を特定し、車両と車両が特定した送電装置との無線通信を確立する。【選択図】図1
Description
本発明は、非接触送受電システムに関し、詳しくは、送電装置と、蓄電装置と送電装置から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な受電装置とを有する車両と、を備える非接触送受電システムに関する。
従来、この種の非接触送受電システムとしては、送電部を有する送電装置と、蓄電装置と送電部から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、車両は、車両外部から撮影可能に設けられると共に固有のナンバー情報が記載されたナンバープレートを有し、ナンバー情報に対応するSSIDを受信した場合に接続要求信号を送信する。送電装置は、駐車スペースに駐車される車両のナンバー情報をカメラにより撮影して取得し、取得したナンバー情報に対応するSSIDを設定して車両に送信し、車両から接続要求信号を受信した場合に無線通信を確立する。
上述の非接触送受電システムでは、送電装置が、ナンバープレートのナンバー情報を撮影するためのカメラを有する必要があり、送電装置のコストアップにつながる。
本発明の非接触送受電システムは、送電装置のコストの低減を図りつつ、車両と車両が接近している送電装置との無線通信を確立可能にすることを主目的とする。
本発明の非接触送受電システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の非接触送受電システムは、
送電部を有する送電装置と、
蓄電装置と前記送電部から非接触で受電して前記蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、
を備える非接触送受電システムであって、
前記送電装置は、固有の特徴を有する電波を発信すると共に前記送電装置の識別情報と前記固有の特徴に対応する固有情報とを含むビーコンを発信し、
前記車両は、受信した前記電波と受信した前記ビーコンとを用いて前記車両が接近している前記送電装置を特定し、
前記車両と前記車両が特定した前記送電装置との無線通信を確立する、
ことを要旨とする。
送電部を有する送電装置と、
蓄電装置と前記送電部から非接触で受電して前記蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、
を備える非接触送受電システムであって、
前記送電装置は、固有の特徴を有する電波を発信すると共に前記送電装置の識別情報と前記固有の特徴に対応する固有情報とを含むビーコンを発信し、
前記車両は、受信した前記電波と受信した前記ビーコンとを用いて前記車両が接近している前記送電装置を特定し、
前記車両と前記車両が特定した前記送電装置との無線通信を確立する、
ことを要旨とする。
この本発明の非接触送受電システムでは、送電装置は、固有の特徴を有する電波を発信すると共に送電装置の識別情報と固有の特徴に対応する固有情報とを含むビーコンを発信し、車両は、受信した電波と受信したビーコンとを用いて車両が接近している送電装置を特定する。そして、車両と車両が特定した送電装置との無線通信を確立する。このようにして車両と車両が接近している送電装置(車両が特定した送電装置)との無線通信を確立することにより、送電装置がカメラを有しなくてよいから、送電装置のコストの低減を図りつつ、車両と車両が接近している送電装置との無線通信を確立することができる。
本発明の変形例の非接触送受電システムは、
送電部を有する送電装置と、
蓄電装置と前記送電部から非接触で受電して前記蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、
を備える非接触送受電システムであって、
前記車両は、固有の特徴を有する電波を発信し、
前記送電装置は、受信した前記電波の前記固有の特徴に対応する固有情報と前記送電装置の識別情報とを含むビーコンを発信し、
前記車両は、前記電波の前記固有の特徴と受信した前記ビーコンとを用いて前記車両が接近している前記送電装置を特定し、
前記車両と前記車両が特定した前記送電装置との無線通信を確立する、
ことを要旨とする。
送電部を有する送電装置と、
蓄電装置と前記送電部から非接触で受電して前記蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、
を備える非接触送受電システムであって、
前記車両は、固有の特徴を有する電波を発信し、
前記送電装置は、受信した前記電波の前記固有の特徴に対応する固有情報と前記送電装置の識別情報とを含むビーコンを発信し、
前記車両は、前記電波の前記固有の特徴と受信した前記ビーコンとを用いて前記車両が接近している前記送電装置を特定し、
前記車両と前記車両が特定した前記送電装置との無線通信を確立する、
ことを要旨とする。
この本発明の非接触送受電システムでは、車両は、固有の特徴を有する電波を発信し、送電装置は、受信した電波の固有の特徴に対応する固有情報と送電装置の識別情報とを含むビーコンを発信し、車両は、電波の固有の特徴と受信したビーコンとを用いて車両が接近している送電装置を特定し、車両と車両が特定した送電装置との無線通信を確立する。このようにして車両と車両が接近している送電装置(車両が特定した送電装置)との無線通信を確立することにより、送電装置がカメラを有しなくてよいから、送電装置のコストの低減を図りつつ、車両と車両が接近している送電装置との無線通信を確立することができる。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施例としての非接触送受電システム20の構成の概略を示す構成図である。図示するように、非接触送受電システム20は、複数の充電スタンド(送電装置)30A,30Bと車両40とを備える。なお、充電スタンドの数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
充電スタンド30A,30Bは、それぞれ、送電部32A,32Bと、電波発信部34A,34Bと、通信部36A,36Bと、送電用電子制御ユニット(以下、「送電ECU」という)38A,38Bとを備える。
送電部32A,32Bは、それぞれ、駐車スペースの床面などに設置された送電用コイルと送電用コイルに直列に接続されたコンデンサとを有する送電用共振回路や、家庭用電源や商用電源などの交流電源からの電力を電圧や周波数の調節を伴って送電用共振回路に供給する電源回路などを備える。送電部32A,32Bは、それぞれ、送電ECU38A,38Bにより制御される。
電波発信部34A,34Bは、それぞれ、充電スタンド30A,30Bに対応する駐車スペース39A,39B付近に向けて固有の周波数(固有の特徴)の電波を指向性を持たせて発信する。電波発信部34A,34Bは、それぞれ、送電ECU38A,38Bにより制御される。
通信部36A,36Bは、それぞれ、送電ECU38A,38Bと通信を行なうと共に充電スタンド30A,30Bの外部と無線通信を行なう。この通信部36A,36Bは、それぞれ、充電スタンド30A,30Bの識別情報と、電波発信部34A,34Bから発信させる電波に用いる固有の周波数(固有の特徴)を情報化した周波数情報(固有情報)と、を含むビーコンを発信する。通信部36A,36Bから発信されるビーコンは、全方位性を有する(指向性を持たない)ものとした。
送電ECU38A,38Bは、それぞれ、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。送電ECU38A,38Bは、それぞれ、送電部32A,32Bを制御すると共に電波発信部34A,34Bに固有の周波数(固有の特徴)の電波を発信させ、更に、上述したように、通信部36A,36Bと通信を行なう。
車両40は、走行用のモータを備える電気自動車ハイブリッド自動車として構成されており、蓄電装置としてのバッテリ42と、受電部44と、通信部46と、車両用電子制御ユニット(以下、「車両ECU」という)48とを備える。
バッテリ42は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、走行用のモータに電力ラインを介して接続されている。受電部44は、車体底面などに設置された受電用コイルと受電用コイルに直列に接続されたコンデンサとを有する受電用共振回路や、受電用共振回路で受電した交流電力を直流電力に変換してバッテリに供給する充電回路などを備える。通信部46は、車両ECU48と通信を行なうと共に車両40の外部と無線通信を行なう。
車両ECU48は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。車両ECU48は、バッテリ42の状態(電圧や電流、蓄電割合など)を管理する。また、車両ECU48は、上述したように、通信部46と通信を行なう。
次に、こうして構成された実施例の非接触送受電システム20の動作について説明する。図2は、充電スタンド30Aがシステム起動されたときに充電スタンド30Aの送電ECU38Aにより実行される送電側処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、充電スタンド30Bの送電ECU38Bは、充電スタンド30Bがシステム起動されたときに図2の送電側処理ルーチンと同様のルーチンを実行する。図3は、車両40が駐車スペース39A,39Bのうちの何れかに駐車される際に車両40の車両ECU48により実行される車両側処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、順に説明する。
図2の送電側処理ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、充電スタンド30Aの送電ECU38Aは、周囲のビーコンを探索し(ステップS100)、周囲にビーコンがあるか否かを判定することにより、周囲に他の充電スタンドがあるか否かを判定する(ステップS110)。
そして、周囲に他の充電スタンドがないときには、電波発信部34Aに発信させる電波の周波数に初期値を設定し(ステップS120)、周囲に他のスタンドがあるときには、他の充電スタンドの電波発信部が発信する電波の周波数と重ならないように、電波発信部34Aに発信させる電波の周波数を設定する(ステップS130)。こうして電波の周波数を設定すると、設定した周波数(固有の特徴)の電波の発信を電波発信部34Aに開始させると共に(ステップS140)、充電スタンド30Aの識別情報と電波の周波数情報(固有情報)とを含むビーコンの発信を通信部36Aに開始させて(ステップS150)、本ルーチンを終了する。
いま、充電スタンド30A,30Bの識別情報がそれぞれSSID1,SSID2で、充電スタンド30A,30Bの順にシステム起動された場合を考える。この場合、送電ECU38Aは、充電スタンド30Aの電波の周波数に値f1(例えば、100kHz)を設定し、設定した周波数の電波を電波発信部34Aから駐車スペース39A付近に向けて発信させると共に充電スタンド30Aの識別情報SSID1と電波の周波数情報f1とを含むビーコンを通信部36Aから発信させる。送電ECU38Bは、充電スタンド30Bの電波の周波数に初期値f1とは異なる値f2(例えば、200kHz)を設定し、設定した周波数の電波を電波発信部34Bから駐車スペース39B付近に向けて発信させると共に充電スタンド30Bの識別情報SSID2と電波の周波数情報f2とを含むビーコンを通信部36Bから発信させる。
次に、図3の車両側処理ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、車両40の車両ECU48は、電波を受信したか否かを判定し(ステップS200)、電波を受信していないときには、電波を受信するのを待つ。そして、電波を受信すると、受信した電波の周波数を解析すると共に(ステップS210)、車両40周辺のビーコンを探索する(ステップS220)。そして、探索したビーコンのうち解析した周波数(固有の特徴)とマッチする周波数情報(固有情報)を含むビーコンを選択し(ステップS230)、車両40の通信部46と、選択したビーコンに含まれる識別情報に対応する充電スタンドの通信部と、の無線通信を確立して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。こうして無線通信を確立すると、その充電スタンドと車両40との非接触での送受電を伴うバッテリ42の充電である非接触充電を実行する。
図4は、車両40が駐車スペース39Aに駐車される(車両40の受電部44の受電用コイルが充電スタンド30Aの送電部32Aの送電用コイルと対向するように車両40が駐車される)際の車両40と充電スタンド30Aとの無線通信の確立方法を説明するための説明図である。この図では、充電スタンド30Aから、100kHzの周波数の電波と充電スタンド30Aの識別情報SSID1および電波の周波数情報100kHzを含むビーコンとが発信され、充電スタンド30Bから、200kHzの周波数の電波と充電スタンド30Bの識別情報SSID2および電波の周波数情報200kHzを含むビーコンとが発信されているものとした。図示するように、車両40は、100kHzの周波数の電波を受信すると、車両40周辺のビーコンを探索し、受信した電波の周波数100kHzにマッチする周波数情報100kHzを含むビーコンを選択し、選択したビーコンに含まれる識別情報SSID1に対応する充電スタンド30Aとの無線通信を確立する。
このようにして車両40と充電スタンド30A,30Bのうち車両40が接近している充電スタンドとの無線通信を確立することにより、車両40のナンバープレートの情報を撮影するためのカメラを充電スタンドに設ける必要がないから、充電スタンドのコストの低減を図りつつ、車両40と車両40が接近している充電スタンドとの無線通信を確立することができる。
以上説明した実施例の非接触送受電システム20では、充電スタンド30A,30Bは、それぞれ、互いに異なる周波数(固有の特徴)の電波を電波発信部34A,34Bから発信すると共に充電スタンド30A,30Bの識別情報と電波の周波数情報(固有情報)とを含むビーコンを発信し、車両40は、受信した電波と受信したビーコンとを用いて充電スタンド30A,30Bのうち車両40が接近している充電スタンドを特定する。そして、車両と特定した充電スタンドとの無線通信を確立する。このようにして車両と特定した充電スタンドとの無線通信を確立することにより、充電スタンドのコストの低減を図りつつ、車両40と車両40が接近している充電スタンドとの無線通信を確立することができる。
実施例の非接触送受電システム20では、充電スタンド30A,30Bの送電ECU38A,38Bは、それぞれ、周囲に他の充電スタンドがないときには、電波発信部34A,34Bに発信させる電波の周波数に初期値を設定し、周囲に他のスタンドがあるときには、他の充電スタンドの電波発信部が発信する電波の周波数と重ならないように電波の周波数を設定するものとした。しかし、充電スタンド30A,30Bで互いに異なるようにそれぞれの電波の周波数が予め定められるものとしてもよい。
実施例の非接触送受電システム20では、充電スタンド30A,30Bで、電波発信部34A,34Bから発信する電波の周波数(例えば、100kHzや200kHz)および通信部36A,36Bから発信するビーコンに含める周波数情報を互いに異ならせるものとした。しかし、図5に示すように、充電スタンド30A,30Bで、電波発信部34A,34Bから発信する電波の変調(振幅、周波数、位相など)により、デジタル値にしたときの配列および通信部36A,36Bから発信するビーコンに含める配列情報を互いに異ならせるものとしてもよい。この場合、車両40は、電波を受信すると、車両40周辺のビーコンを探索し、受信した電波のデジタル値にしたときの配列にマッチする配列情報を含むビーコンを選択し、選択したビーコンに含まれる識別情報に対応する充電スタンドとの無線通信を確立すればよい。
実施例の非接触送受電システム20では、図1に示したように、充電スタンド30A,30Bが電波発信部34A,34Bを備えるものとしたが、これに代えて、図6の変形例の非接触送受電システム120に示すように、充電スタンド130A,130Bが電波発信部を備えずに車両140が電波発信部145を備えるものとしてもよい。車両140の電波発信部145は、充電スタンド130A,130Bのうちの何れかの充電スタンドに接近して駐車する際に、対応する充電スタンドに向けて固有の周波数(固有の特徴)の電波を指向性を持たせて送信する。この電波発信部145は、車両ECU48により制御される。
次に、こうして構成された実施例の非接触送受電システム120の動作について説明する。図7は、充電スタンド130Aがシステムオンの状態で充電スタンド130Aの送電ECU38Aにより繰り返し実行される送電側処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。なお、充電スタンド130Bの送電ECU38Bは、充電スタンド130Bがシステムオンの状態で図7の送電側処理ルーチンと同様のルーチンを繰り返し実行する。図8は、車両40が駐車スペース39A,39Bのうちの何れかに駐車される際に車両140の車両ECU48により実行される車両側処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。以下、順に説明する。
図7の送電側処理ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、充電スタンド130Aの送電ECU38は、それぞれ、車両140を含む何れかの車両から電波を受信したか否かを判定する(ステップS300)。そして、何れの車両からも電波を受信していないときには、充電スタンド130Aの識別情報だけを含む(周波数情報を含まない)ビーコンを通信部36Aに発信させて(ステップS310)、本ルーチンを終了する。一方、何れかの車両から電波を受信したときには、受信した電波の周波数を解析して周波数情報を求め(ステップS320)、充電スタンド130Aの識別情報と解析した周波数情報(固有情報)とを含むビーコンを通信部36Aに発信させて(ステップS330)、本ルーチンを終了する。
次に、図8の車両側処理ルーチンについて説明する。このルーチンが実行されると、車両140の車両ECU48は、周囲のビーコンを探索し(ステップS400)、探索した周囲のビーコンに周波数情報が含まれているか否かを判定することにより、周囲に他の車両があるか否かを判定する(ステップS410)。
そして、周囲に他の車両がないときには、電波発信部145に発信させる電波の周波数に初期値を設定し(ステップS420)、周囲に他の車両があるときには、他の車両の電波発信部が発信する電波の周波数と重ならないように電波の周波数を設定する(ステップS430)。こうして電波の周波数を設定すると、設定した周波数(固有の特徴)の電波の発信を電波発信部145に開始させる(ステップS440)。
いま、車両140が駐車スペース39Aに駐車する際を考える。充電スタンド130Bの通信部36Bから充電スタンド30Bの識別情報だけを含む(周波数情報を含まない)ビーコンが発信されているときには、車両140は、電波発信部145から充電スタンド130Aに初期値の周波数(例えば、100kHz)の電波を発信させる。一方、充電スタンド130Bの通信部36Bから充電スタンド30Bの識別情報および周波数情報を含むビーコンが発信されているときには、車両140は、電波発信部145から充電スタンド130Aに初期値とは異なる周波数(例えば、200kHz)の電波を発信させる。なお、後者としては、車両140が駐車スペース39Aに駐車するよりも前に、他の車両が駐車スペース39Bに駐車されてその車両の電波発信部から充電スタンド130Bの通信部36Bに初期値の周波数の電波が送信されているときを挙げることができる。充電スタンド130Aは、車両140からの電波を受信すると、図7を用いて上述したように、通信部36Aから充電スタンド30Aの識別情報および周波数情報を含むビーコンを発信させる。
ステップS440で電波の発信を電波発信部145に開始させると、車両140周辺のビーコンを探索し(ステップS450)、探索したビーコンのうち電波発信部145に発信させた電波の周波数とマッチする周波数情報を含むビーコンを選択し(ステップS460)、車両140の通信部46と、選択したビーコンに対応する充電スタンドの通信部と、の無線通信を確立して(ステップS470)、本ルーチンを終了する。こうして無線通信を確立した後に、非接触充電を実行する。
図9は、車両140が駐車スペース39Aに駐車される際の車両140と充電スタンド130Aとの無線通信の確立方法を説明するための説明図である。図示するように、車両140は、100kHzの周波数の電波を充電スタンド130Aに向けて発信し、充電スタンド130Aは、100kHzの周波数の電波を受信すると、その電波の周波数情報および充電スタンド130Aの識別情報SSID1を含むビーコンを発信する。この図では、このとき、充電スタンド130Bは、充電スタンド130Bの識別情報SSID1だけを含む(周波数情報を含まない)ビーコンを発信している。そして、車両140は、車両140周辺のビーコンを探索し、電波の周波数100kHzにマッチする周波数情報100kHzを含むビーコンを選択し、選択したビーコンに含まれる識別情報SSID1に対応する充電スタンド130Aとの無線通信を確立する。
このようにして車両140と充電スタンド130A,130Bのうち車両140が接近している充電スタンドとの無線通信を確立することにより、車両140のナンバープレートの情報を撮影するためのカメラを充電スタンドに設ける必要がないから、充電スタンドのコストの低減を図りつつ、車両140と車両140が接近している充電スタンドとの無線通信を確立することができる。
変形例の非接触送受電システム120では、車両140の車両ECU48は、周囲に他の車両がないときには、電波発信部145に発信させる電波の周波数に初期値を設定し、周囲に他の車両があるときには、他の車両の電波発信部が発信する電波の周波数と重ならないように電波の周波数を設定するものとした。しかし、各車両で他の車両とは互いに異なるようにそれぞれの電波の周波数が予め定められるものとしてもよい。
変形例の非接触送受電システム120では、車両140と他の車両とで、発信する電波の周波数(例えば、100kHzや200kHz)を異ならせ、充電スタンド130A,130Bで、発信するビーコンに含める周波数情報を互いに異ならせるものとした。しかし、図5と同様に、車両140と他の車両とで、発信する電波の変調(振幅、周波数、位相など)によりデジタル値にしたときの配列を異ならせ、充電スタンド130A,130Bで、発信するビーコンに含める配列情報を互いに異ならせるものとしてもよい。この場合、車両140は、車両140周辺のビーコンを探索し、送信した電波のデジタル値にしたときの配列にマッチする配列情報を含むビーコンを選択し、選択したビーコンに含まれる識別情報に対応する充電スタンドとの無線通信を確立すればよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、充電スタンド30A,30Bが「送電装置」に相当し、車両40が「車両」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、非接触送受電システムの製造産業などに利用可能である。
20,120 非接触送受電システム、30A,30B 充電スタンド、32A,32B 送電部、34A,34B,145 電波発信部、36A,36B 通信部、38A,38B 送電ECU、39A,39B 駐車スペース、40,140 車両、42 バッテリ、44 受電部、46 通信部、48 車両ECU、130A,130B 充電スタンド。
Claims (1)
- 送電部を有する送電装置と、
蓄電装置と前記送電部から非接触で受電して前記蓄電装置を充電可能な受電部とを有する車両と、
を備える非接触送受電システムであって、
前記送電装置は、固有の特徴を有する電波を発信すると共に前記送電装置の識別情報と前記固有の特徴に対応する固有情報とを含むビーコンを発信し、
前記車両は、受信した前記電波と受信した前記ビーコンとを用いて前記車両が接近している前記送電装置を特定し、
前記車両と前記車両が特定した前記送電装置との無線通信を確立する、
非接触送受電システム。
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