JP2024025072A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】地上給電装置と車両との誤ペアリングを抑制する。【解決手段】地上給電装置３から電力を受電可能な車両４は、第１通信方式により地上給電装置と無線で通信する第１通信機４４と、第１通信方式よりも指向性が高い第２通信方式により地上給電装置と無線で通信する第２通信機４５と、第１通信装置及び前記第２通信装置に接続された制御装置と、を有する。制御装置は、１通信方式での通信及び第２通信方式による通信によって同一の地上給電装置の識別情報を受信したときに、車両と前記地上給電装置とをペアリングする。【選択図】図５

Description

本開示は、地上給電装置から電力を受電可能な車両に関する。

従来、磁界結合（電磁誘導）、電界結合、磁界共振結合（磁界共鳴）及び電界共振結合（電界共鳴）のような伝送方式を用いて、地面に設置された地上給電装置から、駐車中の車両へ電力を非接触で給電する非接触給電システムが知られている。このような非接触給電システムにおいては、複数設置された地上給電装置のうちの１つと車両とを無線通信を用いてペアリングし、ペアリングされた地上給電装置と車両との間で非接触給電が行われる。例えば、車両側から不特定多数の地上給電装置へ問合せ信号を送信し、当該送信出力を徐々に小さくして１つの地上給電装置からのみ応答信号を受信したときに、当該１つの地上給電装置と車両との間でペアリングを行う車載通信装置及び通信方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－０１７７４７号公報

しかしながら、複数の地上給電装置が互いに近接して配置されていて且つ電波干渉を起こす障害物が近くにある場合には、車両は、最も近い位置にある地上給電装置ではなく離れた位置にある地上給電装置と誤ペアリングしてしまうおそれがある。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、地上給電装置と車両との誤ペアリングを抑制することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）地上給電装置から電力を受電可能な車両であって、
第１通信方式により前記地上給電装置と無線で通信する第１通信装置と、
前記第１通信方式よりも指向性が高い第２通信方式により前記地上給電装置と無線で通信する第２通信装置と、
前記第１通信装置及び前記第２通信装置に接続された制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記第１通信方式での通信及び前記第２通信方式による通信によって同一の地上給電装置の識別情報を受信したときに、当該車両と前記地上給電装置とをペアリングする、車両。
（２）前記制御装置は、前記第１通信方式による通信によって前記地上給電装置の識別情報を受信しているにもかかわらず、前記第２通信方式による通信によって前記地上給電装置の識別情報を受信していない場合又は前記第２通信方式による通信によって複数の前記地上給電装置の識別情報を受信している場合には、当該車両を移動させるための車両移動処理を行う、上記（１）に記載の車両。
（３）前記制御装置は、前記車両移動処理を行ったにもかかわらず、前記第２通信方式による通信によって識別情報を受信していない場合又は前記第２通信方式による通信によって複数の前記地上給電装置の識別情報を受信している場合には、当該車両の乗員に手動でペアリングさせるための手動処理を行う、上記（２）に記載の車両。
（４）前記制御装置は、前記第２通信方式による通信によって受信した前記地上給電装置の識別情報が、前記第１通信方式による通信によって受信した前記地上給電装置の識別情報に含まれていない場合には、当該車両の乗員に手動でペアリングさせるための手動処理を行う、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の車両。
（５）前記制御装置は、前記地上給電装置から当該車両へ給電されているときに、前記地上給電装置から当該車両への給電効率を算出し、算出された給電効率が所定値未満である場合には、前記第１通信装置に前記地上給電装置へ送電停止指示を送信させる、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の車両。
（６）前記第２通信方式での通信は、前記地上給電装置から前記第２通信装置への一方向の通信である、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の車両。
（７）前記第２通信方式による通信速度は、前記第１通信方式による通信速度よりも遅い、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の車両。
（８）前記第２通信方式は、赤外線又は超音波を用いた通信である、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の車両。

本開示によれば、地上給電装置と車両との誤ペアリングを抑制することができる。

図１は、一つの実施形態に係る車両を有する非接触給電システムの全体的な構成を概略的に示す図である。 図２は、非接触給電システムを構成する一つの地上給電装置及び一つの車両の構成を概略的に示す図である。 図３は、地上給電装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図４は、車両の構成を概略的に示すブロック図である。 図５は、車両と地上給電装置とのペアリングを行うペアリング処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、送電処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、受電処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜非接触給電システムの構成＞
図１は、一つの実施形態に係る車両４を有する非接触給電システム１の全体的な構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、非接触給電システム１は、充電ステーション２に配置された複数の地上給電装置３と、地上給電装置３から電力を受電可能な車両４とを有する。本実施形態における非接触給電システム１では、地上給電装置３から車両４へ磁界共振結合（磁界共鳴）による非接触電力伝送が行われる。

地上給電装置３は、充電ステーション２における各駐車区画に対応して設置される。したがって、一つの駐車区画には、一つの地上給電装置３が設けられる。各地上給電装置３は、それぞれ、後述する送電装置５を一つ有する。

＜地上給電装置の構成＞
次に、図２及び図３を参照して、地上給電装置３の構成について説明する。図２は、非接触給電システム１を構成する一つの地上給電装置３及び一つの車両４の構成を概略的に示す図である。

図２に示されるように、地上給電装置３は、車両４へ送電に関する機器として、送電装置５及び電源３１を備える。送電装置５は、非接触で車両４に送電するように構成され、充電ステーション２の各駐車区画の中央において地中に埋め込め込まれる。

電源３１は、送電装置５に電力を供給する。電源３１は、例えば、単層交流電力を供給する商用交流電源である。なお、電源３１は、三相交流電力を供給する他の交流電源であってもよいし、燃料電池のような直流電源であってもよい。

送電装置５は、電源３１から供給された電力を非接触で車両４へ送電する。送電装置５は、送電側整流回路５１、インバータ５２及び送電側共振回路５３を有する。送電装置５では、電源３１から供給される交流電力が送電側整流回路５１において整流されて直流電流に変換され、この直流電流がインバータ５２において交流電力に変換され、この交流電力が送電側共振回路５３に供給される。

具体的には、送電側整流回路５１は、電源３１から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力をインバータ５２に供給する。送電側整流回路５１は例えばＡＣ／ＤＣコンバータである。インバータ５２は、送電側整流回路５１から供給された直流電力を、電源３１の交流電力よりも高い周波数の交流電力（高周波電力）に変換し、高周波電力を送電側共振回路５３に供給する。送電側共振回路５３は、コイル５４及びコンデンサ５５から構成される共振器を有する。コイル５４及びコンデンサ５５の各種パラメータ（コイル５４の外径及び内径、コイル５４の巻数、コンデンサ５５の静電容量等）は、送電側共振回路５３の共振周波数が所定の設定値になるように定められる。送電側共振回路５３は、インバータ５２から供給された高周波電力が送電側共振回路５３に印加されると、送電するための交番磁界を発生させる。なお、電源３１が直流電源である場合には、送電側整流回路５１は省略されてもよい。

図３は、地上給電装置３の構成を概略的に示すブロック図である。図２及び図３に示されるように、地上給電装置３は、更に、地上側第１通信機３２、地上側第２通信機３３、地上側センサ３４、及びコントローラ３５を有する。送電装置５のインバータ５２、地上側第１通信機３２、地上側第２通信機３３、及び地上側センサ３４は、信号線を介してコントローラ３５に接続される。

地上側第１通信機３２は、車両４の後述する車両側第１通信機４４と無線で通信する。また、地上側第２通信機３３は、車両４の後述する車両側第２通信機４５と無線で通信する。これら地上側第１通信機３２及び地上側第２通信機３３における通信については後述する。

地上側センサ３４は、地上給電装置３の状態を検出する。本実施形態では、地上側センサ３４は、例えば、送電装置５の各種機器（特に、送電側共振回路５３、インバータ５２及び送電側整流回路５１）に流れる電流を検出する送電装置電流センサ、送電装置５の各種機器に加わる電圧を検出する送電装置電圧センサを含む。地上側センサ３４の出力は、コントローラ３５に入力される。

コントローラ３５は、例えば汎用コンピュータであり、地上給電装置３の各種制御を行う。例えば、コントローラ３５は、送電装置５のインバータ５２に電気的に接続され、送電装置５による電力送信を制御すべくインバータ５２を制御する。さらに、コントローラ３５は、地上側第１通信機３２及び地上側第２通信機３３を制御する。したがって、コントローラ３５は、送電装置５、地上側第１通信機３２及び地上側第２通信機３３を制御する地上側制御装置として機能する。

コントローラ３５は、通信インターフェース３５１、メモリ３５２及びプロセッサ３５３を備える。通信インターフェース３５１、メモリ３５２及びプロセッサ３５３は信号線を介して互いに接続されている。

通信インターフェース３５１は、地上給電装置３を構成する各種機器（例えば、インバータ５２、地上側第１通信機３２及び地上側第２通信機３３など）にコントローラ３５を接続するためのインターフェース回路を有する。コントローラ３５は、通信インターフェース３５１を介して他の機器と通信する。

メモリ３５２は、例えば、揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ）、不揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＯＭ）等を有する。メモリ３５２は、プロセッサ３５３において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ３５３によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。メモリ３５２は、例えば、各地上給電装置３の識別情報（例えば、識別番号）を記憶する。

プロセッサ３５３は、一つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びその周辺回路を有する。プロセッサ３５３は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ３５３は、メモリ３５２に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。

＜車両の構成＞
次に、図２及び図４を参照して、車両４の構成について説明する。図４は、車両４の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、車両４は、受電に関する機器及び受電した電力の使用に関する機器として、モータ４１、バッテリ４２、パワーコントールユニット（ＰＣＵ）４３及び受電装置６を備える。本実施形態では、車両４は、モータ４１のみが車両４を駆動するバッテリ電動車両（ＢＥＶ）である。しかしながら、車両４は、モータ４１に加えて内燃機関が車両４を駆動するハイブリッド電動車両（ＨＥＶ）であってもよい。

モータ４１は、例えば交流同期モータであり、電動機及び発電機として機能する。モータ４１は、電動機として機能するとき、バッテリ４２に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ４１の出力は減速機及び車軸を介して車輪に伝達される。

バッテリ４２は、充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等から構成される。バッテリ４２は車両４の走行に必要な電力（例えばモータ４１の駆動電力）を蓄える。受電装置６が受電した電力が供給されると、バッテリ４２が充電される。バッテリ４２が充電されると、バッテリ４２の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）が回復する。

ＰＣＵ４３はバッテリ４２及びモータ４１に電気的に接続される。ＰＣＵ４３は、インバータ、昇圧コンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータを有する。インバータは、バッテリ４２から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ４１に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ４２に蓄えられた電力がモータ４１に供給されるときに、必要に応じて電圧を昇圧する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、バッテリ４２に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ４２の電圧を降圧する。

受電装置６は、送電装置５から非接触で受電し、受電した電力をバッテリ４２に供給する。受電装置６は、受電側共振回路６１、受電側整流回路６４及び充電回路６５を有する。

受電側共振回路６１は、路面との距離が小さくなるように車両４の底部に配置される。本実施形態では、受電側共振回路６１は、車幅方向において車両４の中央に配置される。受電側共振回路６１は、送電側共振回路５３と同様の構成を有し、コイル６２及びコンデンサ６３から構成される共振器を有する。コイル６２及びコンデンサ６３の各種パラメータ（コイル６２の外径及び内径、コイル６２の巻数、コンデンサ６３の静電容量等）は、受電側共振回路６１の共振周波数が送電側共振回路５３の共振周波数と一致するように定められる。

図２に示されるように、受電側共振回路６１が送電側共振回路５３と対向しているときに、送電側共振回路５３によって交番磁界が生成されると、交番磁界の振動が、送電側共振回路５３と同一の共振周波数で共鳴する受電側共振回路６１に伝達される。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路６１に誘導電流が流れ、誘導電流によって受電側共振回路６１において誘導起電力が発生する。すなわち、送電側共振回路５３は受電側共振回路６１へ送電し、受電側共振回路６１は送電側共振回路５３から受電する。

受電側整流回路６４は受電側共振回路６１及び充電回路６５に電気的に接続される。受電側整流回路６４は、受電側共振回路６１から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力を充電回路６５に供給する。受電側整流回路６４は例えばＡＣ／ＤＣコンバータである。

充電回路６５は受電側整流回路６４及びバッテリ４２に電気的に接続される。特に、バッテリ４２へは、リレー４６を介して接続される。充電回路６５は、受電側整流回路６４から供給された直流電力をバッテリ４２の電圧レベルに変換してバッテリ４２に供給する。送電装置５から送電された電力が受電装置６によってバッテリ４２に供給されると、バッテリ４２が充電される。充電回路６５は例えばＤＣ／ＤＣコンバータである。

図２及び図４に示されるように、車両４は、更に、車両側第１通信機４４、車両側第２通信機４５、リレー４６、車両側センサ４７、ＨＭＩ（Human Machine Interface）４８及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）４９を有する。受電装置６の充電回路６５、車両側第１通信機４４、車両側第２通信機４５、リレー４６、車両側センサ４７、ＨＭＩ４８及びＥＣＵ４９は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワークを介して互いに接続される。

車両側第１通信機４４は、地上側第１通信機３２と無線で通信する。また、車両側第２通信機４５は、地上側第２通信機３３と無線で通信する。これら車両側第１通信機４４及び車両側第２通信機４５における通信については後述する。

リレー４６は、充電回路６５とバッテリ４２との接続状態を切り替える。リレー４６によって充電回路６５とバッテリ４２とが切断されると、受電装置６からバッテリ４２へ電流が流れず、よって実質的に給電が行われない。リレー４６の接続状態は、ＥＣＵ４９によって制御される。

車両側センサ４７は、車両４の状態を検出する。本実施形態では、車両側センサ４７は、例えば、受電装置６の各種機器（特に、受電側共振回路６１、受電側整流回路６４）に流れる電流を検出する受電装置電流センサ、受電装置６の各種機器に加わる電圧を検出する受電装置電圧センサ、バッテリ４２の充電率を検出するＳＯＣセンサを含む。車両側センサ４７の出力は、ＥＣＵ４９に入力される。

ＨＭＩ４８は、ＥＣＵ４９から受け取った通知用の情報を、車両４の乗員へ通知する。したがって、ＨＭＩ４８は、情報を乗員へ通知する通知装置として機能する。具体的には、ＨＭＩ４８は、例えば、液晶ディスプレイといった表示装置及びスピーカを有する。また、ＨＭＩ４８は、乗員からの入力を受け付け、受け付けた入力をＥＣＵ４９に送信する。したがって、ＨＭＩ４８は、乗員からの入力を受け付ける入力装置として機能する。具体的には、ＨＭＩ４８は、タッチパネル、スイッチ、ボタン及びリモコンを有する。

ＥＣＵ４９は車両４の各種制御を行う。例えば、ＥＣＵ４９は、送電装置５から送信された電力によるバッテリ４２の充電を制御すべく充電回路６５を制御する。また、ＥＣＵ４９は、バッテリ４２とモータ４１との間の電力の授受を制御すべくＰＣＵ３３を制御する。さらに、ＥＣＵ４９は、車両側第１通信機４４及び車両側第２通信機４５を制御する。したがって、ＥＣＵ４９は、受電装置６、ＰＣＵ３３、車両側第１通信機４４及び車両側第２通信機４５を制御する車両側制御装置として機能する。

ＥＣＵ４９は、通信インターフェース４９１、メモリ４９２及びプロセッサ４９３を有する。通信インターフェース４９１、メモリ４９２及びプロセッサ４９３は信号線を介して互いに接続されている。

通信インターフェース４９１は、車内ネットワークにＥＣＵ４９を接続するためのインターフェース回路を有する。ＥＣＵ４９は、通信インターフェース４９１を介して他の機器と通信する。

メモリ４９２は、例えば、揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＡＭ）及び不揮発性の半導体メモリ（例えばＲＯＭ）を有する。メモリ４９２は、プロセッサ４９３において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ４９３によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。

プロセッサ４９３は、一つ又は複数のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ４９３は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ４９３は、メモリ４９２に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。

＜通信システムの構成＞
図１に示されるような非接触給電システム１において、地上給電装置３から車両４へ非接触電力伝送を行うためには、地上給電装置３と車両４とをペアリングする必要があり、よって送電装置５と受電装置６とをペアリングする必要がある。加えて、地上給電装置３と車両４との間で電力伝送に関する情報を送受信する必要がある。このようなペアリング及び車両情報の送信を行うにあたって、地上給電装置３は、地上側第１通信機３２及び地上側第２通信機３３を有し、車両４は、車両側第１通信機４４及び車両側第２通信機４５を有する。

地上側第１通信機３２は、第１通信方式により他の機器、特に車両４の車両側第１通信機４４と無線で通信する、地上給電装置３に設けられた通信装置の一例である。また、車両側第１通信機４４は、第１通信方式により他の機器、特に地上給電装置３の地上側第１通信機３２と無線で通信する、車両４に設けられた通信装置の一例である。本実施形態では、地上側第１通信機３２と車両側第１通信機４４とは、第１通信方式により、双方向に通信可能に形成される。

本実施形態では、第１通信方式として、例えば、狭域無線通信が用いられる。狭域無線通信は、広域無線通信に比べて通信距離が短い通信であり、具体的には例えば通信距離が１０メートル未満の通信である。狭域無線通信としては、通信距離が短い種々の近距離無線通信を用いることができ、例えば、ＩＥＥＥ、ＩＳＯ、ＩＥＣ等によって策定された任意の通信規格（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標））に準拠した通信が用いられる。また、狭域無線通信を行うための技術としては、例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）、ＤＳＲＣ（dedicated Short Range Communication）等が用いられる。

一方、地上側第２通信機３３は、第２通信方式により他の機器、特に車両４の車両側第２通信機４５と無線で通信する、地上給電装置３に設けられた通信装置の一例である。また、車両側第２通信機４５は、第２通信方式により他の機器、特に地上給電装置３の地上側第２通信機３３と無線で通信する、車両４に設けられた通信装置の一例である。本実施形態では、地上側第２通信機３３と車両側第２通信機４５は、第２通信方式により、地上給電装置３の地上側第２通信機３３から車両側第２通信機４５へ一方向に通信可能に形成される。したがって、本実施形態では、地上側第２通信機３３は発信器として機能し、車両側第２通信機は受信機として機能する。

本実施形態では、第２通信方式として、第１通信方式よりも指向性の高い通信が用いられる。また、本実施形態では、第２通信方式として、第１通信方式よりも通信距離の短い通信が用いられる。加えて、本実施形態では、第２通信方式による通信速度は、第１通信方式による通信速度よりも遅い。具体的には、本実施形態では、第２通信方式として、赤外線又は超音波を用いた通信が用いることができ、例えば、ＩｒＤＡ等によって策定された任意の通信規格（例えば、ＩｒＤＡ ＤＡＴＡ）に準拠した通信や、特に通信規格に準拠していない通信が用いられる。

なお、地上側第２通信機３３と車両側第２通信機４５とは、第２通信方式により、双方向に通信可能に形成されてもよい。第２通信方式として赤外線を用いた通信が用いられる場合、地上側第２通信機３３は赤外線の発信器及び受信器を有し、同様に車両側第２通信機４５も赤外線の発信器及び受信器を有する。

＜ペアリング処理＞
ところで、上述したように、地上給電装置３から車両４へ非接触電力伝送を行うにあたっては、車両４と地上給電装置３との間で電力伝送に関する情報を送受信する必要がある。具体的には、例えば、車両４から地上給電装置３へは、地上給電装置３から受電することを要求する要求電力（又は、要求電力量）、現在の受電電力、送電停止要求などを送信することが必要である。また、車両４から地上給電装置３へは、例えば、受電装置６のコイル６２及びコンデンサ６３の各種パラメータ（コイル６２の外径及び内径、コイル６２の巻数、コンデンサ６３の静電容量等）、コイル６２の地面からの高さ、及び受電側共振回路６１の共振周波数のような受電装置６に関する情報、を送信する必要がある。一方、地上給電装置３から車両４へは、例えば、現在の送電電力などを送信することが必要である。

このような車両４と地上給電装置３との間で電力伝送に関する情報を送受信するにあたっては、或る程度速い通信速度で通信を行う必要がある。このため、本実施形態では、斯かる情報の送受信は第１通信方式によって行われる。

ここで、充電ステーション２の複数の地上給電装置３のそれぞれは、地上側第１通信機３２から問合せ信号を定期的に出力している。この問合せ信号には、対応する地上給電装置３の識別情報が含まれている。したがって、車両４は、車両側第１通信機４４によってこの問合せ信号を受信することによって、第１通信方式による電波の届く範囲内にある地上給電装置３の識別情報を取得することができる。

ところが、第１通信方式における通信は指向性が低い。このため、充電ステーション２の一つの駐車区画に停車した車両４の車両側第１通信機４４は、複数の地上側第１通信機３２から問合せ信号を受信する。したがって、車両４のＥＣＵ４９は、車両４の車両側第１通信機４４によって受信された信号によって、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３を特定することができない。

また、複数の問合せ信号を受信している場合、電波強度が最も大きい問合せ信号を送信してきた地上給電装置３と車両４をペアリングすることが考えられる。しかしながら、このようにしてペアリングを行うと、例えば電波干渉を起こす障害物が近くにあるような場合に、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３と車両４とを必ずしもペアリングすることができない。すなわち、第１通信方式による通信だけでは、必ずしもペアリングを適切に行うことができない。

そこで、本実施形態では、充電ステーション２の複数の地上給電装置３のそれぞれは、地上側第２通信機３３から問合せ信号を定期的に出力している。この問合せ信号にも、対応する地上給電装置３の識別情報が含まれている。したがって、車両４は、車両側第２通信機４５によってこの問合せ信号を受信することによって、対応する地上給電装置３の識別情報を取得することができる。そして、本実施形態では、ＥＣＵ４９は、車両側第１通信機４４及び車両側第２通信機４５が同一の地上給電装置３の識別情報を含む問合せ信号を受信したときに、車両４とこの地上給電装置３とをペアリングする。すなわち、ＥＣＵ４９は、第１通信方式での通信及び第２通信方式による通信によって同一の地上給電装置３の識別情報を受信したときに、車両４とこの地上給電装置３とをペアリングする。

ここで、第２通信方式は指向性の高い通信方式である。したがって、車両側第２通信機４５は、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３の地上側第２通信機３３と通信することはできる。その一方で、車両側第２通信機４５は、車両４が停車している駐車区画とは異なる駐車区画に対応する地上給電装置３の地上側第２通信機３３と通信することはできない。したがって、第２通信方式による通信によれば、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３を特定することができる。

一方で、本実施形態では、第２通信方式による通信速度は比較的遅い。したがって、第２通信方式による通信では、地上給電装置３と車両４との間で電力伝送に関する情報を必ずしも適切に送受信することができない。これに対して、本実施形態では、ペアリングを行うにあたって、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３と車両４との間で、第１通信方式での通信も確保されている。したがって、地上給電装置３と車両４との間で電力伝送に関する情報を適切に送受信することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ４９は、地上側第１通信機３２から一つの又は複数の問合せ信号を受信しているにもかかわらず、地上側第２通信機３３から問合せ信号を受信していない場合、又は複数の地上側第２通信機３３から問合せ信号を受信している場合に、車両移動処理を行う。すなわち、ＥＣＵ４９は、第１通信方式による通信によって地上給電装置３の識別情報を受信しているにもかかわらず、第２通信方式による通信によって地上給電装置３の識別情報を受信していない場合又は複数の地上給電装置３の識別情報を受信している場合には、車両移動処理を行う。車両移動処理は、ＥＣＵ４９を搭載した車両４を移動させるための処理であり、例えば、ＨＭＩ４８のディスプレイに乗員に移動を促す表示をさせること、又はＨＭＩ４８のスピーカから乗員に移動を促す音声を発信させることを含む。

ここで、第１通信方式による通信によって地上給電装置３の識別情報を受信しているにもかかわらず、第２通信方式による通信によって識別情報を受信していない場合又は複数の識別情報を受信している場合には、車両４が一つの地上給電装置３上に適切に停車していない可能性が高い。具体的には、車両４の受電装置６が地上給電装置３の送電装置５から離れて位置している可能性が高い。このように車両４が地上給電装置３上に適切に停車していない場合、非接触電力伝送を行っても効率が悪い。これに対して、本実施形態では、このような場合に車両４の移動を促すことにより、車両４を一つの地上給電装置３上に適切に停車させることができるようになる。

図５は、車両４と地上給電装置３とのペアリングを行うペアリング処理の流れを示すフローチャートである。ペアリング処理は、車両４のＥＣＵ４９によって実行される。本実施形態では、図５に示されるペアリング処理は、車両４が充電ステーション２の一つの駐車区画に停車した後に、車両４が停止されたときに開始される。車両４が停止されたときは、例えば、乗員によって車両４の停止ボタンが押されたとき、又は乗員によってイグニッションキーがオフにされたとき、などを含む。

なお、本実施形態では、車両４が停止されたときにペアリング処理が開始されるが、車両４が地上給電装置３に近接していれば、車両４が停止されたときとは異なるタイミングでペアリング処理が開始されてもよい。具体的には、例えば、車両４が充電ステーションに侵入したときや、車両４が充電ステーション２内で停車したとき（車両４が停止される前）などにペアリング処理が開始されてもよい。

ペアリング処理が開始されると、ＥＣＵ４９は、第１通信方式及び第２通信方式において受信している問合せ信号を検索する（ステップＳ１１）。すなわち、ＥＣＵ４９は、両通信方式によって通信可能な地上給電装置３を検索する。車両側第１通信機４４が問合せ信号を受信している場合には、受信した問合せ信号が車両側第１通信機４４からＥＣＵ４９に入力される。同様に、車両側第２通信機４５が問合せ信号を受信している場合には、受信した問合せ信号が車両側第２通信機４５からＥＣＵ４９に入力される。ＥＣＵ４９は、両通信器４４、４５からこのようにして入力されている問合せ信号を検索する。

ステップＳ１１において検索が行われると、次いで、ＥＣＵ４９は、車両側第１通信機４４が第１通信方式における問合せ信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。第１通信方式による通信は、指向性が低く且つ通信距離が或る程度長い通信であるため、充電ステーション２内に停車すると、通常は複数の問合せ信号を受信する。ステップＳ１２において車両側第１通信機４４が第１通信方式における問合せ信号を受信していないと判定された場合には、ステップＳ１１、Ｓ１２が繰り返される。なお、ステップＳ１１、Ｓ１２が一定数繰り返されても車両側第１通信機４４が第１通信方式における問合せ信号を受信しない場合には、停車している場所が充電ステーション２ではないか又は車両側第１通信機４４が故障している可能性が高い。このため、斯かる場合には、車両４と地上給電装置３とのペアリングを行うことなくペアリング処理が終了されてもよい。

ステップＳ１２において第１通信方式における問合せ信号を受信していると判定された場合には、ＥＣＵ４９は、車両側第２通信機４５が第２通信方式における問合せ信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。第２通信方式における通信は指向性が高く且つ通信距離が短いため、車両４が地上給電装置３からの給電に適した位置に停車されていれば、車両側第２通信機４５は第２通信方式における問合せ信号を受信する。

ステップＳ１３において車両側第２通信機４５が第２通信方式における問合せ信号を受信していないと判定された場合には、ＥＣＵ４９は、車両移動処理が過去に既に実行されているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において車両移動処理が未だ実行されていないと判定された場合には、ＥＣＵ４９は上述した車両４を移動させるための車両移動処理を実行する（ステップＳ１５）。車両４の移動後に再び車両４が停止されると、ＥＣＵ４９は再び第１通信方式及び第２通信方式における問合せ信号を検索する（ステップＳ１１）。

一方、ステップＳ１４において車両移動処理が過去に既に実行されていると判定された場合には、ＥＣＵ４９は、乗員に手動でペアリングさせるための手動処理を実行する（ステップＳ１６）。手動処理は、乗員に手動でペアリング操作させることを促す処理である。具体的には、ＥＣＵ４９は、手動処理として、例えば、受信している第１通信方式における問合せ信号に対応する複数の識別情報を選択肢として、ＨＭＩ４８のディスプレイに表示させる。この場合、乗員は、ＨＭＩ４８において表示された識別情報の中から、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３の識別情報を選択することになる。或いは、ＥＣＵ４９は、手動処理として、例えば、地上給電装置３の識別情報（例えば、識別番号）を入力するための入力欄を、ＨＭＩ４８のディスプレイに表示させる。この場合、乗員は、車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３の識別情報をＨＭＩ４８によって入力することになる。

ステップＳ１６において手動処理が実行されると、ＥＣＵ４９は、乗員によるペアリング操作が実施されたか否かを判定する（ステップＳ１７）。すなわち、ＥＣＵ４９は、ステップＳ１６における手動処理によって促されたペアリング操作を乗員が実施したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ４９は、手動処理において識別情報の選択肢がディスプレイに表示されている場合、乗員によって識別情報が選択されると、乗員によるペアリング操作が実施されたと判定する。また、ＥＣＵ４９は、手動処理において識別情報の入力欄がディスプレイに表示されている場合、乗員によって識別情報が入力されると、乗員によるペアリング操作が実施されたと判定する。ステップＳ１７において乗員によるペアリング操作が一定期間に亘って実施されなかったと判定された場合には、ＥＣＵ４９はペアリング処理を終了する。ステップＳ１７において乗員によるペアリング操作が実施されたと判定された場合には、ＥＣＵ４９は、車両４と、ペアリング操作によって特定された識別情報に対応する地上給電装置３とをペアリングする（ステップＳ１８）。また、ＥＣＵ４９は、車両４と地上給電装置３とをペアリングすると、車両側第１通信機４４を介してペアリング通知を対応する地上給電装置３へ送信する。

ステップＳ１３において車両側第２通信機４５が第２通信方式における問合せ信号を受信していると判定された場合には、ＥＣＵ４９は、第１通信方式によって受信した問合せ信号に含まれる識別情報に第２通信方式によって受信した問合せ信号に含まれる識別情報が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９において第１通信方式で得た識別情報に第２通信方式で得た識別情報が含まれていないと判定された場合には、このような判定が行われた回数が所定回数以下であるか否かが判定される（ステップＳ２０）。ステップＳ２０においてこのような判定が行われた回数が所定回数以下であると判定された場合には、ＥＣＵ４９は再び第１通信方式及び第２通信方式における問合せ信号を検索する（ステップＳ１１）。一方、ステップＳ２０において、第１通信方式で得た識別情報に第２通信方式で得た識別情報が含まれないとの判定が繰り返し所定回数以上行われたと判定された場合には、ＥＣＵ４９は、乗員に手動でペアリングさせための手動処理を実行する（ステップＳ１６）。

このように本実施形態では、第２通信方式による通信によって受信した問合せ信号に含まれる識別情報が、第１通信方式による通信によって受信した問合せ信号に識別情報に含まれていない場合には、車両の乗員に手動でペアリングさせるための手動処理が行われる。この結果、このような場合に、誤ペアリングが抑制される。

また、ステップＳ１９において第１通信方式で得た識別情報に第２通信方式で得た識別情報が含まれていると判定された場合には、ＥＣＵ４９は、第２通信方式によって受信した問合せ信号が一つだけであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において第２通信方式によって受信した問合せ信号が一つだけであると判定された場合には、車両４が地上給電装置３上に適切に停車していると考えられることから、ＥＣＵ４９は、車両４と、第２通信方式によって受信した問合せ信号に含まれる識別情報に対応する地上給電装置３とをペアリングする（ステップＳ１８）。

一方、ステップＳ２１において第２通信方式によって受信した問合せ信号が一つだけではなく複数あると判定された場合には、車両４が地上給電装置３上に適切に停車していないと考えられることから、ステップＳ１４を介してステップＳ１５において車両移動処理が実行される。具体的には、斯かる場合には、ＥＣＵ４９は、車両移動処理が過去に既に実行されているか否かを判定し（ステップＳ１４）、車両移動処理が未だ実行されていないと判定された場合には、ＥＣＵ４９は上述した車両４を移動させるための車両移動処理を実行する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４において車両移動処理が過去に既に実行されたと判定された場合には、手動処理が実行される（ステップＳ１６）。

すなわち、本実施形態では、ステップＳ１２において第１通信方式による通信によって問合せ信号（すなわち、識別情報）を受信していると判定されたにもかかわらず、ステップＳ１３において第２通信方式による通信によって問合せ信号（すなわち、識別情報）を受信していないと判定された場合、又はステップＳ２１において複数の問合せ信号を受信していると判定された場合には、車両移動処理が実行される。

また、本実施形態では、車両移動処理が実行されたにもかかわらず、状況が改善されずに、ステップＳ１３において第２通信方式による通信によって問合せ信号（すなわち、識別情報）を受信していないと判定された場合、又はステップＳ２１において複数の問合せ信号を受信していると判定された場合には、乗員に手動でのペアリングさせるための手動処理が実行される。このように、第２通信方式による通信によって車両４が停車している駐車区画に対応する地上給電装置３を特定することができない場合に乗員に手動でペアリングさせることにより、誤ペアリングが抑制される。

＜送電処理＞
次に、図６を参照して、地上給電装置３のコントローラ３５によって行われる送電処理について説明する。図６は、送電処理の流れを示すフローチャートである。図６に示した送電処理は、対応する車両４からペアリング通知を受信すると開始される。

送電処理が開始されると、コントローラ３５は、送電を開始するように送電装置５を制御する（ステップＳ３１）。具体的には、コントローラ３５は、交流電流を送電側共振回路５３に供給するようにインバータ５２を制御する。送電装置５による送電が開始されると、コントローラ３５は、送電装置５における送電電力を定期的に算出し、算出した送電電力を第１通信方式による通信を介して車両４に定期的に送信する（ステップＳ３２）。送電電力は、地上側センサ３４の各種出力に基づいて算出される。

コントローラ３５は、送電装置５による送電中には、第１通信方式による通信を介して、車両４から送電停止指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ３３）。送電停止指示を受信していないと判定された場合には、送電装置５による送電が継続される。一方、ステップＳ３３において車両４から送電停止指示を受信したと判定されたときには、コントローラ３５は、送電を停止するように送電装置５を制御する（ステップＳ３４）。その後、コントローラ３５は、車両４とのペアリングを解除する（ステップＳ３５）。

＜受電処理＞
次に、図７を参照して、車両４のＥＣＵ４９によって行われる受電処理について説明する。図７は、受電処理の流れを示すフローチャートである。図７に示した受電処理は、図５のステップＳ１８においてペアリングが行われると開始される。

受電処理が開始されると、ＥＣＵ４９は、受電を開始するように受電装置６を制御する（ステップＳ４１）。具体的には、ＥＣＵ４９は、充電回路６５とバッテリ４２とを接続するようにリレー４６を制御する。受電装置６による受電が開始されると、ＥＣＵ４９は、ステップＳ３２によって地上給電装置３から送電された電力を受電すると共に、受電装置６における受電電力を定期的に算出する（ステップＳ４２）。受電電力は、車両側センサ４７の各種出力に基づいて算出される。

ＥＣＵ４９は、受電装置６による受電中に、地上給電装置３から車両４への非接触電力伝送による給電効率が所定値（具体的には、例えば７０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。給電効率は、ステップＳ４２において求められた受電電力を送電電力で除算することによって算出される。

ステップＳ４３において給電効率が所定値以上であると判定された場合、すなわち地上給電装置３から車両４へ適切に給電が行われている場合には、ＥＣＵ４９は、次いで、バッテリ４２の充電率（ＳＯＣ）が基準値（例えば、ほぼ１００％）以上に到達したか否かを判定する（ステップＳ４４）。バッテリの充電率は、例えば、車両側センサ４７によって検出される。ステップＳ４４において充電率が基準値未満であると判定された場合には、受電装置６による受電が継続される。一方、ステップＳ４４においてＳＯＣが基準値以上に到達していると判定された場合には、ＥＣＵ４９は、第１通信方式による通信を介して、地上給電装置３へ送電停止指示を送信する（ステップＳ４５）。また、このときＥＣＵ４９は、充電回路６５とバッテリ４２との接続を解除するようにリレー４６を制御する。その後、ＥＣＵ４９は、地上給電装置３とのペアリングを解除する（ステップＳ４６）。

一方、ステップＳ４３において給電効率が所定値未満であると判定された場合、ＥＣＵ４９は、第１通信方式による通信を介して、地上給電装置３へ送電停止指示を送信する（ステップＳ４７）。加えて、ＥＣＵ４９は、地上給電装置３とのペアリングを解除する（ステップＳ４８）。このような場合には、地上給電装置３から車両４へ適切に給電が行われていないためである。特に、このような場合には、車両４と、車両４の駐車区画に対応する地上給電装置３とを適切にペアリングできていなかった可能性がある。このため、このような場合には、ＥＣＵ４９は、ステップＳ１６と同様に、乗員に手動でペアリングさせための手動処理を実行する（ステップＳ４９）。すなわち、本実施形態では、ＥＣＵ４９は、地上給電装置３から車両４へ給電されているときに、地上給電装置３から車両４への給電効率を算出し、算出された給電効率が所定値未満である場合には、車両側第１通信機４４に地上給電装置３へ送電停止指示を送信させる。

ステップＳ４９において手動処理が実行されると、ＥＣＵ４９は、ステップＳ１７と同様に、乗員によるペアリング操作が実施されたか否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０においてペアリング操作が実施されたと判定された場合には、ＥＣＵ４９は、ステップＳ１８と同様に、車両４と、ペアリング操作によって特定された識別情報に対応する地上給電装置３とをペアリングする（ステップＳ５１）。一方、ステップＳ５０においてペアリング操作が実施されなかったと判定された場合には、ＥＣＵ４９は、受電処理を終了する。

＜変形例＞
地上給電装置３及び車両４は、第１通信機３２、４４及び第２通信機３３、４５に加えて、広域無線通信を行う通信機を更に有してもよい。広域無線通信は、狭域無線通信に比べて通信距離が長い通信であり、具体的には例えば通信距離が１０メートルから１０キロメートルの通信である。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができ、例えば、３ＧＰＰ（登録商標）、ＩＥＥＥ（登録商標）によって策定された４Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇ、ＷｉＭＡＸ等の任意の通信規格に準拠した通信が用いられる。この場合、第１通信機３２、４４による第１無線通信方式の通信の代わりに、広域無線通信で電力伝送に関する情報が送受信されてもよい。

また、上記実施形態では、車両４は乗員によって運転操作が行われる車両である。しかしながら、車両４は、ＥＣＵ４９が運転操作を少なくとも部分的に自動的に行う自動運転車両であってもよい。この場合、ステップＳ１５において行われる車両移動処理は、ＥＣＵ４９が車両４を自動的に移動させる処理であってもよい。

また、上記実施形態では、ステップＳ１３において第２通信方式による通信によって問合せ信号を受信していないと判定された場合、又はステップＳ２１において複数の問合せ信号を受信していると判定された場合、車両移動処理が実行される。しかしながら、このような場合であっても、車両移動処理が実行されずにペアリング処理が終了されてもよい。或いは、このような場合に、車両移動処理を行うことなく、ステップＳ１６の手動処理が行われてもよい。

以上、本開示に係る好適な実施形態を説明したが、本開示はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

１ 非接触給電システム
２ 充電ステーション
３ 地上給電装置
４ 車両
５ 送電装置
６ 受電装置
３２ 地上側第１通信機
３３ 地上側第２通信機
３５ コントローラ
４４ 車両側第１通信機
４５ 車両側第２通信機
４９ ＥＣＵ

Claims (8)

1. 地上給電装置から電力を受電可能な車両であって、
   第１通信方式により前記地上給電装置と無線で通信する第１通信装置と、
   前記第１通信方式よりも指向性が高い第２通信方式により前記地上給電装置と無線で通信する第２通信装置と、
   前記第１通信装置及び前記第２通信装置に接続された制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、前記第１通信方式での通信及び前記第２通信方式による通信によって同一の地上給電装置の識別情報を受信したときに、当該車両と前記地上給電装置とをペアリングする、車両。
2. 前記制御装置は、前記第１通信方式による通信によって前記地上給電装置の識別情報を受信しているにもかかわらず、前記第２通信方式による通信によって前記地上給電装置の識別情報を受信していない場合又は前記第２通信方式による通信によって複数の前記地上給電装置の識別情報を受信している場合には、当該車両を移動させるための車両移動処理を行う、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記車両移動処理を行ったにもかかわらず、前記第２通信方式による通信によって識別情報を受信していない場合又は前記第２通信方式による通信によって複数の前記地上給電装置の識別情報を受信している場合には、当該車両の乗員に手動でペアリングさせるための手動処理を行う、請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記第２通信方式による通信によって受信した前記地上給電装置の識別情報が、前記第１通信方式による通信によって受信した前記地上給電装置の識別情報に含まれていない場合には、当該車両の乗員に手動でペアリングさせるための手動処理を行う、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記地上給電装置から当該車両へ給電されているときに、前記地上給電装置から当該車両への給電効率を算出し、算出された給電効率が所定値未満である場合には、前記第１通信装置に前記地上給電装置へ送電停止指示を送信させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
6. 前記第２通信方式での通信は、前記地上給電装置から前記第２通信装置への一方向の通信である、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
7. 前記第２通信方式による通信速度は、前記第１通信方式による通信速度よりも遅い、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。
8. 前記第２通信方式は、赤外線又は超音波を用いた通信である、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両。

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