JP5835290B2 - 充電システム及びペアリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両などに搭載された蓄電池に給電装置から電力を供給する充電システム、及び、同充電システムに用いられ、蓄電池への充電を管理する充電装置と給電装置との対応を特定するペアリング方法に関する。

周知のように、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載されている蓄電池を充電する充電システムは、車両に搭載されている蓄電池への充電を車両内部で管理する充電装置と、蓄電池に充電される電力を車両の外部から給電線を介して充電装置に供給する給電装置とを備えていることが多い。つまり、こうした充電システムにおいて、充電装置とは別の装置となる給電装置は、充電装置に給電線を介して接続されることによって充電装置に電力を供給する。こうした充電システムの一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の充電システム（給電システム）は、車載バッテリー（蓄電池）に充電するためのケーブルの先端の受電プラグに内蔵又は装着されるＩＣタグと、自動車用の充電ステーション（給電装置）、或いは充電器の給電コンセント内、或いはその近傍に設置させるＩＣタグリーダとを備える。そしてこの充電システムは、ＩＣタグリーダが受電プラグに装着されているＩＣタグのデータを読み取るとともに、このデータと事前に登録してあるデータとを照合し、これらデータが一致すれば給電コンセントから給電を開始することを可能にする。

特開２０１０−１４２０９６号公報

ところで近年、上述した充電システムにあっては、蓄電池への充電機能をより高機能化させることが求められている。そしてそのためには、給電装置と充電装置との間でのより多くの情報の授受が必要とされることになる。しかしながら、給電装置と充電装置とを接続する給電線は、通常、安全性や利便性等の確保のための基準や規制を充足する構造とはなっているものの、通信を意図した構造にはなっていないために、この給電線を介して情報の授受を行うことは事実上困難である。

本発明は、このような実情に鑑みなされたものであって、その目的は、給電装置と充電装置との間での給電はもとより、情報の授受をも可能ならしめる充電システム、及び、同充電システムに用いられ、給電装置と充電装置との間での対応関係を特定するペアリングをも容易に可能とするペアリング方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決する充電システムは、蓄電池に充電する電力を受電する受電部を有する充電装置と、前記充電装置の受電部に接続される給電部を有して該給電部に電力を供給する給電装置とを備える充電システムであって、前記給電部及び前記受電部はそれぞれ、電力を伝達する電力線、及び電力の伝達を制御する制御信号を伝達する制御信号線によって接続されるとともに、前記給電装置及び前記充電装置は、前記制御信号による制御に基づいて前記電力の伝達を行なうものであり、前記給電装置及び前記充電装置はそれぞれ、前記給電部と受電部との接続とは別に、それら給電装置と充電装置との間の相互通信を可能にする通信装置を備え、前記給電装置及び前記充電装置は、前記通信装置を介する通信に基づいて前記制御信号に付与する一時的な信号パターンを共有するとともに、前記給電装置及び前記充電装置の少なくとも一方は、前記制御信号から検出される制御信号の一時的な信号パターンとそれら共有する一時的な信号パターンとが一致することに基づいて、通信先の装置が前記給電部と前記受電部とが接続されている装置であることを特定することを要旨とする。

このような構成によれば、受電部と給電部とを接続させている給電装置と充電装置とが、その接続とは別に確保される通信装置による通信によっても接続されていることを特定することができるようになる。例えば、受電部と給電部とが接続されている給電装置と充電装置とを、一般的な無線通信やネットワーク通信などを介して通信させることができるようになる。これにより、電力線等を含み基準や規格等により変更や修正などが容易でない受電部と給電部との接続を維持しつつ、給電装置と充電装置とを通信させることができるようになる。例えば、給電装置と充電装置は、この通信を介して多くの情報を授受することができるようになるため、より高性能な充電制御が行なえるようにもなる。

また、給電装置と充電装置とが給電に用いる制御信号を操作したり、検出したりすることから制御信号に付与された、信号パターンの検出も容易である。つまり、共有する一時的な信号パターンと検出される信号パターンとの比較が容易でもある。

好ましくは、前記給電装置は、交流電力を供給するものであり、前記制御信号は、交流電力の給電を制御する信号である。
交流電源による充電の規格（例えば、ＳＡＥ Ｊ１７７２）によれば、受電部と給電部とが接続されるとき、電力線と制御信号線（ＣＰＬＴ信号線）とが接続されるものの、情報を通信するための経路は確保されない。つまり、このような構成によれば、受電部と給電部との接続だけでは情報通信用の経路が確保されないときにも、受電部と給電部との接続とは別に、情報通信用の経路が確保されるようになる。

好ましくは、前記制御信号による制御が電圧もしくはデューティ比の変更によって行われるものであり、前記制御信号の電圧もしくはデューティ比の変化から制御信号の一時的な信号パターンが検出される。

このような構成によれば、制御信号はその用途が定められているものの、電圧やデューティを変更することで、その制御信号を介して一時的な信号パターンを伝達させることができるようになる。

好ましくは、前記共有する一時的な信号パターンの付与された制御信号は前記給電装置によって生成されるものであり、前記充電装置は、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有する一時的な信号パターンとが一致するとき、その一致する旨を前記通信装置を介する通信により前記給電装置に通知する。

このような構成によれば、制御信号を給電装置により変化させることができる。また、充電装置により判定された２つの一時的な信号パターンが一致した旨の結果を、充電装置と給電装置とで利用することができるようになる。

好ましくは、前記共有する一時的な信号パターンの付与された制御信号は前記充電装置によって生成されるものであり、前記給電装置は、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有する一時的な信号パターンとが一致するとき、その一致する旨を前記通信装置を介する通信により前記充電装置に通知する。

このような構成によれば、制御信号を充電装置により変化させることができる。また、給電装置により判定された２つの一時的な信号パターンが一致した旨の結果を、給電装置と充電装置とで利用することができるようになる。

好ましくは、前記充電装置は、前記制御信号を一時的な信号パターンに基づいて変化させることで前記給電装置から出力される電力のエネルギーをその一時的な信号パターンに対応するように変化させるものであり、前記給電装置は、前記制御信号から検出される制御信号の一時的な信号パターンとして前記電力の一時的な信号パターンを検出し、その検出した一時的な信号パターンを前記共有する一時的な信号パターンと比較する。

このような構成によれば、充電装置が制御信号を共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させることで、給電装置から出力される電力に共有する一時的な信号パターンが含まれることとなり、給電装置はこの電力を介して制御信号に付与された一時的な信号パターンを検出できるようになる。これにより、制御信号を利用して調整された電力を介して検出される一時的な信号パターンと、共有する一時的な信号パターンとを比較することができる。

好ましくは、前記充電装置は、前記一時的な信号パターンを保持しており、前記通信装置を介して前記給電装置と通信することで、前記保持している一時的な信号パターンを前記給電装置と共有する。

このような構成によれば、充電装置が共有する信号パターンを保持することで、給電装置において共有する信号パターンにより充電装置を特定することも可能にもなる。
好ましくは、前記給電装置は、前記一時的な信号パターンを保持しており、前記通信装置を介して前記充電装置と通信することで、前記保持している一時的な信号パターンを前記充電装置と共有する。

このような構成によれば、給電装置が共有する信号パターンを保持することで、充電装置において共有する信号パターンにより給電装置の特定が可能にもなる。
上記課題を解決するペアリング方法は、蓄電池に充電する電力を受電する受電部を有する充電装置と、前記充電装置の受電部に接続される給電部を有して該給電部に電力を供給する給電装置とを関連付けるペアリング方法であって、前記給電部及び前記受電部を、電力を伝達する電力線と電力の伝達を制御する制御信号を伝達する制御信号線とによりそれぞれ接続する工程と、前記給電装置と前記充電装置とにそれぞれ設けた通信装置を介して相互通信するとともに、この相互通信によって前記制御信号の一時的な信号パターンを前記給電装置と前記充電装置とに共有させる工程と、前記給電部及び前記受電部の少なくとも一方が、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有させた一時的な信号パターンとが一致することに基づいて、通信先の装置が前記給電部と前記受電部とが接続されている装置であることを特定する工程とを備えることを要旨とする。

このような方法によれば、給電装置と充電装置との間に給電部と受電部との接続とは別に確保した通信が給電部と受電部とを接続させている対応関係にある給電装置と充電装置との間に確保されていることを特定する、つまりペアリングをすることができる。これにより、不特定多数の通信装置と通信可能な通信環境を提供する、一般的な無線通信やネットワーク通信などを用いて給電装置と充電装置との間に給電部と受電部との接続とは別の通信を確保することができるようになる。

充電システムを具体化した第１の実施形態について、その概略構成を示すブロック図。 同充電システムの給電線の接続構成を示す回路図。 同充電システムにおける制御信号の信号パターンの一例を示す図。 同充電システムにおける制御信号の信号パターンの一例を示す図。 同充電システムにおける給電装置のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムにおける充電装置（車両）のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムのペアリング処理に際しての給電装置と充電装置との挙動を示すシーケンス図。 充電システムを具体化した第２の実施形態について、その充電システムにおける給電装置のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムにおける充電装置（車両）のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムのペアリング処理に際して給電装置と充電装置との挙動を示すシーケンス図。 充電システムを具体化した第３の実施形態について、その充電システムにおける給電装置のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムにおける充電装置（車両）のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムのペアリング処理に際して給電装置と充電装置との挙動を示すシーケンス図。 充電システムを具体化した第４の実施形態について、その充電システムにおける給電装置のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムにおける充電装置（車両）のペアリング処理を示すフローチャート。 同充電システムのペアリング処理に際して給電装置と充電装置との挙動を示すシーケンス図。

（第１の実施形態）
充電システムを具体化した第１の実施形態について、図１〜７を参照して説明する。なお本実施形態では、車両２００は、電動モータの電源として蓄電池を搭載する電気自動車もしくはハイブリッド自動車（特に、プラグインハイブリッド自動車）である。

まず、充電システムの概要について説明する。
図１に示すように、本実施形態の充電システムは、大きくは、蓄電池２４０を搭載する車両２００と、車両２００の外部から車両２００の蓄電池２４０を充電させるための交流電力（ＡＣ電力）を供給する給電装置１００とによって構成されている。給電装置１００は、いわゆる充電スタンドなどである。

給電装置１００は、図示しない電力線などから電力を入力する。給電装置１００は、車両２００へ電力を供給する電力供給部１２０と、電力供給部１２０に情報授受可能に接続される給電側記憶部１６０とを備えている。また、給電装置１００は、電力供給部１２０に情報授受可能に接続されるとともに、車両２００との間の無線通信を可能にする通信装置としての給電側無線通信部１３０を備えている。さらに、給電装置１００は、電力供給部１２０に電気的に接続されるケーブル１２５と、ケーブル１２５の先端に設けられる給電部としての給電側コネクタ１２６とを備えている。

車両２００は、給電装置１００からの交流電力を受電する充電装置を構成する電力充電部２２０と、電力充電部２２０から電力が伝達される充電器２３０と、充電器２３０の出力電力により充電される蓄電池２４０と、電力充電部２２０に情報授受可能に接続される充電装置を構成する車載記憶部２６０とを備えている。また、車両２００は、電力充電部２２０に情報授受可能に接続されるとともに、給電装置１００との間の無線通信を可能にする充電装置を構成する通信装置としての車載無線通信部２７０を備えている。さらに、車両２００は、電力充電部２２０に電気的に接続され、給電装置１００の給電側コネクタ１２６が接続される受電部としてのインレット２２６を備えている。

また、給電装置１００の給電側コネクタ１２６と車両２００のインレット２２６とは、相互に接続することにより、電力伝達及び制御信号の伝達が可能な構造になっている。つまり、給電装置１００と車両２００とは、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とが接続されることによって、給電装置１００から車両２００へ制御信号に基づいて充電用の電力を供給することが可能に接続される。

図２に示すように、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とはそれぞれ、電力を供給する電力線Ｌ１，Ｌ２、接地線Ｌ３、制御信号を伝達させる制御信号線Ｌ４及び接続検出線Ｌ５を備えている。また、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とは、それらが接続されることで、各電力線Ｌ１，Ｌ２、各接地線Ｌ３、各制御信号線Ｌ４及び各接続検出線Ｌ５をそれぞれ接続させる。つまり、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とが接続されることで、給電装置１００の電力供給部１２０と車両２００の電力充電部２２０とは、電力線Ｌ１，Ｌ２、接地線Ｌ３、制御信号線Ｌ４及び接続検出線Ｌ５によって電気的に接続される。なお、本実施形態では、給電装置１００と車両２００との間に、電力線Ｌ１，Ｌ２等を接続させる経路を給電線と記載する。例えば、給電線には、ケーブル１２５、給電側コネクタ１２６及びインレット２２６が含まれる。

ところで、本実施形態では、給電装置１００と車両２００とは、交流電力の給電に関する規格、本実施形態では、ＳＡＥ（ソサエティオブオートモーティブエンジニアズ） Ｊ１７７２に定められている規格に基づいて接続される。すなわち、給電側コネクタ１２６及びインレット２２６は、ＳＡＥ Ｊ１７７２の規格を充足する構成となっている。よって、給電側コネクタ１２６及びインレット２２６は、その構成を上述の規格とは異なる構成に変更したり修正したりすることは、安全性や利便性などの観点から事実上困難なものとなっている。つまり、給電装置１００と車両２００との間に情報を授受させようとするとしても、給電線には通信回線が設けられていない。また、給電線に通信回線を設けることも容易ではない。

また、制御信号線Ｌ４の制御信号は、ＳＡＥ Ｊ１７７２の規格におけるＣＰＬＴ（コントロールパイロット）信号に対応する。つまり、制御信号は、ＳＡＥ Ｊ１７７２のＣＰＬＴ信号として規定された情報のみを伝達させる信号である。

そこで、本実施形態では、給電装置１００と車両２００とを、それぞれ各無線通信部１３０，２７０を介して通信させるにする。そして、この無線通信により、給電装置１００と車両２００との間に、給電線では伝達することのできない各種の情報の授受を可能にさせる、いわゆるハイレベルの無線通信を行う。このように、各種の情報の授受を可能にすることで、充電機能の更なる向上が図られるようになる。

ところが、給電装置１００と車両２００との接続関係は、給電線の接続によれば機械的に特定されるものの、無線通信による接続では、その無線通信による接続先が給電線による接続先に一致していることを確認し、特定すること、いわゆるペアリングを行う必要がある。そこで、本実施形態では、給電線により接続されている給電装置１００と車両２００とを無線通信させるためのペアリングを行う。そして、本実施形態では、ペアリングのために用意した一時的な信号パターンを、無線通信を介して給電装置１００と車両２００とに共有させるとともに、給電線を通じて伝達させることで、給電線の接続先と、無線通信との接続先の一致／不一致が特定できるようにしている。

次に、給電装置１００について詳述する。
給電側記憶部１６０は、不揮発性の記憶装置であって、ペアリングの処理等に用いられる各種パラメータが記憶されている。給電側記憶部１６０は、電力供給部１２０にて演算処理されるプログラムなどが保持されていてもよい。また、給電側記憶部１６０は、無線通信を通じて車両２００から伝達される各種情報、例えば、共有する一時的な信号パターンなどが記憶される。

電力供給部１２０は、車両２００へ供給する電力量を制御する電力制御部１２１と、車両２００との間で給電を制御するための制御信号を授受するとともに、授受した制御信号の内容を電力制御部１２１に伝達する制御信号処理部１２２とを備えている。また、電力供給部１２０は、制御信号の信号パターンについての各種処理を行うパターン処理部１２３を備えている。なお、電力供給部１２０は、演算部や、揮発性や不揮発性のメモリなどを有する小型コンピュータを備えて構成されており、メモリや給電側記憶部１６０などに記憶された各種のプログラムやパラメータを演算部などで演算処理することにより必要な機能を提供する。すなわち、電力供給部１２０は、電力制御部１２１、制御信号処理部１２２やパターン処理部１２３に対応する各プログラムを演算処理することで、電力制御部１２１、制御信号処理部１２２及びパターン処理部１２３の機能を発揮させる。

電力制御部１２１は、電力線Ｌ１，Ｌ２に出力する電力の出力／遮断や、出力する電力量を定める。電力制御部１２１は、電力の出力／遮断や出力する電力量を、制御信号処理部１２２から入力される制御信号等に基づいて定める。電力制御部１２１は、例えば、制御信号に基づいて電圧や電流を調整することによって電力線Ｌ１，Ｌ２に出力させる電力量を調整する。つまり、電力制御部１２１は、制御信号の状態が変化することに応じて電力量などを変化させる。

制御信号処理部１２２は、制御信号線Ｌ４を介して車両２００との間で制御信号を授受する。制御信号処理部１２２は、制御信号として、給電の可否や給電する電力量を特定する信号などが入力されるとともに、当該入力された制御信号に基づく内容を電力制御部１２１へ出力する。また、制御信号処理部１２２は、制御信号線Ｌ４を介して信号伝達に必要な信号を出力し、車両２００に入力させることができる。つまり、制御信号処理部１２２は、車両２００から入力される制御信号を検出することができるとともに、車両２００へ出力する制御信号を変化させることができる。

なお、制御信号線Ｌ４は、給電装置１００と車両２００との間での給電に必須とされる条件を制御信号として確実に伝達させるためのものであり、制御信号に含まれる情報の種類は予め定められている。そして通常、制御信号に含まれる情報の種類をユーザが変更することはできない。つまり、制御信号処理部１２２は、そこに入力される制御信号の種類、及び、そこから出力する制御信号の種類は予め定められている種類に限られる。

パターン処理部１２３は、制御信号処理部１２２に情報授受可能に接続されている。また、パターン処理部１２３は、給電側記憶部１６０にも情報授受可能に接続されており、給電側記憶部１６０に記憶されている共有する一時的な信号パターンを参照・取得することができる。

また、パターン処理部１２３は、給電装置１００から車両２００へ伝達させる制御信号を変化させることができる。つまり、パターン処理部１２３は、制御信号処理部１２２に共有する一時的な信号パターンを指示することにより、制御信号処理部１２２から出力される制御信号を共有する一時的な信号パターンに基づく態様に変化にさせる。なおパターン処理部１２３が指示する共有する一時的な信号パターンは、制御信号を、その制御信号の仕様として予め定められている電圧やデューティの範囲で変化させることができるパターンとなっている。なお、パターン処理部１２３は、制御信号処理部１２２に指示する共有する一時的な信号パターンを給電側記憶部１６０から取得することができる。

なお、パターン処理部１２３は、制御信号の変化である信号パターンについて、ペアリングの処理用に共有する一時的な信号パターンを生成したりしてもよい。また、パターン処理部１２３は、車両２００から給電装置１００へ伝達される制御信号の信号パターンを検出してもよい。つまり、パターン処理部１２３は、制御信号処理部１２２から制御信号が入力され、その制御信号の変化を一時的な信号パターンとして検出してもよい。また、パターン処理部１２３は、制御信号から検出された一時的な信号パターンを、給電側記憶部１６０に記憶されている共有する一時的な信号パターンと比較して、それら一時的な信号パターンの一致／不一致を判定してもよい。

続いて、車両２００について詳述する。
蓄電池２４０は、直流電力を充放電する、車両の電源として適した二次電池であり、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池などである。

電力充電部２２０は、蓄電池２４０が充電されるとき、インレット２２６に給電装置１００の給電側コネクタ１２６が接続されて、交流電力が入力されるとともに、制御信号の授受も可能になる。

充電器２３０は、電力充電部２２０を介して交流電力が入力されるとともに、電力充電部２２０より充電すべき電力量などが制御される。そして、充電器２３０は、入力された交流電力を電力充電部２２０による制御に基づいて蓄電池２４０の充電に適した直流電力に変換して出力する。そして、この充電器２３０から出力される直流電力が蓄電池２４０に充電される。

車載記憶部２６０は、不揮発性の記憶装置であって、ペアリングの処理等に用いられる各種パラメータ、例えば共有する一時的な信号パターンなどが記憶される。車載記憶部２６０は、電力充電部２２０にて演算処理されるプログラムなどが保持されていてもよい。また、車載記憶部２６０は、無線通信を通じて給電装置１００から伝達される各種情報が記憶されてもよい。

電力充電部２２０は、蓄電池２４０へ充電させる電力量を制御する充電制御部２２１と、給電装置１００との間で給電を制御するための制御信号を授受するとともに、授受した制御信号を充電制御部２２１に伝達する制御信号処理部２２２とを備えている。また、電力充電部２２０は、制御信号の信号パターンについての各種処理を行うパターン処理部２２３を備えている。なお、電力充電部２２０は、演算部や、揮発性や不揮発性のメモリなどを有する小型コンピュータを備えて構成されており、メモリや車載記憶部２６０などに記憶された各種のプログラムやパラメータを演算部などで演算処理することにより必要な機能を提供する。すなわち、電力充電部２２０は、充電制御部２２１、制御信号処理部２２２やパターン処理部２２３に対応する各プログラムを演算処理することで、充電制御部２２１、制御信号処理部２２２及びパターン処理部２２３の機能を発揮させる。

充電制御部２２１は、電力線Ｌ１，Ｌ２から入力する電力の出力／遮断や、入力する電力量を特定する。また、充電制御部２２１は、入力する電力量に応じた充電を行うように充電器２３０を制御する。さらに、充電制御部２２１は、蓄電池２４０の充電に適切な電力量を示す制御信号を制御信号処理部２２２から給電装置１００へ出力させる。つまり、充電制御部２２１は、制御信号の状態を変化させることができる。

制御信号処理部２２２は、制御信号線Ｌ４を介して給電装置１００との間で制御信号を授受する。制御信号処理部２２２は、制御信号として、給電の可否や給電する電力量を特定する信号などが入力されるとともに、当該入力された制御信号に基づく内容を充電制御部２２１へ出力する。また、制御信号処理部２２２は、制御信号線Ｌ４を介して信号伝達に必要な信号を生成し、給電装置１００に入力させることができる。つまり、制御信号処理部２２２は、給電装置１００から入力される制御信号を検出することができるとともに、給電装置１００へ入力される制御信号を変化させることがきる。なお、上述したように、制御信号線Ｌ４は、給電に必須である条件を制御信号として伝達させるものであり、その情報の種類をユーザが変更することはできない。つまり、制御信号処理部２２２は、そこに入力される制御信号の種類、及び、そこから出力する制御信号の種類は予め定められている種類に限られる。

パターン処理部２２３は、制御信号処理部２２２に情報授受可能に接続されている。また、パターン処理部２２３は、車載記憶部２６０にも情報授受可能に接続されており、車載記憶部２６０に記憶されている共有する一時的な信号パターンを参照・取得することができる。さらに、パターン処理部２２３は、制御信号から一時的な信号パターンを検出したりする。

パターン処理部２２３は、給電装置１００から車両２００へ伝達される制御信号の信号パターンを検出することができる。つまり、パターン処理部２２３は、制御信号処理部２２２から制御信号が入力され、その制御信号の変化を一時的な信号パターンとして検出する。また、パターン処理部２２３は、制御信号から検出された一時的な信号パターンを、車載記憶部２６０に記憶されている共有する一時的な信号パターンと比較して、それら一時的な信号パターンの一致／不一致を判定することができる。

なお、パターン処理部２２３は、車両２００から給電装置１００へ伝達させる制御信号を変化させることができてもよい。つまり、パターン処理部２２３は、制御信号処理部２２２に共有する一時的な信号パターンを指示することにより、制御信号処理部２２２から出力される制御信号を共有する一時的な信号パターンに基づく態様に変化にさせてもよい。なおパターン処理部２２３が指示する共有する一時的な信号パターンは、制御信号を、その制御信号の仕様として予め定められている電圧の範囲で変化させることができるパターンとすることがよい。パターン処理部２２３は、制御信号処理部２２２に指示する共有する一時的な信号パターンを車載記憶部２６０から取得することができてもよい。

次に、給電装置１００と車両２００との間での制御信号の授受について詳述する。
図２に示すように、給電装置１００の電力供給部１２０と車両２００の電力充電部２２０とは、給電線（ケーブル１２５、給電コネクタ１２６及びインレット２２６）による接続により、電力線Ｌ１，Ｌ２、接地線Ｌ３、制御信号線Ｌ４及び接続検出線Ｌ５とが接続される。

制御信号線Ｌ４は、電力供給部１２０及び電力充電部２２０のそれぞれに、並列接続された信号検出部と信号出力部とを備えている。なお、制御信号線Ｌ４には、電力供給部１２０から制御用の電力が供給されるようになっているため、電力充電部２２０は、制御用の電力の逆流を防止するダイオードＤ１を、信号検出部及び信号出力部と電力供給部１２０との間に直列接続させている。

電力供給部１２０の信号検出部は、制御信号線Ｌ４に流れている制御信号を検出するとともに、その検出結果を電力制御部１２１やパターン処理部１２３へ出力する信号検出器１５１を備えている。

電力供給部１２０の信号出力部は、抵抗Ｒ１とスイッチＳ１とが直列接続されるとともに、スイッチＳ１は、開放状態、又は、固定電圧端子１５３もしくは変動電圧端子１５４に接続することが可能になっている。固定電圧端子１５３は＋１２Ｖの電圧を出力し、変動電圧端子１５４は±１２Ｖで１ｋＨｚの矩形波からなる電圧を出力する。よって、電力供給部１２０は、スイッチＳ１を操作することによって、制御信号線Ｌ４に、開放時の電圧、＋１２Ｖの電圧、又は±１２Ｖの１ｋＨｚの矩形波を出力することができる。

また、電力供給部１２０は、±１２Ｖの矩形波のデューティ比を制御信号線Ｌ４の電圧に応じて変化させることができる。つまり、スイッチＳ１の操作により出力させる制御信号の種類や規則はＳＡＥ Ｊ１７７２の規格により規定されてはいるものの、電力供給部１２０は、スイッチＳ１を操作することにより、開放時の電圧と＋１２Ｖの電圧とを切り換えて制御信号線Ｌ４の電圧を任意のタイミングで変化させることができる。また、電力供給部１２０は、±１２Ｖの矩形波のデューティ比を任意の比率に、任意のタイミングで変化させることができる。

電力充電部２２０の信号検出部は、制御信号線Ｌ４に流れている制御信号を検出するとともに、その検出結果を充電制御部２２１やパターン処理部２２３へ出力する信号検出器２５１を備えている。

電力充電部２２０の信号出力部は、抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ３とスイッチＳ２との直列回路とが並列接続されている。つまり、制御信号線Ｌ４の抵抗値は、スイッチＳ２が開くと抵抗Ｒ２の値となり、スイッチＳ２が閉じると抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とが並列接続された値となる。つまり、制御信号線Ｌ４の抵抗値は、スイッチＳ２が開いているときよりも、閉じているときの方が低くなるため、制御信号線Ｌ４の信号検出器２５１の接続されている部分の電圧は、スイッチＳ２が開いているときよりも、閉じているときの方が低くなる。つまり、電力充電部２２０は、スイッチＳ２を開閉させることによって、制御信号線Ｌ４の電圧を任意のタイミングで変化させることができる。

接続検出線Ｌ５は、給電線の接続状態を検出するための回路である。なお、本実施形態におけるペアリングの処理には、接続検出線Ｌ５の状態を利用しないため、概略についてのみ説明する。電力充電部２２０は、制御用電源とグランドの間に抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との直列回路が備えられているとともに、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との間に、電力供給部１２０に接続される接続検出線Ｌ５が接続されている。電力供給部１２０は、接続検出線Ｌ５とグランドの間に抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との直列回路が備えられているとともに、抵抗Ｒ７には、抵抗Ｒ７を短絡させるスイッチＳ３が並列接続されている。これにより、接続検出線Ｌ５は、その電圧が電力供給部１２０のスイッチＳ３の開閉により変化させられるようになっている。

次に、給電装置１００及び車両２００にて共有する一時的な信号パターンについて説明する。本実施形態では、この共有する一時的な信号パターンは、車両２００が予め保持しており、ペアリングの処理が必要になる都度、無線通信を介して給電装置１００に伝達するようにしている。つまり、車両２００に保持されている共有する一時的な信号パターンが無線通信を介して車両２００と給電装置１００とに共有される。

図３に示すように、電圧に基づく共有する一時的な信号パターンは、電圧の高低を所定のタイミングで変化させるようにして作成することができる。例えば、図３には、電圧の低い時間を間に挟んで、電圧の高い時間を２：１：１とする一時的な信号パターンが示されている。

図４に示すように、デューティ比に基づく共有する一時的な信号パターンは、時間毎のデューティ比を所定のタイミングで変化させるようにして作成することができる。例えば、図４には、一定期間毎にデューティ比を５０％、２５％、２５％の順に変化させる信号パターンが示されている。

なお、こうして作成される電圧やデューティ比からなる一時的な信号パターンを、ＳＡＥ Ｊ１７７２の規格が制御信号に生じさせる信号パターンと異なるようにしておくことで、ＳＡＥ Ｊ１７７２の規格に基づく制御信号と区別することができる。また、ペアリングの処理を、充電処理に干渉しないように充電開始前に行うようにすれば、一時的な信号パターンの作成の自由度が高められるようにもなる。

続いて、充電システムにおけるペアリングの処理について説明する。
まず、電力供給部１２０における処理手順と電力充電部２２０における処理手順とをそれぞれ説明し、その後、電力供給部１２０と電力充電部２２０との挙動の例を順に説明する。なお本実施形態では、蓄電池２４０に充電を開始することに先立って、ペアリングの処理を行う。これによって、制御信号を変化させたとしても充電に影響を生じさせるおそれがない。ペアリングの処理は、給電線が接続されたことを給電装置１００や車両２００が検出することに基づいて開始される。

図５に示すように、電力供給部１２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して車両２００からペアリングの処理を開始する旨の開始信号を受信する（ステップＳ１０）。なお電力供給部１２０は、開始信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、開始信号を受信できる状態で待機してもよい。次に、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００へ開始信号に対応する応答信号を送信する（ステップＳ１１）。

その後、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００から共有する一時的な信号パターンを受信し（ステップＳ１２）、その受信した共有する一時的な信号パターンに基づいて制御信号線Ｌ４の電圧又はデューティ比を変更する（ステップＳ１３）。

それから、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００からペアリングの処理が完了した旨の完了信号が受信されたか否かを判断する（ステップＳ１４）。なお電力供給部１２０は、完了信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、完了信号を受信できる状態で待機してもよい。そして、完了信号が受信されたと判断した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ１５）、ペアリングの処理を終了する。一方、完了信号が受信されないと判断した場合（ステップＳ１４でＮＯ）、電力供給部１２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

図６に示すように、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して給電装置１００にペアリングの処理を開始する旨の開始信号を送信する（ステップＳ２０）。そして、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００から開始信号に対応する応答信号を受信する（ステップＳ２１）。続いて、電力充電部２２０は、ペアリングの処理に用いる共有する一時的な信号パターンを準備するとともに（ステップＳ２２）、この準備した共有する一時的な信号パターンを給電装置１００に送信する（ステップＳ２３）。

その後、電力充電部２２０は、制御信号を監視し、制御信号に生じる電圧又はデューティ比の変化を一時的な信号パターンとして検出する（ステップＳ２４）とともに、この検出した一時的な信号パターンが無線通信を介して給電装置１００に送信した共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する（ステップＳ２５）。検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致しないと判断した場合（ステップＳ２５でＮＯ）、電力充電部２２０は、タイムアウトであるか否かを判断し（ステップＳ２６）、タイムアウトではないと判断した場合（ステップＳ２６でＮＯ）、処理をステップＳ２４に戻し、一時的な信号パターンの検出を行う。一方、タイムアウトであると判断した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致すると判断した場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００にペアリングの処理が完了した旨の完了信号を送信する（ステップＳ２７）。また電力充電部２２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ２８）、ペアリングの処理を終了する。

本実施形態の作用を、給電装置１００（電力供給部１２０）と車両２００（電力充電部２２０）との挙動に基づいて説明する。
図７に示すように、給電装置１００及び車両２００はそれぞれ、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とが接続されたことを検出することに基づいて、ペアリングの処理を開始する（ステップＳ３０，Ｓ４０）。

まず、車両２００が給電装置１００へ無線通信を介して開始信号Ｍ４０を送信する（ステップＳ４１）。給電装置１００は、無線通信を介して開始信号Ｍ４０を受信すること応じて（ステップＳ３１）、その受信した開始信号Ｍ４０に対応する応答信号Ｍ３０を無線通信を介して車両２００に送信する（ステップＳ３２）。車両２００は、無線通信を介して応答信号Ｍ３０を受信すると（ステップＳ４２）、ペアリングに用いる共有する一時的な信号パターンＭ４１を無線通信を介して給電装置１００に送信する（ステップＳ４３）。

給電装置１００は、無線通信を介して一時的な信号パターンＭ４１を受信すると（ステップＳ３３）、制御信号を調整して制御信号の電圧又はデューティ比を共有する一時的な信号パターンに対応するパターンで変化させる（ステップＳ３４）。これにより、共有する一時的な信号パターンを有する制御信号Ｍ３１が制御信号線Ｌ４を介して車両２００に送信される。車両２００は、共有する一時的な信号パターンを有する制御信号Ｍ３１を受信し（ステップＳ４４）、この制御信号Ｍ３１から一時的な信号パターンを検出する（ステップＳ４５）。また、車両２００は、検出した一時的な信号パターンを、無線通信を介して送信した共有する一時的な信号パターンと比較してそれら２つの一時的な信号パターンの一致／不一致を判定する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。そして、車両２００は、それら２つの一時的な信号パターンが一致している旨の判定結果を得ると、完了信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ４８）とともに、ペアリングが完了したことを自身に設定する（ステップＳ４９）。また、給電装置１００は、車両２００から送信された完了信号Ｍ４２を無線通信を介して受信し（ステップＳ３５）、ペアリングが完了したことを設定する（ステップＳ３６）。こうして給電装置１００と車両２００との両方にペアリングの設定が完了されると、給電装置１００と車両２００とはハイレベルの無線通信を開始することができる（ステップＳ３７，Ｓ５０）。このハイレベルの無線通信によれば、給電装置１００と車両２００とは相互に蓄電池２４０の充電状態などの充電に有用な情報を含む各種情報を必要に応じて授受することが可能になることから、こうした情報に基づいて高機能な充電制御を行うこともできるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係る充電システムによれば、以下に列記する効果が得られるようになる。
（１）インレット２２６と給電側コネクタ１２６とを接続させている給電装置１００と車両２００とが、その接続とは別に確保される各無線通信部１３０，２７０による通信によっても接続されていることを特定することができる。例えば、インレット２２６と給電側コネクタ１２６とが接続されている給電装置１００と車両２００とを、一般的な無線通信やネットワーク通信などを介して通信させることができるようになる。これにより、電力線Ｌ１，Ｌ２等を含み基準や規格等により変更や修正などが容易でないインレット２２６と給電側コネクタ１２６との接続を維持しつつ、給電装置１００と車両２００とを通信させることができるようになる。例えば、給電装置１００と車両２００は、この通信を介して多くの情報を授受することができるようになるため、より高性能な充電制御が行なえるようにもなる。

また、給電装置１００と車両２００とが給電に用いる制御信号を操作したり、検出したりすることから制御信号に付与された、信号パターンの検出も容易である。つまり、共有する一時的な信号パターンと検出される信号パターンとの比較が容易でもある。

（２）交流電源による充電の規格（例えば、ＳＡＥ Ｊ１７７２）によれば、インレット２２６と給電側コネクタ１２６とが接続されるとき、電力線Ｌ１，Ｌ２と制御信号線（ＣＰＬＴ信号線）Ｌ４とが接続されるものの、情報を通信するための経路は確保されない。つまり、このように、インレット２２６と給電側コネクタ１２６との接続だけでは情報通信用の経路が確保されないときにも、インレット２２６と給電側コネクタ１２６との接続とは別に、情報通信用の経路が確保されるようになる。

（３）制御信号はその用途が定められているものの、電圧やデューティを変更することで、その制御信号を介して共有する一時的な信号パターンを伝達させることができるようになる。

（４）制御信号を給電装置１００により変化させることができる。また、車両２００により判定された２つの一時的な信号パターンが一致した旨の結果を、車両２００と給電装置１００とで利用することができるようになる。

（５）車両２００が共有する信号パターンを保持することで、給電装置１００において共有する信号パターンにより車両２００を特定することも可能にもなる。
（第２の実施形態）
充電システムを具体化した第２の実施形態について、図８〜１０を参照して説明する。なお、本実施形態は、車両２００が一時的な信号パターンに基づいて変更した制御信号を給電装置１００で検出してペアリングの処理をすることが第１の実施形態と相違する。しかしながら、給電装置１００や車両２００の構成については同様であることから、説明の便宜上、同様な構成についてはその説明を割愛する。

本実施形態では、給電側記憶部１６０に予め一時的な信号パターンが保持されている。また、給電装置１００のパターン処理部１２３は、制御信号の変化から一時的な信号パターンとして検出することができるとともに、検出した一時的な信号パターンを共有する一時的な信号パターンと比較して、それら２つの一時的な信号パターンの一致／不一致を判定することができる。なお、給電装置１００のパターン処理部１２３は、制御信号を変化させることができてもよいし、できなくてもよい。さらに、車両２００のパターン処理部２２３は、制御信号を共有する一時的な信号パターンに基づく態様に変化にさせることができる。なお、車両２００のパターン処理部２２３は、制御信号の変化を一時的な信号パターンとして検出することや、検出した一時的な信号パターンが共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断することができても、できなくてもよい。

図８に示すように、電力供給部１２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して車両２００にペアリングの処理を開始する旨の開始信号を送信する（ステップＳ１１０）。そして、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００から開始信号に対応する応答信号を受信する（ステップＳ１１１）。続いて、電力供給部１２０は、ペアリングの処理に用いる共有する一時的な信号パターンを準備するとともに（ステップＳ１１２）、この準備した共有する一時的な信号パターンを車両２００に送信する（ステップＳ１１３）。その後、電力供給部１２０は、制御信号を監視し、制御信号に生じる電圧又はデューティ比の変化を一時的な信号パターンとして検出する（ステップＳ１１４）とともに、この検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する（ステップＳ１１５）。

検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致しないと判断した場合（ステップＳ１１５でＮＯ）、電力供給部１２０は、タイムアウトであるか否かを判断し（ステップＳ１１６）、タイムアウトではないと判断した場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、処理をステップＳ１１４に戻し、一時的な信号パターンの検出を行う。一方、タイムアウトであると判断した場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致すると判断した場合（ステップＳ１１５でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００にペアリングの処理が完了した旨の完了信号を送信する（ステップＳ１１７）。また電力供給部１２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ１１９）、ペアリングの処理を終了する。

図９に示すように、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して給電装置１００からペアリングの処理を開始する旨の開始信号を受信する（ステップＳ１２０）。なお電力充電部２２０は、開始信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、開始信号を受信できる状態で待機してもよい。次に、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００へ開始信号に対応する応答信号を送信する（ステップＳ１２１）。

そして、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００から共有する一時的な信号パターンを受信し（ステップＳ１２２）、その受信した共有する一時的な信号パターンに基づいて制御信号線Ｌ４の電圧を変更する（ステップＳ１２３）。

その後、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００からペアリングの処理が完了した旨の完了信号が受信されたか否かを判断する（ステップＳ１２４）。なお電力充電部２２０は、完了信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、完了信号を受信できる状態で待機してもよい。完了信号が受信されたと判断した場合（ステップＳ１２４でＹＥＳ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ１２５）、ペアリングの処理を終了する。一方、完了信号が受信されないと判断した場合（ステップＳ１２４でＮＯ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

本実施形態の作用を、給電装置１００（電力供給部１２０）と車両２００（電力充電部２２０）との挙動に基づいて説明する。
図１０に示すように、給電装置１００及び車両２００はそれぞれ、給電側コネクタ１２６とインレット２２６とが接続されたことを検出することに基づいて、ペアリングの処理を開始する（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。

まず、給電装置１００が車両２００へ無線通信を介して開始信号Ｍ１３０を送信する（ステップＳ１３１）。車両２００は、無線通信を介して開始信号Ｍ１３０を受信すること応じて（ステップＳ１４１）、その受信した開始信号Ｍ１３０に対応する応答信号Ｍ１４０を無線通信を介して給電装置１００に送信する（ステップＳ１４２）。給電装置１００は、無線通信を介して応答信号Ｍ１４０を受信すると（ステップＳ１３２）、ペアリングに用いる共有する一時的な信号パターンＭ１３１を無線通信を介して車両２００に送信する（ステップＳ１３３）。

車両２００は、無線通信を介して共有する一時的な信号パターンＭ１３１を受信すると（ステップＳ１４３）、制御信号を調整して制御信号の電圧を共有する一時的な信号パターンに対応するパターンで変化させる（ステップＳ１４４）。これにより、共有する一時的な信号パターンを有する制御信号Ｍ１４１が制御信号線Ｌ４を介して給電装置１００に送信される。給電装置１００は、共有する一時的な信号パターンを有する制御信号Ｍ１４１を受信し（ステップＳ１３４）、この制御信号Ｍ１４１から一時的な信号パターンを検出する（ステップＳ１３５）。また、給電装置１００は、検出した一時的な信号パターンを、送信した共有する一時的な信号パターンと比較してそれら２つの一時的な信号パターンの一致／不一致を判定する（ステップＳ１３６，Ｓ１３７）。そして、給電装置１００は、それら２つの一時的な信号パターンが一致している旨の判定結果を得ると、完了信号を車両２００に送信する（ステップＳ１３８）とともに、ペアリングが完了したことを自身に設定する（ステップＳ１３９）。また、車両２００は、給電装置１００から送信された完了信号Ｍ１３２を無線通信を介して受信し（ステップＳ１４５）、ペアリングが完了したことを設定する（ステップＳ１４６）。こうして給電装置１００と車両２００との両方にペアリングの設定が完了されると、給電装置１００と車両２００とはハイレベルの無線通信を開始することができる（ステップＳ１３９Ａ，Ｓ１４７）。このハイレベルの無線通信によれば、給電装置１００と車両２００とは相互に蓄電池２４０の状態などの充電に有用な情報を含む各種情報を必要に応じて授受することが可能になり、こうした情報に基づいて高機能な充電制御を行うこともできるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係る充電システムによれば、上記第１の実施形態に記載の効果（１），（２）に加え、以下に列記する効果が得られるようになる。
（６）制御信号はその用途が定められているものの、電圧を変更することで、その制御信号を介して共有する一時的な信号パターンを伝達させることができるようになる。

（７）制御信号を車両２００により変化させることができる。また、給電装置１００により判定された２つの一時的な信号パターンが一致した旨の結果を、給電装置１００と車両２００とで利用することができるようになる。

（８）給電装置１００が共有する信号パターンを保持することで、車両２００において共有する信号パターンにより給電装置１００の特定が可能にもなる。
（第３の実施形態）
充電システムを具体化した第３の実施形態について、図１１〜１３を参照して説明する。なお、本実施形態は、共有する一時的な信号パターンに基づいて車両２００が制御信号を調整することにより生じる電力量の変化を一時的な信号パターンとして給電装置１００が検出することに基づいてペアリングの処理を行うことが第１の実施形態と相違する。しかしながら、給電装置１００や車両２００の構成については同様であることから、説明の便宜上、同様な構成についてはその説明を割愛する。

本実施形態では、給電側記憶部１６０に予め共有する一時的な信号パターンが保持されている。また、給電装置１００は、電力線Ｌ１，Ｌ２に出力させる電力量の変化に基づいて一時的な信号パターンを検出する。本実施形態では、給電装置１００と車両２００とが給電線で接続されることでペアリングの処理を開始するが、この処理が開始されるとでまず、給電装置１００から電力線Ｌ１，Ｌ２に給電用の電力が出力される。

図１１に示すように、電力供給部１２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して車両２００からペアリングの処理を開始する旨の開始信号を受信する（ステップＳ２１０）。なお電力供給部１２０は、開始信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、開始信号を受信できる状態で待機してもよい。そして、電力供給部１２０は、ペアリングの処理に用いる共有する一時的な信号パターンを準備するとともに（ステップＳ２１１）、この準備した共有する一時的な信号パターンを車両２００に送信する（ステップＳ２１２）。

その後、電力供給部１２０は、車両２００から制御信号線Ｌ４を介して伝達される制御信号の調整に応じた電力量の供給を行なう（ステップＳ２１３）。
また、電力供給部１２０は、電力を監視し、監視している電力の電力量の変化を一時的な信号パターンとして検出する（ステップＳ２１４）。この電力から検出される一時的な信号パターンは、制御信号の有する共有する一時的な信号パターンに従属して生じるパターンとなっている。電力供給部１２０は、検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する（ステップＳ２１５）。検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致しないと判断した場合（ステップＳ２１５でＮＯ）、電力供給部１２０は、タイムアウトであるか否かを判断し（ステップＳ２１６）、タイムアウトではないと判断した場合（ステップＳ２１６でＮＯ）、処理をステップＳ２１４に戻し、一時的な信号パターンの検出を行う。一方、タイムアウトであると判断した場合（ステップＳ２１６でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致すると判断した場合（ステップＳ２１５でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００にペアリングの処理が完了した旨の完了信号を送信する（ステップＳ２１７）。また電力供給部１２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ２１８）、ペアリングの処理を終了する。

図１２に示すように、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が開始されると、充電が開始されることに基づいて（ステップＳ２２０）、無線通信を介して給電装置１００へペアリングの処理を開始する旨の開始信号を送信する（ステップＳ２２１）。

そして、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００から共有する一時的な信号パターンを受信し（ステップＳ２２２）、制御信号線Ｌ４により伝達する電力量を示す制御信号をその受信した共有する一時的な信号パターンに基づいて調整する（ステップＳ２２３）。

その後、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００からペアリングの処理が完了した旨の完了信号が受信されたか否かを判断する（ステップＳ２２４）。なお電力充電部２２０は、完了信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、完了信号を受信できる状態で待機してもよい。そして、完了信号が受信されたと判断した場合（ステップＳ２２４でＹＥＳ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ２２５）、ペアリングの処理を終了する。一方、完了信号が受信されないと判断した場合（ステップＳ２２４でＮＯ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

本実施形態の作用を、給電装置１００（電力供給部１２０）と車両２００（電力充電部２２０）との挙動に基づいて説明する。
図１３に示すように、車両２００は充電が開始されたことを検出することによって（ステップＳ２４０）、給電装置１００に無線通信を介してペアリングの処理を開始する開始信号Ｍ２４０を送信する（ステップＳ２４１）。なお、給電装置１００と車両２００とが給電線で正常に接続されると、車両２００の蓄電池２４０への充電が開始される。給電装置１００は、無線通信を介して開始信号Ｍ２４０を受信すること応じて（ステップＳ２３０）、ペアリングに用いる共有する一時的な信号パターンＭ２３０を無線通信を介して車両２００に送信する（ステップＳ２３１）。

また、車両２００は、無線通信を介して共有する一時的な信号パターンＭ２３０を受信すると（ステップＳ２４２）、給電装置１００に出力させる電力量を共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させるように制御信号を調整する（ステップＳ２４３）。これにより、電力量を共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させる制御信号Ｍ２４１が制御信号線Ｌ４を介して給電装置１００に伝達され、給電装置１００の出力する電力の電力量が共有する一時的な信号パターンに基づいて調整される、つまり変化する（ステップＳ２３２）。

給電装置１００は、出力する電力の電力量を監視し（ステップＳ２３３）、監視した電力量から一時的な信号パターンを検出する（ステップＳ２３４）とともに、この検出した一時的な信号パターンを、送信した共有する一時的な信号パターンと比較してそれらの一致／不一致を判定する（ステップＳ２３５）。そして、給電装置１００は、それら２つの一時的な信号パターンが一致している旨の判定結果を得ると（ステップＳ２３６）、完了信号を車両２００に送信する（ステップＳ２３７）とともに、ペアリングが完了したことを自身に設定する（ステップＳ２３８）。

また、車両２００は、無線通信を介して給電装置１００から送信された完了信号Ｍ２３１を受信し（ステップＳ２４４）、ペアリングが完了したことを設定する（ステップＳ２４５）。こうして給電装置１００と車両２００との両方にペアリングの設定が完了されると、給電装置１００と車両２００とはハイレベルの無線通信を開始することができる（ステップＳ２３９，Ｓ２４６）。このハイレベルの無線通信によれば、給電装置１００と車両２００とは相互に蓄電池２４０の状態などの充電に有用な情報を含む各種情報を必要に応じて授受することが可能になり、こうした情報に基づいて高機能な充電制御を行うこともできるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係る充電システムによれば、上記第１及び第２の実施形態に記載の効果（１），（２）及び（６）〜（８）に加え、以下に列記する効果が得られるようになる。

（９）車両２００が制御信号を共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させることで、給電装置１００から出力される電力に共有する一時的な信号パターンが含まれることとなり、給電装置１００は、この電力を介して制御信号に付与された一時的な信号パターンを検出できるようになる。これにより、制御信号を利用して調整された電力を介して検出される一時的な信号パターンと、共有する一時的な信号パターンとを比較することができる。

（１０）充電とペアリングの処理とが並列に実行されるため、充電に要する時間を延長させるおそれがない。
（第４の実施形態）
充電システムを具体化した第４の実施形態について、図１４〜１６を参照して説明する。なお、本実施形態は、共有する一時的な信号パターンに基づいて車両２００が制御信号を調整することにより生じる電力量の変化を一時的な信号パターンとして給電装置１００が検出することに基づいてペアリングの処理を行うことが第１の実施形態と相違する。しかしながら、給電装置１００や車両２００の構成については同様であることから、説明の便宜上、同様な構成についてはその説明を割愛する。

本実施形態では、車載記憶部２６０に予め共有する一時的な信号パターンが保持されている。また、給電装置１００は、電力線Ｌ１，Ｌ２に出力させる電力量の変化に基づいて一時的な信号パターンを検出する。本実施形態では、給電装置１００と車両２００とが給電線で接続されることでペアリングの処理を開始するが、この処理が開始されることでまず、給電装置１００から電力線Ｌ１，Ｌ２に給電用の電力が出力される。

図１４に示すように、電力供給部１２０は、ペアリングの処理が開始されると、無線通信を介して車両２００からペアリングの処理を開始する旨の開始信号を受信する（ステップＳ３１０）。なお電力供給部１２０は、開始信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、開始信号を受信できる状態で待機してもよい。そして、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００からペアリングの処理に用いる共有する一時的な信号パターンを受信する（ステップＳ３１１）。

その後、電力供給部１２０は、車両２００から制御信号線Ｌ４を介して伝達される制御信号の調整に応じた電力量の供給を行なう（ステップＳ３１２）。
また、電力供給部１２０は、電力を監視し、監視している電力の電力量の変化を一時的な信号パターンとして検出する（ステップＳ３１３）。この電力から検出される一時的な信号パターンは、制御信号の有する共有する一時的な信号パターンに従属して生じるパターンとなっている。電力供給部１２０は、検出した一時的な信号パターンが受信した共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する（ステップＳ３１４）。

検出した一時的な信号パターンが受信した共有する一時的な信号パターンに一致しないと判断した場合（ステップＳ３１４でＮＯ）、電力供給部１２０は、タイムアウトであるか否かを判断し（ステップＳ３１５）、タイムアウトではないと判断した場合（ステップＳ３１５でＮＯ）、処理をステップＳ３１３に戻し、一時的な信号パターンの検出を行う。一方、タイムアウトであると判断した場合（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

検出した一時的な信号パターンが受信した共有する一時的な信号パターンに一致すると判断した場合（ステップＳ３１４でＹＥＳ）、電力供給部１２０は、無線通信を介して車両２００にペアリングの処理が完了した旨の完了信号を送信する（ステップＳ３１６）。また電力供給部１２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ３１７）、ペアリングの処理を終了する。

図１５に示すように、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が開始されると、充電が開始されることに基づいて（ステップＳ３２０）、無線通信を介して給電装置１００へペアリングの処理を開始する旨の開始信号を送信する（ステップＳ３２１）。

そして、電力充電部２２０は、ペアリングの処理に用いる共有する一時的な信号パターンを準備するとともに（ステップＳ３２２）、この準備した共有する一時的な信号パターンを給電装置１００に送信する（ステップＳ３２３）。そして、電力充電部２２０は、制御信号線Ｌ４により伝達する電力量を示す制御信号をその送信した共有する一時的な信号パターンに基づいて調整する（ステップＳ３２４）。

その後、電力充電部２２０は、無線通信を介して給電装置１００からペアリングの処理が完了した旨の完了信号が受信されたか否かを判断する（ステップＳ３２５）。なお電力充電部２２０は、完了信号が受信されないとき、所定の時間や所定の条件が成立するまで、完了信号を受信できる状態で待機してもよい。そして、完了信号が受信されたと判断した場合（ステップＳ３２５でＹＥＳ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理が完了した旨を設定して（ステップＳ３２６）、ペアリングの処理を終了する。一方、完了信号が受信されないと判断した場合（ステップＳ３２５でＮＯ）、電力充電部２２０は、ペアリングの処理を終了する。つまり、ペアリングの処理はなされない。

本実施形態の作用を、給電装置１００（電力供給部１２０）と車両２００（電力充電部２２０）との挙動に基づいて説明する。
図１６に示すように、車両２００は充電が開始されたことを検出することによって（ステップＳ３４０）、給電装置１００に無線通信を介してペアリングの処理を開始する開始信号が送信される（ステップＳ３４１）。なお、給電装置１００と車両２００とが給電線で正常に接続されると、車両２００の蓄電池２４０への充電が開始される。給電装置１００は、無線通信を介して開始信号Ｍ３４０を受信する（ステップＳ３３０）。続いて、車両２００は、ペアリングに用いる共有する一時的な信号パターンＭ３４１を無線通信を介して給電装置１００に送信する（ステップＳ３４２）。給電装置１００は、無線通信を介して共有する一時的な信号パターンＭ３４１を受信する（ステップＳ３３１）。

また、車両２００は、給電装置１００に出力させる電力量を送信した共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させるように制御信号を調整する（ステップＳ３４３）。これにより、電力量を共有する一時的な信号パターンに基づいて変化させる制御信号Ｍ３４２が制御信号線Ｌ４を介して給電装置１００に伝達され、給電装置１００の出力する電力の電力量が共有する一時的な信号パターンに基づいて調整される、つまり変化する（ステップＳ３３２）。

給電装置１００は、出力する電力の電力量を監視し（ステップＳ３３３）、監視した電力量から一時的な信号パターンを検出する（ステップＳ３３４）とともに、この検出した一時的な信号パターンを、受信した共有する一時的な信号パターンと比較してそれらの一致／不一致を判定する（ステップＳ３３５）。そして、給電装置１００は、それら２つの一時的な信号パターンが一致している旨の判定結果を得ると（ステップＳ３３６）、完了信号を車両２００に送信する（ステップＳ３３７）とともに、ペアリングが完了したことを自身に設定する（ステップＳ３３８）。また、車両２００は、無線通信を介して給電装置１００から送信された完了信号Ｍ３３０を受信し（ステップＳ３４４）、ペアリングが完了したことを設定する（ステップＳ３４５）。

こうして給電装置１００と車両２００との両方にペアリングの設定が完了されると、給電装置１００と車両２００とはハイレベルの無線通信を開始することができる（ステップＳ３３９，Ｓ３４６）。

このハイレベルの無線通信によれば、給電装置１００と車両２００とは相互に蓄電池２４０の状態などの充電に有用な情報を含む各種情報を必要に応じて授受することが可能になり、こうした情報に基づいて高機能な充電制御を行うこともできるようになる。

以上説明したように、本実施形態に係る充電システムによれば、上記第１，第２及び第３の実施形態に記載の効果（１），（２），（５）〜（７），（９），（１０）に加え、以下に列記する効果が得られるようになる。

（１１）給電装置１００から完了信号が得られるまでは、給電装置１００と車両２００との間で情報の受け渡しがないため、ペアリング処理を簡易かつ迅速に行うことができるようにもなる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記各実施形態では、電力供給部１２０や給電側記憶部１６０、給電側無線通信部１３０が給電装置１００に設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、電力供給部や給電側記憶部、給電側無線通信部などの一部の機能が、車外の情報処理装置に設けられていたり、携帯型情報処理装置に設けられていたりしてもよい。これにより、充電システムの設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、電力充電部２２０や車載記憶部２６０、車載無線通信部２７０が車両２００に搭載されている場合について例示した。しかしこれに限らず、電力充電部や車載記憶部、車載無線通信部などの一部の機能が、車外の情報処理装置に設けられていたり、携帯型情報処理装置に設けられていたりしてもよい。車外の情報処理装置としては情報処理センターなどが挙げられ、携帯型情報処理装置としては、携帯電話やスマートフォンなどが挙げられる。車外の情報処理装置であれば無線通信回線などを介して情報を授受するようにすればよい。携帯型情報処理装置であれば、車載ネットワークに接続してもよいし、近距離通信によって接続されていてもよいし、無線通信回線を介して情報を授受するようにしてもよい。これにより、充電システムの設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、給電側記憶部１６０や車載記憶部２６０に共有する一時的な信号パターンが記憶されている場合について例示した。しかしこれに限らず、電力供給部や電力充電部に共有する一時的な信号パターンが記憶されていてもよい。これにより、充電システムの設計の自由度の向上が図られるようになる。

・上記第１及び第２の実施形態では、共有する一時的な信号パターンを送信する装置が、制御信号から検出した一時的な信号パターンが送信した共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する場合について例示した。しかしこれに限らず、共有する一時的な信号パターンを送信する装置と、制御信号から検出した一時的な信号パターンを共有する一時的な信号パターンに一致するか否かを判断する装置とが相違していてもよい。例えば、車両は、共有する一時的な信号パターンを送信するとともに、当該共有する一時的な信号パターンで制御信号を変更し、給電装置は、受信した共有する一時的な信号パターンと制御信号から検出した一時的な信号パターンとの一致／不一致を判断するようにしてもよい。また、例えば、給電装置は、共有する一時的な信号パターンを送信するとともに、当該共有する一時的な信号パターンで制御信号を変更し、車両は、受信した共有する一時的な信号パターンと制御信号から検出した一時的な信号パターンとの一致／不一致を判断するようにしてもよい。これにより、充電システムの設計の自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、制御信号の電圧の変化を一時的な信号パターンとして検出する場合について例示した。しかしこれに限らず、制御信号の電流の変化を一時的な信号パターンとして検出してもよい。これにより、充電システムの構成の自由度が高められる。

・上記各実施形態では、交流電力により充電する規格がＳＡＥ Ｊ１７７２である場合について例示した。しかしこれに限らず、交流電力による充電であるとともに、給電線の接続によっては通信することのできない充電システムであれば、ＳＡＥ Ｊ１７７２以外の規格等に基づく充電であってもよい。これにより、充電システムの適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記各実施形態では、交流電力により充電する充電システムである場合について例示した。しかしこれに限らず、給電線の接続によっては通信することのできない充電システムであれば、充電する電力は直流電力であってもよい。これにより、充電システムの適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記各実施形態では、給電装置１００と車両２００とは、給電側無線通信部１３０と車載無線通信部２７０との無線通信により情報授受可能に接続する場合について例示した。しかしこれに限らず、情報授受可能に接続することができるのであれば、給電装置と車両とは、例えば、有線接続が含まれてもよいし、公衆回線が含まれる接続であってもよいし、ネットワークが含まれる接続であってもよい。いずれの接続であれ、この充電システムによれば、給電線が接続されている給電装置と車両とを確実に通信接続させることができる。これにより、充電システムが用いられる車両について構成の自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、共有する一時的な信号パターンが予め車両２００や給電装置１００に保持されている場合について例示した。しかしこれに限らず、一時的な信号パターンは、それを無線通信で送信する側が、ペアリングの処理が必要になるときに作成してもよい。これにより、充電システムの設計の自由度の向上が図られるようになる。

・上記各実施形態では、電力充電部２２０、車載記憶部２６０及び車載無線通信部２７０等を含む充電装置が車両２００に搭載されている場合について例示した。しかしこれに限らず、蓄電池が搭載されているものであれば、充電装置は車両以外に移動可能なもの、例えば船舶、鉄道、ロボット及び電化製品などに用いられてもよい。これにより、充電システムの適用範囲の拡大が図られるようになる。

１００…給電装置、１２０…電力供給部、１２１…電力制御部、１２２…制御信号処理部、１２３…パターン処理部、１２５…ケーブル、１２６…給電側コネクタ、１３０…給電側無線通信部、１５１…信号検出器、１５３…固定電圧端子、１５４…変動電圧端子、１６０…給電側記憶部、２００…車両、２２０…電力充電部、２２１…充電制御部、２２２…制御信号処理部、２２３…パターン処理部、２２６…インレット、２３０…充電器、２４０…蓄電池、２５１…信号検出器、２６０…車載記憶部、２７０…車載無線通信部、Ｌ１，Ｌ２…電力線、Ｌ３…接地線、Ｌ４…制御信号線、Ｌ５…接続検出線。

Claims (9)

1. 蓄電池に充電する電力を受電する受電部を有する充電装置と、前記充電装置の受電部に接続される給電部を有して該給電部に電力を供給する給電装置とを備える充電システムであって、
   前記給電部及び前記受電部はそれぞれ、電力を伝達する電力線、及び電力の伝達を制御する制御信号を伝達する制御信号線によって接続されるとともに、前記給電装置及び前記充電装置は、前記制御信号による制御に基づいて前記電力の伝達を行なうものであり、
   前記給電装置及び前記充電装置はそれぞれ、前記給電部と受電部との接続とは別に、それら給電装置と充電装置との間の相互通信を可能にする通信装置を備え、
   前記給電装置及び前記充電装置は、前記通信装置を介する通信に基づいて前記制御信号に付与する一時的な信号パターンを共有するとともに、
   前記給電装置及び前記充電装置の少なくとも一方は、前記制御信号から検出される制御信号の一時的な信号パターンとそれら共有する一時的な信号パターンとが一致することに基づいて、通信先の装置が前記給電部と前記受電部とが接続されている装置であることを特定する
   ことを特徴とする充電システム。
2. 前記給電装置は、交流電力を供給するものであり、前記制御信号は、交流電力の給電を制御する信号である
   請求項１に記載の充電システム。
3. 前記制御信号による制御が電圧もしくはデューティ比の変更によって行われるものであり、前記制御信号の電圧もしくはデューティ比の変化から制御信号の一時的な信号パターンが検出される
   請求項１又は２に記載の充電システム。
4. 前記共有する一時的な信号パターンの付与された制御信号は前記給電装置によって生成されるものであり、
   前記充電装置は、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有する一時的な信号パターンとが一致するとき、その一致する旨を前記通信装置を介する通信により前記給電装置に通知する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電システム。
5. 前記共有する一時的な信号パターンの付与された制御信号は前記充電装置によって生成されるものであり、
   前記給電装置は、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有する一時的な信号パターンとが一致するとき、その一致する旨を前記通信装置を介する通信により前記充電装置に通知する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電システム。
6. 請求項１に記載の充電システムであって、
   前記充電装置は、前記制御信号を一時的な信号パターンに基づいて変化させることで前記給電装置から出力される電力のエネルギーをその一時的な信号パターンに対応するように変化させるものであり、
   前記給電装置は、前記制御信号から検出される制御信号の一時的な信号パターンとして前記電力の一時的な信号パターンを検出し、その検出した一時的な信号パターンを前記共
   有する一時的な信号パターンと比較する
   ことを特徴とする充電システム。
7. 前記充電装置は、前記一時的な信号パターンを保持しており、前記通信装置を介して前記給電装置と通信することで、前記保持している一時的な信号パターンを前記給電装置と共有する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の充電システム。
8. 前記給電装置は、前記一時的な信号パターンを保持しており、前記通信装置を介して前記充電装置と通信することで、前記保持している一時的な信号パターンを前記充電装置と共有する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の充電システム。
9. 蓄電池に充電する電力を受電する受電部を有する充電装置と、前記充電装置の受電部に接続される給電部を有して該給電部に電力を供給する給電装置とを関連付けるペアリング方法であって、
   前記給電部及び前記受電部を、電力を伝達する電力線と電力の伝達を制御する制御信号を伝達する制御信号線とによりそれぞれ接続する工程と、
   前記給電装置と前記充電装置とにそれぞれ設けた通信装置を介して相互通信するとともに、この相互通信によって前記制御信号の一時的な信号パターンを前記給電装置と前記充電装置とに共有させる工程と、
   前記給電部及び前記受電部の少なくとも一方が、前記制御信号から検出される一時的な信号パターンと前記共有させた一時的な信号パターンとが一致することに基づいて、通信先の装置が前記給電部と前記受電部とが接続されている装置であることを特定する工程と
   を備えることを特徴とするペアリング方法。

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