JP5931928B2 - 受電コネクタ及び通信システム - Google Patents

Description

本願は、給電装置から車両に搭載した蓄電装置への給電に際し、給電装置からの充電ケーブルが接続される受電コネクタ、及び該受電コネクタを用いた通信システムに関する。

近年、モータ及びバッテリ等の装置を搭載し、バッテリに蓄積した電力にてモータを駆動することで走行する電気自動車及びハイブリッド自動車が普及し始めている。電気自動車は外部の給電装置からの給電によりバッテリに対する充電を行う。また、ハイブリッド自動車であっても、外部の給電装置からバッテリへの充電を可能としたプラグインハイブリッド自動車が実用化されている。なお、外部の給電装置とは、一般家屋、商用の給電ステーション等の施設に設置された給電装置である。給電装置から車両への給電に際しては、給電装置に接続されている充電ケーブルの先端のプラグを、受電コネクタとして車両に配設された給電口に接続する。そして、充電ケーブルに内包された給電線を介して給電装置から車両への給電が行われ、バッテリが充電される。

なお、充電ケーブルには、給電線だけでなく、接地線、制御用線等の他の配線も内包されている。制御用線とは、蓄電装置の給電制御に用いるコントロールパイロット信号等の制御信号の伝送に用いられる配線である。制御用線を介して、制御信号を給電装置及び車両間で送受信することにより、充電ケーブルの接続状態、充電可否の状態、充電の状態等の様々な状態を検知し、検知した状態に応じた充電制御が行われる。

さらに、電気自動車、ハイブリッド自動車等の外部からの給電を要する自動車の実用化に際しては、充電制御のための情報、及び、充電量又は課金の管理等を行うための通信情報を、車両及び給電装置の間で送受信する通信機能が求められる。

そこで、制御信号に通信信号を重畳して、車両及び給電装置間で送受信するinband通信等の通信の規格化が進められている（例えば、非特許文献１参照）。

図１１は、規格化が進められているシステムの構成例を示す説明図である。図１１中１０００は、車両であり、車両１０００は、給電装置２０００からの給電に際し、充電ケーブル３０００にて接続される。充電ケーブル３０００は、電力供給線として用いられる２本の給電線３００１、３００２、接地用の導線である接地線３００３、及び充電制御に用いるコントロールパイロット信号（ＣＰＬＴ）等の制御信号を伝送する制御用線３００４を内包している。

充電ケーブル３０００の一端は、給電装置２０００側に接続されており、他端側に設けられたプラグ３００５を車両１０００側の給電口に接続部として配設されている受電コネクタ１００１に接続することにより、給電が可能となる。

給電装置２０００は、交流電力を供給する電力供給部２００１と、充電制御に係る通信を行う充電制御部２００２と、通信信号の送受信を行う通信部２００３と、接地線３００３及び制御用線３００４に対して通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離部２００４とを備えている。

そして、重畳分離部２００４は、接地線３００３及び制御用線３００４に対して各種通信信号を重畳し、また、重畳された各種通信信号を分離する。重畳分離部２００４が、通信部２００３から出力される各種通信信号を重畳し、また、分離した各種通信信号を通信部２００３に入力することで、通信部２００３の通信が行われる。

車両１０００は、受電コネクタ１００１と、バッテリ１００２と、バッテリ１００２に対する充電を行う充電装置１００３と、充電制御に係る通信を行う充電制御装置１００４と、通信信号の送受信を行う通信装置１００５と、接地線３００３及び制御用線３００４に対して通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器１００６とを備えている。

そして、重畳分離器１００６は接地線３００３及び制御用線３００４に対して各種通信信号を重畳し、また、重畳された各種通信信号を分離する。重畳分離器１００６が、通信装置１００５から出力される各種通信信号を重畳し、また、分離した各種通信信号を通信装置１００５に入力することで、通信装置１００５の通信が行われる。

「ＳＵＲＦＡＣＥ ＶＥＨＩＣＬＥ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＥＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ」、Ｊ１７７２ ＪＡＮ２０１０、ソサエティ・オブ・オートモーティブ・エンジニアズ・インク（Society of Automotive Engineers, Inc. ）,１９９６年１０月（２０１０年１月改訂）

しかしながら、図１１に示したような構成のシステムでは、車両内の各種機器から発せられる様々なノイズが、車両内の配線を伝送される通信信号に影響を及ぼすという問題がある。

また、通信信号を伝送する方法としては、上述したinband通信以外に電力線通信を挙げることができる。ところが、これらの通信方式は規格の策定、採用検討の段階でもあるため、国又は地域によって異なる通信方式が採用される可能性がある。このため、電力線通信に対応した車両をinband通信に対応するように受電コネクタ等の部材を交換する場合、又はその逆の場合の作業工数が大きいという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、inband通信等の通信に要する各種素子、回路、配線を受電コネクタに設けることにより、通信信号に対するノイズの影響を軽減することが可能な受電コネクタ及び通信システムの提供を主たる目的とする。

また、本発明では、電力線通信、inband通信等の形式が異なる通信への転換のための交換作業の工数を低減することが可能な受電コネクタ及び通信システムの提供を他の目的とする。

本発明に係る受電コネクタは、車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線に接続され、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器と、前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサとを備えることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線に接続され、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器と、前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサと、前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタとを備えることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記制御信号と異なる通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサとを備えることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記接地線側分岐線及び前記制御用線側分岐線は、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器に接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタとを備えることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記接地線側分岐線及び前記制御用線側分岐線は、前記制御信号と異なる通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサを介して、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器に接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記重畳分離器は、前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線に接続される一次コイルと、該一次コイルと電磁的に結合する二次コイルとを有し、該二次コイルは、制御用線及び接地線を介して通信信号を送受信する通信装置に接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記重畳分離器の一次コイルは、前記コンデンサと撚り対線により接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記重畳分離器の二次コイルは、前記通信装置と撚り対線により接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記通信装置内にチョークコイルを設けてあり、前記重畳分離器の二次コイルは、前記チョークコイルと撚り対線により接続可能であることを特徴とする。

本発明に係る受電コネクタは、前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタを更に備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を備える車両とを、給電に用いる給電線及び接地線、並びに前記蓄電装置の給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を内包する充電ケーブルにて接続し、前記制御用線を媒体として、前記制御信号と異なる通信信号を送受信する通信システムにおいて、前記車両は、前記給電装置からの充電ケーブルが接続される前記受電コネクタと、該受電コネクタを介して前記給電装置と通信信号を送受信する通信装置とを備え、該通信装置は、前記重畳分離器の二次コイルに接続されることを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、前記受電コネクタ及び通信装置間は、撚り対線にて接続されており、前記通信装置は、撚り対線に接続されるチョークコイルを更に備えることを特徴とする。

本発明では、通信信号が重畳する区間の内部配線を短くすることが可能である。

また、本発明では、inband通信に係る部材を筐体に収容して、これらの部材を一体的に取り扱うことが可能である。

また、本発明では、ローパスフィルタを設けることにより、受電コネクタ外に通信信号が漏出することを防止することができる。さらに、ローパスフィルタを具備することで、充電制御装置の入力回路のコンデンサの影響による通信品質の低下を防ぐ事ができる。

また、本発明では、撚り対線を用いることにより、通信信号に対するノイズの影響を軽減する。さらに、コモンモードチョークコイルとして機能するチョークコイルを撚り対線に接続することにより、コモンモードノイズを低減することができる。

本発明に係る受電コネクタ及び通信システムは、inband通信等の通信に要するコンデンサ、重畳分離器、ローパスフィルタ、その他の各種素子、回路及び配線を受電コネクタに設けることにより、通信信号が重畳する区間の内部配線を短くする。これにより、通信信号が車両内の機器から発せられる電磁波の影響を受け難く、また、通信信号の伝送により発生する電磁波が車両内の他の機器に影響を与えることを防止することが可能である等、優れた効果を奏する。

また、inband通信に係る部材を一体的に取り扱うことが可能であるため、例えば、電力線通信に対応した車両を、inband通信に対応した車両に変更する場合の部材を交換する際の作業が容易である等、優れた効果を奏する。

しかも、本発明では、ローパスフィルタにより、受電コネクタ外への通信信号の漏出を防止することで、更に電磁波の影響を低減することが可能である等、優れた効果を奏する。また、ローパスフィルタを具備することで、充電制御装置の入力回路のコンデンサの影響による通信品質の低下を防ぐ事ができ、通信品質も向上する等、優れた効果を奏する。

さらに、本発明では、撚り対線及びチョークコイルを用いることにより、通信信号に対するノイズの影響を軽減することが可能である等、優れた効果を奏する。

実施の形態１に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る受電コネクタの一例を示す外観図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態２に係る充電システムにて用いられるローパスフィルタの構成例を示す回路図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。 実施の形態３に係る充電システムの重畳分離器及び通信装置間の構成例を示す説明図である。 規格化が進められているシステムの構成例を示す説明図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図１は、実施の形態１に係る充電システムを、電気自動車、プラグインハイブリッド車等の車両１が備えるバッテリ（蓄電装置）１０に対し、充電スタンド等の給電装置２から給電する形態に適用する例を示している。実施の形態１に係る充電システムは、車両１に搭載される充電に係るシステムであり、また、この充電システムに係る車両１を給電装置２と接続することにより、車両１及び給電装置２間で通信信号の送受信を行う通信システムを構成する。

車両１及び給電装置２の間は、充電ケーブル３により接続することが可能である。充電ケーブル３は、電力供給線として用いられる２本の給電線３１、３２、接地用の導線である接地線３３、及び充電制御に用いるコントロールパイロット信号（ＣＰＬＴ）等の制御信号を伝送する制御用線３４を内包している。充電ケーブル３の一端は、給電装置２側に接続されており、他端側に設けられたプラグ３０を車両１側の接続部位となる車載給電口として配設されている受電コネクタ１１に接続することができる。充電ケーブル３の他端のプラグ３０を受電コネクタ１１に接続することにより、充電ケーブル３内の給電線３１、３２、接地線３３及び制御用線３４の端部に設けられた接続端子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが、受電コネクタ１１内に設けられた接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと接触し、図１に例示する回路構成となる。

給電線３１、３２は、交流電圧が印加されるＡＣ線である。制御用線３４は、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信する信号線であり、給電装置２及び充電制御装置１３間が接続された場合に送受信されるコントロールパイロット信号に基づいて充電制御が行われる。また、接地線３３及び制御用線３４は、車両認証、充電管理、課金管理等の管理を行うための情報、その他各種情報を伝送する媒体として用いることも可能である。即ち、車両１及び給電装置２は、接地線３３及び制御用線３４に通信信号を重畳及び分離することにより通信を行うことが可能である。

給電装置２は、交流電力を供給する電力供給部２０と、充電制御に係る通信を行う充電制御部２１と、通信信号の送受信を行う通信部２２と、接地線３３及び制御用線３４に対して通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離部２３とを備えている。

電力供給部２０には、給電線３１、３２の一端及び接地線３３が接続されている。充電制御部２１には、制御用線３４の一端及び接地線３３が接続されている。給電装置２内の配線は、給電装置２外部の充電ケーブル３に内包された給電線３１、３２、接地線３３及び制御用線３４に接続された延長線として機能する内部導線ということになるが、以降の説明では、便宜上、内部導線として配設された延長線部分も含めて、給電線３１、３２、接地線３３及び制御用線３４として説明する。

充電制御部２１は、例えば、充電制御に関する国際規格に準拠した出力側の回路であり、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信することにより、接続確認、通電開始等の様々な状態における充電制御を行う。

重畳分離部２３は、接地線３３から分岐した分岐線及び制御用線３４から分岐した分岐線に夫々コンデンサ３３０、３４０を介して接続されており、カップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器）等の回路を用いて構成される。

重畳分離部２３は、接地線３３及び制御用線３４に対して各種通信信号を重畳し、また、重畳された各種通信信号を分離する。重畳分離部２３が、通信部２２から出力される各種通信信号を重畳し、また、分離した各種通信信号を通信部２２に入力することで、通信部２２の通信が行われる。

車両１は、バッテリ１０及び受電コネクタ１１の他、バッテリ１０に対する充電を行う充電装置１２と、充電制御に係る通信を行う充電制御装置１３と、通信信号の送受信を行う通信装置１４と、接地線３３及び制御用線３４に対して通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器１５とを備えている。

車両１の受電コネクタ１１に充電ケーブル３のプラグ３０を接続することにより、充電ケーブル３に内包された給電線３１、３２の他端、接地線３３の他端及び制御用線３４の他端に夫々設けられた接続端子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが、受電コネクタ１１内に設けられた接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと接続される。

受電コネクタ１１は後述する図２に図示するように筐体１１０を有し、筐体１１０内には、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを介して給電線３１、３２、接地線３３及び制御用線３４に接続される内部配線１１１、１１２、１１３及び１１４が設けられている。給電線３１、３２に接続された内部配線１１１、１１２の他端は、車両１内の内部に配設されたＡＣ線を介して充電装置１２に接続されており、充電装置１２によりバッテリ１０に対する充電が行われる。接地線３３に接続された内部配線１１３の他端は、車両１内の内部配線又は車体接地（body earth）を介して充電装置１２及び充電制御装置１３、更にはバッテリ１０に接続されている。制御用線３４に接続された内部配線１１４の他端は、車両１内の内部配線として配設された延長線を介して充電制御装置１３に接続されている。なお、以降の説明において、特に区分する必要がない場合、便宜上、各内部配線、ＡＣ線、延長線をも含めて、給電線３１、３２、接地線３３及び制御用線３４として説明する。

また、接地線３３に接続される内部配線１１３、及び制御用線３４に接続される内部配線１１４には、夫々配線分岐部１１３ａ、１１４ａが設けられている。さらに、接地線３３側の配線分岐部１１３ａから接地線側分岐線１１５が分岐されており、制御用線３４側の配線分岐部１１４ａから制御用線側分岐線１１６が分岐されている。

接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６には、制御信号及び通信信号を分離する分離手段として、夫々コンデンサ１１５ａ、１１６ａが介装され、重畳分離器１５に接続されている。コンデンサ１１５ａ、１１６ａは、通信信号に用いられる帯域の信号を透過し、制御信号を遮断する。

通信信号に用いられる周波数の帯域としては、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ、例えば３０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域が低速通信用の帯域として用いられる。また、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ、例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの帯域が高速通信用の帯域として用いられる。なお、制御信号は、１ｋＨｚの発振器から出力されるので、通信信号より低周波の信号となる。

充電制御装置１３は、例えば、充電制御に関する国際規格に準拠した入力側の回路であり、給電装置２の充電制御部２１と通信可能となった場合に、コントロールパイロット信号等の制御信号を送受信することにより、接続確認、通信開始等の様々な状態における充電制御を行う。

通信装置１４は、給電装置２と各種通信信号を送受信するための機能を備え、一対の通信線により、重畳分離器１５と接続されている。

重畳分離器１５は、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６に接続される一次コイル１５０と、一次コイル１５０に電磁的に結合される二次コイル１５１とを備えるカップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器）等の回路である。

重畳分離器１５は、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６を介して接地線３３及び制御用線３４に対して各種通信信号を重畳し、また、重畳された各種通信信号を分離する。重畳分離器１５が、通信装置１４から出力される各種通信信号を重畳し、また、分離した各種通信信号を通信装置１４に入力することで、通信装置１４の通信が行われる。

即ち、重畳分離器１５、接地線３３、制御用線３４、重畳分離部２３及びその他の配線、素子、回路により通信信号を伝送するループ回路が形成される。これにより、車両１内の通信装置１４及び給電装置２の通信部２２間で、接地線３３及び制御用線３４に対して通信信号を重畳するinband通信を実現することが可能となる。

実施の形態１に係る充電システムにおいて、車載給電口として配設される受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、及びコンデンサ１１５ａ、１１６ａを筐体１１０に一体化してなる。また、コンデンサ１１５ａ、１１６ａには、前述の重畳分離器１５が接続される。

即ち、本発明では、上述の各種配線、素子、回路等のinband通信等の通信に要する部材を、部品交換時における交換単位、即ち可換ユニットとして受電コネクタ１１に一体化するものである。

図２は、本発明の実施の形態１に係る受電コネクタ１１の一例を示す外観図である。図２は、受電コネクタ１１の側面を示しており、図２に例示する受電コネクタ１１の筐体１１０は、中心軸を共有し、半径及び高さが異なる２個の円筒状体を結合し、更に、直方体状をなす重畳分離器１５の収容体を結合した形状をなしている。筐体１１０は、重量、大きさ、耐久性、その他必要に応じて電磁波遮断性等の各種要因を考慮し、適宜選択された金属、樹脂等の材質の部材を用いて構成される。なお、図２では、筐体１１０に設けられた蓋部を開いた状態を示している。蓋部は、例えば充電時にプラグ３０を接続することを目的として開かれる。

筐体１１０から、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４の一部が露出し、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４の先端には車両１内に組み込むための端子が設けられている。また、重畳分離器１５から通信装置１４に接続するための撚り対線１４０が延びており、撚り対線１４０の先端には通信装置１４に接続するための端子が設けられている。以下で説明する実施の形態においては、撚り対線１４０を用いて通信装置１４を接続する構成について説明を行うが、撚り対線１４０に代えて、同軸ケーブル、平行線路等を用いてもよい。また、ノイズ対策として、撚り対線などにシールドを施してもよい。なお、撚り対線１４０を用いた構成については、実施の形態３として後述する。

このように、筐体１１０の内部には、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、及びコンデンサ１１５ａ、１１６ａの全部又は一部が収容されている。また、これらの各種配線、素子、回路等の部材は、可換ユニットとして一体化されていることから、筐体１１０を車両１にネジ止め等の方法にて固定し、各配線に設けられた端子を適宜接続することにより、受電コネクタ１１の交換等の作業を容易に行うことができる。なお、重畳分離器１５の収容体を円筒状体から分離して設ける等、適宜設計することも可能である。

このように本発明の実施の形態１に係る受電コネクタ１１は、配線分岐部１１３ａ、１１４ａからカップリングトランスを有する重畳分離器１５までの配線、素子及び回路を一体化したものである。受電コネクタ１１に、各種配線、素子及び回路を一体化することにより、通信信号が伝送される経路を短縮することができ、必要以上に車両１内のハーネス（配線）に通信信号が流れることを防止する。

これにより、通信信号から放射される電磁波の影響により、車両１内の各種機器の誤動作、通信不良等の異常を起こす危険性を低減する。また、通信信号、通信側の各種機器が車両１内の各種機器から放射される電磁波の影響を受け難くすることができる。

さらに、車載給電口として配設される受電コネクタ１１に、上記の配線、素子及び回路を一体化することにより、電力線通信に対応した仕様の車両１に対し、受電コネクタ１１を交換するだけで、inband通信に対応した仕様とすることができる。従って、受電コネクタ１１により、電力線通信とinband通信との違いを吸収することができるので、車両１そのものの設計を変更することなく、通信の仕様変更に対応させることが可能となる。

なお、図１では、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ及び重畳分離器１５を受電コネクタ１１に一体化しているが、重畳分離器１５が受電コネクタ１１の外部に搭載されるものであってもよい。この場合、受電コネクタ１１の外部に搭載される重畳分離器１５は、受電コネクタ１１内部のコンデンサ１１５、１１６と撚り対線などにより接続される。

また、本実施の形態では、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６にそれぞれコンデンサ１１５ａ、１１６ａを介装する構成としたが、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６の何れか一方にコンデンサを介装する構成であってもよい。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、制御用線上にローパスフィルタを設ける形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１と同様の構成については実施の形態１と同様の符号を付し、実施の形態１を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。

図３は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。実施の形態２において、制御用線３４に接続される車両１の内部配線１１４には、制御信号及び通信信号を分離する分離手段としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１４ｂが介装されている。ローパスフィルタ１１４ｂは、内部配線１１４上で配線分岐部１１４ａと充電制御装置１３との間に配設される。ローパスフィルタ１１４ｂは、所定周波数より低周波数の帯域、例えば、制御信号に用いられる帯域の信号を透過し、通信信号を遮断する。

図４は、実施の形態２に係る充電システムにて用いられるローパスフィルタ１１４ｂの構成例を示す回路図である。ローパスフィルタ１１４ｂは、図４に示すように、例えば、インダクタンスが１．５ｍＨであるコイル及び１．０ｋΩの抵抗を並列に配置した回路、又はその等価回路として構成される。なお、同様の特性を得ることができるのであれば、他の回路を用いて構成しても良い。また、ローパスフィルタに用いる素子の値は一例であり、他の値の素子を用いても良い。

実施の形態２に係る充電システムにおいて、車載給電口として配設される受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ、重畳分離器１５、及びローパスフィルタ１１４ｂを筐体１１０に一体化してなる。

本発明の実施の形態２においても、各種配線、素子及び回路が受電コネクタ１１の筐体１１０に一体化されるので、その外観の例は、図２を用いて示した実施の形態１に係る受電コネクタ１１と同様になる。

ローパスフィルタ１１４ｂを受電コネクタ１１に一体化して設けることにより、通信信号が受電コネクタ１１外に漏出することを防止するので、実施の形態１で示した電磁波による相互の影響を低減する効果の実効性を更に高めることが可能である。即ち、車両１内の他の機器、及び通信信号の伝送経路の間で一方から放射されるノイズが他方に影響することを防止し、これにより、例えば、制御信号の電圧誤読等の異常の発生を防止することができる。また、ローパスフィルタを具備することで、充電制御装置１３の入力回路のコンデンサの影響による通信品質の低下を防ぐ事ができる。

実施の形態２は、実施の形態１において、ローパスフィルタ１１４ｂを追加した形態であるが、筐体１１０と一体化する素子及び回路については適宜設計することが可能である。図５は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態２の他の構成例を示している。図５に示す構成例において、受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、及びローパスフィルタ１１４ｂを筐体１１０に一体化して構成されている。即ち、図３に示す構成例から、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ及び重畳分離器１５を一体化せずに分離する構成としたものである。

図６は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態２の更に他の構成例を示している。図６に示す構成例において、受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、及びコンデンサ１１５ａ、１１６ａを筐体１１０に一体化して構成されている。即ち、図３に示す構成例から、重畳分離器１５及びローパスフィルタ１１４ｂを一体化せずに分離する構成としたものである。

図７は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図７は、本発明の実施の形態２の更に他の構成例を示している。図７に示す構成例において、受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ、及びローパスフィルタ１１４ｂを筐体１１０に一体化して構成されている。即ち、図３に示す構成例から、重畳分離器１５を一体化せずに分離する構成としたものである。

図８は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図８は、本発明の実施の形態２の更に他の構成例を示している。図８に示す構成例において、受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、及びローパスフィルタ１１４ｂを筐体１１０に一体化して構成されている。即ち、図５と同様に、図３に示す構成例から、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ及び重畳分離器１５を一体化せずに分離する構成としたものである。

また、図８に示す構成例では、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ及び重畳分離器１５を通信装置１４の内部に設けている。重畳分離器１５内の二次コイル１５１の両端は、通信信号を送受信する機能を有した送受信部１４ａに接続される。送受信部１４ａは、例えば、Ｔｘ保護回路、Ｒｘフィルタ、ＡＦＥ（Analog Front End）回路などを備える。

また、図８に示すように、給電装置２についても、車両１と同様に、コンデンサ３３０、３４０及び重畳分離部２３を通信部２２の内部に設ける構成としてもよい。この場合、重畳分離部２３の二次コイル側は通信信号を送受信する機能を有した送受信部２２ａに接続される。更に、給電装置２の内部にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設ける構成としてもよく、図８に示した例では、制御用線３４にローパスフィルタ２４を設けた構成を示している。なお、ローパスフィルタの挿入箇所は制御用線３４に限定されるものではなく、接地線３３に挿入する構成であってもよく、また充電制御部２１又は通信部２２に内蔵されるものであってもよい。

図９は、実施の形態２に係る充電システムの構成例を示す説明図である。図９は、本発明の実施の形態２の更に他の構成例を示している。図９に示す構成例において、受電コネクタ１１は、接続端子１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、内部配線１１１、１１２、１１３、１１４、配線分岐部１１３ａ、１１４ａ、接地線側分岐線１１５、制御用線側分岐線１１６、コンデンサ１１５ａ、１１６ａ及びローパスフィルタ１１４ｂを筐体１１０に一体化して構成されている。即ち、図７と同様に、図３に示す構成例から、重畳分離器１５を一体化せずに分離する構成としたものである。

また、図９に示す構成例では、重畳分離器１５を通信装置１４の内部に設けている。重畳分離器１５内の二次コイル１５１の両端は、通信信号を送受信する機能を有した送受信部１４ａに接続される。送受信部１４ａは、例えば、Ｔｘ保護回路、Ｒｘフィルタ、ＡＦＥ（Analog Front End）回路などを備える。

なお、給電装置２の構成は図８に示すものと同様であり、コンデンサ３３０、３４０及び重畳分離部２３を通信部２２の内部に設けた構成としている。また、給電装置２の内部にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けた構成としており、図９に示した例では、制御用線３４にローパスフィルタ２４を設けている。なお、ローパスフィルタの挿入箇所は制御用線３４に限定されるものではなく、接地線３３に挿入する構成であってもよく、また充電制御部２１又は通信部２２に内蔵されるものであってもよい。

また、本実施の形態では、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６にそれぞれコンデンサ１１５ａ、１１６ａを介装する構成としたが、接地線側分岐線１１５及び制御用線側分岐線１１６の何れか一方にコンデンサを介装する構成であってもよい。

このように、実施の形態２は、様々な構成にて展開することが可能である。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１又は２において、受電コネクタ及び通信装置間を撚り対線にて接続する形態である。なお、以降の説明において、実施の形態１又は２と同様の構成については実施の形態１又は２と同様の符号を付し、実施の形態１又は２を参照するものとし、その説明を省略する。

実施の形態３に係る充電システムは、実施の形態１又は２に示した構成例に対し、受電コネクタ１１に一体化された重畳分離器１５及び通信装置１４間を撚り対線にて接続する形態であり、重畳分離器１５及び通信装置１４間以外の構成については特に変更を加えるものではない。従って、充電システム全体の構成例については、実施の形態１又は２を参照するものとし、その説明を省略する。

図１０は、実施の形態３に係る充電システムの重畳分離器１５及び通信装置１４間の構成例を示す説明図である。重畳分離器１５及び通信装置１４間の配線は、撚り対線１４０にて構成されている。撚り対線１４０は、例えば２〜４ｍの長さで車両１内に配線される。また、通信装置１４は、撚り対線１４０に接続されるチョークコイル１４１を備えている。

撚り対線１４０を用いることにより、通信信号に対するノイズの影響を軽減することができる。また撚り対線１４０によりコモンモードの状態で通信装置１４内に流入するノイズを、コモンモードチョークコイルとして機能するチョークコイル１４１により除去することができる。さらに、通信装置１４内の基板にて生じたノイズを通信装置１４の外部へ送出しないようにすることができる。
なお、本実施の形態では、撚り対線１４０を用いる構成としたが、撚り対線１４０に代えて、同軸ケーブル、平行線路等を用いてもよい。また、ノイズ対策として、撚り対線などにシールドを施してもよい。

通信装置内に重畳分離器を内蔵する構成であれば、その重畳分離器が上記チョークコイルの役割を果たすことが可能であるが、前述した実施の形態では、例えば、図１及び図３に示すように重畳分離器１５を受電コネクタ１１に一体化して設けているため、通信装置１４内にチョークコイル１４１を設けることが好ましい。

なお、本実施の形態では、受電コネクタ１１及び通信装置１４間を撚り対線１４０にて接続する形態について説明したが、例えば、図６及び図７に示すように、重畳分離器１５が受電コネクタ１１の外部に搭載される構成において、受電コネクタ１１のコンデンサ１１５ａ，１１６ａと重畳分離器１５の一次コイル１５０との間、及び／又は重畳分離器１５の二次コイル１５１と通信装置１４との間を撚り対線にて接続する構成であってもよい。

前記実施の形態は、本発明の無数に存在する実施例の一部を開示したに過ぎず、目的、用途、仕様等の様々な要因を加味して適宜設計することが可能である。例えば、実施の形態２については、上述の構成例以外にも、ローパスフィルタを接地線に接続される内部配線に介装し、又は制御用線側及び接地線側の双方の内部配線に介装する等、様々な形態に展開することが可能である。また、受電コネクタ１１にローパスフィルタ１１４ｂを搭載する代わりに、充電制御装置１３又は通信装置１４の内部にローパスフィルタを搭載する構成としてもよい。

また、前記実施の形態では、給電側にローパスフィルタを具備しない形態を記載したが、本発明はこれに限るものではなく、スタンド側にローパスフィルタを具備するようにしても良い。そして、スタンド側にローパスフィルタを具備する構成とすることにより、スタンド側の充電制御装置の出力回路のコンデンサの影響による通信品質の低下を防ぐ事ができる。また、分岐部やローパスフィルタ、コンデンサ等の信号分離部を給電装置内の車両側にできるだけ近付ける事で、給電装置側でも同様の効果が得られる。

さらに、前記実施の形態では給電装置側と車両側とのいずれも制御用線及び接地線から分岐する分岐線に重畳分離器等を接続する同じ構成である形態について記載したが、本発明はこれに限るものではなく、給電装置側と車両側との一方では重畳分離器等を省いて通信装置等を接続し、また制御用線に重畳分離器等を介装する等の異なる構成であっても良い。また、本願においては、接地線は、車両や給電装置の導体（例えば、車体や筐体）を利用するものであってもよい。

１ 車両
１０ バッテリ（蓄電装置）
１１ 受電コネクタ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 接続端子
１１０ 筐体
１１１、１１２、１１３、１１４ 内部配線
１１３ａ、１１４ａ 配線分岐部
１１４ｂ ローパスフィルタ
１１５ 接地側分岐線
１１６ 制御用線側分岐線
１１５ａ、１１６ａ コンデンサ
１２ 充電装置
１３ 充電制御装置
１４ 通信装置
１４０ 撚り対線
１４１ チョークコイル
１５ 重畳分離器
１５０ 一次コイル
１５１ 二次コイル
２ 給電装置
２０ 電力供給部
２１ 充電制御部
２２ 通信部
２３ 重畳分離部
３ 充電ケーブル
３０ プラグ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 接続端子
３１、３２ 給電線
３３ 接地線
３４ 制御用線
３３０、３４０ コンデンサ

Claims (13)

1. 車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、
   給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、
   該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、
   接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、
   前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線に接続され、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器と、
   前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサと
   を備えることを特徴とする受電コネクタ。
2. 車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、
   給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、
   該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、
   接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、
   前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線に接続され、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器と、
   前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサと、
   前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタと
   を備えることを特徴とする受電コネクタ。
3. 車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、
   給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、
   該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、
   接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、
   前記接地線側の配線分岐部から分岐する接地線側分岐線、及び前記制御用線側の配線分岐部から分岐する制御用線側分岐線の一方または双方に介装され、前記制御信号と異なる通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサと
   を備えることを特徴とする受電コネクタ。
4. 前記接地線側分岐線及び前記制御用線側分岐線は、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器に接続可能であることを特徴とする請求項３に記載の受電コネクタ。
5. 車両に配設することが可能で、給電に用いる給電線、接地線、及び給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を接続することが可能な受電コネクタにおいて、
   給電線、接地線及び制御用線が接続される複数の接続端子と、
   該接続端子を介して給電線、接地線及び制御用線に接続される複数の内部配線と、
   接地線に接続される内部配線、及び制御用線に接続される内部配線に夫々設けられた配線分岐部と、
   前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタと
   を備えることを特徴とする受電コネクタ。
6. 前記接地線側分岐線及び前記制御用線側分岐線は、前記制御信号と異なる通信信号に用いられる帯域の信号を透過させるコンデンサを介して、前記接地線及び制御用線に対して前記制御信号と異なる通信信号の重畳及び分離を行う重畳分離器に接続可能であることを特徴とする請求項５に記載の受電コネクタ。
7. 前記重畳分離器は、
   前記接地線側分岐線及び制御用線側分岐線に接続される一次コイルと、
   該一次コイルと電磁的に結合する二次コイルと
   を有し、
   該二次コイルは、制御用線及び接地線を介して通信信号を送受信する通信装置に接続可能である
   ことを特徴とする請求項１、２、４又は６に記載の受電コネクタ。
8. 前記重畳分離器の一次コイルは、前記コンデンサと撚り対線により接続可能であることを特徴とする請求項７に記載の受電コネクタ。
9. 前記重畳分離器の二次コイルは、前記通信装置と撚り対線により接続可能であることを特徴とする請求項７に記載の受電コネクタ。
10. 前記通信装置内にチョークコイルを設けてあり、前記重畳分離器の二次コイルは、前記チョークコイルと撚り対線により接続可能であることを特徴とする請求項９に記載の受電コネクタ。
11. 前記接地線側の内部配線及び制御用線側の内部配線の少なくとも一方に介装され、前記制御信号に用いられる帯域の信号を透過させるローパスフィルタを更に備えることを特徴とする請求項１又は３に記載の受電コネクタ。
12. 給電装置と、該給電装置から給電される蓄電装置を備える車両とを、給電に用いる給電線及び接地線、並びに前記蓄電装置の給電制御に用いる制御信号を伝送する制御用線を内包する充電ケーブルにて接続し、前記制御用線を媒体として、前記制御信号と異なる通信信号を送受信する通信システムにおいて、
    前記車両は、
    前記給電装置からの充電ケーブルが接続される請求項１、２、４又は６に記載の受電コネクタと、
    該受電コネクタを介して前記給電装置と通信信号を送受信する通信装置と
    を備え、
    該通信装置は、前記重畳分離器の二次コイルに接続される
    ことを特徴とする通信システム。
13. 前記受電コネクタ及び通信装置間は、撚り対線にて接続されており、
    前記通信装置は、撚り対線に接続されるチョークコイルを更に備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。

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