JP6036418B2 - 非接触充電システム - Google Patents
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Description
この発明は、非接触充電システムに係り、特に、励磁コイルと磁気センサとを利用した非接触充電システムに関する。
電気モータによって走行する電気自動車(EV車)や電気モータとガソリンエンジンとの併用によって走行するプラグインハイブリッド車(PHV車)が普及してきている。これらEV車やPHV車にはバッテリが搭載されており、バッテリに蓄えられた電気エネルギーによってモータを駆動することにより車両の走行が行われる。
現在、EV車やPHV車用の充電システムとしては、駐車エリア内に設けられた複数の駐車スペースにそれぞれ充電スタンドを設置し、車両が駐車スペースに駐車している間に充電を行う方式が一般的である。また、充電スタンドから車両への電力供給の方法としては、充電スタンドと車両とを専用の充電ケーブルで接続する接触充電システムと、充電スタンドと車両とを非接触状態に保ったまま電磁誘導等の原理を利用して電力供給を行う非接触充電システムとがある。
また、充電スタンドから車両への充電を行う際には、充電スタンドと車両との間で各種制御命令をやり取りする必要がある。充電スタンドと車両とを充電ケーブルで接続する接触充電システムでは、充電ケーブル内に通信線を含めることによって各種制御命令のやり取りを有線通信によって行うことができるが、充電ケーブルを使用しない非接触充電システムの場合には、充電スタンドと車両との間の各種制御命令のやり取りを無線通信等の非接触通信によって行う必要がある。その際、駐車エリア内に複数の充電スタンドが設置されている場合には、車両は何らかの手段で自身が無線通信接続を確立すべき充電スタンドを特定する必要がある。
特許文献1には、車両と充電スタンドの間で非接触通信を行う装置が記載されている。この非接触通信装置では、送信用コイルが車両の非接触充電装置の受電コイル付近に設けられ、受信用コイルが充電スタンドの非接触充電装置の給電コイル付近に設けられている。そして送信用コイルからは変調信号が乗せられた電磁波を発射し、受信用コイルでは、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、電磁波が入射して変調信号が誘起されることにより、非接触通信を実現している。
しかしながら、特許文献1に記載の非接触通信方式では、通信感度の低下を避け、電力供給磁場からの影響を受けにくくするために、送信用コイル、受信用コイルの構成が複雑になるという問題がある。
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り、複数の充電スタンドの中から車両が無線通信接続を確立すべき充電スタンドを簡単かつ確実に特定することができる非接触充電システムを提供することを目的とする。
この発明に係る非接触充電システムは、車両に搭載された充電装置と、複数の充電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、充電スタンドのそれぞれは、充電装置に電力を供給する給電装置と、給電装置に設けられ、無線通信を行うための給電装置無線通信部と、給電装置に設けられ、非接触通信を行うための給電装置非接触通信部とを備え、充電装置は、無線通信を行うための充電装置無線通信部と、非接触通信を行うための充電装置非接触通信部とを備え、無線通信は充電装置と複数の給電装置との間で通信が可能であり、非接触通信は充電装置と複数の給電装置のうちの1つとのみ通信が可能であって、車両毎又は充電スタンド毎に個別に定められたIDを無線通信により送受信し、非接触通信によりIDを送受信し、さらに非接触通信により送受信されたIDと無線通信により送受信されたIDとを照合することで、複数の給電装置のうち、充電装置に対し無線通信を行うべき給電装置を特定し、該給電装置と充電装置との間で無線通信を確立する。
充電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、給電装置非接触通信部は、励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、信号をセンサ検知部が検知することにより、励磁制御部とセンサ検知部との間でIDを送受信してもよい。
給電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、充電装置非接触通信部は、励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、信号をセンサ検知部が検知することにより、励磁制御部とセンサ検知部との間でIDを送受信してもよい。
充電装置非接触通信部は、充電装置第2無線通信部を備え、給電装置非接触通信部は、給電装置第2無線通信部を備え、充電装置第2無線通信部と給電装置第2無線通信部との間で行われる第2の無線通信によりIDを送受信してもよい。
給電装置非接触通信部は、少なくとも1つの車両進入検知用の進入検知ループコイルを備え、進入検知ループコイルを介して第2の無線通信を行ってもよい。
充電装置は、2つ以上の充電装置非接触通信部を備え、給電装置は、2つ以上の給電装置非接触通信部を備えていてもよい。
IDは充電スタンド毎に個別に定められたIDであり、充電装置は、無線通信によるIDの送受信が行われた給電装置の応答充電スタンドリストを作成し、該応答充電スタンドリストにはIDとMACアドレスとが対応するように格納されていてもよい。
給電装置は、給電装置無線通信部と、給電装置非接触通信部と、それらを制御する給電装置通信制御部とを有する給電装置通信部を備え、充電装置は、充電装置無線通信部と、
充電装置非接触通信部と、それらを制御する充電装置通信制御部とを有する充電装置通信部を備えていてもよい。
車両に搭載された充電装置と、充電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、充電スタンドは、充電装置に電力を供給する給電装置と、給電装置に設けられ、無線通信を行うための給電装置無線通信部と、給電装置に設けられ、非接触通信を行うための給電装置非接触通信部とを備え、充電装置は、無線通信を行うための充電装置無線通信部と、非接触通信を行うための充電装置非接触通信部とを備え、無線通信は充電装置と複数の給電装置との間で通信が可能であり、非接触通信は充電装置と給電装置とのみ通信が可能であって、車両毎又は充電スタンド毎に個別に定められたIDを無線通信により送受信し、非接触通信によりIDを送受信し、さらに非接触通信により送受信されたIDと無線通信により送受信されたIDとを照合することで、複数の給電装置のうち、充電装置に対し無線通信を行うべき給電装置を特定し、該給電装置と充電装置との間で無線通信を確立してもよい。
充電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、給電装置非接触通信部は、励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、信号をセンサ検知部が検知することにより、励磁制御部とセンサ検知部との間でIDを送受信してもよい。
給電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、充電装置非接触通信部は、励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、信号をセンサ検知部が検知することにより、励磁制御部とセンサ検知部との間でIDを送受信してもよい。
充電装置非接触通信部は、充電装置第2無線通信部を備え、給電装置非接触通信部は、給電装置第2無線通信部を備え、充電装置第2無線通信部と給電装置第2無線通信部との間で行われる第2の無線通信によりIDを送受信してもよい。
給電装置非接触通信部は、少なくとも1つの車両進入検知用の進入検知ループコイルを備え、進入検知ループコイルを介して第2の無線通信を行ってもよい。
充電装置は、2つ以上の充電装置非接触通信部を備え、給電装置は、2つ以上の給電装置非接触通信部を備えていてもよい。
IDは充電スタンド毎に個別に定められたIDであり、充電装置は、無線通信によるIDの送受信が行われた給電装置の応答充電スタンドリストを作成し、該応答充電スタンドリストにはIDとMACアドレスとが対応するように格納されていてもよい。
給電装置は、給電装置無線通信部と、給電装置非接触通信部と、それらを制御する給電装置通信制御部とを有する給電装置通信部を備え、充電装置は、充電装置無線通信部と、
充電装置非接触通信部と、それらを制御する充電装置通信制御部とを有する充電装置通信部を備えていてもよい。
車両に搭載された充電装置と、充電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、充電スタンドは、充電装置に電力を供給する給電装置と、給電装置に設けられ、無線通信を行うための給電装置無線通信部と、給電装置に設けられ、非接触通信を行うための給電装置非接触通信部とを備え、充電装置は、無線通信を行うための充電装置無線通信部と、非接触通信を行うための充電装置非接触通信部とを備え、無線通信は充電装置と複数の給電装置との間で通信が可能であり、非接触通信は充電装置と給電装置とのみ通信が可能であって、車両毎又は充電スタンド毎に個別に定められたIDを無線通信により送受信し、非接触通信によりIDを送受信し、さらに非接触通信により送受信されたIDと無線通信により送受信されたIDとを照合することで、複数の給電装置のうち、充電装置に対し無線通信を行うべき給電装置を特定し、該給電装置と充電装置との間で無線通信を確立してもよい。
この発明によれば、給電装置非接触通信部と充電装置非接触通信部との間で非接触通信により送受信された車両又は充電スタンド毎に個別に定められたIDと、給電装置無線通信部と充電装置無線通信部との間で無線通信により送受信されたIDとを照合することにより、複数の充電スタンドの中から車両が無線通信接続を確立すべき充電スタンドを簡単かつ確実に特定することができる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムの構成を図1に示す。
非接触充電システム1は、複数の充電スタンドと車両3に設けられた充電装置5とからなる。実施の形態1では、充電スタンドは充電スタンド2aと、充電スタンド2aと同じ構成を有する充電スタンド2b、2cとの3つが設けられている。充電スタンド2aには給電装置4aが設けられている。給電装置4aには給電コイル6aが設けられ、充電装置5には受電コイル7が設けられている。給電コイル6aと受電コイル7とは、車両3を充電スタンド2aの所定の駐車位置に駐車したときに、所定のエアギャップを有しつつ対向するように、給電コイル6は充電スタンド2の例えば床面などに、受電コイル7は車両3の例えば底面などに適宜配置される。
実施の形態1
この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムの構成を図1に示す。
非接触充電システム1は、複数の充電スタンドと車両3に設けられた充電装置5とからなる。実施の形態1では、充電スタンドは充電スタンド2aと、充電スタンド2aと同じ構成を有する充電スタンド2b、2cとの3つが設けられている。充電スタンド2aには給電装置4aが設けられている。給電装置4aには給電コイル6aが設けられ、充電装置5には受電コイル7が設けられている。給電コイル6aと受電コイル7とは、車両3を充電スタンド2aの所定の駐車位置に駐車したときに、所定のエアギャップを有しつつ対向するように、給電コイル6は充電スタンド2の例えば床面などに、受電コイル7は車両3の例えば底面などに適宜配置される。
給電装置4aの構成を図2(a)に示す。給電コイル6aは給電装置整合部8aに電気的に接続されている。給電装置整合部8aは電源変換部9aに電気的に接続されている。電源変換部9aは交流電源10aに電気的に接続されている。交流電源10aは例えば交流200Vの電源である。給電装置制御装置11aが、給電装置整合部8aと、電源変換部9aと、給電装置無線通信部12aと、センサ検知部13aとに電気的に接続されている。給電装置無線通信部12aには、給電装置アンテナ14aが電気的に接続されている。センサ検知部13aには、磁気センサ15aが電気的に接続されている。その他の2つの給電スタンド2b、2cもそれぞれ、給電装置4aと同じ構成を有する給電装置4b、4c(図1参照)を有している。
充電装置5の構成を図2(b)に示す。受電コイル7は充電装置整合部16に電気的に接続されている。充電装置整合部16は整流部17に電気的に接続されている。整流部17は充電装置5の外部にある検出部18に電気的に接続されている。検出部18は充電装置5の外部にあるバッテリ部19に電気的に接続されている。充電装置制御装置20が、充電装置整合部16と、整流部17と、検出部18と、バッテリ部19と、充電装置無線通信部21と、励磁制御部22に電気的に接続されている。充電装置無線通信部21には、充電装置アンテナ23が電気的に接続されている。励磁制御部22には、励磁コイル24が電気的に接続されている。車両3を充電スタンド2a(図1参照)の所定の駐車位置に駐車したときに、磁気センサ15a(図2(a)参照)と励磁コイル24とは、例えば所定のエアギャップを有しつつ対向する位置であるなど、磁気センサ15aで励磁コイル24の出力磁界を検出できる範囲になるように、磁気センサ15aは充電スタンド2aの例えば床面などに、励磁コイル24は車両3の例えば底面などに適宜配置される。
センサ検知部13aの構成を図3に示す。センサ検知部13aの内部には判定回路25aと検波回路26aとが設けられており、給電装置制御装置11aと判定回路25aとが電気的に接続され、判定回路25aと検波回路26aとが電気的に接続され、検波回路26aと磁気センサ15aとが電気的に接続されている。
励磁制御部22の構成を図4に示す。励磁制御部22の内部には振幅制御回路27と発振回路28とが設けられており、充電装置制御装置20と振幅制御回路27とが電気的に接続され、振幅制御回路27と発振回路28とが電気的に接続され、発振回路28と励磁コイル24とが電気的に接続されている。
次に、この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムの動作を図2〜図6を参照して説明する。
図5に非接触充電システムのシーケンス例を示す。車両3が充電スタンド2aの所定の駐車位置に駐車すると、充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知する(A)。このときの駐車を検知する手段は、車両3のパーキングブレーキの作動を検知するものや、車両3の走行用電源スイッチが切られたことを検知するものなど、任意の手段を用いてよい。
図5に非接触充電システムのシーケンス例を示す。車両3が充電スタンド2aの所定の駐車位置に駐車すると、充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知する(A)。このときの駐車を検知する手段は、車両3のパーキングブレーキの作動を検知するものや、車両3の走行用電源スイッチが切られたことを検知するものなど、任意の手段を用いてよい。
充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら、充電装置制御装置20は充電装置無線通信部21を起動し(B)、励磁制御部22を起動する(C)。充電装置制御装置20は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を出す(D)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、給電装置探索要求を充電装置アンテナ23を介してブロードキャストで出力する(E)。このとき送信される給電装置探索要求の信号には、充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置4aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aが受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置制御装置11aに送信する(F)。給電装置制御装置11aはセンサ検知部13aを起動する(G)。なお、給電装置4b、4cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F)及び(G)の動作が行われる。
次に、充電装置制御装置20は車両ID送信指示を励磁制御部22に送信する(H)。車両IDは図6に示すように、データのある状態をLowレベル[L]、データのない状態をHighレベル[H]としている。データの先頭の1ビット分をスタートビット[s]とし、2ビット目以降に送信するデータを順番に並べ、末尾にストップビット[e]を付加する。この例では車両IDは8ビットであるが、他のビット長をとってもよい。図4に示すように、励磁制御部22では、充電装置制御装置20から振幅制御回路27に車両IDを受け取り、そのデータに合せて交流電圧の振幅を変化させ、発振回路28を制御し、交流電圧を発生させ励磁コイル24に印加する。なお、ここでは交流電圧の振幅を制御しているが、電圧のHigh/Lowを制御する方法や、電流のON/OFFを制御する方法をとってもよい。いずれにしても、車両IDのデータは励磁コイル24から磁界の変化として出力される。つまり励磁制御部22は、磁界を使用し車両IDを出力している(図5、I参照)。
車両3が充電スタンド2aに駐車しているとき、励磁コイル24と磁気センサ15aとは、磁気センサ15aが励磁コイル24の出力磁界を検知できる範囲に位置しているため、励磁コイル24から発生された磁界の変化に応じて、図3に示すように、磁気センサ15aからはアナログ信号がセンサ検知部13aに出力され、車両IDのデータが出力電圧の変化として現れる。センサ検知部13aの検波回路26aでは、閾値処理を行うことで、データをHigh/Lowのデジタル信号に変換し、センサ検知部13aの判定回路25aに送信する。判定回路25aでは、デジタル信号からデータを判定して車両IDとして解釈する。このようにしてセンサ検知部13aは磁気センサ15aからの信号を検知し、図5に示されるように励磁制御部22から出力された車両IDを取得する磁界検知(J)が行われる。車両IDの出力(I)と磁界検知(J)によって励磁制御部22からセンサ検知部13aへ磁気通信による情報伝達が行われる。判定回路25a(図3参照)から、車両IDが出力され、センサ検知部13aから給電装置制御装置11aへ車両IDが通知される(K)。給電装置制御装置11aは給電装置無線通信部12aに車両IDを通知する(L)。
充電装置制御装置20は充電装置無線通信部21へ給電装置探索指示を送信する(M)。給電装置探索指示を受け取った充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求を車両IDとともにブロードキャストで出力する(N)。給電装置4aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置無線通信部12aは給電装置探索要求を受信する。このとき、給電装置4b、4cでも同様に給電装置探索要求を受信する。前記した通り、給電装置4aの給電装置無線通信部12aにはあらかじめ車両IDがセンサ検知部13aを介した磁気通信により通知されているため、給電装置無線通信部12aでは受信した車両IDを既に通知されている車両IDと照合する(O)。このとき、給電装置4b、4cのそれぞれの図示しない給電装置無線通信部では車両IDを磁気通信で通知されていないため、IDの照合は行わない。受信した車両IDと既に通知されている車両IDが一致したら、給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して、既に受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、給電装置探索応答をユニキャストで出力する(P)。このとき送信される給電装置探索応答の信号には、給電装置無線通信部12aのMACアドレスが含まれている。給電装置探索応答は充電装置アンテナ23を介して充電装置無線通信部21に受信され、充電装置無線通信部21は、受信済みの給電装置無線通信部12aのMACアドレスを使用して充電装置アンテナ23を介して通信接続要求をユニキャストで出力する(Q)。給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して通信接続要求を受信し、給電装置アンテナ14aを介して通信接続応答をユニキャストで出力する(R)。充電装置無線通信部21は充電装置アンテナ23を介して通信接続応答を受信し、以降は給電スタンド2aの給電装置無線通信部12aと車両3の充電装置無線通信部21との間で、無線通信が確立する(S)。
図2(a)、(b)に示されるように、無線通信の確立後は、交流電源10aから供給される電力を電源変換部9aで電圧、周波数を変換し、給電装置整合部8aと充電装置整合部16とでインピーダンスのマッチングを行い、給電コイル6aに供給する。給電コイル6aと所定のエアギャップを有しつつ対向している受電コイル7では電磁誘導の相互作用により充電電力が発生する。充電電力は充電装置整合部16を介して整流部17で整流され、電圧、電流の検出のための検出部18を介してバッテリ部19に充電される。
このように、励磁コイル24と磁気センサ15aとの間で通知された車両IDと、給電装置無線通信部12aと充電装置無線通信部21との間で通知された車両IDとを照合することにより、複数の充電スタンド2a、2b、2cの中から車両3が無線通信接続を確立すべき充電スタンド2aを簡単かつ確実に特定することができる。
実施の形態1では、通信接続要求を充電装置5の充電装置無線通信部21より出力していたが、給電装置4aの給電装置無線通信部12aから出力するシーケンスにしてもよい。給電装置4aの給電装置無線通信部12aから通信接続要求を出力する場合のシーケンス例を図7に示す。励磁制御部22とセンサ検知部13aとの間で磁気通信を行い(I)、給電装置制御装置11aへ車両IDが通知され(K)、給電装置制御装置11aは給電装置無線通信部12aに車両IDを通知する(L)までのシーケンスは実施の形態1と同様である。給電装置無線通信部12aが車両IDを通知されたら、給電装置無線通信部12aは、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、給電装置アンテナ14aを介して、車両IDとともに通信接続要求をユニキャストで出力する(Q’)。このときの通信接続要求の信号には、給電装置無線通信部12aのMACアドレスが含まれている。充電装置無線通信部21が充電装置アンテナ23を介して車両IDとともに通信接続要求を受信すると、充電装置無線通信部21は受信した車両IDと車両3の車両IDを照合する(O’)。車両IDが一致したら充電装置無線通信部21は受信済みの給電装置無線通信部12aのMACアドレスを使用して、充電装置アンテナ23を介して通信接続応答をユニキャストで出力する(R’)。給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して通信接続応答を受信し、給電スタンド2aの給電装置4aと車両3の充電装置5との間で、無線通信が確立する(S)。
実施の形態2
次に、この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムの構成を示す。尚、以下の実施の形態において、図1〜図7の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムは、実施の形態1に対して、各部の配置を変更したものである。
次に、この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムの構成を示す。尚、以下の実施の形態において、図1〜図7の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムは、実施の形態1に対して、各部の配置を変更したものである。
実施の形態1と同様、3つの充電スタンド2a、2b、2cの3つが設けられている。それらのうちの1つの充電スタンド2aの給電装置31aの構成を図8(a)に示す。給電装置通信部32aの内部には、給電装置無線通信部12aと、センサ検知部13aと、給電装置通信制御部33aとが設けられている。給電装置制御装置11aと、給電装置通信制御部33aとが電気的に接続されている。給電装置無線通信部12aと、給電装置通信制御部33aとが電気的に接続されている。センサ検知部13aと、給電装置通信制御部33aとが電気的に接続されている。他の二つの充電スタンド2b、2cも同様の構成であり、給電装置31aと同様の構成の給電装置31b、31c(図9参照)を有している。その他の構成は実施の形態1と同じである。
充電装置41の構成を図8(b)に示す。充電装置通信部42の内部には、充電装置無線通信部21と、励磁制御部22と、充電装置通信制御部43とが設けられている。充電装置制御装置20と、充電装置通信制御部43とが電気的に接続されている。充電装置無線通信部21と、充電装置通信制御部43とが電気的に接続されている。励磁制御部22と、充電装置通信制御部43とが電気的に接続されている。その他の構成は実施の形態1と同じである。
次に、この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムの動作を説明する。
図9に実施の形態2のシーケンス例を示す。図9において、図5と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5のアルファベットに’がついているものは、図5の動作に対して変更を加えたものであり、図5にないアルファベットは、実施の形態2独自の動作である。実施の形態1と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43は励磁制御部22を起動する(C’)。充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43に通信確立指示を車両IDを添えて送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を送信する(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、給電装置探索要求を充電装置アンテナ23を介してブロードキャストで出力する(E)。このとき、給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置31aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aで受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aはセンサ検知部13aを起動する(G’)。なお、給電装置31b、31cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(G’)の動作が行われる。
図9に実施の形態2のシーケンス例を示す。図9において、図5と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5のアルファベットに’がついているものは、図5の動作に対して変更を加えたものであり、図5にないアルファベットは、実施の形態2独自の動作である。実施の形態1と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43は励磁制御部22を起動する(C’)。充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43に通信確立指示を車両IDを添えて送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を送信する(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、給電装置探索要求を充電装置アンテナ23を介してブロードキャストで出力する(E)。このとき、給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置31aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aで受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aはセンサ検知部13aを起動する(G’)。なお、給電装置31b、31cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(G’)の動作が行われる。
次に、充電装置通信制御部43は車両ID送信指示を励磁制御部22に送信する(H’)。励磁制御部22から車両IDが出力され、励磁コイル24によって発生した磁界を磁気センサ15aが検知する(I)。つまりセンサ検知部13aでは磁界検知(J)が行われて磁気通信が成立し、車両IDはセンサ検知部13aに受信され、センサ検知部13aは給電装置通信制御部33aに車両IDを通知する(K’)。給電装置通信制御部33aは車両IDを給電装置無線通信部12aに通知する(L’)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21へ給電装置探索指示を送信する(M’)。給電装置探索指示を受け取った充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求を車両IDとともにブロードキャストで出力する(N)。給電装置31aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置無線通信部12aは給電装置探索要求を受信する。このとき、給電装置31b、31cでも同様に給電装置探索要求を受信する。
給電装置無線通信部12aでは受信した車両IDを、既に通知されている車両IDと照合する(O)。このとき、給電装置31b、31cそれぞれの図示しない給電装置無線通信部では、磁気通信により車両IDを通知されていないので照合を行わない。受信した車両IDと既に通知されている車両IDとが一致したら、給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを利用して給電装置探索応答をユニキャストで出力する(P)。このときの給電装置探索応答の信号には給電装置無線通信部12aのMACアドレスが含まれている。給電装置探索応答は充電装置アンテナ23を介して充電装置無線通信部21に受信され、充電装置無線通信部21は、受信済みの給電装置無線通信部12aのMACアドレスを使用して、充電装置アンテナ23を介して通信接続要求をユニキャストで出力する(Q)。給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して通信接続要求を受信し、給電装置アンテナ14aを介して通信接続応答をユニキャストで出力する(R)。充電装置無線通信部21は充電装置アンテナ23を介して通信接続応答を受信し、以降は給電スタンド2aの給電装置31aと車両3の充電装置41との間で、無線通信が確立する(S)。無線通信の確立後の充電の動作は実施の形態1と同じである。
このように、給電装置通信部32aと、充電装置通信部42を設け、給電装置通信部32に、給電装置無線通信部12aと、センサ検知部13aと、それらを制御する給電装置通信制御部33aとを一体に設け、充電装置通信部42に、充電装置無線通信部21と、励磁制御部22と、それらを制御する充電装置通信制御部43とを一体に設けることで、無線通信と磁気通信との制御を集約することができ、給電装置及び充電装置のそれぞれの無線通信及び磁気通信のための部分の構成をより簡単にし小型化、低コスト化することができる。また、無線通信と磁気通信とを制御装置を介さずに切り替えることができるため、切り換え制御に要する時間を短縮できる。
なお、実施の形態2では、通信接続要求を充電装置41の充電装置無線通信部21より出力していたが、実施の形態1の変形例(図7参照)と同様に給電装置31aの給電装置無線通信部12aから出力するシーケンスにしてもよい。
実施の形態3
次に、この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムは、実施の形態2に対して、励磁コイルを給電装置側に、磁気センサを充電装置側に配置するように変更したものである。
次に、この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムは、実施の形態2に対して、励磁コイルを給電装置側に、磁気センサを充電装置側に配置するように変更したものである。
充電スタンド2aの給電装置51aの構成を図10(a)に示す。給電装置51aには、励磁コイル24aが設けられている。給電装置通信部52aには励磁制御部22aが設けられている。励磁コイル24aは、励磁制御部22aと電気的に接続されている。励磁制御部22aは、給電装置通信制御部33aと電気的に接続されている。他の2つの充電スタンド2b、2cも同様の構成であり、給電装置51aと同様の構成の給電装置51b、51c(図11参照)を有している。その他の構成は実施の形態2と同じである。
充電装置61の構成を図10(b)に示す。充電装置61には、磁気センサ15が設けられている。充電装置通信部62にはセンサ検知部13が設けられている。磁気センサ15は、センサ検知部13と電気的に接続されている。センサ検知部13は充電装置通信制御部43と電気的に接続されている。その他の構成は実施の形態2と同じである。
次に、この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムの動作を説明する。
図11に実施の形態3のシーケンス例を示す。図11において、図5及び図9と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5及び図9のアルファベットに’または”がついているものは、図5及び図9の動作に対して変更を加えたものであり、図5及び図9にないアルファベットは、実施の形態3独自の動作である。実施の形態2と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43はセンサ検知部13を起動する(G”)。充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43に通信確立指示を送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を送信する(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、給電装置探索要求を充電装置アンテナ23を介してブロードキャストで出力する(E)。このときの給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置51aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aで受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aは励磁制御部22aを起動する(C”)。なお、給電装置51b、51cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(C”)の動作が行われる。
図11に実施の形態3のシーケンス例を示す。図11において、図5及び図9と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5及び図9のアルファベットに’または”がついているものは、図5及び図9の動作に対して変更を加えたものであり、図5及び図9にないアルファベットは、実施の形態3独自の動作である。実施の形態2と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43はセンサ検知部13を起動する(G”)。充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43に通信確立指示を送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を送信する(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、給電装置探索要求を充電装置アンテナ23を介してブロードキャストで出力する(E)。このときの給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置51aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aで受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aは励磁制御部22aを起動する(C”)。なお、給電装置51b、51cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(C”)の動作が行われる。
次に、給電装置通信制御部33aはスタンドID通知指示を励磁制御部22aに送信する(V)。励磁制御部22aはスタンドIDを出力し(W)、励磁コイル24aによって発生した磁界を磁気センサ15が検知する。つまりセンサ検知部13aでは磁界検知(J’)が行われて磁気通信が成立し、スタンドIDはセンサ検知部13に受信され、センサ検知部13は充電装置通信制御部43にスタンドIDを通知する(Z)。充電装置通信制御部43はスタンドIDを充電装置無線通信部21に通知する(AA)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21へ給電装置探索指示を送信する(M’)。給電装置探索指示を受け取った充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求を車両IDとともにブロードキャストで出力する(N’)。給電装置51aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置無線通信部12aは給電装置探索要求を受信する。このとき、給電装置51b、51cでも同様に給電装置探索要求を受信する。
給電装置無線通信部12aでは受信したスタンドIDを給電スタンド2aのスタンドIDと照合する(AB)。受信したスタンドIDと給電スタンド2aのスタンドIDが一致したら、給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索応答を充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用してユニキャストで出力する(P)。このときの給電装置探索応答の信号には給電装置無線通信部12aのMACアドレスが含まれている。また、このとき、給電装置51b、51cのそれぞれの図示しない給電装置無線通信部でも受信したスタンドIDと、給電装置51b、51cを有する給電スタンドのスタンドIDとを照合するが、一致しないため動作は行わない。給電装置探索応答は充電装置アンテナ23を介して充電装置無線通信部21に受信され、充電装置無線通信部21は、受信済みの給電装置無線通信部12aのMACアドレスを使用して、充電装置アンテナ23を介して通信接続要求をユニキャストで出力する(Q)。給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して通信接続要求を受信し、給電装置アンテナ14aを介して通信接続応答をユニキャストで出力する(R)。充電装置無線通信部21は充電装置アンテナ23を介して通信接続応答を受信し、以降は給電スタンド2aの給電装置51aと車両3の充電装置61との間で、無線通信が確立する(S)。無線通信の確立後の充電の動作は実施の形態1と同じである。
また、実施の形態3においては、別のシーケンスをとってもよい。
実施の形態3における別のシーケンス例を図12に示す。図12において、図5、図9、図11と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5、図9、図11のアルファベットに’または”がついているものは、図5、図9、図11の動作に対して変更を加えたものであり、図5、図9、図11にないアルファベットは、実施の形態3独自の動作である。給電装置通信制御部33aが励磁制御部22aを起動する(C”)までの動作は実施の形態3と同じである。その後、給電装置無線通信部12aは、給電装置アンテナ14aを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、信号中にスタンドIDと充電スタンド2aの給電装置無線通信部12aのMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答aをユニキャストで出力する(AC)。同様に給電装置51bでも、給電装置無線通信部は、給電装置アンテナを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して信号中にスタンドIDと充電スタンド2bの給電装置無線通信部のMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答bをユニキャストで出力する(AD)。同様に給電装置51cでも、給電装置無線通信部は、給電装置アンテナを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、信号中にスタンドIDと充電スタンド2cの給電装置無線通信部のMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答cをユニキャストで出力する(AE)。
実施の形態3における別のシーケンス例を図12に示す。図12において、図5、図9、図11と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5、図9、図11のアルファベットに’または”がついているものは、図5、図9、図11の動作に対して変更を加えたものであり、図5、図9、図11にないアルファベットは、実施の形態3独自の動作である。給電装置通信制御部33aが励磁制御部22aを起動する(C”)までの動作は実施の形態3と同じである。その後、給電装置無線通信部12aは、給電装置アンテナ14aを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、信号中にスタンドIDと充電スタンド2aの給電装置無線通信部12aのMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答aをユニキャストで出力する(AC)。同様に給電装置51bでも、給電装置無線通信部は、給電装置アンテナを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して信号中にスタンドIDと充電スタンド2bの給電装置無線通信部のMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答bをユニキャストで出力する(AD)。同様に給電装置51cでも、給電装置無線通信部は、給電装置アンテナを介して、受信済みの充電装置無線通信部21のMACアドレスを使用して、信号中にスタンドIDと充電スタンド2cの給電装置無線通信部のMACアドレスとを含んだ給電装置探索応答cをユニキャストで出力する(AE)。
3つの充電スタンドのそれぞれのスタンドIDとMACアドレスとを充電装置アンテナ23を介して受信した充電装置無線通信部21は、充電装置通信制御部43に各充電スタンドのそれぞれのスタンドIDとMACアドレスを通知する(AF、AG、AH)。充電装置通信制御部43は応答のあったスタンドの応答充電スタンドリストを作成する(AI)。応答充電スタンドリストの例を図13に示す。応答充電スタンドリストには、充電スタンド2のIDとMACアドレスとが対応するように格納されている。
図12に示すように給電装置通信制御部33aは、スタンドID通知指示を励磁制御部22aに送信する(V)。励磁制御部22aはスタンドIDを出力し(W)、励磁コイル24aによって発生した磁界を磁気センサ15が検知することでセンサ検知部13では磁界検知(J’)が行われて磁気通信が成立し、スタンドIDはセンサ検知部13に受信され、センサ検知部13は充電装置通信制御部43にスタンドIDを通知する(Z)。このとき、給電装置51b、51cのそれぞれの給電装置通信制御部からもスタンドID通知指示がそれぞれの励磁制御部に出され、各励磁制御部はスタンドIDを出力するが、充電スタンド2b、2cの各励磁コイルと車両3の磁気センサ15とは距離が十分に離れているため、センサ検知部13での各励磁制御部からのスタンドID出力の磁界検知は行われない。充電装置通信制御部43は、受信したスタンドIDと応答充電スタンドリストとを照合し、一致するスタンド(この場合は充電スタンド2a)を1つ選択する(AJ)。
応答充電スタンドリストには、充電スタンド2aの給電装置無線通信部12aに対するMACアドレスが格納されているため、充電装置通信制御部43は給電装置無線通信部12aに対するMACアドレスを利用して、給電装置通信部52aに対する通信接続要求を出力するように充電装置無線通信部21に通信接続要求指示を行う(AK)。充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して、給電装置無線通信部12aに対する通信接続要求をユニキャストで出力する(Q)。給電装置無線通信部12aは給電装置アンテナ14aを介して通信接続要求を受信し、給電装置アンテナ14aを介して通信接続応答を出力する(R)。充電装置無線通信部21は充電装置アンテナ23を介して通信接続応答を受信し、以降は給電スタンド2aの給電装置51aと車両3の充電装置61との間で、無線通信が確立する(S)。
このように、励磁コイル24aを給電装置51a側に、磁気センサ15を充電装置61側に配置し、充電装置61の充電装置通信制御部43で給電装置探索要求に対し応答のあった給電スタンド2a、2b、2cのリストを作成することにより、無線通信を確立する給電装置31aを特定することができ、また、通信の手順を削減でき、無線通信確立までの時間を短縮することができる。
実施の形態3では給電装置通信部52aと充電装置通信部62とを設けていたが、これらを設けずに実施の形態1と同様に給電装置無線通信部12aと励磁制御部22aとを独立して設け、充電装置無線通信部21とセンサ検知部13とを独立して設けてもよい。
実施の形態1〜3においては、磁気センサ15とセンサ検知部13と励磁コイル24aと励磁制御部22aとをそれぞれ1つずつ設けていたが、それぞれが同数になるように2つ以上設けてもよい。この場合、2つ以上のすべての磁気センサ15の磁気通信の検知結果が一致した場合にのみ有効なデータとして扱うことができ、磁気通信の読取データの信頼性を向上させることができる。
実施の形態4
次に、この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムは、実施の形態2に対して、励磁コイルと磁気センサとの間の磁気通信を、アンテナによる無線通信に変更したものである。
次に、この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムは、実施の形態2に対して、励磁コイルと磁気センサとの間の磁気通信を、アンテナによる無線通信に変更したものである。
給電装置71aの構成を図14(a)に示す。給電装置71aに給電装置通信部72aと給電装置第2アンテナ74aとが設けられている。給電装置通信部72aの内部に給電装置第2無線通信部73aと、給電装置無線通信部12aと、給電装置通信制御部33aとが設けられている。給電装置通信制御部33aと給電装置第2無線通信部73aとが電気的に接続されている。給電装置第2無線通信部73aと給電装置第2アンテナ74aとが電気的に接続されている。その他の構成は実施の形態2と同じである。他の2つの充電スタンド2b、2c(図1参照)も、給電装置71aと同様の構成の給電装置71b、71c(図15参照)をそれぞれ有している。
充電装置81の構成を図14(b)に示す。充電装置81に充電装置通信部82と充電装置第2アンテナ84とが設けられている。充電装置通信部82の内部に充電装置第2無線通信部83と、充電装置無線通信部21と、充電装置通信制御部43とが設けられている。充電装置通信制御部43と充電装置第2無線通信部83とが電気的に接続されている。充電装置第2無線通信部83と充電装置第2アンテナ84とが電気的に接続されている。車両3を充電スタンド2a(図1参照)の所定の駐車位置に駐車したときに、給電装置第2アンテナ74a(図14(a)参照)と充電装置第2アンテナ84とは、隣の車両と混信しないよう制限された通信範囲内に位置するように、給電装置第2アンテナ74aは充電スタンド2aの例えば床面などに、充電装置第2アンテナ84は車両3の例えば底面などに適宜配置される。その他の構成は実施の形態2と同じである。
次に、この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムの動作を説明する。
図15に実施の形態4のシーケンス例を示す。図15において、図5、図9と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5、図9のアルファベットに’又は”がついているものは、図5、図9の動作に対して変更を加えたものであり、図5、図9にないアルファベットは、実施の形態4独自の動作である。実施の形態2と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43は充電装置第2無線通信部83を起動する(AL)。充電装置制御装置20が充電装置通信制御部43に対し通信確立指示を送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を出す(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求をブロードキャストで出力する(E)。このときの給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置71aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aが受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aは給電装置第2無線通信部73aを起動する(AM)。なお、給電装置71b、71cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(AM)の動作が行われる。
図15に実施の形態4のシーケンス例を示す。図15において、図5、図9と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5、図9のアルファベットに’又は”がついているものは、図5、図9の動作に対して変更を加えたものであり、図5、図9にないアルファベットは、実施の形態4独自の動作である。実施の形態2と同様に充電装置制御装置20が車両3の駐車を検知したら(A)、充電装置制御装置20は充電装置通信制御部43を起動する(T)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21を起動し(B’)、充電装置通信制御部43は充電装置第2無線通信部83を起動する(AL)。充電装置制御装置20が充電装置通信制御部43に対し通信確立指示を送信する(U)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21に対し給電装置探索指示を出す(D’)。給電装置探索指示を受けた充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求をブロードキャストで出力する(E)。このときの給電装置探索要求の信号には充電装置無線通信部21のMACアドレスが含まれている。給電装置71aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置探索要求を給電装置無線通信部12aが受信すると、給電装置無線通信部12aは受信通知を給電装置通信制御部33aに送信する(F’)。給電装置通信制御部33aは給電装置第2無線通信部73aを起動する(AM)。なお、給電装置71b、71cについてもそれぞれ給電装置探索要求を受信して(F’)及び(AM)の動作が行われる。
次に、充電装置通信制御部43は車両ID送信指示を充電装置第2無線通信部83に送信する(H”)。充電装置第2無線通信部83から車両IDが出力され、充電装置第2アンテナ84を介して電波で車両IDを送信する(AN)。給電装置第2アンテナ74aは充電装置第2アンテナ84と通信可能範囲内に位置しているため、給電装置第2無線通信部73aは給電装置第2アンテナ74aを介して、充電装置第2アンテナ84からの車両IDの信号を受信できる(AO)。このときの無線通信で使用される電波の強度は、充電装置第2アンテナ84と、給電装置第2アンテナ74aの間でのみ無線通信が成立する強度である。給電装置71b、71cの図示しない給電装置第2無線通信部では、給電装置71b、71cの図示しない給電装置第2アンテナと、充電装置第2アンテナとの距離が十分に離れているため、車両IDを受信しない。給電装置第2無線通信部73aは給電装置通信制御部33aに車両IDを通知する(K”)。給電装置通信制御部33aは車両IDを給電装置無線通信部12aに通知する(L’)。充電装置通信制御部43は充電装置無線通信部21へ給電装置探索指示を送信する(M’)。給電装置探索指示を受け取った充電装置無線通信部21は、充電装置アンテナ23を介して給電装置探索要求を車両IDとともにブロードキャストで出力する(N)。給電装置71aの給電装置アンテナ14aを介して給電装置無線通信部12aは給電装置探索要求を受信する。このとき、給電装置71b、71cでも同様に給電装置探索要求を受信する。
給電装置無線通信部12aでは受信した車両IDを、既に通知されている車両IDと照合する(O)。このとき、給電装置71b、71cそれぞれの図示しない給電装置無線通信部では、第2の無線通信により車両IDを通知されていないので照合を行わない。以降の動作は実施の形態2と同じである。
このように、給電装置71aに給電装置第2無線通信部73aと給電装置第2アンテナ74aとを設け、充電装置81に充電装置第2無線通信部83と充電装置第2アンテナ84とを設け、給電装置第2無線通信部73aと充電装置第2無線通信部83との間で車両IDを通知し、給電装置無線通信部12aと充電装置無線通信部21との間で通知された車両IDと照合することにより、複数の充電スタンド2a、2b、2cの中から車両3が無線通信接続を確立すべき充電スタンド2aを簡単かつ確実に特定することができる。
実施の形態4では給電装置通信部72aと充電装置通信部82とを設けていたが、これらを設けずに実施の形態1と同様に給電装置無線通信部12aと給電装置第2無線通信部73aとを独立して設け、充電装置無線通信部21と充電装置第2無線通信部83とを独立して設けてもよい。また、実施の形態4では、通信接続要求を充電装置81の充電装置無線通信部21より出力していたが、実施の形態1の変形例(図7参照)と同様に給電装置71aの給電装置無線通信部12aから出力するシーケンスにしてもよい。さらに、実施の形態3の変形例(図12参照)と同様に、給電装置71a、71b、71cが給電装置探索要求に対してそれぞれのスタンドID及びMACアドレスを含んだ給電装置探索応答を充電装置81に送信し、充電装置81の充電装置通信制御部43で給電装置探索要求に対し応答のあった給電スタンドのリストを作成するシーケンスにしてもよい。
また、実施の形態4においては、給電装置第2無線通信部73と給電装置第2アンテナ74と充電装置第2無線通信部83と充電装置第2アンテナ84とをそれぞれ1つずつ設けていたが、それぞれが同数になるように2つ以上設けてもよい。この場合、2つ以上のすべての給電装置第2無線通信部73の第2の無線通信の検知結果が一致した場合にのみ有効なデータとして扱うことができ、第2の無線通信の読取データの信頼性を向上させることができる。
実施の形態5
次に、この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムは、実施の形態4に対して、給電装置に車両の進入検知用のループコイルを設け、給電装置第2アンテナの機能を該ループコイルで代替したものである。
次に、この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムの構成を示す。
この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムは、実施の形態4に対して、給電装置に車両の進入検知用のループコイルを設け、給電装置第2アンテナの機能を該ループコイルで代替したものである。
非接触充電システム1の構成を図16に示す。非接触充電システム1の充電スタンド2aの給電装置91aに、進入検知ループコイル94a、95aが設けられている。進入検知ループコイル94a、95aは、充電スタンド2aの駐車スペースに車両3が進入したことを検知できるように、車両3の進入経路上の充電スタンド2aの床面等に設けられる。充電スタンド2bの給電装置91bと、充電スタンド2cの給電装置91cとにも、同様に図示しない進入検知ループコイルが設けられている。
給電装置91aの構成を図17(a)に示す。給電装置91aに設けられた給電装置通信部92aの内部に、給電装置通信制御部33aと、給電装置無線受信部73a’と、進入検知部93aとが設けられている。給電装置無線受信部73a’と、給電装置通信制御部33aとが電気的に接続されている。進入検知部93aと、給電装置通信制御部33aとが電気的に接続されている。給電装置無線受信部73a’と、進入検知ループコイル94a、95aとが電気的に接続されている。進入検知部93aと、進入検知ループコイル94a、95aとが電気的に接続されている。他の2つの充電スタンド2b、2cも同様の構成であり、給電装置91aと同様の構成の給電装置91b、91c(図19参照)を有している。その他の構成は実施の形態4と同じである。
充電装置81の構成を図17(b)に示す。実施の形態4と同じ構成であるが、充電装置第2アンテナ84は、車両3が充電スタンド2aの所定の場所に駐車した時に、進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つと、隣の車両と混信しないように制限された通信範囲内に位置するように配置される。
進入検知部93aの構成を図18に示す。進入検知部93aは、車両が進入したことを判定する進入検知判定部96aと、車両進入時のインダクタンス値の変化を検出するインダクタンス値変化検出部97aと、フィルタ98aとから構成されている。進入検知判定部96aは、進入検知部93aの外部の給電装置通信制御部33aと、インダクタンス値変化検出部97aとに電気的に接続されている。フィルタ98aは、インダクタンス値変化検出部97aと、進入検知部93aの外部の進入検知ループコイル94a、95aとに電気的に接続されている。他の2つの給電装置91b、91c(図19参照)の図示しない進入検知部も同様の構成である。
次に、この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムの動作を説明する。
図16に示されるように、充電スタンド2aの駐車スペースに車両3が進入すると、進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つの近くを金属で構成されている車両3が通るため、進入検知ループコイル94a、95aのインダクタンス値が変化する。進入検知ループコイル94a、95aには交流電流が流されているため、インダクタンス値の変化により端子電圧と周波数とが変化する。図18に示されるように、端子電圧又は周波数の変化は進入検知部93aのフィルタ98aに入力される。フィルタ98aを通過した端子電圧又は周波数の変化はインダクタンス値変化検出部97aに入力され、インダクタンス値変化検出部97aは入力値(端子電圧又は周波数)の変化に基づいてインダクタンス値の変化を検出し、進入検知判定部96aに電気信号として出力する。電気信号が入力された進入検知判定部96aは車両が進入したと判定する。このようにして進入検知部93aで車両の進入の検知が行われる。
図16に示されるように、充電スタンド2aの駐車スペースに車両3が進入すると、進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つの近くを金属で構成されている車両3が通るため、進入検知ループコイル94a、95aのインダクタンス値が変化する。進入検知ループコイル94a、95aには交流電流が流されているため、インダクタンス値の変化により端子電圧と周波数とが変化する。図18に示されるように、端子電圧又は周波数の変化は進入検知部93aのフィルタ98aに入力される。フィルタ98aを通過した端子電圧又は周波数の変化はインダクタンス値変化検出部97aに入力され、インダクタンス値変化検出部97aは入力値(端子電圧又は周波数)の変化に基づいてインダクタンス値の変化を検出し、進入検知判定部96aに電気信号として出力する。電気信号が入力された進入検知判定部96aは車両が進入したと判定する。このようにして進入検知部93aで車両の進入の検知が行われる。
図19に実施の形態5のシーケンス例を示す。図19において、図5、図9、図15と同じアルファベットは同じ動作を表し、図5、図9、図15のアルファベットに’又は”がついているものは、図5、図9、図15の動作に対して変更を加えたものであり、図5、図9、図15にないアルファベットは、実施の形態5独自の動作である。進入検知部93aで車両3の進入を検知したら(AR)、進入検知部93aは車両進入検知通知を給電装置通信制御部33aに出力する(AP)。給電装置91b、91cの図示しない進入検知部では車両3が駐車スペースに進入していないため、進入検知が行われず車両進入検知通知は出力されない。車両進入検知通知が入力された給電装置通信制御部33aは
給電装置無線通信部12aを起動し(AQ)、給電装置無線受信部73a’を起動する(AM’)。以降、充電装置制御装置20が車両3の駐車を検出してから(A)、充電装置通信制御部43から充電装置第2無線通信部83へ車両ID送信指示が出力される(H”)までは実施の形態4の動作と同じである。
給電装置無線通信部12aを起動し(AQ)、給電装置無線受信部73a’を起動する(AM’)。以降、充電装置制御装置20が車両3の駐車を検出してから(A)、充電装置通信制御部43から充電装置第2無線通信部83へ車両ID送信指示が出力される(H”)までは実施の形態4の動作と同じである。
充電装置無線通信部83は充電装置第2アンテナ84を介して電波で車両3の車両IDを送信する(AN’)。充電装置第2アンテナ84は、進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つと限定された通信可能範囲内に位置しているため、車両IDは進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つに受信され、給電装置無線受信部73a’に入力されて、給電装置無線受信部73a’にて車両IDが受信される(AO)。このときの無線通信で使用される電波の強度は、充電装置第2アンテナ84と、進入検知ループコイル94a、95aのうち少なくとも1つとの間でのみ無線通信が成立する強度である。また、このとき給電装置91b、91cの図示しない給電装置無線受信部は起動していないため、車両IDの受信は行われない。給電装置無線受信部73a’は給電装置通信制御部33aに車両IDを通知する(K”)。以降の動作は実施の形態4と同じである。
このように、給電装置91aに車両の進入検知ループコイル94a、95aを設け、充電装置第2アンテナ84と、進入検知ループコイル94a、95aとの間で無線により車両IDの通信を行うことにより、車両3の進入を検知することが可能であり、さらに実施の形態4と同様の効果が得られる。
実施の形態5では進入検知ループコイルを1つの充電スタンドに対して2つ設けていたが、1つでもよい。進入検知ループコイルを1つの充電スタンドに対して2つ設ける場合は、充電スタンドの駐車スペースに対して車両が進入する方向を限定しなくてよいという利点がある。1つの充電スタンドに対して3つ以上の進入検知ループコイルを設けてもよい。また、実施の形態5では給電装置通信部92aと充電装置通信部82とを設けていたが、これらを設けずに実施の形態1と同様に給電装置無線通信部12aと給電装置無線受信部73a’と進入検知部93を独立して設け、充電装置無線通信部21と充電装置第2無線通信部83とを独立して設けてもよい。さらに、実施の形態5では、通信接続要求を充電装置81の充電装置無線通信部21より出力していたが、実施の形態1の変形例(図7参照)と同様に給電装置91aの給電装置無線通信部12aから出力するシーケンスにしてもよい。
実施の形態1〜5においては、給電コイル6と受電コイル7との電力の伝達を電磁誘導方式により行っていたが、磁界共鳴方式など他の非接触充電方式を用いてもよい。
実施の形態1と2と4において、給電装置探索要求(E)の信号に、充電装置無線通信部21のMACアドレスと車両IDを含めていてもよい。これにより、給電装置探索要求(N)がなくても給電装置無線通信部12aは車両IDを照合することができる。
実施の形態1と2において、センサ検知部13aは最初から起動していてもよい。これにより、センサ検知部13aを起動するためのシーケンスを不要にできる。同様に、実施の形態3の励磁制御部22a、実施の形態4の給電装置第2無線通信部73a、実施の形態5の給電装置無線通信部73a’も最初から起動していてもよい。
実施の形態1〜5において、複数の充電スタンドがある非接触充電システムを説明したが、1台の充電スタンドしかない場合でも実施可能である。1台の充電スタンドしかない場合でも、車両が無線通信接続を確立すべき充電スタンドを特定することができる。
1 非接触充電システム、2a、2b、2c 充電スタンド、3 車両、4a、4b、4c、31a、31b、31c、51a、51b、51c、71a、71b、71c、91a、91b、91c 給電装置、5、41、61、81 充電装置、12a 給電装置無線通信部、13、13a センサ検知部、15、15a 磁気センサ、21 充電装置無線通信部、22、22a 励磁制御部、24、24a 励磁コイル、32a、52a、72a、92a 給電装置通信部、33a 給電装置通信制御部、42、62、82 充電装置通信部、43 充電装置通信制御部、73a 給電装置第2無線通信部、73a’ 給電装置無線受信部(給電装置第2無線通信部)、83 充電装置第2無線通信部、94a、95a 進入検知ループコイル。
Claims (9)
- 車両に搭載された充電装置と、複数の充電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、
前記充電スタンドのそれぞれは、
前記充電装置に電力を供給する給電装置と、
前記給電装置に設けられ、無線通信を行うための給電装置無線通信部と、
前記給電装置に設けられ、非接触通信を行うための給電装置非接触通信部と
を備え、
前記充電装置は、
前記無線通信を行うための充電装置無線通信部と、
前記非接触通信を行うための充電装置非接触通信部と
を備え、
前記無線通信は前記充電装置と複数の前記給電装置との間で通信が可能であり、前記非接触通信は前記充電装置と複数の前記給電装置のうちの1つとのみ通信が可能であって、前記車両毎又は前記充電スタンド毎に個別に定められたIDを前記無線通信により送受信し、前記非接触通信により前記IDを送受信し、さらに前記非接触通信により送受信された前記IDと前記無線通信により送受信された前記IDとを照合することで、複数の前記給電装置のうち、前記充電装置に対し無線通信を行うべき前記給電装置を特定し、該給電装置と前記充電装置との間で無線通信を確立する非接触充電システム。 - 前記充電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、前記励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、
前記給電装置非接触通信部は、前記励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、前記磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、
前記信号を前記センサ検知部が検知することにより、前記励磁制御部と前記センサ検知部との間で前記IDを送受信する、請求項1に記載の非接触充電システム。 - 前記給電装置非接触通信部は、電気的入力により磁界を変化させる励磁コイルと、前記励磁コイルの励磁制御を行うための励磁制御部とを備え、
前記充電装置非接触通信部は、前記励磁コイルによる磁界の変化を信号として出力する磁気センサと、前記磁気センサからの信号を検知するセンサ検知部とを備え、
前記信号を前記センサ検知部が検知することにより、前記励磁制御部と前記センサ検知部との間で前記IDを送受信する、請求項1に記載の非接触充電システム。 - 前記充電装置非接触通信部は、充電装置第2無線通信部を備え、
前記給電装置非接触通信部は、給電装置第2無線通信部を備え、
前記充電装置第2無線通信部と前記給電装置第2無線通信部との間で行われる第2の無線通信により前記IDを送受信する、請求項1に記載の非接触充電システム。 - 前記給電装置非接触通信部は、少なくとも1つの車両進入検知用の進入検知ループコイルを備え、前記進入検知ループコイルを介して前記第2の無線通信を行う、請求項4に記載の非接触充電システム。
- 前記充電装置は、2つ以上の前記充電装置非接触通信部を備え、前記給電装置は、2つ以上の前記給電装置非接触通信部を備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非接触充電システム。
- 前記IDは前記充電スタンド毎に個別に定められたIDであり、前記充電装置は、前記無線通信による前記IDの送受信が行われた前記給電装置の応答充電スタンドリストを作成し、該応答充電スタンドリストには前記IDとMACアドレスとが対応するように格納される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の非接触充電システム。
- 前記給電装置は、前記給電装置無線通信部と、前記給電装置非接触通信部と、それらを制御する給電装置通信制御部とを有する給電装置通信部を備え、前記充電装置は、前記充電装置無線通信部と、前記充電装置非接触通信部と、それらを制御する充電装置通信制御部とを有する充電装置通信部を備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の非接触充電システム。
- 車両に搭載された充電装置と、充電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、
前記充電スタンドは、
前記充電装置に電力を供給する給電装置と、
前記給電装置に設けられ、無線通信を行うための給電装置無線通信部と、
前記給電装置に設けられ、非接触通信を行うための給電装置非接触通信部と
を備え、
前記充電装置は、
前記無線通信を行うための充電装置無線通信部と、
前記非接触通信を行うための充電装置非接触通信部と
を備え、
前記無線通信は前記充電装置と複数の前記給電装置との間で通信が可能であり、前記非接触通信は前記充電装置と前記給電装置とのみ通信が可能であって、前記車両毎又は前記充電スタンド毎に個別に定められたIDを前記無線通信により送受信し、前記非接触通信により前記IDを送受信し、さらに前記非接触通信により送受信された前記IDと前記無線通信により送受信された前記IDとを照合することで、複数の前記給電装置のうち、前記充電装置に対し無線通信を行うべき前記給電装置を特定し、該給電装置と前記充電装置との間で無線通信を確立する非接触充電システム。
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