JP7027233B2 - 波形データ生成装置、電力演算システム、波形データ生成方法および電力演算方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力ラインを流れている電流の電流波形を特定可能な電流波形データを生成する波形データ生成装置および波形データ生成方法、並びに、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を電流波形データ等に基づいて演算する電力演算システムおよび電力演算方法に関するものである。

例えば、下記の特許文献には、ＣＡＮ通信用のシリアルバス（車内ＬＡＮ）を介して伝送されている各種ＣＡＮフレーム（制御データ）を収集して記録可能に構成された車両データ収集装置（以下、単に「収集装置」ともいう）の発明が開示されている。この収集装置は、故障診断やメンテナンスなどを目的として外部機器を接続可能にシリアルバスに設けられているダイアグコネクタ（診断機器接続用コネクタ：以下、単に「コネクタ」ともいう）に接続可能に構成されている。また、この収集装置は、収集したＣＡＮフレームをパーソナルコンピュータや分析装置などの解析装置にＵＳＢケーブル等を介して出力することができるように構成されている。

この収集装置では、上記のコネクタに接続することでコネクタを介して供給される電源によって動作し、イグニッションスイッチの操作に連動してシリアルバスからのＣＡＮフレームの収集の開始／停止を自動的に実行する構成が採用されている。また、この収集装置では、ＵＳＢケーブルを介して解析装置（パーソナルコンピュータ等）が接続されたときに、収集済のＣＡＮフレームを解析装置に対して自動的に出力する構成が採用されている。これにより、収集装置によって収集した各種ＣＡＮフレームを解析装置に転送して解析装置においてＣＡＮフレームの内容を解析することにより、走行時等における各種機器の動作状態を評価することが可能となる。

特開２００８－７０１３３号公報（第４－１１頁、第１－１７図）

ところが、上記特許文献に開示の収集装置には、以下のような解決すべき問題点が存在する。具体的には、上記の収集装置では、コネクタを介して接続したシリアルバスから各種のＣＡＮフレームを収集し、収集したＣＡＮフレームを外部の解析装置に出力することが可能な構成が採用されている。

この場合、自動車におけるＣＡＮ通信では、車両に搭載されている各種コントローラによって電子機器を制御するのに必要な各種の情報が、ＣＡＮフレームとしてシリアルバスを介して伝送されている。このＣＡＮフレームのなかには、バッテリからの出力電流（バッテリに接続されている電力ケーブルを流れている電流）の電流値（直流電流値）を特定可能なＣＡＮフレームが存在する。したがって、それらのＣＡＮフレームを上記特許文献に開示の収集装置によって収集して解析装置に出力することで、バッテリの状態等を把握することが可能となる。

一方、上記特許文献に開示の収集装置を接続する自動車では、バッテリ周辺の直流の電力だけでなく、バッテリから供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換した交流の電力が各所で使用されている。例えば、電気自動車では、バッテリから供給される直流の電力をインバータによって交流に変換して走行用モータ（交流モータ）に供給することで動輪を回転させる構成が採用されている。この場合、走行用モータとインバータとを接続する電力ラインを流れる電流は、インバータの動作状態、モータの回転数、およびモータに加わる負荷の大きさなどに応じてその電流波形に歪みが生じ、歪み方も逐次変化する。したがって、電気自動車における走行性能の評価や、動力源の検査に際しては、電力ラインを流れる電流の電流値（交流電流値）をモニタリングする必要がある。

しかしながら、上記のような評価や検査を目的とする交流電流のモニタリングを行おうとしても、ＣＡＮ通信では、交流電流の最大値や実効値を特定可能なＣＡＮフレームを伝送できるものの、値が逐次変動する交流電流の電流波形を特定可能にＣＡＮフレームを短い時間間隔で次々と伝送可能な伝送レートを有していない。また、仮に、電流波形を再現可能に電流値を示すＣＡＮフレームを短い時間間隔で伝送させた場合には、そのＣＡＮフレーム以外の重要なＣＡＮフレームの伝送が妨げられるおそれがある。したがって、ＣＡＮフレームを収集して解析装置に出力する上記特許文献に開示の収集装置では、交流電流の電流値に基づく評価を行うのが困難となっている。

この場合、ＣＡＮフレーム、すなわち、自動車の搭載機器による測定値の収集に代えて、電流波形の特定が可能な程度に高精度な電流測定処理を実行し得る測定装置（外部装置）を電力ラインに接続して測定処理を行うことにより、走行用モータ用の電力ラインを流れている電流の電流値（交流電流値）をモニタリングすることが可能となる。しかしながら、そのような測定装置が高価なことから、走行性能の評価や、動力源の検査に要するコストが高騰してしまう。

また、例えば走行用モータに対して電力を供給する電力ラインは、非常に高い電圧値の電圧が印加され、走行時に流れる電流の電流値も大きいため、漏電事故を回避するために厳重に絶縁されている。したがって、そのような電力ラインに測定装置を接続すること自体が困難となっている。さらに、電力ラインの絶縁体（電力ケーブルの絶縁被覆や、接続端子を覆っている絶縁ケース等）を除去して測定装置を接続した場合には、電力ラインの絶縁状態が測定装置を接続する前の状態とは相違してしまうため、正当な評価や検査が困難となるだけでなく、作業完了後に絶縁状態を復元するのが困難となるおそれがある。

さらに、例えば、電気自動車においては、バッテリの蓄電残量に応じた走行可能距離を特定するために、走行用モータによって消費される電力の電力値を特定する必要がある。この場合、ドライバに対して走行可能距離を報知するだけであれば、車両搭載機器からシリアルバスに出力される電流値（最大値や実効値を示すＣＡＮフレーム）に基づいて電力値を簡易に演算するだけでも十分である。しかしながら、車両の評価や検査に際しては、正確な電流波形に基づいて高精度な電力値を演算するのが好ましいが、上記したように、正確な電流波形を得るのが困難な現状では、高精度な電力値の演算も困難となっている。

なお、自動車の分野における問題点について例示したが、自動車以外の分野、例えば、工場内の機械設備の分野においても、交流電流の電流波形の取得や電力値の演算に際して、上記の問題と同様の問題が生じている現状がある。

本発明は、かかる解決すべき問題点に鑑みてなされたものであり、高価な測定装置を必要とせず、かつ電力ラインの絶縁性を低下させずに交流電流の電流波形を特定可能な情報を提供し得る波形データ生成装置および波形データ生成方法を提供することを主目的とする。また、高精度な電力値を演算し得る電力演算システムおよび電力演算方法を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１記載の波形データ生成装置は、電力ラインを流れている電流の電流値の変化を示す電流波形を特定可能な電流波形データを生成する第１の処理部を備えた波形データ生成装置であって、ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームを当該シリアルバスから読み取る読取部と、前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを有する電流検出部とを備え、前記読取部は、前記電流値における予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレームを前記シリアルバスから読み取って前記第１の処理部に出力し、前記電流検出部は、前記非接触式電流センサを介して前記電流を周期的に検出して当該電流の電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを前記第１の処理部に出力し、前記第１の処理部は、前記電流レベルデータに基づいて特定される前記電流レベルの変化を前記電流波形の波形形状として、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値および当該波形形状に基づいて前記電流波形データを生成する。

請求項２記載の波形データ生成装置は、請求項１記載の波形データ生成装置において、前記電流検出部は、前記非接触式電流センサとして、磁気光学効果素子、ホール素子、フラックスゲートセンサ、磁気インピーダンスセンサ、フレキシブル電流センサ、およびオープンコアタイプのクランプ式電流センサのいずれかで構成された磁界センサを備えて前記電流を検出可能に構成されている。

請求項３記載の波形データ生成装置は、請求項１または２記載の波形データ生成装置において、前記読取部は、前記ＣＡＮフレームの伝送時に前記シリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第１の電圧を当該フレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な第１の非接触式電圧センサを有する電圧検出部と、当該電圧検出部によって検出された前記第１の電圧の電圧レベルの変化に基づいて前記シリアルバスを介して伝送された前記ＣＡＮフレームを特定するフレーム特定部とを備えている。

請求項４記載の電力演算システムは、請求項１から３のいずれかに記載の波形データ生成装置と、前記波形データ生成装置によって生成された前記電流波形データに基づいて前記電流値を特定し、かつ前記電流波形データに対応する前記電流が前記電力ラインを流れていたときに当該電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データに基づいて当該第２の電圧値を特定すると共に、特定した前記電流値および前記第２の電圧値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する第２の処理部を有する電力演算装置とを備えている。

請求項５記載の電力演算システムは、請求項４記載の電力演算システムにおいて、前記電力演算装置は、前記電力供給用導体に対して非接触で前記第２の電圧を検出可能な第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧の前記第２の電圧値を周期的に測定して当該第２の電圧値の変化を特定可能な前記電圧値データを出力する電圧測定部を備えている。

請求項６記載の電力演算システムは、請求項４記載の電力演算システムにおいて、前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレーム、および前記第２の電圧と前記電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する。

請求項７記載の電力演算システムは、請求項４記載の電力演算システムにおいて、前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流の波高率、および前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項８記載の電力演算システムは、請求項４から７のいずれかに記載の電力演算システムにおいて、前記電力演算装置は、前記ＣＡＮフレームを前記シリアルバスに出力するＣＡＮフレーム出力部を備え、前記第２の処理部は、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成すると共に、当該電力値データフレームを前記ＣＡＮフレーム出力部から前記シリアルバスに出力させる。

請求項９記載の波形データ生成方法は、電力ラインを流れている電流の電流値の変化を示す電流波形を特定可能な電流波形データを生成する波形データ生成方法であって、ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの前記電流値における予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な電流値データフレームを当該シリアルバスから読み取り、かつ前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流を周期的に検出して当該電流の電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを生成すると共に、前記電流レベルデータに基づいて特定される前記電流レベルの変化を前記電流波形の波形形状として、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値および当該波形形状に基づいて前記電流波形データを生成する。

請求項１０記載の波形データ生成方法は、請求項９記載の波形データ生成方法において、前記非接触式電流センサとして、磁気光学効果素子、ホール素子、フラックスゲートセンサ、磁気インピーダンスセンサ、フレキシブル電流センサ、およびオープンコアタイプのクランプ式電流センサのいずれかで構成された磁界センサを介して前記電流を検出する。

請求項１１記載の波形データ生成方法は、請求項９または１０記載の波形データ生成方法において、前記ＣＡＮフレームの伝送時に前記シリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第１の電圧を当該フレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して当該第１の電圧を検出し、検出した当該第１の電圧の電圧レベルの変化に基づいて前記シリアルバスを介して伝送された前記ＣＡＮフレームを特定する。

請求項１２記載の電力演算方法は、請求項９から１１のいずれかに記載の波形データ生成方法に従って前記電流波形データを生成し、生成した前記電流波形データに基づいて前記電流値を特定し、かつ前記電流波形データに対応する前記電流が前記電力ラインを流れていたときに当該電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データに基づいて当該第２の電圧値を特定すると共に、特定した前記電流値および前記第２の電圧値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する。

請求項１３記載の電力演算方法は、請求項１２記載の電力演算方法において、前記電力供給用導体に対して非接触で前記第２の電圧を検出可能な第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧の前記第２の電圧値を周期的に測定して当該第２の電圧値の変化を特定可能な前記電圧値データを生成する。

請求項１４記載の電力演算方法は、請求項１２記載の電力演算方法において、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレーム、および前記第２の電圧と前記電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する。

請求項１５記載の電力演算方法は、請求項１２記載の電力演算システムにおいて、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流の波高率、および前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項１６記載の電力演算方法は、請求項１２から１５のいずれかに記載の電力演算システムにおいて、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成して前記シリアルバスに出力する。

請求項１記載の波形データ生成装置、および請求項９記載の波形データ生成方法では、シリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの電力ラインを流れている電流の電流値における予め規定された周期内の代表電流値を特定可能な電流値データフレームをシリアルバスから読み取り、かつ、電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で電流を検出可能な非接触式電流センサを介して電流を周期的に検出して電流の電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを生成すると共に、電流レベルデータに基づいて特定される電流レベルの変化を、電流値の変化を示す電流波形の波形形状として、電流値データフレームに基づいて特定される代表電流値および波形形状に基づいて電流波形データを生成する。

したがって、請求項１記載の波形データ生成装置、および請求項９記載の波形データ生成方法によれば、電力ラインの電力伝送用導体を流れている電流の電流値を短いサンプリング周期で高精度に測定可能な高価な測定装置を使用することなく、電流の電流レベルの変化を特定可能な程度の簡易な構成の測定装置（波形データ生成装置では電流検出部）を使用して電流レベルデータを生成して電流波形の波形形状を特定し、特定した波形形状に、シリアルバスから読み取った電流値データフレームに基づいて特定される代表電流値に基づいて値付けを行うことで、電力伝送用導体を流れている電流の電流値の変化を特定可能な高精度な電流波形の電流波形データを生成することができる。これにより、電流波形データの生成に要するコストを十分に低減することができる。また、非接触式電流センサを使用した電流の検出により、電力ラインの絶縁性を低下させることなく電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを生成することができるため、電流波形データの生成のために電力ラインの絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

請求項２記載の波形データ生成装置、および請求項１０記載の波形データ生成方法によれば、非接触式電流センサとして、磁気光学効果素子、ホール素子、フラックスゲートセンサ、磁気インピーダンスセンサ、フレキシブル電流センサ、およびオープンコアタイプのクランプ式電流センサのいずれかで構成された磁界センサを介して電流を検出することにより、簡易な構成で故障が生じ難いため、長期に亘って使用可能で、しかも部品コストも比較的安価なこれらの磁界センサによって電力ラインを流れている電流の電流レベルに応じた磁界の強度を特定して電流レベルデータを生成することができるため、電流波形データの生成に要するコストを十分に低減することができる。

請求項３記載の波形データ生成装置、および請求項１１記載の波形データ生成方法によれば、ＣＡＮフレームの伝送時にシリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第１の電圧をフレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して第１の電圧を検出し、検出した第１の電圧の電圧レベルの変化に基づいてシリアルバスを介して伝送されたＣＡＮフレームを特定することにより、シリアルバスの各信号線におけるフレーム伝送用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなくＣＡＮフレームを読み出すことができるため、電流波形データの生成のためにフレーム伝送用導体の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

請求項４記載の電力演算システム、および請求項１２記載の電力演算方法によれば、上記の波形データ生成方法に従って電流波形データを生成し、生成した電流波形データに基づいて電流値を特定し、かつ電流波形データに対応する電流が電力ラインを流れていたときに電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データに基づいて第２の電圧値を特定すると共に、特定した電流値および第２の電圧値に基づき、電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算することにより、高精度な電流波形データに基づいて高精度な電力値を演算することができるだけでなく、電力ラインの電力供給用導体を流れている電流の電流値を高精度に測定可能な高価な測定装置が不要となる分だけ、電力値を低コストで演算することができる。

請求項５記載の電力演算システム、および請求項１３記載の電力演算方法によれば、電力供給用導体に対して非接触で第２の電圧を検出可能な第２の非接触式電圧センサを介して第２の電圧の第２の電圧値を周期的に測定して第２の電圧値の変化を特定可能な電圧値データを生成することにより、電力ラインの絶縁性を低下させることなく第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データを生成することができるため、電力値の演算のために電力ラインの絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

請求項６記載の電力演算システム、および請求項１４記載の電力演算方法では、第２の電圧値における予め規定された周期内の代表電圧値を特定可能な電圧値データフレーム、および第２の電圧と電流との間の位相差を特定可能な位相差データフレームをシリアルバスからそれぞれ読み取り、電流波形データに基づいて特定される電流値、電圧値データフレームに基づいて特定される代表電圧値、および位相差データフレームに基づいて特定される位相差に基づいて電力値を演算する。

また、請求項７記載の電力演算システム、および請求項１５記載の電力演算方法では、第２の電圧値における予め規定された周期内の代表電圧値を特定可能な電圧値データフレームをシリアルバスから読み取り、電流波形データに基づいて特定される電流値、電流波形データに基づいて特定される電流の波高率、および電圧値データフレームに基づいて特定される代表電圧値に基づいて電力値を演算する。

したがって、請求項６，７記載の電力演算システム、および請求項１４，１５記載の電力演算方法によれば、電力ラインの電力供給用導体に印加されている第２の電圧の第２の電圧値を測定するための測定装置が不要となる分だけ、電力値を低コストで演算することができる。

請求項８記載の電力演算システム、および請求項１６記載の電力演算方法によれば、演算した電力値を特定可能な電力値データフレームを生成してシリアルバスに出力することにより、演算した電力値が供給されている設備側で、電力値を演算するための構成を備えることなく、電力演算システムから出力した電力値データフレームに基づいて特定される電力値を利用して各種の処理を実行させることができる。

電気自動車１００および電力演算システム１０の構成の一例を示す構成図である。 電力演算装置１の構成を示す構成図である。 記録装置２の構成を示す構成図である。 中継器３の構成を示す構成図である。 電圧検出部５０の構成を示す構成図である。

以下、波形データ生成装置、電力演算システム、波形データ生成方法および電力演算方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

本件発明に係る波形データ生成装置、電力演算システム、波形データ生成方法および電力演算方法については、電源から負荷に電力ラインを介して交流の電力が供給される構成を備え、かつ電力ラインを流れている電流の電流値における予め規定された周期内の代表値についてのＣＡＮフレーム等がシリアルバスを介して伝送される構成を備えた各種の設備において使用することができる。以下、一例として、図１に示す電気自動車１００において使用する例について説明する。

この場合、電気自動車１００は、駆動用バッテリ１０１、補機用バッテリ１０２、バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４、充電機構１０５、インバータユニット１０６、モータ１０７、主制御部１０８およびシリアルバスＳＢ１を備えると共に、後述の電力演算システム１０が取り外し可能に取り付けられている。なお、電気自動車１００において、後述の電力演算システム１０による「電流波形データの生成」や「電力値の演算」とは直接的に関連のない構成要素については、図示および詳細な説明を省略する。

駆動用バッテリ１０１は、主として電気自動車１００の走行によって消費される電力を蓄電可能な二次電池で構成されている。補機用バッテリ１０２は、バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４および主制御部１０８や、後述する電力演算システム１０の中継器３などの電子機器の動作に必要な電力を蓄電可能な二次電池で構成されている。バッテリ制御ユニット１０３は、主制御部１０８の制御下で駆動用バッテリ１０１の状態をモニタリングすると共に、駆動用バッテリ１０１からの電力の出力を制御する。

電圧制御部１０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータを備えて電圧値の変換が可能に構成されると共に、商用交流から、電力ラインＬ０、充電機構１０５および電力ラインＬ１を介して供給される電力や、図示しない発電機構から供給される電力を駆動用バッテリ１０１に電力ラインＬ２を介して伝送する処理（駆動用バッテリ１０１を充電する処理）、および駆動用バッテリ１０１から供給される電力、商用交流から充電機構１０５を介して供給される電力、および図示しない発電機構から供給される電力を補機用バッテリ１０２に電力ラインＬ３を介して供給する処理（補機用バッテリ１０２を充電する処理）を主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。

また、電圧制御部１０４は、駆動用バッテリ１０１から供給される電力をインバータユニット１０６に電力ラインＬ４を介して伝送する処理などを主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。充電機構１０５は、商用交流から電力ラインＬ０を介して供給される電力をＡＣ／ＤＣ変換して電圧制御部１０４に電力ラインＬ１を介して伝送する。

インバータユニット１０６は、電圧制御部１０４から供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換してモータ１０７に電力ラインＬ５を介して伝送する処理を主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。モータ１０７は、インバータユニット１０６を介して供給される電力によって電気自動車１００の駆動輪を回転させる（電気自動車１００を走行させる）。なお、電気自動車１００では、インバータユニット１０６からモータ１０７に供給する交流電力の周波数や電流量を変化させることでモータ１０７による動輪の回転速度（すなわち、車速）を変化させる構成が採用されているが、「波形データ生成装置」および「電力演算システム」や、「波形データ生成方法」および「電力演算方法」についての理解を容易とするために、インバータユニット１０６におけるＤＣ／ＡＣ変換の手順に関する詳細な説明を省略する。

主制御部１０８は、電気自動車１００の各電子機器を総括的に制御する。この場合、本例の電気自動車１００では、電気自動車１００の各部の動作状態を検出するための検出器（センサユニット等：図示せず）や、主制御部１０８の制御下で各種の処理を実行する電子機器（バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４およびインバータユニット１０６など）がシリアルバスＳＢ１（「ＣＡＮ通信用のシリアルバス」に相当する車両内通信ネットワークの一例）に接続されている。この場合、シリアルバスＳＢ１や、後述の電力演算システム１０におけるシリアルバスＳＢ２を構成する信号線（「CANH(CAN high)」、「CANL(CAN low )」および「SG」などの信号線）は、絶縁被覆された導線（「フレーム伝送用導体」の一例）を備えて構成されている。

また、主制御部１０８は、検出器による検出結果を特定可能に検出器からシリアルバスＳＢ１に出力されるＣＡＮフレームＦｃや、電子機器の動作状態を特定可能に電子機器からシリアルバスＳＢ１に出力されるＣＡＮフレームＦｃを取得して電気自動車１００の各部の動作状態を特定する。さらに、主制御部１０８は、特定した動作状態に応じて、動作プログラムに従い、各電子器機器を制御するための制御コマンドを特定可能なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。これにより、ＣＡＮフレームＦｃに基づいて特定される制御コマンドに応じて、各電子機器によって予め規定された処理が実行される。なお、シリアルバスＳＢ１（ＣＡＮ通信用の通信網）に接続された検出器および電子機器などの各種ノードによるＣＡＮ通信（ＣＡＮフレームの伝送）については公知のため、詳細な説明を省略する。

一方、電力演算システム１０は、「電力演算方法」に従って「電力値」を演算する「電力演算システム」の一例であって、図１に示すように、電力演算装置１、記録装置２、中継器３およびシリアルバスＳＢ２を備えて構成されている。

また、電力演算装置１は、「波形データ生成方法」に従って「電流波形データ」を生成する「波形データ生成装置」の一例であると共に、中継器３と相俟って「電力演算システム」における「電力演算装置」を構成する装置であって、電気自動車１００等に対して着脱可能に構成されている。この電力演算装置１では、図２に示すように、電圧検出部１１、電圧測定部１２、電流検出部１３、操作部１４、表示部１５、信号出力部１６、処理部１７および記憶部１８を備えている。

電圧検出部１１は、「電圧検出部」に相当し、「第１の非接触式電圧センサ」の一例であるクランプ型の非接触式電圧センサ１１ａを備えて処理部１７と相俟って「ＣＡＮフレームをシリアルバスから読み取る読取部」を構成する。具体的には、電圧検出部１１は、処理部１７の制御に従い、後述するように各種機器からのシリアルバスＳＢ１への各種ＣＡＮフレームＦｃの伝送時にシリアルバスＳＢ１のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「第１の電圧」の一例）を非接触式電圧センサ１１ａを介してフレーム伝送用導体に対して非接触で周期的に検出し、検出した電圧の電圧レベル（「電圧レベル」の一例）の変化を特定可能な情報を処理部１７に出力する。

電圧測定部１２は、「電圧測定部」に相当し、「第２の非接触式電圧センサ」の一例であるクランプ型の非接触式電圧センサ１２ａを備えている。この電圧測定部１２は、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して電力が供給されている状態において電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている電圧の電圧値（「第２の電圧」の「第２の電圧値」の一例）を非接触式電圧センサ１２ａを介して電力供給用導体に対して非接触で周期的に測定し、測定結果を示す電圧値データＤｖ（「電流波形データに対応する電流が電力ラインを流れていたときに電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データ」の一例）を処理部１７に出力する。

電流検出部１３は、「電流検出部」に相当し、「非接触式電流センサ」の一例であるクランプ型の非接触式電流センサ１３ａを備えている。この電流検出部１３は、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して電力が供給されている状態において電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている電流（「電流」の一例）を非接触式電流センサ１３ａを介して電力供給用導体に対して非接触で周期的に検出し、検出した電流の電流レベル（「電流レベル」の一例）の変化を特定可能な電流レベルデータＤｌａ（「電流レベルデータ」の一例）を処理部１７に出力する。

なお、本例の電力演算装置１（電力演算システム１０）における電流検出部１３は、上記の非接触式電流センサ１３ａとして、「磁気光学効果素子」、「ホール素子」、「フラックスゲートセンサ」、「磁気インピーダンスセンサ」、「フレキシブル電流センサ」および「オープンコアタイプのクランプ式電流センサ」のいずれかで構成された「磁界センサ」を備え、電力ラインＬ５を流れる「電流」の「電流レベル」に応じて変化する磁界を検出し、その検出結果に基づいて「電流レベル」を特定可能な電流レベルデータＤｌａを生成して出力することができるように構成されている。

この場合、「磁気光学効果素子」とは、磁気光学効果を有する素子であって、一例として、光透過性を有するガーネット構造体（ガドリニウムガリウムガーネット（Ｇｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２））で形成された基体と、光透過性を有する酸化物磁性体であるガーネット構造体の一例としてのビスマス置換イットリウム鉄ガーネット（Ｂｉ_１Ｙ_２Ｆｅ_５Ｏ_１２：イットリウム鉄ガーネット（Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２）におけるイットリウムの一部をビスマスに置換したガーネット構造体）で基体の一面に形成された磁性ガーネット膜と、白金やアルミニウムなどの光を反射させる金属で磁性ガーネット膜の一面（基体とは反対側の面）に形成された反射膜とを備えて構成されている（いずれも図示せず）。なお、「磁気光学効果」とは、光の偏光状態が磁界の強度（磁界強度）に応じて変化する効果をいう。具体的には、磁気光学効果を有する物質を透過した光の偏光面が回転したり偏光が楕円化したりする効果（ファラデー効果）や、磁気光学効果を有する物質の表面に入射した光の反射光の偏光面が回転したり偏光が楕円化したりする効果（磁気カー効果）をいう。

この場合、本例で「非接触式電流センサ」として使用する「磁気光学効果素子」では、基体の一面（磁性ガーネット膜の形成面の裏面）に照射された光が、基体および磁性ガーネット膜を透過するとき、並びに、透過した光が反射膜によって反射されて磁性ガーネット膜および基体を再び透過するときに、磁性ガーネット膜における磁気光学効果によって磁界強度に応じて偏光面が回転したり偏光が楕円化したりする。つまり、「磁気光学効果素子」では、「磁気光学効果素子」に照射した光の磁性ガーネット膜における磁気光学効果による偏光の状態（偏光面の回転角度および偏光の楕円化）が、「磁気光学効果素子」の周囲に発生している磁界の強度に応じて変化する。このため、例えば、反射膜によって反射されて基体から出射される光の出射方向や強度を測定することにより、磁気光学効果の度合い、すなわち、「磁気光学効果素子」の周囲に生じている磁界の強度を特定することができ、これにより、電力ラインＬ５を流れている「電流値」の「電流レベル」を特定可能な電流レベルデータＤｌａを出力することができる。

また、「フレキシブル電流センサ」とは、テープ状（帯状）または紐状で可撓性を有する巻芯の周囲に検出用導線が巻回されて構成された電流センサである。さらに、「オープンコアタイプのクランプ式電流センサ」とは、いわゆる「フォーク型クランプセンサ」であって、Ｕ字状やＣ字状の磁性コア（開磁路コア）を備えて構成された電流センサである。この場合、「フレキシブル電流センサ」や「オープンコアタイプのクランプ式電流センサ」は、「導線で構成されたコイルのみ」、「磁性コアのみ」および「コイルおよび磁性コアの組み合わせのみ」のいずれかで磁界を検出可能に構成されている。なお、「ホール素子」、「フラックスゲートセンサ」および「磁気インピーダンスセンサ」の構成については公知のため、詳細な説明を省略する。また、本例の電力演算装置１（電力演算システム１０）では、一例として、「磁気光学効果素子」を備えて非接触式電流センサ１３ａが構成されているものとする。

操作部１４は、電力演算装置１の動作条件（「電流波形データ」の生成、「電力値」の演算、およびそれらの処理結果の報知や記録等に関する条件）の設定操作が可能な複数の操作スイッチを備え（図示せず）、スイッチ操作に応じた操作信号を処理部１７に出力する。表示部１５は、電力演算装置１の動作状態や、処理部１７による演算結果（生成された「電流波形」や「電力値」等）を処理部１７の制御下で表示する。

信号出力部１６は、処理部１７および中継器３と相俟って「ＣＡＮフレーム出力部」を構成し、後述するように、演算した「電力値」を特定可能に処理部１７によって生成されるＣＡＮフレームＦｃとしての電力値データフレームＦｃｐ（「電力値データフレーム」の一例）をシリアルバスＳＢ２に出力する。これにより、本例の電力演算システム１０では、後述するように、中継器３によって電力値データフレームＦｃｐがシリアルバスＳＢ１に中継される（シリアルバスＳＢ１に出力される）。

処理部１７は、電力演算装置１を総括的に制御する。具体的には、処理部１７は、「フレーム特定部」として機能して、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１におけるＣＡＮフレームＦｃの伝送時に電圧検出部１１によって検出される「第１の電圧」の「電圧レベル」の変化に基づき、シリアルバスＳＢ１を伝送されているＣＡＮフレームＦｃを特定する処理（「読取部」として機能して「第１の処理部」としての処理部１７自身に特定したＣＡＮフレームＦｃを出力する処理）を実行する。

また、処理部１７は、「第１の処理部」として機能して、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」の変化を示す「電流波形」を特定可能な電流波形データＤｗａ（「電流波形データ」の一例）を生成する。

具体的には、処理部１７は、電流検出部１３から出力される電流レベルデータＤｌａに基づき、「電流」の「電流レベル」の変化（電流レベルデータＤｌａに記録されている値の変化）を、「電流」の「電流波形」の「波形形状」として特定する。また、処理部１７は、上記のように「読取部」として機能してシリアルバスＳＢ１から読み取った電流値データフレームＦｃａ（「電流値データフレーム」の一例）に基づき、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電流値」を特定する。さらに、処理部１７は、特定した「波形形状」および「代表電流値」に基づいて電流波形データＤｗａを生成して記憶部１８に記憶させる。

また、処理部１７は、「第２の処理部」として機能して、電力ラインＬ５を介してインバータユニット１０６からモータ１０７に供給されている「電力」の「電力値」を演算し、演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐ、および電力値データＤｐを記録した電力値データフレームＦｃｐを生成する。

具体的には、処理部１７は、上記のように「第１の処理部」として機能して生成した電流波形データＤｗａに基づき、電力ラインＬ５を流れていた「電流」の「電流値」を特定する。また、処理部１７は、電圧測定部１２から出力される電圧値データＤｖに基づき、電流波形データＤｗａに対応する「電流」が電力ラインＬ５を流れていたときに電力ラインＬ５に印加されていた「第２の電圧」の「第２の電圧値」を特定する。さらに、処理部１７は、特定した「電流値」および「第２の電圧値」に基づき、電力ラインＬ５を介して供給された「電力」の「電力値」を演算し、演算結果を示す電力値データＤｐを生成する。

また、処理部１７は、生成した電力値データＤｐの内容（演算した「電力値」）を示す電力値データフレームＦｃｐを生成すると共に、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させ、後述するように電力値データフレームＦｃｐに基づいて記録装置２において生成される電力値データＤｐを記録装置２に記録させると共に、中継器３を介してシリアルバスＳＢ１に電力値データフレームＦｃｐを出力させる。また、処理部１７は、電流波形データＤｗａに基づく「電流波形」や、電力値データＤｐに基づく「電力値」などを表示部１５に表示させる。なお、処理部１７による上記の各処理の具体的な内容については、後に詳細に説明する。

記憶部１８は、処理部１７の動作プログラム、およびＣＡＮフレームＦｃを特定するためのフレーム特定用データや、処理部１７の演算結果を記憶する。

記録装置２は、図３に示すように、信号入力部２１、記録媒体２２、データ入出力部２３、処理部２４および記憶部２５を備え、電力演算装置１や中継器３と共にシリアルバスＳＢ２に接続されている。

信号入力部２１は、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されている各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取って処理部２４に出力する。記録媒体２２は、ＨＤＤやＳＳＤ等の大容量記録媒体で構成され、処理部２４の制御下で各種のデータ（後述の電力値データＤｐ等）を記録する。データ入出力部２３は、処理部２４の制御に従い、外部装置（携帯型電子端末等）から入力された各データを処理部２４に伝送して記録媒体２２に記録させたり、記録媒体２２に記録されているデータを外部装置（携帯型電子端末等）に出力したりする。

処理部２４は、記録装置２を総括的に制御する。具体的には、処理部２４は、電力演算装置１（信号出力部１６）によってシリアルバスＳＢ２に出力された電力値データフレームＦｃｐを取得すると共に、取得した電力値データフレームＦｃｐに基づいて電力値データＤｐを生成して記録媒体２２に記録させる。また、処理部２４は、外部装置からデータ入出力部２３を介して各種データが伝送されたときに、そのデータを記録媒体２２に記録させると共に、外部装置からの要求に従って記録媒体２２から電力値データＤｐ等を読み出してデータ入出力部２３を介して外部装置に出力する。記憶部２５は、処理部２４の動作プログラムや、ＣＡＮフレームＦｃを特定するためのフレーム特定用データなどを記憶する。

中継器３は、一例として、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に常設される機器（電気自動車１００の構成要素以外の機器から出力されたＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力するための機器）であって、「電力演算装置のＣＡＮフレーム出力部」を構成する。この中継器３は、図４に示すように、電圧検出部３１、信号出力部３２、処理部３３および記憶部３４を備えている。

電圧検出部３１は、電力演算装置１における電圧検出部１１と同様にして、非接触式電圧センサ１１ａと同様のクランプ型の非接触式電圧センサ３１ａを備え、処理部３３と相俟って「シリアルバスＳＢ２からＣＡＮフレームＦｃを読み取る［読取部］」を構成する。具体的には、電圧検出部３１は、処理部３３の制御に従い、電力演算装置１からシリアルバスＳＢ２に電力値データフレームＦｃｐが出力されたときにシリアルバスＳＢ２のフレーム伝送用導体に印加される電圧を非接触式電圧センサ３１ａを介してフレーム伝送用導体に対して非接触で周期的に検出し、検出した電圧の電圧レベルの変化を特定可能な情報を処理部３３に出力する。

信号出力部３２は、一例として、シリアルバスＳＢ１に常時接続されており、処理部３３の制御下で電力値データフレームＦｃｐをシリアルバスＳＢ１に出力する。処理部３３は、中継器３を総括的に制御する。具体的には、処理部３３は、電力演算装置１の処理部１７と同様に「フレーム特定部」として機能して、電力演算装置１からシリアルバスＳＢ２に電力値データフレームＦｃｐが出力されたときに電圧検出部３１によって検出される電圧の電圧レベルの変化に基づき、シリアルバスＳＢ２を伝送されている電力値データフレームＦｃｐを特定する処理を実行する。

また、処理部３３は、特定した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部３２に出力することで信号出力部３２からシリアルバスＳＢ１に電力値データフレームＦｃｐを出力させる。なお、処理部３３による上記の各処理の具体的な内容については、後に詳細に説明する。記憶部３４は、処理部３３の動作プログラムや、ＣＡＮフレームＦｃを特定するためのフレーム特定用データを記憶する。

次に、電力演算システム１０による電流波形データＤｗａや電力値データＤｐの生成、および生成した電力値データフレームＦｃｐのシリアルバスＳＢ１への出力の各処理の一例について説明する。なお、上記したように、中継器３については、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に接続された状態（電気自動車１００の装備の１つとして電気自動車１００に常設された状態）となっているものとする。また、充電機構１０５等を介しての駆動用バッテリ１０１の蓄電については既に完了しているものとする。

例えば、電気自動車１００の電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」の変化を示す「電流波形」を特定可能な電流波形データＤｗａの生成、および電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値（モータ１０７の動作に伴って消費される電力の電力値）」の演算を行う際には、電力演算システム１０の各構成要素を電気自動車１００に装着する。

具体的には、図１，２に示すように、電力演算装置１の電圧検出部１１における非接触式電圧センサ１１ａを電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に装着する（シリアルバスＳＢ１の信号線を非接触式電圧センサ１１ａによってクランプする）と共に、図１，２，４に示すように、シリアルバスＳＢ１に接続されている中継器３の電圧検出部３１における非接触式電圧センサ３１ａを電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２に装着する（シリアルバスＳＢ２の信号線を非接触式電圧センサ３１ａによってクランプする）。

なお、各図では、シリアルバスＳＢ１に対して１つの非接触式電圧センサ１１ａを装着すると共に、シリアルバスＳＢ２に対して１つの非接触式電圧センサ３１ａを装着した状態を図示しているが、実際には、シリアルバスＳＢ１における「CANH」および「CANL」毎の電圧値を検出するために両信号線毎に別個の非接触式電圧センサ１１ａを装着すると共に、シリアルバスＳＢ２における「CANH」および「CANL」毎の電圧値を検出するために両信号線毎に別個の非接触式電圧センサ３１ａを装着する。

この際には、シリアルバスＳＢ１に対する非接触式電圧センサ１１ａの装着により、シリアルバスＳＢ１を構成する上記の信号線のフレーム伝送用導体と非接触式電圧センサ１１ａの電極とが信号線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、フレーム伝送用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように電力演算装置１によってシリアルバスＳＢ１から各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取る準備が整う。

また、シリアルバスＳＢ２に対する非接触式電圧センサ３１ａの装着により、シリアルバスＳＢ２を構成する上記の信号線のフレーム伝送用導体と非接触式電圧センサ３１ａの電極とが信号線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、フレーム伝送用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように中継器３によってシリアルバスＳＢ２から各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取る準備が整う。

次いで、電力演算装置１の電圧測定部１２における非接触式電圧センサ１２ａを電気自動車１００の電力ラインＬ５に装着する（電力ラインＬ５を非接触式電圧センサ１２ａによってクランプする）。この際には、電力ラインＬ５の電力供給用導体と非接触式電圧センサ１２ａの電極（電圧検出用導体）とが電線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、電力供給用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように電力演算装置１によって電力ラインＬ５に印加されている「第２の電圧」の「第２の電圧値」を測定する準備が整う。

続いて、電力演算装置１の電流検出部１３における非接触式電流センサ１３ａを電気自動車１００の電力ラインＬ５に装着する。この際には、非接触式電流センサ１３ａの「磁気光学効果素子」が電力ラインＬ５の電力供給用導体に接近した状態となる。これにより、後述するように、電力ラインＬ５を電流が流れて「電流レベル」に応じた強度の磁界が電力ラインＬ５の周囲に発生したときに、その磁界の強度、すなわち、磁界の強度に応じた「電流レベル」を特定する準備が整う。

次いで、電力演算装置１の信号出力部１６、および記録装置２の信号入力部２１を電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２にそれぞれ接続する。なお、前述した非接触式電圧センサ１１ａと同様にして、信号出力部１６や信号入力部２１についても、１本の信号線をシリアルバスＳＢ２に接続するのではなく、シリアルバスＳＢ２における「CANH」および「CANL」毎に別個の信号線をそれぞれ接続する。以上により、電力演算システム１０の構成機器の電気自動車１００への設置が完了する。

この状態において、メインスイッチがオン状態に操作されて走行可能状態に移行させられた電気自動車１００においてアクセルペダルが操作されたときには、主制御部１０８が、ポジションセンサ（アクセル開度を検出するセンサ：図示せず）からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃ（アクセル開度を特定可能なＣＡＮフレームＦｃ）、および車速センサ（図示せず）からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃ（車速を特定可能なＣＡＮフレームＦｃ）などに基づき、モータ１０７をどのように動作させるかを決定する。また、主制御部１０８は、決定内容を示す制御データを特定可能なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。

これに応じて、インバータユニット１０６は、主制御部１０８からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃに従い、モータ１０７を任意の回転速度で動作させるための電力の供給を要求するＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。また、電圧制御部１０４は、インバータユニット１０６からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃに応じて駆動用バッテリ１０１から電力ラインＬ２を介して供給される電力を予め規定された電圧値に変換して電力ラインＬ４を介してインバータユニット１０６に供給する。

また、インバータユニット１０６は、主制御部１０８からのＣＡＮフレームＦｃに従い、電力ラインＬ４を介して供給される電力（直流電力）をＤＣ／ＡＣ変換してモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給する。これにより、モータ１０７がインバータユニット１０６から供給される電力によって回転して駆動輪が回転させられる結果、車両の走行が開始される。この際に、インバータユニット１０６は、モータ１０７に対する上記の電力供給と並行して、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」の「電流値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電流値（予め規定された期間内の平均値、実効値および最大値のうちの少なくとも１つ）」を特定可能な電流値データフレームＦｃａなどのＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。

一方、電力演算システム１０では、電力演算装置１が電流波形データＤｗａや電力値データＤｐの生成を開始する。具体的には、処理部１７が、まず、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの読取りを開始する。

なお、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃは、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「SG」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位に対する「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位）の変動、および「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「SG」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位に対する「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位）の変動に基づく「２線差動電圧方式」で伝送される。このＣＡＮフレームＦｃの伝送方式については公知のため詳細な説明を省略するが、以下、理解を容易とするために、主として「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧に着目してＣＡＮフレームＦｃの読取りについて説明する。

この場合、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、単に「伝送用導体」ともいう）の電圧と、「SG」に対応する信号線の伝送用導体の電圧（すなわち、電圧検出部１１内の基準電位の電圧）との電位差が増加しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ１１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が増加する。また、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（電圧検出部１１内の基準電位の電圧）との電位差が減少しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ１１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が減少する。

したがって、本例の電力演算システム１０における電力演算装置１では、一例として、電圧検出部１１が、非接触式電圧センサ１１ａの電極が「CANH」の伝送用導体と同電位となって上記の電流値が「０」となるように、電極の電位をフィードバック制御する処理を行い、その状態において電極の電位を測定することで、「CANH」の伝送用導体に印加されている電圧の「電圧レベル」を特定（測定）する処理を予め規定された周期で繰り返し実行する。また、電圧検出部１１は、特定結果（電圧レベル）示す電圧データを処理部１７に順次出力する。

これに応じて、処理部１７は、電圧検出部１１から出力される電圧データによって示される伝送用導体の電圧レベルの変化に基づき、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容を特定して記憶部１８に記憶させる。具体的には、「CANH」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベルを超え、かつ「CANL」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベルを下回っているとき（「CANH」と「CANL」との電位差が予め規定されたレベルを超えているとき）に、デジタル信号の「０」が伝送されていると判別する。また、「CANH」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベル以下で、かつ「CANL」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベル以上のとき（「CANH」と「CANL」との電位差が予め規定されたレベル以下のとき）に、デジタル信号の「１」が伝送されていると判別する。

このように、非接触式電圧センサ１１ａにおける電極の電圧に基づいてデジタル信号の「０」および「１」のいずれが伝送されているかを逐次判定することにより、非接触式電圧センサ１１ａが装着されているシリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃを特定する。なお、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１では、インバータユニット１０６が出力した電流値データフレームＦｃａ以外の各種のＣＡＮフレームＦｃが伝送されている。したがって、本例では、処理部１７が、電流値データフレームＦｃａ以外のＣＡＮフレームＦｃについても上記の方法に従って特定するが、特定したＣＡＮフレームＦｃのうち、電流波形データＤｗａや電力値データＤｐの生成には不要なＣＡＮフレームＦｃについては使用せずに、電流値データフレームＦｃａだけを使用して後述の各処理を実行する。

また、電力演算装置１では、上記のようなシリアルバスＳＢ１からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りの処理と並行して、電流検出部１３による電流レベルデータＤｌａの生成、および処理部１７による「電流波形」の「波形形状」の特定の処理が実行される。具体的には、本例では、電力ラインＬ５に対する非接触式電流センサ１３ａの装着により、前述したように、非接触式電流センサ１３ａの「磁気光学効果素子」が電力ラインＬ５の電力供給用導体に接近した状態となっている。したがって、電流検出部１３は、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流レベル」に応じて電力供給用導体の周囲に発生する磁界の強度を予め規定された周期でサンプリングすることにより、「電流」の「電流レベル」の変化を特定可能な電流レベルデータＤｌａを生成して処理部１７に出力する。

また、処理部１７は、電流検出部１３から出力された電流レベルデータＤｌａを記憶部１８に記憶させると共に、電流レベルデータＤｌａに基づいて特定される「電流レベル」の変化を、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流波形」の「波形形状」として特定する。この場合、電流レベルデータＤｌａは、処理部１７が「電流波形」の「波形形状」を特定可能であればよく、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」を正確に特定可能な情報である必要はない。したがって、本例の電力演算装置１（電力演算システム１０）では、上記のように「電流レベル」に応じて強度が変化する「磁界」を検出可能な程度の簡易な非接触式電流センサ１３ａ、およびその検出結果に基づいて「電流レベル」を特定可能な程度の簡易な構成の電流検出部１３によって「電流レベルデータ」の一例である電流レベルデータＤｌａを生成することが可能となっている。

次いで、処理部１７は、シリアルバスＳＢ１から読み取った電流値データフレームＦｃａ、および特定した「波形形状」に基づき、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」の変化を示す「電流波形」を特定して電流波形データＤｗａを生成する。具体的には、処理部１７は、まず、「読取部」として機能してシリアルバスＳＢ１から読み取った電流値データフレームＦｃａに基づき、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電流値（平均値、実効値および最大値のうちの予め規定された少なくとも１つ）」を特定する。

次いで、処理部１７は、電流レベルデータＤｌａに基づいて特定した「波形形状」に、電流値データフレームＦｃａに基づいて特定した「代表電流値」に応じた値付けを行うことにより、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」の変化を示す電流波形データＤｗａを生成して記憶部１８に記憶させる。具体的には、特定した「波形形状」で「電流値」が変化したときに上記の「予め規定された周期」内の「平均値、実効値および最大値のうちの予め規定された少なくとも１つ（「電流値データフレームＦｃａに記録されている「代表電流値」と同じパラメータ）が電流値データフレームＦｃａに基づいて特定した「代表電流値」と同値になるように、その周期内の各「電流値」をそれぞれ特定する。これにより、電流波形データＤｗａの生成の処理が完了する。

また、電力演算装置１では、上記のようなＣＡＮフレームＦｃの読み取りや電流波形データＤｗａの生成の処理と並行して、電圧測定部１２による電圧値データＤｖの生成、および処理部１７による電力値データＤｐの生成の処理が実行される。具体的には、本例の電力演算装置１では、電流検出部１３による電流レベルデータＤｌａの生成および処理部１７への出力と並行して、電圧測定部１２が電圧値データＤｖの生成および処理部１７への出力を実行している。この際に、電圧測定部１２は、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第２の電圧」の「第２の電圧値」を予め指定された測定周期（サンプリング周期）で測定して電圧値データＤｖを生成し、生成した電圧値データＤｖを処理部１７に順次出力する。

また、処理部１７は、電圧測定部１２から出力される電圧値データＤｖを記憶部１８に記憶させると共に、一例として、記憶させた電圧値データＤｖに基づき、前述の電流値データフレームＦｃａの「代表電流値」の周期に対応する周期内の各「第２の電圧値」を特定する。次いで、処理部１７は、記憶部１８に記憶させた上記の電流波形データＤｗａにおける「予め規定された周期」内の各「電流値」およびその「波高率」と、対応する周期内の各電圧値データＤｖに基づく各「第２の電流値」とに基づき、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている「電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）」の「予め規定された周期」内の「電力値」を演算（測定）する。

また、処理部１７は、演算した「電力値」に基づいて電力値データＤｐを生成して記憶部１８に記憶させる。これにより、電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値」の演算、および演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐの生成の処理が完了する。

次いで、処理部１７は、上記の電流波形データＤｗａに基づく「電流波形」や、電力値データＤｐに基づく「電力値」などを表示部１５に表示させると共に、電力値データＤｐに基づいて電力値データフレームＦｃｐを生成して記憶部１８に記憶させる。また、処理部１７は、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させる。

この際に、記録装置２では、処理部２４が、シリアルバスＳＢ２に出力された電力値データフレームＦｃｐを取得すると共に、取得した電力値データフレームＦｃｐに基づいて特定される「電力値」を示す電力値データＤｐを生成して記録媒体２２に記録させる。これにより、電力演算装置１によって演算された電力値が記録装置２（記録媒体２２）に電力値データＤｐとして記録される。

一方、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１による上記の一連の処理、および記録装置２による電力値データＤｐの記録の処理と並行して、中継器３が、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃ（本例では、電力値データフレームＦｃｐ）をシリアルバスＳＢ１に出力する（中継する）処理を実行する。

この場合、前述したシリアルバスＳＢ１でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時と同様にして、シリアルバスＳＢ２でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時にも、シリアルバスＳＢ２における「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（すなわち、電圧検出部３１内の基準電位の電圧）との電位差が増加しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ３１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が増加する。また、シリアルバスＳＢ２でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（電圧検出部３１内の基準電位の電圧）との電位差が減少しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ３１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が減少する。

したがって、本例の電力演算システム１０における中継器３では、前述した電力演算装置１における電圧検出部１１と同様にして、電圧検出部３１が、非接触式電圧センサ３１ａの電極が「CANH」の伝送用導体と同電位となって上記の電流値が「０」となるように、電極の電位をフィードバック制御する処理を行い、その状態において電極の電位を測定することで、「CANH」の伝送用導体に印加されている電圧の電圧値を特定（測定）する処理を予め規定された周期で繰り返し実行する。また、電圧検出部３１は、測定結果（電圧値）示す電圧データを処理部３３に順次出力する。

これに応じて、処理部３３は、電圧検出部３１から出力される電圧データによって示される電圧値に基づき、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃ（本例では、電力演算装置１の信号出力部１６から出力された電力値データフレームＦｃｐ）の内容を特定して信号出力部３２からシリアルバスＳＢ１に出力させる。これにより、電力演算システム１０から電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に対して電力値データフレームＦｃｐが出力される。したがって、例えば、主制御部１０８が、シリアルバスＳＢ１を介して伝送される電力値データフレームＦｃｐを取得し、電力ラインＬ５を介して供給されている電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）の電力を把握して、例えばテスト動作モード時の予め規定された処理を実行する。

なお、詳細な説明を省略するが、シリアルバスＳＢ２には、電力演算装置１から出力された電力値データフレームＦｃｐ以外の各種のＣＡＮフレームＦｃが出力されることがある。この際に、本例の電力演算システム１０（中継器３）では、一例として、処理部３３が、各種ＣＡＮフレームＦｃを特定し、特定したＣＡＮフレームＦｃのうちの予め規定されたＣＡＮフレームＦｃだけをシリアルバスＳＢ１に出力する。これにより、電気自動車１００において利用可能な任意のＣＡＮフレームＦｃが中継器３を介してシリアルバスＳＢ１に出力される。

この後、電力演算装置１の操作部１４の操作によって電力値の演算、表示および記録の一連の処理が指示されるまで、電力演算装置１、記録装置２および中継器３は、上記の処理を継続的に繰り返し実行する。

一方、上記のような処理を完了し、電力演算システム１０による電流波形データＤｗａの生成や「電力値」の演算などを継続する必要がなくなったときには、中継器３を除く構成要素（電力演算装置１、記録装置２およびシリアルバスＳＢ２）を電気自動車１００から取り外す。

この際に、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１における電圧検出部１１の非接触式電圧センサ１１ａをシリアルバスＳＢ１の伝送用導体に対して非接触の状態（信号線を非接触式電圧センサ１１ａによってクランプした状態）でＣＡＮフレームＦｃの伝送に伴う「電圧レベル」の変化を特定する構成を採用している。したがって、シリアルバスＳＢ１から非接触式電圧センサ１１ａを取り外した状態において、非接触式電圧センサ１１ａの装着前の状態から伝送用導体の絶縁性が低下する事態が回避される。

また、シリアルバスＳＢ２からＣＡＮフレームＦｃ（電力値データフレームＦｃｐ）を読み取ってシリアルバスＳＢ１に出力する中継器３については、電気自動車１００の常設機器として電気自動車１００に装着した状態が維持される。したがって、シリアルバスＳＢ１にＣＡＮフレームＦｃを出力するための構成要素の存在によってシリアルバスＳＢ１の伝送用導体の絶縁性が低下する事態も回避される。

さらに、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１における電圧測定部１２の非接触式電圧センサ１２ａや電流検出部１３の非接触式電流センサ１３ａを電力ラインＬ５の電力供給用導体に対して非接触の状態（電力ラインＬ５を非接触式電圧センサ１２ａによってクランプし、かつ非接触式電流センサ１３ａを近接させた状態）で「第２の電圧」や「電流」を検出する構成を採用している。したがって、電力ラインＬ５から非接触式電圧センサ１２ａや非接触式電流センサ１３ａを取り外した状態において、これらの装着前の状態から電力ラインＬ５の絶縁性が低下する事態も回避される。

以上により、電力演算システム１０による電流波形データＤｗａの生成や「電力値」の演算等に関する一連の作業が終了する。また、上記の作業によって電力演算装置１（記憶部１８）に記憶された電流波形データＤｗａについては、図示しない外部装置接続用コネクタを介して外部装置としての各種情報処理端末を電力演算装置１に接続することにより、電力演算装置１から情報処理端末に出力させることができる。また、記録装置２（記録媒体２２）に記録された電力値データＤｐについては、記録装置２のデータ入出力部２３に各種情報処理端末を接続することにより、記録装置２から情報処理端末に出力させることができる。これにより、情報処理端末によって電流波形データＤｗａや電力値データＤｐを解析したり、電流波形データＤｗａの「信号波形」や電力値データＤｐの「電力値」についての任意の情報を表示・印刷したりすることが可能となる。

このように、この電力演算装置１、およびその「波形データ生成方法」では、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されるＣＡＮフレームＦｃのうちの電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」における「予め規定された周期」内の「代表電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａをシリアルバスＳＢ１から読み取り、かつ、電力ラインＬ５の電力供給用導体に対して非接触で「電流」を検出可能な非接触式電流センサ１３ａを介して「電流」を周期的に検出して「電流」の「電流レベル」の変化を特定可能な電流レベルデータＤｌａを生成すると共に、電流レベルデータＤｌａに基づいて特定される「電流レベル」の変化を、「電流値」の変化を示す「電流波形」の「波形形状」として、電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「代表電流値」および「波形形状」に基づいて電流波形データＤｗａを生成する。

したがって、この電力演算装置１および「波形データ生成方法」によれば、電力ラインＬ５の電力伝送用導体を流れている「電流」の「電流値」を短いサンプリング周期で高精度に測定可能な高価な「測定装置」を使用することなく、「電流」の「電流レベル」の変化を特定可能な程度の簡易な構成の「測定装置（電力演算システム１０の例では、電力演算装置１の電流検出部１３）」を使用して電流レベルデータＤｌａを生成して「電流波形」の「波形形状」を特定し、特定した「波形形状」に、シリアルバスＳＢ１から読み取った電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「代表電流値」に基づいて値付けを行うことで、電力伝送用導体を流れている「電流」の「電流値」の変化を特定可能な高精度な「電流波形」の電流波形データＤｗａを生成することができる。これにより、電流波形データＤｗａの生成に要するコストを十分に低減することができる。また、非接触式電流センサ１３ａを使用した「電流」の検出により、電力ラインＬ５の絶縁性を低下させることなく「電流レベル」の変化を特定可能な電流レベルデータＤｌａを生成することができるため、電流波形データＤｗａの生成のために電力ラインＬ５の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

また、この電力演算装置１、およびその「波形データ生成方法」によれば、「非接触式電流センサ」として、「磁気光学効果素子」、「ホール素子」、「フラックスゲートセンサ」、「磁気インピーダンスセンサ」、「フレキシブル電流センサ」および「オープンコアタイプのクランプ式電流センサ」のいずれかで構成された「磁界センサ」（本例では、「磁気光学効果素子」）を介して「電流」を検出することにより、簡易な構成で故障が生じ難いため、長期に亘って使用可能で、しかも部品コストも比較的安価なこれらの「磁界センサ」によって電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流レベル」に応じた「磁界」の強度を特定して電流レベルデータＤｌａを生成することができるため、電流波形データＤｗａの生成に要するコストを十分に低減することができる。

また、この電力演算装置１、およびその「波形データ生成方法」によれば、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時にシリアルバスＳＢ１のフレーム伝送用導体に印加される「第１の電圧」をフレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な非接触式電圧センサ１１ａを介して「第１の電圧」を検出し、検出した「第１の電圧」の「電圧レベル」の変化に基づいてシリアルバスＳＢ１を介して伝送されたＣＡＮフレームＦｃを特定することにより、シリアルバスＳＢ１の各信号線におけるフレーム伝送用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなくＣＡＮフレームＦｃを読み出すことができるため、電流波形データＤｗａの生成のためにフレーム伝送用導体の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、上記の「波形データ生成方法」に従って電流波形データＤｗａを生成し、生成した電流波形データＤｗａに基づいて「電流値」を特定し、かつ電流波形データＤｗａに対応する「電流」が電力ラインＬ５を流れていたときに電力ラインＬ５に印加されていた「第２の電圧」の「第２の電圧値」を特定可能な電圧値データＤｖに基づいて「第２の電圧値」を特定すると共に、特定した「電流値」および「第２の電圧値」に基づき、電力ラインＬ５を介して供給された「電力」の「電力値」を演算することにより、高精度な電流波形データＤｗａに基づいて高精度な「電力値」を演算することができるだけでなく、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」の「電流値」を高精度に測定可能な高価な「測定装置」が不要となる分だけ、「電力値」を低コストで演算することができる。

また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、電力供給用導体に対して非接触で「第２の電圧」を検出可能な非接触式電圧センサ１２ａを介して「第２の電圧」の「第２の電圧値」を周期的に測定して「第２の電圧値」の変化を特定可能な電圧値データＤｖを生成することにより、電力ラインＬ５の絶縁性を低下させることなく「第２の電圧」の「第２の電圧値」を特定可能な電圧値データＤｖを生成することができるため、「電力値」の演算のために電力ラインＬ５の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。

また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを生成してシリアルバスＳＢ１に出力することにより、演算した「電力値」が供給されている設備（本例では、電気自動車１００）側で、「電力値」を演算するための構成を備えることなく、電力演算システム１０から出力した電力値データフレームＦｃｐに基づいて特定される「電力値」を利用して各種の処理を実行させることができる。

次に、電力演算システム１０による「電力値の演算」の他の実施の形態について説明する。

なお、演算に際して使用する電流レベルデータＤｌａの生成の処理については、上記の実施の形態と同様のため、詳細な説明を省略する。また、以下に説明する実施の形態においては、電力演算装置１における電圧測定部１２および非接触式電圧センサ１２ａを使用しないため、これらの構成要素を不要として「電力演算システム」を構成することもできるが、その他の構成要素については、上記の実施の形態における電力演算装置１の各構成要素と同様の機能を要するため、以下、一例として、電力演算装置１の電圧測定部１２（非接触式電圧センサ１２ａ）を使用せずに「電力値」の演算（測定）を行う例について説明する。

上記の電力演算システム１０（電力演算装置１）では、前述のような「電力値」の演算処理に代えて、電力ラインＬ５に印加されている「第２の電圧」の「第２の電圧値」などについて、電気自動車１００の構成要素によって測定された値を使用して「電力値」を演算可能に構成されている。具体的には、電気自動車１００において、インバータユニット１０６からモータ１０７への電力ラインＬ５を介しての電力の供給時に、前述の電流値データフレームＦｃａに加え、電圧値データフレームＦｃｖや位相差データフレームＦｃｄなどがシリアルバスＳＢ１を介して伝送されているときには、これらのＣＡＮフレームＦｃを読み取って「電力値」を演算することができる。

この場合、電圧値データフレームＦｃｖは、「電圧値データフレーム」の一例であって、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第２の電圧」の「第２の電圧値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電圧値（平均値、実効値および最大値のうちの少なくとも１つ）」を特定可能なデータで構成されている。また、位相差データフレームＦｃｄは、「位相差データフレーム」の一例であって、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第２の電圧」と電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」との間の「位相差」を特定可能なデータで構成されている。

インバータユニット１０６からモータ１０７への電力ラインＬ５を介しての電力供給時に上記のような各ＣＡＮフレームＦｃがシリアルバスＳＢ１を介して伝送されている状態において、電力ラインＬを介して供給されている電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）の「電力値」を演算する際に、この実施形態に係る電力演算装置１（電力演算システム１０）の「電力演算方法」では、まず、前述の実施形態と同様にして電流波形データＤｗａを生成する。また、電力演算装置１では、処理部１７が、電流波形データＤｗａの生成時にシリアルバスＳＢ１から読み取った電流値データフレームＦｃａの他に、電圧値データフレームＦｃｖおよび位相差データフレームＦｃｄの２種類のＣＡＮフレームＦｃと、電圧値データフレームＦｃｖの１種類とのいずれか予め規定された一方をシリアルバスＳＢ１から読み取る。なお、シリアルバスＳＢ１からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに関する具体的な処理については前述の例と同様のため、詳細な説明を省略する。

次いで、処理部１７は、電流波形データＤｗａに基づいて「予め規定された周期」内の各「電流値」を特定すると共に、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて「代表電圧値」を特定し、かつ位相差データフレームＦｃｄに基づいて「位相差」を特定する処理と、電流波形データＤｗａに基づいて「予め規定された周期」内の各「電流値」を特定すると共に、その周期内の「電流値」の「波高率」を特定し、かつ電圧値データフレームＦｃｖに基づいて「代表電圧値」を特定する処理との予め規定された少なくとも一方を実行する。

続いて、処理部１７は、各「電流値」、「代表電圧値」および「位相差」を特定する処理を実行したときには、特定した各「電流値」、「代表電圧値」および「位相差」に基づいて「電力値」を演算する演算処理を実行し、各「電流値」、「波高率」および「代表電圧値」を特定する処理を実行したときには、特定した各「電流値」、「波高率」および「代表電圧値」に基づいて「電力値」を演算する演算処理を実行する。これにより、電気自動車１００のインバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値」が演算され、演算された「電力値」を示す電力値データＤｐが生成されて記憶部１８に記憶される。

また、処理部１７は、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを生成すると共に、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させる。この際に、前縦した実施形態のときと同様にして、記録装置２において電力値データフレームＦｃｐに対応する電力値データＤｐが生成されて記録媒体２２に記録されると共に、中継器３によって電力値データフレームＦｃｐがシリアルバスＳＢ１に出力される。この後、一連の処理を終了する指示が行われるまで、電力演算装置１、記録装置２および中継器３は、上記の処理を継続的に繰り返し実行する。

このように、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」では、「第２の電圧値」における「予め規定された周期」内の「代表電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖ、および「第２の電圧」と「電流」との間の「位相差」を特定可能な位相差データフレームＦｃｄをシリアルバスＳＢ１からそれぞれ読み取り、電流波形データＤｗａに基づいて特定される「電流値」、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「代表電圧値」、および位相差データフレームＦｃｄに基づいて特定される「位相差」に基づいて「電力値」を演算する。

また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」では、「第２の電圧値」における「予め規定された周期」内の「代表電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖをシリアルバスＳＢ１から読み取り、電流波形データＤｗａに基づいて特定される「電流値」、電流波形データＤｗａに基づいて特定される「電流」の「波高率」、および電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「代表電圧値」に基づいて電力値を演算する。

したがって、この電力演算システム１０および「電力演算方法」によれば、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第２の電圧」の「第２の電圧値」を測定するための「測定装置」が不要となる分だけ、「電力値」を低コストで演算することができる。

なお、「波形データ生成装置」および「電力演算システム」の構成や、その「波形データ生成方法」および「電力演算方法」の手順については、上記の電力演算システム１０（電力演算装置１）の構成や、その「波形データ生成方法」および「電力演算方法」の手順の例に限定されない。

例えば、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１からの非接触式電圧センサ１１ａを介してのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際して、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧、および「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧を電圧検出部１１によってそれぞれ検出し、処理部１７が、検出された両フレーム伝送用導体の電圧の差に基づいて、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容を特定する構成・方法の例について説明したが、次の構成を採用することもできる。

具体的には、「２線差動電圧方式」で伝送されるＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際しては、前述の例の電力演算装置１における電圧検出部１１に代えて、図５に示す電圧検出部５０を備えて「電力演算装置」を構成することにより、処理部１７によるＣＡＮフレームＦｃの読み取り（内容の特定）を正確かつ容易に行うことが可能となる。この電圧検出部５０は、同図に示すように、増幅器５１ｈ，５１ｌ、差分回路（一例として、トランス）５２、増幅器５３およびＡ／Ｄ変換器５４を備えて構成されている。

前述の電圧検出部１１に代えて上記の電圧検出部５０を備えた電力演算装置１によってシリアルバスＳＢ１からＣＡＮフレームＦｃを読み取る際には、「CANH」に対応する信号線、および「CANL」に対応する信号線に非接触式電圧センサ１１ａをそれぞれ装着する。この状態においてシリアルバスＳＢ１にＣＡＮフレームＦｃが伝送されたときには、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、「「CANH」の伝送用導体」ともいう）と非接触式電圧センサ１１ａの検出用電極との間の結合容量を介して、「CANH」の伝送用導体の電位に応じて流れる電流に応じた電圧が増幅器５１ｈによって増幅されると共に、「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、「「CANL」の伝送用導体」ともいう）と非接触式電圧センサ１１ａの検出用電極との間の結合容量を介して、「CANL」の伝送用導体の電位に応じて流れる電流に応じた電圧が増幅器５１ｌによって増幅される。

また、増幅器５１ｈからの出力電圧と増幅器５１ｌからの出力電圧の差分に対応する電圧が差分回路５２から出力され、この出力電圧が増幅器５３によって増幅されてＡ／Ｄ変換器５４によってＡ／Ｄ変換されて電圧値データとして処理部１７に出力される。一方、処理部１７は、Ａ／Ｄ変換器５４から出力された電圧値データの値が予め規定された電圧値レベル以上のときに、デジタル信号の「０」が伝送されていると判別する。また、処理部１７は、Ａ／Ｄ変換器５４から出力された電圧値データの値が予め規定された電圧値レベルを下回っているときに、デジタル信号の「１」が伝送されていると判別する。これにより、前述した電圧検出部１１を備えた電力演算装置１におけるＣＡＮフレームＦｃの読み取り時と同様にして、シリアルバスＳＢ１を伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容が特定される。

なお、詳細な説明を省略するが、上記の電圧検出部５０の構成については、中継器３の電圧検出部３１に対して適用することもできる。また、電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際して、フレーム伝送用導体に対して非接触で非接触式電圧センサ３１ａを介して「電圧」を検出し、その「電圧レベル」の変化に基づいてＣＡＮフレームＦｃを特定する中継器３を備えた電力演算システム１０の例について説明したが、シリアルバスＳＢ２のフレーム伝送用導体に対して直接接触（直接接続）した信号線を介してシリアルバスＳＢ２からＣＡＮフレームＦｃを読み取る構成の中継器３を備えて「電力演算システム」を構成することもできる（図示せず）。

また、演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐを記録する記録装置２を備えた電力演算システム１０の例について説明したが、「電力値データ」を記録する構成は「電力演算システム」に必須の構成要素ではないため、「電力値データ」を記録しない構成を採用することもできる。さらに、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを中継器３からシリアルバスＳＢ１に出力する構成の電力演算システム１０を例に挙げて説明したが、「シリアルバス」に「電力値データフレーム」を出力する構成は「電力演算システム」に必須の構成要素ではないため、「電力値データフレーム」を出力しない構成を採用することもできる。

また、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている交流電力を対象として「電流波形」の「波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりする例について説明したが、「波形データ生成装置」および「波形データ生成方法」によって「波形データ」を生成する対象や、「電力演算システム」および「電力演算方法」によって「電力値」を演算する対象は、これに限定されず、例えば、図示しない空調機器制御部から空調機器（コンプレッサ用の三層交流モータ等）に電力ラインを介して供給されている交流電力を対象として上記の例と同様の構成・方法に従って「波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりすることもできる。

さらに、電力演算装置１の処理部１７を「第１の処理部」および「第２の処理部」として機能させる構成を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を一体的に構成したときに、「電流波形データ」を生成する「第１の処理部」と、「電力値」を演算する「第２の処理部」とを別個に設けることもできる。また、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を一体的に構成した電力演算装置１を備えた電力演算システム１０を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を別個に構成して「電力演算システム」を構成することもできる。

また、電気自動車１００の「電力ライン（本例では、電力ラインＬ５）」を介して電力が供給されているときに「電力ライン」を流れている「電流」の「電流値」の変化を特定可能な「電流波形」の電流波形データＤｗａを生成したり、生成した電流波形データＤｗａに基づいて「電力値」を演算したりする形態を例に挙げて説明したが、電気自動車１００などの車両以外の各種の分野（工場内設備用のネットワークや、耕作地内ネットワーク等の分野）における任意の「電流波形」を特定可能な「電流波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりする際に、上記の電力演算システム１０の構成と同様の構成や、電力演算システム１０における「波形データ生成方法」および「電力演算方法」と同様の方法を採用することができる。

また、生成した電流波形データＤｗａに基づいて「電力値」を演算する構成および方法を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「波形データ生成方法」によって生成した「電流波形データ」の用途は、「電力値」の演算に限定されず、「電力ライン」の状態（電力源や負荷の状態）の分析等のために、「電流波形」の表示や印刷を目的として「電流波形データ」を生成することもできる。

加えて、「シリアルバス」から読み取る「電圧値データフレーム」等は、ＣＡＮフレームＦｃ等の「ＣＡＮフレーム」に限定されず、「ＣＡＮ ＦＤ」、「ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）」および「ＬＩＮ」などの各種通信規格に準ずるフレーム（デジタルデータ）や、「ＬＶＤＳ」による小振幅低消費電力通信が可能な各種通信規格に準ずるフレーム（デジタルデータ）を利用して「電力値」を演算する構成・方法を採用することができる。

１０ 電力演算システム
１ 電力演算装置
２ 記録装置
３ 中継器
１１，３１，５０ 電圧検出部
１１ａ，１２ａ，３１ａ 非接触式電圧センサ
１２ 電圧測定部
１３ 電流検出部
１３ａ 非接触式電流センサ
１４ 操作部
１５ 表示部
１６，３２ 信号出力部
１７，２４，３３ 処理部
１８，２５，３４ 記憶部
２１ 信号入力部
２２ 記録媒体
２３ データ入出力部
５１ｈ，５１ｌ 増幅器
５２ 差分回路
５３ 増幅器
５４ Ａ／Ｄ変換器
１００ 電気自動車
１０６ インバータユニット
１０７ モータ
Ｄｌａ 電流レベルデータ
Ｄｐ 電力値データ
Ｄｖ 電流値データ
Ｄｗａ 電流波形データ
Ｆｃ ＣＡＮフレーム
Ｆｃａ 電流値データフレーム
Ｆｃｄ 位相差データフレーム
Ｆｃｐ 電力値データフレーム
Ｆｃｖ 電圧値データフレーム
Ｌ５ 電力ライン
ＳＢ１，ＳＢ２ シリアルバス

Claims (16)

1. 電力ラインを流れている電流の電流値の変化を示す電流波形を特定可能な電流波形データを生成する第１の処理部を備えた波形データ生成装置であって、
   ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームを当該シリアルバスから読み取る読取部と、
   前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを有する電流検出部とを備え、
   前記読取部は、前記電流値における予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレームを前記シリアルバスから読み取って前記第１の処理部に出力し、
   前記電流検出部は、前記非接触式電流センサを介して前記電流を周期的に検出して当該電流の電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを前記第１の処理部に出力し、
   前記第１の処理部は、前記電流レベルデータに基づいて特定される前記電流レベルの変化を前記電流波形の波形形状として、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値および当該波形形状に基づいて前記電流波形データを生成する波形データ生成装置。
2. 前記電流検出部は、前記非接触式電流センサとして、磁気光学効果素子、ホール素子、フラックスゲートセンサ、磁気インピーダンスセンサ、フレキシブル電流センサ、およびオープンコアタイプのクランプ式電流センサのいずれかで構成された磁界センサを備えて前記電流を検出可能に構成されている請求項１記載の波形データ生成装置。
3. 前記読取部は、前記ＣＡＮフレームの伝送時に前記シリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第１の電圧を当該フレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な第１の非接触式電圧センサを有する電圧検出部と、当該電圧検出部によって検出された前記第１の電圧の電圧レベルの変化に基づいて前記シリアルバスを介して伝送された前記ＣＡＮフレームを特定するフレーム特定部とを備えている請求項１または２記載の波形データ生成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の波形データ生成装置と、
   前記波形データ生成装置によって生成された前記電流波形データに基づいて前記電流値を特定し、かつ前記電流波形データに対応する前記電流が前記電力ラインを流れていたときに当該電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データに基づいて当該第２の電圧値を特定すると共に、特定した前記電流値および前記第２の電圧値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する第２の処理部を有する電力演算装置とを備えている電力演算システム。
5. 前記電力演算装置は、前記電力供給用導体に対して非接触で前記第２の電圧を検出可能な第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧の前記第２の電圧値を周期的に測定して当該第２の電圧値の変化を特定可能な前記電圧値データを出力する電圧測定部を備えている請求項４記載の電力演算システム。
6. 前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレーム、および前記第２の電圧と前記電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
   前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する請求項４記載の電力演算システム。
7. 前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、
   前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流の波高率、および前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値に基づいて前記電力値を演算する請求項４記載の電力演算システム。
8. 前記電力演算装置は、前記ＣＡＮフレームを前記シリアルバスに出力するＣＡＮフレーム出力部を備え、
   前記第２の処理部は、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成すると共に、当該電力値データフレームを前記ＣＡＮフレーム出力部から前記シリアルバスに出力させる請求項４から７のいずれかに記載の電力演算システム。
9. 電力ラインを流れている電流の電流値の変化を示す電流波形を特定可能な電流波形データを生成する波形データ生成方法であって、
   ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの前記電流値における予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な電流値データフレームを当該シリアルバスから読み取り、かつ前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流を周期的に検出して当該電流の電流レベルの変化を特定可能な電流レベルデータを生成すると共に、前記電流レベルデータに基づいて特定される前記電流レベルの変化を前記電流波形の波形形状として、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値および当該波形形状に基づいて前記電流波形データを生成する波形データ生成方法。
10. 前記非接触式電流センサとして、磁気光学効果素子、ホール素子、フラックスゲートセンサ、磁気インピーダンスセンサ、フレキシブル電流センサ、およびオープンコアタイプのクランプ式電流センサのいずれかで構成された磁界センサを介して前記電流を検出する請求項９記載の波形データ生成方法。
11. 前記ＣＡＮフレームの伝送時に前記シリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第１の電圧を当該フレーム伝送用導体に対して非接触で検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して当該第１の電圧を検出し、検出した当該第１の電圧の電圧レベルの変化に基づいて前記シリアルバスを介して伝送された前記ＣＡＮフレームを特定する請求項９または１０記載の波形データ生成方法。
12. 請求項９から１１のいずれかに記載の波形データ生成方法に従って前記電流波形データを生成し、
    生成した前記電流波形データに基づいて前記電流値を特定し、かつ前記電流波形データに対応する前記電流が前記電力ラインを流れていたときに当該電力ラインに印加されていた第２の電圧の第２の電圧値を特定可能な電圧値データに基づいて当該第２の電圧値を特定すると共に、特定した前記電流値および前記第２の電圧値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する電力演算方法。
13. 前記電力供給用導体に対して非接触で前記第２の電圧を検出可能な第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧の前記第２の電圧値を周期的に測定して当該第２の電圧値の変化を特定可能な前記電圧値データを生成する請求項１２記載の電力演算方法。
14. 前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレーム、および前記第２の電圧と前記電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
    前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する請求項１２記載の電力演算方法。
15. 前記第２の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、
    前記電流波形データに基づいて特定される前記電流値、前記電流波形データに基づいて特定される前記電流の波高率、および前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値に基づいて前記電力値を演算する請求項１２記載の電力演算方法。
16. 演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成して前記シリアルバスに出力する請求項１２から１５のいずれかに記載の電力演算方法。

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