JPWO2019163936A1 - 電力演算装置および電力演算方法 - Google Patents

Abstract

電力ラインを介して供給されている電力の電力値を低コストで特定可能とする。電力ラインＬ６を介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算装置１を備えた電力測定システム１０であって、電力演算装置１は、ＣＡＮ通信用のシリアルバスＳＢ１を介して伝送されるＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１から読み取る読取部を備え、読取部が、電力ラインＬ６に印加されている第１の電圧の電圧値を特定可能なＣＡＮフレームＦｃとしての電圧値データフレーム、および電力ラインＬ６を流れている電流の電流値を特定可能なＣＡＮフレームＦｃとしての電流値データフレームをシリアルバスＳＢ１からそれぞれ読み取って処理部に出力し、処理部が、電圧値データフレームに基づいて特定される電圧値、および電流値データフレームに基づいて特定される電流値に基づいて電力値を演算する。

Description

本発明は、電力ラインに印加されている電圧の電圧値、および電力ラインを流れている電流の電流値に基づいて電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算装置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、自動車用電動コンプレッサ（自動車の空調機器を構成する電動のコンプレッサ）の制御駆動装置が開示されている。この場合、この制御駆動装置が搭載される電気自動車では、バッテリに蓄電した電力によって走行用モータを駆動させて走行用の動力を得る構成が採用されている。また、バッテリに蓄電した電力は、走行用モータだけでなく、電動コンプレッサなどによっても消費される。このため、バッテリに蓄電されている電力によって走行可能な距離を伸ばすには、電動コンプレッサによる電力の消費量を好適に制御する必要がある。

そこで、この特許文献に開示の発明では、バッテリから供給される直流を交流に変換して電動コンプレッサに供給するインバータ（「制御駆動装置」の一例）において、電動コンプレッサによる消費電力の電力値を演算し、演算結果に基づいて電動コンプレッサの動作状態、すなわち、電動コンプレッサによる電力の消費量を調整する構成が採用されている。

具体的には、この特許文献に開示のインバータ（制御駆動装置）は、入力側の直流電圧および直流電流（バッテリからインバータに電力が供給されている状態における電力ラインの電圧値および電流値）をそれぞれ検出して制御部に出力する直流電圧検出手段および直流電流検出手段を備えている。また、このインバータでは、制御部が、上記の検出手段によって検出された電圧値および電流値に基づいて電動コンプレッサの動作に伴って消費される電力の電力値を演算する。この際に、制御部は、演算された電力値が許容値以上のときに、電動コンプレッサの回転数を下げる制御を行う。これにより、電動コンプレッサの動作に伴う電力の消費量が減少する結果、走行可能距離を伸ばすことが可能となる。

特開平６−７２１３５号公報（第４−５頁、第１−４図）

ところが、上記特許文献に開示の制御駆動装置には、以下のような解決すべき問題点が存在する。具体的には、上記特許文献に開示の制御駆動装置では、実使用時（利用者によって自動車が使用されるとき）に、空調機器の電動コンプレッサの動作に伴って消費される電力の電力値を制御することを目的としている。このため、電力値の演算に使用する電圧値および電流値の検出手段や、検出結果（電圧値および電流値）に基づいて電力値を演算する演算部が、自動車に常設の機器、具体的には、電動コンプレッサに対して電力を供給するインバータ（制御駆動装置）内に設けられている。

この場合、自動車の開発者（自動車製造メーカ）や、アフターパーツの製造者などは、実使用を想定した各種環境下で自動車を走行させて走行性能や機器の動作状態を評価する作業を繰り返し行っている。そのような評価の作業のなかには、任意の電動機や電子機器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ものも存在する。しかしながら、上記特許文献に開示のインバータ（制御駆動装置）では、電力値の演算に必要な構成が自動車の常設機器（インバータ）として備わっているものの、演算された電力値や、電力値の演算に際して検出された電圧値および電流値を、自動車の常設機器以外の機器（外部装置）に出力することができない構成となっている。

したがって、例えば「空調機器の動作に伴って消費される電力値」をモニタする必要が生じたときには、インバータ（制御駆動装置）における上記の直流電圧検出手段および直流電流検出手段とは別個に、外部装置としての電圧測定器や電流測定器をバッテリからインバータへの電力ラインに接続して電圧値および電流値をそれぞれ測定する必要がある。このため、それらの測定器を用意する必要が生じることから、電力値の特定のコストが高騰しているという問題点が存在する。

また、自動車等の電力ラインのうち、空調機器用の電力ラインには、負荷に応じた大電流が流れる。このため、そのような電力ラインは、安全上の観点から、導体部が絶縁体で覆われている。したがって、そのような電力ラインに外部機器としての電圧測定器や電流測定器を接続すること自体が困難となっているという現状もある。また、そのような電力ラインに外部機器としての測定器を接続するには、絶縁被覆を剥がしたり保護カバーを外したりして導体部を露出させる必要が生じる。このため、電力ラインの絶縁性に関して実使用時と相違する状態となるため、正確な評価が困難となるおそれもある。

なお、自動車の分野における電力値の特定に拘わ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、電力値の特定に際して上記の問題と同様の問題が生じている。

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、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を低コストで特定し得る電力演算装置および電力演算方法を提供することを主目的とする。また、実使用時の運用状態と同様の状態で電力値を特定し得る電力演算装置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記載の電力演算装置は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、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を備え、前記読取部は、前記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それぞれ読み取って前記処理部に出力し、前記処理部は、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項２記載の電力演算装置は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、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、前記電流値を測定して電流値データを出力する電流測定部とを備え、前記読取部は、前記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って前記処理部に出力し、前記処理部は、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項３記載の電力演算装置は、請求項２記載の電力演算装置において、前記電流測定部は、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値を測定可能な非接触式電流センサを備えている。

請求項４記載の電力演算装置は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、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、前記電圧値を測定して電圧値データを出力する電圧測定部とを備え、前記読取部は、前記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処理部に出力し、前記処理部は、前記電圧値データに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項５記載の電力演算装置は、請求項４記載の電力演算装置において、前記電圧測定部は、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圧値を測定可能な非接触式電圧センサを備えている。

請求項６記載の電力演算装置は、請求項１から５のいずれかに記載の電力演算装置において、前記読取部は、中継器を介して前記ＣＡＮフレームが中継される複数の前記シリアルバスのうちの前記処理部による前記電力値の演算に必要な当該ＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続された当該シリアルバスから当該電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取る。

請求項７記載の電力演算装置は、請求項１から６のいずれかに記載の電力演算装置において、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２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２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８記載の電力演算装置は、請求項１から７のいずれかに記載の電力演算装置において、前記処理部が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ＣＡＮフレーム出力部を備えている。

請求項９記載の電力演算方法は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、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圧値を特定可能な電圧値データフレーム、および当該ＣＡＮフレームのうちの前記電流値を特定可能な電流値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ると共に、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項１０記載の電力演算方法は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、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圧値を特定可能な電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取ると共に、前記電流値を測定し、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および測定した前記電流値に基づいて前記電力値を演算する。

請求項１１記載の電力演算方法は、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、前記電圧値を測定すると共に、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を特定可能な電流値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、測定した前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流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は、請求項９から１１のいずれかに記載の電力演算方法において、中継器を介して前記ＣＡＮフレームが中継される複数の前記シリアルバスのうちの前記電力値の演算に必要な当該ＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続された当該シリアルバスから当該電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取る。

請求項１３記載の電力演算方法は、請求項９から１２のいずれかに記載の電力演算方法において、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２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非接触式電圧センサを使用して当該第２の電圧を検出すると共に、検出した前記第２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１４記載の電力演算方法は、請求項９から１３のいずれかに記載の電力演算方法において、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記載の電力演算装置、および請求項９記載の電力演算方法では、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値を特定可能なＣＡＮフレームとしての電圧値データフレーム、および電力ラインを流れている電流の電流値を特定可能なＣＡＮフレームとしての電流値データフレームをＣＡＮ通信用のシリアルバスからそれぞれ読み取り、電圧値データフレームに基づいて特定される電圧値、および電流値データフレームに基づいて特定される電流値に基づき、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する。

したがって、請求項１記載の電力演算装置、および請求項９記載の電力演算方法によれば、シリアルバスから読み取った電圧値データフレームに基づいて特定される電圧値、および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電流値に基づき、電力ラインを介して供給している電力の電力値を演算することで、電力ラインの電力供給用導体に印加されている第１の電圧の電圧値を測定するための測定装置や、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２記載の電力演算装置、および請求項１０記載の電力演算方法では、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値を特定可能なＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームをＣＡＮ通信用のシリアルバスから読み取ると共に、電力ラインを流れている電流の電流値を測定し、電圧値データフレームに基づいて特定される電圧値、および測定した電流値に基づき、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する。

したがって、請求項２記載の電力演算装置、および請求項１０記載の電力演算方法によれば、シリアルバスから読み取った電圧値データフレームに基づいて特定される電圧値、および測定した電流値に基づき、電力ラインを介して供給している電力の電力値を演算することで、電力ラインの電力供給用導体に印加されている第１の電圧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３記載の電力演算装置、およびそ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対して非接触で電流値を測定可能な非接触式電流センサを使用して電流値を測定することにより、電力ラインの電力供給用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなく電力供給用導体を流れている電流の電流値を測定することができるため、電力値の演算のために電力供給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と共に、実使用時の運用状態と同様の状態で電力値を特定することができる。

請求項４記載の電力演算装置、および請求項１１記載の電力演算方法では、電力ラインを流れている電流の電流値を特定可能なＣＡＮフレームとしての電流値データフレームをＣＡＮ通信用のシリアルバスから読み取ると共に、電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値を測定し、測定した電圧値、および電流値データフレームに基づいて特定される電流値に基づき、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する。

したがって、請求項４記載の電力演算装置、および請求項１１記載の電力演算方法によれば、測定した電圧値と、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電流値とに基づき、電力ラインを介して供給している電力の電力値を演算することで、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５記載の電力演算装置、およびそ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対して非接触で電圧値を測定可能な非接触式電圧センサを使用して電圧値を測定することにより、電力ラインの電力供給用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなく電力供給用導体に印加されている第１の電圧の電圧値を測定することができるため、電力値の演算のために電力供給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と共に、実使用時の運用状態と同様の状態で電力値を特定することができる。

請求項６記載の電力演算装置、および請求項１２記載の電力演算方法によれば、中継器を介してＣＡＮフレームが中継される複数のシリアルバスのうちの電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続されたシリアルバスから電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取ることにより、ＣＡＮフレームの中継を指示する制御コマンドを中継器に出力することなく、電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取ることができると共に、ＣＡＮフレーム出力機器が接続されたシリアルバスから他のシリアルバスに、電力値の演算に必要な大量のＣＡＮフレームが中継される事態が回避されるため、他のシリアルバスにおけるＣＡＮフレームの伝送を阻害することなく、電力値を演算することができる。

請求項７記載の電力演算装置、および請求項１３記載の電力演算方法では、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２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を使用して第２の電圧を検出すると共に、検出した第２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。したがって、請求項７記載の電力演算装置、および請求項１３記載の電力演算方法によれば、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、電力値の演算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８記載の電力演算装置、および請求項１４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ＣＡＮフレームとしての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、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することができる。

電気自動車１００および電力測定システム１０（１０Ａ，１０Ｂ）の構成の一例を示す構成図である。 電力測定システム１０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。 電力測定システム１０Ａの構成を示す構成図である。 電力測定システム１０Ｂ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。 電気自動車１００Ａおよび電力測定システム１０（１０Ａ，１０Ｂ）の構成の一例を示す構成図である。

以下、電力演算装置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。

本件発明に係る電力演算装置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電力が供給される構成を備え、かつ電力ラインに印加されている電圧の電圧値（第１の電圧の電圧値）や電力ラインを流れている電流の電流値についてのＣＡＮフレーム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、空調機器制御部１０８、空調機器１０９、主制御部１１０およびシリアルバスＳＢ１を備えると共に、「電力演算装置」の一例である電力測定システム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、後述の電力測定システム１０による電力値の特定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、空調機器制御部１０８および主制御部１１０や、後述する電力測定システム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１１０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１１０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、および駆動用バッテリ１０１から供給される電力を空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して伝送する処理を主制御部１１０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１１０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）。

空調機器制御部１０８は、電圧制御部１０４から供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換して空調機器１０９（電動コンプレッサや発熱器）に電力ラインＬ７を介して伝送する処理を主制御部１１０の制御下で実行可能に構成されている。空調機器１０９は、空調機器制御部１０８から供給される電力により、電動コンプレッサを駆動させて冷気を生成したり発熱器によって暖気を生成したりして、電気自動車１００の車内温度を調整する。

主制御部１１０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１１０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、インバータユニット１０６および空調機器制御部１０８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、後述の電力測定システム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１１０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１１０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、電力測定システム１０は、「電力演算方法」に従って電力値を演算可能に構成された「電力演算装置」の一例であって、図１，２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、一例として、電気自動車１００等の電力演算対象設備に対して着脱可能な装置であって、図２に示すように、電圧検出部１１、操作部１２、表示部１３、信号出力部１４、処理部１５および記憶部１６を備えている。

電圧検出部１１は、「電圧検出部」に相当し、「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１５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１５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２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検出し、検出した電圧の電圧レベルを特定可能情報を処理部１５に出力する。

操作部１２は、電力演算装置１の動作条件（電力の演算や、演算結果の報知および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１５に出力する。表示部１３は、電力演算装置１の動作状態や、処理部１５による演算結果（演算された電力値）等を処理部１５の制御下で表示する。信号出力部１４は、処理部１５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１５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をシリアルバスＳＢ２に出力することで中継器３に対して電力値データフレームＦｃｐをシリアルバスＳＢ１に中継させる処理を実行する。

処理部１５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１５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「処理部」としての処理部１５自身に特定したＣＡＮフレームＦｃを出力する処理：「電圧値および電流値を周期的に特定する」との処理の一例）を実行する。

また、処理部１５は、「処理部」として機能して、ＣＡＮフレームＦｃのうちの電圧値データフレームＦｃｖ（「電圧値データフレーム」の一例）に基づいて特定される「電圧値」、およびＣＡＮフレームＦｃのうちの電流値データフレームＦｃａ（「電流値データフレーム」の一例）に基づいて特定される「電流値」に基づき、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理を実行する。さらに、処理部１５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を生成して信号出力部１４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を介して電力値データフレームＦｃｐをシリアルバスＳＢ１に出力させる。また、処理部１５は、演算した電力値を表示部１３に表示させる。なお、処理部１５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１６は、処理部１５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１５の演算結果（演算された電力値）を記憶する。

記録装置２は、図３に示すように、記録媒体２１、データ入出力部２２、処理部２３および記憶部２４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。記録媒体２１は、ＨＤＤやＳＳＤ等の大容量記録媒体で構成され、処理部２３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２２は、処理部２３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２３に伝送して記録媒体２１に記録させたり、記録媒体２１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２３は、記録装置２を総括的に制御する。具体的には、処理部２３は、電力演算装置１（信号出力部１４）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２１に記録させる。また、処理部２３は、外部装置からデータ入出力部２２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２１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２１から電力値データＤｐ等を読み出してデータ入出力部２２を介して外部装置に出力する。記憶部２４は、処理部２３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、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の電圧値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測定し、測定結果を処理部３３に出力する。

信号出力部３２は、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１５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（測定される）電圧値の変化に基づき、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、電力測定システム１０による電力値の特定や、特定した電力値の表示および記録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。

一例として、電気自動車１００において空調機器１０９の動作に伴って消費される電力の電力値を電力測定システム１０によって特定する際には、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、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を電力測定システム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、図１などでは、シリアルバスＳＢ１に対して１つの非接触式電圧センサ１１ａを装着し、かつシリアルバス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。以下、電力測定システム１０の動作原理についての理解を容易とするために、「CANH」および「CANL」を区別することなく各部の動作について説明する。

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。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。

一方、電気自動車１００では、図示しない操作パネルに対する操作によって任意の室温への空調を行うよう指示されたときに、空調機器制御部１０８が、一例として、図示しない温度センサによってシリアルバスＳＢ１に出力されているＣＡＮフレームＦｃ（外気温を特定可能なＣＡＮフレームＦｃおよび室温を特定可能なＣＡＮフレームＦｃ）、およびバッテリ制御ユニット１０３によってシリアルバスＳＢ１に出力されているＣＡＮフレームＦｃ（バッテリ残量等を特定可能なＣＡＮフレームＦｃなど）に基づき、指示された室温とするために空調機器１０９をどのように動作させるかを決定する。この際には、一例として、空調機器１０９の電動コンプレッサを動作させて室温を低下させる処理を行うよう決定される。

次いで、空調機器制御部１０８は、空調機器１０９（電動コンプレッサ）を任意の動作状態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、空調機器制御部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Ｌ６を介して空調機器制御部１０８に供給すると共に、電力ラインＬ６の電力供給用導体（以下、単に「供給用導体」ともいう）に印加している電圧の電圧値（「電圧値」の一例）を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖと、電力ラインＬ６の供給用導体を流れている電流の電流値（「電流値」の一例）を特定可能な電流値データフレームＦｃａとをシリアルバスＳＢ１に出力する。

また、空調機器制御部１０８は、シリアルバスＳＢ１を伝送された電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される電圧値、および電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される電流値に応じて、電力ラインＬ６を介して供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換して空調機器１０９に供給する。これにより、空調機器１０９の電動コンプレッサが動作して冷凍回路によって室温が低下させられる。

この状態において、空調機器１０９の動作に伴って消費される電力（電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に供給される電力）の電力値を電力測定システム１０によって特定する際には、電力演算装置１の操作部１２を操作することで処理開始を指示する。この際に、処理部１５は、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（電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａ等）の読取りを開始する。

この場合、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（電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａ）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の電極に容量結合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の電極に容量結合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、本例の電力測定システム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１５に順次出力する。

これに応じて、処理部１５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電圧値に基づき、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１６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電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａを特定する。なお、空調機器１０９の動作時には、電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａ以外の各種のＣＡＮフレームＦｃがシリアルバスＳＢ１に出力されており、処理部１５は、電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａ以外のＣＡＮフレームＦｃについても特定するが、電力値の演算には不要なＣＡＮフレームＦｃについては使用せずに、電圧値データフレームＦｃｖおよび電流値データフレームＦｃａを使用して以下の処理を実行する。

また、処理部１５は、特定した電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される電圧値（電力ラインＬ６の供給用導体に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」）、および電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される電流値（電力ラインＬ６の供給用導体を流れている「電流」の「電流値」）を表示部１３に表示させる。さらに、処理部１５は、特定した電圧値および電流値に基づき、電気自動車１００の電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して供給されている電力（空調機器１０９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と共に、演算した電力値を表示部１３に表示させる。

また、処理部１５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１４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２３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２１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２１）に記録される。

一方、本例の電力測定システム１０では、電力演算装置１による電力値の演算や、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では、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）処理が実行される。

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の電極に容量結合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の電極に容量結合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、本例の電力測定システム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１４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、電力測定システム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の出力が出力される。したがって、例えば、主制御部１１０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Ｌ６を介して供給されている電力（空調機器１０９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、本例の電力測定システム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１２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、電力測定システム１０による電力値の演算、表示および記録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、本例の電力測定システム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。

以上により、電力測定システム１０による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記録装置２（記録媒体２１）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２２に外部装置としての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、外部装置としての情報処理端末によって電力値データＤｐを解析したり、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、この電力測定システム１０、およびその電力演算方法では、電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖ（ＣＡＮフレームＦｃ）、および電力ラインＬ６を流れている電流の「電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａ（ＣＡＮフレームＦｃ）をＣＡＮ通信用のシリアルバスＳＢ１からそれぞれ読み取り、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「電圧値」、および電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「電流値」に基づき、電力ラインＬ６を介して供給されている電力（本例では、空調機器１０９の動作に伴って電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に供給されている電力）の「電力値」を演算する。

したがって、この電力測定システム１０および電力演算方法によれば、シリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「電圧値」、およびシリアルバス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「電流値」に基づき、電力ラインＬ６を介して供給している電力の「電力値」を演算することで、電力ラインＬ６の電力供給用導体に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を測定するための測定装置や、電力ラインＬ６の電力供給用導体を流れている電流の「電流値」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。

また、この電力測定システム１０、およびその電力演算方法では、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２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を使用して「第２の電圧」を検出すると共に、検出した「第２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。したがって、この電力測定システム１０および電力演算方法によれば、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、電力値の演算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。

さらに、この電力測定システム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（ＣＡＮフレームＦｃ）を生成して中継器３からシリアルバス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、電力測定システム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することができる。

次に、「電力演算装置」および「電力演算方法」の他の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、上記の電力測定システム１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図５に示す電力測定システム１０Ａは、「電力演算方法」に従って電力値を演算可能に構成された「電力演算装置」の他の一例であって、前述の電力測定システム１０における電力演算装置１に代えて電力演算装置１Ａを備えると共に、記録装置２、中継器３（いずれも図示せず）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１Ａは、電力演算装置１と同様に電気自動車１００等の電力演算対象設備に対して着脱可能な装置であって、電圧検出部１１、操作部１２、表示部１３、信号出力部１４、処理部１５および記憶部１６を備えると共に、電流測定部１７を備えて構成されている。

電流測定部１７は、「電流測定部」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１７ａを備えている。この電流測定部１７は、電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６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Ｌ６の供給用導体を流れている電流の電流値（「電流値」の一例）を非接触式電流センサ１７ａを介して供給用導体に対して非接触で測定し、測定結果を示す電流値データＤａ（「電流値データ」の一例）を処理部１５に出力する。

この電力測定システム１０Ａによる電力値の演算（測定）、表示および記録に際しては、図５に示すように、電圧検出部１１の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、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を電力測定システム１０ＡのシリアルバスＳＢ２に装着し（シリアルバスＳＢ２の信号線を非接触式電圧センサ３１ａによってクランプし）、さらに、電気自動車１００の電力ラインＬ６に非接触式電流センサ１７ａを装着する（電力ラインＬ６を非接触式電流センサ１７ａによってクランプする）。この際には、電力ラインＬ６に対する非接触式電流センサ１７ａの装着により、電力ラインＬ６の供給用導体と非接触式電流センサ１７ａの検出用コイルとが電線の絶縁被覆および非接触式電流センサ１７ａのケーシング等を介して近接した状態となる。

次いで、電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して電力が供給されている状態において、電力演算装置１Ａの操作部１２を操作することで処理開始を指示する。この際に、処理部１５は、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（電圧値データフレームＦｃｖ等）の読取りを開始させる。なお、電圧検出部１１によるＣＡＮフレームＦｃの特定については、電力演算装置１における上記の処理と同様のため、詳細な説明を省略する。これにより、電力ラインＬ６の供給用導体に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖが特定される。

また、処理部１５は、電圧値データフレームＦｃｖの読み取りと並行して、電流測定部１７を制御して「電流値」の測定を開始させる。これに応じて、電流測定部１７は、電力ラインＬ６の供給用導体を流れている電流の電流値を測定して電流値データＤａを生成し、生成した電流値データＤａを処理部１５に出力する。また、処理部１５は、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される電圧値（電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」）、および電流値データＤａに基づいて特定される電流値（電力ラインＬ６を流れている「電流値」）を表示部１３に表示させる。さらに、処理部１５は、特定した電圧値および電流値に基づき、電気自動車１００の電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して供給されている電力（空調機器１０９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と共に、演算した電力値を表示部１３に表示させる。

また、処理部１５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１４からシリアルバスＳＢ２に出力させる。これにより、前述した電力測定システム１０による一連の処理時と同様にして、電力演算装置１Ａから出力され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が記録装置２の記録媒体２１に記録されると共に、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が出力される。

このように、この電力測定システム１０Ａ、およびその電力演算方法では、電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖ（ＣＡＮフレームＦｃ）をＣＡＮ通信用のシリアルバスＳＢ１から読み取ると共に、電力ラインＬ６を流れている電流の「電流値」を測定し、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「電圧値」、および測定した「電流値」に基づき、電力ラインＬ６を介して供給されている電力（本例では、空調機器１０９の動作に伴って電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に供給されている電力）の「電力値」を演算する。

したがって、この電力測定システム１０Ａおよび電力演算方法によれば、シリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「電圧値」と、電流測定部１７によって測定した「電流値」に基づき、電力ラインＬ６を介して供給している電力の「電力値」を演算することで、電力ラインＬ６の電力供給用導体に印加されている「第１の電圧」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。

また、この電力測定システム１０Ａ、およびその電力演算方法によれば、電力ラインＬ６の電力供給用導体に対して非接触で「電流値」を測定可能な非接触式電流センサ１７ａを使用して「電流値」を測定することにより、電力ラインＬ６の電力供給用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなく電力供給用導体を流れている電流の「電流値」を測定することができるため、電力値の演算のために電力供給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と共に、電気自動車１００の実使用時の運用状態と同様の状態で「電力値」を特定することができる。

次いで、「電力演算装置」および「電力演算方法」のさらに他の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、上記の電力測定システム１０，１０Ａと同様の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図６に示す電力測定システム１０Ｂは、「電力演算方法」に従って電力値を演算可能に構成された「電力演算装置」のさらに他の一例であって、前述の電力測定システム１０における電力演算装置１や電力測定システム１０Ａにおける電力演算装置１Ａに代えて電力演算装置１Ｂを備えると共に、記録装置２、中継器３（いずれも図示せず）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１Ｂは、電力演算装置１と同様に電気自動車１００等の電力演算対象設備に対して着脱可能な装置であって、電圧検出部１１、操作部１２、表示部１３、信号出力部１４、処理部１５および記憶部１６を備えると共に、電圧測定部１８を備えて構成されている。

電圧測定部１８は、「電圧測定部」に相当し、「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１８ａを備えている。この電圧測定部１８は、電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６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Ｌ６の供給用導体に印加されている電圧の電圧値（「第１の電圧」の「電圧値」の一例）を非接触式電圧センサ１８ａを介して供給用導体に対して非接触で測定し、測定結果を示す電圧値データＤｖ（「電圧値データ」の一例）を処理部１５に出力する。

この電力測定システム１０Ｂによる電力値の演算（測定）、表示および記録に際しては、図６に示すように、電圧検出部１１の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、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を電力測定システム１０ＢのシリアルバスＳＢ２に装着し（シリアルバスＳＢ２の信号線を非接触式電圧センサ３１ａによってクランプし）、さらに、電気自動車１００の電力ラインＬ６に非接触式電圧センサ１８ａを装着する（電力ラインＬ６を非接触式電圧センサ１８ａによってクランプする）。この際には、電力ラインＬ６に対する非接触式電圧センサ１８ａの装着により、電力ラインＬ６の供給用導体と非接触式電圧センサ１８ａの電極とが電線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、供給用導体と電極とが容量結合した状態となる。

次いで、電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して電力が供給されている状態において、電力演算装置１Ｂの操作部１２を操作することで処理開始を指示する。この際に、処理部１５は、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（電流値データフレームＦｃａ等）の読取りを開始させる。なお、電圧検出部１１によるＣＡＮフレームＦｃの特定については、電力演算装置１，１Ａにおける上記の処理と同様のため、詳細な説明を省略する。これにより、電力ラインＬ６の供給用導体を流れている電流の「電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａが特定される。

また、処理部１５は、電流値データフレームＦｃａの読み取りと並行して、電圧測定部１８を制御して「電圧値」の測定を開始させる。これに応じて、電圧測定部１８は、電力ラインＬ６の供給用導体に印加されている電圧の電圧値を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１５に出力する。なお、電圧測定部１８による非接触式電圧センサ１８ａを介しての「電圧値」の測定は、電圧検出部１１による非接触式電圧センサ１１ａを介しての「電圧値」の測定等の同様の原理のため、詳細な説明を省略する。

また、処理部１５は、電圧値データＤｖに基づいて特定される電圧値（電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」）、および電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される電流値（電力ラインＬ６を流れている「電流値」）を表示部１３に表示させる。さらに、処理部１５は、特定した電圧値および電流値に基づき、電気自動車１００の電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して供給されている電力（空調機器１０９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と共に、演算した電力値を表示部１３に表示させる。

また、処理部１５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１４からシリアルバスＳＢ２に出力させる。これにより、前述した電力測定システム１０，１０Ａによる一連の処理時と同様にして、電力演算装置１Ｂから出力され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が記録装置２の記録媒体２１に記録されると共に、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が出力される。

このように、この電力測定システム１０Ｂ、およびその電力演算方法では、電力ラインＬ６を流れている電流の「電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａ（ＣＡＮフレームＦｃ）をＣＡＮ通信用のシリアルバスＳＢ１から読み取ると共に、電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を測定し、測定した「電圧値」、および電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「電流値」に基づき、電力ラインＬ６を介して供給されている電力（本例では、空調機器１０９の動作に伴って電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に供給されている電力）の「電力値」を演算する。

したがって、この電力測定システム１０Ｂおよび電力演算方法によれば、電圧測定部１８によって測定した「電圧値」と、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「電流値」とに基づき、電力ラインＬ６を介して供給している電力の「電力値」を演算することで、電力ラインＬ６の電力供給用導体を流れている電流の「電流値」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。

また、この電力測定システム１０Ｂ、およびその電力演算方法によれば、電力ラインＬ６の電力供給用導体に対して非接触で「電圧値」を測定可能な非接触式電圧センサ１８ａを使用して「電圧値」を測定することにより、電力ラインＬ６の電力供給用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなく電力供給用導体に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」を測定することができるため、電力値の演算のために電力供給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と共に、電気自動車１００の実使用時の運用状態と同様の状態で「電力値」を特定することができる。

なお、「電力演算装置」の構成、および「電力演算方法」の手順は、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂの構成、およびその「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１５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１，１Ａ，１Ｂにおける電圧検出部１１に代えて、図７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１５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１，１Ａ，１Ｂ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容量結合を介して、「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容量結合を介して、「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１５に出力される。一方、処理部１５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１５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１，１Ａ，１Ｂ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。

また、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１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１１ａを介して「第２の電圧」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「読取部」を有する電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂの例について説明したが、シリアルバスＳＢ１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ＳＢ１からＣＡＮフレームＦｃを読み取る「読取部」を備えて「電力演算装置」を構成することもできる（図示せず）。

また、電気自動車１００の電力ラインＬ６を流れている電流の「電流値」の測定に際して、電力供給用導体に対して非接触で非接触式電流センサ１７ａを介して「電流値」を測定する電流測定部１７を有する電力測定システム１０Ａの例について説明したが、電力ラインＬ６の電力供給用導体に対して直接接触して「電流値」を測定する「電流測定部」を備えて「電力演算装置」を構成することもできる（図示せず）。さらに、電気自動車１００の電力ラインＬ６に印加されている「第１の電圧」の「電圧値」の測定に際して、電力供給用導体に対して非接触で非接触式電圧センサ１８ａを介して「電圧値」を測定する電圧測定部１８を有する電力測定システム１０Ｂの例について説明したが、電力ラインＬ６の電力供給用導体に対して直接接触して「電圧値」を測定する「電圧測定部」を備えて「電力演算装置」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を備えた電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂ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「電力演算装置」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測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂ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「電力演算装置」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、バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４、インバータユニット１０６、空調機器制御部１０８および主制御部１１０などが１つのシリアルバスＳＢ１に接続されている電気自動車１００の電力ラインＬ６を対象として「電力値」を演算する例について説明したが、「電力値」を演算する対象の「電力ライン」が配設された装置やシステムのなかには、「中継器」を介して「ＣＡＮフレーム」が中継される複数の「シリアルバス」が配設されているものも存在する。

一例として、図８に示す電気自動車１００Ａは、前述した電気自動車１００におけるシリアルバスＳＢ１に代えて、中継器１３０を介して接続された複数の（本例では、２つの）シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓを備えている点を除き、電気自動車１００と同様に構成されている。なお、電気自動車１００Ａにおいて電気自動車１００と同様の機能を有する構成要素や、電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂの各構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、同図では、電力ラインＬ３，Ｌ６，Ｌ７や、補機用バッテリ１０２、空調機器制御部１０８および空調機器１０９の図示を省略している。

中継器１３０は、「中継器」の一例であって、シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓと相俟って電気自動車１００ＡにおけるＣＡＮフレームＦＣの伝送路（通信ネットワーク）を構成する。具体的には、中継器１３０は、シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓの間（シリアルバスＳＢ１ｍに接続された機器と、シリアルバスＳＢ１ｓに接続された機器との間）で各種のＣＡＮフレームＦｃを中継する。また、シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓは、「中継器を介してＣＡＮフレームが中継される複数のシリアルバス」に相当し、一例として、両シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓが同一のＣＡＮプロトコルに従って各種のＣＡＮフレームＦｃを伝送可能に構成されている。

この場合、この電気自動車１００Ａでは、前述の電気自動車１００と同様にして、インバータユニット１０６が、電圧制御部１０４から電力ラインＬ４を介して供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換してモータ１０７に伝送することでモータ１０７を回転させ、これにより、電気自動車１００Ａの駆動輪が回転させられる構成が採用されている。したがって、電力ラインＬ４に印加される電圧の電圧値、および電力ラインＬ４を流れる電流の電流値に基づき、電気自動車１００Ａの走行によって消費される電力（以下、「走行時消費電力」ともいう）の「電力値」を特定することができる。

また、この電気自動車１００Ａでは、走行時消費電力の「電力値」の演算に必要な電圧値データフレームＦｃｖや電流値データフレームＦｃａ等のＣＡＮフレームＦＣを出力する電圧制御部１０４（「ＣＡＮフレーム出力機器」の一例）や主制御部１１０等の主要機器がシリアルバスＳＢ１ｍに接続されると共に、主要機器を補完する機器がシリアルバスＳＢ１ｓに接続されている。また、本例の電気自動車１００Ａでは、一例として、中継器１３０が、シリアルバスＳＢ１ｍを介して伝送される各種ＣＡＮフレームＦｃのうちの予め規定されたＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１ｓに中継すると共に、シリアルバスＳＢ１ｓを介して伝送される各種ＣＡＮフレームＦｃのうちの予め規定されたＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１ｍに中継する構成が採用されている。

さらに、本例の電気自動車１００Ａでは、一例として、電気自動車１００Ａの整備作業時に電気自動車１００Ａの各所の状態を診断するための診断機を接続可能な接続用コネクタ１４０（Data Link Connector ）がシリアルバスＳＢ１ｓに配設されており、シリアルバスＳＢ１ｓを介して伝送されている各種ＣＡＮフレームＦｃを接続用コネクタ１４０に接続した機器によって読み取ったり、接続用コネクタ１４０に接続した機器からシリアルバスＳＢ１ｓに各種のＣＡＮフレームＦｃを出力したりすることが可能となっている。なお、本例では、シリアルバスＳＢ１ｓに接続されたノードの図示および説明を省略する。

一方、上記のような電気自動車１００Ａを対象として前述の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂによって走行時消費電力の「電力値」を演算する際には、両シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓのうちの「電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続されたシリアルバス」の一例であるシリアルバスＳＢ１ｍに非接触式電圧センサ１１ａを装着して、電圧値データフレームＦｃｖや電流値データフレームＦｃａなどをシリアルバスＳＢ１ｍから読み取るのが好ましい。

具体的には、「電力値」を演算する対象の電気自動車１００Ａでは、前述したように、シリアルバスＳＢ１ｍを介して伝送される各種ＣＡＮフレームＦｃのうちの一部が中継器１３０によってシリアルバスＳＢ１ｓに中継されてシリアルバスＳＢ１ｓを介して伝送される。しかしながら、電圧制御部１０４からシリアルバスＳＢ１ｍに出力される電圧値データフレームＦｃｖや電流値データフレームＦｃａのように、出力頻度が高いＣＡＮフレームＦｃや、劣化や改竄が生じたときに電気自動車１００Ａの安全性が損なわれるおそれのあるＣＡＮフレームＦｃについては、常態においてシリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに中継されない構成や、予め規定された数おきに１つのＣＡＮフレームＦｃが抽出されてシリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに伝送される構成が採用されている。このため、シリアルバスＳＢ１ｍから読み取ることができるＣＡＮフレームＦｃだけでは、電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂによって「電力値」を正確に演算するのが困難となっている。

また、シリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに中継されていないＣＡＮフレームＦｃのうちの走行時消費電力の「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに中継させるように中継器１３０に対して制御コマンドを送信して、必要なＣＡＮフレームＦｃのすべてを中継させることにより、シリアルバスＳＢ１ｓから読み取ったＣＡＮフレームＦｃに基づいて「電力値」を演算できる可能性がある。しかしながら、中継器１３０によるＣＡＮフレームＦｃの中継に要する時間に起因して、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃの取得に遅延が生じたり、シリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに中継されるＣＡＮフレームＦｃの増加に伴って、常態においてシリアルバスＳＢ１ｓを介して伝送されるべきＣＡＮフレームＦｃの伝送が妨げられたりするおそれがある。

したがって、中継器１３０を介してＣＡＮフレームＦｃが中継される複数のシリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓのうちの走行時消費電力の「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃを出力する電圧制御部１０４が接続されたシリアルバスＳＢ１ｍから「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃを読み取ることにより、ＣＡＮフレームＦｃの中継を指示する制御コマンドを中継器１３０に出力することなく、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃを読み取ることができると共に、シリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに、「電力値」の演算に必要な大量のＣＡＮフレームＦｃが中継される事態が回避されるため、シリアルバスＳＢ１ｓにおけるＣＡＮフレームＦｃの伝送を阻害することなく、「電力値」を演算することができる。

なお、電力ラインＬ４に印加される電圧の電圧値、および電力ラインＬ４を流れる電流の電流値に基づいて走行時消費電力の「電力値」を演算する手順については、前述の電気自動車１００における電力ラインＬ６に印加される電圧の電圧値、および電力ラインＬ６を流れる電流の電流値に基づいて、空調機器１０９の動作に伴って消費される電力（電圧制御部１０４から電力ラインＬ６を介して空調機器制御部１０８に供給される電力）の電力値を演算した手順と同様のため、詳細な説明を省略する。

この場合、電力測定システム１０Ａの電力演算装置１Ａによって走行時消費電力の「電力値」を演算する際には、電力ラインＬ４に非接触式電流センサ１７ａを装着して、電力ラインＬ４の供給用導体を流れている電流の電流値を供給用導体に対して非接触で測定する。また、電力測定システム１０Ｂ（電力演算装置１Ｂ）によって走行時消費電力の「電力値」を演算する際には、電力ラインＬ４に非接触式電圧センサ１８ａを装着して、電力ラインＬ４の供給用導体に印加されている電圧の電圧値（第１の電圧の電圧値）を供給用導体に対して非接触で測定する。

一方、同一のＣＡＮプロトコルに従って各種のＣＡＮフレームＦｃを伝送可能なシリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓが中継器１３０によって接続された電気自動車１００Ａを対象として「電力値」を演算する例について説明したが、「電力値」の演算対象のなかには、互いに相違するＣＡＮプロトコルに従って各種のＣＡＮフレームを各々伝送可能な複数のシリアルバスが配設されたもの、すなわち、いずれかのシリアルバスから他のシリアルバスにＣＡＮフレームを中継する際に、「中継器（ゲートウェイ）」においてプロトコル変換を行う必要があるものも存在する。

このような環境下で、ＣＡＮフレーム出力機器が接続されたシリアルバス以外のシリアルバス（ＣＡＮフレーム出力機器が接続されたシリアルバスのＣＡＮプロトコルとは相違するＣＡＮプロトコルでＣＡＮフレームが伝送されるシリアルバス）から「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取るときには、「中継器」におけるプロトコル変換処理に長い時間を要するため、演算に必要な電圧値や電流値をリアルタイムに特定するのが困難となるおそれがある。また、「中継器（ゲートウェイ）」の処理能力が低いときには、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームのすべてを中継（プロトコル変換）することが困難となる。したがって、上記の例のように、「ＣＡＮフレーム出力機器」が接続されているシリアルバスから必要なＣＡＮフレームを読み取るのが好ましい。

また、本例の電気自動車１００ＡのようにシリアルバスＳＢ１ｓに接続用コネクタ１４０が配設されているときには、電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂにおける非接触式電圧センサ１１ａに代えて接続用コネクタ１４０に接続可能な接続用コネクタ（図示せず）を電力演算装置１，１Ａ，１Ｂに接続して、シリアルバスＳＢ１ｂ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ＳＢ１ｓからＣＡＮフレームＦｃを読み取ることもできる。

しかしながら、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃ（電圧制御部１０４から出力されたＣＡＮフレームＦｃ）のすべてをシリアルバスＳＢ１ｍからシリアルバスＳＢ１ｓに中継させることができないときには、接続用コネクタ１４０から読み取ったＣＡＮフレームＦｃだけでは「電力値」を演算することができない。したがって、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１ｍから読み取る必要が生じるが、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂにおける非接触式電圧センサ１１ａを備えた「読取部」を備えていないときには、シリアルバスＳＢ１ｍ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などして、フレーム伝送用導体からＣＡＮフレームに対応する電圧信号を読み取らなくてはならない。

これに対して、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂでは、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ＣＡＮフレームＦｃを読取り可能に構成されているため、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃのすべてをシリアルバスＳＢ１ｓに中継可能であるか否かや、シリアルバスＳＢ１ｓに接続用コネクタ１４０が配設されているか否かを問わず、また、いずれの信号線も傷付けることなく、「電力値」の演算に必要なＣＡＮフレームＦｃのすべてを確実に読み取ることができる。

この場合、例えば、新型車両の開発時には、シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓの耐ノイズ性に関して車両の出荷後の状態と同様の環境で「電力値」を演算するのが好ましい。このため、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂのように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ＣＡＮフレームＦｃを読取り可能とすることにより、シリアルバスＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓにおけるフレーム伝送用導体の絶縁被覆を傷付ることなく「電力値」を演算可能とするのが好ましい。また、出荷後の車両の点検等に際して「電力値」の演算のためにフレーム伝送用導体の絶縁被覆を剥がしたときには、「電力値」の演算を完了した後に、剥がされている絶縁被覆を修復する必要が生じる。このため、出荷後の車両を対象として「電力値」を演算するときにも、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂのように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ＣＡＮフレームＦｃを読取り可能とするのが好ましい。

また、電圧制御部１０４から空調機器制御部１０８に電力ラインＬ６を介して供給されている電力の「電力値」や、電圧制御部１０４からインバータユニット１０６に電力ラインＬ４を介して供給されている電力の「電力値」を演算する例について説明したが、「電力演算装置」および「電力演算方法」によって「電圧値」および「電流値」に基づいて演算する「電力値」は、直流電力の「電力値」に限定されず、「シリアルバス」における「ＣＡＮフレーム」の伝送レートが、「電圧値データフレーム」や「電流値データフレーム」の取得漏れを生じさせない範囲内であれば、交流電力の「電力値」を「電力演算装置」および「電力演算方法」によって演算することができる。この場合、発明者は、現状の「ＣＡＮ」の規格において、１００Ｈｚ以下の交流電力（「シリアルバス」における「ＣＡＮフレーム」の輻輳状態によっては、１０Ｈｚ以下の交流電力）であれば、上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂと同様に構成・方法によって「電力値」を好適に演算することができるのを確認している。

また、電気自動車１００，１００Ａの「電力ライン（本例では、電力ラインＬ６，Ｌ４）」を介して供給される電力の電力値を、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１や電気自動車１００ＡのシリアルバスＳＢ１ｍから読み出したＣＡＮフレームＦｃ（電圧値データフレームＦｃｖ、および／または電流値データフレームＦｃａ）を読み取って演算する形態を例に挙げて説明したが、電気自動車１００，１００Ａ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「電力値」を上記の電力測定システム１０，１０Ａ，１０Ｂ等による「電力演算方法」と同様の構成・方法によって演算することができる。

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」および／または「電流値データフレーム」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。

本願発明によれば、シリアルバスから読み取った電圧値データフレームや電流値データフレームなどのＣＡＮフレームに基づいて特定される電圧値や電流値などに基づいて、電力ラインを介して供給している電力の電力値を演算することにより、電力ラインの電力供給用導体に印加されている電圧の電圧値や、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などを測定するための測定装置が不要となる。このため、電力値を低コストで演算することができる結果、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算装置および電力演算方法に広く適用することができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 電力測定システム
１，１Ａ，１Ｂ 電力演算装置
２ 記録装置
３ 中継器
１１，３１，５０ 電圧検出部
１１ａ，３１ａ 非接触式電圧センサ
１２ 操作部
１３ 表示部
１４，３２ 信号出力部
１５，２３，３３ 処理部
１６，２４，３４ 記憶部
１７ 電流測定部
１７ａ 非接触式電流センサ
１８ 電圧測定部
１８ａ 非接触式電圧センサ
２１ 記録媒体
２２ データ入出力部
５１ｈ，５１ｌ，５３ 増幅器
５２ 差分回路
５４ Ａ／Ｄ変換器
１００，１００Ａ 電気自動車
１０４ 電圧制御部
１０８ 空調機器制御部
１０９ 空調機器
１３０ 中継器
１４０ 接続用コネクタ
Ｄａ 電流値データ
Ｄｐ 電力値データ
Ｄｖ 電圧値データ
Ｆｃ ＣＡＮフレーム
Ｆｃａ 電流値データフレーム
Ｆｃｐ 電力値データフレーム
Ｆｃｖ 電圧値データフレーム
Ｌ６ 電力ライン
ＳＢ１，ＳＢ１ｍ，ＳＢ１ｓ，ＳＢ２ シリアルバス

Claims (14)

1. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、
   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を備え、
   前記読取部は、前記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それぞれ読み取って前記処理部に出力し、
   前記処理部は、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算装置。
2. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、
   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、
   前記電流値を測定して電流値データを出力する電流測定部とを備え、
   前記読取部は、前記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って前記処理部に出力し、
   前記処理部は、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算装置。
3. 前記電流測定部は、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値を測定可能な非接触式電流センサを備えている請求項２記載の電力演算装置。
4. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する処理部を備えた電力演算装置であって、
   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、
   前記電圧値を測定して電圧値データを出力する電圧測定部とを備え、
   前記読取部は、前記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処理部に出力し、
   前記処理部は、前記電圧値データに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算装置。
5. 前記電圧測定部は、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圧値を測定可能な非接触式電圧センサを備えている請求項４記載の電力演算装置。
6. 前記読取部は、中継器を介して前記ＣＡＮフレームが中継される複数の前記シリアルバスのうちの前記処理部による前記電力値の演算に必要な当該ＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続された当該シリアルバスから当該電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取る請求項１から５のいずれかに記載の電力演算装置。
7. 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２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２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から６のいずれかに記載の電力演算装置。
8. 前記処理部が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ＣＡＮフレーム出力部を備えている請求項１から７のいずれかに記載の電力演算装置。
9. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、
   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圧値を特定可能な電圧値データフレーム、および当該ＣＡＮフレームのうちの前記電流値を特定可能な電流値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ると共に、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算方法。
10. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、
    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圧値を特定可能な電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取ると共に、前記電流値を測定し、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記電圧値、および測定した前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算方法。
11. 電力ラインに印加されている第１の電圧の電圧値、および当該電力ラインを流れている電流の電流値を周期的に特定すると共に、特定した前記電圧値および前記電流値に基づいて前記電力ラインを介して供給されている電力の電力値を演算する電力演算方法であって、
    前記電圧値を測定すると共に、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を特定可能な電流値データフレームを前記シリアルバスから読み取り、測定した前記電圧値、および前記電流値データフレームに基づいて特定される前記電流値に基づいて前記電力値を演算する電力演算方法。
12. 中継器を介して前記ＣＡＮフレームが中継される複数の前記シリアルバスのうちの前記電力値の演算に必要な当該ＣＡＮフレームを出力するＣＡＮフレーム出力機器が接続された当該シリアルバスから当該電力値の演算に必要なＣＡＮフレームを読み取る請求項９から１１のいずれかに記載の電力演算方法。
13. 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２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非接触式電圧センサを使用して当該第２の電圧を検出すると共に、検出した前記第２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から１２のいずれかに記載の電力演算方法。
14. 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９から１３のいずれかに記載の電力演算方法。

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