WO2014141565A1 - 非接触充電システム - Google Patents

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WO2014141565A1
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WO
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charging
wireless communication
communication unit
power supply
charging device
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PCT/JP2013/084737
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English (en)
French (fr)
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孝治 比嘉
雄一 平山
加藤 伊三美
裕輝 恒川
康裕 鈴木
Original Assignee
株式会社豊田自動織機
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    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Definitions

  • This invention relates to a non-contact charging system, and more particularly to a non-contact charging system using an exciting coil and a magnetic sensor.
  • EV vehicle that runs by an electric motor
  • PWD vehicle plug-in hybrid vehicle
  • PHV vehicle plug-in hybrid vehicle
  • These EV cars and PHV cars are equipped with a battery, and the vehicle is driven by driving a motor with electric energy stored in the battery.
  • a charging stand installed in each of a plurality of parking spaces provided in a parking area, and charging is performed while the vehicle is parked in the parking space. Is.
  • a contact charging system that connects the charging stand and the vehicle with a dedicated charging cable, and electromagnetic induction or the like while maintaining the charging stand and the vehicle in a non-contact state.
  • a non-contact charging system that uses the principle to supply power.
  • Patent Document 1 describes a device that performs non-contact communication between a vehicle and a charging stand.
  • the transmission coil is provided near the power receiving coil of the non-contact charging apparatus of the vehicle, and the receiving coil is provided near the power feeding coil of the non-contact charging apparatus of the charging stand.
  • the transmitter coil emits an electromagnetic wave with a modulation signal
  • the receiver coil realizes contactless communication by inducing the electromagnetic wave incident and inducing the modulation signal based on the mutual induction of electromagnetic induction. is doing.
  • Patent Document 1 has a problem in that the configuration of the transmission coil and the reception coil is complicated in order to avoid a decrease in communication sensitivity and to be less affected by the power supply magnetic field. is there.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to easily and reliably specify a charging station to which a vehicle should establish a wireless communication connection from one or more charging stations.
  • An object is to provide a contact charging system.
  • a contactless charging system is a contactless charging system including a charging device mounted on a vehicle and one or a plurality of charging stands, each of the charging stands supplying power to the charging device.
  • a charging device comprising: a power feeding device to be supplied; a power feeding device wireless communication unit provided in the power feeding device for performing wireless communication; and a power feeding device non-contact communication unit provided in the power feeding device for performing non-contact communication. Includes a charging device wireless communication unit for performing wireless communication and a charging device non-contact communication unit for performing contactless communication, and wireless communication is performed between the charging device and one or more power supply devices.
  • Non-contact communication is possible only with the charging device and one of the one or more power supply devices, and the ID determined individually for each vehicle or each charging station is transmitted and received by wireless communication. And non-contact ID should be transmitted / received by communication, and ID transmitted / received by non-contact communication and ID transmitted / received by wireless communication should be collated to perform wireless communication with respect to the charging device among one or more power supply devices A power supply device is specified, and wireless communication is established between the power supply device and the charging device.
  • the ID individually determined for each vehicle or charging station transmitted and received by non-contact communication between the power supply device non-contact communication unit and the charging device non-contact communication unit, and the power supply device wireless communication unit By collating the ID transmitted and received with the wireless communication unit of the charging device by wireless communication, the charging station where the vehicle should establish a wireless communication connection is easily and reliably identified from one or a plurality of charging stations. can do.
  • FIG. 1 shows the configuration of the contactless charging system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the non-contact charging system 1 includes a plurality of charging stations and a charging device 5 provided in the vehicle 3.
  • the charging stand 2a is provided with a power feeding device 4a.
  • the power feeding device 4 a is provided with a power feeding coil 6 a, and the charging device 5 is provided with a power receiving coil 7.
  • the power feeding coil 6a and the power receiving coil 7 are disposed on the charging stand 2 such as the floor of the charging stand 2 so as to face each other with a predetermined air gap when the vehicle 3 is parked at a predetermined parking position of the charging stand 2a.
  • the power receiving coil 7 is appropriately disposed on the bottom surface of the vehicle 3, for example.
  • the configuration of the power feeding device 4a is shown in FIG.
  • the feeding coil 6a is electrically connected to the feeding device matching unit 8a.
  • the power feeding device matching unit 8a is electrically connected to the power conversion unit 9a.
  • the power converter 9a is electrically connected to the AC power source 10a.
  • the AC power supply 10a is, for example, an AC 200V power supply.
  • the power supply device control device 11a is electrically connected to the power supply device matching unit 8a, the power source conversion unit 9a, the power supply device wireless communication unit 12a, and the sensor detection unit 13a.
  • a power feeding device antenna 14a is electrically connected to the power feeding device wireless communication unit 12a.
  • a magnetic sensor 15a is electrically connected to the sensor detection unit 13a.
  • the other two power supply stands 2b and 2c also have power supply apparatuses 4b and 4c (see FIG. 1) having the same configuration as that of the power supply apparatus 4a.
  • the configuration of the charging device 5 is shown in FIG.
  • the power receiving coil 7 is electrically connected to the charging device matching unit 16.
  • the charging device matching unit 16 is electrically connected to the rectifying unit 17.
  • the rectification unit 17 is electrically connected to a detection unit 18 outside the charging device 5.
  • the detection unit 18 is electrically connected to a battery unit 19 outside the charging device 5.
  • the charging device control device 20 is electrically connected to the charging device matching unit 16, the rectification unit 17, the detection unit 18, the battery unit 19, the charging device wireless communication unit 21, and the excitation control unit 22.
  • a charging device antenna 23 is electrically connected to the charging device wireless communication unit 21.
  • An excitation coil 24 is electrically connected to the excitation controller 22.
  • the magnetic sensor 15a (see FIG. 2 (a)) and the exciting coil 24 face each other while having a predetermined air gap, for example.
  • the magnetic sensor 15a is placed on the floor of the charging stand 2a, for example, and the exciting coil 24 is placed on the bottom of the vehicle 3, for example, so that the magnetic sensor 15a can detect the output magnetic field of the excitation coil 24. Arranged appropriately.
  • the configuration of the sensor detection unit 13a is shown in FIG.
  • a determination circuit 25a and a detection circuit 26a are provided inside the sensor detection unit 13a.
  • the power feeding device control device 11a and the determination circuit 25a are electrically connected, and the determination circuit 25a and the detection circuit 26a are electrically connected.
  • the detection circuit 26a and the magnetic sensor 15a are electrically connected.
  • the configuration of the excitation control unit 22 is shown in FIG.
  • An amplitude control circuit 27 and an oscillation circuit 28 are provided inside the excitation control unit 22.
  • the charging device control device 20 and the amplitude control circuit 27 are electrically connected to each other, and the amplitude control circuit 27 and the oscillation circuit 28 are connected to each other. Are electrically connected, and the oscillation circuit 28 and the exciting coil 24 are electrically connected.
  • FIG. 5 shows a sequence example of the non-contact charging system.
  • the charging device control device 20 detects parking of the vehicle 3 (A).
  • the means for detecting parking at this time may be any means such as a means for detecting the operation of the parking brake of the vehicle 3 or a means for detecting that the traveling power switch of the vehicle 3 is turned off.
  • the charging device control device 20 When the charging device control device 20 detects parking of the vehicle 3, the charging device control device 20 activates the charging device wireless communication unit 21 (B) and activates the excitation control unit 22 (C). The charging device control device 20 issues a power supply device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (D). Receiving the power supply device search instruction, the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request via the charging device antenna 23 (E). The power supply device search request signal transmitted at this time includes the MAC address of the charging device wireless communication unit 21.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives a power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 4a, the power feeding device wireless communication unit 12a transmits a reception notification to the power feeding device control device 11a (F).
  • the power feeding device control device 11a activates the sensor detection unit 13a (G).
  • the power supply apparatuses 4b and 4c also receive the power supply apparatus search request, and the operations (F) and (G) are performed.
  • the charging device control device 20 transmits a vehicle ID transmission instruction to the excitation control unit 22 (H).
  • the vehicle ID has a low level [L] when there is data and a high level [H] when there is no data.
  • the first bit of data is the start bit [s], the data to be transmitted after the second bit are arranged in order, and the stop bit [e] is added to the end.
  • the vehicle ID is 8 bits, but other bit lengths may be used.
  • the excitation control unit 22 receives the vehicle ID from the charging device control device 20 to the amplitude control circuit 27, changes the AC voltage amplitude according to the data, controls the oscillation circuit 28, and A voltage is generated and applied to the exciting coil 24.
  • the vehicle ID data is output from the exciting coil 24 as a change in the magnetic field. That is, the excitation control unit 22 outputs a vehicle ID using a magnetic field (see I in FIG. 5).
  • the excitation coil 24 and the magnetic sensor 15a are generated from the excitation coil 24 because the magnetic sensor 15a is located in a range where the output magnetic field of the excitation coil 24 can be detected.
  • an analog signal is output from the magnetic sensor 15a to the sensor detection unit 13a, and the vehicle ID data appears as a change in the output voltage.
  • the detection circuit 26a of the sensor detection unit 13a converts the data into a high / low digital signal by performing threshold processing and transmits the data to the determination circuit 25a of the sensor detection unit 13a.
  • the determination circuit 25a determines data from the digital signal and interprets it as a vehicle ID.
  • the sensor detection unit 13a detects the signal from the magnetic sensor 15a, and magnetic field detection (J) for acquiring the vehicle ID output from the excitation control unit 22 is performed as shown in FIG.
  • Information transmission by magnetic communication is performed from the excitation controller 22 to the sensor detector 13a by the output (I) of the vehicle ID and the magnetic field detection (J).
  • a vehicle ID is output from the determination circuit 25a (see FIG. 3), and the vehicle ID is notified from the sensor detection unit 13a to the power feeding device control device 11a (K).
  • the power feeding device control device 11a notifies the vehicle ID to the power feeding device wireless communication unit 12a (L).
  • the charging device control device 20 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (M). Receiving the power supply device search instruction, the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request together with the vehicle ID via the charging device antenna 23 (N).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 4a. At this time, the power feeding devices 4b and 4c similarly receive the power feeding device search request.
  • the power supply device wireless communication unit 12a already notifies the received vehicle ID. The vehicle ID is checked (O).
  • the power feeding device radio communication unit 12a uses the MAC address of the charging device radio communication unit 21 already received via the power feeding device antenna 14a to feed power.
  • a device search response is output by unicast (P).
  • the power supply device search response signal transmitted at this time includes the MAC address of the power supply device wireless communication unit 12a.
  • the power feeding device search response is received by the charging device wireless communication unit 21 via the charging device antenna 23, and the charging device wireless communication unit 21 uses the MAC address of the received power feeding device wireless communication unit 12a.
  • the communication connection request is output in unicast via Q (Q).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the communication connection request via the power feeding device antenna 14a, and outputs a communication connection response via the power feeding device antenna 14a by unicast (R).
  • the charging device wireless communication unit 21 receives a communication connection response via the charging device antenna 23, and thereafter performs wireless communication between the power supply device wireless communication unit 12 a of the power supply stand 2 a and the charging device wireless communication unit 21 of the vehicle 3. Is established (S).
  • the power supplied from the AC power supply 10a is converted in voltage and frequency by the power conversion unit 9a, and charged with the power supply device matching unit 8a.
  • Impedance matching is performed with the device matching unit 16 and the impedance is supplied to the feeding coil 6a.
  • Charging power is generated by the electromagnetic induction interaction in the power receiving coil 7 facing the power feeding coil 6a with a predetermined air gap.
  • the charging power is rectified by the rectifying unit 17 via the charging device matching unit 16 and charged to the battery unit 19 via the detecting unit 18 for detecting voltage and current.
  • the charging station 2a to which the vehicle 3 should establish a wireless communication connection can be easily and reliably specified from among the plurality of charging stations 2a, 2b, and 2c.
  • the communication connection request is output from the charging device wireless communication unit 21 of the charging device 5, but may be a sequence of output from the power supply device wireless communication unit 12a of the power supply device 4a.
  • FIG. 7 shows a sequence example when a communication connection request is output from the power supply device wireless communication unit 12a of the power supply device 4a. Magnetic communication is performed between the excitation control unit 22 and the sensor detection unit 13a (I), the vehicle ID is notified to the power supply device control device 11a (K), and the power supply device control device 11a sends the vehicle to the power supply device wireless communication unit 12a.
  • the sequence up to the notification of ID (L) is the same as in the first embodiment.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a uses the received MAC address of the charging device wireless communication unit 21 and the vehicle ID through the power feeding device antenna 14a.
  • a communication connection request is output by unicast (Q ').
  • the communication connection request signal at this time includes the MAC address of the power supply apparatus wireless communication unit 12a.
  • the charging device wireless communication unit 21 When the vehicle IDs match, the charging device wireless communication unit 21 outputs a communication connection response by unicast via the charging device antenna 23 using the received MAC address of the power feeding device wireless communication unit 12a (R ').
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives a communication connection response via the power feeding device antenna 14a, and establishes wireless communication between the power feeding device 4a of the power feeding stand 2a and the charging device 5 of the vehicle 3 (S).
  • Embodiment 2 Next, the structure of the non-contact charge system which concerns on Embodiment 2 of this invention is shown.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 7 are the same or similar components, and detailed description thereof will be omitted.
  • the non-contact charging system according to Embodiment 2 of the present invention is obtained by changing the arrangement of each part with respect to Embodiment 1.
  • FIG. 8A shows the configuration of the power feeding device 31a of one of the charging stations 2a.
  • a power feeding device wireless communication unit 12a Inside the power feeding device communication unit 32a, a power feeding device wireless communication unit 12a, a sensor detection unit 13a, and a power feeding device communication control unit 33a are provided.
  • the power feeding device control device 11a and the power feeding device communication control unit 33a are electrically connected.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a and the power feeding device communication control unit 33a are electrically connected.
  • the sensor detection part 13a and the electric power feeder communication control part 33a are electrically connected.
  • the other two charging stands 2b and 2c have the same configuration, and have power supply devices 31b and 31c (see FIG. 9) having the same configuration as the power supply device 31a.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the configuration of the charging device 41 is shown in FIG. Inside the charging device communication unit 42, a charging device wireless communication unit 21, an excitation control unit 22, and a charging device communication control unit 43 are provided.
  • the charging device control device 20 and the charging device communication control unit 43 are electrically connected.
  • the charging device wireless communication unit 21 and the charging device communication control unit 43 are electrically connected.
  • the excitation control unit 22 and the charging device communication control unit 43 are electrically connected.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 9 shows a sequence example of the second embodiment.
  • the same alphabets as in FIG. 5 represent the same operations, those with “′” in the alphabets in FIG. 5 are modifications to the operations in FIG. 5, and those not shown in FIG. This is an operation unique to Form 2.
  • the charging device control device 20 detects parking of the vehicle 3 as in the first embodiment (A)
  • the charging device control device 20 activates the charging device communication control unit 43 (T).
  • the charging device communication control unit 43 activates the charging device wireless communication unit 21 (B ′), and the charging device communication control unit 43 activates the excitation control unit 22 (C ′).
  • the charging device control device 20 transmits a communication establishment instruction with the vehicle ID to the charging device communication control unit 43 (U).
  • the charging device communication control unit 43 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (D ′).
  • the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request via the charging device antenna 23 (E).
  • the power supply device search request signal includes the MAC address of the charging device wireless communication unit 21.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives a power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 31a
  • the power feeding device wireless communication unit 12a transmits a reception notification to the power feeding device communication control unit 33a (F ′).
  • the power feeding device communication control unit 33a activates the sensor detection unit 13a (G ′).
  • the power supply apparatuses 31b and 31c also receive the power supply apparatus search request and perform the operations (F ′) and (G ′).
  • the charging device communication control unit 43 transmits a vehicle ID transmission instruction to the excitation control unit 22 (H ′).
  • the vehicle ID is output from the excitation controller 22, and the magnetic sensor 15a detects the magnetic field generated by the excitation coil 24 (I). That is, the sensor detection unit 13a performs magnetic field detection (J) to establish magnetic communication, the vehicle ID is received by the sensor detection unit 13a, and the sensor detection unit 13a notifies the vehicle ID to the power feeding device communication control unit 33a ( K ').
  • the power feeding device communication control unit 33a notifies the vehicle ID to the power feeding device wireless communication unit 12a (L ').
  • the charging device communication control unit 43 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (M ′).
  • the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request together with the vehicle ID via the charging device antenna 23 (N).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 31a.
  • the power feeding devices 31b and 31c similarly receive the power feeding device search request.
  • the power supply device wireless communication unit 12a compares the received vehicle ID with the vehicle ID that has already been notified (O). At this time, since the vehicle ID is not notified by magnetic communication in the power supply device wireless communication unit (not shown) of each of the power supply devices 31b and 31c, the verification is not performed. If the received vehicle ID matches the already notified vehicle ID, the power feeding device wireless communication unit 12a uses the MAC address of the received charging device wireless communication unit 21 via the power feeding device antenna 14a. The search response is output by unicast (P). The power supply device search response signal at this time includes the MAC address of the power supply device wireless communication unit 12a.
  • the power supply device search response is received by the charging device wireless communication unit 21 via the charging device antenna 23, and the charging device wireless communication unit 21 uses the MAC address of the received power supply device wireless communication unit 12a to use the charging device antenna.
  • the communication connection request is output by unicast via the terminal 23 (Q).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the communication connection request via the power feeding device antenna 14a, and outputs a communication connection response via the power feeding device antenna 14a by unicast (R).
  • the charging device wireless communication unit 21 receives a communication connection response via the charging device antenna 23, and thereafter, wireless communication is established between the power supply device 31a of the power supply stand 2a and the charging device 41 of the vehicle 3 (S). .
  • the charging operation after the establishment of wireless communication is the same as that in the first embodiment.
  • the power supply device communication unit 32a and the charging device communication unit 42 are provided.
  • the power supply device communication unit 32 includes the power supply device wireless communication unit 12a, the sensor detection unit 13a, and the power supply device communication control unit 33a that controls them.
  • the charging device communication unit 42 is integrally provided with the charging device wireless communication unit 21, the excitation control unit 22, and the charging device communication control unit 43 that controls them, thereby enabling wireless communication and magnetic communication. Therefore, the configuration of the wireless communication and magnetic communication portions of the power supply device and the charging device can be simplified, and the size and cost can be reduced. In addition, since it is possible to switch between wireless communication and magnetic communication without using a control device, the time required for switching control can be shortened.
  • the communication connection request is output from the charging device wireless communication unit 21 of the charging device 41.
  • the power feeding device of the power feeding device 31a is similar to the modification of the first embodiment (see FIG. 7). You may make it the sequence output from the radio
  • Embodiment 3 Next, the structure of the non-contact charging system which concerns on Embodiment 3 of this invention is shown.
  • the contactless charging system according to Embodiment 3 of the present invention is different from Embodiment 2 in that an exciting coil is arranged on the power feeding device side and a magnetic sensor is arranged on the charging device side.
  • FIG. 10A shows the configuration of the power feeding device 51a of the charging stand 2a.
  • the power supply device 51a is provided with an exciting coil 24a.
  • the power feeding device communication unit 52a is provided with an excitation control unit 22a.
  • the excitation coil 24a is electrically connected to the excitation control unit 22a.
  • the excitation control unit 22a is electrically connected to the power feeding device communication control unit 33a.
  • the other two charging stands 2b and 2c have the same configuration, and have power supply devices 51b and 51c (see FIG. 11) having the same configuration as the power supply device 51a. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
  • the configuration of the charging device 61 is shown in FIG.
  • the charging device 61 is provided with a magnetic sensor 15.
  • the sensor detection unit 13 is provided in the charging device communication unit 62.
  • the magnetic sensor 15 is electrically connected to the sensor detection unit 13.
  • the sensor detection unit 13 is electrically connected to the charging device communication control unit 43.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment.
  • FIG. 11 shows a sequence example of the third embodiment.
  • the same alphabets as in FIGS. 5 and 9 represent the same operations, and those having “or” in the alphabets in FIGS. 5 and 9 are modifications to the operations in FIGS.
  • the alphabets not shown in Fig. 5 and Fig. 9 are operations unique to Embodiment 3.
  • charging device control device 20 detects parking of vehicle 3 as in Embodiment 2 (A)
  • charging device control is performed.
  • the device 20 activates the charging device communication control unit 43 (T)
  • the charging device communication control unit 43 activates the charging device wireless communication unit 21 (B ′)
  • the charging device communication control unit 43 activates the sensor detection unit 13.
  • the charging device control device 20 transmits a communication establishment instruction to the charging device communication control unit 43 (U).
  • the charging device communication control unit 43 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (D ′).
  • Receiving the power supply device search instruction the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request via the charging device antenna 23 (E).
  • the power supply device search request signal at this time includes the MAC address of the charging device wireless communication unit 21.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives a power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 51a
  • the power feeding device wireless communication unit 12a transmits a reception notification to the power feeding device communication control unit 33a (F ′).
  • the power feeding device communication control unit 33a activates the excitation control unit 22a (C ′′).
  • the power feeding devices 51b and 51c also receive the power feeding device search request and perform the operations (F ′) and (C ′′). Is called.
  • the power feeding device communication control unit 33a transmits a stand ID notification instruction to the excitation control unit 22a (V).
  • the excitation controller 22a outputs a stand ID (W), and the magnetic sensor 15 detects the magnetic field generated by the excitation coil 24a. That is, the sensor detection unit 13 a performs magnetic field detection (J ′) to establish magnetic communication, the stand ID is received by the sensor detection unit 13, and the sensor detection unit 13 notifies the charging device communication control unit 43 of the stand ID. (Z).
  • the charging device communication control unit 43 notifies the charging device wireless communication unit 21 of the stand ID (AA).
  • the charging device communication control unit 43 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (M ′).
  • the charging device wireless communication unit 21 Upon receiving the power supply device search instruction, the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request together with the vehicle ID via the charging device antenna 23 (N ′).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 51a. At this time, the power feeding devices 51b and 51c similarly receive the power feeding device search request.
  • the power supply apparatus wireless communication unit 12a compares the received stand ID with the stand ID of the power supply station 2a (AB). When the received stand ID matches the stand ID of the power supply station 2a, the power supply device wireless communication unit 12a transmits the power supply device search response via the power supply device antenna 14a in unicast using the MAC address of the charging device wireless communication unit 21. Output (P).
  • the power supply device search response signal at this time includes the MAC address of the power supply device wireless communication unit 12a.
  • the stand ID received by the power supply device wireless communication unit (not shown) of each of the power supply devices 51b and 51c is collated with the stand ID of the power supply stand having the power supply devices 51b and 51c. Not performed.
  • the power supply device search response is received by the charging device wireless communication unit 21 via the charging device antenna 23, and the charging device wireless communication unit 21 uses the MAC address of the received power supply device wireless communication unit 12a to use the charging device antenna.
  • the communication connection request is output by unicast via the terminal 23 (Q).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the communication connection request via the power feeding device antenna 14a, and outputs a communication connection response via the power feeding device antenna 14a by unicast (R).
  • the charging device wireless communication unit 21 receives a communication connection response via the charging device antenna 23, and thereafter, wireless communication is established between the power supply device 51a of the power supply stand 2a and the charging device 61 of the vehicle 3 (S). .
  • the charging operation after the establishment of wireless communication is the same as that in the first embodiment.
  • FIG. 12 Another sequence example in the third embodiment is shown in FIG.
  • FIG. 12 the same alphabets as those in FIGS. 5, 9, and 11 represent the same operations, and those having “or” in the alphabets in FIGS. 5, 9, and 11 are those in FIGS.
  • the operation is modified, and the alphabets not shown in Fig. 5, Fig. 9 and Fig. 11 are operations unique to Embodiment 3.
  • the power feeding device communication control unit 33a activates the excitation control unit 22a ( The operation up to C ′′) is the same as that in the third embodiment.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a uses the MAC address of the charging device wireless communication unit 21 that has already been received via the power feeding device antenna 14a, so that the power feeding device wireless communication unit of the stand ID and the charging stand 2a is included in the signal.
  • the power supply device search response a including the MAC address of 12a is output by unicast (AC).
  • the power feeding device wireless communication unit uses the MAC address of the received charging device wireless communication unit 21 through the power feeding device antenna to indicate the stand ID and the power feeding device wireless of the charging stand 2b in the signal.
  • the power supply device search response b including the MAC address of the communication unit is output by unicast (AD).
  • the power feeding device wireless communication unit uses the MAC address of the received charging device wireless communication unit 21 via the power feeding device antenna, and the power feeding device of the stand ID and the charging stand 2c in the signal.
  • a power supply device search response c including the MAC address of the wireless communication unit is output by unicast (AE).
  • the charging device wireless communication unit 21 that has received the stand ID and MAC address of each of the three charging stations via the charging device antenna 23 sends the charging device communication control unit 43 with the respective stand ID and MAC address of each charging station. Notify (AF, AG, AH).
  • the charging device communication control unit 43 creates a response charging station list of the stations that have responded (AI). An example of the response charging stand list is shown in FIG. In the response charging station list, the ID of the charging station 2 and the MAC address are stored so as to correspond to each other.
  • the power feeding device communication control unit 33a transmits a stand ID notification instruction to the excitation control unit 22a (V).
  • the excitation control unit 22a outputs a stand ID (W), and when the magnetic sensor 15 detects the magnetic field generated by the excitation coil 24a, the sensor detection unit 13 performs magnetic field detection (J ') to establish magnetic communication.
  • the stand ID is received by the sensor detection unit 13, and the sensor detection unit 13 notifies the charging device communication control unit 43 of the stand ID (Z).
  • a stand ID notification instruction is issued to each excitation control unit from each of the power supply device communication control units of the power supply devices 51b and 51c, and each excitation control unit outputs a stand ID.
  • the charging device communication control unit 43 collates the received stand ID with the response charging stand list, and selects one matching stand (in this case, the charging stand 2a) (AJ).
  • the charging device communication control unit 43 uses the MAC address for the power feeding device wireless communication unit 12a to supply the power feeding device.
  • a communication connection request instruction is issued to the charging apparatus wireless communication unit 21 so as to output a communication connection request to the communication unit 52a (AK).
  • the charging device wireless communication unit 21 outputs a communication connection request to the power feeding device wireless communication unit 12a through the charging device antenna 23 by unicast (Q).
  • the power feeding device radio communication unit 12a receives the communication connection request via the power feeding device antenna 14a and outputs a communication connection response via the power feeding device antenna 14a (R).
  • the charging device wireless communication unit 21 receives a communication connection response via the charging device antenna 23, and thereafter, wireless communication is established between the power supply device 51a of the power supply stand 2a and the charging device 61 of the vehicle 3 (S). .
  • the exciting coil 24a is arranged on the power feeding device 51a side and the magnetic sensor 15 is arranged on the charging device 61 side, and the power feeding stand 2a that responds to the power feeding device search request in the charging device communication control unit 43 of the charging device 61.
  • the power supply apparatus 31a that establishes wireless communication can be specified, the communication procedure can be reduced, and the time until establishment of wireless communication can be shortened.
  • the power feeding device communication unit 52a and the charging device communication unit 62 are provided in the third embodiment, the power feeding device wireless communication unit 12a and the excitation control unit 22a are independently provided as in the first embodiment without providing them.
  • the charging device wireless communication unit 21 and the sensor detection unit 13 may be provided independently.
  • the magnetic sensor 15, the sensor detection unit 13, the excitation coil 24a, and the excitation control unit 22a are provided one by one, but two or more may be provided so that each has the same number. Good. In this case, it can be handled as valid data only when the detection results of the magnetic communication of all the two or more magnetic sensors 15 match, and the reliability of the read data of the magnetic communication can be improved.
  • Embodiment 4 Next, the structure of the non-contact charging system which concerns on Embodiment 4 of this invention is shown.
  • the non-contact charging system according to the fourth embodiment of the present invention is obtained by changing the magnetic communication between the exciting coil and the magnetic sensor to the wireless communication using the antenna as compared with the second embodiment.
  • the configuration of the power feeding device 71a is shown in FIG.
  • the power feeding device 71a is provided with a power feeding device communication unit 72a and a power feeding device second antenna 74a.
  • a power feeding device second wireless communication unit 73a, a power feeding device wireless communication unit 12a, and a power feeding device communication control unit 33a are provided inside the power feeding device communication unit 72a.
  • the power feeding device communication control unit 33a and the power feeding device second wireless communication unit 73a are electrically connected.
  • the power feeding device second wireless communication unit 73a and the power feeding device second antenna 74a are electrically connected.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment.
  • the other two charging stations 2b and 2c also have power feeding devices 71b and 71c (see FIG. 15) having the same configuration as the power feeding device 71a, respectively.
  • the configuration of the charging device 81 is shown in FIG.
  • the charging device 81 is provided with a charging device communication unit 82 and a charging device second antenna 84.
  • a charging device second wireless communication unit 83, a charging device wireless communication unit 21, and a charging device communication control unit 43 are provided inside the charging device communication unit 82.
  • the charging device communication control unit 43 and the charging device second wireless communication unit 83 are electrically connected.
  • Charging device second wireless communication unit 83 and charging device second antenna 84 are electrically connected.
  • the power feeding device second antenna 74a is appropriately disposed on, for example, the floor surface of the charging stand 2a, and the charging device second antenna 84 is appropriately disposed on, for example, the bottom surface of the vehicle 3 so as to be positioned within a communication range that is restricted so as not to cause interference. .
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment.
  • FIG. 15 shows a sequence example of the fourth embodiment. 15, the same alphabets as in FIGS. 5 and 9 represent the same operation, and those with “or” in the alphabets of FIGS. 5 and 9 are modifications to the operations of FIGS. 5 and 9.
  • the alphabets not shown in Fig. 5 and Fig. 9 are operations unique to Embodiment 4.
  • the charging device control device 20 transmits a communication establishment instruction to the charging device communication control unit 43.
  • the charging device communication control unit 43 supplies power to the charging device wireless communication unit 21.
  • a search instruction is issued (D ').
  • the charging device wireless communication unit 21 that has received the device search instruction broadcasts and outputs a power supply device search request via the charging device antenna 23.
  • the charging device wireless communication unit includes a power supply device search request signal at this time.
  • the power supply device wireless communication unit 12a receives a notification of reception when the power supply device wireless communication unit 12a receives a power supply device search request via the power supply device antenna 14a of the power supply device 71a.
  • the power feeding device communication control unit 33a activates the power feeding device second wireless communication unit 73a (AM), and each of the power feeding devices 71b and 71c receives a power feeding device search request.
  • the operations (F ′) and (AM) are performed.
  • the charging device communication control unit 43 transmits a vehicle ID transmission instruction to the charging device second wireless communication unit 83 (H ′′).
  • the vehicle ID is output from the charging device second wireless communication unit 83, and the charging device second The vehicle ID is transmitted by radio waves via the antenna 84.
  • AN Since the power feeding device second antenna 74a is located within a communicable range with the charging device second antenna 84, the power feeding device second wireless communication unit 73a The vehicle ID signal can be received from the charging device second antenna 84 via the power feeding device second antenna 74a
  • the intensity of the radio wave used in the wireless communication at this time is the same as that of the charging device second antenna 84.
  • the power supply devices 71b and 71c are not shown.
  • the vehicle ID is not received because the distance between the electric device second antenna and the charging device second antenna is sufficiently large, and the power supply device second wireless communication unit 73a notifies the power supply device communication control unit 33a of the vehicle ID. (K ").
  • the power feeding device communication control unit 33a notifies the vehicle ID to the power feeding device wireless communication unit 12a (L ').
  • the charging device communication control unit 43 transmits a power feeding device search instruction to the charging device wireless communication unit 21 (M ′).
  • the charging device wireless communication unit 21 broadcasts a power supply device search request together with the vehicle ID via the charging device antenna 23 (N).
  • the power feeding device wireless communication unit 12a receives the power feeding device search request via the power feeding device antenna 14a of the power feeding device 71a.
  • the power feeding devices 71b and 71c similarly receive the power feeding device search request.
  • the power supply device wireless communication unit 12a compares the received vehicle ID with the vehicle ID that has already been notified (O). At this time, the power supply device wireless communication units (not shown) of the power supply devices 71b and 71c do not collate because the vehicle ID is not notified by the second wireless communication. Subsequent operations are the same as those in the second embodiment.
  • the power feeding device 71a is provided with the power feeding device second wireless communication unit 73a and the power feeding device second antenna 74a
  • the charging device 81 is provided with the charging device second wireless communication unit 83 and the charging device second antenna 84
  • the vehicle ID is notified between the power supply device second wireless communication unit 73a and the charging device second wireless communication unit 83, and the vehicle ID notified between the power supply device wireless communication unit 12a and the charging device wireless communication unit 21
  • the power feeding device communication unit 72a and the charging device communication unit 82 are provided.
  • the power feeding device wireless communication unit 12a and the power feeding device second wireless communication unit 73a are not provided, as in the first embodiment. May be provided independently, and the charging device wireless communication unit 21 and the charging device second wireless communication unit 83 may be provided independently.
  • the communication connection request is output from the charging device wireless communication unit 21 of the charging device 81.
  • the power feeding device of the power feeding device 71a is similar to the modification of the first embodiment (see FIG. 7). You may make it the sequence output from the radio
  • the power supply apparatuses 71a, 71b, 71c send a power supply apparatus search response including the respective stand ID and MAC address to the power supply apparatus search request.
  • the charging device communication control unit 43 of the charging device 81 may generate a list of power supply stations that respond to the power supply device search request.
  • the power feeding device second wireless communication unit 73, the power feeding device second antenna 74, the charging device second wireless communication unit 83, and the charging device second antenna 84 are provided one by one. Two or more of them may be provided so that each has the same number. In this case, it can be handled as valid data only when the detection results of the second wireless communication of all of the two or more power supply devices second wireless communication units 73 match, and the read data of the second wireless communication can be handled. Reliability can be improved.
  • Embodiment 5 Next, the structure of the non-contact charging system which concerns on Embodiment 5 of this invention is shown.
  • the contactless charging system according to Embodiment 5 of the present invention is different from Embodiment 4 in that a loop coil for vehicle entry detection is provided in the power feeding device, and the function of the second antenna of the power feeding device is replaced by the loop coil. It is a thing.
  • Approach detection loop coils 94a and 95a are provided in the power supply device 91a of the charging stand 2a of the non-contact charging system 1.
  • the entry detection loop coils 94a and 95a are provided on the floor surface of the charging station 2a on the entry path of the vehicle 3 so that it can be detected that the vehicle 3 has entered the parking space of the charging station 2a.
  • the power supply device 91b of the charging stand 2b and the power supply device 91c of the charging stand 2c are also provided with an entry detection loop coil (not shown).
  • the configuration of the power feeding device 91a is shown in FIG. Inside the power feeding device communication unit 92a provided in the power feeding device 91a, a power feeding device communication control unit 33a, a power feeding device wireless reception unit 73a ', and an approach detection unit 93a are provided.
  • the power feeding device wireless reception unit 73a 'and the power feeding device communication control unit 33a are electrically connected.
  • the entry detection unit 93a and the power feeding device communication control unit 33a are electrically connected.
  • the power feeding device wireless reception unit 73a 'and the entry detection loop coils 94a and 95a are electrically connected.
  • the entry detection unit 93a and the entry detection loop coils 94a and 95a are electrically connected.
  • the other two charging stands 2b and 2c have the same configuration, and have power supply devices 91b and 91c (see FIG. 19) having the same configuration as the power supply device 91a.
  • Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
  • the configuration of the charging device 81 is shown in FIG. Although it is the same structure as Embodiment 4, when the vehicle 3 parks in the predetermined
  • the entry detection unit 93a includes an entry detection determination unit 96a that determines that a vehicle has entered, an inductance value change detection unit 97a that detects a change in inductance value when the vehicle enters, and a filter 98a.
  • the entry detection determination unit 96a is electrically connected to the power feeding device communication control unit 33a outside the entry detection unit 93a and the inductance value change detection unit 97a.
  • the filter 98a is electrically connected to the inductance value change detection unit 97a and the entry detection loop coils 94a and 95a outside the entry detection unit 93a.
  • the approach detection units (not shown) of the other two power supply apparatuses 91b and 91c have the same configuration.
  • the vehicle 3 made of metal passes near at least one of the entry detection loop coils 94a and 95a.
  • the inductance values of the coils 94a and 95a change. Since an alternating current is passed through the entry detection loop coils 94a and 95a, the terminal voltage and the frequency change due to the change in the inductance value. As shown in FIG. 18, the change in terminal voltage or frequency is input to the filter 98a of the intrusion detection unit 93a.
  • the change in the terminal voltage or frequency that has passed through the filter 98a is input to the inductance value change detection unit 97a, and the inductance value change detection unit 97a detects the change in the inductance value based on the change in the input value (terminal voltage or frequency). It outputs to the approach detection determination part 96a as an electrical signal.
  • the entry detection determination unit 96a to which the electric signal is input determines that the vehicle has entered. In this way, the entry detection unit 93a detects the entry of the vehicle.
  • FIG. 19 shows a sequence example of the fifth embodiment. 19, the same alphabet as in FIGS. 5, 9, and 15 represents the same operation, and the alphabets in FIGS. 5, 9, and 15 are marked with “or” in FIG. 5, FIG. 9, and FIG. The operation is changed, and the alphabets not shown in Fig. 5, Fig. 9 and Fig. 15 are the operations unique to the embodiment 5.
  • the entry detector 93a detects the entry of the vehicle 3 (AR)
  • the entry detection unit 93a outputs a vehicle entry detection notification to the power supply device communication control unit 33a (AP), and the entry detection unit (not shown) of the power supply devices 91b and 91c detects that the vehicle 3 has not entered the parking space.
  • the power feeding device communication control unit 33a to which the vehicle approaching detection notification is input activates the power feeding device wireless communication unit 12a (AQ) and activates the power feeding device wireless reception unit 73a ′.
  • AM ′ Thereafter, after the charging device control device 20 detects parking of the vehicle 3 (A), a vehicle ID transmission instruction is output from the charging device communication control unit 43 to the charging device second wireless communication unit 83 ( The operations up to H ′′) are the same as those in the fourth embodiment.
  • the charging device wireless communication unit 83 transmits the vehicle ID of the vehicle 3 by radio waves via the charging device second antenna 84 (AN '). Since the charging device second antenna 84 is located in a communicable range limited to at least one of the entry detection loop coils 94a and 95a, the vehicle ID is assigned to at least one of the entry detection loop coils 94a and 95a.
  • the power is received and input to the power feeding device radio reception unit 73a ′, and the vehicle ID is received by the power feeding device radio reception unit 73a ′ (AO).
  • the intensity of the radio wave used in the wireless communication at this time is an intensity at which the wireless communication is established only between the charging device second antenna 84 and at least one of the entry detection loop coils 94a and 95a.
  • the power supply device wireless reception unit (not shown) of the power supply devices 91b and 91c is not activated, the vehicle ID is not received.
  • the power feeding device wireless reception unit 73a notifies the power feeding device communication control unit 33a of the vehicle ID (K ").
  • the subsequent operations are the same as those in the fourth embodiment.
  • Embodiment 5 two entry detection loop coils are provided for one charging stand, but one may be used.
  • two approach detection loop coils are provided for one charging stand, there is an advantage that it is not necessary to limit the direction in which the vehicle enters the parking space of the charging stand.
  • You may provide three or more approach detection loop coils with respect to one charging stand.
  • the power supply device communication unit 92a and the charging device communication unit 82 are provided.
  • the power supply device wireless communication unit 12a and the power supply device wireless reception unit 73a are not provided, as in the first embodiment.
  • the entry detection unit 93 may be provided independently, and the charging device wireless communication unit 21 and the charging device second wireless communication unit 83 may be provided independently.
  • the communication connection request is output from the charging device wireless communication unit 21 of the charging device 81, but the power feeding device of the power feeding device 91a is similar to the modification of the first embodiment (see FIG. 7). You may make it the sequence output from the radio
  • power transmission between the feeding coil 6 and the receiving coil 7 is performed by an electromagnetic induction method, but other non-contact charging methods such as a magnetic field resonance method may be used.
  • the power supply device search request (E) signal may include the MAC address of the charging device wireless communication unit 21 and the vehicle ID. Thereby, even if there is no power supply device search request (N), the power supply device wireless communication unit 12a can check the vehicle ID.
  • the sensor detection unit 13a may be activated from the beginning. Thereby, the sequence for starting the sensor detection part 13a can be made unnecessary.
  • the excitation control unit 22a of the third embodiment, the power supply device second wireless communication unit 73a of the fourth embodiment, and the power supply device wireless communication unit 73a 'of the fifth embodiment may be activated from the beginning.
  • Embodiments 1 to 5 the contactless charging system having a plurality of charging stations has been described, but the present invention can be implemented even when only one charging station is provided. Even when there is only one charging station, the charging station to which the vehicle should establish a wireless communication connection can be identified.

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Abstract

 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。

Description

非接触充電システム
 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。
特開2011-3947号公報
 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、1つ又は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、1つ又は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1つ又は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1つ又は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、1つ又は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。
 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、1つ又は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。
この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムの概略図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムに設けられた給電装置及び充電装置の概略図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムに設けられたセンサ検知部の概略図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムに設けられた励磁制御部の概略図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムのシーケンス図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムで用いる車両IDの構成図である。 この発明の実施の形態1に係る非接触充電システムの変形例のシーケンス図である。 この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムに設けられた給電装置及び充電装置の概略図である。 この発明の実施の形態2に係る非接触充電システムのシーケンス図である。 この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムに設けられた給電装置及び充電装置の概略図である。 この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムのシーケンス図である。 この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムの変形例のシーケンス図である。 この発明の実施の形態3に係る非接触充電システムで用いる応答充電スタンドリストである。 この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムに設けられた給電装置及び充電装置の概略図である。 この発明の実施の形態4に係る非接触充電システムのシーケンス図である。 この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムの概略図である。 この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムに設けられた給電装置及び充電装置の概略図である。 この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムに設けられた給電装置進入検知部の概略図である。 この発明の実施の形態5に係る非接触充電システムのシーケンス図である。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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)。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。

Claims (8)

  1.  車両に搭載された充電装置と、1つ又は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1つ又は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1つ又は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、1つ又は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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
  5.  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。
  6.  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。
  7.  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。
  8.  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。
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