(57)【要約】【課題】高価な測定装置を必要とせず、かつ電力ラインの絶縁性を低下させずに電圧波形データを生成する。【解決手段】シリアルバスＳＢ１からＣＡＮフレームＦｃを読み取る読取部（電圧検出部１１、処理部１７）と、電力ラインＬ５の電力供給用導体に対して非接触で第１の電圧を検出可能な非接触式電圧センサ１２ａを有する電圧検出部１２とを備え、読取部は、第１の電圧の第１の電圧値における予め規定された周期内の代表電圧値を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖを読み取り、検出部１２は、センサ１２ａを介して第１の電圧を周期的に検出して第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータＤｌｖを出力し、処理部１７は、データＤｌｖに基づく第１の電圧レベルの変化を電圧波形の波形形状として、フレームＦｃｖに基づく代表電圧値および波形形状に基づき、第１の電圧値の変化を示す電圧波形の電圧波形データＤｗｖを生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ラインに印加されている第１の電圧の第１の電圧値の変化を示す電圧波形を特定可能な電圧波形データを生成する第１の処理部を備えた波形データ生成装置であって、
ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームを当該シリアルバスから読み取る読取部と、
前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記第１の電圧を検出可能な第１の非接触式電圧センサを有する第１の電圧検出部とを備え、
前記読取部は、前記第１の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取って前記第１の処理部に出力し、
前記第１の電圧検出部は、前記第１の非接触式電圧センサを介して前記第１の電圧を周期的に検出して当該第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを前記第１の処理部に出力し、
前記第１の処理部は、前記電圧レベルデータに基づいて特定される前記第１の電圧レベルの変化を前記電圧波形の波形形状として、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値および当該波形形状に基づいて前記電圧波形データを生成する波形データ生成装置。
【請求項２】
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第２の非接触式電圧センサを有する第２の電圧検出部と、当該第２の電圧検出部によって検出された前記第２の電圧の第２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記載の波形データ生成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の波形データ生成装置と、
前記波形データ生成装置によって生成された前記電圧波形データに基づいて前記第１の電圧値を特定し、かつ前記電圧波形データに対応する前記第１の電圧が前記電力ラインに印加されていたときに当該電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データに基づいて当該電流値を特定すると共に、特定した前記第１の電圧値および前記電流値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する第２の処理部を有する電力演算装置とを備えている電力演算システム。
【請求項４】
前記電力演算装置は、前記電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流の前記電流値を周期的に測定して当該電流値の変化を特定可能な前記電流値データを出力する電流測定部を備えている請求項３記載の電力演算システム。
【請求項５】
前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記第１の電圧と当該電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する請求項３記載の電力演算システム。
【請求項６】
前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記電流の波高率を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての波高率データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記波高率データフレームに基づいて特定される前記波高率に基づいて前記電力値を演算する請求項３記載の電力演算システム。
【請求項７】
前記電力演算装置は、前記ＣＡＮフレームを前記シリアルバスに出力するＣＡＮフレーム出力部を備え、
前記第２の処理部は、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成すると共に、当該電力値データフレームを前記ＣＡＮフレーム出力部から前記シリアルバスに出力させる請求項３から６のいずれかに記載の電力演算システム。
【請求項８】
電力ラインに印加されている第１の電圧の第１の電圧値の変化を示す電圧波形を特定可能な電圧波形データを生成する波形データ生成方法であって、
ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの前記第１の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な電圧値データフレームを当該シリアルバスから読み取り、かつ、前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記第１の電圧を検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して当該第１の電圧を周期的に検出して当該第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを生成すると共に、前記電圧レベルデータに基づいて特定される前記第１の電圧レベルの変化を前記電圧波形の波形形状として、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値および当該波形形状に基づいて前記電圧波形データを生成する波形データ生成方法。
【請求項９】
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第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧を検出し、検出した当該第２の電圧の第２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８記載の波形データ生成方法。
【請求項１０】
請求項８または９記載の波形データ生成方法に従って前記電圧波形データを生成し、
生成した前記電圧波形データに基づいて前記第１の電圧値を特定し、かつ前記電圧波形データに対応する前記第１の電圧が前記電力ラインに印加されていたときに当該電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データに基づいて当該電流値を特定すると共に、特定した前記第１の電圧値および前記電流値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する電力演算方法。
【請求項１１】
前記電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流の前記電流値を周期的に測定して当該電流値の変化を特定可能な前記電流値データを生成する請求項１０記載の電力演算方法。
【請求項１２】
前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記第１の電圧と当該電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する請求項１０記載の電力演算方法。
【請求項１３】
前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記電流の波高率を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての波高率データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、
前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記波高率データフレームに基づいて特定される前記波高率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。
【請求項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１０から１３のいずれかに記載の電力演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ラインに印加されている電圧の電圧波形を特定可能な電圧波形データを生成する波形データ生成装置および波形データ生成方法、並びに、電力ラインを介して供給されている電力の電力値を電圧波形データ等に基づいて演算する電力演算システムおよび電力演算方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献には、ＣＡＮ通信用のシリアルバス（車内ＬＡＮ）を介して伝送されている各種ＣＡＮフレーム（制御データ）を収集して記録可能に構成された車両データ収集装置（以下、単に「収集装置」ともいう）の発明が開示されている。この収集装置は、故障診断やメンテナンスなどを目的として外部機器を接続可能にシリアルバスに設けられているダイアグコネクタ（診断機器接続用コネクタ：以下、単に「コネクタ」ともいう）に接続可能に構成されている。また、この収集装置は、収集したＣＡＮフレームをパーソナルコンピュータや分析装置などの解析装置にＵＳＢケーブル等を介して出力することができるように構成されている。
【０００３】
この収集装置では、上記のコネクタに接続することでコネクタを介して供給される電源によって動作し、イグニッションスイッチの操作に連動してシリアルバスからのＣＡＮフレームの収集の開始／停止を自動的に実行する構成が採用されている。また、この収集装置では、ＵＳＢケーブルを介して解析装置（パーソナルコンピュータ等）が接続されたときに、収集済のＣＡＮフレームを解析装置に対して自動的に出力する構成が採用されている。これにより、収集装置によって収集した各種ＣＡＮフレームを解析装置に転送して解析装置においてＣＡＮフレームの内容を解析することにより、走行時等における各種機器の動作状態を評価することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７０１３３号公報（第４−１１頁、第１−１７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献に開示の収集装置には、以下のような解決すべき問題点が存在する。具体的には、上記の収集装置では、コネクタを介して接続したシリアルバスから各種のＣＡＮフレームを収集し、収集したＣＡＮフレームを外部の解析装置に出力することが可能な構成が採用されている。
【０００６】
この場合、自動車におけるＣＡＮ通信では、車両に搭載されている各種コントローラによって電子機器を制御するのに必要な各種の情報が、ＣＡＮフレームとしてシリアルバスを介して伝送されている。このＣＡＮフレームのなかには、バッテリ電圧（バッテリに接続されている電力ケーブルの対地電圧）の電圧値（直流電圧値）を特定可能なＣＡＮフレームが存在する。したがって、それらのＣＡＮフレームを上記特許文献に開示の収集装置によって収集して解析装置に出力することで、バッテリの状態等を把握することが可能となる。
【０００７】
一方、上記特許文献に開示の収集装置を接続する自動車では、バッテリ周辺の直流の電力だけでなく、バッテリから供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換した交流の電力が各所で使用されている。例えば、電気自動車では、バッテリから供給される直流の電力をインバータによって交流に変換して走行用モータ（交流モータ）に供給することで動輪を回転させる構成が採用されている。この場合、走行用モータとインバータとを接続する電力ラインに印加される電圧は、インバータの動作状態、モータの回転数、およびモータに加わる負荷の大きさなどに応じてその電圧波形に歪みが生じ、歪み方も逐次変化する。したがって、電気自動車における走行性能の評価や、動力源の検査に際しては、電力ラインに印加される電圧の電圧値（交流電圧値）をモニタリングする必要がある。
【０００８】
しかしながら、上記のような評価や検査を目的とする交流電圧のモニタリングを行おうとしても、ＣＡＮ通信では、交流電圧の最大値や実効値を特定可能なＣＡＮフレームを伝送できるものの、値が逐次変動する交流電圧の電圧波形を特定可能にＣＡＮフレームを短い時間間隔で次々と伝送可能な伝送レートを有していない。また、仮に、電圧波形を再現可能に電圧値を示すＣＡＮフレームを短い時間間隔で伝送させた場合には、そのＣＡＮフレーム以外の重要なＣＡＮフレームの伝送が妨げられるおそれがある。したがって、ＣＡＮフレームを収集して解析装置に出力する上記特許文献に開示の収集装置では、交流電圧の電圧値に基づく評価を行うのが困難となっている。
【０００９】
この場合、ＣＡＮフレーム、すなわち、自動車の搭載機器による測定値の収集に代えて、電圧波形の特定が可能な程度に高精度な電圧測定処理を実行し得る測定装置（外部装置）を電力ラインに接続して測定処理を行うことにより、走行用モータ用の電力ラインに印加されている電圧の電圧値（交流電圧値）をモニタリングすることが可能となる。しかしながら、そのような測定装置が高価なことから、走行性能の評価や、動力源の検査に要するコストが高騰してしまう。
【００１０】
また、例えば走行用モータに対して電力を供給する電力ラインは、非常に高い電圧値の電圧が印加され、走行時に流れる電流の電流値も大きいため、漏電事故を回避するために厳重に絶縁されている。したがって、そのような電力ラインに測定装置を接続すること自体が困難となっている。さらに、電力ラインの絶縁体（電力ケーブルの絶縁被覆や、接続端子を覆っている絶縁ケース等）を除去して測定装置を接続した場合には、電力ラインの絶縁状態が測定装置を接続する前の状態とは相違してしまうため、正当な評価や検査が困難となるだけでなく、作業完了後に絶縁状態を復元するのが困難となるおそれがある。
【００１１】
さらに、例えば、電気自動車においては、バッテリの蓄電残量に応じた走行可能距離を特定するために、走行用モータによって消費される電力の電力値を特定する必要がある。この場合、ドライバに対して走行可能距離を報知するだけであれば、車両搭載機器からシリアルバスに出力される電圧値（最大値や実効値を示すＣＡＮフレーム）に基づいて電力値を簡易に演算するだけでも十分である。しかしながら、車両の評価や検査に際しては、正確な電圧波形に基づいて高精度な電力値を演算するのが好ましいが、上記したように、正確な電圧波形を得るのが困難な現状では、高精度な電力値の演算も困難となっている。
【００１２】
なお、自動車の分野における問題点について例示したが、自動車以外の分野、例えば、工場内の機械設備の分野においても、交流電圧の電圧波形の取得や電力値の演算に際して、上記の問題と同様の問題が生じている現状がある。
【００１３】
本発明は、かかる解決すべき問題点に鑑みてなされたものであり、高価な測定装置を必要とせず、かつ電力ラインの絶縁性を低下させずに交流電圧の電圧波形を特定可能な情報を提供し得る波形データ生成装置および波形データ生成方法を提供することを主目的とする。また、高精度な電力値を演算し得る電力演算システムおよび電力演算方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成すべく、請求項１記載の波形データ生成装置は、電力ラインに印加されている第１の電圧の第１の電圧値の変化を示す電圧波形を特定可能な電圧波形データを生成する第１の処理部を備えた波形データ生成装置であって、ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームを当該シリアルバスから読み取る読取部と、前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記第１の電圧を検出可能な第１の非接触式電圧センサを有する第１の電圧検出部とを備え、前記読取部は、前記第１の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電圧値データフレームを前記シリアルバスから読み取って前記第１の処理部に出力し、前記第１の電圧検出部は、前記第１の非接触式電圧センサを介して前記第１の電圧を周期的に検出して当該第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを前記第１の処理部に出力し、前記第１の処理部は、前記電圧レベルデータに基づいて特定される前記第１の電圧レベルの変化を前記電圧波形の波形形状として、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値および当該波形形状に基づいて前記電圧波形データを生成する。
【００１５】
請求項２記載の波形データ生成装置は、請求項１記載の波形データ生成装置において、前記読取部は、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第２の非接触式電圧センサを有する第２の電圧検出部と、当該第２の電圧検出部によって検出された前記第２の電圧の第２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。
【００１６】
請求項３記載の電力演算システムは、請求項１または２記載の波形データ生成装置と、前記波形データ生成装置によって生成された前記電圧波形データに基づいて前記第１の電圧値を特定し、かつ前記電圧波形データに対応する前記第１の電圧が前記電力ラインに印加されていたときに当該電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データに基づいて当該電流値を特定すると共に、特定した前記第１の電圧値および前記電流値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する第２の処理部を有する電力演算装置とを備えている。
【００１７】
請求項４記載の電力演算システムは、請求項３記載の電力演算システムにおいて、前記電力演算装置は、前記電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流の前記電流値を周期的に測定して当該電流値の変化を特定可能な前記電流値データを出力する電流測定部を備えている。
【００１８】
請求項５記載の電力演算システムは、請求項３記載の電力演算システムにおいて、前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記第１の電圧と当該電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する。
【００１９】
請求項６記載の電力演算システムは、請求項３記載の電力演算システムにおいて、前記波形データ生成装置における前記読取部は、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記電流の波高率を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての波高率データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電力演算装置における前記第２の処理部は、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記波高率データフレームに基づいて特定される前記波高率に基づいて前記電力値を演算する。
【００２０】
請求項７記載の電力演算システムは、請求項３から６のいずれかに記載の電力演算システムにおいて、前記電力演算装置は、前記ＣＡＮフレームを前記シリアルバスに出力するＣＡＮフレーム出力部を備え、前記第２の処理部は、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成すると共に、当該電力値データフレームを前記ＣＡＮフレーム出力部から前記シリアルバスに出力させる。
【００２１】
請求項８記載の波形データ生成方法は、電力ラインに印加されている第１の電圧の第１の電圧値の変化を示す電圧波形を特定可能な電圧波形データを生成する波形データ生成方法であって、ＣＡＮ通信用のシリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの前記第１の電圧値における予め規定された周期内の代表値である代表電圧値を特定可能な電圧値データフレームを当該シリアルバスから読み取り、かつ、前記電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で前記第１の電圧を検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して当該第１の電圧を周期的に検出して当該第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを生成すると共に、前記電圧レベルデータに基づいて特定される前記第１の電圧レベルの変化を前記電圧波形の波形形状として、前記電圧値データフレームに基づいて特定される前記代表電圧値および当該波形形状に基づいて前記電圧波形データを生成する。
【００２２】
請求項９記載の波形データ生成方法は、請求項８記載の波形データ生成方法において、前記ＣＡＮフレームの伝送時に前記シリアルバスのフレーム伝送用導体に印加される第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第２の非接触式電圧センサを介して当該第２の電圧を検出し、検出した当該第２の電圧の第２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。
【００２３】
請求項１０記載の電力演算方法は、請求項８または９記載の波形データ生成方法に従って前記電圧波形データを生成し、生成した前記電圧波形データに基づいて前記第１の電圧値を特定し、かつ前記電圧波形データに対応する前記第１の電圧が前記電力ラインに印加されていたときに当該電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データに基づいて当該電流値を特定すると共に、特定した前記第１の電圧値および前記電流値に基づき、前記電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算する。
【００２４】
請求項１１記載の電力演算方法は、請求項１０記載の電力演算方法において、前記電力供給用導体に対して非接触で前記電流を検出可能な非接触式電流センサを介して当該電流の前記電流値を周期的に測定して当該電流値の変化を特定可能な前記電流値データを生成する。
【００２５】
請求項１２記載の電力演算方法は、請求項１０記載の電力演算方法において、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記第１の電圧と当該電流との間の位相差を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての位相差データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記位相差データフレームに基づいて特定される前記位相差に基づいて前記電力値を演算する。
【００２６】
請求項１３記載の電力演算方法は、請求項１０記載の電力演算システムにおいて、前記電流値における前記予め規定された周期内の代表値である代表電流値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電流値データフレーム、および前記電流の波高率を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての波高率データフレームを前記シリアルバスからそれぞれ読み取り、前記電圧波形データに基づいて特定される前記第１の電圧値、前記電流値データフレームに基づいて特定される前記代表電流値、および前記波高率データフレームに基づいて特定される前記波高率に基づいて前記電力値を演算する。
【００２７】
請求項１４記載の電力演算方法は、請求項１０から１３のいずれかに記載の電力演算システムにおいて、演算した前記電力値を特定可能な前記ＣＡＮフレームとしての電力値データフレームを生成して前記シリアルバスに出力する。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１記載の波形データ生成装置、および請求項８記載の波形データ生成方法では、シリアルバスを介して伝送されるＣＡＮフレームのうちの電力ラインに印加されている第１の電圧の第１の電圧値における予め規定された周期内の代表電圧値を特定可能な電圧値データフレームをシリアルバスから読み取り、かつ、電力ラインの電力供給用導体に対して非接触で第１の電圧を検出可能な第１の非接触式電圧センサを介して第１の電圧を周期的に検出して第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを生成すると共に、電圧レベルデータに基づいて特定される第１の電圧レベルの変化を、第１の電圧値の変化を示す電圧波形の波形形状として、電圧値データフレームに基づいて特定される代表電圧値および波形形状に基づいて電圧波形データを生成する。
【００２９】
したがって、請求項１記載の波形データ生成装置、および請求項８記載の波形データ生成方法によれば、電力ラインの電力伝送用導体に印加されている第１の電圧の第１の電圧値を短いサンプリング周期で高精度に測定可能な高価な測定装置を使用することなく、第１の電圧の第１の電圧レベルの変化を特定可能な程度の簡易な構成の測定装置（波形データ生成装置では第１の電圧検出部）を使用して電圧レベルデータを生成して電圧波形の波形形状を特定し、特定した波形形状に、シリアルバスから読み取った電圧値データフレームに基づいて特定される代表電圧値に基づいて値付けを行うことで、第１の電圧の第１の電圧値の変化を特定可能な高精度な電圧波形の電圧波形データを生成することができる。これにより、電圧波形データの生成に要するコストを十分に低減することができる。また、第１の非接触式電圧センサを使用した第１の電圧の検出により、電力ラインの絶縁性を低下させることなく第１の電圧レベルの変化を特定可能な電圧レベルデータを生成することができるため、電圧波形データの生成のために電力ラインの絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【００３０】
請求項２記載の波形データ生成装置、および請求項９記載の波形データ生成方法によれば、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第２の非接触式電圧センサを介して第２の電圧を検出し、検出した第２の電圧の第２の電圧レベルの変化に基づいてシリアルバスを介して伝送されたＣＡＮフレームを特定することにより、シリアルバスの各信号線におけるフレーム伝送用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなくＣＡＮフレームを読み出すことができるため、電圧波形データの生成のためにフレーム伝送用導体の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【００３１】
請求項３記載の電力演算システム、および請求項１０記載の電力演算方法によれば、上記の波形データ生成方法に従って電圧波形データを生成し、生成した電圧波形データに基づいて第１の電圧値を特定し、かつ電圧波形データに対応する第１の電圧が電力ラインに印加されていたときに電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データに基づいて電流値を特定すると共に、特定した第１の電圧値および電流値に基づき、電力ラインを介して供給された電力の電力値を演算することにより、高精度な電圧波形データに基づいて高精度な電力値を演算することができるだけでなく、電力ラインの電力供給用導体に印加されている第１の電圧の第１の電圧値を高精度に測定可能な高価な測定装置が不要となる分だけ、電力値を低コストで演算することができる。
【００３２】
請求項４記載の電力演算システム、および請求項１１記載の電力演算方法によれば、電力供給用導体に対して非接触で電流を検出可能な非接触式電流センサを介して電流の電流値を周期的に測定して電流値の変化を特定可能な電流値データを生成することにより、電力ラインの絶縁性を低下させることなく電流の電流値を特定可能な電流値データを生成することができるため、電力値の演算のために電力ラインの絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【００３３】
請求項５記載の電力演算システム、および請求項１２記載の電力演算方法では、電流値における予め規定された周期内の代表電流値を特定可能な電流値データフレーム、および第１の電圧と電流との間の位相差を特定可能な位相差データフレームをシリアルバスからそれぞれ読み取り、電圧波形データに基づいて特定される第１の電圧値、電流値データフレームに基づいて特定される代表電流値、および位相差データフレームに基づいて特定される位相差に基づいて電力値を演算する。
【００３４】
また、請求項６記載の電力演算システム、および請求項１３記載の電力演算方法では、電流値における予め規定された周期内の代表電流値を特定可能な電流値データフレーム、および電流の波高率を特定可能な波高率データフレームをシリアルバスからそれぞれ読み取り、電圧波形データに基づいて特定される第１の電圧値、電流値データフレームに基づいて特定される代表電流値、および波高率データフレームに基づいて特定される波高率に基づいて電力値を演算する。
【００３５】
したがって、請求項５，６記載の電力演算システム、および請求項１２，１３記載の電力演算方法によれば、電力ラインの電力供給用導体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。
【００３６】
請求項７記載の電力演算システム、および請求項１４記載の電力演算方法によれば、演算した電力値を特定可能な電力値データフレームを生成してシリアルバスに出力することにより、演算した電力値が供給されている設備側で、電力値を演算するための構成を備えることなく、電力演算システムから出力した電力値データフレームに基づいて特定される電力値を利用して各種の処理を実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電気自動車１００および電力演算システム１０の構成の一例を示す構成図である。
【図２】電力演算装置１の構成を示す構成図である。
【図３】記録装置２の構成を示す構成図である。
【図４】中継器３の構成を示す構成図である。
【図５】電圧検出部５０の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、波形データ生成装置、電力演算システム、波形データ生成方法および電力演算方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００３９】
本件発明に係る波形データ生成装置、電力演算システム、波形データ生成方法および電力演算方法については、電源から負荷に電力ラインを介して交流の電力が供給される構成を備え、かつ電力ラインに印加されている電圧の電圧値（「第１の電圧」の「第１の電圧値」）における予め規定された周期内の代表値についてのＣＡＮフレーム等がシリアルバスを介して伝送される構成を備えた各種の設備において使用することができる。以下、一例として、図１に示す電気自動車１００において使用する例について説明する。
【００４０】
この場合、電気自動車１００は、駆動用バッテリ１０１、補機用バッテリ１０２、バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４、充電機構１０５、インバータユニット１０６、モータ１０７、主制御部１０８およびシリアルバスＳＢ１を備えると共に、後述の電力演算システム１０が取り外し可能に取り付けられている。なお、電気自動車１００において、後述の電力演算システム１０による「電圧波形データの生成」や「電力値の演算」とは直接的に関連のない構成要素については、図示および詳細な説明を省略する。
【００４１】
駆動用バッテリ１０１は、主として電気自動車１００の走行によって消費される電力を蓄電可能な二次電池で構成されている。補機用バッテリ１０２は、バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４および主制御部１０８や、後述する電力演算システム１０の中継器３などの電子機器の動作に必要な電力を蓄電可能な二次電池で構成されている。バッテリ制御ユニット１０３は、主制御部１０８の制御下で駆動用バッテリ１０１の状態をモニタリングすると共に、駆動用バッテリ１０１からの電力の出力を制御する。
【００４２】
電圧制御部１０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータを備えて電圧値の変換が可能に構成されると共に、商用交流から、電力ラインＬ０、充電機構１０５および電力ラインＬ１を介して供給される電力や、図示しない発電機構から供給される電力を駆動用バッテリ１０１に電力ラインＬ２を介して伝送する処理（駆動用バッテリ１０１を充電する処理）、および駆動用バッテリ１０１から供給される電力、商用交流から充電機構１０５を介して供給される電力、および図示しない発電機構から供給される電力を補機用バッテリ１０２に電力ラインＬ３を介して供給する処理（補機用バッテリ１０２を充電する処理）を主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。
【００４３】
また、電圧制御部１０４は、駆動用バッテリ１０１から供給される電力をインバータユニット１０６に電力ラインＬ４を介して伝送する処理などを主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。充電機構１０５は、商用交流から電力ラインＬ０を介して供給される電力をＡＣ／ＤＣ変換して電圧制御部１０４に電力ラインＬ１を介して伝送する。
【００４４】
インバータユニット１０６は、電圧制御部１０４から供給される電力をＤＣ／ＡＣ変換してモータ１０７に電力ラインＬ５を介して伝送する処理を主制御部１０８の制御下で実行可能に構成されている。モータ１０７は、インバータユニット１０６を介して供給される電力によって電気自動車１００の駆動輪を回転させる（電気自動車１００を走行させる）。なお、電気自動車１００では、インバータユニット１０６からモータ１０７に供給する交流電力の周波数や電流量を変化させることでモータ１０７による動輪の回転速度（すなわち、車速）を変化させる構成が採用されているが、「波形データ生成装置」および「電力演算システム」や、「波形データ生成方法」および「電力演算方法」についての理解を容易とするために、インバータユニット１０６におけるＤＣ／ＡＣ変換の手順に関する詳細な説明を省略する。
【００４５】
主制御部１０８は、電気自動車１００の各電子機器を総括的に制御する。この場合、本例の電気自動車１００では、電気自動車１００の各部の動作状態を検出するための検出器（センサユニット等：図示せず）や、主制御部１０８の制御下で各種の処理を実行する電子機器（バッテリ制御ユニット１０３、電圧制御部１０４およびインバータユニット１０６など）がシリアルバスＳＢ１（「ＣＡＮ通信用のシリアルバス」に相当する車両内通信ネットワークの一例）に接続されている。この場合、シリアルバスＳＢ１や、後述の電力演算システム１０におけるシリアルバスＳＢ２を構成する信号線（「CANH(CAN high)」、「CANL(CAN low )」および「SG」などの信号線）は、絶縁被覆された導線（「フレーム伝送用導体」の一例）を備えて構成されている。
【００４６】
また、主制御部１０８は、検出器による検出結果を特定可能に検出器からシリアルバスＳＢ１に出力されるＣＡＮフレームＦｃや、電子機器の動作状態を特定可能に電子機器からシリアルバスＳＢ１に出力されるＣＡＮフレームＦｃを取得して電気自動車１００の各部の動作状態を特定する。さらに、主制御部１０８は、特定した動作状態に応じて、動作プログラムに従い、各電子器機器を制御するための制御コマンドを特定可能なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。これにより、ＣＡＮフレームＦｃに基づいて特定される制御コマンドに応じて、各電子機器によって予め規定された処理が実行される。なお、シリアルバスＳＢ１（ＣＡＮ通信用の通信網）に接続された検出器および電子機器などの各種ノードによるＣＡＮ通信（ＣＡＮフレームの伝送）については公知のため、詳細な説明を省略する。
【００４７】
一方、電力演算システム１０は、「電力演算方法」に従って「電力値」を演算する「電力演算システム」の一例であって、図１に示すように、電力演算装置１、記録装置２、中継器３およびシリアルバスＳＢ２を備えて構成されている。
【００４８】
また、電力演算装置１は、「波形データ生成方法」に従って「電圧波形データ」を生成する「波形データ生成装置」の一例であると共に、中継器３と相俟って「電力演算システム」における「電力演算装置」を構成する装置であって、電気自動車１００等に対して着脱可能に構成されている。この電力演算装置１では、図２に示すように、電圧検出部１１，１２、電流測定部１３、操作部１４、表示部１５、信号出力部１６、処理部１７および記憶部１８を備えている。
【００４９】
電圧検出部１１は、「第２の電圧検出部」に相当し、「第２の非接触式電圧センサ」の一例であるクランプ型の非接触式電圧センサ１１ａを備えて処理部１７と相俟って「ＣＡＮフレームをシリアルバスから読み取る読取部」を構成する。具体的には、電圧検出部１１は、処理部１７の制御に従い、後述するように各種機器からのシリアルバスＳＢ１への各種ＣＡＮフレームＦｃの伝送時にシリアルバスＳＢ１のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「第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周期的に検出し、検出した電圧の電圧レベル（「第２の電圧レベル」の一例）の変化を特定可能な情報を処理部１７に出力する。
【００５０】
電圧検出部１２は、「第１の電圧検出部」に相当し、「第１の非接触式電圧センサ」の一例であるクランプ型の非接触式電圧センサ１２ａを備えている。この電圧検出部１２は、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して電力が供給されている状態において電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている電圧（「第１の電圧」の一例）を非接触式電圧センサ１２ａを介して電力供給用導体に対して非接触で周期的に検出し、検出した電圧の電圧レベル（「第１の電圧レベル」の一例）の変化を特定可能な電圧レベルデータＤｌｖ（「電圧レベルデータ」の一例）を処理部１７に出力する。
【００５１】
電流測定部１３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１３ａを備えている。この電流測定部１３は、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して電力が供給されている状態において電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている電流の電流値（「電流値」の一例）を非接触式電流センサ１３ａを介して電力供給用導体に対して非接触で周期的に測定し、測定結果を示す電流値データＤａ（「電圧波形データに対応する第１の電圧が電力ラインに印加されていたときに電力ラインを流れていた電流の電流値を特定可能な電流値データ」の一例）を処理部１７に出力する。
【００５２】
操作部１４は、電力演算装置１の動作条件（「電圧波形データ」の生成、「電力値」の演算、およびそれらの処理結果の報知や記録等に関する条件）の設定操作が可能な複数の操作スイッチを備え（図示せず）、スイッチ操作に応じた操作信号を処理部１７に出力する。表示部１５は、電力演算装置１の動作状態や、処理部１７による演算結果（生成された「電圧波形」や「電力値」等）を処理部１７の制御下で表示する。
【００５３】
信号出力部１６は、処理部１７および中継器３と相俟って「ＣＡＮフレーム出力部」を構成し、後述するように、演算した「電力値」を特定可能に処理部１７によって生成されるＣＡＮフレームＦｃとしての電力値データフレームＦｃｐ（「電力値データフレーム」の一例）をシリアルバスＳＢ２に出力する。これにより、本例の電力演算システム１０では、後述するように、中継器３によって電力値データフレームＦｃｐがシリアルバスＳＢ１に中継される（シリアルバスＳＢ１に出力される）。
【００５４】
処理部１７は、電力演算装置１を総括的に制御する。具体的には、処理部１７は、「フレーム特定部」として機能して、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１におけるＣＡＮフレームＦｃの伝送時に電圧検出部１１によって検出される「第２の電圧」の「第２の電圧レベル」の変化に基づき、シリアルバスＳＢ１を伝送されているＣＡＮフレームＦｃを特定する処理（「読取部」として機能して「第１の処理部」としての処理部１７自身に特定したＣＡＮフレームＦｃを出力する処理）を実行する。
【００５５】
また、処理部１７は、「第１の処理部」として機能して、電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を示す「電圧波形」を特定可能な電圧波形データＤｗｖ（「電圧波形データ」の一例）を生成する。
【００５６】
具体的には、処理部１７は、電圧検出部１２から出力される電圧レベルデータＤｌｖに基づき、「第１の電圧」の「第１の電圧レベル」の変化（電圧レベルデータＤｌｖに記録されている値の変化）を、「第１の電圧」の「電圧波形」の「波形形状」として特定する。また、処理部１７は、上記のように「読取部」として機能してシリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖ（「電圧値データフレーム」の一例）に基づき、電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電圧値」を特定する。さらに、処理部１７は、特定した「波形形状」および「代表電圧値」に基づいて電圧波形データＤｗｖを生成して記憶部１８に記憶させる。
【００５７】
また、処理部１７は、「第２の処理部」として機能して、電力ラインＬ５を介してインバータユニット１０６からモータ１０７に供給されている「電力」の「電力値」を演算し、演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐ、および電力値データＤｐを記録した電力値データフレームＦｃｐを生成する。
【００５８】
具体的には、処理部１７は、上記のように「第１の処理部」として機能して生成した電圧波形データＤｗｖに基づき、電力ラインＬ５に印加されていた「第１の電圧」の「第１の電圧値」を特定する。また、処理部１７は、電流測定部１３から出力される電流値データＤａに基づき、電圧波形データＤｗｖに対応する「第１の電圧」が電力ラインＬ５に印加されていたときに電力ラインＬ５を流れていた「電流」の「電流値」を特定する。さらに、処理部１７は、特定した「第１の電圧値」および「電流値」に基づき、電力ラインＬ５を介して供給された「電力」の「電力値」を演算し、演算結果を示す電力値データＤｐを生成する。
【００５９】
また、処理部１７は、生成した電力値データＤｐの内容（演算した「電力値」）を示す電力値データフレームＦｃｐを生成すると共に、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させ、後述するように電力値データフレームＦｃｐに基づいて記録装置２において生成される電力値データＤｐを記録装置２に記録させると共に、中継器３を介してシリアルバスＳＢ１に電力値データフレームＦｃｐを出力させる。また、処理部１７は、電圧波形データＤｗｖに基づく「電圧波形」や、電力値データＤｐに基づく「電力値」などを表示部１５に表示させる。なお、処理部１７による上記の各処理の具体的な内容については、後に詳細に説明する。
【００６０】
記憶部１８は、処理部１７の動作プログラム、およびＣＡＮフレームＦｃを特定するためのフレーム特定用データや、処理部１７の演算結果を記憶する。
【００６１】
記録装置２は、図３に示すように、信号入力部２１、記録媒体２２、データ入出力部２３、処理部２４および記憶部２５を備え、電力演算装置１や中継器３と共にシリアルバスＳＢ２に接続されている。
【００６２】
信号入力部２１は、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されている各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取って処理部２４に出力する。記録媒体２２は、ＨＤＤやＳＳＤ等の大容量記録媒体で構成され、処理部２４の制御下で各種のデータ（後述の電力値データＤｐ等）を記録する。データ入出力部２３は、処理部２４の制御に従い、外部装置（携帯型電子端末等）から入力された各データを処理部２４に伝送して記録媒体２２に記録させたり、記録媒体２２に記録されているデータを外部装置（携帯型電子端末等）に出力したりする。
【００６３】
処理部２４は、記録装置２を総括的に制御する。具体的には、処理部２４は、電力演算装置１（信号出力部１６）によってシリアルバスＳＢ２に出力された電力値データフレームＦｃｐを取得すると共に、取得した電力値データフレームＦｃｐに基づいて電力値データＤｐを生成して記録媒体２２に記録させる。また、処理部２４は、外部装置からデータ入出力部２３を介して各種データが伝送されたときに、そのデータを記録媒体２２に記録させると共に、外部装置からの要求に従って記録媒体２２から電力値データＤｐ等を読み出してデータ入出力部２３を介して外部装置に出力する。記憶部２５は、処理部２４の動作プログラムや、ＣＡＮフレームＦｃを特定するためのフレーム特定用データなどを記憶する。
【００６４】
中継器３は、一例として、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に常設される機器（電気自動車１００の構成要素以外の機器から出力されたＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力するための機器）であって、「電力演算装置のＣＡＮフレーム出力部」を構成する。この中継器３は、図４に示すように、電圧検出部３１、信号出力部３２、処理部３３および記憶部３４を備えている。
【００６５】
電圧検出部３１は、電力演算装置１における電圧検出部１１と同様にして、非接触式電圧センサ１１ａと同様のクランプ型の非接触式電圧センサ３１ａを備え、処理部３３と相俟って「シリアルバスＳＢ２からＣＡＮフレームＦｃを読み取る［読取部］」を構成する。具体的には、電圧検出部３１は、処理部３３の制御に従い、電力演算装置１からシリアルバスＳＢ２に電力値データフレームＦｃｐが出力されたときにシリアルバスＳＢ２のフレーム伝送用導体に印加される電圧を非接触式電圧センサ３１ａを介してフレーム伝送用導体に対して非接触で周期的に検出し、検出した電圧の電圧レベルの変化を特定可能な情報を処理部３３に出力する。
【００６６】
信号出力部３２は、一例として、シリアルバスＳＢ１に常時接続されており、処理部３３の制御下で電力値データフレームＦｃｐをシリアルバスＳＢ１に出力する。処理部３３は、中継器３を総括的に制御する。具体的には、処理部３３は、電力演算装置１の処理部１７と同様に「フレーム特定部」として機能して、電力演算装置１からシリアルバスＳＢ２に電力値データフレームＦｃｐが出力されたときに電圧検出部３１によって検出される電圧の電圧レベルの変化に基づき、シリアルバスＳＢ２を伝送されている電力値データフレームＦｃｐを特定する処理を実行する。
【００６７】
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。
【００６８】
次に、電力演算システム１０による電圧波形データＤｗｖや電力値データＤｐの生成、および生成した電力値データフレームＦｃｐのシリアルバスＳＢ１への出力の各処理の一例について説明する。なお、上記したように、中継器３については、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に接続された状態（電気自動車１００の装備の１つとして電気自動車１００に常設された状態）となっているものとする。また、充電機構１０５等を介しての駆動用バッテリ１０１の蓄電については既に完了しているものとする。
【００６９】
例えば、電気自動車１００の電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を示す「電圧波形」を特定可能な電圧波形データＤｗｖの生成、および電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値（モータ１０７の動作に伴って消費される電力の電力値）」の演算を行う際には、電力演算システム１０の各構成要素を電気自動車１００に装着する。
【００７０】
具体的には、図１，２に示すように、電力演算装置１の電圧検出部１１における非接触式電圧センサ１１ａを電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に装着する（シリアルバスＳＢ１の信号線を非接触式電圧センサ１１ａによってクランプする）と共に、図１，２，４に示すように、シリアルバスＳＢ１に接続されている中継器３の電圧検出部３１における非接触式電圧センサ３１ａを電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２に装着する（シリアルバスＳＢ２の信号線を非接触式電圧センサ３１ａによってクランプする）。
【００７１】
なお、各図では、シリアルバスＳＢ１に対して１つの非接触式電圧センサ１１ａを装着すると共に、シリアルバスＳＢ２に対して１つの非接触式電圧センサ３１ａを装着した状態を図示しているが、実際には、シリアルバスＳＢ１における「CANH」および「CANL」毎の電圧値を検出するために両信号線毎に別個の非接触式電圧センサ１１ａを装着すると共に、シリアルバスＳＢ２における「CANH」および「CANL」毎の電圧値を検出するために両信号線毎に別個の非接触式電圧センサ３１ａを装着する。
【００７２】
この際には、シリアルバスＳＢ１に対する非接触式電圧センサ１１ａの装着により、シリアルバスＳＢ１を構成する上記の信号線のフレーム伝送用導体と非接触式電圧センサ１１ａの電極とが信号線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、フレーム伝送用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように電力演算装置１によってシリアルバスＳＢ１から各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取る準備が整う。
【００７３】
また、シリアルバスＳＢ２に対する非接触式電圧センサ３１ａの装着により、シリアルバスＳＢ２を構成する上記の信号線のフレーム伝送用導体と非接触式電圧センサ３１ａの電極とが信号線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、フレーム伝送用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように中継器３によってシリアルバスＳＢ２から各種のＣＡＮフレームＦｃを読み取る準備が整う。
【００７４】
次いで、電力演算装置１の電圧検出部１２における非接触式電圧センサ１２ａを電気自動車１００の電力ラインＬ５に装着する（電力ラインＬ５を非接触式電圧センサ１２ａによってクランプする）。この際には、電力ラインＬ５の電力供給用導体と非接触式電圧センサ１２ａの電極（電圧検出用導体）とが電線の絶縁被覆を介して近接した状態となり、電力供給用導体と電極とが容量結合した状態となる。これにより、後述するように電力演算装置１によって電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」を検出する準備が整う。
【００７５】
続いて、電力演算装置１の電流測定部１３における非接触式電流センサ１３ａを電気自動車１００の電力ラインＬ５に装着する（電力ラインＬ５を非接触式電流センサ１３ａによってクランプする）。この際には、電力ラインＬ５の電力供給用導体と非接触式電流センサ１３ａ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１３ａのケーシング等を介して近接した状態となる。これにより、後述するように電力演算装置１によって電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」を測定する準備が整う。
【００７６】
次いで、電力演算装置１の信号出力部１６、および記録装置２の信号入力部２１を電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２にそれぞれ接続する。なお、前述した非接触式電圧センサ１１ａと同様にして、信号出力部１６や信号入力部２１についても、１本の信号線をシリアルバスＳＢ２に接続するのではなく、シリアルバスＳＢ２における「CANH」および「CANL」毎に別個の信号線をそれぞれ接続する。以上により、電力演算システム１０の構成機器の電気自動車１００への設置が完了する。
【００７７】
この状態において、メインスイッチがオン状態に操作されて走行可能状態に移行させられた電気自動車１００においてアクセルペダルが操作されたときには、主制御部１０８が、ポジションセンサ（アクセル開度を検出するセンサ：図示せず）からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃ（アクセル開度を特定可能なＣＡＮフレームＦｃ）、および車速センサ（図示せず）からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃ（車速を特定可能なＣＡＮフレームＦｃ）などに基づき、モータ１０７をどのように動作させるかを決定する。また、主制御部１０８は、決定内容を示す制御データを特定可能なＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。
【００７８】
これに応じて、インバータユニット１０６は、主制御部１０８からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃに従い、モータ１０７を任意の回転速度で動作させるための電力の供給を要求するＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。また、電圧制御部１０４は、インバータユニット１０６からシリアルバスＳＢ１に出力されたＣＡＮフレームＦｃに応じて駆動用バッテリ１０１から電力ラインＬ２を介して供給される電力を予め規定された電圧値に変換して電力ラインＬ４を介してインバータユニット１０６に供給する。
【００７９】
また、インバータユニット１０６は、主制御部１０８からのＣＡＮフレームＦｃに従い、電力ラインＬ４を介して供給される電力（直流電力）をＤＣ／ＡＣ変換してモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給する。これにより、モータ１０７がインバータユニット１０６から供給される電力によって回転して駆動輪が回転させられる結果、車両の走行が開始される。この際に、インバータユニット１０６は、モータ１０７に対する上記の電力供給と並行して、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加している電圧の電圧値（「第１の電圧」の「第１の電圧値」）における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電圧値（予め規定された期間内の平均値、実効値および最大値のうちの少なくとも１つ）」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖなどのＣＡＮフレームＦｃをシリアルバスＳＢ１に出力する。
【００８０】
一方、電力演算システム１０では、電力演算装置１が電圧波形データＤｗｖや電力値データＤｐの生成を開始する。具体的には、処理部１７が、まず、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの読取りを開始する。
【００８１】
なお、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃは、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「SG」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位に対する「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位）の変動、および「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体に印加される電圧（「SG」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位に対する「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電位）の変動に基づく「２線差動電圧方式」で伝送される。このＣＡＮフレームＦｃの伝送方式については公知のため詳細な説明を省略するが、以下、理解を容易とするために、主として「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧に着目してＣＡＮフレームＦｃの読取りについて説明する。
【００８２】
この場合、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、単に「伝送用導体」ともいう）の電圧と、「SG」に対応する信号線の伝送用導体の電圧（すなわち、電圧検出部１１内の基準電位の電圧）との電位差が増加しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ１１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が増加する。また、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（電圧検出部１１内の基準電位の電圧）との電位差が減少しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ１１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が減少する。
【００８３】
したがって、本例の電力演算システム１０における電力演算装置１では、一例として、電圧検出部１１が、非接触式電圧センサ１１ａの電極が「CANH」の伝送用導体と同電位となって上記の電流値が「０」となるように、電極の電位をフィードバック制御する処理を行い、その状態において電極の電位を測定することで、「CANH」の伝送用導体に印加されている電圧の「電圧レベル」を特定（測定）する処理を予め規定された周期で繰り返し実行する。また、電圧検出部１１は、特定結果（電圧レベル）示す電圧データを処理部１７に順次出力する。
【００８４】
これに応じて、処理部１７は、電圧検出部１１から出力される電圧データによって示される伝送用導体の電圧レベルの変化に基づき、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容を特定して記憶部１８に記憶させる。具体的には、「CANH」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベルを超え、かつ「CANL」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベルを下回っているとき（「CANH」と「CANL」との電位差が予め規定されたレベルを超えているとき）に、デジタル信号の「０」が伝送されていると判別する。また、「CANH」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベル以下で、かつ「CANL」に対応する伝送用導体に容量結合している電極の電圧が予め規定された電圧レベル以上のとき（「CANH」と「CANL」との電位差が予め規定されたレベル以下のとき）に、デジタル信号の「１」が伝送されていると判別する。
【００８５】
このように、非接触式電圧センサ１１ａにおける電極の電圧に基づいてデジタル信号の「０」および「１」のいずれが伝送されているかを逐次判定することにより、非接触式電圧センサ１１ａが装着されているシリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃを特定する。なお、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１では、インバータユニット１０６が出力した電圧値データフレームＦｃｖ以外の各種のＣＡＮフレームＦｃが伝送されている。したがって、本例では、処理部１７が、電圧値データフレームＦｃｖ以外のＣＡＮフレームＦｃについても上記の方法に従って特定するが、特定したＣＡＮフレームＦｃのうち、電圧波形データＤｗｖや電力値データＤｐの生成には不要なＣＡＮフレームＦｃについては使用せずに、電圧値データフレームＦｃｖだけを使用して後述の各処理を実行する。
【００８６】
また、電力演算装置１では、上記のようなシリアルバスＳＢ１からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りの処理と並行して、電圧検出部１２による電圧レベルデータＤｌｖの生成、および処理部１７による「電圧波形」の「波形形状」の特定の処理が実行される。具体的には、本例では、電力ラインＬ５に対する非接触式電圧センサ１２ａの装着により、前述したように、電力ラインＬ５の電力供給用導体と非接触式電圧センサ１２ａの電極とが容量結合した状態となっている。したがって、電圧検出部１２は、電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧レベル」に応じて電力供給用導体から結合容量を介して電極に流れ込む電流の電流値を予め規定された周期でサンプリングすることにより、「第１の電圧」の「第１の電圧レベル」の変化を特定可能な電圧レベルデータＤｌｖを生成して処理部１７に出力する。
【００８７】
また、処理部１７は、電圧検出部１２から出力された電圧レベルデータＤｌｖを記憶部１８に記憶させると共に、電圧レベルデータＤｌｖに基づいて特定される「第１の電圧レベル」の変化を「第１の電圧」の「電圧波形」の「波形形状」として特定する。この場合、電圧レベルデータＤｌｖは、処理部１７が「電圧波形」の「波形形状」を特定可能であればよく、「第１の電圧」の「第１の電圧値」を正確に特定可能な情報である必要はない。したがって、本例の電力演算装置１（電力演算システム１０）では、上記のように結合容量を介して流れ込む電流の電流値を測定可能な程度の簡易な非接触式電圧センサ１２ａ、およびその電流値を測定して電圧レベルデータＤｌｖとして出力可能な程度の簡易な構成の電圧検出部１２によって「電圧レベルデータ」の一例である電圧レベルデータＤｌｖを生成することが可能となっている。
【００８８】
次いで、処理部１７は、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、および特定した「波形形状」に基づき、「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を示す「電圧波形」を特定して電圧波形データＤｗｖを生成する。具体的には、処理部１７は、まず、「読取部」として機能してシリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖに基づき、電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電圧値（平均値、実効値および最大値のうちの予め規定された少なくとも１つ）」を特定する。
【００８９】
次いで、処理部１７は、電圧レベルデータＤｌｖに基づいて特定した「波形形状」に、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定した「代表電圧値」に応じた値付けを行うことにより、「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を示す電圧波形データＤｗｖを生成して記憶部１８に記憶させる。具体的には、特定した「波形形状」で「電圧値」が変化したときに上記の「予め規定された周期」内の「平均値、実効値および最大値のうちの予め規定された少なくとも１つ（「電圧値データフレームＦｃｖに記録されている「代表電圧値」と同じパラメータ）が電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定した「代表電圧値」と同値になるように、その周期内の各「第１の電圧値」をそれぞれ特定する。これにより、電圧波形データＤｗｖの生成の処理が完了する。
【００９０】
また、電力演算装置１では、上記のようなＣＡＮフレームＦｃの読み取りや電圧波形データＤｗｖの生成の処理と並行して、電流測定部１３による電流値データＤａの生成、および処理部１７による電力値データＤｐの生成の処理が実行される。具体的には、本例の電力演算装置１では、電圧検出部１２による電圧レベルデータＤｌｖの生成および処理部１７への出力と並行して、電流測定部１３が電流値データＤａの生成および処理部１７への出力を実行している。この際に、電流測定部１３は、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」の「電流値」を予め指定された測定周期（サンプリング周期）で測定して電流値データＤａを生成し、生成した電流値データＤａを処理部１７に順次出力する。
【００９１】
また、処理部１７は、電流測定部１３から出力される電流値データＤａを記憶部１８に記憶させると共に、一例として、記憶させた電流値データＤａに基づき、前述の電圧値データフレームＦｃｖの「代表電圧値」の周期に対応する周期内の「電流値」の「波高率」を特定する。次いで、処理部１７は、記憶部１８に記憶させた上記の電圧波形データＤｗｖにおける「予め規定された周期」内の各「第１の電圧値」と、対応する周期内の各電流値データＤａに基づく「電流値」およびその「波高率」とに基づき、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている「電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）」の「予め規定された周期」内の「電力値」を演算（測定）する。
【００９２】
また、処理部１７は、演算した「電力値」に基づいて電力値データＤｐを生成して記憶部１８に記憶させる。これにより、電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値」の演算、および演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐの生成の処理が完了する。
【００９３】
次いで、処理部１７は、上記の電圧波形データＤｗｖに基づく「電圧波形」や、電力値データＤｐに基づく「電力値」などを表示部１５に表示させると共に、電力値データＤｐに基づいて電力値データフレームＦｃｐを生成して記憶部１８に記憶させる。また、処理部１７は、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させる。
【００９４】
この際に、記録装置２では、処理部２４が、シリアルバスＳＢ２に出力された電力値データフレームＦｃｐを取得すると共に、取得した電力値データフレームＦｃｐに基づいて特定される「電力値」を示す電力値データＤｐを生成して記録媒体２２に記録させる。これにより、電力演算装置１によって演算された電力値が記録装置２（記録媒体２２）に電力値データＤｐとして記録される。
【００９５】
一方、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１による上記の一連の処理、および記録装置２による電力値データＤｐの記録の処理と並行して、中継器３が、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃ（本例では、電力値データフレームＦｃｐ）をシリアルバスＳＢ１に出力する（中継する）処理を実行する。
【００９６】
この場合、前述したシリアルバスＳＢ１でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時と同様にして、シリアルバスＳＢ２でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時にも、シリアルバスＳＢ２における「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（すなわち、電圧検出部３１内の基準電位の電圧）との電位差が増加しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ３１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が増加する。また、シリアルバスＳＢ２でのＣＡＮフレームＦｃの伝送時に、「CANH」に対応する伝送用導体の電圧と、「SG」に対応する伝送用導体の電圧（電圧検出部３１内の基準電位の電圧）との電位差が減少しているときには、伝送用導体から非接触式電圧センサ３１ａの電極に結合容量を介して流れ込む電流信号の電流量が減少する。
【００９７】
したがって、本例の電力演算システム１０における中継器３では、前述した電力演算装置１における電圧検出部１１と同様にして、電圧検出部３１が、非接触式電圧センサ３１ａの電極が「CANH」の伝送用導体と同電位となって上記の電流値が「０」となるように、電極の電位をフィードバック制御する処理を行い、その状態において電極の電位を測定することで、「CANH」の伝送用導体に印加されている電圧の電圧値を特定（測定）する処理を予め規定された周期で繰り返し実行する。また、電圧検出部３１は、測定結果（電圧値）示す電圧データを処理部３３に順次出力する。
【００９８】
これに応じて、処理部３３は、電圧検出部３１から出力される電圧データによって示される電圧値に基づき、シリアルバスＳＢ２を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃ（本例では、電力演算装置１の信号出力部１６から出力された電力値データフレームＦｃｐ）の内容を特定して信号出力部３２からシリアルバスＳＢ１に出力させる。これにより、電力演算システム１０から電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１に対して電力値データフレームＦｃｐが出力される。したがって、例えば、主制御部１０８が、シリアルバスＳＢ１を介して伝送される電力値データフレームＦｃｐを取得し、電力ラインＬ５を介して供給されている電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）の電力を把握して、例えばテスト動作モード時の予め規定された処理を実行する。
【００９９】
なお、詳細な説明を省略するが、シリアルバスＳＢ２には、電力演算装置１から出力された電力値データフレームＦｃｐ以外の各種のＣＡＮフレームＦｃが出力されることがある。この際に、本例の電力演算システム１０（中継器３）では、一例として、処理部３３が、各種ＣＡＮフレームＦｃを特定し、特定したＣＡＮフレームＦｃのうちの予め規定されたＣＡＮフレームＦｃだけをシリアルバスＳＢ１に出力する。これにより、電気自動車１００において利用可能な任意のＣＡＮフレームＦｃが中継器３を介してシリアルバスＳＢ１に出力される。
【０１００】
この後、電力演算装置１の操作部１４の操作によって電力値の演算、表示および記録の一連の処理が指示されるまで、電力演算装置１、記録装置２および中継器３は、上記の処理を継続的に繰り返し実行する。
【０１０１】
一方、上記のような処理を完了し、電力演算システム１０による電圧波形データＤｗｖの生成や「電力値」の演算などを継続する必要がなくなったときには、中継器３を除く構成要素（電力演算装置１、記録装置２およびシリアルバスＳＢ２）を電気自動車１００から取り外す。
【０１０２】
この際に、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１における電圧検出部１１の非接触式電圧センサ１１ａをシリアルバスＳＢ１の伝送用導体に対して非接触の状態（信号線を非接触式電圧センサ１１ａによってクランプした状態）でＣＡＮフレームＦｃの伝送に伴う「電圧レベル」の変化を特定する構成を採用している。したがって、シリアルバスＳＢ１から非接触式電圧センサ１１ａを取り外した状態において、非接触式電圧センサ１１ａの装着前の状態から伝送用導体の絶縁性が低下する事態が回避される。
【０１０３】
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。
【０１０４】
さらに、本例の電力演算システム１０では、電力演算装置１における電圧検出部１２の非接触式電圧センサ１２ａや電流測定部１３の非接触式電流センサ１３ａを電力ラインＬ５の電力供給用導体に対して非接触の状態（電力ラインＬ５を非接触式電圧センサ１２ａや非接触式電流センサ１３ａによってクランプした状態）で「第１の電圧」や「電流」を検出する構成を採用している。したがって、電力ラインＬ５から非接触式電圧センサ１２ａや非接触式電流センサ１３ａを取り外した状態において、これらの装着前の状態から電力ラインＬ５の絶縁性が低下する事態も回避される。
【０１０５】
以上により、電力演算システム１０による電圧波形データＤｗｖの生成や「電力値」の演算等に関する一連の作業が終了する。また、上記の作業によって電力演算装置１（記憶部１８）に記憶された電圧波形データＤｗｖについては、図示しない外部装置接続用コネクタを介して外部装置としての各種情報処理端末を電力演算装置１に接続することにより、電力演算装置１から情報処理端末に出力させることができる。また、記録装置２（記録媒体２２）に記録された電力値データＤｐについては、記録装置２のデータ入出力部２３に各種情報処理端末を接続することにより、記録装置２から情報処理端末に出力させることができる。これにより、情報処理端末によって電圧波形データＤｗｖや電力値データＤｐを解析したり、電圧波形データＤｗｖの「信号波形」や電力値データＤｐの「電力値」についての任意の情報を表示・印刷したりすることが可能となる。
【０１０６】
このように、この電力演算装置１、およびその「波形データ生成方法」では、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されるＣＡＮフレームＦｃのうちの電力ラインＬ５に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」における「予め規定された周期」内の「代表電圧値」を特定可能な電圧値データフレームＦｃｖをシリアルバスＳＢ１から読み取り、かつ、電力ラインＬ５の電力供給用導体に対して非接触で「第１の電圧」を検出可能な非接触式電圧センサ１２ａを介して「第１の電圧」を周期的に検出して「第１の電圧」の「第１の電圧レベル」の変化を特定可能な電圧レベルデータＤｌｖを生成すると共に、電圧レベルデータＤｌｖに基づいて特定される「第１の電圧レベル」の変化を、「第１の電圧値」の変化を示す「電圧波形」の「波形形状」として、電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「代表電圧値」および「波形形状」に基づいて電圧波形データＤｗｖを生成する。
【０１０７】
したがって、この電力演算装置１および「波形データ生成方法」によれば、電力ラインＬ５の電力伝送用導体に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」を短いサンプリング周期で高精度に測定可能な高価な「測定装置」を使用することなく、「第１の電圧」の「第１の電圧レベル」の変化を特定可能な程度の簡易な構成の「測定装置（電力演算システム１０の例では、電力演算装置１の電圧検出部１２）」を使用して電圧レベルデータＤｌｖを生成して「電圧波形」の「波形形状」を特定し、特定した「波形形状」に、シリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖに基づいて特定される「代表電圧値」に基づいて値付けを行うことで、「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を特定可能な高精度な「電圧波形」の電圧波形データＤｗｖを生成することができる。これにより、電圧波形データＤｗｖの生成に要するコストを十分に低減することができる。また、非接触式電圧センサ１２ａを使用した「第１の電圧」の検出により、電力ラインＬ５の絶縁性を低下させることなく「第１の電圧レベル」の変化を特定可能な電圧レベルデータＤｌｖを生成することができるため、電圧波形データＤｗｖの生成のために電力ラインＬ５の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【０１０８】
また、この電力演算装置１、およびその「波形データ生成方法」によれば、ＣＡＮフレームＦｃの伝送時にシリアルバスＳＢ１のフレーム伝送用導体に印加される「第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を介して「第２の電圧」を検出し、検出した「第２の電圧」の「第２の電圧レベル」の変化に基づいてシリアルバスＳＢ１を介して伝送されたＣＡＮフレームＦｃを特定することにより、シリアルバスＳＢ１の各信号線におけるフレーム伝送用導体を覆っている絶縁被覆を剥がすことなくＣＡＮフレームＦｃを読み出すことができるため、電圧波形データＤｗｖの生成のためにフレーム伝送用導体の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【０１０９】
また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、上記の「波形データ生成方法」に従って電圧波形データＤｗｖを生成し、生成した電圧波形データＤｗｖに基づいて「第１の電圧値」を特定し、かつ電圧波形データＤｗｖに対応する「第１の電圧」が電力ラインＬ５に印加されていたときに電力ラインＬ５を流れていた「電流」の「電流値」を特定可能な電流値データＤａに基づいて「電流値」を特定すると共に、特定した「第１の電圧値」および「電流値」に基づき、電力ラインＬ５を介して供給された「電力」の「電力値」を演算することにより、高精度な電圧波形データＤｗｖに基づいて高精度な「電力値」を演算することができるだけでなく、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」を高精度に測定可能な高価な「測定装置」が不要となる分だけ、「電力値」を低コストで演算することができる。
【０１１０】
また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、電力供給用導体に対して非接触で「電流」を検出可能な非接触式電流センサ１３ａを介して「電流」の「電流値」を周期的に測定して「電流値」の変化を特定可能な電流値データＤａを生成することにより、電力ラインＬ５の絶縁性を低下させることなく「電流」の「電流値」を特定可能な電流値データＤａを生成することができるため、「電力値」の演算のために電力ラインＬ５の絶縁性が低下した状態となるのを好適に回避することができる。
【０１１１】
また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」によれば、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを生成してシリアルバスＳＢ１に出力することにより、演算した「電力値」が供給されている設備（本例では、電気自動車１００）側で、「電力値」を演算するための構成を備えることなく、電力演算システム１０から出力した電力値データフレームＦｃｐに基づいて特定される「電力値」を利用して各種の処理を実行させることができる。
【０１１２】
次に、電力演算システム１０による「電力値の演算」の他の実施の形態について説明する。
【０１１３】
なお、演算に際して使用する電圧レベルデータＤｌｖの生成の処理については、上記の実施の形態と同様のため、詳細な説明を省略する。また、以下に説明する実施の形態においては、電力演算装置１における電流測定部１３および非接触式電流センサ１３ａを使用しないため、これらの構成要素を不要として「電力演算システム」を構成することもできるが、その他の構成要素については、上記の実施の形態における電力演算装置１の各構成要素と同様の機能を要するため、以下、一例として、電力演算装置１の電流測定部１３（非接触式電流センサ１３ａ）を使用せずに「電力値」の演算（測定）を行う例について説明する。
【０１１４】
上記の電力演算システム１０（電力演算装置１）では、前述のような「電力値」の演算処理に代えて、電力ラインＬ５を流れている「電流」の「電流値」などについて、電気自動車１００の構成要素によって測定された値を使用して「電力値」を演算可能に構成されている。具体的には、電気自動車１００において、インバータユニット１０６からモータ１０７への電力ラインＬ５を介しての電力の供給時に、前述の電圧値データフレームＦｃｖに加え、電流値データフレームＦｃａ、位相差データフレームＦｃｄ、および波高率データフレームＦｃｃなどがシリアルバスＳＢ１を介して伝送されているときには、これらのＣＡＮフレームＦｃを読み取って「電力値」を演算することができる。
【０１１５】
この場合、電流値データフレームＦｃａは、「電流値データフレーム」の一例であって、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」の「電流値」における「予め規定された周期」内の代表値である「代表電流値（平均値、実効値および最大値のうちの少なくとも１つ）」を特定可能なデータで構成されている。また、位相差データフレームＦｃｄは、「位相差データフレーム」の一例であって、電力ラインＬ５の電力供給用導体に印加されている「第１の電圧」と電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」との間の「位相差」を特定可能なデータで構成されている。さらに、波高率データフレームＦｃｃは、「波高率データフレーム」の一例であって、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「電流」の「波高率（ピーク値と実効値との比率：クレストファクタ）」を特定可能なデータで構成されている。
【０１１６】
インバータユニット１０６からモータ１０７への電力ラインＬ５を介しての電力供給時に上記のような各ＣＡＮフレームＦｃがシリアルバスＳＢ１を介して伝送されている状態において、電力ラインＬを介して供給されている電力（モータ１０７の動作に伴って消費されている電力）の「電力値」を演算する際に、この実施形態に係る電力演算装置１（電力演算システム１０）における「電力演算方法」では、まず、前述の実施形態と同様にして電圧波形データＤｗｖを生成する。また、電力演算装置１では、処理部１７が、電圧波形データＤｗｖの生成時にシリアルバスＳＢ１から読み取った電圧値データフレームＦｃｖの他に、電流値データフレームＦｃａと、位相差データフレームＦｃｄおよび波高率データフレームＦｃｃの予め規定された一方とをシリアルバスＳＢ１から読み取る。なお、シリアルバスＳＢ１からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに関する具体的な処理については前述の例と同様のため、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
次いで、処理部１７は、電圧波形データＤｗｖに基づいて「予め規定された周期」内の各「第１の電圧値」を特定すると共に、電流値データフレームＦｃａに基づいて「代表電流値」を特定し、かつ位相差データフレームＦｃｄに基づいて「位相差」を特定する処理と、電圧波形データＤｗｖに基づいて「予め規定された周期」内の各「第１の電圧値」を特定すると共に、電流値データフレームＦｃａに基づいて「代表電流値」を特定し、かつ波高率データフレームＦｃｃに基づいて「波高率」を特定する処理との予め規定された少なくとも一方を実行する
【０１１８】
続いて、処理部１７は、各「第１の電圧値」、「代表電流値」および「位相差」を特定する処理を実行したときには、特定した各「第１の電圧値」、「代表電流値」および「位相差」に基づいて「電力値」を演算する演算処理を実行し、各「第１の電圧値」、「代表電流値」および「波高率」を特定する処理を実行したときには、特定した各「第１の電圧値」、「代表電流値」および「波高率」に基づいて「電力値」を演算する演算処理を実行する。これにより、電気自動車１００のインバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている「電力」の「電力値」が演算され、演算された「電力値」を示す電力値データＤｐが生成されて記憶部１８に記憶される。
【０１１９】
また、処理部１７は、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを生成すると共に、生成した電力値データフレームＦｃｐを信号出力部１６からシリアルバスＳＢ２に出力させる。この際に、前縦した実施形態のときと同様にして、記録装置２において電力値データフレームＦｃｐに対応する電力値データＤｐが生成されて記録媒体２２に記録されると共に、中継器３によって電力値データフレームＦｃｐがシリアルバスＳＢ１に出力される。この後、一連の処理を終了する指示が行われるまで、電力演算装置１、記録装置２および中継器３は、上記の処理を継続的に繰り返し実行する。
【０１２０】
このように、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」では、「電流値」における「予め規定された周期」内の「代表電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａ、および「第１の電圧」と「電流」との間の「位相差」を特定可能な位相差データフレームＦｃｄをシリアルバスＳＢ１からそれぞれ読み取り、電圧波形データＤｗｖに基づいて特定される「第１の電圧値」、電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「代表電流値」、および位相差データフレームＦｃｄに基づいて特定される「位相差」に基づいて「電力値」を演算する。
【０１２１】
また、この電力演算システム１０、およびその「電力演算方法」では、「電流値」における「予め規定された周期」内の「代表電流値」を特定可能な電流値データフレームＦｃａ、および「電流」の「波高率」を特定可能な波高率データフレームＦｃｃをシリアルバスＳＢ１からそれぞれ読み取り、電圧波形データＤｗｖに基づいて特定される「第１の電圧値」、電流値データフレームＦｃａに基づいて特定される「代表電流値」、および波高率データフレームＦｃｃに基づいて特定される「波高率」に基づいて電力値を演算する。
【０１２２】
したがって、この電力演算システム１０および「電力演算方法」によれば、電力ラインＬ５の電力供給用導体を流れている「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。
【０１２３】
なお、「波形データ生成装置」および「電力演算システム」の構成や、その「波形データ生成方法」および「電力演算方法」の手順については、上記の電力演算システム１０（電力演算装置１）の構成や、その「波形データ生成方法」および「電力演算方法」の手順の例に限定されない。
【０１２４】
例えば、電気自動車１００のシリアルバスＳＢ１からの非接触式電圧センサ１１ａを介してのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際して、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧、および「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体の電圧を電圧検出部１１によってそれぞれ検出し、処理部１７が、検出された両フレーム伝送用導体の電圧の差に基づいて、シリアルバスＳＢ１を介して伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容を特定する構成・方法の例について説明したが、次の構成を採用することもできる。
【０１２５】
具体的には、「２線差動電圧方式」で伝送されるＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際しては、前述の例の電力演算装置１における電圧検出部１１に代えて、図５に示す電圧検出部５０を備えて「電力演算装置」を構成することにより、処理部１７によるＣＡＮフレームＦｃの読み取り（内容の特定）を正確かつ容易に行うことが可能となる。この電圧検出部５０は、同図に示すように、増幅器５１ｈ，５１ｌ、差分回路（一例として、トランス）５２、増幅器５３およびＡ／Ｄ変換器５４を備えて構成されている。
【０１２６】
前述の電圧検出部１１に代えて上記の電圧検出部５０を備えた電力演算装置１によってシリアルバスＳＢ１からＣＡＮフレームＦｃを読み取る際には、「CANH」に対応する信号線、および「CANL」に対応する信号線に非接触式電圧センサ１１ａをそれぞれ装着する。この状態においてシリアルバスＳＢ１にＣＡＮフレームＦｃが伝送されたときには、「CANH」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、「「CANH」の伝送用導体」ともいう）と非接触式電圧センサ１１ａの検出用電極との間の結合容量を介して、「CANH」の伝送用導体の電位に応じて流れる電流に応じた電圧が増幅器５１ｈによって増幅されると共に、「CANL」に対応する信号線のフレーム伝送用導体（以下、「「CANL」の伝送用導体」ともいう）と非接触式電圧センサ１１ａの検出用電極との間の結合容量を介して、「CANL」の伝送用導体の電位に応じて流れる電流に応じた電圧が増幅器５１ｌによって増幅される。
【０１２７】
また、増幅器５１ｈからの出力電圧と増幅器５１ｌからの出力電圧の差分に対応する電圧が差分回路５２から出力され、この出力電圧が増幅器５３によって増幅されてＡ／Ｄ変換器５４によってＡ／Ｄ変換されて電圧値データとして処理部１７に出力される。一方、処理部１７は、Ａ／Ｄ変換器５４から出力された電圧値データの値が予め規定された電圧値レベル以上のときに、デジタル信号の「０」が伝送されていると判別する。また、処理部１７は、Ａ／Ｄ変換器５４から出力された電圧値データの値が予め規定された電圧値レベルを下回っているときに、デジタル信号の「１」が伝送されていると判別する。これにより、前述した電圧検出部１１を備えた電力演算装置１におけるＣＡＮフレームＦｃの読み取り時と同様にして、シリアルバスＳＢ１を伝送されているＣＡＮフレームＦｃの内容が特定される。
【０１２８】
なお、詳細な説明を省略するが、上記の電圧検出部５０の構成については、中継器３の電圧検出部３１に対して適用することもできる。また、電力演算システム１０のシリアルバスＳＢ２からのＣＡＮフレームＦｃの読み取りに際して、フレーム伝送用導体に対して非接触で非接触式電圧センサ３１ａを介して「電圧」を検出し、その「電圧レベル」の変化に基づいてＣＡＮフレームＦｃを特定する中継器３を備えた電力演算システム１０の例について説明したが、シリアルバスＳＢ２のフレーム伝送用導体に対して直接接触（直接接続）した信号線を介してシリアルバスＳＢ２からＣＡＮフレームＦｃを読み取る構成の中継器３を備えて「電力演算システム」を構成することもできる（図示せず）。
【０１２９】
また、演算した「電力値」を特定可能な電力値データＤｐを記録する記録装置２を備えた電力演算システム１０の例について説明したが、「電力値データ」を記録する構成は「電力演算システム」に必須の構成要素ではないため、「電力値データ」を記録しない構成を採用することもできる。さらに、演算した「電力値」を特定可能な電力値データフレームＦｃｐを中継器３からシリアルバスＳＢ１に出力する構成の電力演算システム１０を例に挙げて説明したが、「シリアルバス」に「電力値データフレーム」を出力する構成は「電力演算システム」に必須の構成要素ではないため、「電力値データフレーム」を出力しない構成を採用することもできる。
【０１３０】
また、インバータユニット１０６からモータ１０７に電力ラインＬ５を介して供給されている交流電力を対象として「電圧波形」の「波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりする例について説明したが、「波形データ生成装置」および「波形データ生成方法」によって「波形データ」を生成する対象や、「電力演算システム」および「電力演算方法」によって「電力値」を演算する対象は、これに限定されず、例えば、図示しない空調機器制御部から空調機器（コンプレッサ用の三層交流モータ等）に電力ラインを介して供給されている交流電力を対象として上記の例と同様の構成・方法に従って「波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりすることもできる。
【０１３１】
さらに、電力演算装置１の処理部１７を「第１の処理部」および「第２の処理部」として機能させる構成を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を一体的に構成したときに、「電圧波形データ」を生成する「第１の処理部」と、「電力値」を演算する「第２の処理部」とを別個に設けることもできる。また、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を一体的に構成した電力演算装置１を備えた電力演算システム１０を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「電力演算装置」を別個に構成して「電力演算システム」を構成することもできる。
【０１３２】
また、電気自動車１００の「電力ライン（本例では、電力ラインＬ５）」を介して電力が供給されているときに「電力ライン」に印加されている「第１の電圧」の「第１の電圧値」の変化を特定可能な「電圧波形」の電圧波形データＤｗｖを生成したり、生成した電圧波形データＤｗｖに基づいて「電力値」を演算したりする形態を例に挙げて説明したが、電気自動車１００などの車両以外の各種の分野（工場内設備用のネットワークや、耕作地内ネットワーク等の分野）における任意の「電圧波形」を特定可能な「電圧波形データ」を生成したり「電力値」を演算したりする際に、上記の電力演算システム１０の構成と同様の構成や、電力演算システム１０における「波形データ生成方法」および「電力演算方法」と同様の方法を採用することができる。
【０１３３】
また、生成した電圧波形データＤｗｖに基づいて「電力値」を演算する構成および方法を例に挙げて説明したが、「波形データ生成装置」および「波形データ生成方法」によって生成した「電圧波形データ」の用途は、「電力値」の演算に限定されず、「電力ライン」の状態（電力源や負荷の状態）の分析等のために、「電圧波形」の表示や印刷を目的として「電圧波形データ」を生成することもできる。
【０１３４】
加えて、「シリアルバス」から読み取る「電圧値データフレーム」等は、ＣＡＮフレームＦｃ等の「ＣＡＮフレーム」に限定されず、「ＣＡＮ  ＦＤ」、「ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）」および「ＬＩＮ」などの各種通信規格に準ずるフレーム（デジタルデータ）や、「ＬＶＤＳ」による小振幅低消費電力通信が可能な各種通信規格に準ずるフレーム（デジタルデータ）を利用して「電力値」を演算する構成・方法を採用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  電力演算システム
１  電力演算装置
２  記録装置
３  中継器
１１，１２，３１，５０  電圧検出部
１１ａ，１２ａ，３１ａ  非接触式電圧センサ
１３  電流測定部
１３ａ  非接触式電流センサ
１４  操作部
１５  表示部
１６，３２  信号出力部
１７，２４，３３  処理部
１８，２５，３４  記憶部
２１  信号入力部
２２  記録媒体
２３  データ入出力部
５１ｈ，５１ｌ  増幅器
５２  差分回路
５３  増幅器
５４  Ａ／Ｄ変換器
１００  電気自動車
１０６  インバータユニット
１０７  モータ
Ｄａ  電流値データ
Ｄｌｖ  電圧レベルデータ
Ｄｐ  電力値データ
Ｄｗｖ  電圧波形データ
Ｆｃ  ＣＡＮフレーム
Ｆｃａ  電流値データフレーム
Ｆｃｃ  波高率データフレーム
Ｆｃｄ  位相差データフレーム
Ｆｃｐ  電力値データフレーム
Ｆｃｖ  電圧値データフレーム
Ｌ５  電力ライン
ＳＢ１，ＳＢ２  シリアルバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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