(57)【要約】【課題】送信機から送信された伝送信号が当該送信機と対(ペア)になる受信機以外の受信機で受信される(混信する)ことを抑制する。【解決手段】複数台の充電スタンド４同士を接続している電線(電源ケーブル６)の外周の一部を導電体(例えば、銅箔)８によって覆うとともに導電体８を接地している。すなわち、電源ケーブル６を介して伝搬する電界が接地された導電体８によって減衰するので、隣の充電スタンド４に設置された受信機２で伝送信号が受信される可能性は著しく低下することになる。その結果、複数台の充電スタンド４が近接して設置される場合においても、一の充電スタンド４に設置された受信機２と対になる送信機１から送信される伝送信号が他の充電スタンド４に設置された受信機２で受信され難くして混信を抑制することかできる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置と電気機器を接続する電線を介して電界通信を行う送信機と受信機をそれぞれ複数有し、前記送信機は、前記電線の近傍に配置される送信電極と、交流信号を発振する発振回路と、前記発振回路を制御して前記交流信号を変調する変調回路とを備え、変調された伝送信号を前記送信電極に印加するように構成され、
前記受信機は、前記電線の近傍に配置される受信電極と、前記受信電極に誘導される電界を前記伝送信号に変換する受信回路と、前記受信回路が受信する前記伝送信号を復調する復調回路とを備え、前記復調回路が復調した信号を外部に出力するように構成され、
複数の前記給電装置は、前記電線又は前記電線と導通する電線を介して互いに接続されており、前記給電装置同士を接続している前記電線は、外周の一部が導電体によって覆われるとともに前記導電体が接地されてなることを特徴とする電界通信システム。
【請求項２】
前記送信機は、前記電気機器に割り当てられた認証情報を前記伝送信号で送信することを特徴とする請求項１記載の電界通信システム。
【請求項３】
前記電気機器は蓄電池を搭載した電気自動車であり、前記給電装置から前記電線を介して給電される電力で前記蓄電池を充電するように構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の電界通信システム。
【請求項４】
電線を介して電気機器に給電する給電装置であって、前記電線を介して電界通信を行う請求項１〜３の何れかの電界通信システムの受信機を搭載したことを特徴とする給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界通信システム、及び当該電界通信システムを利用する給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体の表面近くで送信機によって交流の電界を発生(送信)させ、誘導によって人体の表面全体に生じる交流電界を受信機で検出(受信)する、いわゆる電界通信システムが種々提供されている(例えば、特許文献１又は特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５００８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人体の代わりに電源ケーブルなどの電線を介して電界通信を行う場合、電線の表面に誘導される電界が遠方にまで伝搬し、他の電界通信システムとの間で混信が発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、送信機から送信された伝送信号が当該送信機と対(ペア)になる受信機以外の受信機で受信される(混信する)ことを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電界通信システムは、給電装置と電気機器を接続する電線を介して電界通信を行う送信機と受信機をそれぞれ複数有し、前記送信機は、前記電線の近傍に配置される送信電極と、交流信号を発振する発振回路と、前記発振回路を制御して前記交流信号を変調する変調回路とを備え、変調された伝送信号を前記送信電極に印加するように構成され、前記受信機は、前記電線の近傍に配置される受信電極と、前記受信電極に誘導される電界を前記伝送信号に変換する受信回路と、前記受信回路が受信する前記伝送信号を復調する復調回路とを備え、前記復調回路が復調した信号を外部に出力するように構成され、複数の前記給電装置は、前記電線又は前記電線と導通する電線を介して互いに接続されており、前記給電装置同士を接続している前記電線は、外周の一部が導電体によって覆われるとともに前記導電体が接地されてなることを特徴とする。
【０００７】
この電界通信システムにおいて、前記送信機は、前記電気機器に割り当てられた認証情報を前記伝送信号で送信することが好ましい。
【０００８】
この電界通信システムにおいて、前記電気機器は蓄電池を搭載した電気自動車であり、前記給電装置から前記電線を介して給電される電力で前記蓄電池を充電するように構成されることが好ましい。
【０００９】
本発明の給電装置は、電線を介して電気機器に給電する給電装置であって、前記電線を介して電界通信を行う前記電界通信システムの受信機を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電界通信システム及び給電装置は、送信機から送信された伝送信号が当該送信機と対(ペア)になる受信機以外の受信機で受信される(混信する)ことが抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る電界通信システムの実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】本発明に係る給電装置の実施形態(充電スタンド)を示す正面図である。
【図３】同上の給電装置(充電スタンド)を示し、背面側の金属板を外した状態の平面図である。
【図４】同上の給電装置(充電スタンド)を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る電界通信システムの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、電気自動車(以下、ＥＶと略す。)３に搭載される送信機１と、ＥＶ３を充電するための充電設備(充電スタンド４)に搭載される受信機２とを有する(図１参照)。すなわち、本実施形態においては、ＥＶ３が電気機器に相当し、ＥＶ３に充電電力を供給する充電スタンド４が給電装置に相当する。なお、ＥＶ３は、ハイブリッド電気自動車を含むものとする。
【００１３】
まず、充電スタンド４の構造について簡単に説明する。この充電スタンド４は、公共施設や商業施設の駐車場に複数台がまとめて設置され、不特定多数の利用者に利用されるものである。充電スタンド４は、図２及び図３に示すように駐車場の地面に立設されるスタンド本体40と、スタンド本体40内に収納される複数(図示例では２つ)の充電ユニット５とで構成される。
【００１４】
スタンド本体40は、金属板によって前面が開口した縦長の角筒状に形成され、地中に埋設された２系統の電源ケーブル６が底面から内部に導入される。なお、各電源ケーブル６は、スタンド本体40内において漏電遮断器42の入力端子にそれぞれ接続される(図３参照)。また、漏電遮断器42の出力端子は、電線によって端子台41を介して充電ユニット５に接続される。
【００１５】
充電ユニット５は、スタンド本体40内に収納される箱形の筐体50と、筐体50の前面から引き出された充電ケーブル51とを有する。充電ケーブル51は、給電線と通信線を含む多心の電気ケーブル52と、電気ケーブル52の先端に設けられた充電コネクタ53とを有している。充電コネクタ53は、ＥＶ３の充電口(受け側のコネクタ)に着脱自在に接続されるものであって、利用者(運転者)が持ち易いようにグリップ530が一体に形成され、グリップ530の後端から電気ケーブル52が引き出されている。
【００１６】
また、充電ユニット５は、図４に示すようにマイクロコントローラ(マイコン)を主構成要素とする制御回路55や開閉器56などで構成される。開閉器56は、漏電遮断器42の出力端子と充電ケーブル51の間の電路に挿入される電磁リレーからなる。つまり、開閉器56がオフ(開成)すれば、充電ケーブル51への電路が遮断されてＥＶ３の充電が不可となり、開閉器56がオン(閉成)すれば、充電ケーブル51への電路が接続(オン)されてＥＶ３の充電が可能となる。
【００１７】
制御回路55は、充電ケーブル51を介してＥＶ３の充電制御用ＥＣＵ(Electronic Control Unit)との間でＣＰＬＴ(Control Pilot)信号を相互に伝送する。このＣＰＬＴ信号は、充電コネクタ53がＥＶ３の充電口に差し込まれることで伝送可能となり、充電スタンド４から供給可能な電流容量を充電制御用ＥＣＵへ通知したり、ＥＶ３の充電準備が整ったことを制御回路55に通知するように構成される。そして、制御回路55は、充電制御用ＥＣＵから充電準備完了の通知を受け取ると、開閉器56をオン(閉成)して充電ケーブル51を介してＥＶ３に電力を供給する。また、制御回路55は、充電中に充電コネクタ53が充電口から外されたり、充電制御用ＥＣＵから充電終了の通知を受け取ると、開閉器56をオフ(開成)してＥＶ３への電力供給を停止する。
【００１８】
次に、送信機１及び受信機２について説明する。
【００１９】
送信機１は、送信電極10、発振回路11、変調回路12、電源回路13などで構成され、送信電極10が充電口に接続された充電ケーブル51の近傍に配置されるようにＥＶ３の車体に取り付けられる。
【００２０】
発振回路11は、例えば、電圧制御発振器(ＶＯＣ:Voltage Controlled Oscillator)からなり、ＲＦ(Radio Frequency)の交流信号(高周波信号)を発振する。変調回路12は、例えば、発振回路11を制御して前記高周波信号(搬送波)をＦＳＫ(周波数シフトキーイング)変調することにより、認証情報を含む伝送信号を生成し、生成した伝送信号を送信電極10に印加させるように構成される。そして、伝送信号が印加されることで送信電極10の周囲に発生する電界が変化し、当該電界の変化が充電ケーブル51を介して伝搬し、その結果、伝送信号が送信機１から受信機２に伝送される。なお、電源回路13は、電池(一次電池又は二次電池)を電源として各回路11、12に動作用の電源を供給する。
【００２１】
受信機２は、受信電極20、受信回路21、復調回路22、制御回路23、無線通信回路24、電源回路25などで構成され、受信電極20が充電ケーブル51の近傍に配置されるように充電ユニット５の筐体50内に収納される。
【００２２】
受信回路21は、受信電極20に誘導される電界の変化を電気信号(伝送信号)に変換して復調回路22に出力する。復調回路22は、受信回路21から受け取った伝送信号から認証情報を復調して制御回路23に渡す。制御回路23はマイコンを主構成要素とし、復調回路22から受け取った認証情報を無線通信回路により認証サーバ(図示せず)へ送信させる。
【００２３】
無線通信回路24は、例えば、携帯電話事業者の携帯電話網を介して認証サーバと無線通信を行うように構成され、認証サーバによる認証情報の認証結果(認証可又は認証不可)を受信して制御回路23に渡す。なお、認証情報は、例えば、個々の送信機１に割り当てられた固有の識別符号(ＩＤ)からなる。一方、認証サーバは、前記識別符号が登録されるデータベースを有している。そして、認証サーバは、受信機２から送られてくる認証情報(識別符号)が前記データベースに登録されている識別符号と一致すれば認証可と判断し、前記データベースに登録されている識別符号と一致しなければ認証不可と判断する。
【００２４】
制御回路23は、認証結果が認証可であれば開閉器56をオンしてＥＶ３の充電を可能とし、認証結果が認証不可であれば開閉器56をオフしてＥＶ３の充電を不可能とする。なお、制御回路23による開閉器56のオン・オフ制御は、充電ユニット５の制御回路55による開閉器56のオン・オフ制御よりも優先される。なお、電源回路25は、電源ケーブル６を介して供給される交流電源を直流電源に変換して各回路21〜24に供給する。
【００２５】
ところで、図１に示すように複数台(図示例では３台)の充電スタンド４が隣接して設置される場合、各充電スタンド４に接続される電源ケーブル６が、１系統の電源ライン７から分岐されることがある。このような状況においては、充電ケーブル51を介して伝搬する伝送信号(電界の変化)が電源ケーブル６から電源ライン７を伝って他の充電スタンド４の受信機２で受信されてしまう可能性がある。そして、このような状況(以下、混信と呼ぶ。)が発生した場合、複数台の受信機２から認証サーバに対して同一の認証情報がほぼ同時に送信されてしまうので、認証サーバが認証情報を正しく認証できなくなってしまう。
【００２６】
そこで本実施形態では、複数台の充電スタンド４同士を接続している電線(電源ケーブル６)の外周の一部を導電体(例えば、銅箔)８によって覆うとともに導電体８を接地している(図１参照)。すなわち、電源ケーブル６を介して伝搬する電界が接地された導電体８によって減衰するので、隣の充電スタンド４に設置された受信機２で伝送信号が受信される可能性は著しく低下することになる。その結果、複数台の充電スタンド４が近接して設置される場合においても、一の充電スタンド４に設置された受信機２と対になる送信機１から送信される伝送信号が他の充電スタンド４に設置された受信機２で受信され難くして混信を抑制することができる。
【００２７】
なお、伝送信号の減衰度合は電源ケーブル６の長さに対する導電体８の長さの比や、導電体８を接地する接地線の長さ等の条件によって変化するので、最適な条件を適宜検証することが望ましい。
【００２８】
また、送信機１はＥＶ３に取り付けずに使用者が携帯するようにしても良い。充電スタンド４の使用時は、充電ケーブル51をＥＶ３の充電口に差し込み、使用者が送信機１を充電ケーブル51やＥＶ３のボディに近接または接触させることにより伝送信号が送信機１から受信機２に伝送され、上述の認証処理が行われる。
【００２９】
本実施形態では、ＥＶ３に電力供給する給電装置である充電スタンドの例を示したが、ガソリンの給油装置の給油ケーブルや、燃料電池車の水素補給装置のケーブルを介して電界通信を行い、認証可であればエネルギー供給を行うといったシステムにも応用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  送信機
２  受信機
３  電気自動車(電気機器)
４  充電スタンド(給電装置)
６  電源ケーブル(電線)
８  導電体
10  送信電極
11  発振回路
12  変調回路
20  受信電極
21  受信回路
22  復調回路
51  充電ケーブル(電線)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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