(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌及び給電装置を充電ケーブルで接続し、該充電ケーブルを介して前記車輌に搭載された電力線通信装置及び前記給電装置の間で電力線通信を行う電力線通信システムにおいて、
前記充電ケーブルは２本の電力供給用配線を含み、
前記電力線通信装置は、前記充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置と、前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器とを有し、
前記充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子と、該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、前記２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線と、前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、該環状磁性体に巻回された信号配線とを有し、
一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、
前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により、前記電力線通信装置の電磁誘導式の信号変換器が構成されており、
前記給電装置は、前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器とを有し、
前記電力線通信装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路と、前記充電ケーブルの２本の電力供給用配線と、前記給電装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路とによって、電流ループ回路を構成するようにしてあり、
前記電力線通信装置及び前記給電装置は、各信号変換器によって、前記充電ケーブルへの信号の重畳及び前記充電ケーブルに重畳された信号の取り出しを行うようにしてあること
を特徴とする電力線通信システム。
【請求項２】
前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていること
を特徴とする請求項１に記載の電力線通信システム。
【請求項３】
車輌に接続された充電ケーブルを介して外部装置との間で電力線通信を行う電力線通信装置において、
前記充電ケーブルは２本の電力供給用配線を含み、
前記車輌に搭載され、前記充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置と、
前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、
該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、
一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器と
を備え、
前記充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、
前記充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子と、
該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、
前記２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線と、
前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、
該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、
該環状磁性体に巻回された信号配線と
を有し、
一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、
前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により前記信号変換器が構成されており、
該信号変換器によって、前記充電ケーブルへの信号の重畳及び前記充電ケーブルに重畳された信号の取り出しを行うようにしてあること
を特徴とする電力線通信装置。
【請求項４】
前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていること
を特徴とする請求項３に記載の電力線通信装置。
【請求項５】
車輌に搭載され、複数の接続端子と、該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線とを備え、外部の給電装置から前記車輌へ電力を供給する充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置において、
前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、
該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、
該環状磁性体に巻回された信号配線と
を備え、
一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、
一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電力線通信のための電磁誘導式の信号変換器が、前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により構成されていること
を特徴とする充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項６】
前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていること
を特徴とする請求項５に記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項７】
前記環状磁性体は、前記筒状部に外嵌するようにしてあり、
前記筒状部には、前記環状磁性体に巻回された前記一方又は両方の電力供給用内部配線の巻回部分を収める切り欠きが形成してあること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項８】
前記切り欠きは、前記環状磁性体に巻回された前記一方又は両方の電力供給用内部配線の巻回部分と共に、前記環状磁性体に巻回された前記信号配線を収めるよう形成してあること
を特徴とする請求項７に記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項９】
前記２本の電力供給用内部配線の間に接続されたフィルタ回路を更に備えること
を特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１つに記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項１０】
前記フィルタ回路は、複数の電子部品で構成され、
該複数の電子部品は、前記電力供給用内部配線に沿って設けられる配線で接続してあること
を特徴とする請求項９に記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項１１】
前記２本の電力供給用内部配線の間に接続されたサージ保護用の保護素子を更に備えること
を特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか１つに記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【請求項１２】
前記電力供給用内部配線中に設けられたヒューズを更に備えること
を特徴とする請求項５乃至請求項１１のいずれか１つに記載の充電ケーブル接続用車載コネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車又はプラグインハイブリッド自動車等の外部給電によるバッテリの充電が可能な車輌と、外部の給電装置とが充電ケーブルを介して電力線通信を行う電力線通信システム、またこのシステムのために車輌に搭載される電力線通信装置及び充電ケーブル接続用車載コネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータ及びバッテリ等の装置を搭載し、バッテリに蓄積した電力にてモータを駆動することで走行する電気自動車及びハイブリッド自動車が普及し始めている。電気自動車は外部の給電装置からバッテリへの充電を行う必要があり、またハイブリッド自動車であっても外部の給電装置からバッテリへの充電を可能としたプラグインハイブリッド自動車がある。外部からバッテリへの充電を行う車輌においては、外部の給電装置に接続された充電ケーブルのプラグを車輌に設けられた給電口のコネクタ装置に接続して、給電装置から車輌のバッテリへ充電ケーブルを介した電力供給が行われ、バッテリが充電される。
【０００３】
特許文献１においては、互いに区画された直流受電部及び交流受電部を単一構造の受電コネクタ内に配置すると共に、受電コネクタの開口端面全域を開閉自在に覆う第１のキャップと、この第１のキャップに設けられて、交流受電部に対応する位置に開口された透設孔を閉塞可能にする第２のキャップとを有する構成とし、交流受電部及び直流受電部を集約して一体化構造とした電気自動車用充電コネクタが提案されている。
【０００４】
一方で、給電装置から車輌のバッテリへの充電を行う場合、充電制御のための情報、及び、充電量又は課金の管理等を行うための情報を、車輌及び給電装置の間で送受信する通信機能が必要となる。
【０００５】
特許文献２においては、複数の電動車輌と供給管理装置とが電力線通信を行い、各々が交流電力を供給可能に構成された複数の電動車輌から共通の電力消費部への交流電力の供給を可能とした電力システムが提案されている。この電力システムでは、電力線通信により供給開始指示を受信した複数の車輌が識別ＩＤ（IDentifier）を他の車輌へ送信し、いずれかの車輌がマスターであると決定して他の車輌へマスターの通知を送信する。マスターの車輌は、自身の周期に従う交流電圧を生成し、他の車両はマスターの車輌に同期した交流電圧を生成し、複数の車輌が連携して電力負荷への電力供給を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１９２８２６号公報
【特許文献２】特開２００８−０３５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の電力システムのように、車輌と外部の装置とが電力線通信を行うためには、電力線に信号を重畳させると共に電力線に重畳された信号を取り出すためのカップリングトランスなどの部品を回路基板に実装した電力線通信装置（ＰＬＣ（Power Line Communication）車載器）を車輌に搭載する必要がある。カップリングトランスなどの部品は小型化するにもある程度の限度があるため、ＰＬＣ車載器（の回路基板）が大型化する傾向があった。電気自動車などの車輌では多数の電子機器が搭載され、車輌内における機器の配設スペースは限られているため、ＰＬＣ車載器の小型化が望まれる。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、給電装置との間で充電ケーブルを介した電力線通信を行う機能を備えた車輌において、電力線通信を実現するための装置の小型化を可能とする電力線通信システム、電力線通信装置及び充電ケーブル接続用車載コネクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電力線通信システムは、車輌及び給電装置を充電ケーブルで接続し、該充電ケーブルを介して前記車輌に搭載された電力線通信装置及び前記給電装置の間で電力線通信を行う電力線通信システムにおいて、前記充電ケーブルは２本の電力供給用配線を含み、前記電力線通信装置は、前記充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置と、前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器とを有し、前記充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子と、該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、前記２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線と、前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、該環状磁性体に巻回された信号配線とを有し、一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により、前記電力線通信装置の電磁誘導式の信号変換器が構成されており、前記給電装置は、前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器とを有し、前記電力線通信装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路と、前記充電ケーブルの２本の電力供給用配線と、前記給電装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路とによって、電流ループ回路を構成するようにしてあり、前記電力線通信装置及び前記給電装置は、各信号変換器によって、前記充電ケーブルへの信号の重畳及び前記充電ケーブルに重畳された信号の取り出しを行うようにしてあることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電力線通信システムは、前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る電力線通信装置は、車輌に接続された充電ケーブルを介して外部装置との間で電力線通信を行う電力線通信装置において、前記充電ケーブルは２本の電力供給用配線を含み、前記車輌に搭載され、前記充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置と、前記充電ケーブルの電力供給用配線にそれぞれ接続される２本の電力供給用内部配線と、該２本の電力供給用内部配線間に接続されたフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電磁誘導式の信号変換器とを備え、前記充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子と、該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、前記２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線と、前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、該環状磁性体に巻回された信号配線とを有し、一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により前記信号変換器が構成されており、該信号変換器によって、前記充電ケーブルへの信号の重畳及び前記充電ケーブルに重畳された信号の取り出しを行うようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る電力線通信装置は、前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、車輌に搭載され、複数の接続端子と、該複数の接続端子を収容するコネクタ本体と、２本の電力供給用内部配線を含み、前記接続端子に接続された複数の内部配線とを備え、外部の給電装置から前記車輌へ電力を供給する充電ケーブルが接続される充電ケーブル接続用車載コネクタ装置において、前記コネクタ本体に設けられ、前記複数の内部配線を挿通させる筒状部と、該筒状部の外回りに配された環状磁性体と、該環状磁性体に巻回された信号配線とを備え、一方又は両方の電力供給用内部配線は、前記環状磁性体に巻回されており、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けられた一次コイル及び該一次コイルに電磁的に結合された二次コイルを有する電力線通信のための電磁誘導式の信号変換器が、前記環状磁性体、前記一方又は両方の電力供給用内部配線及び前記信号配線により構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記信号配線と、前記一方又は両方の電力供給用内部配線とは、前記環状磁性体に重ねて巻回されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記環状磁性体が、前記筒状部に外嵌するようにしてあり、前記筒状部には、前記環状磁性体に巻回された前記一方又は両方の電力供給用内部配線の巻回部分を収める切り欠きが形成してあることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記切り欠きは、前記環状磁性体に巻回された前記一方又は両方の電力供給用内部配線の巻回部分と共に、前記環状磁性体に巻回された前記信号配線を収めるよう形成してあることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記２本の電力供給用内部配線の間に接続されたフィルタ回路を更に備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記フィルタ回路が、複数の電子部品で構成され、該複数の電子部品は、前記電力供給用内部配線に沿って設けられる配線で接続してあることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記２本の電力供給用内部配線の間に接続されたサージ保護用の保護素子を更に備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る充電ケーブル接続用車載コネクタ装置は、前記電力供給用内部配線中に設けられたヒューズを更に備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、２本の電力供給用配線（単相３線式の交流給電における２本のＡＣ（Alternating Current）線（即ち接地用配線以外の２本の配線））を含む充電ケーブル
を接続することによって、車輌に搭載された電力線通信装置と給電装置とが充電ケーブルを介した電力線通信を行う。電力線通信装置及び給電装置は、充電ケーブルの電力供給用配線に接続される２つの電力供給用内部配線間に接続したフィルタ回路と、一方又は両方の電力供給用内部配線に設けた電磁誘導式の信号変換器とを備える。
なお電力線通信装置の信号変換器と給電装置の信号変換器とを一方の電力供給用内部配線に設ける場合は、充電ケーブルの一方の（共通の）電力供給用配線に接続される電力供給用内部配線にそれぞれ設ける。またフィルタ回路は、コイル及び／又はコンデンサ等で構成することができる。信号変換器は、一方又は両方の電力供給用内部配線を磁性体のコアに巻き付けて１次コイルとし、電力線通信回路などに接続される信号配線を同コアに巻き付けて２次コイルとして構成することができる。
この構成では、車輌及び給電装置間を充電ケーブルで接続した場合に、電力線通信装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路と、充電ケーブルの２本の電力供給用配線と、給電装置の２本の電力供給用内部配線及びフィルタ回路とによって、閉じられた電流ループ回路が構成される。車輌の電力線通信装置及び給電装置は、それぞれが有する信号変換器を利用して充電ケーブル（一方又は両方の電力供給用内部配線及び電力供給用配線）に対する信号の重畳及び重畳された信号の取り出しを行うことができ、電力線通信を行うことができる。
電力線通信方式では２つの電力供給用内部配線間に信号変換器を接続して信号の重畳及び取り出しを行う構成が一般的であるが、この構成では大型のチョークコイルなどを備える必要があるため、電力線通信装置が大型化する虞がある。これに対して本発明の構成では、チョークコイルなどを備える必要がない。ただし本発明の構成では信号変換器のコアをなす磁性体が、信号変換器を電力供給用内部配線間に接続する一般的な構成と比較して大型化する虞があるが、後述のように信号変換器のコアは、充電ケーブル接続のためのコネクタ装置と一体的に設けることができる。
【００２５】
本発明においては、充電ケーブルが接続されるコネクタ装置に電力線通信のための信号変換器を設け、電力線通信装置の小型化（コネクタ装置を含めた車輌内における電力線通信のための装置全体での小型化）を実現する。
コネクタ装置は、充電ケーブルとの接続を行うための複数の接続端子を収容するコネクタ本体に、接続端子に接続された複数の内部配線を挿通させる筒状部を設け、この筒状部の外回りに信号変換器のコアをなす環状磁性体を配する。筒状部を挿通する複数の内部配線には２本の電力供給用内部配線を含み、環状磁性体には一方又は両方の電力供給用内部配線を巻回すると共に、電力線通信の信号を伝達する信号配線を巻回して設ける。環状磁性体に巻回された一方又は両方の電力供給用内部配線及び信号配線が１次コイル及び２次コイルとなり、電磁誘導式の信号変換器が構成される。
これにより、電力線通信装置の回路基板などには大型の信号変換器を設ける必要がないため、電力線通信装置を小型化することができ、更には車輌内の他の機器（例えばボディＥＣＵ（Electronic Control Unit））などとＣＰＵ（Central Processing Unit）を共通化して電力線通信装置を一体化することも可能となる。
【００２６】
また、本発明においては、１次コイルをなす電力供給用内部配線と、２次コイルをなす信号配線とを、環状磁性体に重ねて巻回する。例えば、環状磁性体にまず信号配線を巻回し、その上から電力供給用内部配線を巻回する（巻回の順番は逆でもよい）。これにより漏れ磁束が低減され、電力線通信の通信特性が向上する。
【００２７】
また、本発明においては、コネクタ装置の筒状部には、環状磁性体に巻回された一方又は両方の電力供給用内部配線の巻回部分を収める切り欠きを形成する。これにより、環状磁性体は電力供給用内部配線が巻回された状態でコネクタ装置の筒状部に外嵌させることができ、コネクタ装置の組み立てなどを容易化することができる。
【００２８】
また、本発明においては、電力供給用内部配線の巻回部分と共に、環状磁性体に巻回された信号配線の巻回部分を収めるよう切り欠きを形成する。これにより、環状磁性体に巻回された電力供給用内部配線及び信号配線を切り欠きに収めることができるため、コネクタ装置の組み立てなどを容易化することができる。また特に、電力供給用内部配線及び信号配線を重ねて環状磁性体に巻回する構成の場合、これらの巻回部分を一の切り欠きに収めることで、コネクタ装置を小型化することができる。
【００２９】
また、本発明においては、コネクタ装置の筒状部の外回りに環状磁性体を設けるのではなく、一方の電力供給用内部配線を環状磁性体に挿通させて設ける構成とする。この構成では、他方の電力供給用内部配線は環状磁性体を挿通せず、信号配線は環状磁性体に巻回して設けられる。なお、一方の電力供給用配線は、環状磁性体に巻回して設けてもよく、環状磁性体に巻回せずに挿通するのみであってもよい。
【００３０】
また、本発明においては、２本の電力供給用内部配線の間にフィルタ回路を接続する。電力線通信装置の回路基板などではなく、２本の電力供給用内部配線に直接的にフィルタ回路を接続する構成とすることによって、電力線通信装置を更に小型化することができる。
なお、２本の電力供給用内部配線が接続される車輌の充電器又はコンバータ等の装置が、電力供給用内部配線間に接続すべきフィルタ回路のコイル又はコンデンサ等を有する場合、これらのコイル又はコンデンサ等をフィルタ回路として用いてもよい。
【００３１】
また、本発明においては、２つの電力供給用内部配線間に接続されるフィルタ回路がコイル及びコンデンサ等の複数の電子部品で構成される場合、これら複数の電子部品をそれぞれ配線で接続する必要がある。この場合に、電子部品が接続される電力供給用内部配線に沿って設けられる配線にて、複数の電子機器を接続する。これにより、電力供給用内部配線を車輌内に敷設する際に、電子部品を接続する配線を電力供給用内部配線に沿って敷設することができる。
【００３２】
また、本発明においては、２つの電力供給用内部配線間にサージ保護用の保護素子を接続する。保護素子としては、例えばバリスタなどを用いることができる。車輌の充電中に落雷などが発生し、雷サージなどの影響で車輌の充電系統に過大な電圧がかかった場合であっても、車輌の給電口に設けられるコネクタ装置に保護素子を設けることにより、コネクタ装置より車輌内部の装置をサージから保護することができる。
なお、接続端子から電力供給用内部配線の巻回部分までの間に保護素子を接続した場合には、車輌のより外側でサージの侵入を防止できる。
また、電力供給用内部配線の巻回部分から車輌の充電器などの内部装置までの間に保護素子を接続した場合には、環状磁性体を筒状部の外回りに配する際に保護素子が妨げとならないため、保護素子を有するコネクタ装置の組立容易化などを実現できる。
【００３３】
また、本発明においては、電力供給用内部配線中にヒューズを設ける。ヒューズは２本の電力供給用内部配線のいずれに設けてもよい。上記のようにコネクタ装置に保護素子を接続する構成とした場合、ヒューズは保護素子よりも車輌の外側（接続端子と保護素子との間）に設けることが好ましい。車輌の充電中に外部から過大な電流が流れ込んだ場合であっても、ヒューズによって電力供給用内部配線が遮断されるため、過大な電流が以降の受電系統に流れ込むことを防止できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による場合は、車輌及び給電装置を充電ケーブルで接続することで、電力供給用の２つの配線とこれらの間に接続された２つのフィルタ回路とによって電流ループ回路を構成すると共に、車輌及び給電装置には電力供給用の一方又は両方の内部配線に電磁誘導式の信号変換器を設けて信号の重畳及び取り出しを行う構成とすることにより、信号変換器を電力供給用の内部配線間に接続する電力線通信の構成で必要なチョークコイルなどを備える必要がなく、電力線通信装置の小型化に寄与することができる。
【００３５】
また本発明による場合は、充電ケーブルが接続されるコネクタ装置に電力線通信のための信号変換器を設ける。例えば、コネクタに設けた筒状部に２本の電力供給用内部配線を挿通し、筒状部の外回りに設けた環状磁性体に一方又は両方の電力供給線を巻回すると共に、電力線通信の信号を伝達する信号配線を巻回して設ける構成とすることにより、環状磁性体、一方又は両方の電力供給線、及び信号配線により電磁誘導式の信号変換器が構成される。よって電力線通信装置の回路基板などに信号変換器を設ける必要がなく、電力線通信装置の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明に係る電力線通信システムに対応した電気自動車の内部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図４】図３に示したフィルタ回路の一例を示す図表である。
【図５】実施の形態１に係るコネクタ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図６】実施の形態１に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図７】実施の形態１に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図８】実施の形態２に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図９】実施の形態２に係るコネクタ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係るコネクタ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図１２】実施の形態３に係るコネクタ装置の一構成例を示す外観斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図１４】実施の形態４に係るコネクタ装置の一構成例を示す外観斜視図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る電力線通信システムに対応した電気自動車の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態５に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。
【図１８】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図１９】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図２０】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図２１】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図２２】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す正面図である。
【図２３】実施の形態５に係るコネクタ装置の構成を示す背面図である。
【図２４】実施の形態５に係る電力線通信システムの効果を説明するための模式図である。
【図２５】実施の形態６に係るコネクタ装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２６】実施の形態６に係るコネクタ装置の構成を示す側面図である。
【図２７】実施の形態６に係る電力線通信システムの効果を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。本実施の形態では、電気自動車（車輌）のバッテリを充電するために充電スタンド（給電装置）と電気自動車とを充電ケーブルにて接続した際、充電制御、ユーザ認証又は課金管理等の情報を、充電ケーブルを利用した電力線通信によって、電気スタンドと電気自動車との間で送受信する構成を例に説明する。
【００３８】
電気自動車及び充電スタンドを接続する充電ケーブルは、交流電圧が印加される２本の電力供給用配線（以下、単にＡＣ線という）７１、７２と、接地電位に接続される接地用配線（図１において図示は省略する）とを含んでいる。本実施の形態では、２本のＡＣ線と１本の接地用配線とによる３線式の交流電圧を充電スタンドから電気自動車へ供給する。
【００３９】
充電スタンドは、充電ケーブルのＡＣ線７１、７２に接続され、電源からの交流電圧が印加される電力供給用の２本の内部配線（以下、単にＡＣ線という）５１、５２を有している。また充電スタンドでは、２本のＡＣ線５１、５２間にコンデンサ５６が接続され、一方のＡＣ線５１には、充電ケーブルの接続点からコンデンサ５６の接続点までの間にカップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器）５５が設けられている。なお、ＡＣ線５１、５２間のコンデンサ５６は、バンドパスフィルタ回路を構成するものである。またカップリングトランス５５は、１次側がＡＣ線５１に接続され、２次側が充電スタンド内の電力線通信部（図示は省略する）に接続されている。
【００４０】
同様に、電気自動車は、充電ケーブルのＡＣ線７１、７２に接続され、充電スタンド及び充電ケーブルからの電力を車輌内の充電器へ導く電力供給用の２本の内部配線（以下、単にＡＣ線という）１１、１２を有している。また電気自動車では、２本のＡＣ線１１、１２間にコンデンサ１６が接続され、一方のＡＣ線１１には、充電ケーブルの接続点からコンデンサ１６の接続点までの間にカップリングトランス１５が設けられている。なお、ＡＣ線１１、１２間のコンデンサ１６は、バンドパスフィルタ回路を構成するものであるが、充電器内に同様のコンデンサが搭載されている場合にはこのコンデンサと共用としてもよい。またカップリングトランス１５は、１次側がＡＣ線１１に接続され、２次側が電気自動車内の電力線通信部（図１において図示は省略する）に接続されている。
【００４１】
充電スタンド及び電気自動車を充電ケーブルで接続することによって、充電スタンドのＡＣ線５１、充電ケーブルのＡＣ線７１及び電気自動車のＡＣ線１１が接続された通電経路と、充電スタンドのＡＣ線５２、充電ケーブルのＡＣ線７２及び電気自動車のＡＣ線１２が接続された通電経路との２つの電力供給用の経路が構成される。このとき、カップリングトランス１５が設けられた電気自動車のＡＣ線１１と、カップリングトランス５５が設けられた充電スタンドのＡＣ線５１とが充電ケーブルの同一のＡＣ線７１を介して接続されるように、充電ケーブルの接続位置の位置決めが行われる構成であることが好ましい。充電スタンド及び電気自動車が充電ケーブルで接続された状態では、上記の２つの電力供給用の経路とコンデンサ１６、５６とによって閉じられた電流ループ回路が構成され、このループ内に配されたカップリングトランス１５、５５によりＡＣ線１１、５１、７１に対する信号の重畳及び重畳された信号の取り出しを行うことができ、充電スタンド及び電気自動車間で電力線通信を行うことができる。
【００４２】
図２は、本発明に係る電力線通信システムに対応した電気自動車の内部構成を示すブロック図であり、電気自動車の充電及び通信に係るブロックを示してある。本実施の形態に係る電気自動車１には、ボディＥＣＵ２、コネクタ装置３、充電器４、バッテリ５及びパワーマネジメントＥＣＵ６等が搭載されている。本実施の形態に係る電気自動車１では、電力線通信を行うために必要なカップリングトランス１５をコネクタ装置３に設け、電力線通信により送受信する情報の処理又は信号の処理を行う電力線通信部２２をボディＥＣＵ２に設けることによって、電力線通信を行うための機能をボディＥＣＵ２及びコネクタ装置３に分散・統合した構成である。即ち、ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２及びコネクタ装置３のカップリングトランス１５によって本実施の形態に係る電力線通信装置が構成されている。
【００４３】
ボディＥＣＵ２は、電気自動車１のドアのロック／アンロック制御、又は、ヘッドライトなどの点灯制御等を行うものであり、制御部２１、電力線通信部２２、無線通信部２３、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信部２４及び電源回路２５等を備えて構成され
ている。制御部２１は、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置で構成され、ボディＥＣＵ２内の各部の動作制御及び各種の演算処理等を行っている。特に本実施の形態において制御部２１は、電気自動車１のパワーマネジメントＥＣＵ６とデータの授受が可能に構成されており、パワーマネジメントＥＣＵ６から与えられた送信データを電力線通信部２２へ与えて電力線通信によるデータ送信を行うと共に、電力線通信部２２が電力線通信により受信した受信データをパワーマネジメントＥＣＵ６へ与える処理を行う。
【００４４】
電力線通信部２２は、コネクタ装置３に設けられたカップリングトランス１５に信号配線１３を介して接続されている（ただし、信号配線１３は、カップリングトランス１５のトロイダルコア１５ａに巻回されることで２次コイルを構成するものであり、カップリングトランス１５の一部でもある）。電力線通信部２２は、制御部２１から与えられた送信データに応じた信号を信号配線１３に出力することでカップリングトランス１５によるＡＣ線１１への信号重畳を行い、充電ケーブルを介した充電スタンドへのデータ送信を行う。また電力線通信部２２は、信号配線１３上の信号を取得することによって、ＡＣ線１１に重畳された充電スタンドからの信号を取り出し、この信号に応じた受信データを制御部２１へ与える。
【００４５】
無線通信部２３は、ユーザが所持する携帯電話器など、車輌内外の通信機器との間で無線通信を行うものである。ＣＡＮ通信部２４は、電気自動車１に搭載された他の装置との間で有線の通信を行うものである。無線通信部２３及びＣＡＮ通信部２４は、制御部２１から与えられたデータの送信を行うと共に、受信したデータを制御部２１へ与える。電源回路２５は、電気自動車１のバッテリ５（又は別のバッテリであってもよい）から供給される電力を、電圧値の調整などを行ってボディＥＣＵ２内の各部へ供給する。
【００４６】
コネクタ装置３は、電気自動車１に充電ケーブルを接続するためのものであり、複数の接続端子が設けられたコネクタ本体３０と、電力線通信用のカップリングトランス１５及びフィルタ回路１７とを備えて構成されている。コネクタ本体３０に設けられた２つの接続端子にはＡＣ線１１、１２が接続されており、ＡＣ線１１、１２はフィルタ回路１７を介して電気自動車１の充電器４に接続されている。なおフィルタ回路１７は、例えば図１に示すようにＡＣ線１１、１２間に接続したコンデンサ１６にて実現される。
【００４７】
コネクタ装置３に設けられるカップリングトランス１５は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａに、一方のＡＣ線１１及び信号配線１３を巻回させて構成される。また他方のＡＣ線１２は、トロイダルコア１５ａを挿通して設けられる。なお、コネクタ装置３の詳細な構成については後述する。
【００４８】
充電器４は、充電スタンドから供給される電力にてバッテリ５の充電を行うものである。充電スタンドは、例えば電圧が２００Ｖであり、且つ、周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧によって電力供給を行うものであるため、充電器４は交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ５へ印加することによって充電を行う。バッテリ５は、電気自動車を走行させるモータ（図示は省略する）の駆動電力を蓄積するものであり、例えばリチウムイオン電池などである。パワーマネジメントＥＣＵ６は、電気自動車の充電に係る制御を行うものであり、ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２による電力線通信にて充電スタンドからの情報（例えば供給電力の電圧値、周波数又は課金情報等）を取得し、取得した情報に基づいて充電器４などの動作を制御することで、充電制御を行う。
【００４９】
図３は、実施の形態１に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。図３に示す電力線通信システムの構成は、図１に示した電力線通信システムの構成と略等価であり、トロイダルコア１５ａ、５５ａを利用したカップリングトランス１５、５５の構成を具体的に示したものである。なお、電気自動車１のカップリングトランス１５と充電スタンドのカップリングトランス５５とは略同じ構成であるため、以下では電気自動車１のカップリングトランス１５の構成について説明し、充電スタンドのカップリングトランス５５については説明を省略する。
【００５０】
電力線通信のために電気自動車１のコネクタ装置３に設けられるカップリングトランス１５は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａを用いて構成されている。カップリングトランス１５は、一方のＡＣ線１１をトロイダルコア１５ａに（１回転以上）巻回させ、他方のＡＣ線１２をトロイダルコア１５ａ内に挿通させると共に、電力線通信部２２に接続される信号配線１３をトロイダルコア１５ａに（１回転以上）巻回させた構成である。この構成により、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１及びトロイダルコア１５ａに挿通されたＡＣ線１２が一次コイルとなり、トロイダルコア１５ａに巻回された信号配線１３が２次コイルとなって、カップリングトランス１５として機能する。
【００５１】
また図３に示す例では、ＡＣ線１１、１２間に接続されるフィルタ回路１７は、コイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂを直列接続した構成である。詳しくは、フィルタ回路１７は、一方のＡＣ線１１にコイル１７ａの一端が接続され、コイル１７ａの他端にコンデンサ１７ｂの一端が接続され、コンデンサ１７ｂの他端が他方のＡＣ線１２に接続された構成である。なおフィルタ回路１７の構成は図示のものに限らず、電力線通信の通信速度、通信経路の抵抗値及び容量値等、又は、トロイダルコア１５ａの特性等を考慮し、これらに適した回路構成とすることができる。
【００５２】
図４は、図３に示したフィルタ回路１７の一例を示す図表であり、フィルタ回路１７のコイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂについて回路定数の具体例を示したものである。例えば、電力線通信を周波数２〜３０ＭＨｚの高速通信で行う場合、フィルタ回路１７のコイル１７ａのインダクタンスは１０μＨ以上であることが好ましく、コンデンサ１７ｂの容量は５〜１５ｎＦ程度であることが好ましい。また例えば、電力線通信を周波数１０〜１５０ｋＨｚの低速通信で行う場合、フィルタ回路１７のコイル１７ａのインダクタンスは５００μＨ以上であることが好ましく、コンデンサ１７ｂの容量は０．５〜１．５μＦ程度であることが好ましい。
【００５３】
図５は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成を示す外観斜視図であり、電気自動車１に搭載された場合に車輌内側となる部分の外観を、一部の部品を分解した状態で図示したものである。また、図６及び図７は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成を示す側面図であり、図６は図５における奥方からコネクタ装置３を見た構成であり、図７は図５における下方からコネクタ装置３を見た構成である。
【００５４】
コネクタ装置３は、２本のＡＣ線１１、１２及び１本の接地用配線１４等が接続される複数の接続端子（図示は省略する）を収容するコネクタ本体３０を備えている。コネクタ本体３０は、略矩形の板状をなす取付部３１と、取付部３１の一面の中央に突設された円筒状の筒状部３２とを備えている。取付部３１の四隅にはそれぞれ取付孔３３が形成してあり、電気自動車１の車体の所定位置にねじ等でコネクタ本体３０を取り付けることができるようにしてある。なおコネクタ本体３０は、筒状部３２が設けられた側が車体の内側となるように取り付けられる。
【００５５】
コネクタ本体３０の取付部３１の他面には、円筒状をなし、充電の際に充電ケーブルが挿入して接続されるケーブル接続部３４が設けられている。ケーブル接続部３４は、ＡＣ線１１、１２及び接地用配線１４に接続された複数の接続端子が内部に収容されており、充電ケーブルとの電気的接続がなされる。またケーブル接続部３４には、充電ケーブルを接続しない際に接続端子が露出することを防止すべく、開口部分を閉塞するように開閉可能にカバー３５が設けられている。
【００５６】
ケーブル接続部３４内に収容された複数の接続端子に接続されるＡＣ線１１、１２及び接地用配線１４は、コネクタ本体３０の取付部３１の表裏を貫通し、筒状部３２内を挿通する態様で設けられている。筒状部３２を挿通して電気自動車１の内部へ配される一方のＡＣ線１１は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａに巻回される。また他方のＡＣ線１２及び接地用配線１４は、トロイダルコア１５ａに巻回されず、トロイダルコア１５ａ内を挿通して電気自動車１の内部へ配される。またトロイダルコア１５ａには、ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２に接続される信号配線１３が巻回して設けられている。
【００５７】
カップリングトランス１５を構成するためのトロイダルコア１５ａは、コネクタ本体３０の筒状部３２の外側に嵌合するようにしてあり、トロイダルコア１５ａにＡＣ線１１及び信号配線１３を巻回した後、トロイダルコア１５ａを筒状部３２に嵌合させることで、コネクタ装置３の組み立てが行われる。
【００５８】
また筒状部３２には、トロイダルコア１５ａを嵌合させた際に、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１及び信号配線１３を収容するための２つの切り欠き３２ａ及び３２ｂが形成されている。切り欠き３２ａ及び３２ｂは、筒状部３２の突端に達するように、筒状部３２の軸方向へ略矩形に切り欠かれた形状をなしている。
【００５９】
ＡＣ線１１、１２及び接地用配線１４は、導電線を絶縁体で覆ったものである。一方のＡＣ線１１は、トロイダルコア１５ａに巻回された部分から充電器４に至るまでの適所にて、絶縁体の一部が取り除かれて露出した導電線の部分に、コイル１７ａの一方の端子が半田付け又は溶接等の方法で接続されている。同様に、他方のＡＣ線１２は、筒状部３２から延出して充電器４に至るまでの適所にて、絶縁体の一部が取り除かれて露出した導電線の部分に、コンデンサ１７ｂの一方の端子が半田付け又は溶接等の方法で接続されている。コイル１７ａの他方の端子とコンデンサ１７ｂの他方の端子は、ＡＣ線１１、１２に沿って配された配線１７ｃにて接続されている。これにより、ＡＣ線１１、１２の間に接続されたフィルタ回路１７が構成される。
【００６０】
２本のＡＣ線１１、１２は、電気自動車１内にて並べて充電器４まで配されるが、コイル１７ａの接続位置とコンデンサ１７ｂの接続位置とは、ＡＣ線１１、１２の長さ方向に関して適宜の距離を離してあり、この距離に略等しい長さの配線１７ｃによってコイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂが接続されている。これにより、ＡＣ線１１、１２と配線１７ｃとを並べて電気自動車１内に配設することが容易化でき、これらの配線を束ねて適所で折り曲げて配設することも容易である。
【００６１】
以上の構成の電力線通信システムは、電力線通信に必要なカップリングトランス１５をコネクタ装置３に設け、カップリングトランス１５への信号を入出力して電力線通信に係る処理を行う電力線通信部２２をボディＥＣＵ２に設ける構成とすることによって、電気自動車１における電力線通信装置の配設スペースを節約することができる。カップリングトランス１５は、コネクタ装置３の筒状部３２に嵌合される円環状のトロイダルコア１５ａにＡＣ線１１及び信号配線１３をそれぞれ巻回して構成することによって、カップリングトランス１５を有さない従来のコネクタ装置と比較して、装置サイズの大型化を最小限に抑えてコネクタ装置３にカップリングトランス１５を設けることができる。またサイズの大きいトロイダルコア１５ａをコネクタ装置３に設けることができるため、トロイダルコア１５ａを有するカップリングトランス１５を用いた電力線通信の通信精度を向上できる。
【００６２】
また、電気自動車１及び充電スタンドを充電ケーブルにて接続して、２つの電力供給用の経路（ＡＣ線１１、７１、５１の経路及びＡＣ線１２、７２、５２の経路）を構成し、電気自動車１及び充電スタンドにて２つの経路間にそれぞれフィルタ回路を接続して、２つの電力供給用の経路及び２つのフィルタ回路によって閉じられた電流ループ回路を構成することで、一方の経路に設けたカップリングトランス１５及び５５を利用して電気自動車１及び充電スタンドが電力線通信を行うことができる。２本のＡＣ線１１、１２間にカップリングトランスを接続して電力線通信を行うのではなく、一方のＡＣ線１１にカップリングトランス１７を設けて電力線通信を行う構成とすることにより、電気自動車１内にて大型のチョークコイルなどをＡＣ線１１、１２に接続する必要がなく、装置を小型化することができる。
【００６３】
また、コネクタ装置３の筒状部３２には、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１及び信号配線１３を納める切り欠き３２ａ、３２ｂを形成することによって、ＡＣ線１１及び信号配線１３が巻回されたトロイダルコア１５ａを容易に筒状部３２に嵌合させることができるため、コネクタ装置３の組み立てなどを容易化することができる。
【００６４】
また、ＡＣ線１１にコイル１７ａを接続し、ＡＣ線１２にコンデンサ１７ｂを接続し、コイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂをＡＣ線１１、１２に沿って設けられる配線１７ｃで接続してフィルタ回路１７を構成することにより、ボディＥＣＵ２又は電力線通信装置等の装置の回路基板にフィルタ回路１７を搭載する必要がないため、装置を小型化することができる。またＡＣ線１１、１２を電気自動車１内に敷設する際に、コイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂを接続する配線１７ｃを、ＡＣ線１１、１２と共に容易に敷設することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、電力線通信装置の信号処理を行う電力線通信部２２をボディＥＣＵ２に設ける構成としたが、これに限るものではなく、電気自動車１内にボディＥＣＵ２とは別体の電力線通信装置を搭載し、この電力線通信装置に電力線通信部２２を設ける構成としてもよい。この場合であっても、電力線通信装置の回路基板にはカップリングトランス１７を搭載する必要がないため、電力線通信装置を小型化できる。また、電力線通信装置の信号処理を行う電力線通信部２２を、ボディＥＣＵ２以外のＣＰＵを有するＥＣＵに統合してもよい。
【００６６】
また、電力線通信機能を備える車輌として電気自動車１を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、プラグインハイブリッド自動車など、外部からバッテリへの充電を行う機能を有するその他の車輌であってもよい。また、電力線通信機能を備える給電装置として充電スタンドを例に説明を行ったが、これに限るものではなく、充電ケーブルを介して車輌への給電を行う機能を有する他の装置であってもよい。例えばユーザが自宅のコンセントに充電ケーブルを接続して車輌への充電を行う場合、自宅の配電盤などに電力線通信装置を設けるなどの構成であってもよい。また更には、充電ケーブル内に電力線通信を行う回路を搭載する構成であってもよい。
【００６７】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。図８に示す電力線通信システムの構成は、トロイダルコア１５ａ、５５ａを利用したカップリングトランス１５、５５の構成を具体的に示したものであり、図１に示した電力線通信システムの構成と略等価である。なお、電気自動車１のカップリングトランス１５と充電スタンドのカップリングトランス５５とは略同じ構成であるため、以下では電気自動車１のカップリングトランス１５の構成について説明し、充電スタンドのカップリングトランス５５については説明を省略する。
【００６８】
実施の形態２のコネクタ装置３に設けられるカップリングトランス１５は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａを用いて構成されている。カップリングトランス１５のトロイダルコア１５ａには、一方のＡＣ線１１を挿通させると共に、電力線通信部２２に接続される信号配線１３を（１回転以上）巻回させてある。なおＡＣ線１１は、トロイダルコア１５ａに１回以上巻回させてもよい。また他方のＡＣ線１２は、トロイダルコア１５ａ内を挿通しない。この構成により、トロイダルコア１５ａに挿通されたＡＣ線１１が一次コイルとなり、トロイダルコア１５ａに巻回された信号配線１３が２次コイルとなって、カップリングトランス１５として機能する。またＡＣ線１１、１２間に接続されるフィルタ回路１７は、コイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂを直列接続した構成である（実施の形態１のフィルタ回路１７と同じ構成である）。
【００６９】
図９及び図１０は、実施の形態２に係るコネクタ装置３の構成を示す外観斜視図である。実施の形態２に係るコネクタ装置３のカップリングトランス１５を構成するトロイダルコア１５ａは、コネクタ本体３０の円筒部３２より直径が小さい円環状をなしており、円筒部３２には嵌合されない。トロイダルコア１５ａには、一方のＡＣ線１１が巻回して設けられると共に、電力線通信部２２に接続される信号配線１３が巻回して設けられている。他方のＡＣ線１２はトロイダルコア１５ａ内を挿通しないように配される。トロイダルコア１５ａは、コネクタ装置３又は電気自動車１の車体等に固定してもよく、固定せずにＡＣ線１１、１２及び接地用配線１４等と共に束ねて電気自動車１内に敷設してもよい。
【００７０】
なお、実施の形態２に係るコネクタ装置３のその他の構成は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成と同じである。
【００７１】
以上の構成の実施の形態２に係るコネクタ装置３は、トロイダルコア１５ａとこれに巻回したＡＣ線１１及び信号配線１３とによってカップリングトランス１５が構成され、信号配線１３に接続された電力線通信部２２がＡＣ線１１に対する信号の重畳及び重畳された信号の取り出しを行って、電力線通信を行うことができる。トロイダルコア１５ａをコネクタ本体３０の筒状部３２に嵌合させない構成とすることによって、コネクタ本体３０の構成に関係なくトロイダルコア１５ａのサイズなどを決定することができる。
【００７２】
なお、図９及び図１０に示したコネクタ装置３は、一方のＡＣ線１１をトロイダルコア１５ａに巻回した構成であるが、これに限らず、図８に示したようにＡＣ線１１をトロイダルコア１５ａ内に挿通するのみの構成であってもよい。トロイダルコア１５ａは円筒部３２より直径が小さい構成としたが、これに限らず、円筒部３２と直径が同じ又は円筒部３２より直径が大きい構成であってもよい。
【００７３】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。実施の形態３に係る電力線通信システムでは、電気自動車の２本のＡＣ線１１、１２間にバリスタ１８が接続されると共に、一方のＡＣ線１２中にヒューズ１９が設けられる。バリスタ１８の接続位置は、ＡＣ線１１のカップリングトランス１５と充電ケーブルが接続される接続端子との間の位置である。またヒューズ１９の配設位置は、ＡＣ線１２において、充電ケーブルが接続される接続端子からバリスタ１８の接続位置までの間である。
【００７４】
バリスタ１８は、端子間の電圧が低い場合に抵抗値が高く、端子間に高電圧が印加された場合に抵抗値が低くなる抵抗素子であり、サージなどの影響でＡＣ線１１、１２間に高電圧が印加された場合にＡＣ線１１、１２間をバイパスすることによって、電気自動車の奥方に設けられる充電器などに高電圧が印加されることを防止するためのものである。
【００７５】
ヒューズ１９は、低格電流以上の大電流が流れた場合に溶断することによって電流経路を遮断する素子である。サージなどの影響で外部からＡＣ線１２に大電流が流れ込んだ場合、ヒューズ１９がＡＣ線１２を遮断することによって、奥方の充電器などに大電流が流れ込むことを防止することができる。
【００７６】
図１２は、実施の形態３に係るコネクタ装置３の一構成例を示す外観斜視図である。図１２に示す実施の形態３のコネクタ装置３は、図５に示した実施の形態１に係るコネクタ装置３に対してバリスタ１８を追加して構成したものである。なお、図１２においてヒューズ１９は図示を省略してある。
【００７７】
バリスタ１８は２端子の回路部品である。バリスタ１８の一方の端子は、ＡＣ線１１の筒状部３２からの延出部分からトロイダルコア１５ａに巻回された部分までの適所に接続されている。またバリスタ１８の他方の端子は、ＡＣ線１２の筒状部３２からの延出部分からコンデンサ１７ｂが接続された部分までの適所に接続されている。バリスタ１８の端子とＡＣ線１１、１２との接続は、ＡＣ線１１、１２の絶縁体の一部を取り除いて露出させた導電線の部分に、バリスタ１８の端子を半田付け又は溶接等することで行われている。
【００７８】
以上の構成の実施の形態３に係るコネクタ装置３は、ＡＣ線１１、１２間にバリスタ１８を接続すると共に、ＡＣ線１２中にヒューズ１９を配設する構成とすることによって、電気自動車１の充電中に落雷などが発生し、サージ電圧又は電流が侵入した場合であっても、これらによって充電器４などの電気自動車１内の機器が破壊されることを防止できる。
【００７９】
また、筒状部３２からのＡＣ線１１、１２の延出部分から、トロイダルコア１５ａにＡＣ線１１が巻回された部分までの間にバリスタ１８を接続する構成とすることにより、電気自動車１のより外側でのサージによる破壊防止を実現できる。特に、サージによるカップリングトランス１５の破壊防止を実現できる。
【００８０】
なお、実施の形態３に係るコネクタ装置３のその他の構成は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８１】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。実施の形態４に係る電力線通信システムでは、実施の形態３に係る電力線通信システムと同様に、電気自動車の２本のＡＣ線１１、１２間にバリスタ１８が接続されると共に、一方のＡＣ線１２中にヒューズ１９が設けられる。ただし実施の形態４に係る電力線通信システムでは、バリスタ１８の接続位置は、ＡＣ線１１のカップリングトランス１５とフィルタ回路をなすコンデンサ１６との間の位置である。またヒューズ１９の配設位置は、ＡＣ線１２において、充電ケーブルが接続される接続端子からバリスタ１８の接続位置までの間である。バリスタ１８及びヒューズ１９の役割は、実施の形態３に係る電力線通信システムのものと同じである。
【００８２】
図１４は、実施の形態４に係るコネクタ装置３の一構成例を示す外観斜視図である。図１４に示す実施の形態４のコネクタ装置３は、図５に示した実施の形態１に係るコネクタ装置３に対してバリスタ１８を追加して構成したものである。なお、図１４においてヒューズ１９は図示を省略してある。
【００８３】
バリスタ１８の一方の端子は、ＡＣ線１１のトロイダルコア１５ａに巻回された部分からコイル１７ａが接続された部分までの適所に接続されている。またバリスタ１８の他方の端子は、ＡＣ線１２の筒状部３２からの延出部分からコンデンサ１７ｂが接続された部分までの適所に接続されている。バリスタ１８の端子とＡＣ線１１、１２との接続は、ＡＣ線１１、１２の絶縁体の一部を取り除いて露出させた導電線の部分に、バリスタ１８の端子を半田付け又は溶接等することで行われている。
【００８４】
以上の構成の実施の形態４に係るコネクタ装置３は、ＡＣ線１１、１２間にバリスタ１８を接続すると共に、ＡＣ線１２中にヒューズ１９を配設する構成とすることによって、実施の形態３に係るコネクタ装置３と同様に、電気自動車１の充電中に落雷などが発生し、サージ電圧又は電流が侵入した場合であっても、これらによって充電器４などの電気自動車１内の機器が破壊されることを防止できる。
【００８５】
また、トロイダルコア１５ａにＡＣ線１１が巻回された部分から、フィルタ回路１７が接続された部分までの間にバリスタ１８を接続する構成とすることにより、トロイダルコア１５ａを筒状部３２に嵌合させる際に、バリスタ１８が嵌合作業の妨げとなることがないため、コネクタ装置３の組み立てを容易化することができる。
【００８６】
上述の実施の形態１〜４に係る電力線通信システムは、電気自動車側の一方のＡＣ線１１にカップリングトランス１５の１次コイルが設けられ、同様に充電スタンド側の一方のＡＣ線５１にカップリングトランス５５の１次コイルが設けられた構成であるが（図１等参照）、これに限るものではない。
【００８７】
なお、実施の形態４に係るコネクタ装置３のその他の構成は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８８】
（実施の形態５）
図１５は、実施の形態５に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。また、図１６は、本発明の実施の形態５に係る電力線通信システムに対応した電気自動車１の内部構成を示すブロック図である。実施の形態５に係る電力線通信システムは、充電スタンド側の両方のＡＣ線５１、５２にカップリングトランス５５の１次コイルをそれぞれ設け、これらに対応する２次コイルを充電スタンド内の電力線通信部に接続した構成である。
【００８９】
同様に、電気自動車１側の両方のＡＣ線１１、１２にカップリングトランス１５の１次コイルをそれぞれ設け、これらに対応する２次コイルを電気自動車１内のボディＥＣＵ２が有する電力線通信部２２に接続した構成である。ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２は、コネクタ装置３に設けられたカップリングトランス１５に信号配線１３を介して接続されている（ただし、信号配線１３は、カップリングトランス１５のトロイダルコア１５ａに巻回されることで２次コイルを構成するものであり、カップリングトランス１５の一部でもある）。
【００９０】
実施の形態５に係るコネクタ装置３に設けられるカップリングトランス１５は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａに、両方のＡＣ線１１、１２及び信号配線１３を巻回させて構成される。なお、コネクタ装置３の詳細な構成については後述する。
【００９１】
図１７は、実施の形態５に係る電力線通信システムの構成を説明するための模式図である。図１７に示す電力線通信システムの構成は、図１５に示した電力線通信システムの構成と略等価であり、トロイダルコア１５ａ、５５ａを利用したカップリングトランス１５、５５の構成を具体的に示したものである。なお、電気自動車１のカップリングトランス１５と充電スタンドのカップリングトランス５５とは略同じ構成であるため、以下では電気自動車１のカップリングトランス１５の構成について説明し、充電スタンドのカップリングトランス５５については説明を省略する。
【００９２】
実施の形態５に係るコネクタ装置３に設けられるカップリングトランス１５は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａを用いて構成され、一方のＡＣ線１１をトロイダルコア１５ａに（１回転以上）巻回させ、他方のＡＣ線１２をトロイダルコア１５ａに（１回転以上）巻回させ、電力線通信部２２に接続される信号配線１３をトロイダルコア１５ａに（１回転以上）巻回させた構成である。この構成により、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１、１２が一次コイルとなり、トロイダルコア１５ａに巻回された信号配線１３が２次コイルとなって、カップリングトランス１５として機能する。
【００９３】
なお両ＡＣ線１１、１２は、その巻回方向が逆向きとなるように、トロイダルコア１５ａに巻回される。即ち、各ＡＣ線１１、１２を流れる電流によって生じるトロイダルコア１５ａ内の磁束が同じ向きとなるように、両ＡＣ線１１、１２の巻回方向を設定してある。これにより、電気自動車１及び充電スタンド間で送受信される電力線通信のための信号が差動信号となり、電力線通信の耐ノイズ特性を向上することができる。またカップリングトランス１５の１次コイルの巻き数が増加するため、通信特性を向上することができる。
【００９４】
充電スタンド及び電気自動車１を充電ケーブルで接続することによって、充電スタンドのＡＣ線５１、充電ケーブルのＡＣ線７１及び電気自動車のＡＣ線１１が接続された通電経路と、充電スタンドのＡＣ線５２、充電ケーブルのＡＣ線７２及び電気自動車のＡＣ線１２が接続された通電経路との２つの電力供給用の経路が構成される。実施の形態５に係る電力線通信システムでは、充電スタンド及び電気自動車１内において、両方の通電経路に１次コイルが設けられた構成であるため、充電ケーブルの接続方向は任意である。充電スタンド及び電気自動車１が充電ケーブルで接続された状態では、上記の２つの電力供給用の経路とコンデンサ１６、５６とによって閉じられた電流ループ回路が構成され、このループ内に配されたカップリングトランス１５、５５によりＡＣ線１１、１２、５１、５２、７１、７２に対する信号の重畳及び重畳された信号の取り出しを行うことができ、充電スタンド及び電気自動車間で電力線通信を行うことができる。
【００９５】
図１８は、実施の形態５に係るコネクタ装置３の構成を示す外観斜視図であり、電気自動車１に搭載された場合に車輌内側となる部分の外観を図示したものである。また、図１９〜図２１は、実施の形態５に係るコネクタ装置３の構成を示す側面図であり、図１９は図１８における上方からコネクタ装置３を見た構成であり、図２０は図１８における手前側からコネクタ装置３を見た構成であり、図２１は図１８における下方からコネクタ装置３を見た構成である。また、図２２は、実施の形態５に係るコネクタ装置３の構成を示す正面図であり、図２３は、実施の形態５に係るコネクタ装置３の構成を示す背面図である。
【００９６】
コネクタ装置３は、２本のＡＣ線１１、１２及び１本の接地用配線１４等が接続される複数の接続端子（図示は省略する）を収容するコネクタ本体３０を備えている。コネクタ本体３０は、略矩形の板状をなす取付部３１と、取付部３１の一面の中央に突設された円筒状の筒状部３２とを備えている。ケーブル接続部３４内に収容された複数の接続端子に接続されるＡＣ線１１、１２及び接地用配線１４は、コネクタ本体３０の取付部３１の表裏を貫通し、筒状部３２内を挿通する態様で設けられている。
【００９７】
筒状部３２を挿通して電気自動車１の内部へ配される二本のＡＣ線１１、１２は、円環状の磁性体であるトロイダルコア１５ａにそれぞれ巻回される。トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１、１２に電流を流すことによって、トロイダルコア１５ａ内には磁束が生じるが、ＡＣ線１１を流れる電流により生じる磁束の向きと、ＡＣ線１２を流れる電流により生じる磁束の向きが同じ方向となるように、両ＡＣ線１１、１２はトロイダルコア１５ａに対して逆向きに巻回されている。
【００９８】
また接地用配線１４は、トロイダルコア１５ａに巻回されず、トロイダルコア１５ａ内を挿通して電気自動車１の内部へ配される。またトロイダルコア１５ａには、ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２に接続される信号配線１３が巻回して設けられている。
【００９９】
カップリングトランス１５を構成するためのトロイダルコア１５ａは、コネクタ本体３０の筒状部３２の外側に嵌合するようにしてあり、トロイダルコア１５ａにＡＣ線１１、１２及び信号配線１３を巻回した後、トロイダルコア１５ａを筒状部３２に嵌合させることで、コネクタ装置３の組み立てが行われる。また筒状部３２には、トロイダルコア１５ａを嵌合させた際に、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１、１２を収容するための２つの切り欠き３２ａと、信号配線１３を収容するための切り欠き３２ｂとが形成されている。切り欠き３２ａ及び３２ｂは、筒状部３２の突端に達するように、筒状部３２の軸方向へ略矩形に切り欠かれた形状をなしている。
【０１００】
また実施の形態５に係るコネクタ装置３は、実施の形態１に係るコネクタ装置３と同様の構成で、フィルタ回路１７のコイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂが設けられるが、図１８〜図２３においてコイル１７ａ及びコンデンサ１７ｂの図示は省略する。
【０１０１】
図２４は、実施の形態５に係る電力線通信システムの効果を説明するための模式図である。図２４においては、一方のＡＣ線１１のみをトロイダルコア１５ａに巻回した実施の形態１〜４の構成（図中の破線参照）と、両方のＡＣ線１１、１２をトロイダルコア１５ａに巻回した実施の形態５の構成（図中の実線参照）とにおける、周波数−Ｓ／Ｎ比の特性の測定結果をグラフ化して比較してある。
【０１０２】
図示のように、両方のＡＣ線１１、１２をトロイダルコア１５ａに巻回した構成とすることによって、特に低周波数の場合にＳ／Ｎ比が改善されている。また図示の測定結果において、Ｓ／Ｎ比の平均値を比較すると、一方のＡＣ線１１を巻回した構成ではＳ／Ｎ比の平均値が４７．０ｄＢであるのに対し、両方のＡＣ線１１、１２を巻回した構成ではＳ／Ｎ比の平均値が５８．９ｄＢであった。
【０１０３】
以上の構成の実施の形態５に係る電力線通信システムは、コネクタ装置３にて２本のＡＣ線１１、１２をトロイダルコア１５ａに巻回させることによってカップリングトランス１５の１次コイルとすることによって、一方のＡＣ線１１のみをトロイダルコア１５ａに巻回させる構成と比較して、電力線通信の際のＳ／Ｎ比の向上など、通信特性を向上することができる。
【０１０４】
なお、実施の形態５に係るコネクタ装置３のその他の構成は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０５】
（実施の形態６）
図２５は、実施の形態６に係るコネクタ装置３の構成を示す外観斜視図であり、電気自動車１に搭載された場合に車輌内側となる部分の外観を図示したものである。また、図２６は、実施の形態６に係るコネクタ装置３の構成を示す側面図であり、図２５における奥方からコネクタ装置３を見た構成である。実施の形態６に係るコネクタ装置３は、図５及び図６等に示した実施の形態１に係るコネクタ装置３と略同じ構成であるが、トロイダルコア１５ａに対する信号配線１３の巻回位置が実施の形態１に係るコネクタ装置３と異なる。
【０１０６】
実施の形態６に係るコネクタ装置３は、ボディＥＣＵ２の電力線通信部２２に接続される信号配線１３がトロイダルコア１５ａに巻回され、この巻回部分に重ねて一方のＡＣ線１１がトロイダルコア１５ａに巻回されている。即ち、信号配線１３がＡＣ線１１と同じ位置に巻回されている。
【０１０７】
また筒状部３２に形成された切り欠き３２ａは、トロイダルコア１５ａが筒状部３２に外嵌された場合に、トロイダルコア１５ａに巻回されたＡＣ線１１の巻回部分と信号配線１３の巻回部分とが収容できる。このため、実施の形態６に係るコネクタ装置３の筒状部３２には、信号配線１３のみを収容する切り欠き３２ｂは形成されていない。
【０１０８】
図２７は、実施の形態６に係る電力線通信システムの効果を説明するための模式図である。図２７においては、ＡＣ線１１及び信号配線１３をトロイダルコア１５ａの異なる位置に巻回した実施の形態１の構成（図中の破線参照）と、ＡＣ線１１及び信号配線１３をトロイダルコア１５ａの同じ位置に重ねて巻回した実施の形態６の構成（図中の実線参照）とにおける、伝送路減衰特性の測定結果をグラフ化して比較してある。このグラフは、横軸を周波数とし、縦軸を伝送路減衰率としたものである。なお伝送路減衰率は、送信信号に対する受信信号の信号強度の比率を対数（デシベル）で表したものであり、その値が０に近いほど信号が減衰せずに受信されることを示している。
【０１０９】
図示のように、ＡＣ線１１及び信号配線１３を重ねてトロイダルコア１５ａに巻回した構成とすることによって、特に１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの周波数にて、伝送路減衰率が改善されている。これは、ＡＣ線１１及び信号配線１３を重ねて巻回することによって、カップリングトランス１５の漏れ磁束が低減されるためであると考えられる。
【０１１０】
以上の構成の実施の形態６に係る電力線通信システムは、コネクタ装置３にてＡＣ線１１及び信号配線１３を重ねてトロイダルコア１５ａに巻回させる構成とすることによって、ＡＣ線１１及び信号配線１３をトロイダルコア１５ａの異なる位置に巻回させる構成と比較して、電力線通信の際の伝送路減衰特性の向上など、通信特性を向上することができる。
【０１１１】
なお、実施の形態６においては、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成に対して、ＡＣ線１１及び信号配線１３を重ねてトロイダルコア１５ａに巻回させた構成のコネクタ装置３について説明したが、これに限るものではない。実施の形態２〜５に係るコネクタ装置３についても同様に、ＡＣ線１１（実施の形態５の構成ではＡＣ線１１、１２）と信号配線１３とを重ねてトロイダルコア１５ａに巻回させる構成としてよく、これにより通信特性を向上することができる。
【０１１２】
なお、実施の形態６に係るコネクタ装置３のその他の構成は、実施の形態１に係るコネクタ装置３の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【０１１３】
１  電気自動車（車輌）
２  ボディＥＣＵ（電力線通信装置）
３  コネクタ装置
１１  ＡＣ線（一方の電力供給用内部配線）
１２  ＡＣ線（他方の電力供給用内部配線）
１３  信号配線
１４  接地用配線（内部配線）
１５  カップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器）
１５ａ  トロイダルコア（環状磁性体）
１６  コンデンサ（フィルタ回路）
１７  フィルタ回路
１７ａ  コイル（電子部品）
１７ｂ  コンデンサ（電子部品）
１７ｃ  配線
１８  バリスタ（保護素子）
１９  ヒューズ
２１  制御部
２２  電力線通信部
３０  コネクタ本体
３１  取付部
３２  筒状部
３２ａ、３２ｂ  切り欠き
３３  取付孔
５１、５２  ＡＣ線（電力供給用内部配線）
５５  カップリングトランス（電磁誘導式の信号変換器）
５５ａ  トロイダルコア
５６  コンデンサ（フィルタ回路）
７１、７２  ＡＣ線（電力供給用配線）
【図１】
0005351217.tif 000002
【図２】
0005351217.tif 000003
【図３】
0005351217.tif 000004
【図４】
0005351217.tif 000005
【図５】
0005351217.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005351217.tif 000008
【図８】
0005351217.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005351217.tif 000011
【図１１】
0005351217.tif 000012
【図１２】
0005351217.tif 000013
【図１３】
0005351217.tif 000014
【図１４】
0005351217.tif 000015
【図１５】
0005351217.tif 000016
【図１６】
0005351217.tif 000017
【図１７】
0005351217.tif 000018
【図１８】
0005351217.tif 000019
【図１９】
0005351217.tif 000020
【図２０】
0005351217.tif 000021
【図２１】
0005351217.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
0005351217.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0005351217.tif 000027
【図２７】
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