(57)【要約】【課題】本発明は、非接触充電中に送電される電力信号に重畳させる通信で用いる信号の周波数を電力信号の周波数に近い周波数にし、さらに振幅を変化させて非接触電力通信をする給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムを提供する。【解決手段】電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の重畳信号を生成し、電力信号を送電する電力線に重畳信号を重畳させて送信する送信系と、通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が、通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する受信系と、を備える給電装置と充電装置である。【選択図】図４
2013247829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電装置に非接触で電力信号を送電する給電部と、
前記充電装置に送信する２値情報の生成と、前記充電装置から受信した２値情報を取得する制御部と、
前記充電装置と非接触電力通信を行う通信部と、を備え、
前記通信部は、
前記２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して前記２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第１の変調信号を生成し、前記電力信号に重畳させて前記充電装置に送信する送信系と、
前記充電装置から送信される前記電力信号に重畳される第２の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第２の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第２の変調信号を受信したと判定し、受信したと判定された前記第２の変調信号の前記振幅と、前記第２の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較して前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が、前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、前記所定期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する受信系と、
を備えることを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記受信系は、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値が、前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続く間、前記第１の情報に対応するディジタル信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
給電装置から送電される電力信号を非接触で受電し、受電した電力をバッテリに充電する充電部と、
前記給電装置に送信する２値情報の生成と、前記給電装置から受信した２値情報を取得する制御部と、
前記給電装置と非接触電力通信を行う通信部と、を備え、
前記通信部は、
前記２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して前記２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の前記充電装置に送信させる第３の変調信号を生成し、前記電力信号に重畳させて前記充電装置に送信する送信系と、
前記給電装置から送信される前記電力信号に重畳される第４の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第４の変調信号を受信したと判定し、受信したと判定された前記第４の変調信号の前記振幅と、前記第４の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較して前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、前記期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する受信系と、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項４】
前記受信系は、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値が、前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続く間、前記第１の情報に対応するディジタル信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
【請求項５】
非接触充電に用いる給電方法であって、
給電装置が、
２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して前記２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第１の変調信号を生成し、
前記電力信号を送電する電力線に前記第１の変調信号を重畳させて前記充電装置に送信し、
前記充電装置から送信される前記電力信号に重畳される第２の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第２の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第２の変調信号を受信したと判定し、
受信したと判定された前記第２の変調信号の前記振幅と、前記第２の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較し、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、
前記期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、
それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する、
処理を実行することを特徴とする給電方法。
【請求項６】
非接触充電に用いる充電方法であって、
充電装置が、
２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して前記２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第３の変調信号を生成し、
前記電力信号を受電する電力線に前記第３の変調信号を重畳させて前記充電装置に送信し、
前記給電装置から送信される前記電力信号に重畳される第４の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第４の変調信号を受信したと判定し、
受信したと判定された前記第４の変調信号の前記振幅と、前記第４の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較し、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、
前記期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、
それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する、
処理を実行することを特徴とする充電方法。
【請求項７】
非接触充電に用いる給電プログラムであって、
２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第１の変調信号を生成し、
前記電力信号を送電する電力線に前記第１の変調信号を重畳させて前記充電装置に送信し、
前記充電装置から送信される前記電力信号に重畳される第２の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第２の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第２の変調信号を受信したと判定し、
受信したと判定された前記第２の変調信号の前記振幅と、前記第２の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較し、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、
前記期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、
それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する、
処理を給電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする給電プログラム。
【請求項８】
非接触充電に用いる充電プログラムであって、
２値情報を取得すると、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照して２値情報に対応する振幅値を選択し、選択した前記振幅値で、かつ前記電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第３の変調信号を生成し、
前記電力信号を受電する電力線に前記第３の変調信号を重畳させて前記充電装置に送信し、
前記給電装置から送信される前記電力信号に重畳される第４の変調信号を前記電力信号から分離し、分離した前記第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき前記第４の変調信号を受信したと判定し、
受信したと判定された前記第４の変調信号の前記振幅と、前記第４の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較し、
前記２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、前記通信周波数ごとに前記２値化判定閾値より大きい振幅値が前記通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定し、
前記期間内だけ前記振幅値が続いた場合に前記２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、
それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する、
処理を充電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする充電プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非接触電力充電を行う給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）などの車両の充電には非接触充電が用いられるようになっている。また、車両と給電装置との間では車両検出、車両認証および給電に関する情報などのやり取りが必要である。
【０００３】
関連する技術として、非接触充電の波形の変化もしくは重畳する信号の周波数の変化により信号を伝送する技術が開示されている。例えば、特許文献１、２。
また、関連する技術として、電気自動車のバッテリの充電と共に各種の情報の通信を行う電気自動車の通信制御方式が知られている。この通信制御方式によれば、磁気結合部を介してバッテリなどに関する各種情報を、高周波信号により変調して、電気自動車と充電電力供給部のそれぞれの通信装置間で送受信する。例えば、特許文献３。
【０００４】
また、関連する技術として、固定部の能動用モジュールから運動部の受動用モジュールの動作に必要な電力の伝送と、両モジュール間で相互に授受する情報信号の伝送とを非接触で行わせる装置において、運動部が移動中であっても常に動力用電源および両モジュール間で相互に情報信号を授受させるための電力を維持することのできる、電力伝送制御装置が知られている。この電力伝送制御装置よれば、能動モジュールＡと受動モジュールＢとの間隙を電磁波の信号により非接触で電力を伝送させると同時に、モジュールＡからモジュールＢへの制御指令信号を重畳して送信する。例えば、特許文献４。
【０００５】
また、関連する技術として、バッテリの満充電の検出を簡単な回路で一次側に伝達して、非充電時に一次側の待機電力を低減する非接触充電器が知られている。例えば、特許文献５。
【０００６】
また、関連する技術として、充電器等から携帯機器等へ電力を非接触で供給する場合でも、その電力供給に用いられる回路を共用しつつ、より少ない消費電力で携帯機器等から充電器等への情報伝達を行なうことのできる非接触給電装置が知られている。この非接触給電装置によれば、交番電力の供給された１次コイルから発生する交番磁束を交差させた２次コイルにて１次コイルに供給した交番電力を受電し、直流電力に変換してバッテリに供給する。また、２次コイルを含むとともに回路定数が変更可能に構成された共振回路部と、１次コイルに伝達すべき情報に基づいて共振回路部の回路定数を変更して２次コイルに受電される交番電力の振幅を変調する２次側制御装置と、２次コイルでの交番電力の振幅の変化に応じて１次コイルに生じる交番電力の振幅の変化から１次コイルに伝達すべき情報を復調する１次側制御装置とを備える。例えば、特許文献６。
【０００７】
しかしながら何れも、送電する電力が大きくなることにより通信の品質が悪くなることを考慮したものでなく、非接触電力通信で用いる情報を効率よく転送できないという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２０６２３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２０６２３２号公報
【特許文献３】特開平０６−２４５３２６号公報
【特許文献４】実開平０６−０４８３４７号公報
【特許文献５】特開２０００−１９７２７５号公報
【特許文献６】特開２０１１−１０９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題を考慮し、非接触電力通信で用いる情報を効率よく転送できる給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態の態様のひとつである給電装置は、給電部、制御部および通信部を備えている。給電部は、充電装置に非接触で電力信号を送電する。制御部は、充電装置に送信する２値情報の生成と、充電装置から受信した２値情報を取得する。通信部は、充電装置と非接触電力通信を行う。
【００１１】
通信部の送信系は、２値情報を取得すると、取得した２値情報を用いて、振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。振幅選択情報は、記憶部に記憶され、２値情報各々に振幅値が関連付けられている。続いて、送信系は選択した振幅値で、かつ電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の第１の変調信号を生成する。そして、送信系は電力信号を送電する電力線に第１の変調信号を重畳させて充電装置に送信する。
【００１２】
通信部の受信系は、充電装置から送信される電力信号に重畳される第２の重畳信号を電力信号から分離し、分離した第２の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき第２の変調信号を受信したと判定する。続いて、受信系は受信したと判定された第２の変調信号の振幅と、第２の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較して２値化判定閾値より大きい振幅値を検出する。続いて、受信系は通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定する。そして、受信系は期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。
【００１３】
本実施形態の他の態様のひとつである充電装置は、充電部、制御部および通信部を備えている。充電部は、給電装置から送電される電力信号を非接触で受電し、受電した電力をバッテリに充電する。制御部は、給電装置に送信する２値情報の生成と、給電装置から受信した２値情報を取得する。通信部と、給電装置と非接触電力通信を行う。
【００１４】
通信部の送信系は、２値情報を取得すると、取得した２値情報を用いて、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。続いて、送信系は選択した振幅値で、かつ電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の充電装置に送信させる第３の変調信号を生成し、電力信号を受電する電力線に第３の変調信号を重畳させて充電装置に送信する。
【００１５】
通信部の受信系は、給電装置から送信される電力信号に重畳される第４の変調信号を電力信号から分離し、分離した第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき第４の変調信号を受信したと判定する。続いて、受信系は受信したと判定された第４の変調信号の振幅と、第４の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較して２値化判定閾値より大きい振幅値を検出する。続いて、受信系は通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が通信周波数の周期の所定期間内だけ続いたか否かを判定する。そして、期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。
【発明の効果】
【００１６】
実施の形態によれば、非接触電力通信で用いる２値情報を効率よく転送することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】チャージステーションの一実施例を示す図である。
【図２】給電装置と車両の関係を示す図である。
【図３】複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。
【図４】給電装置の一実施例を示す図である。
【図５】充電装置の一実施例を示す図である。
【図６】給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。
【図７】復調／復号部のハードウェアの一実施例を示す図である。
【図８】給電装置および充電装置の送信系の動作の一実施例を示すフロー図である。
【図９】電力信号と変調信号と電力信号に変調信号を重畳させた電圧値各々の関係を示す一実施例を示す図である。
【図１０】給電装置および充電装置の受信系の動作の一実施例を示すフロー図である。
【図１１】重畳された変調信号の電圧波形の一実施例を示す図である。
【図１２】重畳された変調信号の電圧波形と波形整形された電圧波形の関係の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施形態では、非接触充電中に非接触電力通信を用いてディジタルデータ（２値情報）を給電装置と充電装置の間で効率よく送信する。本実施形態における非接触電力通信の送信系は、給電装置から充電装置へ非接触で電力信号を送電しているときに、電力信号に２値情報により生成された変調信号を重畳させて通信を行う。
【００１９】
変調信号の振幅値は、２値情報を用いて、記憶部に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択して求める。また、変調信号の周波数は、電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数である。
【００２０】
また、非接触電力通信の受信系は、電力信号を利用して送信された変調信号を受信し、２値情報を抽出する通信を行う。
例えば、充電装置から送信される電力信号に重畳される変調信号を電力信号から分離し、分離した変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき変調信号を受信したと判定する。そして、受信したと判定された変調信号の振幅と２値化を判定するための２値化判定閾値とを比較する。続いて、２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が通信周波数の周期の所定の期間内だけ続いたか否かを判定する。続いて、期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。
【００２１】
その結果、非接触電力通信で用いる２値情報を効率よく転送することができるという効果を奏する。
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
【００２２】
図１は、チャージステーションの一実施例を示す図である。図１に示すチャージステーション１には、車両を駐車するための駐車エリア２ａ〜２ｄがあり、駐車エリア２ａ〜２ｄそれぞれには後述する給電装置７ａ〜７ｄが配置されている。給電装置７ａ〜７ｄは、車両５へ給電する際に送電に関する制御などを行う給電制御部３ａ〜３ｄと、電力を車両５側に送電するための給電部４ａ〜４ｄを有する。
【００２３】
図２は、給電装置と車両の関係を示す図である。図２の給電装置７は給電制御部３と給電部４を備えている。給電制御部３は車両５との通信を行う無線通信およびサーバなど無線通信または有線通信を行う通信の制御と、商用電源から給電された電力を車両５に送電するための制御を行う。さらに、給電制御部３は充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する制御を行う。
【００２４】
給電部４は電力を車両５に送電するときに用いられる。電力の送電は、例えば、電磁誘導もしくは磁界と電界による共鳴方式を用いることが考えられる。
なお、図２の給電装置７において給電制御部３と給電部４とは電力線ＰＯＷと信号線ＳＩＧにより接続されている。
【００２５】
図２の車両５は充電装置６を備えている。充電装置６は給電部４から送電された電力を受電して、充電装置６に設けられているバッテリ部に充電する。バッテリ部は充電式の二次電池で、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが考えられる。ただし、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池に限定されるものではなく、二次電池であればよい。
【００２６】
図３は、複数の給電装置とサーバとの関係を示す図である。図３に示す複数の給電装置７ａ〜７ｄ各々はネットワーク９を介してサーバ８と通信をする。サーバ８は、例えば、給電装置７ａ〜７ｄと通信をして充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する処理を実行し、処理結果を給電装置７ａ〜７ｄに送信する。
【００２７】
図４は、給電装置の一実施例を示す図である。給電装置７は、給電部４、通信部、制御部（制御装置４０１または通信制御部４０７）を有する。
図４の給電装置７は制御装置４０１、電源変換部４０３、整合部４０４、第１のコイル４０５、結合部４０６、通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０、フィルタ部４１１、復調／復号部４１２を備えている。なお、制御装置４０１は給電制御部３に相当する。
給電部４は電源変換部４０３、整合部４０４、第１のコイル４０５を有する。給電部４は車両５に搭載された充電装置６に非接触で電力信号を給電する。
【００２８】
通信部は結合部４０６、通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０、フィルタ部４１１、復調／復号部４１２を有し、非接触電力通信に用いられる。送信系は通信制御部４０７、変調／符号部４０８、駆動部４０９、発振部４１０を有している。また、受信系は通信制御部４０７、フィルタ部４１１、復調／復号部４１２を有している。
【００２９】
通信部は、充電に用いる電力信号に通信に用いる信号を重畳させる非接触電力通信を行う。
通信部の送信系は充電装置６に送信する２値情報（ディジタルデータ）により変調して生成される第１の変調信号を、電力信号を送電する電力線に重畳して充電装置６に送信する非接触電力通信を行う。また、通信部の受信系は給電装置７から送電される電力信号を利用して充電装置６から送信される第２の重畳信号（電力信号に後述する第２の変調信号が重畳された信号）を受信し、受信した第２の重畳信号の第２の変調信号から２値情報（ディジタルデータ）を抽出する。
【００３０】
制御部（制御装置４０１と通信制御部４０７）は、給電装置７が充電装置６に給電を開始すると、非接触電力通信を用いて給電装置７と充電装置６との間で行う通信の制御をする。制御装置４０１（給電制御部）は電源変換部４０３、整合部４０４、通信制御部４０７と接続され、接続されている各部を制御する。
【００３１】
制御部は、充電装置６から指定された充電電流が充電装置６に供給できるように電源変換部４０３の出力する電力信号を制御する。
電源変換部４０３は、商用電源４０２から供給される電力を決められた周期でかつ決められた電力レベルの交流に変換し第１のコイル４０５に給電する。上記交流の変換などの制御は制御装置４０１により行うことが考えられる。
【００３２】
整合部４０４は本例では伝送改善をするために用いられ、制御装置４０１により制御される。
第１のコイル４０５は、車両５に搭載されている充電装置６へ電力を給電するために用いられる。本例では、第１のコイル４０５は充電装置６の後述する第２のコイル５０２に電力を送電する。また、第１のコイル４０５と第２のコイル５０２は非接触電力通信に用いられる。
【００３３】
結合部４０６は、充電中に電源変換部４０３から出力された電力信号に、非接触電力通信で用いる第１の変調信号を重畳させるために用いる。また、車両５の充電装置６から送信される非接触電力通信で用いる第２の変調信号を受信したときは、結合部４０６はフィルタ部４１２に受信した第２の変調信号を出力する。
【００３４】
通信制御部４０７は非接触電力通信を制御する。
変調／符号部４０８は通信制御部４０７を介して制御装置４０１から充電に必要な２値情報（ディジタルデータ）を受信すると、該データを非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換する。本例では、ディジタルデータの「１」はハイレベルを表し、「０」はロウレベルを表すものとする。
【００３５】
続いて、変調／符号部４０８は発振部４１０から出力された正弦波と変換されたディジタルデータを用いて、充電中の電力線に重畳させるための第１の重畳信号を生成する。
例えば、ディジタルデータがハイレベル「１」の場合、ハイレベル「１」に対応する振幅の正弦波の信号を出力する。また、ディジタルデータがロウレベル「０」の場合、ロウレベル「０」に対応するハイレベル「１」と異なる振幅の正弦波の信号を出力する。
【００３６】
駆動部４０９は、変調／符号部４０８で生成された信号を増幅して第１の変調信号を生成し、結合部４０６に供給する。駆動部４０９は、例えば増幅器などが考えられる。
発振部４１０は、ハイレベル「１」およびロウレベル「０」で用いる交流電力の周波数に近い周波数の信号を生成する。交流電力の周波数に近い周波数とは、例えば、交流電力が送電可能な周波数帯域の決められた周波数が考えられる。
【００３７】
フィルタ部４１１は、結合部４０６を介して受信した第２の変調信号が重畳されている第２の重畳信号から、第２の変調信号を抽出するためのフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどが考えられる。
【００３８】
復調／復号部４１２は、フィルタ部４１１から出力された第２の変調信号の周波数と振幅を用いて、第２の変調信号の電圧波形を整形し、ディジタルデータを生成する。そして、ディジタルデータを制御装置４０１で用いるデータの形式に変換して通信制御部４０７に出力する。そして、通信制御部４０７は制御装置４０１にデータを送信する。
【００３９】
図５は、充電装置の一実施例を示す図である。図５の充電装置６は制御装置５０１、充電部、通信部を備えている。
充電部は受電部（第２のコイル５０２）、整合部５０３、ＡＣ−ＤＣ変換部５０４を有する。受電部は給電装置７から給電される電力信号を非接触で受電する。充電部は受電した電力を整流してバッテリ部５０５に充電する。
【００４０】
通信部は結合部５０６、駆動部５０７、変調／符号部５０８、発振部５０９、通信制御部５１０、フィルタ部５１１、復調／復号部５１２を有し非接触電力通信を行う。送信系は駆動部５０７、変調／符号部５０８、発振部５０９、通信制御部５１０を有している。また、受信系は発振部５０９、通信制御部５１０、フィルタ部５１１、復調／復号部５１２を有している。
【００４１】
通信部の送信系は、給電装置７に送信するディジタルデータにより変調して生成される第３の変調信号を、電力信号を受電する電力線に重畳して給電装置７に送信する非接触電力通信を行う。また、通信部の受信系は給電装置７から送電される電力信号を利用して給電装置７から送信される電力信号に第４の変調信号が重畳された重畳信号を受信し、受信した重畳信号の第４の変調信号からディジタルデータを抽出する非接触電力通信を行う。
【００４２】
制御装置５０１は通信制御部５１０とＡＣ−ＤＣ変換部５０４に接続され各部を制御する。また、制御装置５０１は各部から計測データを取得する。制御部（制御装置５０１と通信制御部５１０）は、給電装置７が充電装置６に給電を開始すると、非接触電力通信だけを用いて給電装置７と充電装置６との間で通信を行う制御をする。
【００４３】
制御部は充電装置６が充電を開始すると、非接触電力通信を可能な状態にする。給電装置７に送信する信号を、電力信号を受電する電力線に重畳して給電装置７に送信する。また、給電装置７から送電される電力信号に重畳して給電装置７から送信される信号を受信し、受信した信号から情報を抽出する。
【００４４】
第２のコイル５０２は給電装置７から第１のコイル４０５を介して送電された電力信号を受電し、受電した電力が整合部５０３に供給される。
整合部５０３は本例では給電装置７と充電装置６との間のインピーダンス整合を行い、制御装置５０１により制御される。
【００４５】
ＡＣ−ＤＣ変換部５０４は受電した電力信号を直流にし、直流にした電力はバッテリ５０５に供給される。
バッテリ５０５は充電式の二次電池などが考えられる。
【００４６】
結合部５０６は、第２のコイル５０２が受電した電力信号に、非接触電力通信で用いる信号を重畳させるために用いる。また、給電装置７から送信される非接触電力通信で用いる信号を受信したときは、結合部５０６はフィルタ部５１１に受信した信号を出力する。
【００４７】
駆動部５０７は、変調／符号部５０８で生成された第３の変調信号を増幅して第３の変調信号を生成し、結合部５０６に供給する。駆動部５０７は、例えば増幅器などが考えられる。なお、第３の変調信号は上記第２の変調信号である。
【００４８】
変調／符号部５０８は、通信制御部５１０を介して制御装置５０１から２値情報（ディジタルデータ）を受信すると、該データを非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換して出力する。本例では、ディジタルデータの「１」はハイレベルを表し、「０」はロウレベルを表すものとする。例えば、ディジタルデータがハイレベル「１」の場合、ハイレベル「１」に対応する振幅の正弦波の信号を出力する。ディジタルデータがロウレベル「０」の場合、ロウレベル「０」に対応するハイレベル「１」と異なる振幅の正弦波の信号を出力する。
【００４９】
発振部５０９は、ハイレベル「１」およびロウレベル「０」で用いる異なる振幅の信号を生成する。
通信制御部５１０は非接触電力通信を制御する。
【００５０】
フィルタ部５１１は、結合部５０６を介して受信した給電装置７から送信された非接触電力通信で用いる信号が重畳されている電力信号から、重畳されている第４の変調信号を抽出するためのフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどが考えられる。なお、第４の変調信号は上記第１の変調信号である。
【００５１】
復調／復号部５１２は、フィルタ部５１１から出力された第４の変調信号周波数と振幅を用いて、第４の重畳信号の電圧波形を整形し、ディジタルデータを生成する。そして、ディジタルデータを制御装置５０１で用いるデータの形式に変換して通信制御部５１０に出力する。そして、通信制御部５１０は制御装置５０１にデータを送信する。
【００５２】
なお、充電装置の非接触電力通信は上記説明した方法に限定されるものではなく、例えば負荷変調方式や反射を用いた方法などで信号を重畳させることが考えられる。
図６は、給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８のハードウェアは、図６に示す制御部６０１、記憶部６０２、記録媒体読取装置６０３、入出力インタフェース６０４（入出力Ｉ／Ｆ）、通信インタフェース６０５（通信Ｉ／Ｆ）などをそれぞれ備えている。また、上記各構成部はバス６０６によってそれぞれ接続されている。なお、サーバ８の機能はクラウドなどを用いて実現することもできる。
【００５３】
制御部６０１はＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いることが考えられる。
【００５４】
記憶部６０２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部６０２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、給電装置７およびサーバ８において、記憶部６０２以外に給電装置７およびサーバ８の外部に他の記憶部を設けてもよく、例えば、データベースなどを設けることが考えられる。
【００５５】
記録媒体読取装置６０３は、制御部６０１の制御に従って記録媒体６０７に対するデータのリード／ライトを制御する。そして、記録媒体６０７に記録媒体読取装置６０３の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体６０７に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体６０７は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory（非一時的）な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）などがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disk）などがある。なお、記憶部６０２もnon-transitory（非一時的）な記録媒体に含まれる。
【００５６】
入出力インタフェース６０４には、入出力部６０８が接続され、入力された情報を受信し、バス６０６を介して制御部６０１に送信する。また、制御部６０１からの命令に従ってディスプレイの画面上に操作情報などを表示する。入出力部６０８の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、タッチパネルなどが考えられる。なお、入出力部６０８の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。充電装置６の入出力部６０８は、車両５においてダッシュボードに備え付けられていることが考えられる。また、出力部はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、プリンタなどの出力装置であってもよい。
【００５７】
通信インタフェース６０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）接続やインターネット接続を無線により行うためのインタフェースである。また、通信インタフェース６０５は必要に応じ、他のコンピュータとの間のＬＡＮ接続やインターネット接続や無線接続を行うためのインタフェースとして用いてもよい。
【００５８】
このようなハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８が行う各種処理機能が実現される。その場合給電装置７の制御装置４０１および充電装置６の制御装置５０１とサーバ８が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体６０７に記録しておくことができる。
【００５９】
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体６０７が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。
【００６０】
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体６０７に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部６０２に記憶する。そして、コンピュータは、自己の記憶部６０２からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、記録媒体６０７から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【００６１】
給電装置７と充電装置６が有する復調／復号部５１２について説明する。
図７は、復調／復号部のハードウェアの一実施例を示す図である。図７の復調／復号部４１２（５１２）は、受信判定部７０１、比較器７０２、バッファ７０３、第１の計測部７０４、第２の計測部７０５および信号判定部７０６を有している。受信判定部７０１は、フィルタ部４１１または５１１により分離された第２の変調信号または第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき、第２の変調信号または第４の変調信号を受信したと判定する。
【００６２】
比較器７０２は、受信した第２の変調信号または第４の変調信号の振幅と、第２の変調信号または第４の変調信号を２値化させるための２値化判定閾値とを比較し、２値化判定閾値より大きい振幅値を検出する。
【００６３】
バッファ７０３は、比較器７０２で検出された結果をバッファする。
第１の計測部７０４は、受信した第２の変調信号または第４の変調信号の通信周波数を計測する。
【００６４】
第２の計測部７０５は、通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値を計測する。
信号判定部７０６は、通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が、通信周波数の周期の所定の期間内だけ続いたか否かを判定する。期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。尚、所定期間とは通信周波数の周期の４分の１以下の期間が望ましいが、２分の１以下の期間であっても良い。
【００６５】
給電装置および充電装置の送信系の動作について説明する。
給電装置７の通信部の送信系の変調／符号部４０８は、通信制御部４０７から２値情報を取得すると非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換して出力する。給電装置７の結合部４０６と駆動部４１０を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい。変調／符号部４０８は２値情報を含むディジタルデータを用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。続いて、選択した振幅値と、発振部４１０で生成される電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の信号とを用いて、変調／符号部４０８は第１の変調信号を生成する。続いて、駆動部４０９が第１の重畳信号を増幅して結合部４０６に出力し、結合部４０６で電力信号を送電する電力線に増幅した第１の変調信号を重畳させて充電装置６に送信する。
【００６６】
充電装置６の通信部の送信系の変調／符号部５８は、通信制御部５１２から２値情報を取得すると非接触電力通信で用いる形式のディジタルデータに変換して出力する。充電装置６の結合部５０６と駆動部５０７を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい。変調／符号部５０８は２値情報を含むディジタルデータを用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。続いて、選択した振幅値と、発振部５０９で生成される電力信号が送電可能な周波数帯域の決められた通信周波数の信号とを用いて、変調／符号部５０８は第３の変調信号を生成する。続いて、駆動部５０７が第３の変調信号を増幅して結合部５０６に出力し、結合部５０６で電力信号を送電する電力線に増幅した第３の変調信号を重畳させて給電装置７に送信する。
【００６７】
給電装置の送信系の動作について図８と図９を用いて説明する。
図８は、給電装置および充電装置の送信系の動作の一実施例を示すフロー図である。図９は、電力信号と変調信号と電力信号に変調信号を重畳させた電圧値各々の関係を示す一実施例を示す図である。
【００６８】
図８のステップＳ８０１では、通信部が制御装置４０１から通信制御部４０７を介して２値情報を受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０２に移行し、受信しない場合（Ｎｏ）にはステップＳ８０１に移行して２値情報を待つ。
【００６９】
ステップＳ８０２では、通信部が２値情報のうち第１の情報（ハイレベル「１」）を受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０３に移行する。第２の情報（ロウレベル「０」）を受信した場合（Ｎｏ）にはステップＳ８０４に移行する。
【００７０】
ステップＳ８０３では、通信部が第１の情報に対応する振幅の第１の変調信号を生成する。例えば、第１の情報を用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。
【００７１】
振幅選択情報は、第１の情報に第１の振幅値が関連付けられ、第２の情報に第２の振幅値が関連付けられている。第１の振幅値は第２の振幅値の２倍にすることが考えられる。ただし２倍に限定されるものではない。
【００７２】
続いて、変調／符号部４０８が発振部４１０で生成された信号を第１の振幅値に示される振幅にして第１の変調信号を生成する。例えば、第１の振幅値に示される振幅は、発振部４１０で生成された信号の最大値と最小値の振幅を示すことが考えられる。ただし、上記最大値と最小値の振幅に限定されるものではない。
【００７３】
続いて、変調／符号部４０８は生成した第１の変調信号を駆動部４１０に出力する。
ステップＳ８０４では、通信部が第２の情報に対応する振幅の第１の変調信号を生成する。例えば、第２の情報を用いて、記憶部（図６の記憶部６０２）に記憶されている２値情報各々に振幅値が関連付けられている振幅選択情報を参照し、振幅値を選択する。
【００７４】
続いて、変調／符号部４０８が発振部４１０で生成された信号を第２の振幅値に示される振幅にして第２の変調信号を生成する。例えば、第２の振幅値に示される振幅は、発振部４１０で生成された信号の最大値と最小値の振幅を示すことが考えられる。ただし、上記最大値と最小値の振幅に限定されるものではない。
【００７５】
続いて、変調／符号部４０８は生成した第２の変調信号を駆動部４０９に出力する。
ステップＳ８０５では、通信部が決められた期間２値情報を検出できない場合（Ｎｏ）にステップＳ８０６に移行し、２値情報を検出できた場合（Ｙｅｓ）にステップＳ８０１に移行する。
【００７６】
ステップＳ８０６では、制御部が通信部に非接触電力通信を終了させる。
図９は、縦軸に電圧値（ｋＶ）を示し、横軸に時間を示している。そして、波形９０１は増幅された第２の重畳信号または第４の重畳信号を示している。波形９０２は電力信号を示している。波形９０３は波形９０１と波形９０２を合成した波形であり、第１のコイル４０５または第２のコイル５０２から出力される波形である。
【００７７】
なお、充電装置６の送信系の動作については省略するが、上記給電装置７の説明を参照されたい。
給電装置および充電装置の受信系の動作について説明する。
【００７８】
給電装置７の通信部の受信系のフィルタ部４１１は、充電装置６から送信される電力信号に重畳される第２の変調信号を電力信号から分離する。給電装置７の結合部４０６と駆動部４０９を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい
復調／復号部４１２は、分離した第２の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき第２の重畳信号を受信したと判定する。受信したと判定されると、復調／復号部４１２は受信した第２の変調信号の振幅と、第２の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較する。２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、復調／復号部４１２は通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が通信周波数の周期の所定の期間内だけ続いたか否かを判定する。そして、期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。尚、所定期間とは通信周波数の周期の４分の１以下の期間が望ましいが、２分の１以下の期間であっても良い。
【００７９】
充電装置６の通信部の受信系のフィルタ部５１１は、充電装置６から送信される電力信号に重畳される第４の変調信号を電力信号から分離する。充電装置６の結合部５０６と駆動部５０７を除く通信部はＣＰＵなどのコンピュータを用いてもよい。
【００８０】
復調／復号部５１２は、分離した第４の変調信号の振幅値が決められた受信判定閾値より大きいとき第４の変調信号を受信したと判定する。受信したと判定されると、復調／復号部５１２は受信した第４の変調信号の振幅と、第４の変調信号を２値化するための２値化判定閾値とを比較する。２値化判定閾値より大きい振幅値を検出すると、復調／復号部５１２は通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が通信周波数の周期の所定の期間内だけ続いたか否かを判定する。そして、期間内だけ振幅値が続いた場合に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合は第２の情報が送信されたと判定する。尚、所定期間とは通信周波数の周期の４分の１以下の期間が望ましいが、２分の１以下の期間であっても良い。
【００８１】
給電装置の受信系の動作について図１０、図１１、図１２を用いて説明する。
図１０は、給電装置および充電装置の受信系の動作の一実施例を示すフロー図である。図１１は、重畳された変調信号の電圧波形の一実施例を示す図である。図１２は、重畳された変調信号の電圧波形と波形整形された電圧波形の関係の一実施例を示す図である。図１０のステップＳ１００１では、通信部の復調／復号部４１２の受信判定部７０１が分離した第２の変調信号の振幅値が受信判定閾値より大きいか否かを判定する。振幅値が受信判定閾値より大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１００２に移行し、小さい場合（Ｎｏ）はステップＳ１００１に移行して受信を待つ。図１１に示すように受信判定閾値を設定することが考えられる。また、受信判定は第２の変調信号を整流した値を用いて行ってもよい。図１１の縦軸には電圧値（ｋＶ）を示し、横軸には時間が示されている。
【００８２】
ステップＳ１００２では、通信部の復調／復号部４１２の第１の計測部７０４が、受信した第２の変調信号の周波数を計測する。または第２の変調信号の周期を計測する。図１２に示す周期ｔ２を参照。図１２の縦軸には電圧値を示し、横軸には時間が示されている。
【００８３】
ステップＳ１００３では、通信部の復調／復号部４１２の比較器７０２が、受信した第２の重畳信号の振幅と、第２の重畳信号を２値化させるための２値化判定閾値とを比較する。２値化判定閾値より大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１００４に移行し、小さい場合（Ｎｏ）はステップＳ１００７に移行する。図１１、１２に示すように受信判定閾値を設定することが考えられる。
【００８４】
ステップＳ１００４では、通信部の復調／復号部４１２の第２の計測部７０５が、通信周波数（周期ｔ２）ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値を計測する。すなわち、振幅値が２値化判定閾値より大きい期間を計測する。図１２に示す期間ｔ１を参照。
【００８５】
ステップＳ１００５では、通信部の復調／復号部４１２の信号判定部７０６が、通信周波数ごとに２値化判定閾値より大きい振幅値が、例えば、通信周波数の周期の４分の１より短い決められた期間内だけ続いたか否かを判定する。期間内だけ振幅値が続いた場合（Ｙｅｓ）に２値情報のうち第１の情報が送信されたと判定し、それ以外の場合（Ｎｏ）は第２の情報が送信されたと判定する。すなわち、通信周期内で決められた期間内であるか否かを判定する。図１２に示す期間ｔ１がハイになっている矩形波を参照。尚、所定期間とは通信周波数の周期の４分の１以下の期間が望ましいが、２分の１以下の期間であっても良い。
【００８６】
ステップＳ１００６では、通信部の通信制御部４０７を介して制御装置４０１の記憶部などに第１の情報を記憶する。
ステップＳ１００７では、通信部の復調／復号部４１２の信号判定部７０６は、通信周波数ごとに２値化判定閾値より小さい振幅値が通信周波数の示す期間内だけ続いたか否かを判定する。
【００８７】
ステップＳ１００８では、通信部の通信制御部４０７を介して制御装置４０１の記憶部などに第２の情報を記憶する。
なお、充電装置６の受信系の動作については省略するが、上記給電装置７の説明を参照されたい。
【００８８】
実施の形態によれば、非接触電力通信で用いる２値情報を効率よく転送することができるという効果を奏する。
また、給電装置と充電装置を有するシステムの小型化および簡略、低コスト化に貢献することができる。
【００８９】
また、信号振幅の量を数値なる伝達データとして扱うことにより、簡便に情報を伝達することが可能となる。
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  チャージステーション、
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  駐車エリア、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  給電制御部、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  給電部、
５  車両、
６  充電装置、
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  給電装置、
８  サーバ、
９  ネットワーク、
４０１  制御装置、
４０２  商用電源、
４０３  電源変換部、
４０４  整合部、
４０５  第１のコイル、
４０６  結合部、
４０７  通信制御部、
４０８  変調／符号部、
４０９  駆動部、
４１０  発振部、
４１１  フィルタ部、
４１２  復調／復号部、
５０１  制御装置、
５０２  第２のコイル、
５０３  整合部、
５０４  ＡＣ−ＤＣ変換部、
５０５  バッテリ、
５０６  結合部、
５０７  駆動部、
５０８  変調／符号部、
５１０  発振部、
５１０  通信制御部、
５１１  フィルタ部、
５１２  復調／復号部、
６０１  制御部、
６０２  記憶部、
６０３  記録媒体読取装置、
６０４  入出力インタフェース、
６０５  通信インタフェース、
６０６  バス、
６０７  記録媒体、
６０８  入出力部、
７０１  受信判定部、
７０２  比較器、
７０３  バッファ、
７０４  第１の計測部、
７０５  第２の計測部、
７０６  信号判定部、
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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