(57)【要約】【課題】非接触電力通信を効率よく行う給電装置と充電装置、給電方法と充電方法および給電プログラムと充電プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】電力信号のゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する生成部と、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号と、基準波の位相を第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成し、生成した第１の偏移信号または第２の偏移信号を電力信号に重畳させる送信部と、電力信号に、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号または第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測し、計測したゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出し、第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を検出する受信部と、を有する給電装置である。【選択図】図７
2013247687.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、
前記充電装置に非接触で前記電力信号の送電が開始されると、送電された前記電力信号を用いてゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する生成部と、
前記充電装置に送信する第１の情報を取得すると、前記基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号を生成し、前記第１の情報と異なる第２の情報を取得すると、前記基準波の位相を前記第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成し、生成した前記第１の偏移信号または前記第２の偏移信号を前記電力信号に重畳させる送信部と、
前記電力信号に、前記基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号または前記第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測し、計測した前記ゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、前記第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を検出する受信部と、
を備えることを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記第１の位相と前記第３の位相は＋π／２とし、前記第２の位相と前記第４の位相は−π／２と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】
前記受信部が有する位相偏移検出部は、
今回計測したゼロクロスの間隔が前回計測したゼロクロスの間隔より大きいとき位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定し、前記今回計測したゼロクロスの間隔が前記前回計測したゼロクロスの間隔より小さいとき位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の給電装置。
【請求項４】
前記受信部が有する位相偏移検出部は、
今回計測したゼロクロスの間隔を用いて、位相が＋π／２から−π／２に変化したことを判定する第１の判定値と、位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する第２の判定値と、を有する判定情報を参照し、今回計測したゼロクロスの間隔が第１の判定値より大きいとき位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定し、前記今回計測したゼロクロスの間隔が前記第２の判定値より小さいとき位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の給電装置。
【請求項５】
給電装置から送電される電力信号を非接触で受電して電力をバッテリ部に充電する充電部と、
前記給電装置から非接触で前記電力信号の送電が開始されると、送電された前記電力信号を用いてゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する生成部と、
前記給電装置に送信する第３の情報を取得すると、前記基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号を生成し、前記第３の情報と異なる第４の情報を取得すると、前記基準波の位相を前記第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号を生成し、生成した前記第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を前記電力信号に重畳させる送信部と、
前記電力信号に、前記基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号または前記第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測し、計測した前記ゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、前記第１の偏移信号または前記第２の偏移信号を検出する受信部と、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項６】
前記第１の位相と前記第３の位相は＋π／２とし、前記第２の位相と前記第４の位相は−π／２とすることを特徴とする請求項５に記載の給電装置。
【請求項７】
前記受信部が有する位相偏移検出部は、
今回計測したゼロクロスの間隔が前回計測したゼロクロスの間隔より大きいとき位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定し、前記今回計測したゼロクロスの間隔が前記前回計測したゼロクロスの間隔より小さいとき位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の給電装置。
【請求項８】
前記受信部が有する位相偏移検出部は、
今回計測したゼロクロスの間隔を用いて、位相が＋π／２から−π／２に変化したことを判定する第１の判定値と、位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する第２の判定値と、を有する判定情報を参照し、今回計測したゼロクロスの間隔が第１の判定値より大きいとき位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定し、前記今回計測したゼロクロスの間隔が前記第２の判定値より小さいとき位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の給電装置。
【請求項９】
非接触充電に用いる給電方法であって、
給電装置が、
前記充電装置に非接触で前記電力信号の送電が開始されると、送電された前記電力信号を用いてゼロクロスを検出し、
検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成し、
前記充電装置に送信する第１の情報を取得すると、前記基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号を生成し、
前記第１の情報と異なる第２の情報を取得すると、前記基準波の位相を前記第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成し、
生成した前記第１の偏移信号または前記第２の偏移信号を前記電力信号に重畳させ、
前記電力信号に、前記基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号または前記第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号が重畳されている電力信号を受信し、
受信した電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測し、
計測した前記ゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、前記第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を検出し、
検出した結果を用いて受信情報を抽出する、
処理を実行することを特徴とする給電方法。
【請求項１０】
非接触充電に用いる充電方法であって、
給電装置から送電される電力信号を非接触で受電して電力をバッテリ部に充電する充電装置が、
前記給電装置から非接触で前記電力信号の送電が開始されると、送電された前記電力信号を用いてゼロクロスを検出し、
検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成し、
前記給電装置に送信する第３の情報を取得すると、前記基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号を生成し、前記第３の情報と異なる第４の情報を取得すると、前記基準波の位相を前記第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号を生成し、
生成した前記第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を前記電力信号に重畳させ、
前記電力信号に、前記基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号または前記第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号が重畳されている電力信号を受信し、
受信した電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測し、
計測した前記ゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、前記第１の偏移信号または前記第２の偏移信号を検出し、
検出した結果を用いて受信情報を抽出する、
処理を実行することを特徴とする充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非接触で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）などが急速に発展しており、これらの車両の充電を行う給電装置の普及が見込まれる。充電の方法として、給電装置と車両に設けられる充電装置とを充電ケーブルで接続する接触充電と、共鳴コイルなどを使用して非接触で電力を伝送する非接触充電がある。非接触充電において、車両固有の情報（例えばバッテリの充電状態を示す情報ＳＯＣ（state of charge）の通知や車両の認証などを、給電装置と充電装置との間で双方向通信を用いて行うことが想定される。双方向通信として、例えば、有線通信、無線通信が考えられる。
【０００３】
また、双方向ではないが有線通信や無線通信以外に共鳴コイルを用いた非接触の通信が開示されている。その通信によれば、給電期間に通信をする期間を設け、通信をする期間中は給電を停止させて通信を行う。
【０００４】
他の関連技術として、充電に使用する共鳴コイルとは別に通信専用のコイルを設けて、双方向通信を行う給電装置と充電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０３５４１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−００３９４７号公報
【特許文献３】特開２０１０−０６８６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、非接触電力通信を効率よく行う給電装置と充電装置、給電方法と充電方法および給電プログラムと充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】
【０００７】
本実施の態様のひとつである給電装置は、給電部、生成部、送信部、受信部を有する。
給電部は充電装置に非接触で電力信号を送電する。
生成部は充電装置に非接触で電力信号の送電が開始されると、送電された電力信号を用いてゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する。
【０００８】
送信部は、充電装置に送信する第１の情報を取得すると、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号を生成する。また、第１の情報と異なる第２の情報を取得すると、基準波の位相を第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成する。そして、生成した第１の偏移信号または第２の偏移信号を電力信号に重畳させる。
【０００９】
受信部は、電力信号に、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号または第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測する。そして、計測したゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、第３の偏移信号または第４の偏移信号を検出する。
【００１０】
本実施の他の態様のひとつである充電装置は、充電部、生成部、送信部、受信部を有する。
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て電力をバッテリ部に充電する。
【００１１】
生成部は、給電装置から非接触で前記電力信号の送電が開始されると、送電された前記電力信号を用いてゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する。
【００１２】
送信部は、給電装置に送信する第３の情報を取得すると、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号を生成する。また、第３の情報と異なる第４の情報を取得すると、基準波の位相を前記第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号を生成する。そして、生成した前記第３の偏移信号または前記第４の偏移信号を前記電力信号に重畳させる。
【００１３】
受信部は、電力信号に、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号または第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測する。そして、計測したゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、第１の偏移信号または前記第２の偏移信号を検出する。
【発明の効果】
【００１４】
実施の形態によれば、非接触電力通信を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】図２は、給電装置と車両の関係を示す図である。
【図３】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４】図４は、給電装置の一実施例を示す図である。
【図５】図５は、充電装置の一実施例を示す図である。
【図６】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。
【図７】図７は、給電装置と充電装置がそれぞれ有する送信部、受信部、生成部の一実施例を示す図である。
【図８】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】図９は、給電中の偏移信号と電力信号の送信の一実施例を示す図である。
【図１０】図１０は、給電中の偏移信号と電力信号の送信の一実施例を示す図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、ゼロクロス情報、判定情報のデータ構造の一実施例を示すフロー図である。
【図１３】図１３は、給電中の偏移信号と電力信号の受信の一実施例を示す図である。
【図１４】図１４は、給電中の偏移信号と電力信号の受信の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
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。
【００１７】
ただし、給電装置７の設置はチャージステーションに限定されるものではなく、家庭の駐車場などに設置してもよい。
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との通信およびサーバなどとの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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
なお、共鳴方式として給電部４と充電装置６に送受電にコイルを用いた場合について説明する。
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。
【００２１】
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、送信部４０８、受信部４０９、生成部４１０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。
【００２２】
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に非接触で交流電力（電力信号）を給電する。
通信部の送信系は結合部４０６、通信制御部４０７、送信部４０８を有し、非接触電力通信に用いられる。また、通信部の受信系は、結合部４０６、通信制御部４０７、受信部４０９を有している。また、通信部は生成部４１０を有している。
【００２３】
生成部４１０は、充電装置６に非接触で交流電力の送電が開始されると、交流電力のゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、電力信号と基準波を生成する。
【００２４】
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。
送信部４０８は、充電装置６に送信する第１の情報（送信信号）を取得すると、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号を生成する。また、第１の情報と異なる第２の情報（送信信号）を取得すると、基準波の位相を第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成し、生成した第１の偏移信号または第２の偏移信号を電力信号に重畳させる。ここで、第１の位相と第２の位相は＋π／２と−π／２であることが望ましい。  また、重畳前の電力信号の位相に対して、第１の位相だけずらした第１の偏移信号を含む重畳後の電力信号の位相は進む。また、重畳前の電力信号の位相に対して、第２の位相だけずらした第２の偏移信号を含む重畳後の電力信号の位相は遅れる。
【００２５】
受信部４０９は、電力信号に、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号または第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測する。また、計測したゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、第３の偏移信号または第４の偏移信号を検出する。
【００２６】
なお、通信部は交流電力の送電が停止している場合、送信部４０８と受信部４０９は第２の通信処理を用いて通信を行う。第２の通信処理は既存の通信方式を用いた処理で、交流電力に信号を重畳しないで、第１のコイル４０５と第２のコイル５０２をアンテナとして用いて通信を行う。ただし、通信部は送電が停止している場合に必ずしも第２の通信をしなくてもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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の出力する交流電力を制御する。
制御部は、第１の偏移信号または第２の偏移信号を生成するための第１の情報または第２の情報（送信信号）を生成して送信部４０８に転送する。また、重畳後の電力信号から抽出した受信情報を、受信部４０９から取得する。
【００２９】
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。
【００３０】
整合部４０４は本例では送電効率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。
【００３１】
結合部４０６は、充電中に電源変換部４０３から出力された交流電力（電力信号）に、非接触電力通信で用いる第１の偏移信号または第２の偏移信号を重畳させるために用いる。例えば、トランスを用いた回路が考えられる。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重畳後の電力信号を受信したときは、結合部４０６は受信部４０９に受信した電力信号を出力する。
【００３２】
通信制御部４０７は通信を制御する。
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。
【００３３】
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。また、充電装置６にはバッテリ部５０６が接続されている。本例では、バッテリ部５０６が充電装置６から分かれているが充電装置６に含めてもよい。
【００３４】
受電部は給電装置７から給電される交流電力を非接触で受電する。充電部は受電した電力をバッテリ部５０６に充電する。
通信部の送信系は結合部５０７、送信部５０８、通信制御部５１０を有し、非接触電力通信に用いられる。また、通信部の受信系は、結合部５０７、受信部５０９、通信制御部５１０を有している。また、通信部は生成部５１１を有している。
【００３５】
生成部５１１は、充電装置６に非接触で交流電力の送電が開始されると、交流電力のゼロクロスを検出し、検出したゼロクロスのタイミングを用いて、基準波を生成する。
通信部は、充電に用いる交流電力（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。
【００３６】
送信部５０８は、給電装置７に送信する第３の情報（送信信号）を取得すると、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号を生成する。第３の情報と異なる第４の情報を取得すると、基準波の位相を第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号を生成する。生成した第３の偏移信号または第４の偏移信号を電力信号に重畳させる。ここで、第３の位相と第４の位相は＋π／２と−π／２であることが望ましい。
【００３７】
また、重畳前の交流電力（電力信号）の位相に対して、第３の位相だけずらした第３の偏移信号を含む重畳後の交流電力の位相は進む。また、重畳前の交流電力（電力信号）の位相に対して、第４の位相だけずらした第４の偏移信号を含む重畳後の交流電力の位相は遅れる。
【００３８】
受信部５０９は、電力信号に、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号または第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号が重畳されている電力信号のゼロクロスを検出するごとにゼロクロスの間隔を計測する。そして、受信部５０９は計測したゼロクロスの間隔が決められた間隔または範囲と異なる変化を検出して、第１の偏移信号または第２の偏移信号を検出する。
【００３９】
なお、通信部は交流電力の送電が停止している場合、送信部５０８と受信部５０９は第２の通信処理を用いて通信を行う。第２の通信処理は既存の通信方式を用いた処理で、交流電力に信号を重畳しないで、第１のコイル４０５と第２のコイル５０２をアンテナとして用いて通信を行う。ただし、通信部は送電が停止している場合に必ずしも第２の通信をしなくてもよい。
【００４０】
制御装置５０１はバッテリ部５０６、通信制御部５１０と接続され、接続されている各部を制御する。
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。
【００４１】
制御部は、第３の偏移信号または第４の偏移信号を生成するための第３の情報または第４の情報（送信信号）を生成して送信部５０８に転送する。また、第１の偏移信号または第２の偏移信号を含む電力信号から抽出した受信情報を、受信部５０９から取得する。
【００４２】
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交流電力（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う。なお、整合部５０３は制御装置５０１と接続し、制御装置５０１によりインピーダンス整合を制御してもよい。
【００４３】
ＡＣ−ＤＣ変換部５０４は受電した交流電力（電力信号）を直流にし、直流にした電力をバッテリ部５０６に供給される。
バッテリ部５０６は充電式の二次電池などが考えられる。
【００４４】
結合部５０７は、第２のコイル５０２が受電した交流電力（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。例えば、トランスを用いた回路が考えられる。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５０７は受信部５０９に受信した信号を出力する。
【００４５】
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の制御部と通信部（結合部４０６を除く）および充電装置６の制御部と通信部（結合部５０７を除く）、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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の制御と通信および充電装置６の制御と通信、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の制御と通信および充電装置６の制御と通信とサーバ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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
給電装置７と充電装置６が有する送信部、受信部、生成部について説明する。
図７は、給電装置７と充電装置６がそれぞれ有する生成部、送信部、受信部の一実施例を示す図である。
【００５５】
送信部４０８および送信部５０８は、送信フィルタ部７０１、送信増幅部７０２、変調部７０３を有する。
送信フィルタ部７０１は第１の偏移信号または第２の偏移信号を含む電力信号および第３の偏移信号または第４の偏移信号を含む電力信号の送信周波数帯域以外のノイズなどを除去するフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどを用いることが考えられる。ただし、送信フィルタ部７０１はなくてもよい。
【００５６】
送信増幅部７０２は、変調部７０３から出力された変調信号を増幅し、決められた送信レベルに増幅する。
変調部７０３は、給電装置７から出力される情報（第１の情報または第２の情報）または充電装置６の制御部から出力される情報（第３の情報または第４の情報）それぞれを変調する。給電装置７の変調は、基準波の位相を第１の位相だけ偏移させる変調と、基準波の位相を第１の位相と異なる第２の位相だけ偏移させる。ここで、第１の位相と第２の位相は＋π／２と−π／２であることが望ましい。
【００５７】
また、充電装置６の変調は、基準波の位相を第３の位相だけ偏移させる変調と、基準波の位相を第３の位相と異なる第４の位相だけ偏移させる。ここで、第３の位相と第４の位相は＋π／２と−π／２であることが望ましい。
【００５８】
受信部４０９および受信部５０９は、受信フィルタ部７０４、受信増幅部７０５、ゼロクロス検出部７０６、位相偏移検出部７０７を有する。
受信フィルタ部７０４は、第１の偏移信号または第２の偏移信号を含む電力信号および第３の偏移信号または第４の偏移信号を含む電力信号から受信周波数帯域以外のノイズなどを除去するフィルタである。例えば、バンドパスフィルタなどを用いることが考えられる。
【００５９】
受信増幅部７０５は、受信フィルタ部７０４から出力された重畳後の電力信号を増幅し、決められた受信レベルに増幅する。例えば、低ノイズ増幅器などを用いることが考えられる。
【００６０】
ゼロクロス検出部７０６は、受信増幅部７０５により増幅された重畳後の電力信号のゼロクロスを検出して、ゼロクロスを検出するごとに位相偏移検出部７０７に通知する。また、ゼロクロス検出部７０６は電力信号が正極から負極に移行したか、または負極から正極に移行したかを検出して位相偏移検出部７０７に通知する。
【００６１】
位相偏移検出部７０７は、ゼロクロス検出部７０６から出力されたゼロクロスに関する通知を取得するとゼロクロスの間隔を計測する。続いて、前回取得したゼロクロスの間隔と今回取得したゼロクロスの間隔とを比較し、比較結果に基づいて偏移信号それぞれに対応する受信情報を抽出する。
【００６２】
例えば、前回取得したゼロクロスの間隔より今回取得したゼロクロスの間隔が大きいときは「＋１」から「−１」に変化したと判定し、前回取得したゼロクロスの間隔より今回取得したゼロクロスの間隔が小さいときは「−１」から「＋１」に変化したと判定する。また、前回取得したゼロクロスの間隔より今回取得したゼロクロスの間隔が同じかまたはそれらの間隔の差が決められた範囲内である場合、前回と今回取得したゼロクロスの間隔は、同じと判定する。その判定結果を用いてディジタル信号を生成して受信情報を抽出する。
【００６３】
また、位相偏移検出部７０７は今回計測した間隔と決められた間隔値とを比較して、比較結果に基づいて偏移信号それぞれに対応する受信情報を抽出する。
例えば、計測した負極の間隔（電力信号が正極から負極に移行してから、負極から正極に移行するまでの間隔）が決められた間隔値または決められた範囲を示す判定情報より広いときは「＋１」から「−１」に変化したと判定し、計測した負極の間隔が決められた間隔値または決められた範囲より狭いときは「−１」から「＋１」に変化したと判定する。また、決められた間隔値または決められた範囲内であるときは前回の情報と同じと判定する。その判定結果を用いてディジタル信号を生成して受信情報を抽出する。
【００６４】
生成部４１０および生成部５１１は、ゼロクロス検出部７０８、基準波生成部７０９、補正部７１０を有する。
ゼロクロス検出部７０８は、給電に用いる交流電力を監視して、交流電力の振幅の正負が反転する位置（ゼロクロス）を検出する。例えば、振幅値を計測してゼロクロスを検出することが考えられる。上記では０Ｖを中心に交流電力を監視する例について説明したが、交流電力の中心は０Ｖに限定されるものではなく、中心が０Ｖでない場合には決められた電圧値を基準に振幅の変化を監視し、基準を超えたか否かでゼロクロスを検出することが考えられる。
【００６５】
基準波生成部７０９は、ゼロクロス検出部７０８から取得したゼロクロスの位置を用いて基準波を生成する。基準波は、例えば、正弦波が望ましい。
補正部７１０は、基準波生成部７０９から出力される基準波のジッタや歪などを補正する。例えば、ＰＬＬ回路（Phase-locked loop）を用いることが考えられる。
【００６６】
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。
給電装置の送信系の動作について図８、図９、図１０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と図１０は、給電中の偏移信号と電力信号の送信の一実施例を示す図である。図９、図１０の縦軸は電圧値を示し、横軸は時間を示している。
【００６７】
図８のステップＳ８０１では、生成部４１０が給電中であるか否かを判定し、給電中である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０２に移行し、給電中でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ８０８に移行する。給電中に送電される交流電力を示す電力信号波形９０１は図９、図１０においてに実線で示されている。
【００６８】
ステップＳ８０２では、生成部４１０が図９、図１０に示される検出した電力信号のゼロクロス９０２とゼロクロス９０３のタイミングを用いて、電力信号の周波数を推定して基準波を生成する。図９、図１０に示す破線により示されている正弦波形９０４を生成する。
【００６９】
ステップＳ８０３では送信部４０８が第１の情報を制御部から送信情報の第１の情報を取得したか否かを判定し、第１の情報を取得した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０４に移行し、第２の情報を取得した場合（Ｎｏ）にはステップＳ８０５に移行する。なお、送信情報である第１の情報と第２の情報を決められた期間取得できない場合にはステップＳ８０１に移行する。
【００７０】
ステップＳ８０４では、送信部４０８の変調部７０３が基準波を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号を生成する。図９、図１０のπ／２位相を進めた波形９０５（＋π／２基準波）を参照。
【００７１】
ステップＳ８０５では、送信部４０８の変調部７０３が基準波を第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成する。図９、図１０のπ／２位相を遅らせた波形９０６（−π／２基準波）を参照。
【００７２】
なお、ステップＳ８０４、Ｓ８０５では変調部７０３が基準波の位相を偏移させているが、生成部４１０で基準波の位相を第１の位相だけ偏移させた第１の偏移信号と、基準波の位相を第２の位相だけ偏移させた第２の偏移信号を生成してもよい。その場合、変調部７０３は第１の情報と第２の情報を用いて第１の偏移信号と第２の偏移信号を切り替えて出力する。
【００７３】
また、充電装置６の場合は生成部４１０で基準波の位相を第３の位相だけ偏移させた第３の偏移信号と、基準波の位相を第４の位相だけ偏移させた第４の偏移信号を生成してもよい。その場合、変調部７０３は第３の情報と第４の情報を用いて第３の偏移信号と第４の偏移信号を切り替えて出力する。
【００７４】
ステップＳ８０６では、送信部４０８の変調部７０３から出力された第１の偏移信号または第２の偏移信号を送信増幅部７０２が予め決められたレベルに増幅する。また、増幅された第１の偏移信号または第２の偏移信号の雑音や干渉成分などのノイズを送信フィルタ部７０１で除去する。
【００７５】
続いて、送信フィルタ部７０１から出力された第１の偏移信号または第２の偏移信号を出力する。本例では、第１の偏移信号または第２の偏移信号を結合部４０６に転送しているが、結合部４０６と送信部４０８の間にさらに増幅器を設けて第１の偏移信号または第２の偏移信号を増幅させてもよい。図９、図１０の重畳後電力信号波形を参照。
【００７６】
図９の重畳後電力信号波形は送信信号が「＋１」から「−１」に変化した場合の波形を示している。図９のｔａは送信信号が「＋１」から「−１」に変化し、＋π／２基準波から−π／２基準波に変化する点を示している。
【００７７】
また、図１０の重畳後電力信号波形は送信信号が「−１」から「＋１」に変化した場合の波形を示している。図１０のｔｃは送信信号が「−１」から「＋１」に変化し、−π／２基準波から＋π／２基準波に変化する点を示している。
【００７８】
ステップＳ８０７では、送信情報があるか否かを送信部４０８が判定し、送信情報がある場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ８０１に移行し、送信情報がない場合（Ｎｏ）には処理を終了する。
【００７９】
給電中でない場合にはステップＳ８０８で第２の通信処理をして、ステップＳ８０９で第２の通信処理により得られた通信信号を出力する。
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。
【００８０】
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。
給電装置の受信系の動作について図１１、図１２、図１３、図１４を用いて説明する。図１１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１２は、判定情報、ゼロクロス情報のデータ構造の一実施例を示すフロー図である。図１３と図１４は、給電中の偏移信号と電力信号の受信の一実施例を示す図である。図１３、図１４の縦軸は電圧値を示し、横軸は時間を示している。
【００８１】
図１１のステップＳ１１０１では、生成部４１０が給電中であるか否かを判定し、給電中である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１１０２に移行し、給電中でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１１０８に移行する。給電中に送電される重畳後の交流電力（電力信号）を示す重畳後電力信号波形１３０１は図１３、図１４においてに実線で示されている。
【００８２】
ステップＳ１１０２では、受信部４０９のゼロクロス検出部７０６が重畳後の電力信号のゼロクロスを検出する。図１３、図１４に示される検出した重畳後の交流電力のゼロクロス１３０２とゼロクロス１３０３のタイミングを検出する。
【００８３】
また、ゼロクロス検出部７０６はゼロクロスを検出するたびにゼロクロスに関する情報を受信部４０９の位相偏移検出部７０７に通知する。
ステップＳ１１０３では、受信部４０９の位相偏移検出部７０７がゼロクロスの間隔を計測する。ゼロクロスの間隔は、例えば、時間を計測してもよいし、ディジタル信号処理を用いている場合はサンプル信号の数を計測してもよい。ただし、ゼロクロスの間隔が計測できるものであれば、上記計測に限定されるものではない。
【００８４】
例えば、検出したゼロクロスを用いて図１３、図１４のゼロクロス間隔を示す矩形波形１３０４（実線）を生成して、ゼロクロス間隔を計測に利用してもよい。
また、位相偏移検出部７０７は受信した電力信号のゼロクロスが正極から負極に変化したときのゼロクロスか、負極から正極に変化したときのゼロクロスかを判定して、ゼロクロス１３０２とゼロクロス１３０３かを判別し、ゼロクロス間隔を計測してもよい。
【００８５】
続いて、計測したゼロクロス間隔は記憶部６０２に記憶する。例えば、図１２に示すゼロクロス情報に記憶することが考えられる。図１２のゼロクロス情報１２０１は「ゼロクロス期間」「ゼロクロス間隔」に記憶される情報を有する。「ゼロクロス期間」には前回計測した重畳後の電力信号の負極側の期間を識別する情報が記憶される。本例では前回の計測期間を識別する「前回」、今回の計測期間を識別する「今回」が記憶されている。「ゼロクロス間隔」には前回および今回計測した重畳後の電力信号の負極側の計測結果を示す情報が記憶される。本例では前回の計測期間の計測結果として「Ｔｂｘ」が、今回の計測期間の計測結果として「Ｔｘ」が記憶されている。図１３、図１４の場合には今回計測した期間がＴ２のとき「Ｔｘ」には「Ｔ２」が記憶され、前回計測した期間がＴ０のとき「Ｔｂｘ」には「Ｔ０」が記憶される。
【００８６】
なお、計測は上記計測方法に限定されるものではなく、図１２のゼロクロス情報１２０２を用いて重畳後の電力信号の今回の周期と前回の周期を比較してもよい。図１２のゼロクロス情報１２０２は「ゼロクロス期間」「ゼロクロス間隔」に記憶される情報を有する。「ゼロクロス期間」には前回計測した重畳後の電力信号の負極側の期間を識別する情報が記憶される。本例では前回の計測期間を識別する「前回」、今回の計測期間を識別する「今回」が記憶されている。「ゼロクロス間隔」には前回および今回計測した重畳後の交流電力の１周期の計測結果を示す情報が記憶される。本例では前回の計測期間の計測結果として期間Ｔ０を含む１周期を表す「Ｔｃｙｃ１」が、今回の計測期間の計測結果として期間Ｔ１＋期間Ｔ２を表す「Ｔｃｙｃ２」が記憶されている。
【００８７】
ステップＳ１１０４では、位相偏移検出部７０７がゼロクロス情報１２０１の前回と今回のゼロクロス間隔を比較し、前回と今回のゼロクロス間隔が同じまたは決められた範囲内であれば位相に変化がないと判定された場合はステップＳ１１０７に移行する。前回より今回のゼロクロス間隔が大きいときは、偏移信号の位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定され、ステップＳ１１０５に移行する。前回より今回のゼロクロス間隔が小さいときは、偏移信号の位相が−π／２から＋π／２に位相に変化したと判定されステップＳ１１０６に移行する。
【００８８】
図１３の場合、変化点ｔａを含む期間Ｔ２が前回の期間Ｔ０より広く変化するので、偏移信号の位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定する。図１４の場合、変化点ｔｃを含む期間Ｔ２が前回の期間Ｔ０より狭く変化するので、偏移信号の位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する。
【００８９】
なお、判定はゼロクロス情報１２０１のゼロクロス間隔が更新されるたびに判定することに限定されず、複数回更新したら判定してもよい。例えば、期間Ｔ０と期間Ｔ２を比較して判定した後、期間Ｔ４と期間Ｔ６を比較して判定してもよい。
【００９０】
なお、判定は前回と今回のゼロクロス間隔を比較する方法に限定されず、重畳後の電力信号の今回計測した負極側の期間を用いて、図１２の判定情報１２０３を参照し、判定をしてもよい。図１２の判定情報１２０３は「判定情報」「判定結果」に記憶される情報を有する。「判定情報」には判定条件が記憶され、本例では今回計測した負極側の期間Ｔｘが決められた期間Ｔｃ１より大きいことを表す「Ｔｘ＞Ｔｃ１」が記憶されている。また、「判定情報」には今回計測した負極側の期間Ｔｘが決められた期間Ｔｃ１とＴｃ２の範囲にあることを表す「Ｔｃ１≦Ｔｘ≦Ｔｃ２」が記憶されている。また、「判定情報」には今回計測した負極側の期間Ｔｘが決められた期間Ｔｃ２より小さいことを表す「Ｔｃ２＞Ｔｘ」が記憶されている。
【００９１】
「判定結果」には判定により選択される受信情報が記憶されている。本例では判定条件「Ｔｘ＞Ｔｃ１」が特定されると「−１」が選択される。判定条件「Ｔｃ１≦Ｔｘ≦Ｔｃ２」が特定されると「変化なし」が選択される。判定条件「Ｔｃ２＞Ｔｘ」が特定されると「＋１」が選択される。
【００９２】
図１３の場合、期間Ｔｘに対応する変化点ｔａを含む期間Ｔ２が決められた期間Ｔｃ１より大きいので、偏移信号の位相が＋π／２から−π／２に変化したと判定する。図１４の場合、期間Ｔｘに対応する変化点ｔｃを含む期間Ｔ２が決められた期間Ｔｃ２より小さいので、偏移信号の位相が−π／２から＋π／２に変化したと判定する。
【００９３】
ステップＳ１１０５では、位相偏移検出部７０７が偏移信号の位相が＋π／２から−π／２に変化したので「−１」が選択される。
ステップＳ１１０６では、位相偏移検出部７０７が偏移信号の位相が−π／２から＋π／２に変化したので「＋１」が選択される。
【００９４】
ステップＳ１１０７では、復調部４１１が選択されたデータを出力する。
給電中でない場合にはステップＳ１１０８で第２の通信処理をして、ステップＳ１１０９で第２の通信処理により得られた通信信号を制御部に出力する。
【００９５】
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。
実施の形態によれば、非接触電力通信を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００９６】
また、非接触電力通信で用いる機能の他に有線通信、無線通信をなどの機能を必要としない。また、給電中に双方向通信を行うことができるという効果を奏する。
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】
【００９７】
１  チャージステーション、
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  送信部、
４０９  受信部、
４１０  生成部、
５０１  制御装置、
５０２  第２のコイル、
５０３  整合部、
５０４  ＡＣ−ＤＣ変換部、
５０６  バッテリ部、
５０７  結合部、
５０８  送信部、
５０９  受信部、
５１０  通信制御部、
５１１  生成部、
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  送信フィルタ部、
７０２  送信増幅部、
７０３  変調部、
７０４  受信フィルタ部、
７０５  受信増幅部、
７０６  ゼロクロス検出部、
７０７  位相偏移検出部、
７０８  ゼロクロス検出部、
７０９  基準波生成部、
７１０  補正部、
７１１  復調部、
【図１】
2013247687.tif 000003
【図２】
2013247687.tif 000004
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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