(57)【要約】【課題】無線通信において再送遅延を短縮する無線送信機を提供する。【解決手段】車両側無線通信機２４は、非接触充電の制御に関する通信データおよびオーバーヘッドを含む無線パケットを送信する、無線送信機である。車両側無線通信機２４は、第１の通信データＤ４を取得する機能と、第１の通信データＤ４を取得することに応じて、第１の通信データＤ４を含む第１の無線パケットＰ４を送信する機能と、第１の通信データＤ４の次に取得される通信データＤ５を、第２の通信データＤ５として取得する機能と、第２の通信データＤ５を取得することに応じて、第１の通信データＤ４および第２の通信データＤ５を含む第２の無線パケットＰ５を送信する機能とを備える。【選択図】図３
2016144022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触充電の制御に関する通信データおよびオーバーヘッドを含む無線パケットを送信する、無線送信機であって、
‐第１の通信データを取得する機能と、
‐前記第１の通信データを取得することに応じて、前記第１の通信データを含む第１の無線パケットを送信する機能と、
‐前記第１の通信データの次に取得される通信データを、第２の通信データとして取得する機能と、
‐前記第２の通信データを取得することに応じて、前記第１の通信データおよび前記第２の通信データを含む第２の無線パケットを送信する機能と、
を備える、無線送信機。
【請求項２】
前記通信データは定期的に取得される、請求項１に記載の無線送信機。
【請求項３】
前記通信データはＣＡＮ通信を介した受信により取得される、請求項１または２に記載の無線送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラグインハイブリッド車やＥＶ車が急速に発展しており、車の充電を行う充電スタンドの普及が見込まれる。充電の方法として、スタンドと車両とを充電ケーブルで接続する接触充電方式と、共鳴コイル等を使用して非接触で電力を伝送する非接触充電方式が挙げられる。
【０００３】
充電に際して、充電スタンドと車両との間で、互いの存在を確認することが必要となる。接触充電方式では、車両のインレットにプラグを挿すため、充電スタンドと車両はこのプラグを介してお互いに相手の存在を確認することができる。また、充電に際して、充電制御、車両の認証、課金、車固有の情報（例えばバッテリの情報（ＳＯＣ））等の情報のやりとりのために、充電スタンドと車両との間で通信が必要になる。接触充電方式では、この通信は、充電ケーブルを用いた有線通信により実現することが可能である（例えばＣＰＬＴやＩｎｂａｎｄ通信等）。
【０００４】
一方、非接触充電方式では、充電スタンドと車両とは物理的には接続されていないため、存在確認や情報のやりとりのための通信を無線で行う必要がある。無線通信では、有線通信に比較してパケットの破損や欠落等が発生しやすいので、データの再送がより頻繁に必要となる。無線通信においてデータの再送を行う通信システムの構成の例は、特許文献１に記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３５３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、データの初送から再送までの時間（再送遅延）を短縮することが困難であるという問題があった。たとえば特許文献１の技術では、データの再送まで２０パケットの間隔が置かれるので再送遅延が大きくなる。
【０００７】
再送遅延は、無線通信における一般的な問題であるが、とくに車両の充電のような大電流の制御では安全のために制御に即時性が求められるので、再送遅延はより重大な問題となる。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、無線通信において再送遅延を短縮する無線送信機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】
【０００９】
上述の問題を解決するため、この発明に係る無線送信機は、非接触充電の制御に関する通信データおよびオーバーヘッドを含む無線パケットを送信する、無線送信機であって、第１の通信データを取得する機能と、第１の通信データを取得することに応じて、第１の通信データを含む第１の無線パケットを送信する機能と、第１の通信データの次に取得される通信データを、第２の通信データとして取得する機能と、第２の通信データを取得することに応じて、第１の通信データおよび第２の通信データを含む第２の無線パケットを送信する機能とを備える。
【００１０】
この発明によれば、ある通信データがある無線パケットに含まれて送信され、その次の無線パケットに、その通信データおよび次の通信データが含まれて送信される。
【００１１】
通信データは定期的に取得されてもよい。
通信データはＣＡＮ通信を介した受信により取得されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、連続する無線パケットに同一の通信データが重複して含まれるので、先の無線パケットが正常に受信できなかった場合の再送遅延を短縮することができる。
【００１３】
これは、無線通信において一般的に有用な効果であるが、とくに車両の充電のような大電流の制御では安全のために制御に即時性が求められるので、再送遅延の短縮はより有用な効果となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線送信機を含む構成の例を示す。
【図２】非接触充電およびその開始前に実行される処理の概要を示す。
【図３】図１の車両側無線通信機からスタンド側無線通信機へと送信されるデータの構成を示す図である。
【図４】無線パケットの一部が正常に受信されなかった場合にスタンド側無線通信機が取得するデータの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、本発明の実施の形態１に係る無線送信機を含む構成の例を示す。充電スタンド１０が設置され、充電スタンド１０から給電を受けるために車両２０がその近辺に停車している。
【００１６】
充電スタンド１０は、給電装置１１と、給電ケーブル１２と、給電コイル１３と、スタンド側無線通信機１４と、アンテナ１５とを備える。給電装置１１は、図示しない電源装置から電力を受電し、これを外部の電気機器（たとえば車両２０）に給電を行うために送電する。給電ケーブル１２は、給電装置１１から送電される電力を給電コイル１３に伝達する。給電コイル１３は非接触給電器であり、外部の受電器（たとえば後述の充電コイル２３）と電磁的結合を形成して電磁誘導または共鳴により非接触給電を行う。
【００１７】
スタンド側無線通信機１４は、本実施形態では無線送信機および無線受信機を含む。すなわち、スタンド側無線通信機１４は、無線送信機として、給電装置１１から通信データを取得し、無線パケットの形態でアンテナ１５を介して外部の無線受信機（たとえば後述の車両側無線通信機２４）に送信する。また、スタンド側無線通信機１４は、無線受信機として、外部の無線送信機（たとえば車両側無線通信機２４）からアンテナ１５を介して無線パケットを受信し、通信データを再生して給電装置１１に提供する。
【００１８】
車両２０は、バッテリ２１と、充電装置２２と、充電コイル２３と、車両側無線通信機２４とアンテナ２５とを備える。バッテリ２１は電力を貯蓄する。充電コイル２３は非接触受電器であり、外部の給電器（たとえば給電コイル１３）と電磁的結合を形成して電磁誘導または共鳴により非接触受電を行う。充電装置２２は、充電コイル２３から電力を受電し、バッテリ２１に送電する。
【００１９】
車両側無線通信機２４は、本実施形態では無線送信機および無線受信機を含む。すなわち、車両側無線通信機２４は、無線送信機として、充電装置２２から通信データを取得し、無線パケットの形態でアンテナ２５を介して外部の無線受信機（たとえばスタンド側無線通信機１４）に送信する。また、車両側無線通信機２４は、無線受信機として、外部の無線送信機（たとえばスタンド側無線通信機１４）からアンテナ２５を介して無線パケットを受信し、通信データを再生して充電装置２２に提供する。
【００２０】
充電装置２２と車両側無線通信機２４との間の通信は、たとえばＣＡＮ（Car Area Network）を用いて実現可能である。この場合には、車両側無線通信機２４は、ＣＡＮから受信した通信データをアンテナ２５を介して送信し、また、アンテナ２５から受信したデータをＣＡＮに対して送信する。
【００２１】
このように、スタンド側無線通信機１４と車両側無線通信機２４とは、互いに通信データを含む無線パケットを送受信する。この通信データは、給電コイル１３および充電コイル２３を介した非接触充電の制御に係るものを含む。
【００２２】
図２に、非接触充電およびその開始前に実行される処理の概要を示す。非接触充電の制御は、たとえば次の順序で進行する。
まず、スタンド側無線通信機１４から車両側無線通信機２４に、充電スタンド１０の存在を通知するためのビーコンが送信される（ステップＳ１）。この送信は、たとえば定期的にブロードキャスト方式で行われる。車両側無線通信機２４は、このビーコンを検知すると、スタンド側無線通信機１４に通信の接続要求を送信する（ステップＳ２）。
【００２３】
この接続要求に基づき、スタンド側無線通信機１４と車両側無線通信機２４との間で通信が確立する（ステップＳ３）。通信が確立した後、給電装置１１の制御に基づき、給電装置１１から、給電コイル１３および充電コイル２３を介して、充電装置２２に弱電力の出力が行われる（ステップＳ４）。弱電力の出力の結果（たとえば給電コイル１３および充電コイル２３における電圧の変動状況）に基づき、給電装置１１は、充電スタンド１０と車両２０とのペアリングが成立するか否かを判定する（ステップＳ５）。ペアリングが成立すると判定されると、給電装置１１の制御に基づき、給電コイル１３から充電コイル２３に非接触充電のための送電が開始される（ステップＳ６）。
【００２４】
送電が開始されてから終了するまでの間（図２ではステップＳ６の実行中）は、充電装置２２が充電の状況（たとえばバッテリ２１のＳＯＣ）を継続的に監視し、監視の結果を通信データとして継続的に車両側無線通信機２４に伝達する。車両側無線通信機２４は、この通信データに基づいて無線パケットを構築し、アンテナ２５を介して無線送信する。スタンド側無線通信機１４は、アンテナ１５を介してこの無線パケットを受信し、通信データを再生して給電装置１１に伝達する。給電装置１１は、この通信データに基づいて継続的に非接触充電の制御を行う。
【００２５】
図３に、充電の継続的な監視に関連して、車両側無線通信機２４からスタンド側無線通信機１４へと送信されるデータの構成を示す。充電装置２２は、通信データＤ１〜Ｄ７を生成して車両側無線通信機２４に出力する。この出力は、たとえば上述のようにＣＡＮを介した送信により行われる。また、この出力または送信は、たとえば定期的に行われ、その間隔は図示のようにＴである。Ｔは、たとえば１０ｍｓ〜１００ｍｓの範囲の値である。
【００２６】
車両側無線通信機２４は、充電装置２２によって生成される通信データＤ１〜Ｄ７を入力として取得する。図３では、通信データＤ１〜Ｄ７はこの順に取得される。たとえば、通信データＤ２は通信データＤ１の次に取得される通信データであり、通信データＤ４は通信データＤ３の次に取得される通信データである。なお上述のように、通信データＤ１〜Ｄ７は定期的に取得される。また、上述のように、通信データＤ１〜Ｄ７は、ＣＡＮ通信を介した受信により取得される。各通信データのデータ長はたとえば８バイトである。
【００２７】
車両側無線通信機２４は、通信データＤ１〜Ｄ７を取得することに応じて、通信データＤ１〜Ｄ７およびオーバーヘッドＯＨを含む無線パケットＰ１〜Ｐ７を生成する。さらに、車両側無線通信機２４は、生成した無線パケットＰ１〜Ｐ７を出力する。この出力は、たとえばアンテナ２５を介した無線送信により行われる。各無線パケットのデータ長はたとえば３００バイト程度である。
【００２８】
「通信データ」の意味は、当業者が適宜定義可能であるが、たとえば充電装置２２またはその構成要素（たとえば充電動作を制御するアプリケーションプログラムを実行するＥＣＵ）が生成するアプリケーションデータであってもよい。または、車両側無線通信機２４におけるペイロードデータであってもよい。
【００２９】
「オーバーヘッド」の意味は、当業者が適宜定義可能であるが、たとえば無線パケットに含まれるデータのうち通信データ以外のものをいう。たとえば、オーバーヘッドは、様々なプロトコルのヘッダ、誤り訂正符号、その他車両側無線通信機２４が生成する任意の付加情報を含む。また、オーバーヘッドは、通信データＤ１〜Ｄ７を互いに識別するための情報（データ番号、時刻、等）を含んでもよい。
【００３０】
図３において、通信データＤ１〜Ｄ７と、無線パケットＰ１〜Ｐ７との間の矢印は、通信データと無線パケットとの間の包含関係を示す。たとえば、無線パケットＰ３は、通信データＤ１〜Ｄ３を含み、無線パケットＰ４は、通信データＤ２〜Ｄ４を含み、無線パケットＰ５は、通信データＤ３〜Ｄ５を含む。このように、無線パケットは、それぞれ複数の通信データ（本実施例では最大で３個）を含み得る。
【００３１】
車両側無線通信機２４による無線パケットの生成は、通信データを取得するたびに行われる。たとえば、車両側無線通信機２４は、通信データＤ４（第１の通信データ）を取得することに応じて、通信データＤ４を含む無線パケットＰ４（第１の無線パケット）を生成し送信する。また、車両側無線通信機２４は、通信データＤ５（第２の通信データ）を取得することに応じて、通信データＤ４および通信データＤ５を含む無線パケットＰ５（第２の無線パケット）を生成し送信する。さらに、車両側無線通信機２４は、通信データＤ６（第３の通信データ）を取得することに応じて、通信データＤ４〜Ｄ６を含む無線パケットＰ６（第３の無線パケット）を生成し送信する。
【００３２】
ここで、車両側無線通信機２４は、各通信データを、時間Ｔの再送遅延を置いて再送するということができる。本実施形態では、さらに時間２Ｔの再送遅延を置いて再々送するということができる。
【００３３】
以上からわかるように、１つの無線パケットに複数の通信データが含まれる場合には、各通信データは連続して生成されたものである。たとえば、無線パケットＰ６に含まれる通信データＤ４〜Ｄ６は、連続して生成されたものである。
【００３４】
また、各無線パケットは直前に生成された通信データを含むが、それより前に生成された通信データをさらに含んでもよい。図３の例では、無線パケットＰ４（第１の通信パケット）は、通信データＤ４（第１の通信データ）を含み、さらに、通信データＤ２およびＤ３を含む。
【００３５】
このようにして、車両側無線通信機２４は、非接触充電の制御に関する通信データＤ１〜Ｄ７およびオーバーヘッドＯＨを含む無線パケットＰ１〜Ｐ７を送信する。これに応じ、スタンド側無線通信機１４は、送信された無線パケットＰ１〜Ｐ７を受信する可能性がある。すなわち、通信路の状況（距離、ノイズ、等）により、無線パケットＰ１〜Ｐ７のうちいずれかは正常に受信され、他のものは正常に受信されない可能性がある。「正常に受信されない」とは、無線パケット全体が受信されない場合や、無線パケットは正常に受信されたが内容が破損しているため通信データの一部または全部が再生できない場合等を含む。
【００３６】
スタンド側無線通信機１４は、各無線パケットの受信に応じて、その無線パケットに含まれる通信データのうち未再生のものを再生する。たとえば、すべての無線パケットが正常に受信されている場合において、通信データＤ１〜Ｄ３が再生済みであり、通信データＤ４（第１の通信データ）が未再生である場合には、スタンド側無線通信機１４は、無線パケットＰ４（第１の無線パケット）の受信に応じて、通信データＤ４（第１の通信データ）を再生する。また、このようにして通信データＤ４が再生された場合には、その後、無線パケットＰ５（第２の無線パケット）の受信に応じて、通信データＤ５（第２の通信データ）を再生する。
【００３７】
図４に、無線パケットの一部が正常に受信されなかった場合にスタンド側無線通信機１４が取得するデータの例を示す。この例では、スタンド側無線通信機１４が、時刻ｔ１において無線パケットＰ３を正常に受信し、時刻ｔ２において受信されるべき無線パケットＰ４（第１の無線パケット）は正常に受信せず、時刻ｔ３において無線パケットＰ５（第２の無線パケット）を正常に受信したとする。
【００３８】
無線パケットＰ３は通信データＤ１〜Ｄ３を含むので、時刻ｔ１において、スタンド側無線通信機１４は通信データＤ１〜Ｄ３を再生するのに十分な情報を有している。また、時刻ｔ２において無線パケットＰ４が受信できていないためその時点では通信データＤ４を再生することができないが、その後、時刻ｔ３において無線パケットＰ５を取得するので、通信データＤ４（および通信データＤ５）を補完または再生するのに十分な情報を有することになる。
【００３９】
この場合にも、スタンド側無線通信機１４は、各無線パケットの受信に応じて、その無線パケットに含まれる通信データのうち未再生のものを再生する。たとえば、無線パケットＰ３の受信に応じて通信データＤ１〜３が再生済みであり、通信データＤ４（第１の通信データ）が未再生である場合には、スタンド側無線通信機１４は、無線パケットＰ５（第２の無線パケット）の受信に応じて、通信データＤ４（第１の通信データ）および通信データＤ５（第２の無線データ）を再生する。
【００４０】
なお、無線パケットＰ５は、再生済みの通信データＤ３を含んでいるが、スタンド側無線通信機１４は、無線パケットＰ５からは未再生の通信データＤ４および通信データＤ５のみを再生すれば十分である。通信データＤ３については、たとえば破棄されるが、破棄せず再生してもよい。
【００４１】
この場合、通信データＤ１〜Ｄ３およびＤ５については実質的な再送遅延は発生せず、また、通信データＤ４について実質的な再送遅延はＴである。すなわち、通信データＤ４について実質的な再送遅延は、通信データの取得インターバル（または送信インターバルまたは受信インターバル）と同一の短時間に抑えることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では同一の通信データが３回送信されるので、無線パケットの連続的な喪失は２個まで許容可能である。
【００４３】
以上説明するように、本発明の実施の形態１に係る車両側無線通信機２４によれば、連続する無線パケットに同一の通信データが重複して含まれるので、先の無線パケットが正常に受信できなかった場合の再送遅延を短縮することができる。結果として、充電スタンド１０側での通信データの欠落期間を短く抑えることができる。
【００４４】
とくに、車両側無線通信機２４は通信データを定期的に送信および再送するので、スタンド側無線通信機１４側からの再送要求を待たずに再送が行われる。このため、再送要求に応じて再送を行うような技術と比較すると、再送遅延が短縮される。
【００４５】
これは、無線通信において一般的に有用な効果であるが、とくに車両の充電のような大電流の制御では安全のために制御に即時性が求められるので、再送遅延の短縮はより有用な効果となる。
【００４６】
また、この発明によれば、再送される通信データは、他の通信データとともに１つの無線パケットに含まれるので、各通信データで１つのオーバーヘッドを共用することができる。このため、１つの無線パケットに通信データを１つだけ含めるような技術と比較すると、オーバーヘッドが低減され、帯域利用効率が向上する。
【００４７】
また、この発明によれば、車両側無線通信機２４は各通信データの取得に応じて（すなわち、通信データを取得するたびに）無線パケットを送信する。このため、複数の通信データを取得するまでバッファリングし、まとめて１つの無線パケットに含めて送信するような技術と比較すると、通常のデータ送信に係る遅延を回避できる。
【００４８】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
本実施形態では、車両側無線通信機２４が無線送信機として機能し、スタンド側無線通信機１４が無線受信機として機能する例を説明したが、通信は逆方向に行われてもよい。すなわち、車両側無線通信機２４が無線受信機として機能し、スタンド側無線通信機１４が無線送信機として機能してもよい。
【００４９】
本実施形態では、スタンド側無線通信機１４および車両側無線通信機２４はいずれも無線送信機および無線受信機を兼ねるが、無線送信機と無線受信機とが別個の構成要素として設けられてもよい。
【００５０】
本実施形態では、１つの無線パケットが３個の通信データを含むが、変形例として、１つの無線パケットが２個の通信データのみを含んでもよく、また４個以上の通信データを含んでもよい。
【００５１】
本実施形態では、図３に示すデータの構成は充電の継続的な監視にのみ用いられるが、他の目的で用いてもよい。たとえば、充電の開始処理または終了処理に用いてもよく、ビーコンの送受信や接続要求の送受信等に用いてもよい。
【００５２】
スタンド側無線通信機１４は、車両側無線通信機２４からのデータ送信に対応して上述のように動作する無線受信機として構成してもよいし、公知の構成を有する無線受信機を利用してもよい。無線パケットの受信に応じて未再生の通信データを再生するよう動作する無線受信機であれば、公知の構成のものを用いても本発明の効果を得ることができる。または、無線パケットの受信に応じてその無線パケットに含まれるすべての通信データを再生するよう動作する無線受信機であっても、再送遅延の短縮については本発明の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１４  スタンド側無線通信機（無線送信機）、２４  車両側無線通信機（無線送信機）、Ｄ１〜Ｄ７  通信データ（Ｄ４  第１の通信データ、Ｄ５  第２の通信データ）、ＯＨ  オーバーヘッド、Ｐ１〜Ｐ７  無線パケット（Ｐ４  第１の無線パケット、Ｐ５  第２の無線パケット）。
【図１】
2016144022.tif 000003
【図２】
2016144022.tif 000004
【図３】
2016144022.tif 000005
【図４】
2016144022.tif 000006