(57)【要約】【課題】車両が主に利用する給電スタンドが決まっている場合に、車両と給電スタンドとの間のペアリングを短時間で確定することができる、非接触充電システムを提供する。【解決手段】非接触充電システム１００は、給電スタンド１０〜３０と電気自動車４０とから構成されている。非接触充電システム１００は特定の無線チャネル番号１，６，１１のみを使用し、各給電スタンド１０〜３０にはそれぞれ無線チャネル番号１，６，１１が割り当てられている。電気自動車４０は、これら特定の無線チャネル番号を使用して送信されるビーコン信号のみを受信し、各給電スタンド１０〜３０が使用する無線チャネル番号を順序付けの指標として用いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する。【選択図】図２
2016049003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ搭載車両と一つまたは複数の給電スタンドとから構成される非接触充電システムであって、
前記給電スタンドにはそれぞれ所定の指標が付与されており、
前記車両は、前記給電スタンドのそれぞれの指標に基いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する、非接触充電システム。
【請求項２】
前記指標は、前記給電スタンドがそれぞれ使用する無線チャネル番号である、請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項３】
前記車両は、特定の無線チャネル番号を使用する給電スタンドとの間でのみペアリングを試行する、請求項２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
前記指標は、前記給電スタンドがそれぞれ送信するビーコン信号の送信間隔である、請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
前記車両は、特定の送信間隔でビーコン信号を送信する給電スタンドとの間でのみペアリングを試行する、請求項４に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
非接触充電可能なバッテリ搭載車両であって、
一つまたは複数の給電スタンドにそれぞれ付与されている所定の指標に基いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する、バッテリ搭載車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バッテリ搭載車両に非接触で充電電力を供給可能な非接触充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気モータによって走行する電気自動車（ＥＶ車）や電気モータとガソリンエンジンとの併用によって走行するプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ車）の普及が始まっている。これらＥＶ車やＰＨＶ車にはバッテリが搭載されており、バッテリに蓄えられた電気エネルギーによってモータを駆動することにより、車両の走行を行うことができる。
【０００３】
現在、ＥＶ車やＰＨＶ車用の充電システムとしては、駐車場内の各駐車スペースにそれぞれ給電スタンドを設置して車両が駐車スペースに駐車している間に充電を行う方式が一般的である。また、給電スタンドから車両への電力供給の方法としては、給電スタンドと車両を専用の充電ケーブルで接続する接触充電方式と、給電スタンドの給電コイルと車両の受電コイルとを非接触状態に保ったまま電磁誘導の原理を利用して電力供給を行う非接触充電方式とがある。
【０００４】
給電スタンドから車両への電力供給を行う際には、両者の間で各種の制御信号がやり取りされる。給電スタンドと車両を充電ケーブルで接続する接触充電システムの場合には、ケーブル内に通信線を含めることによって制御信号のやり取りを有線通信によって行うことができるが、充電ケーブルを使用しない非接触充電システムの場合には、制御信号のやり取りを無線通信によって行わなければならない。特許文献１には、非接触充電システムの一例が記載されている。
【０００５】
制御信号のやり取りが無線通信によって行われる非接触充電システムにおいて、駐車場内に複数の給電スタンドが設置され、また複数の車両が駐車している場合には、給電スタンドと車両との対応付け（「ペアリング」）を正しく行う必要がある。このペアリングの具体的な方法としては、例えば車両が無作為に選択した給電スタンドとの間で無線通信接続を順次確立していき、現在無線通信接続を確立している給電スタンドに対して弱電力の出力要求を送信した際に、当該給電スタンドの給電コイルから出力される弱電力が自車の受電コイルによって受電される場合に、自車と当該給電スタンドとの間のペアリングを確定する方法が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１８２２１２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、上記のように車両と無作為に選択された給電スタンドとの間で順次ペアリングを試行していく方法では、給電スタンドの数が多い場合にペアリング確定までの時間が長くかかってしまう。特に、自宅や勤務先等で車両が主に利用する駐車スペースが決まっており、特定の給電スタンドとの間でペアリングが行われるような場合には、無作為に順次ペアリングを試行していく方法は効率が悪い。
【０００８】
この発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、車両が主に利用する給電スタンドが決まっている場合に、車両と給電スタンドとの間のペアリングを短時間で確定することができる、非接触充電システ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】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明に係るバッテリ搭載車両と一つまたは複数の給電スタンドとから構成される非接触充電システムでは、給電スタンドにはそれぞれ所定の指標が付与されており、車両は、給電スタンドのそれぞれの指標に基いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する。
【００１０】
指標は、給電スタンドがそれぞれ使用する無線チャネル番号であってもよい。
【００１１】
車両は、特定の無線チャネル番号を使用する給電スタンドとの間でのみペアリングを試行してもよい。
【００１２】
指標は、給電スタンドがそれぞれ送信するビーコン信号の送信間隔であってもよい。
【００１３】
車両は、特定の送信間隔でビーコン信号を送信する給電スタンドとの間でのみペアリングを試行してもよい。
【００１４】
また、この発明に係る非接触充電可能なバッテリ搭載車両は、一つまたは複数の給電スタンドにそれぞれ付与されている所定の指標に基いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る非接触充電システムによれば、車両が主に利用する給電スタンドが決まっている場合に、車両と給電スタンドとの間のペアリングを短時間で確定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態に係る非接触充電システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る非接触充電システムにおける給電スタンドの構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る非接触充電システムにおける電気自動車の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る非接触充電システムにおけるペアリング処理の詳細を示すフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る非接触充電システムにおけるペアリング試行の順序付けリストの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態．
この発明の実施の形態に係る非接触充電システム１００について説明する。
図１に示されるように、非接触充電システム１００は、駐車場内の各駐車スペースＳ１〜Ｓ３にそれぞれ設置される給電スタンド１０〜３０と、電気自動車４０とから構成されている。各駐車スペースＳ１〜Ｓ３の地面には、給電スタンド１０〜３０の給電コイル１５〜３５がそれぞれ設置されている。なお、この実施の形態では、３台の給電スタンド１０〜３０と１台の電気自動車４０が存在する例が示されているが、本発明はより一般的に、１台または複数台の給電スタンドと１台または複数台のバッテリ搭載車両が存在する場合について適用することができる。
【００１８】
非接触充電システム１００は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線ネットワーク構成を有しており、給電スタンド１０〜３０がアクセスポイント、電気自動車４０がクライアントとして機能する。給電スタンド１０〜３０にはそれぞれ所定の無線チャネルが割り当てられており、自機に割り当てられた無線チャネルを用いて、自機の識別子を含むビーコン信号を定期的にブロードキャストする。
【００１９】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格では無線チャネル番号が１〜１４まで定義されているが、非接触充電システム１００では、特定のチャネル番号１，６，１１のみを使用する。そして、給電スタンド１０にはチャネル番号１、給電スタンド２０にはチャネル番号６、給電スタンド３０にはチャネル番号１１が割り当てられる。また、電気自動車４０は、給電スタンド１０が設置されている駐車スペースＳ１を最も多く利用し、給電スタンド３０が設置されている駐車スペースＳ３を次に多く利用するものとする。
【００２０】
なお、非接触充電システム１００が使用する特定のチャネル番号の組み合わせは上記１、６、１１に限定されるものではなく、他のチャネル番号の組み合わせを使用してもよい。また、無線通信規格もＩＥＥＥ８０２．１１ｂに限定されるものではなく、他の規格を用いてもよい。
【００２１】
以下、この実施の形態に係る非接触充電システム１００における給電スタンド１０〜３０と電気自動車４０の構成について順に説明する。ただし、給電スタンド１０〜３０の構成はすべて同一であるため、給電スタンド１０を例にとって説明する。
【００２２】
（給電スタンド１０の構成）
給電スタンド１０の構成を図２に示す。給電スタンド１０は、無線通信手段１１と、制御手段１２と、電力変換手段１３と、整合手段１４と、給電コイル１５と、アンテナ１６とを備えている。
【００２３】
無線通信手段１１は、次に述べる制御手段１２から入力される信号を変調してアンテナ１６から電波信号として送信すると共に、アンテナ１６によって受信される電波信号を復調して制御手段１２に出力することによって、給電スタンド１０と電気自動車４０との間で無線通信を行うことを可能にする。
【００２４】
制御手段１２は、マイクロコンピュータによって構成されており、無線通信手段１１と次に述べる電力変換手段１３を制御することによって、給電スタンド１０の動作を制御する。給電スタンド１０から電気自動車４０への充電電力の供給を行う際には、制御手段１２は、無線通信手段１１を介して電気自動車４０との間で無線通信を行いながら電力変換手段１３を制御することによって、電気自動車４０への充電電力の供給を制御する。
【００２５】
電力変換手段１３は、系統電源から供給される交流電力をより周波数の高い高周波電力に変換する。
【００２６】
整合手段１４は、電力変換手段１３と給電コイル１５のインピーダンスを整合させる。
【００２７】
給電コイル１５には、電力変換手段１３から整合手段１４を介して供給される高周波電力が出力される。
【００２８】
（電気自動車４０の構成）
電気自動車４０の構成を図３に示す。電気自動車４０は、無線通信手段４１と、制御手段４２と、受電コイル４３と、充電手段４４と、バッテリ４５と、アンテナ４６とを備えている。
【００２９】
無線通信手段４１は、次に述べる制御手段４２から入力される信号を変調してアンテナ４６から電波信号として送信すると共に、アンテナ４６によって受信される電波信号を復調して制御手段４２に出力することによって、電気自動車４０と給電スタンド１０〜３０との間で無線通信を行うことを可能にする。
【００３０】
制御手段４２は、マイクロコンピュータによって構成されており、無線通信手段４１と次に述べる充電手段４４を制御することによって、電気自動車４０の動作を制御する。
【００３１】
受電コイル４３には、給電スタンド１０〜３０のいずれかの給電コイルから電磁誘導の原理によって高周波電力が受電される。
【００３２】
充電手段４４は、受電コイル４３によって受電された高周波電力を直流電力に変換する。
【００３３】
バッテリ４５は、充電手段４４から出力される直流電力を蓄える。
【００３４】
（非接触充電システム１００におけるペアリング処理）
次に、この実施の形態に係る非接触充電システム１００におけるペアリング処理の詳細について、図４のフロー図を参照して説明する。なお、先述したように、電気自動車４０は給電スタンド１０が設置されている駐車スペースＳ１を最も多く利用する。そのため、このフロー図においても、電気自動車４０が駐車スペースＳ１に駐車する場合を例にとって説明する。
【００３５】
給電スタンド１０〜３０は、自機に割り当てられている無線チャネルを用いて、自機の識別子を含むビーコン信号を定期的にブロードキャストする（Ｓ１０１〜Ｓ１０１”）。先述したように、給電スタンド１０はチャネル番号１、給電スタンド２０はチャネル番号６、給電スタンド３０はチャネル番号１１を使用する。
【００３６】
電気自動車４０が駐車スペースＳ１に駐車すると、電気自動車４０の制御手段４２は、非接触充電システム１００によって使用されるチャネル番号１，６，１１の無線チャネルのみを無線通信手段４１によってリスンし、給電スタンド１０〜３０から送信される各ビーコン信号を受信する（Ｓ１０２）。
【００３７】
電気自動車４０の制御手段４２には、図５に示されるような順序付けリストが予め記憶されており、このリストは電気自動車４０が各給電スタンドとの間でペアリングを試行する際の順序を規定している。このリストは、電気自動車４０の運転者がカーナビゲーションシステム等を介して手動で作成してもよいし、制御手段４２が過去の駐車履歴に基いて自動生成してもよい。
【００３８】
図５の例では、電気自動車４０はチャネル番号１、１１、６の順にペアリングを試行する。これは先述したように、電気自動車４０が給電スタンド１０を最も多く利用し、給電スタンド３０を次に多く利用する状況を反映している。すなわち、電気自動車４０の制御手段４２は、チャネル番号１の給電スタンド１０、チャネル番号１１の給電スタンド３０、チャネル番号６の給電スタンド２０の順にペアリングを試行する。即ち、電気自動車４０は無線チャネル番号に予め優先順序を設定し、ビーコン信号を受信したら、受信したビーコン信号の無線チャネル番号を読み取り、優先順序が高いチャネルからペアリングを試行する。
【００３９】
電気自動車４０の制御手段４２は、まず図５の順序付けリストの１番目に示されているチャネル番号１の給電スタンド１０との間でペアリングを試行する。詳細には、電気自動車４０の制御手段４２は、給電スタンド１０に向けて無線通信接続の確立を要求するメッセージを無線通信手段４１によってユニキャストで送信し（Ｓ１０３）、このメッセージを無線通信手段１１によって受信した給電スタンド１０の制御手段１２は、接続応答メッセージを無線通信手段１１によってユニキャストで返信する（Ｓ１０４）。これにより、電気自動車４０と給電スタンド１０の間で無線通信接続が確立される（Ｓ１０５）。
【００４０】
電気自動車４０と給電スタンド１０の間で無線通信接続が確立されると、電気自動車４０の制御手段４２は、ペアリング用の弱電力の出力要求メッセージを無線通信手段４１によって給電スタンド１０に送信する（Ｓ１０６）。このメッセージを無線通信手段１１によって受信した給電スタンド１０の制御手段１２は、電力変換手段１３を制御することによって給電コイル１４にペアリング用の弱電力を一定時間出力する（Ｓ１０７）。
【００４１】
電気自動車４０の制御手段４２は、上記ステップＳ１０６で弱電力の出力要求メッセージを送信してから一定時間、自車の受電コイル４３に弱電力が受電されるか否かを調べる（Ｓ１０８）。この例では、電気自動車４０は給電スタンド１０の設置されている駐車スペースＳ１に駐車しているため、受電コイル４３に弱電力が受電される。そのため、電気自動車４０の制御手段４２は、給電スタンド１０が正しいペアリングの相手であると判断し、電気自動車４０と給電スタンド１０との間でペアリングが確定する（Ｓ１０９）。
【００４２】
なお、仮に電気自動車４０が給電スタンド１０の設置されている駐車スペースＳ１ではなく、給電スタンド３０の設置されている駐車スペースＳ３に駐車している場合には、上記ステップＳ１０８で受電コイル４３に弱電力が受電されず、ステップＳ１０９でペアリング失敗となる。その場合には、電気自動車４０の制御手段４２は、図５の順序付けリストの２番目に示されているチャネル番号１１の給電スタンド３０との間でペアリングを試行する。そして、上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０９の処理が給電スタンド３０との間で繰り返され、電気自動車４０と給電スタンド３０との間でペアリングが確定する。
【００４３】
以上説明したように、この実施の形態に係る非接触充電システム１００では、各給電スタンド１０〜３０には、それぞれ所定の無線チャネル番号１，６，１１が割り当てられており、電気自動車４０は、各給電スタンド１０〜３０が使用する無線チャネル番号を順序付けの指標として用いて、ペアリングを試行する給電スタンドの順序を決定する。これにより、電気自動車４０が主に利用する給電スタンドが決まっている（この例では、給電スタンド１０）場合に、電気自動車４０と給電スタンド１０との間のペアリングを短時間で確定することができる。
【００４４】
また、非接触充電システム１００は、特定の無線チャネル番号１，６，１１のみを使用し、電気自動車４０はこれら特定の無線チャネル番号１、６、１１を使用して送信されるビーコン信号のみを受信する。そのため、給電スタンド１０〜３０の近辺に、非接触充電システム１００に含まれない他の給電スタンドが設置されている場合でも、その給電スタンドがチャネル番号１，６，１１以外を使用してビーコン信号を送信していれば、電気自動車４０がこの給電スタンドとの間でペアリングを試行することはない。さらに、例えば駐車場の近くに無線ＬＡＮルータ等が存在する場合でも、その無線ＬＡＮルータが無線チャネル番号１、６、１１を使用しないように設定しておくことにより、電気自動車４０が無線ＬＡＮルータとの間で無線通信接続を確立してしまう事態を回避することができる。
【００４５】
その他の実施の形態．
上記の実施の形態では、電気自動車４０と各給電スタンド１０〜３０との間でペアリングを試行する際の順序付けの指標として、各給電スタンド１０〜３０がそれぞれ使用する無線チャネル番号が用いられていたが、例えば各給電スタンド１０〜３０が定期送信するビーコン信号の送信間隔をそれぞれ異なるように設定し、各給電スタンド１０〜３０のビーコン信号の送信間隔を順序付けの指標として用いてもよい。この際、電気自動車４０は、特定の送信間隔でビーコン信号を送信する給電スタンドとの間でのみペアリングを試行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００  非接触充電システム、１０，２０，３０  給電スタンド、４０  電気自動車（バッテリ搭載車両）。
【図１】
2016049003.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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