(57)【要約】【課題】ペアリングの際に消費される電力を節約することができる、非接触充電システムにおけるペアリング方法を提供する。【解決手段】非接触充電システム１００は、複数の給電コイル１４ａ〜１４ｃを管理する給電スタンド１０と電気自動車２０とから構成されている。給電スタンド１０は自機の管理する複数の給電コイル１４ａ〜１４ｃの識別情報（識別番号）をビーコン信号に載せてブロードキャストし（Ｓ１０４）、電気自動車２０は複数の給電コイル１４ａ〜１４ｃの中から１つを選択して給電スタンド１０に通知し（Ｓ１１１）、給電スタンド１０は電気自動車２０によって選択された給電コイルにのみペアリング用の弱電力を出力する（Ｓ１１４）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の給電スタンドが複数の給電装置を管理する非接触充電システムにおけるペアリング方法であって、
前記給電スタンドが自機の管理する複数の給電装置の識別情報を前記車両に通知するステップと、
前記車両が前記複数の給電装置の中から１つを選択して前記給電スタンドに通知するステップと、
前記給電スタンドが前記車両によって選択された給電装置にのみペアリング用の電力を出力するステップと
を含む、非接触充電システムにおけるペアリング方法。
【請求項２】
前記給電スタンドが前記車両によって選択された給電装置にのみ駐車位置調整用の電力を出力するステップをさらに含む、請求項１に記載の非接触充電システムにおけるペアリング方法。
【請求項３】
前記給電スタンドから前記車両に通知される前記複数の給電装置の識別情報とともに、該複数の給電装置の使用可否情報が通知される、請求項１または２に記載の非接触充電システムにおけるペアリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触充電システムにおけるペアリング方法に係り、特に１台の給電スタンドが複数の給電コイル（給電装置）を管理する非接触充電システムにおけるペアリング方法に関する。
【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が行われる。
【０００３】
現在、ＥＶ車やＰＨＶ車用の充電システムとしては、駐車場内に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システムと、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システムとがある。
【０００４】
一般的な非接触充電システムでは、各駐車スペースにそれぞれ給電コイルが設置され、給電スタンドから車両の駐車位置の給電コイルに高周波電力が供給される。この高周波電力が電磁誘導の原理によって車両の受電コイルに伝達され、車載バッテリへの充電が行われる。この際、１台の給電スタンドが複数の給電コイルを管理する構成の場合には、給電スタンドの管理する複数の給電コイルの中の一つと車両との対応付け（「ペアリング」）を行う必要がある。具体的には、給電スタンドは自機の管理する複数の給電コイルの中から車両の駐車位置の給電コイルを特定する必要があり、車両は給電スタンドから自車の駐車位置の給電コイルに出力される電力が自車の受電コイルによって受電されることを確認する必要がある。
【０００５】
特許文献１には、１台の給電スタンドが複数の給電コイルを管理する非接触充電システムにおけるペアリング方法の一例が記載されている。この方法では、給電スタンドと車両の間で無線通信接続が確立された後、給電スタンドは自機の管理する各給電コイルに異なるタイミングで弱電力を順次出力していき、車両は自車の受電コイルに弱電力が受電されたタイミングで給電スタンドに無線信号を送信する。給電スタンドは車両からの無線信号を受信した際に弱電力を出力している給電コイルの上に車両が駐車していることを知り、車両は給電スタンドから自車の駐車位置の給電コイルに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ことを確認する。これにより、給電スタンドの管理する複数の給電コイルの中の一つと車両との対応付けが行われ、ペアリングが確定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２３６５７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１に記載のペアリング方法では、給電スタンドが自機の管理する全ての給電コイルに弱電力を順次出力していくため、車両が駐車していない給電コイルにも無駄な電力が出力されてしまう。
【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、ペアリングの際に消費される電力を節約することができる、非接触充電システムにおけるペアリング方法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１台の給電スタンドが複数の給電装置（給電コイル）を管理する非接触充電システムにおけるペアリング方法では、給電スタンドが自機の管理する複数の給電装置の識別情報を車両に通知するステップと、車両が複数の給電装置の中から１つを選択して給電スタンドに通知するステップと、給電スタンドが車両によって選択された給電装置にのみペアリング用の電力を出力するステップとを含む。
【００１０】
給電スタンドが車両によって選択された給電装置にのみ駐車位置調整用の電力を出力するステップをさらに含んでもよい。
【００１１】
給電スタンドから車両に通知される複数の給電装置の識別情報とともに、当該複数の給電装置の使用可否情報が通知されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る非接触充電システムにおけるペアリング方法によれば、ペアリングの際に消費される電力を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１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１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１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１に係る非接触充電システムにおけるペアリング方法のフローを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る非接触充電システムにおける給電コイルの状態情報の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る非接触充電システムにおけるカーナビのタッチパネル上の表示の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る非接触充電システムにおけるペアリング方法のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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１．
この発明の実施の形態１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、駐車場内に設置される給電スタンド１０と電気自動車２０とから構成されている。給電スタンド１０は３つの給電コイル１４ａ〜１４ｃを管理しており、各給電コイル１４ａ〜１４ｃは駐車スペースＡ〜Ｃの地面にそれぞれ設置されている。また、各駐車スペースＡ〜Ｃには、その場所に設置されている給電コイルの識別番号を示す識別プレートＰ１〜Ｐ３がそれぞれ設置されている。
【００１５】
以下、この実施の形態１に係る非接触充電システム１００における給電スタンド１０と電気自動車２０の構成について順に説明する。
【００１６】
（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、給電手段１３と、給電コイル１４ａ〜１４ｃと、診断手段１５ａ〜１５ｃと、アンテナ１６とを備えている。
【００１７】
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２０との間で無線通信を行うことを可能にする。
【００１８】
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と次に述べる給電手段１３および診断手段１５ａ〜１５ｃ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２０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２０との間で無線通信を行いながら給電手段１３を制御することによって、電気自動車２０への充電電力の供給を制御する。また、制御手段１２は、診断手段１５ａ〜１５ｃを制御することによって、各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態を定期的に診断する。
【００１９】
給電手段１３は、図示しない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。
【００２０】
給電コイル１４ａ〜１４ｃには、給電手段１３から出力される高周波電力がそれぞれ供給される。
【００２１】
診断手段１５ａ〜１５ｃは、給電コイル１４ａ〜１４ｃの故障診断を行い、診断結果を制御手段１２に通知する。
【００２２】
（電気自動車２０の構成）
電気自動車２０の構成を図３に示す。電気自動車２０は、無線通信手段２１と、制御手段２２と、受電コイル２３と、充電手段２４と、バッテリ２５と、カーナビゲーションシステム（カーナビ）２６と、アンテナ２７とを備えている。
【００２３】
無線通信手段２１は、次に述べる制御手段２２から入力される信号を変調してアンテナ２７から電波信号として送信すると共に、アンテナ２７によって受信される電波信号を復調して制御手段２２に出力することによって、電気自動車２０と給電スタンド１０との間で無線通信を行うことを可能にする。
【００２４】
制御手段２２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２１と次に述べる充電手段２４およびカーナビ２６を制御することによって、電気自動車２０の動作を制御する。
【００２５】
受電コイル２３には、給電スタンド１０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伝達される。
【００２６】
充電手段２４は、受電コイル２３に伝達された高周波電力を直流電力に変換する。
【００２７】
バッテリ２５は、充電手段２４から出力される直流電力を蓄える。
【００２８】
カーナビ２６は、車両の運転席内に設置されており、制御手段２２から入力されるナビゲート情報を図示しないタッチパネル上に表示すると共に、タッチパネルを介して入力される運転者からの指示を制御手段２２に通知する。
【００２９】
（非接触充電システム１００におけるペアリング方法）
次に、この実施の形態１に係る非接触充電システム１００におけるペアリング方法について、図４を参照して説明する。
【００３０】
給電スタンド１０の制御手段１２は、診断手段１５ａ〜１５ｃを制御することによって自機が管理する各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態を定期的に診断し（Ｓ１０１）、図５に示されるような状態情報を生成する（Ｓ１０２）。図５の状態情報には、各給電コイルコイル１４ａ〜１４ｃの識別情報（識別番号）と使用可否情報が含まれている。使用可否情報は、給電コイルが正常に機能している場合には「使用可」となり、給電コイルが故障している場合には「使用不可」となる。
【００３１】
次に、給電スタンド１０の制御手段１２は、上記ステップＳ１０２で生成された各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態情報を含むビーコン信号を作成し（Ｓ１０３）、当該ビーコン信号を無線通信手段１１によって定期的にブロードキャストする（Ｓ１０４）。
【００３２】
一方、駐車場内に進入してきた電気自動車２０の制御手段２２は、無線通信手段２１によって上記給電スタンド１０から定期的に送信されるビーコン信号を受信し、その中に含まれている各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態情報を取得する（Ｓ１０５）。そして、電気自動車２０の制御手段２２は、各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態情報を図６に示されるような形式でカーナビ２６のタッチパネル上に表示する（Ｓ１０６）。
【００３３】
電気自動車２０の運転者は、タッチパネル上の表示と各駐車スペースＡ〜Ｃに設置されている識別プレートＰ１〜Ｐ３とを参照して充電の際に使用する給電コイルを１つ選択し、選択した給電コイルの識別番号をタッチパネル上でタッチする。運転者がタッチパネル上の識別番号をタッチすると、その情報がカーナビ２６から制御手段２２に通知され、制御手段２２は運転者が選択した給電コイルの識別番号を取得する（Ｓ１０７）。その後、運転者は自身が選択した給電コイルが設置されている駐車スペースに向けて電気自動車２０を移動させる。図６の例では識別番号００２の給電コイルは使用不可であるため、運転者は識別番号００１か００３の給電コイルを選択する。これ以降、運転者が識別番号００３の給電コイル１４ｃを選択したものとして説明する。
【００３４】
運転者の選択した給電コイル１４ｃの識別番号００３を取得した電気自動車２０の制御手段２２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２１によってユニキャストで送信する（Ｓ１０８）。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し（Ｓ１０９）、給電スタンド１０と電気自動車２０の間で無線通信接続が確立される（Ｓ１１０）。
【００３５】
給電スタンド１０と電気自動車２０の間で無線通信接続が確立されると、電気自動車２０の制御手段２２は、上記ステップＳ１０７で取得した給電コイルの識別番号、すなわち運転者によって選択された給電コイル１４ｃの識別番号００３を無線通信手段２１によって給電スタンド１０に通知する（Ｓ１１１）。これにより、給電スタンド１０の制御手段１２は、自機の管理する給電コイル１４ｃの上に電気自動車２０が駐車する予定であることを知ることができる。
【００３６】
その後、電気自動車２０が給電コイル１４ｃの設置されている駐車スペースＣに移動して駐車が完了すると、電気自動車２０の運転者は、カーナビ２６のタッチパネル上に表示されている駐車完了ボタンをタッチする（図６参照）。運転者が駐車完了ボタンをタッチすると、その情報がカーナビ２６から制御手段２２に通知され、制御手段２２は駐車完了を検知する（Ｓ１１２）。
【００３７】
駐車完了を検知した制御手段２２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２１によって給電スタンド１０に送信する（Ｓ１１３）。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、給電手段１３を制御することによって、上記ステップＳ１１１で通知された給電コイル、すなわち運転者によって選択された給電コイル１４ｃにのみペアリング用の弱電力を一定時間出力する（Ｓ１１３）。給電コイル１４ｃに弱電力が出力されると、この弱電力が電磁誘導の原理によって電気自動車２０の受電コイル２３によって受電される（Ｓ１１５）。
【００３８】
電気自動車２０の制御手段２２は、上記ステップＳ１１３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、受電コイル２３に弱電力が受電されることを確認することによって、給電スタンド１０の管理する給電コイル１４ｃから出力される弱電力が自車の受電コイル２３によって受電されることを確認することができる。これにより、給電スタンド１０の給電コイル１４ｃと電気自動車２０との対応付けが完了し、ペアリングが確定する（Ｓ１１６）。
【００３９】
以上説明したように、この実施の形態１に係る非接触充電システム１００におけるペアリング方法では、給電スタンド１０は自機の管理する複数の給電コイル１４ａ〜１４ｃの識別情報（識別番号）をビーコン信号に載せてブロードキャストし（Ｓ１０４）、電気自動車２０は複数の給電コイル１４ａ〜１４ｃの中から１つを選択して給電スタンド１０に通知し（Ｓ１１１）、給電スタンド１０は電気自動車２０によって選択された給電コイル１４ｃにのみペアリング用の弱電力を出力する（Ｓ１１４）。これにより、給電スタンド１０が管理する全ての給電コイル１４ａ〜１４ｃに弱電力を順次出力するのに比べて、ペアリングの際に消費される電力を節約することができる。
【００４０】
また、給電スタンド１０からブロードキャストされるビーコン信号には、各給電コイル１４ａ〜１４ｃの識別情報とともにそれらの使用可否情報が含まれている。そのため、電気自動車２０の運転者が駐車スペースＢに車両を駐車させた後で給電コイル１４ｂが使用不可であることを知り、他の駐車スペースＡかＣに車両を移動させなければならなくなる事態を回避することができる。
【００４１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る非接触充電システム２００について説明する。
この実施の形態２に係る非接触充電システム２００におけるペアリング方法では、給電コイルから出力される電力を最も効率よく受電できるように電気自動車２０の駐車位置を調整する処理が追加されている。以下、実施の形態１と同一の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００４２】
（非接触充電システム２００におけるペアリング方法）
この実施の形態２に係る非接触充電システム２００におけるペアリング方法について、図７を参照して説明する。図７のステップＳ２０１〜Ｓ２１１およびステップＳ２１５〜Ｓ２１９は、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１１１およびステップＳ１１２〜１１６と同一であり、ステップＳ２１２〜Ｓ２１４において駐車位置調整用の弱電力を出力する処理が追加されている。
【００４３】
図７のステップＳ２１２において、電気自動車２０の制御手段２２は、駐車位置調整用の弱電力の出力要求メッセージを無線通信手段２１によって給電スタンド１０に送信する。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、給電手段１３を制御することによって、ステップＳ２１１で通知された給電コイル１４ｃにのみ駐車位置調整用の弱電力を出力する（Ｓ２１３）。この弱電力が駐車スペースＣ上で駐車位置を調整中の電気自動車２０の受電コイル２３によって受電され（Ｓ２１４）、電気自動車の制御手段２２は、カーナビ２６のタッチパネル上に受電コイル２３の受電電力強度を表示する。電気自動車２０の運転者は、受電コイル２３の受電電力強度が最大になるように駐車位置を調整する。
【００４４】
以上説明したように、この実施の形態２に係る非接触充電システム２００におけるペアリング方法では、給電スタンド１０は電気自動車２０によって選択された給電コイル１４ｃにのみ駐車位置調整用の弱電力を出力する（Ｓ２１３）。これにより、給電コイル１４ｃから出力される電力を最も効率よく受電できるように電気自動車２０の駐車位置を調整することができるとともに、給電スタンド１０が管理する全ての給電コイル１４ａ〜１４ｃに駐車位置調整用の弱電力を出力するのに比べて、駐車位置調整の際に消費される電力を節約することができる。
【００４５】
その他の実施の形態．
実施の形態１，２のステップＳ１０２，Ｓ２０２では、各給電コイルの使用可否を判断する際に給電コイルの故障の有無に基いて判断していたが、例えば給電コイルが現在他の車両によって使用中であるか否か等も考慮して使用可否を判断してもよい。
【００４６】
また、実施の形態１，２のステップＳ１０４，Ｓ２０４では、給電スタンド１０は各給電コイル１４ａ〜１４ｃの状態情報をビーコン信号に載せてブロードキャストすることによって電気自動車２０に通知していたが、状態情報の通知方法はこれに限定されるものではない。例えば電気自動車２０からの送信要求に応答して状態情報を通知してもよいし、各駐車スペースＡ〜Ｃに状態情報を表示するゲートや表示板等を設けてもよい。また、電気自動車２０が状態情報を運転者に提示する手段もカーナビ２６に限定されるものではなく、例えばメータ等に表示してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００，２００  非接触充電システム、１０  給電スタンド、１４ａ〜１４ｃ  給電コイル（給電装置）、２０  電気自動車（車両）。
【図１】
2016049002.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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【図６】
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【図７】
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