JP2013247830A - 通信制御方法及び電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の給電装置を備える充電スタンドにおいて、対応する給電装置と車両との間で確実に通信を行う。
【解決手段】通信制御方法は、複数の給電装置１を備える電力供給システムにおいて使用される。共通チャネルを利用して車両３から出力される信号を、給電装置１から車両３へ非接触で交流電力を供給するためのコイルを介して信号を伝送するコイル間通信で受信した給電装置１が、サーバ６に対して、使用すべき通信チャネルを問い合わせる。サーバ６が、電力供給システムにより提供される複数の通信チャネルの中から使用可能な通信チャネルを選択する。給電装置１が、共通チャネルを利用するコイル間通信で、サーバ６により選択された通信チャネルを車両３に通知する。給電装置１及び車両３が、サーバ６により選択された通信チャネルを利用するコイル間通信で、充電に係わる情報を伝送する。
【選択図】図７

Description

本発明は、非接触で電力を供給する電力供給システム、及び電力供給システムにおいて使用される通信制御方法に係わる。

近年、モータを利用して走行する車両（例えば、電気自動車（ＥＶ）及びプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）など）が普及してきている。これらの車両は、電力を蓄積するための大容量のバッテリを搭載する。

車両に搭載されるバッテリは、例えば、充電スタンドで充電される。ここで、現在は、充電スタンドから電力ケーブルを介して車両に電力を供給する方式が実用化されている。これに対して、電力ケーブルを使用することなく、非接触で車両に電力を供給する非接触充電方式が提案されている。非接触充電方式としては、例えば、電磁誘導方式、共鳴方式などが知られている。

車両の充電時には、充電スタンドと車両との間で充電に係わる情報がやり取りされる。ここで、電力ケーブルを介して車両に電力を供給するシステムでは、充電スタンド及び車両は、有線通信で充電に係わる情報をやり取りすることができる。これに対して、非接触充電方式を採用するシステムでは、無線通信で充電に係わる情報をやり取りすることが好ましい。

充電スタンドと車両との間の無線通信は、例えば、無線ＬＡＮによって実現される。ただし、充電スタンドと車両との間の通信を無線ＬＡＮなどで実現する場合、そのための通信機をシステムに組み込む必要があり、全体としてコストが増加する。また、充電スタンドの周辺で同じ無線ＬＡＮが使用される場合には、通信速度や通信品質が低下するおそれがある。

また、充電スタンド側から車両側へ非接触で電力を供給する経路を介して、充電スタンドと車両との間の通信を実現する方式が提案されている。この場合、充電スタンド側のコイルと車両に搭載されているコイルとの間の電磁的な結合を利用して、充電スタンドと車両との間で通信信号が送受信される。しかしながら、このような通信方式であっても、充電スタンドが複数の給電装置を備え、複数の車両が同時に給電を受ける場合には、通信信号が正しく送受信されないことがある。すなわち、充電スタンド側の給電装置は、電力の供給先の車両以外の車両と通信を行ってしまうおそれがあり、同様に、車両は、電力の供給元の給電装置以外の給電装置と通信を行ってしまうおそれがある。

なお、特許文献１には、給電装置より出力される電力を非接触で電気自動車のバッテリに充電する際に、交流電力に制御信号を重畳する車両用ワイヤレス充電システムが記載されている。この充電システムにおいて、給電装置は、交流電力を出力するキャリア発振器と、キャリア発振器より出力される交流電力に、ＡＳＫ変調方式を用いて制御信号を重畳するＡＳＫ変調器と、ＡＳＫ変調器で変調された交流電力を増幅する電力増幅器と、電力増幅器で増幅された交流電力を送信する第１共鳴コイルを有する。また、電気自動車に設けられる充電装置は、第１共鳴コイルより送信された交流電力を受信する第２共鳴コイルと、受信された交流電力を復調して、前記制御信号を取り出すＡＳＫ復調器と、受信された交流電力を整流し、整流して得られる直流電力をバッテリに供給する整流器を備える。

特許文献２〜４には、他の関連技術が記載されている。

特開２０１０−０６８６３２号公報 特開２００５−０９２５５５号公報 特開２００４−１３３９１１号公報 特開２００８−２２８４１２号公報

本発明の目的は、複数の給電装置を備える充電スタンドにおいて、複数の車両が同時に給電を受ける場合であっても、対応する給電装置と車両との間で確実に通信を行うことができる構成及び方法を提供することである。

本発明の通信制御方法は、複数の給電装置を備える電力供給システムにおいて、給電装置と前記給電装置からコイルを介して非接触で電力の供給を受ける車両との間の通信を制御する。この制御方法は、共通チャネルを利用して車両から出力される信号を、給電装置から車両へ非接触で電力を供給するためのコイルを介して信号を伝送するコイル間通信で受信した給電装置が、サーバに対して、使用すべき通信チャネルを問い合わせるステップと、前記サーバが、前記電力供給システムにより提供される複数の通信チャネルの中から使用可能な通信チャネルを選択するステップと、前記給電装置が、前記共通チャネルを利用するコイル間通信で、前記サーバにより選択された通信チャネルを前記車両に通知するステップと、前記給電装置及び前記車両が、前記サーバにより選択された通信チャネルを利用するコイル間通信で、充電に係わる情報を伝送するステップと、を有する。前記共通チャネルの周波数、前記複数の通信チャネルの各周波数、前記車両へ伝達される交流電力の周波数は、互いに異なっている。

上述の通信制御方法によれば、複数の給電装置が同時に給電を行う場合、それらの複数の給電装置に対して互いに周波数の異なる通信チャネルが割り当てられ、各給電装置は、割り当てられた通信チャネルで電力の供給先である車両と通信を行う。したがって、複数の給電装置を備える充電スタンドにおいて、複数の車両が同時に給電を受ける場合であっても、給電装置は、電力の供給先に車両と確実に通信を行うことができ、車両は、電力の供給元の給電装置と確実に通信を行うことができる。

本発明によれば、複数の給電装置を備える充電スタンドにおいて、複数の車両が同時に給電を受ける場合であっても、対応する給電装置と車両との間で確実に通信を行うことができる。

充電スタンド及び充電スタンドを使用する車両を示す図である。 複数の車両の充電が同時に行われる状態を示す図である。 通信チャネルの周波数配置について説明する図である。 通信チャネルの周波数配置の実施例を示す図である。 給電装置の構成例を示す図である。 充電装置の構成例を示す図である。 本発明の実施形態における充電スタンドと車両との間の通信のシーケンスを示す図である。 本発明の他の実施形態における充電スタンドと車両との間の通信のシーケンスを示す図である。

図１は、充電スタンド及び充電スタンドを使用する車両を示す図である。本実施例では、充電スタンドは、図１に示すように、複数の給電装置１（１Ａ〜１Ｃ）を有する。複数の給電装置１Ａ〜１Ｃの構成及び動作は、互いに実質的に同じである。

給電装置１Ａ〜１Ｃに対して、それぞれ対応する充電エリア２Ａ〜２Ｃが設けられている。充電エリア２Ａ〜２Ｃには、それぞれ非接触で車両３に電力を供給するためのコイル１０２が設けられている。本実施例では、コイル１０２は、給電装置１の一部であるものとする。

車両３は、特に限定されるものではないが、例えば、モータを利用して走行する電気自動車（ＥＶ）またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）などである。また、車両３は、工場内で部品を搬送する搬送車などであってもよい。

車両３は、コイル２０１及びバッテリ５を備える。そして、車両３は、図１に示す充電スタンドでバッテリ５を充電する際には、充電エリア２Ａ〜２Ｃのいずれか１つに駐車する。以下の説明では、車両３は、充電エリア２Ｂに駐車するものとする。このとき、車両３は、給電装置１Ｂのコイル１０２及び車両３のコイル２０１が互いに電磁的に結合するように、充電エリア２Ｂ内の所定の位置に駐車する。これにより、車両３は、給電装置１Ｂから非接触で電力の供給を受けることができる。このとき、車両３のコイル２０１に誘起された交流電力は、不図示の整流回路により直流に変換され、この直流電流でバッテリ５が充電される。

さらに、給電装置１及び車両３は、給電装置１から車両３へ非接触で電力を供給するためのコイル１０２、２０１を介して相互に信号を伝送することができる。以下、このようにして電力伝達のために使用されるコイルを介して信号を伝送することを「コイル間通信」とする。なお、給電装置１から車両３へ電力を供給しているときにコイル間通信が行われる場合には、通信信号は、交流電力に重畳されて伝送される。

ところで、充電スタンドが複数の給電装置１Ａ〜１Ｃを備える場合、複数の車両３が同時に充電を行うことがある。図２に示す例では、車両３Ａが給電装置１Ａから電力の供給を受けており、車両３Ｂが給電装置１Ｃから電力の供給を受けている。ここで、給電装置１Ａ及び車両３Ａは、コイル間通信で充電に係わる情報をやり取りしながら充電動作を実行する。同様に、給電装置１Ｃ及び車両３Ｂも、コイル間通信で充電に係わる情報をやり取りしながら充電動作を実行する。

ところが、複数の給電装置１Ａ〜１Ｃが互いに近接して設置されており、且つ、複数の車両３Ａ、３Ｂの充電が同時に行われる場合には、コイル間通信の信号が対向装置以外の装置によって受信されることがある。例えば、図２において、給電装置１Ａから送信される信号が、車両３Ａだけでなく、車両３Ｂによって検出されることがある。また、車両３Ａから送信される信号が、給電装置１Ａだけでなく、給電装置１Ｂ、１Ｃによって検出されることがある。そうすると、給電装置１Ａ及び車両３Ａや給電装置１Ｃ及び車両３Ｂは、充電動作を正常に制御できないおそれがある。

そこで、本発明の実施形態の電力供給システムは、コイル間通信のための複数の通信チャネルを提供する。各通信チャネルの周波数は、互いに異なっている。そして、給電装置とその給電装置から電力を受ける車両とのペアに対して、１セットの通信チャネルが割り当てられる。１セットの通信チャネルは、給電装置から車両へ信号を伝送するための下りチャネル、及び車両から給電装置へ信号を伝送するための上りチャネルを有する。よって、本発明の実施形態の電力供給システムにおいては、複数の給電装置が互いに近接して設置されており、且つ、複数の車両の充電が同時に行われる場合であっても、コイル間通信の信号が対向装置以外の装置によって受信されることはない。

図３は、コイル間通信のための通信チャネルの周波数配置について説明する図である。この例では、電力供給システムが３台の給電装置１Ａ〜１Ｃを有するので、電力供給システムは３セットの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ３を提供する。但し、通信チャネルの数は、必ずしも給電装置の台数と同じである必要はない。なお、図３において、給電装置１から車両３へ伝達される交流電力の周波数ｆ_pは、特に限定されるものではないが、例えば、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚある。

各通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ３は、それぞれ下りチャネル及び上チャネルを有する。なお、図３において、ｆ_c1及びｆ_c1’は、それぞれ通信チャネルＣＨ１の下りチャネル及び上りチャネルのキャリア周波数を表す。同様に、ｆ_c2及びｆ_c2’は、それぞれ通信チャネルＣＨ２の下りチャネル及び上りチャネルのキャリア周波数を表し、ｆ_c3及びｆ_c3’は、それぞれ通信チャネルＣＨ３の下りチャネル及び上りチャネルのキャリア周波数を表す。

ｆ_cc及びｆ_cc’は、それぞれ共通チャネルの下りチャネル及び上りチャネルのキャリア周波数を表す。共通チャネルは、後で詳しく説明するが、すべての給電装置１Ａ〜１Ｃや車両３が使用できる通信チャネルである。

なお、図３に示す例では、各下りチャネルに対して交流電力の周波数ｆ_pよりも高いキャリア周波数が割り当てられ、各上りチャネルに対して交流電力の周波数ｆ_pよりも低いキャリア周波数が割り当てられているが、本発明は、このような周波数配置に限定されるものではない。また、図３に示す例では、各通信チャネルに属する１組のチャネルの一方が交流電力の周波数ｆ_pよりも高く、他方がその周波数ｆ_pよりも低いが、本発明はこのような周波数配置に限定されるものではない。

図４は、通信チャネルの周波数配置の実施例を示す。この実施例では、電力供給システムは、８セットの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ８を提供する。そして、これらの通信チャネルは、１０ｋＨｚ間隔で配置されている。すなわち、給電装置側から車両側へ下り通信信号を伝送するための通信チャネル（下りチャネル）ＣＨ１〜ＣＨ８は、周波数帯１８０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚにおいて１０ｋＨｚ間隔で配置されている。また、車両側から給電装置側へ上り通信信号を伝送するための通信チャネル（上りチャネル）ＣＨ１〜ＣＨ８は、周波数帯５０ｋＨｚ〜１２０ｋＨｚにおいて１０ｋＨｚ間隔で配置されている。

なお、交流電力の周波数ｆ_pは、例えば、１５０ｋＨｚに設定される。また、後述する共通チャネルは、上述した通信チャネルの周波数帯の外に配置される。
図５は、給電装置１の構成例を示す。給電装置１は、電源回路１０１と、コイル１０２と、通信機１０３と、結合回路１０４と、コントローラ１０５（制御回路）とを備える。なお、図５に示す給電装置１は、図１に示す給電装置１（１Ａ〜１Ｃ）の中の任意の１つに相当する。また、給電装置１は、図６に示す充電装置４に電力を供給するものとする。充電装置４は、車両３に搭載されており、給電装置１から受電する電力でバッテリ５を充電する。

図５において、電源回路１０１は、系統電源（商用電源３００）に接続され、コントローラ１０５の制御に従って、交流電力を生成する。交流電力の周波数ｆ_pは、特に限定されるものではないが、例えば、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚある。なお、給電装置１は、特に図示しないが、力率を改善するための整合回路を有するようにしてもよい。この場合、整合回路は、例えば、電源回路１０１とコイル１０２との間に設けられる。

コイル１０２は、充電装置４のコイル２０１と電磁的に結合し、電源回路１０１により生成される交流電力を充電装置４へ伝達する。コイル１０２は、図１に示す例では、対応する充電エリアに設置されている。

通信機１０３は、コイル１０２を介して充電装置４へ下り通信信号を送信する。また、通信機１０３は、充電装置４から送信される上り通信信号をコイル１０２を介して受信する。すなわち、通信機１０３は、コイル間通信で、車両３に搭載されている充電装置４との間で通信信号を送受信することができる。

結合回路１０４は、トランス及びキャパシタを含み、通信機１０３により生成される下り通信信号をコイル１０２に導く。すると、下り通信信号は、コイル間通信により充電装置４へ伝達される。また、結合回路１０４は、充電装置４から送信される上り通信信号を通信機１０３に導く。

通信機１０３は、発振器１２１と、信号生成部１２２と、受信部１２３と、通信制御部１２４とを備える。発振器１２１は、コントローラ１０５から指示される周波数の発振信号を出力する。発振器１２１は、例えば、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）により実現される。この場合、発振周波数の指示として、所望の周波数を表す電圧信号が発振器１２１に与えられる。また、発振器１２１は、互いに発振周波数の異なる複数の発振器で実現してもよい。この場合、発振周波数の指示として、複数の発振器の中から所望の周波数で発振する発振器を選択する信号が発振器１２１に与えられる。

信号生成部１２２は、発信器１２１から出力される発振信号を利用して、下り通信信号を生成する。すなわち、信号生成部１２２は、コントローラ１０５から指示される周波数の下り通信信号を生成する。ここで、信号生成部１２２は、所定の変調方式（例えば、ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）で、下り通信信号を生成する。そして、信号生成部１２２により生成される下り通信信号は、結合回路１０４によりコイル１０２に導かれ、充電装置４へ伝達される。

受信部１２３は、コントローラ１０５から指示される周波数の上り通信信号を選択的に受信する。所望の周波数成分を抽出するために、受信部１２３は、例えば、可変バンドパスフィルタを有する。この場合、可変バンドパスフィルタの通過波長は、コントローラ１０５からの指示により制御される。また、受信部１２３は、例えば、同期検波で所望の信号成分を検出する場合には、可変周波数発振器（例えば、ＶＣＯ）を備え、コントローラ１０５からの指示に応じて検波する周波数成分を制御してもよい。さらに、受信部１２３は、充電装置４において上り通信信号を生成するために使用される変調方式（例えば、ＡＳＫ）に対応する復調回路を有する。よって、受信部１２３は、充電装置４から送信される上り通信信号を再生することができる。

通信制御部１２４は、コントローラ１０５からの指示に従って、通信機１０３の動作を制御する。この制御は、発振器１２１の発振周波数の制御、受信部１２３の受信周波数の制御を含む。また、通信制御部１２４は、受信部１２３による上り通信信号の検出結果をコントローラ１０５に通知する。

コントローラ１０５は、充電装置４との間で充電に係わる情報をやり取りしながら充電動作を制御する。このとき、コントローラ１０５は、電源回路１０１の動作を制御する。具体的には、コントローラ１０５は、電源回路１０１に対して、充電動作の開始、充電動作の終了、及び充電電流の上限値（すなわち、許容電流値）などを指示する。また、コントローラ１０５は、充電に係わる他の制御（例えば、課金計算）を行ってもよい。

さらに、コントローラ１０５は、充電動作を開始する前に、コイル間通信において使用すべき通信チャネルをサーバ６に問い合わせる。そして、コントローラ１０５は、サーバ６からの回答（すなわち、サーバ６によって選択された通信チャネル）に基づいて、通信機１０３に対して、発振器１２１の発振周波数及び受信部１２３の受信周波数を指示する。また、コントローラ１０５は、通信機１０３を利用して、サーバ６によって選択された通信チャネルを充電装置４に通知する。

サーバ６は、プロセッサを用いてソフトウェアプログラムを実行するコンピュータであって、各給電装置１と通信を行うことができる。サーバ６と各給電装置１との間の通信路は、有線リンクであってもよいし、無線リンクであってもよい。

サーバ６は、電力供給システムが提供する通信チャネルの使用状態を管理している。そして、サーバ６は、コイル間通信において使用すべき通信チャネルの問合せを給電装置１から受けると、使用可能な通信チャネル（すなわち、未使用状態の通信チャネル）を１つ選択し、その選択した通信チャネルを給電装置１へ通知する。なお、サーバ６は、充電スタンドが備える複数の給電装置１のうちの１つに備えられてもよい。

図３に示す通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ３が提供されている電力供給システムにおいて、サーバ６によって、使用可能な通信チャネルとして「ＣＨ１」が選択されたものとする。この場合、コントローラ１０５は、発振器１２１に対して「発振周波数＝ｆ_c1」を指示する。そうすると、給電装置１は、以降、周波数ｆ_c1の下り通信信号を送信する。また、コントローラ１０５は、受信部１２３に対して「発振周波数＝ｆ_c1’」を指示する。そうすると、給電装置１は、以降、周波数ｆ_c1’の上り通信信号を選択的に受信する。

図６は、充電装置４の構成例を示す。充電装置４は、上述したように、車両３に搭載されている。そして、充電装置４は、コイル２０１と、充電回路２０２と、通信機２０３と、結合回路２０４と、ＥＣＵ（コントローラ）２０５とを備える。

コイル２０１は、給電装置１のコイル１０２と電磁的に結合し、給電装置１から伝達される交流電力を受電する。充電回路２０２は、コイル２０１が受電する交流電力を利用してバッテリ５を充電する。なお、充電回路２０２は、整流回路またはＡＣ／ＤＣコンバータを含み、直流電流でバッテリ５を充電する。

通信機２０３は、コイル２０１を介して給電装置１へ上り通信信号を送信する。また、通信機２０３は、給電装置１から送信される下り通信信号をコイル２０１を介して受信する。すなわち、通信機２０３は、コイル間通信で、充電スタンドに設置されている給電装置１との間で通信信号を送受信することができる。

結合回路２０４は、トランス及びキャパシタを含み、通信機２０３により生成される上り通信信号をコイル２０１に導く。すると、上り通信信号は、コイル間通信により給電装置１へ伝達される。また、結合回路１０４は、給電装置１から送信される下り通信信号を通信機２０３に導く。

通信機２０３は、発振器２２１と、信号生成部２２２と、受信部２２３と、通信制御部２２４とを備える。発振器２２１は、ＥＣＵ２０５から指示される周波数の発振信号を出力する。発振器２２１は、例えば、ＶＣＯによって実現される。この場合、発振周波数の指示として、所望の周波数を表す電圧信号が発振器２２１に与えられる。また、発振器２２１は、互いに発振周波数の異なる複数の発振器で実現してもよい。この場合、発振周波数の指示として、複数の発振器の中から所望の周波数で発振する発振器を選択する信号が発振器２２１に与えられる。

信号生成部２２２は、発信器２２１から出力される発振信号を利用して、上り通信信号を生成する。すなわち、信号生成部２２２は、ＥＣＵ２０５から指示される周波数の上り通信信号を生成する。ここで、信号生成部２２２は、所定の変調方式（例えば、ＡＳＫ）で、上り通信信号を生成する。そして、信号生成部２２２により生成される上り通信信号は、結合回路２０４によりコイル２０１に導かれ、給電装置１へ伝達される。

受信部２２３は、ＥＣＵ２０５から指示される周波数の下り通信信号を選択的に受信する。所望の周波数成分を抽出するために、受信部２２３は、例えば、可変バンドパスフィルタを有する。この場合、可変バンドパスフィルタの通過波長は、ＥＣＵ２０５からの指示により制御される。また、受信部２２３は、例えば、同期検波で所望の信号成分を検出する場合には、可変周波数発振器（例えば、ＶＣＯ）を備え、ＥＣＵ２０５からの指示に応じて検波する周波数成分を制御してもよい。さらに、受信部２２３は、給電装置１において下り通信信号を生成するために使用される変調方式（例えば、ＡＳＫ）に対応する復調回路を有する。よって、受信部２２３は、給電装置１から送信される下り通信信号を再生することができる。

通信制御部２２４は、ＥＣＵ２０５からの指示に従って、通信機２０３の動作を制御する。この制御は、発振器２２１の発振周波数の制御、受信部２２３の受信周波数の制御を含む。また、通信制御部２２４は、受信部２２３による下り通信信号の検出結果をＥＣＵ２０５に通知する。

ＥＣＵ２０５は、給電装置１との間で充電に係わる情報をやり取りしながら充電動作を制御する。このとき、ＥＣＵ２０５は、充電回路２０２の動作を制御する。具体的には、ＥＣＵ２０５は、充電回路２０２に対して、充電動作の開始、充電動作の終了、及び充電電流の上限値（すなわち、許容電流値）などを指示する。

さらに、ＥＣＵ２０５は、充電動作を開始する前に、給電装置１とのコイル間通信で、使用すべき通信チャネルの通知を受ける。通知される通信チャネルは、図５を参照しながら説明したように、サーバ６により選択される。そして、ＥＣＵ２０５は、給電装置１からの通知（すなわち、サーバ６によって選択された通信チャネル）に基づいて、通信機２０３に対して、発振器２２１の発振周波数及び受信部２２３の受信周波数を指示する。

一例として、図３に示す通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ３が提供されている電力供給システムにおいて、給電装置１から充電装置４へ、使用すべき通信チャネルとして「ＣＨ１」が通知されたものとする。この場合、ＥＣＵ２０５は、発振器２２１に対して「発振周波数＝ｆ_c1’」を指示する。すると、充電装置４は、以降、周波数ｆ_c1’の上り通信信号を送信する。また、ＥＣＵ２０５は、受信部２２３に対して「発振周波数＝ｆ_c1」を指示する。すると、充電装置４は、以降、周波数ｆ_c1の下り通信信号を選択的に受信する。

図７は、本発明の実施形態における充電スタンドと車両との間の通信のシーケンスを示す。図７に示す例では、電力供給システムには、４台の給電装置１Ａ〜１Ｄが設置されている。各給電装置１Ａ〜１Ｄの構成及び動作は、図５を参照しながら説明した通りである。また、電力供給システムは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４及び共通チャネルを提供する。各チャネルのキャリア周波数は、下記の通りである。
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４の下りリンク：ｆ_c1、ｆ_c2、ｆ_c3、ｆ_c4
ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４の上りリンク：ｆ_c1’、ｆ_c2’、ｆ_c3’、ｆ_c4’
共通チャネルの下りリンク：ｆ_cc
共通チャネルの上りリンク：ｆ_cc’
給電装置１Ａは、不図示の車両に対して電力を供給している。このとき、給電装置１Ａは、チャネルＣＨ１を利用するコイル間通信で、その車両と充電に係わる情報をやり取りする。この場合、給電装置１Ａは、周波数ｆ_c1の下り通信信号を送信し、周波数ｆ_c1’の上り通信信号を受信する通信モードで動作している。

各給電装置１Ｂ〜１Ｄの充電エリアには、車両は駐車していない。すなわち、給電装置１Ｂ〜１Ｄは、いずれも車両に電力を供給する動作を行っていない。このとき、各給電装置１Ｂ〜１Ｄの通信機１０３は、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受ける。具体的には、通信機１０３の受信部１２３は、共通チャネルのキャリア周波数ｆ_cc’を受信するモードに設定される。なお、ビーコンは、予め決められたビットパターンであり、コイル間通信の上り通信信号により伝送される。

上述の状態において、車両３が充電スタンド内に侵入してくるものとする。そして、車両３のドライバは、給電装置１Ｃの充電エリアに車両３を駐車させ、車両３に搭載されている充電装置４の充電スイッチ（ＳＷ）をオフ状態（ＯＦＦ）からオン状態（ＯＮ）に切り替えるものとする。このとき、充電装置４の通信機２０３は、ビーコンをチェックしてもよい。

充電スイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられると、充電装置４の通信機２０３は、ＥＣＵ２０５からの指示に応じて、コイル間通信の共通チャネルで通信信号を送受信するモードに設定される。すなわち、発振器２２１は、周波数ｆ_cc’で発振する状態に設定され、受信部２２３は、周波数ｆ_ccの下り通信信号を待ち受ける状態に設定される。

そして、充電装置４は、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを出力する。すると、給電装置１Ｃの通信機１０３は、車両側から出力されたビーコンを検出する。これにより、給電装置１Ｃは、自分の充電エリアに車両３が駐車したことを認識する。

給電装置１Ｃのコントローラ１０５は、車両３を検出すると、その車両３とのコイル間通信において使用すべき通信チャネルをサーバ６に問い合わせる。サーバ６は、この問合せを受け付けると、電力供給システムが提供する通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の中から、使用可能な通信チャネル（すなわち、未使用状態の通信チャネル）を選択する。図７に示す実施例では、通信チャネルＣＨ１が給電装置１Ａによって既に使用されている。したがって、サーバ６は、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ４に中から、給電装置１Ｃに割り当てる通信チャネルを選択する。この実施例では、通信チャネルＣＨ２が選択されている。

サーバ６は、給電装置１Ｃからの問合せに応じて選択した通信チャネル（この実施例では、「ＣＨ２」）を給電装置１Ｃに通知する。すると、給電装置１Ｃは、サーバ６から通知された通信チャネル（すなわち、「ＣＨ２」）を、さらに車両３へ通知する。このとき、給電装置１Ｃは、コイル間通信の共通チャネルを利用して、サーバ６により選択された通信チャネルを車両３へ通知する。

この後、給電装置１Ｃの通信機１０３は、コントローラ１０５からの指示に応じて、コイル間通信の通信チャネルＣＨ２で通信信号を送受信するモードに設定される。即ち、発振器１２１は、周波数ｆ_c2で発振する状態に設定され、受信部１２３は、周波数ｆ_c2’の上り通信信号を待ち受ける状態に設定される。

一方、車両３に搭載されている充電装置４の通信機２０３は、給電装置１Ｃからの通知に応じて、ＥＣＵ２０５の制御に従って、コイル間通信の通信チャネルＣＨ２で通信信号を送受信するモードに設定される。すなわち、発振器２２１は、周波数ｆ_c2’で発振する状態に設定され、受信部２２３は、周波数ｆ_c2の下り通信信号を待ち受ける状態に設定される。

車両３の充電装置４は、上述の設定が完了すると、コイル間通信の通信チャネルＣＨ２を利用して、給電装置１Ｃに対して完了報告を送信する。これにより、給電装置１Ｃと車両３の充電装置４との間に、コイル間通信の通信チャネルＣＨ２による通信リンクが確立される。

以降、給電装置１Ｃ及び車両３の充電装置４は、コイル間通信の通信チャネルＣＨ２を介して充電に係わる情報をやり取りしながら、車両３に搭載されているバッテリ５を充電する。そして、バッテリ５の充電が終了すると、給電装置１Ｃは、車両３への給電が終了した旨をサーバ６に通知する。そうすると、サーバ６は、通信チャネルＣＨ２が使用状態から未使用状態に移行したことを認識し、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ４の状態を管理するテーブルを更新する。また、給電装置１Ｃは、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受けるモードに移行する。

このように、図８に示す実施例では、車両３を検出した給電装置１Ｃに対して通信チャネルＣＨ２が割り当てられる。このとき、給電動作中の給電装置１Ａには、通信チャネルＣＨ１が割り当てられている。ここで、通信チャネルＣＨ１、ＣＨ２のキャリア周波数は互いに異なっている。よって、給電装置１Ｃ及び給電装置１Ｃから電力の供給を受ける車両３は、通信チャネルＣＨ１の通信信号を適切に除去しながら、通信チャネルＣＨ２で確実に情報を交換することができる。同様に、給電装置１Ａ及び給電装置１Ａから電力の供給を受ける車両３は、通信チャネルＣＨ２の通信信号を適切に除去しながら、通信チャネルＣＨ１で確実に情報を交換することができる。したがって、本発明の実施形態の通信制御方法によれば、複数の給電装置を備える充電スタンドにおいて、複数の車両が同時に給電を受ける場合であっても、各給電装置は、電力の供給先に車両と確実に通信を行うことができ、各車両は、電力の供給元の給電装置と確実に通信を行うことができる。

また、図８において、給電装置１Ｃと車両３の充電装置４との間に通信チャネルＣＨ２による通信リンクが確立されているときは、給電装置１Ｂ、１Ｄは、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受けるモードに設定されている。したがって、給電装置１Ｂ、１Ｄは、通信チャネルＣＨ２の通信信号を検出することはない。

なお、電力供給システムが提供する通信チャネルの数は、充電スタンドに設置されている給電装置１の台数よりも少なくてもよい。ただし、この場合、サーバ６は、充電エリアに車両３が駐車している給電装置１の位置に応じて、その給電装置１に割り当てるべき通信チャネルを決定することが好ましい。例えば、サーバ６は、互いに距離の離れている給電装置１に対しては同じキャリア周波数の通信チャネルを割り当てることを許容し、互いに近接している給電装置１に対しては同じキャリア周波数の通信チャネルを割り当てることを禁止するように、通信チャネルの割当てを決定することができる。

図８は、本発明の他の実施形態における充電スタンドと車両との間の通信のシーケンスを示す。この実施形態では、給電装置１Ａ〜１Ｄに対して固定的に通信チャネルが割り当てられている。図８に示す例では、給電装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに対して、それぞれ通信チャネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４が固定的に割り当てられている。

各給電装置１Ａ〜１Ｄの充電エリアには、車両は駐車していない。すなわち、給電装置１Ａ〜１Ｄは、いずれも車両に電力を供給する動作を行っていない。このとき、各給電装置１Ａ〜１Ｄは、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受ける。

上述の状況において、車両３が給電装置１Ｃの充電エリアに駐車し、ドライバが車両３に搭載されている充電装置４の充電スイッチ（ＳＷ）をオン状態（ＯＮ）に切り替えるものとする。この場合、充電装置４は、図７に示す実施例と同様に、コイル間通信の共通チャネルを利用してビーコンを出力する。

給電装置１Ｃは、ビーコンを検出することにより、自分の充電エリアに車両３が駐車したことを認識する。そうすると、給電装置１Ｃは、コイル間通信の共通チャネルを利用して、自分に割り当てられている通信チャネル（この例では、「ＣＨ３」）を車両３に通知する。そして、給電装置１Ｃは、コイル間通信の共通チャネルＣＨ３で通信信号を送受信するモードに移行する。また、車両３は、給電装置１Ｃからの通知に応じて、コイル間通信の共通チャネルＣＨ３で通信信号を送受信するモードに移行する。

以降、給電装置１Ｃ及び車両３の充電装置４は、コイル間通信の通信チャネルＣＨ３を介して充電に係わる情報をやり取りしながら、車両３に搭載されているバッテリ５を充電する。そして、バッテリ５の充電が終了すると、給電装置１Ｃは、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受けるモードに移行する。

なお、本発明の実施形態の通信制御方法によれば、同時に給電を行っている複数の給電装置にキャリア周波数の異なる通信チャネルを割り当てることで、ある１組の対応する給電装置と車両（すなわち、給電装置とその給電装置から電力の供給を受けている車両）との間のコイル間通信の信号が、他の給電装置または他の車両によって受信されることが回避される。すなわち、本発明の実施形態の通信制御方法は、ある１組の給電装置と車両との間のコイル間通信の信号が、他の給電装置または他の車両のコイルで検出され得ることを想定している。

このような状況において、給電を行っていない給電装置は、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受ける。このため、複数の給電装置がそれぞれコイル間通信の共通チャネルでビーコンを待ち受けているときは、ある１台の車両から出力されるビーコンが、複数の給電装置によって検出されることがある。すると、ビーコンを検出した複数の給電装置がその車両に対して電力を供給しようとする。

このような状況を回避するためには、本発明の実施形態の通信制御方法は、複数の給電装置がそれぞれビーコンを待ち受けているときであっても、ある１台の車両から出力されるビーコンが１台の給電装置のみによって検出されるようにするための方策を有していることが好ましい。このような方策は、例えば、共通チャネルの上り通信信号の振幅を、他の通信チャネルの振幅よりも小さくすることで実現される。または、各給電装置の充電エリアに、車両が駐車していることを検知するためのセンサを設けるようにしてもよい。この場合、給電装置は、自分の充電エリアに車両が駐車していることをセンサによって検知し、且つ、コイル間通信の共通チャネルでビーコンを検出したときに、車両との間に通信チャネルを確立する手順を開始する。

なお、このような方策は、本発明において必須ではない。すなわち、このような方策を導入しなくても、複数の車両が同時に給電を受ける場合であっても対応する給電装置と車両との間で確実に通信を行うことができる、という効果は実現される。

１（１Ａ〜１Ｄ） 給電装置
２Ａ〜２Ｃ 充電エリア
３（３Ａ、３Ｂ） 車両
４ 充電装置
５ バッテリ
６ サーバ
１０１ 電源回路
１０２、２０１ コイル
１０３、２０３ 通信機
１０４、２０４ 結合回路
１０５ コントローラ
２０２ 充電回路
２０５ ＥＣＵ（コントローラ）
１２２、２２２ 信号生成部
１２３、２２３ 受信部

Claims (5)

1. 複数の給電装置を備える電力供給システムにおいて、給電装置と前記給電装置からコイルを介して非接触で交流電力の供給を受ける車両との間の通信を制御する通信制御方法であって、
   共通チャネルを利用して前記車両から出力される信号を、前記給電装置から前記車両へ非接触で電力を供給するためのコイルを介して信号を伝送するコイル間通信で受信した給電装置が、サーバに対して、使用すべき通信チャネルを問い合わせるステップと、
   前記サーバが、前記電力供給システムにより提供される複数の通信チャネルの中から使用可能な通信チャネルを選択するステップと、
   前記給電装置が、前記共通チャネルを利用するコイル間通信で、前記サーバにより選択された通信チャネルを前記車両に通知するステップと、
   前記給電装置及び前記車両が、前記サーバにより選択された通信チャネルを利用するコイル間通信で、充電に係わる情報を伝送するステップと、を有し、
   前記共通チャネルの周波数、前記複数の通信チャネルの各周波数、前記車両へ伝達される前記交流電力の周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする通信制御方法。
2. 前記給電装置は、前記サーバにより選択された通信チャネルを利用するコイル間通信を行っているときは、前記コイル間通信の共通チャネルの信号を受信しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御方法。
3. それぞれ対応する通信チャネルが割り当てられている複数の給電装置を備える電力供給システムにおいて、前記給電装置と前記給電装置からコイルを介して非接触で交流電力の供給を受ける車両との間の通信を制御する通信制御方法であって、
   共通チャネルを利用して前記車両から出力される信号を、前記給電装置から前記車両へ非接触で電力を供給するためのコイルを介して信号を伝送するコイル間通信で受信した給電装置が、前記共通チャネルを利用するコイル間通信で、前記給電装置に割り当てられている通信チャネルを前記車両に通知するステップと、
   前記給電装置及び前記車両が、前記給電装置に割り当てられている通信チャネルを利用するコイル間通信で、充電に係わる情報を伝送するステップと、を有し、
   前記共通チャネルの周波数、前記複数の通信チャネルの各周波数、前記車両へ伝達される前記交流電力の周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする通信制御方法。
4. 各通信チャネルは、給電装置から車両へ信号を伝送するための下りチャネル、及び車両から給電装置へ信号を伝送するための上りチャネルを有し、
   各通信チャネルの下りチャネルの周波数と上りチャネルの周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信制御方法。
5. 複数の給電装置及び前記複数の給電装置を制御するサーバを備える電力供給システムであって、
   前記各給電装置は、
   交流電力を生成する電源回路と、
   前記電源回路により生成される前記交流電力を車両に搭載されている充電装置へ非接触で伝達するコイルと、
   前記コイルを使用して信号を伝送するコイル間通信で前記充電装置から上り通信信号を受信するとともに、前記コイル間通信で前記充電装置へ下り通信信号を送信する通信機と、
   前記電源回路及び前記通信機を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記通信機は、前記コイル間通信の共通チャネルで上り通信信号を待ち受け、
   前記通信機が前記コイル間通信の共通チャネルを介して上り通信信号を受信すると、前記制御回路は、前記サーバに対して、使用すべき通信チャネルを問い合わせ、
   前記サーバは、複数の通信チャネルの中から使用可能な通信チャネルを選択し、
   前記通信機は、前記コイル間通信の共通チャネルを介して、前記サーバにより選択された通信チャネルを前記車両に通知し、
   前記制御回路は、前記通信機を、前記サーバにより選択された通信チャネルでコイル間通信を行うモードに制御し、
   前記制御回路は、前記サーバにより選択された通信チャネルを利用するコイル間通信で前記車両との間で充電に係わる情報を交換して前記電源回路を制御し、
   前記共通チャネルの周波数、前記複数の通信チャネルの各周波数、前記交流電力の周波数は、互いに異なっている
   ことを特徴とする電力供給システム。