JP2013247830A - 通信制御方法及び電力供給システム - Google Patents
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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
【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。
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。
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fp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、fc1及びfc1’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、fc2及びfc2’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、fc3及びfc3’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。
fcc及びfcc’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fp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fp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fpよりも高く、他方がその周波数fp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fp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fp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=fc1」を指示する。そうすると、給電装置1は、以降、周波数fc1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=fc1’」を指示する。そうすると、給電装置1は、以降、周波数fc1’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=fc1’」を指示する。すると、充電装置4は、以降、周波数fc1’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=fc1」を指示する。すると、充電装置4は、以降、周波数fc1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:fc1、fc2、fc3、fc4
CH1、CH2、CH3、CH4の上りリンク:fc1’、fc2’、fc3’、fc4’
共通チャネルの下りリンク:fcc
共通チャネルの上りリンク:fcc’
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fc1の下り通信信号を送信し、周波数fc1’の上り通信信号を受信する通信モードで動作している。
CH1、CH2、CH3、CH4の下りリンク:fc1、fc2、fc3、fc4
CH1、CH2、CH3、CH4の上りリンク:fc1’、fc2’、fc3’、fc4’
共通チャネルの下りリンク:fcc
共通チャネルの上りリンク:fcc’
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fc1の下り通信信号を送信し、周波数fc1’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fcc’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fcc’で発振する状態に設定され、受信部223は、周波数fcc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fc2で発振する状態に設定され、受信部123は、周波数fc2’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fc2’で発振する状態に設定され、受信部223は、周波数fc2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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012122006A JP2013247830A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 通信制御方法及び電力供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012122006A JP2013247830A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 通信制御方法及び電力供給システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013247830A true JP2013247830A (ja) | 2013-12-09 |
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ID=49847207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012122006A Pending JP2013247830A (ja) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | 通信制御方法及び電力供給システム |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2013247830A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022501703A (ja) * | 2018-09-29 | 2022-01-06 | ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド | 無線充電方法および電子デバイス |
-
2012
- 2012-05-29 JP JP2012122006A patent/JP2013247830A/ja active Pending
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JP7280005B2 (ja) | 2018-09-29 | 2023-05-23 | ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド | 無線充電方法および電子デバイス |
US11929626B2 (en) | 2018-09-29 | 2024-03-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Wireless charging method and electronic device |
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