JP6083121B2 - 給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラム - Google Patents

Description

非接触給電を行う給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムに関する。

近年、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）などの車両への充電方式の一つとして、電磁誘導を利用した非接触給電が知られている。
非接触給電では、車両が所定の位置に駐車された場合に該車両に電力を供給する給電装置の給電部を特定するために、車両が駐車したことを検出するためのセンサまたは無線部を備えることが想定される。従って、給電装置にセンサまたは無線部などを設けなければならないため高コストにつながる。

また、給電装置の送電コイルから車両側の受電コイルを介して充電装置へ給電を行う際に必要な情報のやり取りに関連する技術として、送電コイルと受電コイルと別に設けられた信号伝送コイルを利用する通信装置が開示されている（例えば、特許文献１）。この信号伝送コイル通信装置によれば、送信側コイルが電力伝送用の受電コイルの中央空間に埋め込まれ、受信側コイルが電力伝送用の給電コイルの中央空間に埋め込まれている。そして、受信側コイルと送信側コイルの対峙位置を決めたのちに、受信側コイルと送信側コイルの間の極短い空隙空間を介して信号伝送が行われる。信号伝送は、例えば、充電指示や要求電力などの給電情報を送受信される。その結果、極短い空隙空間を介して信号伝送が行われるため、外部からの電磁波障害や電波障害を受けにくい。また、信号伝送コイル通信装置が有する位置情報検出機能により、受電コイルが給電コイルに必要な精度をもって対峙位置決めされたか否かの位置情報を、コイル間の通信感度により検出可能である。

しかし、上記信号伝送コイル通信装置のような近接無線通信を利用する方式では、車両の受電コイルと給電装置の送電コイルにそれぞれ設けられる信号伝送コイルは１対１に構成されるものである。そのため、送電コイルおよびその周辺は複雑な構成となり、高コストな給電装置と充電装置になる。

さらに、互いに隣接する複数の車両が給電されるような施設（例えば、チャージステーション）では給電部は勿論、付随する信号伝送コイル通信装置も給電装置の数だけ必要になるため、高コストにつながる。

そこでコストを低減するために、複数の給電部を制御する制御部と無線機を備える１つの給電装置を施設に設置し、複数の車両と無線通信を行う構成が考えられる。その結果、給電部それぞれに設けられていた信号伝送コイルと信号伝送コイル通信装置に関連する周辺の構成を１つの無線機に置き換えられるため、コストの低減につながる。無線通信は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの至近距離の通信範囲を持つ無線機を使用することが考えられる。

特開２００８−２８８８８９号公報

本発明は上記の問題を鑑み、複数の車両が非接触給電を行えるような施設であっても、コストを低減できる構成の給電装置と充電装置、給電方法および給電プログラムを提供することを目的とする。

本実施形態の態様のひとつである給電装置は給電部、給電制御部、無線通信部を備える。給電部は、車両に搭載された充電装置に非接触で、第１の電力および第２の電力を出力する。無線通信部は無線通信を行う。給電制御部は上記給電部を制御する。また、給電制御部は給電部を特定するために、上記給電部ごとに電力の大きさが異なる上記第１の電力を上記給電部より出力させる。上記給電制御部は上記第１の電力を受電した上記車両が送信する給電部特定情報を上記無線通信部を介して取得する。上記給電制御部は、上記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶されている上記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかどうか判定し、上記特定電力範囲内にあると判定した場合は充電を開始させるための充電開始情報を上記車両に送信する。そして、上記給電部特定情報により特定される上記給電部に対し上記第２の電力を出力させる制御を行う。

本実施形態に他の態様のひとつである非接触電力充電に用いられる車両に搭載される充電装置は受電部と充電部と制御装置を備える。受電部は、給電装置の給電部から給電される、上記給電部ごとに電力の大きさが異なる上記第１の電力および第２の電力を受電する。充電部は、受電した上記第２の電力をバッテリ部に充電する。制御装置は、受電した上記第１の電力の電力レベルを示す情報を有する給電部特定情報を送信し、送信した上記第１の電力の電力レベルが、上記給電装置の記憶部に記憶されている上記給電部ごとに異なる特定電力範囲内である場合に、上記給電装置から送信される充電を開始させるための充電開始情報を受信すると、上記バッテリ部に充電をさせる制御をする。

実施の形態によれば、複数の車両が非接触充電を行えるような施設であっても、コストを低減できることができる。

図１は、実施形態１のチャージステーションの一実施例を示す図である。 図２は、実施形態１の給電装置と車両の関係を示す図である。 図３は、給電装置とサーバとの関係を示す図である。 図４は、給電装置の一実施例を示す図である。 図５は、充電装置の一実施例を示す図である。 図６は、給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。 図７は、給電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 図８は、給電情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 図９は、給電部の特定中と充電中の状態の一実施例を示した図である。 図１０は、充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 図１１は、給電装置と充電装置の動作状態の一実施例を示すタイムチャートを示す図である。 図１２は、実施形態２のチャージステーションの一実施例を示す図である。 図１３は、実施形態２の給電装置とサーバとの関係を示す図である。 図１４は、実施形態２の給電装置の一実施例を示す図である。 図１５は、実施形態２の給電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 図１６は、実施形態２の給電情報のデータ構造の一実施例を示す図である。 図１７は、実施形態２の充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。 図１８は、実施形態２の給電装置と充電装置の動作状態の一実施例を示すタイムチャートを示す図である。

本実施形態１では、給電装置の給電部のコイルから給電部ごとに割り振られた給電部を特定するための給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力を出力する。続いて、車両の充電装置のコイルが第１の電力を受電したと判定すると、車両の無線通信部から給電部を特定する給電部特定情報を送信する。給電部特定情報は受電した電力を含む情報である。

続いて、給電装置の無線通信部が給電部特定情報を受信し、給電装置の給電制御部に転送する。給電制御部は、受信した給電部特定情報の示す電力の大きさが予め記憶されている特定電力範囲のいずれかにあるかどうか判定する。特定電力範囲内にあると判定した場合は、特定電力範囲内に関連付けられている給電部を特定する。続いて、特定される給電部に給電を開始させるための充電開始情報を、給電装置の無線通信部を介して車両に送信する。また、給電部特定情報により特定される給電部に対し第２の電力を出力させる。

本実施形態１によれば、車両が所定の位置に駐車された場合に該車両に電力を供給する給電装置を特定するセンサまたは無線部を備えなくても給電装置を特定することができるため、コストの低減ができる。

さらに、給電装置側の無線通信に関連する構成を１つの無線通信部が行うことができるため、コストの低減ができる。
以下図面に基づいて、実施形態について詳細を説明する。

図１は、実施形態１のチャージステーションの一実施例を示す図である。図１に示すチャージステーション１には、車両５を駐車するための駐車エリア２ａ〜２ｄがある。駐車エリア２ａ〜２ｄそれぞれには後述する給電部４ａ〜４ｄと、給電部４ａ〜４ｄ各々に対応付けられる給電制御部３ａ〜３ｄとを有する第１の装置１２と、第１の装置１２と別に無線通信部１１が配置されている。第１の装置１２の給電制御部３ａ〜３ｄは車両５へ非接触給電する際に送電制御を行い、給電部４ａ〜４ｄは電力を車両５に送電する。

また、チャージステーション１にはセンサ６が備えられている。センサ６は、チャージステーション１に入場する車両５を検出し、検出したことを無線通信部１１に通知する。
無線通信部１１は給電制御部３ａ〜３ｄと接続され、例えば、Local Area Network（ＬＡＮ）を介して無線通信部１１と給電制御部３ａ〜３ｄは接続され、センサ６より通知られた車両検知信号を給電制御部３へ送る。例えば、１つの無線通信部１１をチャージステーション１のいずれかに設け、第１の装置１２の給電制御部３ａ〜３ｄと無線通信部１１とを通信させる。

図２は、実施形態１の給電装置と車両の関係を示す図である。図２の給電装置８は給電制御部３、給電部４、無線通信部１１を備えている。無線通信部１１は車両５およびセンサ６などと無線通信を行う。給電制御部３は商用電源から給電された電力を車両５に送電する給電部４の制御を行う。さらに、給電制御部３は充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する制御も行う。また、給電制御部３は通信インタフェースを備え、無線通信部１１やサーバ９と通信を行う。

給電部４は電力を車両５に送電するときに用いられ、また車両５がどの駐車エリア２ａ〜２ｄに駐車されているかを特定するためにも用いられる。
なお、図２の給電装置８において給電制御部３と給電部４とは信号線ＳＩＧにより接続されている。

図２の車両５は充電装置７を備えている。充電装置７は給電部４から送電された電力を受電して、充電装置７に接続されているバッテリ部５０６に充電する。バッテリ部５０６は充電式の二次電池で、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などが考えられる。

図３は、給電装置とサーバとの関係を示す図である。図３に示す給電制御部３ａ〜３ｄ各々はネットワーク１０を介してサーバ９と通信をする。サーバ９は、例えば、給電制御部３ａ〜３ｄと通信をして充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する処理を実行し、処理結果を給電制御部３ａ〜３ｄに送信する。なお、無線通信部１１とサーバ９に通信をさせ、無線通信部１１経由で給電制御部３ａ〜３ｄとサーバ９が通信をしてもよい。

図４は、給電装置の一実施例を示す図である。図４の給電装置８は給電制御部３（制御装置４０１）、駆動部４０２と第１のコイル４０３を備えている。駆動部４０２と第１のコイル４０３は給電部４を構成する。給電部４は車両に搭載された充電装置に非接触で給電をする。

給電制御部３は、チャージステーション１に入場した車両５を検出するセンサ６から車両検出情報を受信すると給電部４を特定するために、給電４ａ〜４ｄごとに送電レベルが決められた第１の電力を第１のコイル４０３から出力するように駆動部４０２を制御する。また、給電制御部３は、車両５が受電した電力レベルに対応する給電部特定情報を車５の充電装置７から受信する。そして、受信した電力レベルが予め記憶部に記憶されている決められた電力レベルの範囲を示す特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始することを示す充電開始情報を充電装置７に送信をする。その後、充電装置７のバッテリ部に充電するために第２の電力（充電電力）を給電部４に給電させる制御をする。

制御装置４０１は、準備中または給電中の給電部４に第１の電力を給電させない制御をする。
駆動部４０２は、商用電源４０４から供給される電力を決められた周期でかつ決められた電力レベルの交流に変換し第１のコイル４０３に給電する。また、変換などの制御は制御装置４０１により行われる。

第１のコイル４０３は、車両に搭載されている充電装置７へ電力を給電するために用いられる。
図５は、充電装置の一実施例を示す図である。図５の充電装置７は制御装置５０１と第２のコイル５０２（受電部）、充電部（整合部５０３、整流部５０４、検出部５０５）を備えている。受電部は給電装置から給電される電力を受電する。充電部は受電した電力をバッテリ部５０６に充電する。

制御装置５０１は、給電装置８から送電された電力を受電し、受電した電力レベルを示す情報を有する給電部特定情報を送信する。そして、送信した電力レベルが給電装置の記憶部に記憶されている決められた電力レベルの範囲を示す特定電力範囲内である場合に、給電装置から送信される充電を開始させるための充電開始情報を受信すると、バッテリ部に充電をさせる制御をする。

第２のコイル５０２は給電装置８から第１のコイル４０３を介して送電された交流の電力を受電し、受電した電力が整合部５０３に供給される。
整合部５０３は給電装置８と充電装置７との間のインピーダンス整合を行い、制御装置５０１により制御される。

整流部５０４は受電した交流の電力を整流して直流にし、直流にした電力はバッテリ部５０６に供給される。
検出部５０５はバッテリ部５０６に充電する際にバッテリ部５０６に流れる電流を検出するセンサなどが考えられる。例えば、電流センサなどが考えられる。

バッテリ部５０６は充電式の二次電池などが考えられる。
図６は、給電装置および充電装置のそれぞれの制御装置とサーバのハードウェアの一実施例を示す図である。給電装置８の制御装置４０１および充電装置７の制御装置５０１とサーバ９のハードウェアは、図６に示す制御部６０１、記憶部６０２、記録媒体読取装置６０３、入出力インタフェース６０４（入出力Ｉ／Ｆ）、通信インタフェース６０５（通信Ｉ／Ｆ）などをそれぞれ備えている。また、上記各構成部はバス６０６によってそれぞれ接続されている。なお、サーバ９の機能はクラウドなどを用いて実現することもできる。

制御部６０１はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Programmable Logic Device（ＰＬＤ）など）を用いることが考えられる。

記憶部６０２は、例えばRead Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）などのメモリやハードディスクなどが考えられる。なお、記憶部６０２にはパラメータ値、変数値などのデータを記録してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。また、給電装置８およびサーバ９において、記憶部６０２以外に給電装置８およびサーバ９の外部に他の記憶部を設けてもよく、例えば、データベースなどを設けることが考えられる。

記録媒体読取装置６０３は、制御部６０１の制御に従って記録媒体６０７に対するデータのリード／ライトを制御する。そして、記録媒体６０７に記録媒体読取装置６０３の制御で書き込まれたデータを記録させたり、記録媒体６０７に記録されたデータを読み取らせたりする。また、着脱可能な記録媒体６０７は、コンピュータで読み取り可能なnon-transitory（非一時的）な記録媒体として、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）などがある。光ディスクには、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、Compact Disc Read Only Memory（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録媒体には、Magneto-Optical disk（ＭＯ）などがある。なお、記憶部６０２もnon-transitory（非一時的）な記録媒体に含まれる。

入出力インタフェース６０４には、入出力部６０８が接続され、入力された情報を受信し、バス６０６を介して制御部６０１に送信する。また、制御部６０１からの命令に従ってディスプレイの画面上に操作情報などを表示する。入出力部６０８の入力装置は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、タッチパネルなどが考えられる。なお、入出力部６０８の出力部であるディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイなどが考えられる。充電装置７の入出力部６０８は、車両５においてダッシュボードに備え付けられていることが考えられる。また、出力部６０８はCathode Ray Tube（ＣＲＴ）ディスプレイ、プリンタなどの出力装置であってもよい。

通信インタフェース６０５は、ＬＡＮ接続やインターネット接続を行うためのインタフェースである。また、通信インタフェース６０５は必要に応じ、他のコンピュータとの間のＬＡＮ接続やインターネット接続や無線接続を行うためのインタフェースとして用いてもよい。

このようなハードウェア構成を有するコンピュータを用いることによって、給電装置８の制御装置４０１および充電装置７の制御装置５０１とサーバ９が行う各種処理機能が実現される。その場合、給電装置８の制御装置４０１および充電装置７の制御装置５０１とサーバ９が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体６０７に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体６０７が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、記録媒体６０７に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶部６０２に記憶する。そして、コンピュータは、自己の記憶部６０２からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、記録媒体６０７から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

図７は、給電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ７０１では、給電装置８の無線通信部１１を介して給電制御部３がチャージステーション１に設置されているセンサ６から送信された車両検出情報を取得する。車両検出情報を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７０２に移行し、車両検出情報を受信できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ７０１に移行する。車両検出情報はチャージステーション１に進入してきた車両５があること給電装置８に通知するための情報である。図１の例ではセンサ６が無線通信部１１に車両検出情報を送信する。なお、現在充電中の給電装置８の給電制御部３は起動しているが、充電していない（待機中）給電部４の給電制御部３の制御部はスリープ状態である。ただし、通信部は起動しており通信信号を受信すると制御部はスリープ状態から起動する。

ステップＳ７０２では、制御装置４０１が現在充電準備または充電中であるか否かを判定し、充電準備または充電中である場合（Ｙｅｓ）には給電装置８の特定する処理を行わない。充電準備または充電中でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ７０３に移行する。例えば、制御装置４０１の記憶部（図６の場合には記憶部６０２）に記憶されている給電情報の後述する特定情報を参照して充電に利用されているか否かを判定し、充電に利用されていない場合は制御装置４０１が給電部４を駆動させる。

図８は、給電情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図８の給電情報８０１ａ〜８０１ｄは、「給電部ＩＤ」「特定電力値」「特定情報」「特定電力範囲」などに示される情報が記憶されている。「給電部ＩＤ」には給電装置あるいは駐車エリアを識別する識別情報が記憶されている。本例では、給電部４ａ〜４ｄを示す識別情報「１」〜「４」が記憶されている。「特定電力値」にはチャージステーション１に進入して来た車両５が給電する給電部４ａ〜４ｄを特定するために、車両５へ送電する電力レベルが記憶されている。車両５へ送電する電力レベルは給電部４ａ〜４ｄ各々で異なる。本例では、給電情報８０１ａには電力レベルを示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ１」が記憶され、給電情報８０１ｂには電力レベルを示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ２」が記憶されている。給電情報８０１ｃには電力レベルを示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ３」が記憶され、給電情報８０１ｄには電力レベルを示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ４」が記憶されている。「特定情報」には充電に利用されているか否かを示す情報が記憶されている。本例では、充電開始の準備または充電中の状態である場合には「１」が設定され、それ以外の場合には「０」が設定される。なお、給電部４の特定中であれば「２」が設定される。

「特定電力範囲」には車両５から給電装置８に送信される給電部特定情報に含まれる電力レベルと比較し、給電部４を特定するための電力レベルの範囲が記憶されている。給電部４ａ〜４ｄ各々で異なる。本例では、給電情報８０１ａには特定電力範囲を示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ１」が記憶され、給電情報８０１ｂには特定電力範囲を示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ２」が記憶されている。給電情報８０１ｃには特定電力範囲を示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ３」が記憶され、給電情報８０１ｄには特定電力範囲を示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ４」が記憶されている。

図９は、給電部の特定中と充電中の状態の一実施例を示した図である。図９のＡは給電装置８の備える給電部４ａ〜４ｄを特定するために、それぞれが異なる電力を出力していることを示している（矢印）。図９のＢは給電装置８の備える給電部４ａ、４ｄを特定するために、それぞれが異なる電力を出力していることを示している（矢印）。また、給電部４ｂ、４ｃが車両５を充電するために、それぞれが充電に用いられる電力を出力していることを示している（波模様を含む矢印）。

ステップＳ７０３ではチャージステーション１の充電に利用されていない給電装置８の制御装置４０１が給電部４を駆動させる。ステップＳ７０４では制御装置４０１の制御部（図６の場合には制御部６０１）が給電情報を参照して給電部４から所定の電力（第１の電力）を出力させる。例えば、給電部４ａの場合であれば給電情報８０１ａの「特定電力値」に記憶されている「ｓ＿ｌｅｖｅｌ１」に示す電力を所定の時間給電部４に供給する。

車両５の充電装置７は、給電部４の第１のコイル４０３から出力されている電力を受電し、受電した電力を示す情報を含む給電部特定情報を給電装置８に送信する。
ステップＳ７０５では制御装置４０１が無線通信部１１を介して給電部特定情報を受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ７０６に移行する。受信していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ７０４に移行する。

ステップＳ７０６では、制御装置４０１が給電部特定情報の電力レベルと、給電情報の「特定電力範囲」に記憶されている特定電力範囲とを比較して、電力レベルが特定電力範囲内であるかを判定する。特定電力範囲内である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ７０７に移行し、特定電力範囲内でない場合（Ｎｏ）はステップＳ７０４に移行する。そして、再度所定の時間給電部４に電力を供給する。

ただし、ステップＳ７０４〜Ｓ７０６の処理が所定の時間を越えるときはステップＳ７０１に移行して再度処理を実行する。
ステップＳ７０７では、給電部特定情報を送信した車両５に、無線通信部１１を介して充電開始情報を送信する。充電開始情報は車両５を識別する情報と充電を開始することを示す情報を有している。ステップＳ１００３を参照。

ステップＳ７０８では、制御装置４０１が給電部４を用いて充電を開始する準備を開始する。
図１０は、充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１００１では制御装置５０１が電力を受電したか否かを判定し、受電した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１００２に移行し、受電できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１００１に移行する。例えば、所定の電力以上を受信した場合にステップＳ１００２に移行する。ただし、充電中の場合はステップＳ１００１〜Ｓ１００４の処理をせずに、現在実行されている充電に関する処理を継続する。充電中であることの検出は、充電時に給電装置８から送電される所定の電力を検出した場合に、充電中であると判定することが考えられる。

ステップＳ１００２では、制御装置５０１が受電した電力示す情報を含む給電部特定情報を給電装置８に送信する。
ステップＳ１００３では、制御装置５０１が充電開始情報を通信インタフェース（図６の通信インタフェース６０５）を介して受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１００４に移行する。受信しない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１００１に移行する。

ステップＳ１００４では、制御装置５０１が充電装置７に充電を開始する準備をする。
図１１は、給電装置と充電装置の動作状態の一実施例を示すタイムチャートを示す図である。図１１の例では、進入して来た車両５が駐車エリア２ａに駐車をする場合に、既に駐車エリア２ｂ、２ｃの２台の車両がそれぞれ充電中で、駐車エリア２ａ、２ｄは空いている状態である。図１１の縦軸には、給電装置８が給電部４ａに送電した電力レベル（送電レベル）、給電装置８が通信時に送受信した信号（送受信信号）、給電装置８を制御する信号（制御信号）、駐車エリア２ａに駐車した車両５の受電した電力レベル（充電レベル）、車両５が通信時に送受信した信号（送受信信号）が示されている。また、図１１の縦軸には、給電装置８が給電部４ｂに送電した電力レベル（送電レベル）、給電装置８が給電部４ｃに送電した電力レベル（送電レベル）が示されている。また、図１１の縦軸には、給電装置８が給電部４ｄに送電した電力レベル（送電レベル）、給電装置８が通信時に送受信した信号（送受信信号）、給電装置８を制御する信号（制御信号）が示されている。図１１の横軸は時間軸である。

時間ｔ０においてセンサ６から送信された車両検出情報を給電装置８が受信する（ステップＳ７０１）。本例では、給電部４ｂ、４ｃについては示されていない。
時間ｔ１において充電中でない給電部４ａ、４ｄを駆動する信号を出力する（ステップＳ７０３）。給電部４ｂ、４ｃは充電を継続する。

時間ｔ２において充電中でない給電部４ａ、４ｄから駐車エリアまたは給電部を特定するための所定の電力（第１の電力）ｓ＿ｌｅｖｅｌ１、ｓ＿ｌｅｖｅｌ４を出力する（ステップＳ７０４）。給電部４ｂ、４ｃは充電を継続する。

時間ｔ３において駐車エリア２ａに駐車した車両５の充電装置７は給電部４ａから出力された電力を受電する（ステップＳ１００１）。
駐車エリア２ａに駐車した車両５が所定の時間電力を受電すると、時間ｔ４において受電した電力を示す情報を含む給電部特定情報を給電装置８に送信する（ステップＳ１００２）。本例では、時間ｔ４で車両５が受電を停止しているが時間ｔ４で受電を停止しなくてもよい。

なお、駐車エリア２ｄには車両は駐車されていないため給電部特定情報は給電部４ｄに送信されない。
時間ｔ５において、車両５から送信された給電部特定情報を給電部４ａが受信する（ステップＳ７０５）。

時間ｔ６において給電装置８が充電開始情報を車両５に送信する（ステップＳ７０７）。
時間ｔ７において給電装置８の給電部４ａ、４ｄから駐車エリアまたは給電装置を特定するための所定の電力（第１の電力）の出力を停止する。そして、時間ｔ８において駐車エリア２ａに駐車した車両５に給電部４ａを用いて充電を行う。すなわち、充電に必要な電力（第２の電力）を充電装置７に送電する。

実施形態１によれば、駐車エリア各々に車両位置を検知するためのセンサなどを設けなくても給電部（または駐車エリア）を特定することができるため、複数の車両が非接触充電を行えるような施設であっても、コストを低減できる。

さらに、給電装置側の無線通信に関連する構成を１つの無線通信部が行うことができるため、コストの低減ができる。
実施形態２について説明をする。

図１２は、実施形態２のチャージステーションの一実施例を示す図である。図１２に示すチャージステーション１には、車両を駐車するための駐車エリア２ａ〜２ｄがあり、駐車エリア２ａ〜２ｄには後述する給電部４ａ〜４ｄが配置されている。給電装置は、車両５などと無線通信を行い、さらに給電制御部３と通信を行う無線通信部１１と、車両５へ給電する際に送電に関する制御などを行う１つの給電制御部３とを有する第２の装置１３と、電力を車両５側に送電するための給電部４ａ〜４ｄを有する。例えば、第２の装置１３をチャージステーション１のいずれかに設け、第２の装置１３の給電制御部３により給電部４ａ〜４ｄ各々を制御する。

また、チャージステーション１にはセンサ６が備えられている。センサ６は、チャージステーション１に入場する車両５を検出し、検出したことを給電装置に通知する。 図１３は、実施形態２の給電装置とサーバとの関係を示す図である。図１３に示す給電装置８はネットワーク１０を介してサーバ９と通信をする。サーバ９は、例えば、給電装置８の給電制御部３と通信をして駐車エリア２ａ〜２ｄに関連する充電料金の算出、駐車料金の算出、各種料金の支払いなどに関する処理を実行し、処理結果を給電装置の給電制御部３に送信する。

図１４は、実施形態２の給電装置の一実施例を示す図である。図１４の給電装置８は制御装置４０１、複数の駆動部４０２ａ〜４０２ｄと第１のコイル４０３ａ〜４０３ｄを備えている。制御装置４０１は給電制御部３に相当する。駆動部４０２ａ〜４０２ｄと第１のコイル４０３ａ〜４０３ｄは給電部４ａ〜４ｄを構成する。複数の給電部４ａ〜４ｄは、車両に搭載された充電装置に非接触で給電をする。

制御装置４０１（給電制御部３）は、車両５を検出して車両検出情報を送信するセンサ６から車両検出情報を受信すると、給電部４を特定するために決められた給電部４ごとに異なる電力を給電部各々に給電させる制御をする。また、給電制御部は、給電部から受電した電力レベルを示す情報を有する給電部特定情報を充電装置から受信すると、受信した電力レベルが記憶部に記憶されている決められた電力レベルの範囲を示す特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始することを示す充電開始情報を充電装置に送信する。その後、充電装置のバッテリ部に充電するための電力レベルの電力を上記給電部に給電させる制御をする。

また、制御装置４０１（給電制御部３）は、充電装置が充電準備中または充電中である場合、給電部４を特定するために決められた給電部４ごとに異なる電力を、給電準備中または給電中である給電部４に給電させない制御をする。

駆動部４０２ａ〜４０２ｄは、商用電源４０４から供給される電力を決められた周期でかつ決められた電力レベルの交流に変換し第１のコイル４０３に給電する。また、変換などの制御は制御装置４０１により行われる。

第１のコイル４０３ａ〜４０３ｄは、車両に搭載されている充電装置７へ電力を給電するために用いられる。
非接触電力充電に用いられる車両５に搭載される充電装置７は、受電部と充電部と制御装置を備える。受電部は、給電装置８から給電される電力を受電する。充電部は、受電した電力をバッテリ部に充電する。制御装置５０１（図５を参照）は、受電した電力レベルを示す情報を有する給電部特定情報を送信する。そして、送信した電力レベルが給電装置の記憶部に記憶されている決められた電力レベルの範囲を示す特定電力範囲内である場合に、給電装置から送信される充電を開始させるための充電開始情報を受信すると、バッテリ部に充電をさせる制御をする。

図１５は、実施形態２の給電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１５０１では、給電装置８の給電制御部３の通信部１がチャージステーション１に設置されているセンサ６から送信された車両検出情報を受信する。車両検出情報を受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１５０２に移行し、車両検出情報を受信できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１５０１に移行する。車両検出情報はチャージステーション１に進入してきた車両５があることを給電制御部３に通知するための情報である。図１２の例ではセンサ６が給電制御部３に車両検出情報を送信する。なお、現在充電中の給電制御部３は起動しているが、充電していない（待機中）給電制御部３の制御部はスリープ状態である。ただし、通信部は起動しており通信信号を受信すると制御部はスリープ状態から起動する。

ステップＳ１５０２では、制御装置４０１が現在充電準備または充電中に利用されている給電部を検出する。例えば、制御装置４０１の記憶部（図６の場合には記憶部６０２）に記憶されている給電情報の後述する特定情報を参照して充電に利用されているか否かを検出し、制御装置４０１が充電に利用されていない給電部４を駆動させる。

図１６は、実施形態２の給電情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図１６の給電情報１６０１は、「給電部ＩＤ」「特定電力値」「特定情報」「特定電力範囲」などに示される情報が記憶されている。「給電部ＩＤ」には給電部あるいは駐車エリアを識別する識別情報が記憶されている。本例では、給電部４ａ〜４ｄを示す識別情報「１」〜「４」が記憶されている。「特定電力値」にはチャージステーション１に進入して来た車両５が給電する給電部４ａ〜４ｄを特定するために、車両５へ送電する電力レベルが記憶されている。車両５へ送電する電力レベルは給電部４ａ〜４ｄ各々で異なる。本例では、給電部４ａ〜４ｄの送電する電力レベルを示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ１」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ２」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ３」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ４」が記憶されている。「特定情報」には充電に利用されているか否かを示す情報が記憶されている。本例では、充電開始の準備または充電中の状態である場合には「１」が設定され、それ以外の場合には「０」が設定される。なお、給電装置８の特定中であれば「２」が設定される。

「特定電力範囲」には車両５から給電制御部３に送信される給電部特定情報に含まれる電力レベルと比較し、給電部４を特定するための電力レベルの範囲が記憶されている。給電部４ａ〜４ｄ各々で異なる。本例では、給電情報１６０１には特定電力範囲を示す情報「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ１」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ２」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ３」「ｓ＿ｌｅｖｅｌ＿ａｒｅａ４」が記憶されている。

ステップＳ１５０３では制御装置４０１がチャージステーション１の充電に利用されていない給電部を駆動させる。ステップＳ１５０４では制御装置４０１の制御部（図６の場合には制御部６０１）が給電情報を参照して給電部４から所定の電力を出力させる。例えば、給電部４ａの場合であれば給電情報１６０１の「特定電力値」に記憶されている「ｓ＿ｌｅｖｅｌ１」の示す電力を所定の時間給電部４ａに供給する。

車両５の充電装置７は、給電部４ａ〜４ｄの第１のコイル４０３ａ〜４０３ｄのうち充電に利用されていない第１のコイルから出力されている電力を受電し、受電した電力を示す情報を含む給電部特定情報を給電制御部３に送信する。図１７のステップＳ１７０１、Ｓ１７０２を参照。

ステップＳ１５０５では制御装置４０１がアンテナ（図６のアンテナ６０９）と通信インタフェース（図６の通信インタフェース６０５）を介して給電部特定情報を受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１５０６に移行する。受信していない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１５０５に移行する。

ステップＳ１５０６では、制御装置４０１が給電部特定情報の電力レベルと、給電情報の「特定電力範囲」に記憶されている特定電力範囲とを比較して、電力レベルが特定電力範囲内であるかを判定する。特定電力範囲内である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１５０７に移行し、特定電力範囲内でない場合（Ｎｏ）はステップＳ１５０４に移行する。そして、再度所定の時間充電に利用されていない給電部４に電力を供給する。

ただし、ステップＳ１５０４〜Ｓ１５０６の処理が所定の時間を越えるときはステップＳ１５０１に移行して再度処理を実行する。
ステップＳ１５０７では、給電部特定情報を送信した車両５に、制御装置４０１が通信インタフェース（図６の通信インタフェース６０５）とアンテナ（図６のアンテナ６０９）を介して充電開始情報を送信する。充電開始情報は車両５を識別する情報と充電を開始することを示す情報を有している。ステップＳ１７０３を参照。

ステップＳ１５０８では、制御装置４０１が車両５へ車両５が駐車した駐車エリアの給電部４を用いて充電を開始する準備を開始する。
図１７は、実施形態２の充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。ステップＳ１７０１では制御装置５０１が電力を受電したか否かを判定し、受電した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１７０２に移行し、受電できない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１７０１に移行する。例えば、所定の電力以上を受信した場合にステップＳ１７０２に移行する。ただし、充電中の場合はステップＳ１７０１〜Ｓ１７０４の処理をせずに、現在実行されている充電に関する処理を継続する。充電中であることの検出は、充電時に給電部４から送電される所定の電力を検出した場合に、充電中であると判定することが考えられる。

ステップＳ１７０２では、制御装置５０１が受電した電力示す情報を含む給電部特定情報を給電制御部３に送信する。
ステップＳ１７０３では、制御装置５０１が充電開始情報をアンテナ（図６のアンテナ６０９）と通信インタフェース（図６の通信インタフェース６０５）を介して受信したか否かを判定し、受信した場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ１７０４に移行する。受信しない場合（Ｎｏ）にはステップＳ１７０１に移行する。

ステップＳ１７０４では、制御装置５０１が充電装置７に充電を開始する準備をさせる。
図１８は、実施形態２の給電装置と充電装置の動作状態の一実施例を示すタイムチャートを示す図である。図１８の例では、進入して来た車両５が駐車エリア２ａに駐車をする場合に、既に駐車エリア２ｂ、２ｃの２台の車両がそれぞれ充電中で、駐車エリア２ａ、２ｄは空いている状態である。図１８の縦軸には、給電部４ａに送電した電力レベル（送電レベル）、給電制御部３が通信時に送受信した信号（送受信信号）、給電部４ａを制御する信号（制御信号）、駐車エリア２ａに駐車した車両５の受電した電力レベル（充電レベル）、車両５が通信時に送受信した信号（送受信信号）が示されている。また、図１８の縦軸には、給電部４ｂに送電した電力レベル（送電レベル）、給電部４ｃに送電した電力レベル（送電レベル）、給電部４ｄに送電した電力レベル（送電レベル）が示されている。図１８の横軸は時間軸である。

時間ｔ０においてセンサ６から送信された車両検出情報を給電制御部３が受信する（ステップＳ１５０１）。本例では、給電部４ｂ、４ｃについては示されていない。
時間ｔ１において充電中でない給電部４ａ、４ｄを駆動する信号を出力する（ステップＳ１５０３）。給電部４ｂ、４ｃは充電を継続する。

時間ｔ２において充電中でない給電部４ａ、４ｄから駐車エリアまたは給電装置を特定するための所定の電力ｓ＿ｌｅｖｅｌ１、ｓ＿ｌｅｖｅｌ４を出力する（ステップＳ１５０４）。給電部４ｂ、４ｃは充電を継続する。

時間ｔ３において駐車エリア２ａに駐車した車両５の充電装置７は給電部４ａから出力された電力を受電する（ステップＳ１７０１）。
駐車エリア２ａに駐車した車両５が所定の時間電力を受電すると、時間ｔ４において受電した電力を示す情報を含む給電部特定情報を給電制御部３に送信する（ステップＳ１７０２）。本例では、時間ｔ４で車両５が受電を停止しているが時間ｔ４で受電を停止しなくてもよい。

なお、駐車エリア２ｄには車両は駐車されていないため給電部特定情報は給電部４ｄに送信されない。
時間ｔ５において、車両５から送信された給電部特定情報を給電制御部３が受信する（ステップＳ１５０５）。

時間ｔ６において給電制御部３が充電開始情報を車両５に送信する（ステップＳ１５０７）。
時間ｔ７において給電部４ａ、４ｄから駐車エリアまたは給電部を特定するための所定の電力の出力を停止する。そして、時間ｔ８において駐車エリア２ａに駐車した車両５に給電部４ａを用いて充電を行う。

実施形態２によれば、駐車エリア各々に車両位置を検知するためのセンサなどを設けなくても給電部（または駐車エリア）を特定することができるため、複数の車両が非接触充電を行えるような施設であっても、コストを低減できる。

さらに、給電装置側の無線通信に関連する構成を１つの無線通信部が行うことができるため、コストの低減ができる。
また、本発明は、上記実施形態１、２に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

１ チャージステーション、
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 駐車エリア、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 給電制御部、
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 給電部、
５ 車両、
６ センサ、
７ 充電装置、
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 給電装置、
９ サーバ、
１０ ネットワーク、
１１ 無線装置、
１２ 第１の装置、
１３ 第２の装置、
４０１ 制御装置、
４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄ 駆動部、
４０３、４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ、４０３ｄ 第１のコイル、
４０４ 商用電源、
５０１ 制御装置、
５０２ 第２のコイル、
５０３ 整合部、
５０４ 整流部、
５０５ 検出部、
５０６ バッテリ部、
６０１ 制御部、
６０２ 記憶部、
６０３ 記録媒体読取装置、
６０４ 入出力インタフェース、
６０５ 通信インタフェース、
６０６ バス、
６０７ 記録媒体、
６０８ 入出力部、
６０９ アンテナ、
８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ、８０１ｄ 給電情報、
１６０１ 給電情報、

Claims (10)

1. 車両に搭載のバッテリを非接触で給電する給電装置であって、
   第１の電力および第２の電力を出力する給電部と、
   前記給電部を制御する給電制御部と、
   無線通信を行う無線通信部と、を備え、
   前記給電制御部は、前記給電部を特定するために、前記給電部ごとに電力の大きさが異なる前記第１の電力を前記給電部より出力させ、前記第１の電力を受電した前記車両が送信する給電部特定情報を前記無線通信部を介して取得し、前記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかどうか判定し、前記特定電力範囲内にあると判定した場合は充電を開始させるための充電開始情報を前記車両に送信して、前記給電部特定情報により特定される前記給電部に対し前記第２の電力を出力させる制御を行う、
   ことを特徴とする給電装置。
2. 前記給電制御部は、外部に設けられた車両検知用センサからの車両検出情報を前記無線通信部を介して受信すると、前記給電部に対応する前記第１の電力の出力を開始する、
   ことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
3. １つまたは複数の前記給電部と、前記給電部各々に対応付けられる１つまたは複数の前記給電制御部とを有する第１の装置と、
   前記給電制御部各々と無線通信をする前記第１の装置と別に設けられる前記無線通信部と、
   を備える請求項１記載の給電装置。
4. 前記無線通信部と前記給電制御部を有する第２の装置と、
   前記第２の装置と別に設けられ、前記給電制御部により制御される１つまたは複数の前記給電部各々と、
   を備える請求項１記載の給電装置。
5. 前記給電制御部は、
   充電装置が充電準備中または充電中である場合、給電準備中または給電中の前記給電部に前記第１の電力を給電させない制御をすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の給電装置。
6. 非接触電力充電に用いられる車両に搭載される充電装置であって、
   給電装置の給電部から給電される前記給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力および前記給電装置の前記給電部から給電される第２の電力を受電する受電部と、
   受電した前記第２の電力をバッテリ部に充電する充電部と、
   受電した前記第１の電力の電力レベルを示す情報を有する給電部特定情報を送信し、送信した前記第１の電力の前記電力レベルが、前記給電装置の記憶部に記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内である場合に、前記給電装置から送信される充電を開始させるための充電開始情報を受信すると、前記バッテリ部に充電をさせる制御をする制御装置と、
   を備えることを特徴とする車両に搭載の充電装置。
7. 非接触充電に用いる給電方法であって、
   給電装置のコンピュータが、
   車両に搭載させた充電装置に非接触で給電をする前記給電装置に設けられた給電部各々を特定するために前記給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力を、前記充電装置に非接触で給電をする前記給電装置に設けられた前記給電部に出力させる制御をし、
   前記第１の電力を受電した前記車両が送信する給電部特定情報を無線通信部を介して取得し、
   前記給電部特定情報を受信すると、受信した前記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶部に記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかを判定し、
   前記特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始させるための充電開始情報を前記車両に送信し、
   前記給電部特定情報により特定される前記給電部に対し第２の電力を出力させる制御をする、
   処理を実行することを特徴とする給電方法。
8. 非接触充電に用いる給電方法であって、
   給電装置のコンピュータが、
   車両に搭載させた充電装置に非接触で給電をする前記コンピュータに互いに並列に接続された複数の給電部各々を特定するために前記給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力を、複数の前記給電部より出力させる制御をし、
   前記第１の電力を受電した前記車両が送信する給電部特定情報を無線通信部を介して取得し、
   前記給電部特定情報を受信すると、受信した前記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶部に記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかを判定し、
   前記特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始させるための充電開始情報を前記車両に送信し、
   前記給電部特定情報により特定される前記給電部に対し第２の電力を出力させる制御をする、
   処理を実行することを特徴とする給電方法。
9. 非接触充電に用いる給電プログラムであって、
   車両に搭載させた充電装置に非接触で給電をする給電装置に設けられた給電部各々を特定するために前記給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力を、前記充電装置に非接触で給電をする前記給電装置に設けられた前記給電部に出力させる制御をし、
   前記第１の電力を受電した前記車両が送信する給電部特定情報を無線通信部を介して取得し、
   前記給電部特定情報を受信すると、受信した前記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶部に記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかを判定し、
   前記特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始させるための充電開始情報を前記車両に送信し、
   前記給電部特定情報により特定される前記給電部に対し第２の電力を出力させる制御をする、
   処理を前記給電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする給電プログラム。
10. 非接触充電に用いる給電プログラムであって、
    車両に搭載させた充電装置に非接触で給電をするコンピュータに互いに並列に接続された複数の給電部各々を特定するために前記給電部ごとに電力の大きさが異なる第１の電力を、複数の前記給電部より出力させる制御をし、
    前記第１の電力を受電した前記車両が送信する給電部特定情報を無線通信部を介して取得し、
    前記給電部特定情報を受信すると、受信した前記給電部特定情報が示す電力の大きさが、予め記憶部に記憶されている前記給電部ごとに異なる特定電力範囲内にあるかを判定し、
    前記特定電力範囲内にあると判定されたとき、充電を開始させるための充電開始情報を前記車両に送信し、
    前記給電部特定情報により特定される前記給電部に対し第２の電力を出力させる制御をする、
    処理を給電装置のコンピュータに実行させることを特徴とする給電プログラム。