通信装置
【課題】ケーブルの接続に応答して待機状態から作動状態への起動操作を行う。
【解決手段】充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３へ電力線６を通して充電用の電力を供給する。さらに、充電スタンド機２と車載機３とは、電力線６を通して通信する電力線通信装置としての通信回路２２、３２を備える。車載機３は、電力線６のインピーダンスを検出する検出回路３８を備える。さらに、車載機３は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置３９を備える。例えば、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの変化によってケーブル７が接続されたことを検出する。制御装置３９は、ケーブル７の接続に応答して、通信回路３２を待機状態から作動状態へ切替える。
【解決手段】充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３へ電力線６を通して充電用の電力を供給する。さらに、充電スタンド機２と車載機３とは、電力線６を通して通信する電力線通信装置としての通信回路２２、３２を備える。車載機３は、電力線６のインピーダンスを検出する検出回路３８を備える。さらに、車載機３は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置３９を備える。例えば、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの変化によってケーブル７が接続されたことを検出する。制御装置３９は、ケーブル７の接続に応答して、通信回路３２を待機状態から作動状態へ切替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源機器と負荷機器との間を接続するケーブルを通して通信を提供する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電力線通信装置を開示している。この電力線通信装置は、電源機器と負荷機器との組合せが正規であることを認証するために、電源機器と負荷機器との間で認証情報を通信する。さらに、プラグ差込口と電源プラグとに、プラグ差込口に電源プラグが差し込まれたときに信号を出力するスイッチなどを設け、この信号に応答して電力線通信を実行する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、プラグ差込口と電源プラグとに専用のスイッチを設ける必要がある。これでは汎用プラグ、または複数の種類のプラグを利用することができない。また、専用のスイッチはシステムのコストを上昇させる。さらに、スイッチのような機械的な部品は、異物などによる誤作動を生じるおそれがある。このため、高い信頼性を実現することが困難であった。
【０００５】
また、電力線通信装置の通信機能を利用して電力線の接続を検出する技術が考えられるが、電力線が非接続のときにも電力線通信装置に電力を供給し続ける必要がある。このため、消費電力が増加するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力を抑制した通信装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、待機状態から作動状態への起動操作を行う高い信頼性をもつ構成を備える通信装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、ケーブルが接続されたことを機械的なスイッチを設けることなく検出することができ、ケーブルの接続に応答して待機状態から作動状態への起動操作を行うことができる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、電源機器（２）から負荷機器（３）へ電力を供給する電力線（６）を含む電線（６、６５５、７５５）を接続するための接続部材（７、６０７、７０７）であって、電源機器と負荷機器との間に設けられた脱着可能な接続部材（７、６０７、７０７）を通して電源機器と負荷機器との間の通信を提供する通信装置において、電線に対して通信信号を送受信する通信回路（３２、２３２）と、電線のインピーダンスを検出する検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）と、検出回路により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置（３９、４３９）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、通信装置に設けられた検出回路によって電線のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路の待機状態と作動状態との切替えが行われる。これにより、待機状態においては、通信回路の消費電力を抑制することができる。また、ケーブルの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを実行することができる。例えば、通信回路を通信機能が制限された状態から、通信機能の制限を解除された状態に切替えることができる。すなわち、電線のインピーダンスに応じて、通信回路の起動操作が可能となる。また、逆に、通信回路を通信機能の制限を解除された状態から、通信機能が制限された状態に切替えてもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、負荷機器は電源機器から電線を介して充電される二次電池（５１）を備え、通信回路と検出回路と制御装置とは、負荷機器に設けられていることを特徴とする。この構成によると、負荷機器において、電線のインピーダンスが検出され、そのインピーダンスに基づいて通信回路の状態が切替えられる。このため、負荷機器における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、二次電池は車両に搭載されており、電源機器は、二次電池を充電する充電装置であることを特徴とする。この構成によると、車両において、電線のインピーダンスが検出され、そのインピーダンスに基づいて通信回路の状態が切替えられる。このため、車両における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスがケーブルの接続操作を示すとき通信回路を待機状態から作動状態に切替えることを特徴とする。この構成によると、ケーブルの接続操作に応答して、通信回路を起動することができる。すなわち、ケーブルが非接続の間に通信回路を通信機能が制限された状態においた後に、ケーブルが接続操作されると、通信回路を機能制限が解除された状態に切替えることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスの変化がケーブルの非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段（１７３）と、第１の判定手段に応答して通信回路を待機状態から作動状態に切替える起動手段（１７４）と、検出回路により検出されたインピーダンスの変化がケーブルの接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段（１７９）と、第２の判定手段に応答して再び第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段（１７９−１７１）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、ケーブルの非接続から接続への変化、すなわち接続操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、接続操作の後に、通信回路を起動することができる。また、ケーブルの接続から非接続への変化、すなわち分離操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、分離操作の後に、再び、ケーブルの接続操作を待つ状態へ復帰することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、制御装置（４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスが通信の相手方（２）からの要求を示すとき通信回路を待機状態から作動状態に切替えることを特徴とする。この構成によると、通信の相手方から制御装置を操作することによって、通信の相手方から、通信回路の起動操作が可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、通信の相手方（２）は、要求を示すために電線のインピーダンスを調節するインピーダンス調節回路（４２８）を備えることを特徴とする。この構成によると、通信の相手方に設けられたインピーダンス調節回路によって電線のインピーダンスを調節することができる。このため、通信の相手方から、制御装置を操作することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、通信回路（３２、２３２）は、電線に通信信号を送信する送信回路（３５、２３５）と、電線から通信信号を受信する受信回路（３６）と、送信回路と受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、電線に検査信号を供給する出力回路（３８ａ、２３８ａ）を備え、検査信号に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、電線に検査信号を供給し、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、通信回路（２３２）は、電線に通信信号を送信する送信回路（２３５）と、電線から通信信号を受信する受信回路（３６）と、送信回路と受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、検出回路（２３８）は、送信回路を通して電線に検査信号を供給する出力回路（２３８ａ）を備え、検査信号に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、送信回路の少なくとも一部を利用して、電線に検査信号を供給し、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、検査信号が出力されたときに検出される出力回路の出力電流に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、電線上における電流を検出することなく、検査信号を供給する出力回路における電流によって、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、検出回路（２３８）は、出力回路の出力電流をフィルタ回路の電圧降下によって検出することを特徴とする。この構成によると、送信回路が備えるフィルタ回路を利用して、出力電流を検出することができる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、検出回路（３３８）は、出力回路の出力電流をトランスの電圧降下によって検出することを特徴とする。この構成によると、トランスを利用して、出力電流を検出することができる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、間欠的に、電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、間欠的にインピーダンスが検出される。このため、インピーダンス検出に要する消費電力を抑制することができる。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスが故障を示す値であることを判定する故障検出手段（５９１、５９２）を備えることを特徴とする。この構成によると、電線のインピーダンスが故障を示す値であることが判定される。すなわち、通信線である電線が短絡などの故障状態にあることを判定することができる。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、通信回路は、電力線に対して通信信号を送受信するよう構成され、検出回路は、電力線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電力線によって通信できるとともに、電力線が接続されたことをインピーダンスによって検出し、通信回路の待機状態と作動状態との切換えを行うことができる。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、ケーブル（６０７、７０７）は、電線として、電力線と、信号を伝送するための信号線（６５５、７５５）とを備え、通信回路は、信号線に対して通信信号を送受信するよう構成され、検出回路は、信号線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、ケーブルに電力線とともに設けられた信号線によって通信できるとともに、信号線が接続されたことをインピーダンスによって検出し、通信回路の待機状態と作動状態との切換えを行うことができる。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、信号線は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）との間で信号を伝送するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電源機器に設けられた制御機器と負荷機器に設けられた制御機器とが信号伝送ために利用する信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、信号線の直流電圧のレベルにより情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電圧レベルにより情報が送受信される信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００３０】
請求項１９に記載の発明は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、信号線のパルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、パルス幅変調信号のデューティ比により情報が送受信される信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００３１】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の車載機を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の車載機の作動を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の充電スタンド機の作動を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の使用例におけるケーブル（ＣＢＬ）の接続（ＯＮ）と非接続（ＯＦＦ）とを示すタイムチャートである。
【図６】第１実施形態の使用例における検査信号（ＳＰＲ）を示すタイムチャートである。
【図７】第１実施形態の使用例における検出信号（ＶＤＴ）を示すタイムチャートである。
【図８】第１実施形態の使用例における制御装置（ＣＴＬ）による電源制御モードを示すタイムチャートである。
【図９】第１実施形態の使用例における通信制御回路（ＣＯＭ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１０】第１実施形態の使用例における送信回路（ＴＲＮ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１１】第１実施形態の使用例における受信回路（ＲＣＶ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１２】第１実施形態の使用例における消費電力（ＰＣＭ）を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明を適用した第２実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１４】本発明を適用した第３実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１５】本発明を適用した第４実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１６】本発明を適用した第５実施形態に係る車載機の作動を示すフローチャートである。
【図１７】本発明を適用した第６実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明を適用した第７実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る充電システム装置１を示すブロック図である。充電システム１は、電源機器としての充電スタンド機２と、負荷機器としての車載機３とを含む。充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３へ電力を供給する電力供給システムでもある。充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３の電池を充電する。充電スタンド機２は、個人の住宅、または商業的な充電スタンドに設置されている。充電スタンド機２は、直流電源（ＤＣＳ）４を備える。車載機３は、電動車両、またはハイブリッド車両に搭載されている。車載機３は、直流負荷（ＤＣＬ）５を備える。
【００３５】
電力は、充電スタンド機２から車載機３へ電力線６を通して供給される。電力線６は、充電スタンド機２と車載機３とを接続する電線である。電力線６は、主として車載機３へ電力を供給するための電線であるが、信号を双方向に伝送する信号線としても機能できる。電力線６の一部は、充電スタンド機２と車載機３との間に設けられた脱着可能なケーブル（ＣＢＬ）７の中に内蔵され、ケーブル７の中を経由している。
【００３６】
ケーブル７は充電スタンド機２から延びる手動操作可能な電線である。ケーブル７は、充電ケーブル７とも呼ばれる。ケーブル７は、充電スタンド機２と車載機３との間において、ひとつまたは複数の電線を接続するための接続部材である。ケーブル７は、充電スタンド機２と車載機３との間を接続する状態と、それらの間を接続しない状態とを選択的に提供するために脱着可能に構成されている。ケーブル７は、電力線６を含む複数の電線を内蔵することができる。
【００３７】
ケーブル７の先端には、スタンド側に属するカプラ８が設けられている。車載機３には、車載機側に属するカプラ９が設けられている。カプラ８とカプラ９とは、手動操作によって断続可能である。操作者は、車載機３に充電するときに、カプラ８を操作することによって、ケーブル７を接続状態にする。これにより、電力線６が接続状態におかれる。操作者は、充電を終了するとき、カプラ８を操作することによって、ケーブル７を分離させる。これにより、電力線６が非接続状態におかれる。電力線６は、充電スタンド機２に属する第１部分２１と、車載機３に属する第２部分３１とを有する。ケーブル７とカプラ８とカプラ９とは、第１部分２１と第２部分３１とを電気的に接続する接続部材を提供している。
【００３８】
充電スタンド機２は、直流電源４と第１部分２１との電気的な接続を断続するためのブレーカスイッチ（ＢＲ）１０を備える。車載機３は、直流負荷５と第２部分３１との電気的な接続を断続するためのブレーカスイッチ（ＢＲ）１１を備える。
【００３９】
充電システム１は、充電スタンド機２と車載機３との間の通信を提供する通信装置を備える。通信装置は、電力線６を通して充電スタンド機２と車載機３との間の通信を提供する電力線通信装置である。電力線通信装置は、充電スタンド機２に搭載され、電力線６に対して通信信号を送受信する通信回路（ＣＭＤ）２２と、車載機３に搭載され、電力線６に対して通信信号を送受信する通信回路（ＣＭＤ）３２とを備える。通信回路２２と電力線６の第１部分２１との間には、絶縁トランス２３と、カップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と電力線６の第２部分３１との間には、絶縁トランス３３と、カップリングコンデンサ３４とが設けられている。これにより高周波数の通信信号が、通信回路２２、３２から電力線６へ、または電力線６から通信回路２２、３２へ通過する。
【００４０】
通信回路２２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路（ＴＲＮ）２５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路（ＲＣＶ）２６と、送信回路２５と受信回路２６とを制御する通信制御回路（ＣＯＭ）２７とを備える。通信制御回路２７は、充電を許可するか否かを判定する認証用の制御装置を含んでいる。認証処理は、電力線６を経由する通信によって得られる識別信号に基づいて実行される。通信制御回路２７は、充電を許可すると、ブレーカスイッチ１０を閉じ（ＯＮ状態）、直流電源４を作動させて充電電流を電力線６に供給する。また、通信制御回路２７は、充電を禁止すると、ブレーカスイッチ１０を開き（ＯＦＦ状態）、直流電源４を停止させて充電電流の供給を停止する。さらに、通信制御回路２７は、車載機３から求められる充電量、充電速度などに応じて直流電源４を制御することができる。
【００４１】
通信回路３２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路（ＴＲＮ）３５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路（ＲＣＶ）３６と、送信回路３５と受信回路３６とを制御する通信制御回路（ＣＯＭ）３７とを備える。通信制御回路３７は、認証処理の一部を実行する。例えば、通信制御回路３７は、認証処理に必要な識別情報を送信回路３５から電力線６を通じて充電スタンド機２へ送信する。さらに、通信制御回路３７は、直流負荷５から求められる充電量、充電速度などの充電情報を送信回路３５から電力線６を通じて充電スタンド機２へ送信する。
【００４２】
車載機３は、車載機３に搭載された電気機器による電力消費を制御する電源制御装置を備える。電源制御装置による電力消費の制御は、電気機器の機能を制限することによって行われる。電気機器の機能の制限は、電気機器への電源供給を調節することにより、または電気機器の内部機能の一部を休止状態とすることによって可能である。電源制御装置は、電気機器を、その機能が制限された制限状態と、制限状態における機能制限が少なくとも部分的に解除された解除状態との間の切替えを行う。電源制御装置は、少なくとも制限状態から解除状態への切替操作を行う。このような切替操作は起動操作と呼ぶことができる。
【００４３】
電気機器の機能が制限された制限状態は、待機状態（スタンバイ状態）または休止状態（スリープ状態）と呼ばれる。制限状態は、消費電力が低く抑制された低消費電力状態とも呼ぶことができる。また、電気機器の機能制限が少ない解除状態は、作動状態または通常状態と呼ばれる。解除状態は、電気機器のすべての機能を使用可能とした状態でもよい。解除状態は、消費電力が高い高消費電力状態とも呼ぶことができる。
【００４４】
この実施形態では、電源制御装置は、少なくとも通信回路３２による電力消費を制御する。ひとつの態様においては、電源制御装置は、通信回路３２への電源供給を遮断することによって通信回路３２の機能を完全に制限する。また、電源制御装置は、通信回路３２への電源供給を許容することによって通信回路３２の機能制限を完全に解除する。また、別の態様においては、電源制御装置は、通信回路３２の一部回路への電源供給を遮断することによって通信回路３２の一部機能だけを制限する。また、電源制御装置は、通信回路３２のすべての回路への電源供給を許容することによって通信回路３２の機能制限を完全に解除する。
【００４５】
電源制御装置は、検出回路（ＺＤＴ）３８と、制御装置（ＣＴＬ）３９とを備える。検出回路３８は、電力線６のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００４６】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、直流負荷５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７の接続操作を示すとき、直流負荷５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル７が接続されると、直流負荷５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００４７】
図２は、第１実施形態の車載機３を示すブロック図である。直流負荷５は、車両の電源として車両に搭載された電池（ＢＴＴ）５１を備える。電池５１は、車両の走行用電動機に給電することができる比較的大型の二次電池である。直流負荷５は、電力線６から供給される電力によって電池５１を充電する充電回路（ＣＨＧ）５２と、電池５１の充電量を含む電池５１の状態を監視する電池監視装置（ＢＭＴ）５３とを備える。よって、車載機３は、充電スタンド機２から電力線６を介して充電される二次電池を備える。この場合、充電スタンド機２は、電池５１を充電する充電装置である。
【００４８】
検出回路３８は、電力線６に検査信号（ＳＰＲ）を供給するパルス出力回路（ＰＧＣ）３８ａを備える。検出回路３８は、検査信号を増幅するアンプ３８ｂを備える。アンプ３８ｂの出力は、絶縁トランス３３の一次コイルに接続されている。よって、アンプ３８ｂによって増幅された検査信号は、絶縁トランス３３の一次コイルに印加される。アンプ３８ｂと絶縁トランス３３の一次コイルとの間の回路には、電流を検出するためのシャント抵抗３８ｃが設けられている。シャント抵抗３８ｃは、検査信号によって流れる電流に応じた電圧降下を生じる。検出回路３８は、シャント抵抗３８ｃの両端電位差を増幅する差動増幅器３８ｄを備える。差動増幅器３８ｄの出力は、検査信号によって流れる電流に応じた電圧（ＶＤＴ）である。この電圧は、絶縁トランス３３の一次側から見た電力線６（第２部分３１）のインピーダンスを反映している。
【００４９】
ケーブル７が非接続のとき、電力線６（第２部分３１）のインピーダンスが高い。このため、検査信号を印加したときに流れる電流は小さい。一方、ケーブル７が接続状態のとき、電力線６のインピーダンスは低下する。このとき検査信号を印加すると、ケーブル７が非接続状態のときの電流より大きい電流が流れる。よって、ケーブル７が接続状態にあるか、非接続状態にあるかに応じて異なる電流が流れる。従って、ケーブル７が接続状態にあるか、非接続状態にあるかに応じて異なる電圧が差動増幅器３８ｄの出力に現れる。
【００５０】
このように、検出回路３８は、検査信号が出力されたときに検出されるアンプ３８ｂの出力電流に基づいて電力線６のインピーダンスを検出する。言い換えると、検出回路３８は、電力線６上における電流を直接に検出することなく、電力線６に検査信号を供給する出力回路における電流によって、電力線６のインピーダンスを検出する。
【００５１】
このように、検出回路３８は、検査信号に基づいて電力線６のインピーダンスを検出する。この構成では、電力線６に所定の検査信号を供給することによって、電力線６のインピーダンスを検出することができる。検査信号は、所定の周期で出力される間欠的なパルス信号である。よって、検出回路３８は、間欠的に、電力線６のインピーダンスを検出する。このため、インピーダンス検出に要する消費電力を抑制することができる。
【００５２】
制御装置３９は、検出回路３８から供給される検出電圧と、所定の閾値Ｖｔｈとを比較する比較器３９ａを備える。比較器３９ａは、検出回路３８により検出されたインピーダンスが所定の閾値を超えるか、または所定の閾値を下回るかを判定する判定手段を提供する。言い換えると、比較器３９ａは、検出回路３８によって検出されたインピーダンスがケーブル７の非接続を示すか、またはケーブル７の接続を示すかを判定する判定手段を提供する。閾値Ｖｔｈは、一定の値、または、判定にヒステリシス特性を付与する可変の値とすることができる。制御装置３９は、比較器３９ａの出力に基づいて制御信号を出力するラッチ回路（ＬＴＣ）３９ｂを備える。ラッチ回路３９ｂは、パルス出力回路３８ａからの検査信号の供給に同期して比較器３９ａの出力状態を保持し、保持された出力状態を制御信号として出力する。ラッチ回路３９ｂから供給される制御信号は、直流負荷５および通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えるウェークアップ処理を開始するトリガ信号を与える。
【００５３】
検出回路３８および制御装置３９は、通信回路３２より明らかに消費電力が低い回路によって構成されている。検出回路３８および制御装置３９の消費電力は、通信回路３２が作動状態にあるときの消費電力より明らかに低い。
【００５４】
図３は、第１実施形態の車載機３の作動を示すフローチャートである。車載機３では、通信回路３２の機能、および電池監視装置５３の機能を制限することによって電力消費を抑制する電源制御１７０が実行される。ステップ１７１−１７４、およびステップ１７７−１７９は、検出回路３８および制御装置３９が提供する機能を示し、ステップ１７５−１７６は、通信回路３２によって提供される機能を示す。
【００５５】
車両の電源スイッチがＯＮ位置からＯＦＦ位置に操作されると、車載機３は、電力消費を抑制するために電源制御モードを通常モードからスタンバイモードに切替える。ステップ１７１では、通信回路３２が待機状態（ＳＴＢ）とされ、電池監視装置５３が停止状態（ＯＦＦ）とされる。この状態において、検出回路３８および制御装置３９によって、ケーブル７の接続操作が検出される。車両が充電されることなく使用状態におかれているとき、検出回路３８および制御装置３９が電力線６のインピーダンスを監視する。ステップ１７２では、検出回路３８によって電力線６のインピーダンスＺＰＬが計測される。ここでは、検出回路３８および制御装置３９だけが作動状態（ＯＮ）にある。ステップ１７３では、制御装置３９によって、検出されたインピーダンスＺＰＬがケーブル７の非接続から接続への変化を示す閾値Ｚｔｈ１を下回ったか否かが判定される。ケーブル７が接続されるまでステップ１７２および１７３の処理が繰り返される。よって、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスＺＰＬの変化がケーブル７の非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段を提供する。ステップ１７３によって提供される待ち期間の間、車載機３における電源制御モードは、第１のスタンバイモードにある。第１のスタンバイモードでは、インピーダンスの減少が検出される。やがて、ケーブル７が接続されると、ステップ１７４へ進む。
【００５６】
ステップ１７４では、制御装置３９によって、通信回路３２が作動状態（ＯＮ）とされ、電池監視装置５３が作動状態（ＯＮ）とされる。すなわち、車載機３は、電池５１の充電に関連する機器の電源制御モードを、スタンバイモードから通常モードに戻す。よって、制御装置３９は、上記第１の判定手段に応答して通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える起動手段を提供する。
【００５７】
ステップ１７５では、通信回路３２によって所定の通信処理が実行される。ステップ１７６では、通信処理を含む充電プロセスが完了したか否かが判定される。充電プロセスが終了するまでステップ１７５および１７６の処理が繰り返される。やがて、充電プロセスが終了するとステップ１７７へ進む。
【００５８】
ステップ１７７では、制御装置３９によることなく通信制御回路３７によって、通信回路３２が待機状態とされ、電池監視装置５３が停止状態（ＯＦＦ）とされる。ステップ１７８および１７９では、検出回路３８および制御装置３９によって、ケーブル７の分離操作（切断操作）が検出される。ステップ１７８では、検出回路３８によって電力線６のインピーダンスＺＰＬが計測される。ここでは、検出回路３８および制御装置３９だけが作動状態（ＯＮ）にある。ステップ１７９では、制御装置３９によって、検出されたインピーダンスＺＰＬがケーブル７の接続から非接続への変化を示す閾値Ｚｔｈ２を上回ったか否かが判定される。ケーブル７が分離されるまでステップ１７８および１７９の処理が繰り返される。よって、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスＺＰＬの変化がケーブル７の接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段を提供する。ステップ１７９によって提供される待ち期間の間、車載機３における電源制御モードは、第２のスタンバイモードにある。第２のスタンバイモードでは、インピーダンスの増加が検出される。やがて、ケーブル７が分離されると、ステップ１７１へ戻る。よって、制御装置３９は、上記第２の判定手段に応答して再び前記第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段を提供する。
【００５９】
ステップ１７９の後、車載機３は再びステップ１７１へ戻る。よって、ステップ１７９の後に、再びステップ１７３に戻る。言い換えると、ケーブル７の分離操作が検出された後に、再び、ケーブル７の接続操作を待つ状態に戻る。このように、この実施形態では、第１の判定手段によって接続操作が判定された後に、第２の判定手段による判定を開始する。また、第２の判定手段によって分離操作を検出した後に、第１の判定手段による判定を開始する。
【００６０】
この構成によると、ケーブル７の非接続から接続への変化、すなわち接続操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、接続操作の後に、通信回路３２を起動することができる。また、ケーブル７の接続から非接続への変化、すなわち分離操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、分離操作の後に、再び、ケーブルの接続操作を待つ状態へ復帰することができる。
【００６１】
図４は、第１実施形態の充電スタンド機２の作動を示すフローチャートである。ステップ１８１では、操作者によって直流電源４が作動状態（ＯＮ）とされ、ケーブル７の接続操作が実施される。ステップ１８２では、電力線６を介した通信が成立したか否かが判定される。通信が成立しない場合、処理を終了する。通信が成立すると、ステップ１８３へ進む。ステップ１８３では、車載機３との間で所定の通信処理を実行する。ステップ１８４では、車載機３への充電が許可されたか否かを判定する。ステップ１８４の処理は、充電スタンド機２からの充電を認められた正規の車載機３を認証する処理によって提供することができる。充電が許可されない場合、処理を終了する。充電が許可されるとステップ１８５へ進む。
【００６２】
ステップ１８５では、充電処理を実行する。このとき、ブレーカスイッチ１０が閉じられ、充電スタンド機２から車載機３へ充電のための電力が供給される。また、車載機３の電池５１を適切に充電するための充電制御が実行される。ステップ１８６では、充電が終了したか否かが判定される。充電が終了するまでステップ１８５および１８６の処理を繰り返す。充電が終了するとステップ１８７へ進む。ステップ１８７では、充電を停止する。ここでは、ブレーカスイッチ１０が開かれる。ステップ１８８では、操作者によって直流電源４が停止状態（ＯＦＦ）とされ、ケーブル７の分離操作が実施される。
【００６３】
図５ないし図１２は、第１実施形態のひとつの使用例における各部信号を示すタイムチャートである。図５は、ケーブル（ＣＢＬ）７の接続（ＯＮ）と非接続（ＯＦＦ）とを示すタイムチャートである。図６は、検査信号ＳＰＲを示すタイムチャートである。図７は、検出信号ＶＤＴを示すタイムチャートである。図８は、制御装置（ＣＴＬ）３９による電源制御モードを示すタイムチャートである。図９は、通信制御回路（ＣＯＭ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１０は、送信回路（ＴＲＮ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１１は、受信回路（ＲＣＶ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１２は、消費電力ＰＣＭを示すタイムチャートである。
【００６４】
この使用例では、ケーブル７は、時刻ｔ１において接続され、時刻ｔ５において分離される。パルス出力回路３８ａは、ケーブル７の接続が検出されるまで、検査信号ＳＰＲを間欠的に出力する。ケーブル７の接続が検出されるまで、送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とは待機状態（ＯＦＦ）におかれている。このとき、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの低下を判定する第１のスタンバイモード（ＳＴＢ１）にある。
【００６５】
時刻ｔ１においてケーブル７が接続されると、検査信号ＳＰＲに応答して、検出信号ＶＤＴが増加する。時刻ｔ２において検出信号ＶＤＴが閾値Ｖｔｈ１を超えると、制御装置３９は、通信回路３２と電池監視装置５３に対して起動信号を出力する。起動信号はウェークアップ信号（Ｗ−ｕｐ）とも呼ぶことができる。起動に要する遅れ時間の後に、通信回路３２が作動状態（ＯＮ）となる。ここでは、時刻ｔ３において送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とが作動状態（ＯＮ）となる。通信回路３２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間において、電力線６を介して通信処理を実行する。この期間、検出信号ＶＤＴには、通信信号に対応する電圧ＶＣＭが現れる。時刻ｔ３から時刻ｔ４の間において、制御装置３９は、通信回路３２と電池監視装置５３とを作動状態に維持する。時刻ｔ４において通信処理が終了すると、送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とが停止状態（ＯＦＦ）となる。時刻ｔ２から時刻ｔ４まで、検査信号ＳＰＲは停止している。
【００６６】
時刻ｔ４の後、パルス出力回路３８ａは、再び検査信号ＳＰＲを出力する。このとき、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの増加を判定する第２のスタンバイモード（ＳＴＢ２）にある。時刻ｔ５においてケーブル７が分離されると、検出信号ＶＤＴが減少する。時刻ｔ５において検出信号ＶＤＴが閾値Ｖｔｈ２を下回ると、制御装置３９は、再び第１のスタンバイモードに復帰する。閾値Ｖｔｈ２は、閾値Ｖｔｈ１より小さい値とすることができる。閾値Ｖｔｈ１と閾値Ｖｔｈ２とは同じ値としてもよい。この実施形態によると、車載機３の消費電力は、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間の通信処理に要する期間だけ高い値となる。
【００６７】
この実施形態によると、電力線通信装置に設けられた検出回路３８によって電力線６のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。また、専用の信号線を要することなく通信回路の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機における電力線通信のための消費電力を抑制することができる。
【００６８】
（第２実施形態）
図１３は、本発明を適用した第２実施形態に係る車載機３を示すブロック図である。上記実施形態では、通信回路３２の全体を待機状態としている期間に検出回路３８によって電力線６のインピーダンスを検出した。これに代えて、この実施形態では、通信回路の一部の回路だけを待機状態とし、残る回路を利用して、電力線６のインピーダンスを検出する。
【００６９】
通信回路２３２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路２３５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路３６と、送信回路２３５と受信回路３６とを制御する通信制御回路３７とを備える。送信回路２３５は、送信用のアンプ２３５ａと、フィルタ回路２３５ｂとを備える。フィルタ回路２３５ｂは、抵抗素子２３５ｃを含むＲＣフィルタ回路である。抵抗素子２３５ｃは、送信回路２３５から絶縁トランス３３への通電回路に直列に配置されている。このため、抵抗素子２３５ｃには、送信回路２３５から出力される電流に応じた電圧降下が現れる。送信回路２３５は、受信回路３６および通信制御回路３７とは独立した電源から給電されている。このため、受信回路３６および通信制御回路３７が電源供給を遮断されているときにも、送信回路２３５は機能することができる。
【００７０】
検出回路２３８は、送信回路２３５を通して電力線６に検査信号を供給するパルス出力回路（ＰＧＣ）２３８ａを備える。さらに、検出回路２３８は、通信回路２３２の構成部品である抵抗素子２３５ｃの電圧降下を増幅する差動増幅器２３８ｄを備える。
【００７１】
通信回路２３２は、パルス出力回路２３８ａから供給される検査信号を送信回路２３５に入力する入力切替回路２３２ａを備える。入力切替回路２３２ａは、通信制御回路３７が通常の作動状態にあるときに、通信制御回路３７から供給される通信信号を送信回路２３５に入力する。入力切替回路２３２ａは、通信制御回路３７が待機状態にあるときに、パルス出力回路２３８ａから供給される検査信号を送信回路２３５に入力する。
【００７２】
この構成によると、検査信号は送信回路２３５のアンプ２３５ａによって増幅され、送信回路２３５を通して電力線６に印加される。従って、この実施形態では、検査信号は、送信回路２３５を通して電力線６に供給される。よって、送信回路２３５の少なくとも一部を利用して、電力線６に検査信号を供給し、電力線６のインピーダンスを検出することができる。
【００７３】
さらに、検出回路２３８は、パルス出力回路２３８ａから供給された検査信号に応じて流れる出力電流をフィルタ回路２３５ｂの電圧降下によって検出する。よって、送信回路が備えるフィルタ回路を利用して、出力電流を検出することができる。
【００７４】
（第３実施形態）
図１４は、本発明を適用した第３実施形態に係る車載機を示すブロック図である。この実施形態では、検出回路３３８は、絶縁トランス３３の一次コイルの両端電圧を差動増幅する差動増幅器３３８ｄを備える。この構成では、パルス出力回路３８ａから供給される検査信号に応じて流れる出力電流を絶縁トランス３３の電圧降下によって検出する。この構成によると、絶縁トランス３３を利用して、出力電流を検出することができる。
【００７５】
（第４実施形態）
図１５は、本発明を適用した第４実施形態に係る車載機を示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル７の接続操作に相当する電力線６のインピーダンス変化を検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、電力線６のインピーダンス変化によって、充電スタンド機２からの要求信号を車載機３に送信する。
【００７６】
充電スタンド機２は、絶縁トランス２３の一次コイルに並列接続されたインピーダンス調節回路（ＺＶＣ）４２８を備える。インピーダンス調節回路４２８は、インピーダンス素子ＲＬと、スイッチＳＷとを備える。インピーダンス素子ＲＬは、スイッチＳＷが閉じられると、絶縁トランス２３の一次側のインピーダンスを変化させる。このインピーダンスの変化は、車載機３からは電力線６のインピーダンス変化として検出される。スイッチＳＷが開いているときの電力線６のインピーダンスと、スイッチＳＷが閉じているときの電力線６のインピーダンスとの差は、検出回路４３８の出力に現れる。制御装置４３９は、検出回路４３８により検出されたインピーダンスが充電スタンド機２からの要求を示すとき、通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。制御装置４３９は、検出回路４３８により検出されたインピーダンスが充電スタンド機２からの要求を示すとき、通信回路３２を作動状態から待機状態に切替えてもよい。この構成によると、通信の相手方である充電スタンド機２から制御装置４３９を操作し、通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることができる。
【００７７】
（第５実施形態）
図１６は、本発明を適用した第５実施形態に係る車載機３の作動を示すフローチャートである。この実施形態では、フェールセーフ処理５９０が実行される。この処理は、上述の実施形態に加えて実行される。ステップ５９１とステップ５９２とにより、検出回路３８により検出されたインピーダンスが故障を示す値であるか否かを判定する故障検出手段が提供される。ここでは、電力線６のインピーダンスに基づいて電力線６に関連する故障を検出する。ステップ５９１では、インピーダンスＺＰＬが、上限値Ｚｕを越えているか否かが判定される。ステップ５９２では、インピーダンスＺＰＬが、下限値Ｚｂを下回っているか否かが判定される。すなわち、インピーダンスＺＰＬが正常範囲外にあるか否かが判定される。インピーダンスＺＰＬが正常範囲外にある場合、ステップ５９３に進む。ステップ５９３では、故障に応じた保護処理が実行される。例えば、車載機３は、ブレーカスイッチ１１を開く。さらに、車載機３は、ブレーカスイッチ１０を開かせるための信号を充電スタンド機２に送信してもよい。この構成によると、通信線である電力線６が短絡などの故障状態にあることを判定することができる。さらに、故障に応じたフェールセーフを実現することができる。
【００７８】
（第６実施形態）
図１７は、本発明を適用した第６実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル７の接続操作を、ケーブル７内に設けられた電力線６のインピーダンス変化によって検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、ケーブル６０７内に設けられた複数の電線のうち、電力線６以外の信号線６５５のインピーダンス変化によって、ケーブル６０７の接続操作を検出する。この実施形態では、ケーブル６０７内に設けられた信号伝送用の信号線６５５のインピーダンス変化によって、ケーブル６０７の接続操作を検出する。
【００７９】
この実施形態では、充電スタンド機２は、直流電源４の代わりに交流電源６０４を備える。交流電源６０４は、広域電力網から、または小規模発電施設から供給される。電力線６には、交流電力が供給される。車載機３は、車載負荷（ＶＬＤ）６０５を備える。車載負荷６０５は、交流負荷、または整流回路を備えた直流負荷である。
【００８０】
充電スタンド２と車載機３とを接続するケーブル６０７は、電力線６を含む複数の電線を備える。ケーブル６０７には、電力線６を提供する一対の電線に加えて、信号線６５５を提供する他の一対の電線が設けられている。信号線６５５は、電力線６と平行に設けられている。信号線６５５は、充電スタンド機２に属する定置部分としての第１部分６５６を備える。信号線６５５は、車載機３に属する移動部分としての第２部分６５７を備える。
【００８１】
信号線６５５は、直流電圧のレベルといったアナログ信号を伝送することによって情報を送受信することができる。さらに、信号線６５５は、パルス幅変調信号を伝送することによって、パルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信することができる。信号線６５５は、パルス幅変調信号を伝送することによって、パルス幅変調信号のハイレベルの電圧値と、パルス幅変調信号のデューティ比とによって情報を送受信することを可能とする。このような信号形式として、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴと呼ばれる信号形式が知られている。信号線６５５は、比較的低周波の信号を伝送するために適した信号線として構成されている。
【００８２】
充電スタンド機２は、充電スタンド機２に設けられた制御機器（ＤＶＣ）６５８を備える。また、車載機３は、車載機３に設けられた制御機器（ＤＶＣ）６５９を備える。制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５によって信号を送受信する。例えば、制御機器６５８は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴのデューティ比によって、電力線６の定格電流を制御機器６５９へ送信する。制御機器６５９は、電力線６の定格電流に応じて、車載負荷６０５への給電を制御する。一方、制御機器６５９は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルを操作することによって、制御機器６５８を遠隔操作する。例えば、車載機３の制御機器６５９によって、充電スタンド機２の制御機器６５８のリレーなどが遠隔操作される。例えば、車載機３の制御機器６５９は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルを操作することによって、ブレーカスイッチ１０を操作する。このように、信号線６５５は、制御機器６５８と制御機器６５９との間の信号伝送のためにケーブル６０７内に設けられている。制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５を用いて信号を送受信することにより、充電スタンド機２または車載機３を制御する。より具体的には、制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５を用いて信号を送受信することにより、充電スタンド機２から車載機３への充電を制御する。
【００８３】
この実施形態では、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴを伝えるための信号線６５５に、通信回路２２と通信回路３２とが接続されている。この実施形態でも、通信回路２２と信号線６５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス２３とカップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と信号線６５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス３３とカップリングコンデンサ３４とが設けられている。通信回路２２と通信回路３２との間で送受信される信号は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴから明確に弁別することができる信号である。ここでは、通信回路２２と通信回路３２との間で送受信される信号は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの周波数より明らかに高い周波数を有している。
【００８４】
この実施形態でも、電源制御装置は、検出回路３８と、制御装置３９とを備える。検出回路３８は、信号線６５５のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル６０７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００８５】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、車載負荷６０５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル６０７の接続操作を示すとき、車載負荷６０５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル６０７が接続されると、車載負荷６０５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００８６】
この実施形態によると、検出回路３８によってアナログ信号を送受信する信号線６５５のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路３２の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。また、専用の信号線を要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機３における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００８７】
（第７実施形態）
図１８は、本発明を適用した第７実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル６０７の接続操作を、制御機器６５８、６５９間の信号伝送用の信号線６５５のインピーダンス変化によって検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、通信回路２２、３２間の専用の信号線７５５のインピーダンス変化によって、ケーブル７０７の接続操作を検出する。
【００８８】
充電スタンド２と車載機３とを接続するケーブル７０７には、信号線７５５が設けられている。信号線７５５は、電力線６と平行に設けられている。信号線７５５は、充電スタンド機２に属する定置部分としての第１部分７５６を備える。信号線７５５は、車載機３に属する移動部分としての第２部分７５７を備える。信号線７５５は、通信回路２２と通信回路３２との間の信号を送受信することができる通信専用の信号線である。
【００８９】
この実施形態では、信号線７５５に、通信回路２２と通信回路３２とが接続されている。この実施形態でも、通信回路２２と信号線７５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス２３とカップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と信号線７５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス３３とカップリングコンデンサ３４とが設けられている。
【００９０】
この実施形態でも、電源制御装置は、検出回路３８と、制御装置３９とを備える。検出回路３８は、信号線７５５のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７０７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００９１】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、車載負荷６０５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７０７の接続操作を示すとき、車載負荷６０５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル７０７が接続されると、車載負荷６０５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００９２】
この実施形態によると、検出回路３８によって信号線７５５のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路３２の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機３における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００９３】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、手動操作可能なケーブル７とカプラ８、９によって電力線６の接続部材を提供した。これに代えて、車両を所定位置に停車させることによって第１部分２１と第２部分３１とを電気的に接続する接点機構を採用してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、電力線６のインピーダンスに基づいて、通信回路３２を待機状態から作動状態へ切替えた。これに加えて、電力線６のインピーダンスに基づいて、通信回路３２を作動状態から待機状態へ切替えてもよい。これにより、電力線６のインピーダンスの変化に応答して、自動的に、通信回路３２を作動状態から待機状態へ切替えることができる。また、通信回路３２の待機状態から作動状態への切替を電力線６の接続操作に応答して実行し、通信回路３２の作動状態から待機状態への切替を充電スタンド機２からの要求に応答して実行してもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、車載機３において電力線６のインピーダンスを検出したが、充電スタンド機２において電力線６のインピーダンスを検出し、通信回路３２を含む機器の電源制御モードを切替えてもよい。また、上述のフェールセーフ処理を充電スタンド機２において実行してもよい。
【００９７】
また、上記実施形態における制御回路および制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、検出回路３８がインピーダンスを検出する電線と、通信回路２２、３２が通信する電線とは、同じ電線であった。これに代えて、検出回路３８がインピーダンスを検出する電線と、通信回路２２、３２が通信する電線とを異なる電線としてもよい。例えば、検出回路３８が電力線６のインピーダンス変化を検出するように構成し、通信回路２２、３２は、通信専用の電線７５５により通信するように構成してもよい。
【００９９】
また、上記第２実施形態から第５実施形態で採用した構成を、第６実施形態または第７実施形態に利用してもよい。
【０１００】
また、上記第１実施形態から第５実施形態では、電力線６は直流電力を送電した。これに代えて、第６実施形態および第７実施形態に記載のように、充電スタンド機２に交流電源を設けて、電力線６が交流電力を送電する構成を採用してもよい。さらに、車載機３に交流負荷を設けて、電力線６が交流電力を送電する構成を採用してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、通信制御回路３７に認証機能を設けた。これに代えて、通信制御回路３７とは別に認証処理を提供する認証制御装置を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 充電システム、
２ 充電スタンド機（電源機器）、
３ 車載機（負荷機器）、
４ 直流電源、
５ 直流負荷、
６ 電力線（電線）、
７ ケーブル、
８ カプラ、
９ カプラ、
１０ ブレーカスイッチ、
１１ ブレーカスイッチ、
２１ 第１部分（電力線）、
２２ 通信回路、
２３ 絶縁トランス、
２４ カップリングコンデンサ、
２５ 送信回路、
２６ 受信回路、
２７ 通信制御回路、
３１ 第２部分（電力線）、
３２ 通信回路、
３３ 絶縁トランス、
３４ カップリングコンデンサ、
３５ 送信回路、
３６ 受信回路、
３７ 通信制御回路、
３８ 検出回路、
３９ 制御装置、
５１ 電池、
５２ 充電回路、
５３ 電池監視装置、
２３２ 通信回路、
２３５ 送信回路、
２３８ 検出回路、
３３８ 検出回路、
４２８ インピーダンス調節回路、
４３８ 検出回路、
４３９ 制御装置、
６０４ 交流電源、
６０５ 車載負荷、
６０７ ケーブル、
６５５ 信号線（電線）、
６５６ 第１部分（信号線）、
６５７ 第２部分（信号線）、
６５８ 制御機器、
６５９ 制御機器、
７０７ ケーブル、
７５５ 信号線（電線）、
７５６ 第１部分（信号線）、
７５７ 第２部分（信号線）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源機器と負荷機器との間を接続するケーブルを通して通信を提供する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電力線通信装置を開示している。この電力線通信装置は、電源機器と負荷機器との組合せが正規であることを認証するために、電源機器と負荷機器との間で認証情報を通信する。さらに、プラグ差込口と電源プラグとに、プラグ差込口に電源プラグが差し込まれたときに信号を出力するスイッチなどを設け、この信号に応答して電力線通信を実行する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、プラグ差込口と電源プラグとに専用のスイッチを設ける必要がある。これでは汎用プラグ、または複数の種類のプラグを利用することができない。また、専用のスイッチはシステムのコストを上昇させる。さらに、スイッチのような機械的な部品は、異物などによる誤作動を生じるおそれがある。このため、高い信頼性を実現することが困難であった。
【０００５】
また、電力線通信装置の通信機能を利用して電力線の接続を検出する技術が考えられるが、電力線が非接続のときにも電力線通信装置に電力を供給し続ける必要がある。このため、消費電力が増加するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力を抑制した通信装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、待機状態から作動状態への起動操作を行う高い信頼性をもつ構成を備える通信装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、ケーブルが接続されたことを機械的なスイッチを設けることなく検出することができ、ケーブルの接続に応答して待機状態から作動状態への起動操作を行うことができる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、電源機器（２）から負荷機器（３）へ電力を供給する電力線（６）を含む電線（６、６５５、７５５）を接続するための接続部材（７、６０７、７０７）であって、電源機器と負荷機器との間に設けられた脱着可能な接続部材（７、６０７、７０７）を通して電源機器と負荷機器との間の通信を提供する通信装置において、電線に対して通信信号を送受信する通信回路（３２、２３２）と、電線のインピーダンスを検出する検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）と、検出回路により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置（３９、４３９）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、通信装置に設けられた検出回路によって電線のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路の待機状態と作動状態との切替えが行われる。これにより、待機状態においては、通信回路の消費電力を抑制することができる。また、ケーブルの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを実行することができる。例えば、通信回路を通信機能が制限された状態から、通信機能の制限を解除された状態に切替えることができる。すなわち、電線のインピーダンスに応じて、通信回路の起動操作が可能となる。また、逆に、通信回路を通信機能の制限を解除された状態から、通信機能が制限された状態に切替えてもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、負荷機器は電源機器から電線を介して充電される二次電池（５１）を備え、通信回路と検出回路と制御装置とは、負荷機器に設けられていることを特徴とする。この構成によると、負荷機器において、電線のインピーダンスが検出され、そのインピーダンスに基づいて通信回路の状態が切替えられる。このため、負荷機器における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、二次電池は車両に搭載されており、電源機器は、二次電池を充電する充電装置であることを特徴とする。この構成によると、車両において、電線のインピーダンスが検出され、そのインピーダンスに基づいて通信回路の状態が切替えられる。このため、車両における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスがケーブルの接続操作を示すとき通信回路を待機状態から作動状態に切替えることを特徴とする。この構成によると、ケーブルの接続操作に応答して、通信回路を起動することができる。すなわち、ケーブルが非接続の間に通信回路を通信機能が制限された状態においた後に、ケーブルが接続操作されると、通信回路を機能制限が解除された状態に切替えることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスの変化がケーブルの非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段（１７３）と、第１の判定手段に応答して通信回路を待機状態から作動状態に切替える起動手段（１７４）と、検出回路により検出されたインピーダンスの変化がケーブルの接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段（１７９）と、第２の判定手段に応答して再び第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段（１７９−１７１）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、ケーブルの非接続から接続への変化、すなわち接続操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、接続操作の後に、通信回路を起動することができる。また、ケーブルの接続から非接続への変化、すなわち分離操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、分離操作の後に、再び、ケーブルの接続操作を待つ状態へ復帰することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、制御装置（４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスが通信の相手方（２）からの要求を示すとき通信回路を待機状態から作動状態に切替えることを特徴とする。この構成によると、通信の相手方から制御装置を操作することによって、通信の相手方から、通信回路の起動操作が可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、通信の相手方（２）は、要求を示すために電線のインピーダンスを調節するインピーダンス調節回路（４２８）を備えることを特徴とする。この構成によると、通信の相手方に設けられたインピーダンス調節回路によって電線のインピーダンスを調節することができる。このため、通信の相手方から、制御装置を操作することができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、通信回路（３２、２３２）は、電線に通信信号を送信する送信回路（３５、２３５）と、電線から通信信号を受信する受信回路（３６）と、送信回路と受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、電線に検査信号を供給する出力回路（３８ａ、２３８ａ）を備え、検査信号に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、電線に検査信号を供給し、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、通信回路（２３２）は、電線に通信信号を送信する送信回路（２３５）と、電線から通信信号を受信する受信回路（３６）と、送信回路と受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、検出回路（２３８）は、送信回路を通して電線に検査信号を供給する出力回路（２３８ａ）を備え、検査信号に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、送信回路の少なくとも一部を利用して、電線に検査信号を供給し、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、検査信号が出力されたときに検出される出力回路の出力電流に基づいて電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、電線上における電流を検出することなく、検査信号を供給する出力回路における電流によって、電線のインピーダンスを検出することができる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、検出回路（２３８）は、出力回路の出力電流をフィルタ回路の電圧降下によって検出することを特徴とする。この構成によると、送信回路が備えるフィルタ回路を利用して、出力電流を検出することができる。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、検出回路（３３８）は、出力回路の出力電流をトランスの電圧降下によって検出することを特徴とする。この構成によると、トランスを利用して、出力電流を検出することができる。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、間欠的に、電線のインピーダンスを検出することを特徴とする。この構成によると、間欠的にインピーダンスが検出される。このため、インピーダンス検出に要する消費電力を抑制することができる。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、制御装置（３９、４３９）は、検出回路により検出されたインピーダンスが故障を示す値であることを判定する故障検出手段（５９１、５９２）を備えることを特徴とする。この構成によると、電線のインピーダンスが故障を示す値であることが判定される。すなわち、通信線である電線が短絡などの故障状態にあることを判定することができる。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、通信回路は、電力線に対して通信信号を送受信するよう構成され、検出回路は、電力線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電力線によって通信できるとともに、電力線が接続されたことをインピーダンスによって検出し、通信回路の待機状態と作動状態との切換えを行うことができる。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、ケーブル（６０７、７０７）は、電線として、電力線と、信号を伝送するための信号線（６５５、７５５）とを備え、通信回路は、信号線に対して通信信号を送受信するよう構成され、検出回路は、信号線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、ケーブルに電力線とともに設けられた信号線によって通信できるとともに、信号線が接続されたことをインピーダンスによって検出し、通信回路の待機状態と作動状態との切換えを行うことができる。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、信号線は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）との間で信号を伝送するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電源機器に設けられた制御機器と負荷機器に設けられた制御機器とが信号伝送ために利用する信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、信号線の直流電圧のレベルにより情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、電圧レベルにより情報が送受信される信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００３０】
請求項１９に記載の発明は、電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、信号線のパルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする。この構成によると、パルス幅変調信号のデューティ比により情報が送受信される信号線を利用して、通信回路による通信を提供することができる。
【００３１】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の車載機を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の車載機の作動を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の充電スタンド機の作動を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の使用例におけるケーブル（ＣＢＬ）の接続（ＯＮ）と非接続（ＯＦＦ）とを示すタイムチャートである。
【図６】第１実施形態の使用例における検査信号（ＳＰＲ）を示すタイムチャートである。
【図７】第１実施形態の使用例における検出信号（ＶＤＴ）を示すタイムチャートである。
【図８】第１実施形態の使用例における制御装置（ＣＴＬ）による電源制御モードを示すタイムチャートである。
【図９】第１実施形態の使用例における通信制御回路（ＣＯＭ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１０】第１実施形態の使用例における送信回路（ＴＲＮ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１１】第１実施形態の使用例における受信回路（ＲＣＶ）の作動モードを示すタイムチャートである。
【図１２】第１実施形態の使用例における消費電力（ＰＣＭ）を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明を適用した第２実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１４】本発明を適用した第３実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１５】本発明を適用した第４実施形態に係る車載機を示すブロック図である。
【図１６】本発明を適用した第５実施形態に係る車載機の作動を示すフローチャートである。
【図１７】本発明を適用した第６実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【図１８】本発明を適用した第７実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る充電システム装置１を示すブロック図である。充電システム１は、電源機器としての充電スタンド機２と、負荷機器としての車載機３とを含む。充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３へ電力を供給する電力供給システムでもある。充電システム１は、充電スタンド機２から車載機３の電池を充電する。充電スタンド機２は、個人の住宅、または商業的な充電スタンドに設置されている。充電スタンド機２は、直流電源（ＤＣＳ）４を備える。車載機３は、電動車両、またはハイブリッド車両に搭載されている。車載機３は、直流負荷（ＤＣＬ）５を備える。
【００３５】
電力は、充電スタンド機２から車載機３へ電力線６を通して供給される。電力線６は、充電スタンド機２と車載機３とを接続する電線である。電力線６は、主として車載機３へ電力を供給するための電線であるが、信号を双方向に伝送する信号線としても機能できる。電力線６の一部は、充電スタンド機２と車載機３との間に設けられた脱着可能なケーブル（ＣＢＬ）７の中に内蔵され、ケーブル７の中を経由している。
【００３６】
ケーブル７は充電スタンド機２から延びる手動操作可能な電線である。ケーブル７は、充電ケーブル７とも呼ばれる。ケーブル７は、充電スタンド機２と車載機３との間において、ひとつまたは複数の電線を接続するための接続部材である。ケーブル７は、充電スタンド機２と車載機３との間を接続する状態と、それらの間を接続しない状態とを選択的に提供するために脱着可能に構成されている。ケーブル７は、電力線６を含む複数の電線を内蔵することができる。
【００３７】
ケーブル７の先端には、スタンド側に属するカプラ８が設けられている。車載機３には、車載機側に属するカプラ９が設けられている。カプラ８とカプラ９とは、手動操作によって断続可能である。操作者は、車載機３に充電するときに、カプラ８を操作することによって、ケーブル７を接続状態にする。これにより、電力線６が接続状態におかれる。操作者は、充電を終了するとき、カプラ８を操作することによって、ケーブル７を分離させる。これにより、電力線６が非接続状態におかれる。電力線６は、充電スタンド機２に属する第１部分２１と、車載機３に属する第２部分３１とを有する。ケーブル７とカプラ８とカプラ９とは、第１部分２１と第２部分３１とを電気的に接続する接続部材を提供している。
【００３８】
充電スタンド機２は、直流電源４と第１部分２１との電気的な接続を断続するためのブレーカスイッチ（ＢＲ）１０を備える。車載機３は、直流負荷５と第２部分３１との電気的な接続を断続するためのブレーカスイッチ（ＢＲ）１１を備える。
【００３９】
充電システム１は、充電スタンド機２と車載機３との間の通信を提供する通信装置を備える。通信装置は、電力線６を通して充電スタンド機２と車載機３との間の通信を提供する電力線通信装置である。電力線通信装置は、充電スタンド機２に搭載され、電力線６に対して通信信号を送受信する通信回路（ＣＭＤ）２２と、車載機３に搭載され、電力線６に対して通信信号を送受信する通信回路（ＣＭＤ）３２とを備える。通信回路２２と電力線６の第１部分２１との間には、絶縁トランス２３と、カップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と電力線６の第２部分３１との間には、絶縁トランス３３と、カップリングコンデンサ３４とが設けられている。これにより高周波数の通信信号が、通信回路２２、３２から電力線６へ、または電力線６から通信回路２２、３２へ通過する。
【００４０】
通信回路２２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路（ＴＲＮ）２５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路（ＲＣＶ）２６と、送信回路２５と受信回路２６とを制御する通信制御回路（ＣＯＭ）２７とを備える。通信制御回路２７は、充電を許可するか否かを判定する認証用の制御装置を含んでいる。認証処理は、電力線６を経由する通信によって得られる識別信号に基づいて実行される。通信制御回路２７は、充電を許可すると、ブレーカスイッチ１０を閉じ（ＯＮ状態）、直流電源４を作動させて充電電流を電力線６に供給する。また、通信制御回路２７は、充電を禁止すると、ブレーカスイッチ１０を開き（ＯＦＦ状態）、直流電源４を停止させて充電電流の供給を停止する。さらに、通信制御回路２７は、車載機３から求められる充電量、充電速度などに応じて直流電源４を制御することができる。
【００４１】
通信回路３２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路（ＴＲＮ）３５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路（ＲＣＶ）３６と、送信回路３５と受信回路３６とを制御する通信制御回路（ＣＯＭ）３７とを備える。通信制御回路３７は、認証処理の一部を実行する。例えば、通信制御回路３７は、認証処理に必要な識別情報を送信回路３５から電力線６を通じて充電スタンド機２へ送信する。さらに、通信制御回路３７は、直流負荷５から求められる充電量、充電速度などの充電情報を送信回路３５から電力線６を通じて充電スタンド機２へ送信する。
【００４２】
車載機３は、車載機３に搭載された電気機器による電力消費を制御する電源制御装置を備える。電源制御装置による電力消費の制御は、電気機器の機能を制限することによって行われる。電気機器の機能の制限は、電気機器への電源供給を調節することにより、または電気機器の内部機能の一部を休止状態とすることによって可能である。電源制御装置は、電気機器を、その機能が制限された制限状態と、制限状態における機能制限が少なくとも部分的に解除された解除状態との間の切替えを行う。電源制御装置は、少なくとも制限状態から解除状態への切替操作を行う。このような切替操作は起動操作と呼ぶことができる。
【００４３】
電気機器の機能が制限された制限状態は、待機状態（スタンバイ状態）または休止状態（スリープ状態）と呼ばれる。制限状態は、消費電力が低く抑制された低消費電力状態とも呼ぶことができる。また、電気機器の機能制限が少ない解除状態は、作動状態または通常状態と呼ばれる。解除状態は、電気機器のすべての機能を使用可能とした状態でもよい。解除状態は、消費電力が高い高消費電力状態とも呼ぶことができる。
【００４４】
この実施形態では、電源制御装置は、少なくとも通信回路３２による電力消費を制御する。ひとつの態様においては、電源制御装置は、通信回路３２への電源供給を遮断することによって通信回路３２の機能を完全に制限する。また、電源制御装置は、通信回路３２への電源供給を許容することによって通信回路３２の機能制限を完全に解除する。また、別の態様においては、電源制御装置は、通信回路３２の一部回路への電源供給を遮断することによって通信回路３２の一部機能だけを制限する。また、電源制御装置は、通信回路３２のすべての回路への電源供給を許容することによって通信回路３２の機能制限を完全に解除する。
【００４５】
電源制御装置は、検出回路（ＺＤＴ）３８と、制御装置（ＣＴＬ）３９とを備える。検出回路３８は、電力線６のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００４６】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、直流負荷５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７の接続操作を示すとき、直流負荷５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル７が接続されると、直流負荷５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００４７】
図２は、第１実施形態の車載機３を示すブロック図である。直流負荷５は、車両の電源として車両に搭載された電池（ＢＴＴ）５１を備える。電池５１は、車両の走行用電動機に給電することができる比較的大型の二次電池である。直流負荷５は、電力線６から供給される電力によって電池５１を充電する充電回路（ＣＨＧ）５２と、電池５１の充電量を含む電池５１の状態を監視する電池監視装置（ＢＭＴ）５３とを備える。よって、車載機３は、充電スタンド機２から電力線６を介して充電される二次電池を備える。この場合、充電スタンド機２は、電池５１を充電する充電装置である。
【００４８】
検出回路３８は、電力線６に検査信号（ＳＰＲ）を供給するパルス出力回路（ＰＧＣ）３８ａを備える。検出回路３８は、検査信号を増幅するアンプ３８ｂを備える。アンプ３８ｂの出力は、絶縁トランス３３の一次コイルに接続されている。よって、アンプ３８ｂによって増幅された検査信号は、絶縁トランス３３の一次コイルに印加される。アンプ３８ｂと絶縁トランス３３の一次コイルとの間の回路には、電流を検出するためのシャント抵抗３８ｃが設けられている。シャント抵抗３８ｃは、検査信号によって流れる電流に応じた電圧降下を生じる。検出回路３８は、シャント抵抗３８ｃの両端電位差を増幅する差動増幅器３８ｄを備える。差動増幅器３８ｄの出力は、検査信号によって流れる電流に応じた電圧（ＶＤＴ）である。この電圧は、絶縁トランス３３の一次側から見た電力線６（第２部分３１）のインピーダンスを反映している。
【００４９】
ケーブル７が非接続のとき、電力線６（第２部分３１）のインピーダンスが高い。このため、検査信号を印加したときに流れる電流は小さい。一方、ケーブル７が接続状態のとき、電力線６のインピーダンスは低下する。このとき検査信号を印加すると、ケーブル７が非接続状態のときの電流より大きい電流が流れる。よって、ケーブル７が接続状態にあるか、非接続状態にあるかに応じて異なる電流が流れる。従って、ケーブル７が接続状態にあるか、非接続状態にあるかに応じて異なる電圧が差動増幅器３８ｄの出力に現れる。
【００５０】
このように、検出回路３８は、検査信号が出力されたときに検出されるアンプ３８ｂの出力電流に基づいて電力線６のインピーダンスを検出する。言い換えると、検出回路３８は、電力線６上における電流を直接に検出することなく、電力線６に検査信号を供給する出力回路における電流によって、電力線６のインピーダンスを検出する。
【００５１】
このように、検出回路３８は、検査信号に基づいて電力線６のインピーダンスを検出する。この構成では、電力線６に所定の検査信号を供給することによって、電力線６のインピーダンスを検出することができる。検査信号は、所定の周期で出力される間欠的なパルス信号である。よって、検出回路３８は、間欠的に、電力線６のインピーダンスを検出する。このため、インピーダンス検出に要する消費電力を抑制することができる。
【００５２】
制御装置３９は、検出回路３８から供給される検出電圧と、所定の閾値Ｖｔｈとを比較する比較器３９ａを備える。比較器３９ａは、検出回路３８により検出されたインピーダンスが所定の閾値を超えるか、または所定の閾値を下回るかを判定する判定手段を提供する。言い換えると、比較器３９ａは、検出回路３８によって検出されたインピーダンスがケーブル７の非接続を示すか、またはケーブル７の接続を示すかを判定する判定手段を提供する。閾値Ｖｔｈは、一定の値、または、判定にヒステリシス特性を付与する可変の値とすることができる。制御装置３９は、比較器３９ａの出力に基づいて制御信号を出力するラッチ回路（ＬＴＣ）３９ｂを備える。ラッチ回路３９ｂは、パルス出力回路３８ａからの検査信号の供給に同期して比較器３９ａの出力状態を保持し、保持された出力状態を制御信号として出力する。ラッチ回路３９ｂから供給される制御信号は、直流負荷５および通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えるウェークアップ処理を開始するトリガ信号を与える。
【００５３】
検出回路３８および制御装置３９は、通信回路３２より明らかに消費電力が低い回路によって構成されている。検出回路３８および制御装置３９の消費電力は、通信回路３２が作動状態にあるときの消費電力より明らかに低い。
【００５４】
図３は、第１実施形態の車載機３の作動を示すフローチャートである。車載機３では、通信回路３２の機能、および電池監視装置５３の機能を制限することによって電力消費を抑制する電源制御１７０が実行される。ステップ１７１−１７４、およびステップ１７７−１７９は、検出回路３８および制御装置３９が提供する機能を示し、ステップ１７５−１７６は、通信回路３２によって提供される機能を示す。
【００５５】
車両の電源スイッチがＯＮ位置からＯＦＦ位置に操作されると、車載機３は、電力消費を抑制するために電源制御モードを通常モードからスタンバイモードに切替える。ステップ１７１では、通信回路３２が待機状態（ＳＴＢ）とされ、電池監視装置５３が停止状態（ＯＦＦ）とされる。この状態において、検出回路３８および制御装置３９によって、ケーブル７の接続操作が検出される。車両が充電されることなく使用状態におかれているとき、検出回路３８および制御装置３９が電力線６のインピーダンスを監視する。ステップ１７２では、検出回路３８によって電力線６のインピーダンスＺＰＬが計測される。ここでは、検出回路３８および制御装置３９だけが作動状態（ＯＮ）にある。ステップ１７３では、制御装置３９によって、検出されたインピーダンスＺＰＬがケーブル７の非接続から接続への変化を示す閾値Ｚｔｈ１を下回ったか否かが判定される。ケーブル７が接続されるまでステップ１７２および１７３の処理が繰り返される。よって、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスＺＰＬの変化がケーブル７の非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段を提供する。ステップ１７３によって提供される待ち期間の間、車載機３における電源制御モードは、第１のスタンバイモードにある。第１のスタンバイモードでは、インピーダンスの減少が検出される。やがて、ケーブル７が接続されると、ステップ１７４へ進む。
【００５６】
ステップ１７４では、制御装置３９によって、通信回路３２が作動状態（ＯＮ）とされ、電池監視装置５３が作動状態（ＯＮ）とされる。すなわち、車載機３は、電池５１の充電に関連する機器の電源制御モードを、スタンバイモードから通常モードに戻す。よって、制御装置３９は、上記第１の判定手段に応答して通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える起動手段を提供する。
【００５７】
ステップ１７５では、通信回路３２によって所定の通信処理が実行される。ステップ１７６では、通信処理を含む充電プロセスが完了したか否かが判定される。充電プロセスが終了するまでステップ１７５および１７６の処理が繰り返される。やがて、充電プロセスが終了するとステップ１７７へ進む。
【００５８】
ステップ１７７では、制御装置３９によることなく通信制御回路３７によって、通信回路３２が待機状態とされ、電池監視装置５３が停止状態（ＯＦＦ）とされる。ステップ１７８および１７９では、検出回路３８および制御装置３９によって、ケーブル７の分離操作（切断操作）が検出される。ステップ１７８では、検出回路３８によって電力線６のインピーダンスＺＰＬが計測される。ここでは、検出回路３８および制御装置３９だけが作動状態（ＯＮ）にある。ステップ１７９では、制御装置３９によって、検出されたインピーダンスＺＰＬがケーブル７の接続から非接続への変化を示す閾値Ｚｔｈ２を上回ったか否かが判定される。ケーブル７が分離されるまでステップ１７８および１７９の処理が繰り返される。よって、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスＺＰＬの変化がケーブル７の接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段を提供する。ステップ１７９によって提供される待ち期間の間、車載機３における電源制御モードは、第２のスタンバイモードにある。第２のスタンバイモードでは、インピーダンスの増加が検出される。やがて、ケーブル７が分離されると、ステップ１７１へ戻る。よって、制御装置３９は、上記第２の判定手段に応答して再び前記第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段を提供する。
【００５９】
ステップ１７９の後、車載機３は再びステップ１７１へ戻る。よって、ステップ１７９の後に、再びステップ１７３に戻る。言い換えると、ケーブル７の分離操作が検出された後に、再び、ケーブル７の接続操作を待つ状態に戻る。このように、この実施形態では、第１の判定手段によって接続操作が判定された後に、第２の判定手段による判定を開始する。また、第２の判定手段によって分離操作を検出した後に、第１の判定手段による判定を開始する。
【００６０】
この構成によると、ケーブル７の非接続から接続への変化、すなわち接続操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、接続操作の後に、通信回路３２を起動することができる。また、ケーブル７の接続から非接続への変化、すなわち分離操作をインピーダンスの変化によって検出できる。そして、分離操作の後に、再び、ケーブルの接続操作を待つ状態へ復帰することができる。
【００６１】
図４は、第１実施形態の充電スタンド機２の作動を示すフローチャートである。ステップ１８１では、操作者によって直流電源４が作動状態（ＯＮ）とされ、ケーブル７の接続操作が実施される。ステップ１８２では、電力線６を介した通信が成立したか否かが判定される。通信が成立しない場合、処理を終了する。通信が成立すると、ステップ１８３へ進む。ステップ１８３では、車載機３との間で所定の通信処理を実行する。ステップ１８４では、車載機３への充電が許可されたか否かを判定する。ステップ１８４の処理は、充電スタンド機２からの充電を認められた正規の車載機３を認証する処理によって提供することができる。充電が許可されない場合、処理を終了する。充電が許可されるとステップ１８５へ進む。
【００６２】
ステップ１８５では、充電処理を実行する。このとき、ブレーカスイッチ１０が閉じられ、充電スタンド機２から車載機３へ充電のための電力が供給される。また、車載機３の電池５１を適切に充電するための充電制御が実行される。ステップ１８６では、充電が終了したか否かが判定される。充電が終了するまでステップ１８５および１８６の処理を繰り返す。充電が終了するとステップ１８７へ進む。ステップ１８７では、充電を停止する。ここでは、ブレーカスイッチ１０が開かれる。ステップ１８８では、操作者によって直流電源４が停止状態（ＯＦＦ）とされ、ケーブル７の分離操作が実施される。
【００６３】
図５ないし図１２は、第１実施形態のひとつの使用例における各部信号を示すタイムチャートである。図５は、ケーブル（ＣＢＬ）７の接続（ＯＮ）と非接続（ＯＦＦ）とを示すタイムチャートである。図６は、検査信号ＳＰＲを示すタイムチャートである。図７は、検出信号ＶＤＴを示すタイムチャートである。図８は、制御装置（ＣＴＬ）３９による電源制御モードを示すタイムチャートである。図９は、通信制御回路（ＣＯＭ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１０は、送信回路（ＴＲＮ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１１は、受信回路（ＲＣＶ）の作動モードを示すタイムチャートである。図１２は、消費電力ＰＣＭを示すタイムチャートである。
【００６４】
この使用例では、ケーブル７は、時刻ｔ１において接続され、時刻ｔ５において分離される。パルス出力回路３８ａは、ケーブル７の接続が検出されるまで、検査信号ＳＰＲを間欠的に出力する。ケーブル７の接続が検出されるまで、送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とは待機状態（ＯＦＦ）におかれている。このとき、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの低下を判定する第１のスタンバイモード（ＳＴＢ１）にある。
【００６５】
時刻ｔ１においてケーブル７が接続されると、検査信号ＳＰＲに応答して、検出信号ＶＤＴが増加する。時刻ｔ２において検出信号ＶＤＴが閾値Ｖｔｈ１を超えると、制御装置３９は、通信回路３２と電池監視装置５３に対して起動信号を出力する。起動信号はウェークアップ信号（Ｗ−ｕｐ）とも呼ぶことができる。起動に要する遅れ時間の後に、通信回路３２が作動状態（ＯＮ）となる。ここでは、時刻ｔ３において送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とが作動状態（ＯＮ）となる。通信回路３２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間において、電力線６を介して通信処理を実行する。この期間、検出信号ＶＤＴには、通信信号に対応する電圧ＶＣＭが現れる。時刻ｔ３から時刻ｔ４の間において、制御装置３９は、通信回路３２と電池監視装置５３とを作動状態に維持する。時刻ｔ４において通信処理が終了すると、送信回路３５と、受信回路３６と、通信制御回路３７とが停止状態（ＯＦＦ）となる。時刻ｔ２から時刻ｔ４まで、検査信号ＳＰＲは停止している。
【００６６】
時刻ｔ４の後、パルス出力回路３８ａは、再び検査信号ＳＰＲを出力する。このとき、制御装置３９は、電力線６のインピーダンスの増加を判定する第２のスタンバイモード（ＳＴＢ２）にある。時刻ｔ５においてケーブル７が分離されると、検出信号ＶＤＴが減少する。時刻ｔ５において検出信号ＶＤＴが閾値Ｖｔｈ２を下回ると、制御装置３９は、再び第１のスタンバイモードに復帰する。閾値Ｖｔｈ２は、閾値Ｖｔｈ１より小さい値とすることができる。閾値Ｖｔｈ１と閾値Ｖｔｈ２とは同じ値としてもよい。この実施形態によると、車載機３の消費電力は、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間の通信処理に要する期間だけ高い値となる。
【００６７】
この実施形態によると、電力線通信装置に設けられた検出回路３８によって電力線６のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。また、専用の信号線を要することなく通信回路の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機における電力線通信のための消費電力を抑制することができる。
【００６８】
（第２実施形態）
図１３は、本発明を適用した第２実施形態に係る車載機３を示すブロック図である。上記実施形態では、通信回路３２の全体を待機状態としている期間に検出回路３８によって電力線６のインピーダンスを検出した。これに代えて、この実施形態では、通信回路の一部の回路だけを待機状態とし、残る回路を利用して、電力線６のインピーダンスを検出する。
【００６９】
通信回路２３２は、電力線６に通信信号を送信する送信回路２３５と、電力線６から通信信号を受信する受信回路３６と、送信回路２３５と受信回路３６とを制御する通信制御回路３７とを備える。送信回路２３５は、送信用のアンプ２３５ａと、フィルタ回路２３５ｂとを備える。フィルタ回路２３５ｂは、抵抗素子２３５ｃを含むＲＣフィルタ回路である。抵抗素子２３５ｃは、送信回路２３５から絶縁トランス３３への通電回路に直列に配置されている。このため、抵抗素子２３５ｃには、送信回路２３５から出力される電流に応じた電圧降下が現れる。送信回路２３５は、受信回路３６および通信制御回路３７とは独立した電源から給電されている。このため、受信回路３６および通信制御回路３７が電源供給を遮断されているときにも、送信回路２３５は機能することができる。
【００７０】
検出回路２３８は、送信回路２３５を通して電力線６に検査信号を供給するパルス出力回路（ＰＧＣ）２３８ａを備える。さらに、検出回路２３８は、通信回路２３２の構成部品である抵抗素子２３５ｃの電圧降下を増幅する差動増幅器２３８ｄを備える。
【００７１】
通信回路２３２は、パルス出力回路２３８ａから供給される検査信号を送信回路２３５に入力する入力切替回路２３２ａを備える。入力切替回路２３２ａは、通信制御回路３７が通常の作動状態にあるときに、通信制御回路３７から供給される通信信号を送信回路２３５に入力する。入力切替回路２３２ａは、通信制御回路３７が待機状態にあるときに、パルス出力回路２３８ａから供給される検査信号を送信回路２３５に入力する。
【００７２】
この構成によると、検査信号は送信回路２３５のアンプ２３５ａによって増幅され、送信回路２３５を通して電力線６に印加される。従って、この実施形態では、検査信号は、送信回路２３５を通して電力線６に供給される。よって、送信回路２３５の少なくとも一部を利用して、電力線６に検査信号を供給し、電力線６のインピーダンスを検出することができる。
【００７３】
さらに、検出回路２３８は、パルス出力回路２３８ａから供給された検査信号に応じて流れる出力電流をフィルタ回路２３５ｂの電圧降下によって検出する。よって、送信回路が備えるフィルタ回路を利用して、出力電流を検出することができる。
【００７４】
（第３実施形態）
図１４は、本発明を適用した第３実施形態に係る車載機を示すブロック図である。この実施形態では、検出回路３３８は、絶縁トランス３３の一次コイルの両端電圧を差動増幅する差動増幅器３３８ｄを備える。この構成では、パルス出力回路３８ａから供給される検査信号に応じて流れる出力電流を絶縁トランス３３の電圧降下によって検出する。この構成によると、絶縁トランス３３を利用して、出力電流を検出することができる。
【００７５】
（第４実施形態）
図１５は、本発明を適用した第４実施形態に係る車載機を示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル７の接続操作に相当する電力線６のインピーダンス変化を検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、電力線６のインピーダンス変化によって、充電スタンド機２からの要求信号を車載機３に送信する。
【００７６】
充電スタンド機２は、絶縁トランス２３の一次コイルに並列接続されたインピーダンス調節回路（ＺＶＣ）４２８を備える。インピーダンス調節回路４２８は、インピーダンス素子ＲＬと、スイッチＳＷとを備える。インピーダンス素子ＲＬは、スイッチＳＷが閉じられると、絶縁トランス２３の一次側のインピーダンスを変化させる。このインピーダンスの変化は、車載機３からは電力線６のインピーダンス変化として検出される。スイッチＳＷが開いているときの電力線６のインピーダンスと、スイッチＳＷが閉じているときの電力線６のインピーダンスとの差は、検出回路４３８の出力に現れる。制御装置４３９は、検出回路４３８により検出されたインピーダンスが充電スタンド機２からの要求を示すとき、通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。制御装置４３９は、検出回路４３８により検出されたインピーダンスが充電スタンド機２からの要求を示すとき、通信回路３２を作動状態から待機状態に切替えてもよい。この構成によると、通信の相手方である充電スタンド機２から制御装置４３９を操作し、通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることができる。
【００７７】
（第５実施形態）
図１６は、本発明を適用した第５実施形態に係る車載機３の作動を示すフローチャートである。この実施形態では、フェールセーフ処理５９０が実行される。この処理は、上述の実施形態に加えて実行される。ステップ５９１とステップ５９２とにより、検出回路３８により検出されたインピーダンスが故障を示す値であるか否かを判定する故障検出手段が提供される。ここでは、電力線６のインピーダンスに基づいて電力線６に関連する故障を検出する。ステップ５９１では、インピーダンスＺＰＬが、上限値Ｚｕを越えているか否かが判定される。ステップ５９２では、インピーダンスＺＰＬが、下限値Ｚｂを下回っているか否かが判定される。すなわち、インピーダンスＺＰＬが正常範囲外にあるか否かが判定される。インピーダンスＺＰＬが正常範囲外にある場合、ステップ５９３に進む。ステップ５９３では、故障に応じた保護処理が実行される。例えば、車載機３は、ブレーカスイッチ１１を開く。さらに、車載機３は、ブレーカスイッチ１０を開かせるための信号を充電スタンド機２に送信してもよい。この構成によると、通信線である電力線６が短絡などの故障状態にあることを判定することができる。さらに、故障に応じたフェールセーフを実現することができる。
【００７８】
（第６実施形態）
図１７は、本発明を適用した第６実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル７の接続操作を、ケーブル７内に設けられた電力線６のインピーダンス変化によって検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、ケーブル６０７内に設けられた複数の電線のうち、電力線６以外の信号線６５５のインピーダンス変化によって、ケーブル６０７の接続操作を検出する。この実施形態では、ケーブル６０７内に設けられた信号伝送用の信号線６５５のインピーダンス変化によって、ケーブル６０７の接続操作を検出する。
【００７９】
この実施形態では、充電スタンド機２は、直流電源４の代わりに交流電源６０４を備える。交流電源６０４は、広域電力網から、または小規模発電施設から供給される。電力線６には、交流電力が供給される。車載機３は、車載負荷（ＶＬＤ）６０５を備える。車載負荷６０５は、交流負荷、または整流回路を備えた直流負荷である。
【００８０】
充電スタンド２と車載機３とを接続するケーブル６０７は、電力線６を含む複数の電線を備える。ケーブル６０７には、電力線６を提供する一対の電線に加えて、信号線６５５を提供する他の一対の電線が設けられている。信号線６５５は、電力線６と平行に設けられている。信号線６５５は、充電スタンド機２に属する定置部分としての第１部分６５６を備える。信号線６５５は、車載機３に属する移動部分としての第２部分６５７を備える。
【００８１】
信号線６５５は、直流電圧のレベルといったアナログ信号を伝送することによって情報を送受信することができる。さらに、信号線６５５は、パルス幅変調信号を伝送することによって、パルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信することができる。信号線６５５は、パルス幅変調信号を伝送することによって、パルス幅変調信号のハイレベルの電圧値と、パルス幅変調信号のデューティ比とによって情報を送受信することを可能とする。このような信号形式として、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴと呼ばれる信号形式が知られている。信号線６５５は、比較的低周波の信号を伝送するために適した信号線として構成されている。
【００８２】
充電スタンド機２は、充電スタンド機２に設けられた制御機器（ＤＶＣ）６５８を備える。また、車載機３は、車載機３に設けられた制御機器（ＤＶＣ）６５９を備える。制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５によって信号を送受信する。例えば、制御機器６５８は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴのデューティ比によって、電力線６の定格電流を制御機器６５９へ送信する。制御機器６５９は、電力線６の定格電流に応じて、車載負荷６０５への給電を制御する。一方、制御機器６５９は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルを操作することによって、制御機器６５８を遠隔操作する。例えば、車載機３の制御機器６５９によって、充電スタンド機２の制御機器６５８のリレーなどが遠隔操作される。例えば、車載機３の制御機器６５９は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの電圧レベルを操作することによって、ブレーカスイッチ１０を操作する。このように、信号線６５５は、制御機器６５８と制御機器６５９との間の信号伝送のためにケーブル６０７内に設けられている。制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５を用いて信号を送受信することにより、充電スタンド機２または車載機３を制御する。より具体的には、制御機器６５８と制御機器６５９とは、信号線６５５を用いて信号を送受信することにより、充電スタンド機２から車載機３への充電を制御する。
【００８３】
この実施形態では、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴを伝えるための信号線６５５に、通信回路２２と通信回路３２とが接続されている。この実施形態でも、通信回路２２と信号線６５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス２３とカップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と信号線６５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス３３とカップリングコンデンサ３４とが設けられている。通信回路２２と通信回路３２との間で送受信される信号は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴから明確に弁別することができる信号である。ここでは、通信回路２２と通信回路３２との間で送受信される信号は、コントロールパイロット信号ＣＰＬＴの周波数より明らかに高い周波数を有している。
【００８４】
この実施形態でも、電源制御装置は、検出回路３８と、制御装置３９とを備える。検出回路３８は、信号線６５５のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル６０７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００８５】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、車載負荷６０５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル６０７の接続操作を示すとき、車載負荷６０５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル６０７が接続されると、車載負荷６０５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００８６】
この実施形態によると、検出回路３８によってアナログ信号を送受信する信号線６５５のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路３２の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。また、専用の信号線を要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機３における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００８７】
（第７実施形態）
図１８は、本発明を適用した第７実施形態に係る充電システムを示すブロック図である。上記実施形態では、ケーブル６０７の接続操作を、制御機器６５８、６５９間の信号伝送用の信号線６５５のインピーダンス変化によって検出した。これに代えて、または加えて、この実施形態では、通信回路２２、３２間の専用の信号線７５５のインピーダンス変化によって、ケーブル７０７の接続操作を検出する。
【００８８】
充電スタンド２と車載機３とを接続するケーブル７０７には、信号線７５５が設けられている。信号線７５５は、電力線６と平行に設けられている。信号線７５５は、充電スタンド機２に属する定置部分としての第１部分７５６を備える。信号線７５５は、車載機３に属する移動部分としての第２部分７５７を備える。信号線７５５は、通信回路２２と通信回路３２との間の信号を送受信することができる通信専用の信号線である。
【００８９】
この実施形態では、信号線７５５に、通信回路２２と通信回路３２とが接続されている。この実施形態でも、通信回路２２と信号線７５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス２３とカップリングコンデンサ２４とが設けられている。通信回路３２と信号線７５５との間には、フィルタ回路としての絶縁トランス３３とカップリングコンデンサ３４とが設けられている。
【００９０】
この実施形態でも、電源制御装置は、検出回路３８と、制御装置３９とを備える。検出回路３８は、信号線７５５のインピーダンスを検出する。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、通信回路３２の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７０７の接続操作を示すとき通信回路３２を待機状態から作動状態に切替える。
【００９１】
さらに、制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスに基づいて、車載負荷６０５の待機状態と作動状態との間の切替えを行う。制御装置３９は、検出回路３８により検出されたインピーダンスがケーブル７０７の接続操作を示すとき、車載負荷６０５を待機状態から作動状態に切替える。この構成によると、ケーブル７０７が接続されると、車載負荷６０５および通信回路３２を含む電気機器を、待機状態から作動状態へ切替えることができる。
【００９２】
この実施形態によると、検出回路３８によって信号線７５５のインピーダンスが検出される。そして、検出されたインピーダンスに基づいて通信回路３２を待機状態から作動状態に切替えることにより、通信回路３２を通信不能な状態から通信可能な状態に切替えることができる。これにより、通信回路３２の消費電力を抑制することができる。また、カプラの接続を検出するスイッチを要することなく通信回路３２の消費電力を切替えることができる。この実施形態によると、負荷機器である車載機３における通信のための消費電力を抑制することができる。
【００９３】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、手動操作可能なケーブル７とカプラ８、９によって電力線６の接続部材を提供した。これに代えて、車両を所定位置に停車させることによって第１部分２１と第２部分３１とを電気的に接続する接点機構を採用してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態では、電力線６のインピーダンスに基づいて、通信回路３２を待機状態から作動状態へ切替えた。これに加えて、電力線６のインピーダンスに基づいて、通信回路３２を作動状態から待機状態へ切替えてもよい。これにより、電力線６のインピーダンスの変化に応答して、自動的に、通信回路３２を作動状態から待機状態へ切替えることができる。また、通信回路３２の待機状態から作動状態への切替を電力線６の接続操作に応答して実行し、通信回路３２の作動状態から待機状態への切替を充電スタンド機２からの要求に応答して実行してもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、車載機３において電力線６のインピーダンスを検出したが、充電スタンド機２において電力線６のインピーダンスを検出し、通信回路３２を含む機器の電源制御モードを切替えてもよい。また、上述のフェールセーフ処理を充電スタンド機２において実行してもよい。
【００９７】
また、上記実施形態における制御回路および制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、検出回路３８がインピーダンスを検出する電線と、通信回路２２、３２が通信する電線とは、同じ電線であった。これに代えて、検出回路３８がインピーダンスを検出する電線と、通信回路２２、３２が通信する電線とを異なる電線としてもよい。例えば、検出回路３８が電力線６のインピーダンス変化を検出するように構成し、通信回路２２、３２は、通信専用の電線７５５により通信するように構成してもよい。
【００９９】
また、上記第２実施形態から第５実施形態で採用した構成を、第６実施形態または第７実施形態に利用してもよい。
【０１００】
また、上記第１実施形態から第５実施形態では、電力線６は直流電力を送電した。これに代えて、第６実施形態および第７実施形態に記載のように、充電スタンド機２に交流電源を設けて、電力線６が交流電力を送電する構成を採用してもよい。さらに、車載機３に交流負荷を設けて、電力線６が交流電力を送電する構成を採用してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、通信制御回路３７に認証機能を設けた。これに代えて、通信制御回路３７とは別に認証処理を提供する認証制御装置を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１ 充電システム、
２ 充電スタンド機（電源機器）、
３ 車載機（負荷機器）、
４ 直流電源、
５ 直流負荷、
６ 電力線（電線）、
７ ケーブル、
８ カプラ、
９ カプラ、
１０ ブレーカスイッチ、
１１ ブレーカスイッチ、
２１ 第１部分（電力線）、
２２ 通信回路、
２３ 絶縁トランス、
２４ カップリングコンデンサ、
２５ 送信回路、
２６ 受信回路、
２７ 通信制御回路、
３１ 第２部分（電力線）、
３２ 通信回路、
３３ 絶縁トランス、
３４ カップリングコンデンサ、
３５ 送信回路、
３６ 受信回路、
３７ 通信制御回路、
３８ 検出回路、
３９ 制御装置、
５１ 電池、
５２ 充電回路、
５３ 電池監視装置、
２３２ 通信回路、
２３５ 送信回路、
２３８ 検出回路、
３３８ 検出回路、
４２８ インピーダンス調節回路、
４３８ 検出回路、
４３９ 制御装置、
６０４ 交流電源、
６０５ 車載負荷、
６０７ ケーブル、
６５５ 信号線（電線）、
６５６ 第１部分（信号線）、
６５７ 第２部分（信号線）、
６５８ 制御機器、
６５９ 制御機器、
７０７ ケーブル、
７５５ 信号線（電線）、
７５６ 第１部分（信号線）、
７５７ 第２部分（信号線）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源機器（２）から負荷機器（３）へ電力を供給する電力線（６）を含む電線（６、６５５、７５５）を接続するための接続部材（７、６０７、７０７）であって、前記電源機器と前記負荷機器との間に設けられた脱着可能な接続部材（７、６０７、７０７）を通して前記電源機器と前記負荷機器との間の通信を提供する通信装置において、
前記電線に対して通信信号を送受信する通信回路（３２、２３２）と、
前記電線のインピーダンスを検出する検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）と、
前記検出回路により検出されたインピーダンスに基づいて、前記通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置（３９、４３９）とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記負荷機器は前記電源機器から前記電線を介して充電される二次電池（５１）を備え、
前記通信回路と前記検出回路と前記制御装置とは、前記負荷機器に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記二次電池は車両に搭載されており、
前記電源機器は、前記二次電池を充電する充電装置であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御装置（３９、４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが前記ケーブルの接続操作を示すとき前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御装置（３９、４３９）は、
前記検出回路により検出されたインピーダンスの変化が前記ケーブルの非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段（１７３）と、
前記第１の判定手段に応答して前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替える起動手段（１７４）と、
前記検出回路により検出されたインピーダンスの変化が前記ケーブルの接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段（１７９）と、
前記第２の判定手段に応答して再び前記第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段（１７９−１７１）とを備えることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御装置（４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが通信の相手方（２）からの要求を示すとき前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
前記通信の相手方（２）は、前記要求を示すために前記電線のインピーダンスを調節するインピーダンス調節回路（４２８）を備えることを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記通信回路（３２、２３２）は、前記電線に前記通信信号を送信する送信回路（３５、２３５）と、前記電線から前記通信信号を受信する受信回路（３６）と、前記送信回路と前記受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、前記電線に検査信号を供給する出力回路（３８ａ、２３８ａ）を備え、前記検査信号に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信回路（２３２）は、前記電線に前記通信信号を送信する送信回路（２３５）と、前記電線から前記通信信号を受信する受信回路（３６）と、前記送信回路と前記受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、
前記検出回路（２３８）は、前記送信回路を通して前記電線に検査信号を供給する出力回路（２３８ａ）を備え、前記検査信号に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１０】
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、前記検査信号が出力されたときに検出される前記出力回路の出力電流に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記検出回路（２３８）は、前記出力回路の出力電流をフィルタ回路の電圧降下によって検出することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記検出回路（３３８）は、前記出力回路の出力電流をトランスの電圧降下によって検出することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、間欠的に、前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１４】
前記制御装置（３９、４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが故障を示す値であることを判定する故障検出手段（５９１、５９２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１５】
前記通信回路は、前記電力線に対して通信信号を送受信するよう構成され、
前記検出回路は、前記電力線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１６】
前記ケーブル（６０７、７０７）は、前記電線として、前記電力線と、信号を伝送するための信号線（６５５、７５５）とを備え、
前記通信回路は、前記信号線に対して通信信号を送受信するよう構成され、
前記検出回路は、前記信号線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１７】
前記信号線は、前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）との間で信号を伝送するよう構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、前記信号線の直流電圧のレベルにより情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、前記信号線のパルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の通信装置。
【請求項１】
電源機器（２）から負荷機器（３）へ電力を供給する電力線（６）を含む電線（６、６５５、７５５）を接続するための接続部材（７、６０７、７０７）であって、前記電源機器と前記負荷機器との間に設けられた脱着可能な接続部材（７、６０７、７０７）を通して前記電源機器と前記負荷機器との間の通信を提供する通信装置において、
前記電線に対して通信信号を送受信する通信回路（３２、２３２）と、
前記電線のインピーダンスを検出する検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）と、
前記検出回路により検出されたインピーダンスに基づいて、前記通信回路の待機状態と作動状態との間の切替えを行う制御装置（３９、４３９）とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記負荷機器は前記電源機器から前記電線を介して充電される二次電池（５１）を備え、
前記通信回路と前記検出回路と前記制御装置とは、前記負荷機器に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記二次電池は車両に搭載されており、
前記電源機器は、前記二次電池を充電する充電装置であることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御装置（３９、４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが前記ケーブルの接続操作を示すとき前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御装置（３９、４３９）は、
前記検出回路により検出されたインピーダンスの変化が前記ケーブルの非接続から接続への変化を示すことを判定する第１の判定手段（１７３）と、
前記第１の判定手段に応答して前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替える起動手段（１７４）と、
前記検出回路により検出されたインピーダンスの変化が前記ケーブルの接続から非接続への変化を示すことを判定する第２の判定手段（１７９）と、
前記第２の判定手段に応答して再び前記第１の判定手段による判定へ戻る復帰手段（１７９−１７１）とを備えることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御装置（４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが通信の相手方（２）からの要求を示すとき前記通信回路を前記待機状態から前記作動状態に切替えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
前記通信の相手方（２）は、前記要求を示すために前記電線のインピーダンスを調節するインピーダンス調節回路（４２８）を備えることを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記通信回路（３２、２３２）は、前記電線に前記通信信号を送信する送信回路（３５、２３５）と、前記電線から前記通信信号を受信する受信回路（３６）と、前記送信回路と前記受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、前記電線に検査信号を供給する出力回路（３８ａ、２３８ａ）を備え、前記検査信号に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項９】
前記通信回路（２３２）は、前記電線に前記通信信号を送信する送信回路（２３５）と、前記電線から前記通信信号を受信する受信回路（３６）と、前記送信回路と前記受信回路とを制御する通信制御回路（３７）とを備え、
前記検出回路（２３８）は、前記送信回路を通して前記電線に検査信号を供給する出力回路（２３８ａ）を備え、前記検査信号に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１０】
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、前記検査信号が出力されたときに検出される前記出力回路の出力電流に基づいて前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記検出回路（２３８）は、前記出力回路の出力電流をフィルタ回路の電圧降下によって検出することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記検出回路（３３８）は、前記出力回路の出力電流をトランスの電圧降下によって検出することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記検出回路（３８、２３８、３３８、４３８）は、間欠的に、前記電線のインピーダンスを検出することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１４】
前記制御装置（３９、４３９）は、前記検出回路により検出されたインピーダンスが故障を示す値であることを判定する故障検出手段（５９１、５９２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１５】
前記通信回路は、前記電力線に対して通信信号を送受信するよう構成され、
前記検出回路は、前記電力線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１６】
前記ケーブル（６０７、７０７）は、前記電線として、前記電力線と、信号を伝送するための信号線（６５５、７５５）とを備え、
前記通信回路は、前記信号線に対して通信信号を送受信するよう構成され、
前記検出回路は、前記信号線のインピーダンスを検出するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１７】
前記信号線は、前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）との間で信号を伝送するよう構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、前記信号線の直流電圧のレベルにより情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記電源機器（２）に設けられた制御機器（６５８）と前記負荷機器（３）に設けられた制御機器（６５９）とは、前記信号線のパルス幅変調信号のデューティ比によって情報を送受信するよう構成されていることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１６８９２２（Ｐ２０１２−１６８９２２Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９５０２（Ｐ２０１１−１６９５０２）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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