JP6464994B2 - Non-contact power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、車両と給電スタンドとの間の電力伝送を非接触で行うための非接触電力伝送装置に関する。 The present invention relates to a non-contact power transmission device for performing non-contact power transmission between a vehicle and a power supply stand.
近年、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HV/EHV)が普及しつつある。これら車両に搭載されたバッテリを外部電源により充電する場合の充電方式には、有線による接触電力伝送のほか、電磁誘導や電磁界共鳴あるいは電波を利用する非接触電力伝送がある。とくに、非接触電力伝送は、所定のスペースに駐車するだけでバッテリの充電を開始できる、あるいは車両を走行させながら充電できる等、接触電力伝送に較べて利便性が期待されるため注目を集めている。 In recent years, electric vehicles (EV) and hybrid vehicles (HV / EHV) are becoming widespread. Charging methods for charging batteries mounted on these vehicles with an external power source include non-contact power transmission using electromagnetic induction, electromagnetic resonance, or radio waves in addition to wired contact power transmission. In particular, non-contact power transmission attracts attention because it is expected to be more convenient than contact power transmission, such as being able to start charging the battery just by parking in a predetermined space, or charging while running the vehicle. Yes.
ところで、電磁界を利用する非接触電力伝送において伝送効率を高めるには、給電側と受電側のコイルの相対位置を正確に合わせることが必要である。そのためには、例えば車両を給電のためのスペースに駐車する際に、正確なアライメントが要求される。 By the way, in order to improve transmission efficiency in non-contact power transmission using an electromagnetic field, it is necessary to accurately match the relative positions of the coils on the power feeding side and the power receiving side. For this purpose, for example, when the vehicle is parked in a space for power supply, accurate alignment is required.
車両の位置を給電のためのスペースに合わせるために、車両あるいは外部に設けられた光学センサや位置センサを利用することが考えられるが、天候に起因する視界不良や障害物に起因する検出不良によって、車両が所定のスペースに正確に駐車できない虞がある。 In order to adjust the position of the vehicle to the space for power feeding, it is conceivable to use an optical sensor or a position sensor provided on the vehicle or outside, but due to poor visibility due to weather or detection failure due to obstacles There is a possibility that the vehicle cannot be parked accurately in a predetermined space.
また、従来技術として、車両が現在位置における伝送効率を取得することにより運転者に充電の可能あるいは不可能を報知したり、伝送効率の値自体を報知したりする方法も提案されている。しかしながら、この方法では現在位置における充電の可能あるいは不可能を知ることはできても、車両の駐車位置が最適であるか否かを運転者が把握することは容易ではない。 Further, as a conventional technique, a method has been proposed in which the vehicle acquires the transmission efficiency at the current position to notify the driver of whether charging is possible or impossible, or notifies the transmission efficiency value itself. However, even though this method can know whether charging is possible or impossible at the current position, it is not easy for the driver to know whether the parking position of the vehicle is optimal.
これらの問題を解決するために、特許文献1には、伝送効率が車両の移動に対して上昇中か、あるいは下降中か、を運転者に報知する技術が開示されている。これによれば、運転者は、車両が最適な位置へ向かう方向を知ることができる。具体的には、進行方向に対して伝送効率が上昇していればそのままの方向に進行すれば良いし、伝送効率が下降していれば進行方向に対して後退すれば良い。
In order to solve these problems,
しかしながら、特許文献1に開示された発明では、車両を移動すべき方向は分かっても、移動すべき距離まで認識することはできない。このため、運転者は、伝送効率の上昇している間はそのまま進行し、一旦伝送効率が下降することを確認してから後退して最適位置を見出す必要がある。すなわち、特許文献1に開示された発明を採用する場合、運転者は、車両の最適な駐車位置を見出すために、伝送効率の上昇あるいは下降を気にしつつ、少なくとも2回以上の前後進を行う必要がある。これは、時間的ならびに経路的に効率的とはいえず、運転者に煩わしさなどの不快感を生じさせる虞がある。
However, in the invention disclosed in
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、駐車までの時間を短縮するとともに、車両をより正確に給電スペースに駐車させることができる非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a non-contact power transmission device capable of shortening the time until parking and allowing the vehicle to be parked more accurately in the power supply space. To do.
ここに開示される発明は、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。なお、特許請求の範囲およびこ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、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
上記目的を達成するために、本発明は、車両(20)が駐車するスペース(10)に設置され電力の送電を行う給電部(11)と、車両に搭載され給電部から送電される電力を受電する受電部(21)と、車両の現在位置を取得する位置取得部(22)と、給電部と受電部との間の電力の伝送効率を算出する伝送効率算出部(23)と、給電部と受電部との間の電力伝送を制御する制御部(24)と、を備え、制御部は、位置取得部により取得される車両の位置と、伝送効率算出部により算出される伝送効率と、に基づいて伝送効率の位置微分値を算出するとともに、位置微分値がゼロになることを条件に、車両がスペースにおける最適な位置にあると判断して運転者に報知し、さらに、運転者に車両とスペースとの相対位置を報知する画像を表示するための表示部(27)を備え、制御部は、位置微分値の絶対値がゼロに近づくに伴って、画像上における車両とスペースとの距離が短くなるような画像を連続的に生成して、表示部に表示させることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power supply unit (11) that is installed in a space (10) where a vehicle (20) is parked and transmits power, and power that is mounted on the vehicle and transmitted from the power supply unit. A power reception unit (21) that receives power, a position acquisition unit (22) that acquires the current position of the vehicle, a transmission efficiency calculation unit (23) that calculates transmission efficiency of power between the power supply unit and the power reception unit, A control unit (24) for controlling power transmission between the unit and the power receiving unit, the control unit including a vehicle position acquired by the position acquisition unit, and a transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit. The position differential value of the transmission efficiency is calculated based on the above, and the vehicle is determined to be in the optimum position in the space on the condition that the position differential value becomes zero , and the driver is further notified. An image that informs the relative position of the vehicle and space A display unit (27) for displaying is provided, and the control unit continuously generates images such that the distance between the vehicle and the space on the image becomes shorter as the absolute value of the position differential value approaches zero. And it is characterized by displaying on a display part .
伝送効率が最大となる位置の近傍では、伝送効率は、その最大となる位置を頂点とした略放物線状となる。つまり、車両が直線的に移動するとすれば、伝送効率は、車両の位置に依存して上に凸の略放物線状に変化する。伝送効率が最大となる位置は該放物線の頂点であって位置に対する伝送効率の微分値はゼロとなる。 In the vicinity of the position where the transmission efficiency is maximum, the transmission efficiency is substantially parabolic with the maximum position as the apex. That is, if the vehicle moves linearly, the transmission efficiency changes to a substantially parabolic shape that is convex upward depending on the position of the vehicle. The position where the transmission efficiency is maximum is the apex of the parabola, and the differential value of the transmission efficiency with respect to the position is zero.
この非接触電力伝送装置は、位置微分値がゼロになることを条件に、車両がスペースにおける最適な位置にあると判断して運転者に報知する。運転者はこの報知に基づいて車両を停止させれば良いので、1回の前進あるいは後退で受電に最適な位置を見出すことができる。すなわち、容易に車両位置のアライメントを行うことができる。したがって、駐車までの時間を短縮するとともに、車両をより正確に給電スペースに駐車させることができる。 This non-contact power transmission device determines that the vehicle is at an optimal position in the space on the condition that the position differential value becomes zero, and notifies the driver. Since the driver only has to stop the vehicle based on this notification, it is possible to find an optimum position for power reception by one forward or backward movement. That is, the vehicle position can be easily aligned. Therefore, it is possible to shorten the time until parking and to park the vehicle more accurately in the power feeding space.
とくに、運転者に車両と駐車スペースにおける最適位置との相対位置を報知することが好ましい。これによれば、運転者は、最適位置を通り過ぎることなく、より正確に給電スペースに駐車させることができる。 In particular, it is preferable to inform the driver of the relative position between the vehicle and the optimum position in the parking space. According to this, the driver can park in the power feeding space more accurately without passing through the optimum position.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts.
(第1実施形態)
最初に、図1および図2を参照して、本実施形態に係る非接触電力伝送装置の概略構成について説明する。
(First embodiment)
Initially, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, schematic structure of the non-contact electric power transmission apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated.
本実施形態における非接触電力伝送装置は、車両に搭載されたバッテリを無線により充電するための装置である。充電は、車両が所定の駐車スペースに駐車することによって行われる。非接触による給電および受電は、電磁誘導、電磁界共鳴、電波のいずれの方式であるかは問わない。 The non-contact power transmission device in the present embodiment is a device for charging a battery mounted on a vehicle wirelessly. Charging is performed when the vehicle is parked in a predetermined parking space. It does not matter whether the non-contact power feeding and power receiving are electromagnetic induction, electromagnetic resonance, or radio wave.
図1に示すように、非接触電力伝送装置100は、給電部11と、受電部21と、位置取得部22と、伝送効率算出部23と、制御部24と、を備えている。加えて、本実施形態における非接触電力伝送装置100は、給電側通信部12と、受電側通信部25と、車速センサ26と、表示部27と、を備えている。
As illustrated in FIG. 1, the non-contact
給電部11および給電側通信部12は駐車スペース10に含まれる。例えば、給電部11は、車両20が駐車した際にその下部に配置されるように埋設されている、また、給電側通信部12は車両20が駐車した際にその近傍に配置されるようになっている。そして、給電部11は接近した受電部21に対して電力の送電を行う。一方、受電部21、位置取得部22、伝送効率算出部23、制御部24、受電側通信部25、車速センサ26、および表示部27は車両20に搭載されている。車両20が駐車スペース10に駐車すると、受電部21が給電部11から受電する。これにより、図示しないバッテリが充電される。
The power feeding unit 11 and the power feeding
給電部11は、図示しない電源から供給された電力を電磁界あるいは電波の形で外部に出力している。例えば電磁界による電力伝送を行う場合には、給電部11はコイルを有し、コイルを流れる電流に基づいて電磁界を生じさせるようになっている。 The power feeding unit 11 outputs electric power supplied from a power source (not shown) to the outside in the form of an electromagnetic field or a radio wave. For example, when power transmission is performed using an electromagnetic field, the power supply unit 11 includes a coil, and generates an electromagnetic field based on a current flowing through the coil.
給電側通信部12は、後述する受電側通信部25との間で通信を行い、車両20側の状況に応じて給電部11を制御している。例えば、給電側通信部12は、車両20に搭載されたバッテリの充電状況を受電側通信部25から受け取り、バッテリがフル充電であった場合には給電部11の電力の出力を停止するなどの制御をしている。
The power feeding
受電部21は、給電部11から出力されたエネルギーを受信して電気エネルギーに変換している。例えば受電部21は給電部11と同様にコイルを有し、給電部11の近傍に生じている電磁界を電気エネルギーに変換している。
The
給電部11が出力する電力に対する受電部21が受電する電力を伝送効率と称する。伝送効率は給電部11のコイルと受電部21のコイルとの相対位置や周辺環境に影響を受けて変化する。そして、伝送効率が最大となる位置の近傍では、給電部11と受電部21の相対位置が略支配的となる。伝送効率が最大となる位置の近傍において、伝送効率は、最大となる位置を頂点とした上に凸の略放物線状となる。駐車しようとする車両20は駐車位置に向かうために概ね直線的に移動すると仮定すると、図2に実線で示すように、伝送効率Eは車両の位置xに対して略放物線状に変化する。なお、図2においては、伝送効率Eが最大となる車両20の位置をx=0としている。車両20はx=0の位置で停止して給電部11からの給電を受けることが好ましい。
The power received by the
位置取得部22は、受電部21の現在位置、ひいては車両20の現在位置を取得する。本実施形態における位置取得部22は、車両20の速さ(すなわち、車速)を検出する後述の車速センサ26に接続されている。位置取得部22は、車速センサ26が検出した車速情報を経過時間で積算することにより、車両20の移動距離を算出している。具体的には、現在時刻における車速Siを所定のサンプリング間隔Δtで積算して車両20の移動距離Δxを算出する。なお、車両20の移動距離の算出について、本実施形態のように車速を用いる方法のほか、例えば電動機の回転角の変化を利用して算出することも可能である。距離を算出する方法としては上記例に限定されるものではない。
The
伝送効率算出部23は、受電部21が給電部11から受電する場合の伝送効率Eを算出している。伝送効率Eは、前述したように、給電部11が出力する電力に対する受電部21が受電する電力である。伝送効率算出部23は、給電部11の出力する電力Pを、給電側通信部12および受電側通信部25を介して取得する。また、受電部21が受電した電力pを取得する。伝送効率算出部23は、p/Pを計算して伝送効率Eを得る。
The transmission
制御部24は、受電部21における整流を制御したり、受電側通信部25が受信した情報を統合したり、給電側通信部12に対して必要な情報を出力したりする部分である。また、制御部24は位置取得部22から車両20の移動距離を取得している。さらに、制御部24は伝送効率算出部から伝送効率Eを取得している。
The
制御部24は所定のサンプリング間隔で車両20の移動距離Δxを取得するとともに伝送効率Eを取得している。制御部24は、現在時刻における伝送効率Eiと、前回取得の伝送効率Ei−1との差分ΔEを算出する。そして、制御部24は、伝送効率に対する位置の平均変化率ΔE/Δxを算出する。伝送効率Eがx=0のまわりで図2の実線のように変化するとすれば、平均変化率ΔE/Δxは、図2の破線のようになる。すなわち、x=0においてΔE/Δx=0である。
The
なお、理想的にはΔx→0の極限を算出することが好ましく、図2においては平均変化率ΔE/Δxを、伝送効率の位置微分値dE/dxと表記している。車速や伝送効率の取得に係るサンプリング間隔を厳密にゼロにすることはできないので、ΔE/Δxは純粋な位置微分ではないが、サンプリング間隔はできるだけ短時間であることが好ましい。この平均変化率ΔE/Δxが特許請求の範囲に記載の、伝送効率の位置微分値に相当している。 Ideally, it is preferable to calculate the limit of Δx → 0. In FIG. 2, the average rate of change ΔE / Δx is expressed as a position differential value dE / dx of transmission efficiency. Since the sampling interval for obtaining the vehicle speed and transmission efficiency cannot be strictly zero, ΔE / Δx is not a pure position differential, but the sampling interval is preferably as short as possible. This average rate of change ΔE / Δx corresponds to the position differential value of the transmission efficiency described in the claims.
さらに、制御部24は後述する表示部27に、運転者に報知すべき情報を出力している。制御部24の動作については追って詳述する。
Furthermore, the
受電側通信部25は、給電側通信部12との間で通信を行い、車両20側の状況に応じて給電部11を制御している。例えば、受電側通信部25は、車両20に搭載されたバッテリの充電状況を給電側通信部15に送信し、給電部11に給電開始の指示をする。あるいは、バッテリがフル充電であった場合には給電部11の電力の出力を停止するなどの制御をしている。また、給電部11から出力される電力に関する情報を給電側通信部12から受け取り、制御部24に伝達している。
The power receiving
車速センサ26は車両20の速さを検出するセンサである。車速センサ26は位置取得部22に接続されている。そして、位置取得部22は、車速Siとそのサンプリング間隔Δtに基づいて車両20の移動距離Δxを算出する。
The
表示部27は、車両20の状態を運転者に報知するための出力装置である。表示部27は例えばカーナビゲーションシステムに付属するディスプレイでも良いし、フロントガラス等に映像を投影するヘッドアップディスプレイでも良い。表示部27は制御部24あるいは別に用意されたGPUにより生成された画像を運転者に対して表示する。本実施形態における表示部27は、車両20が充電に最適な位置に対してどの程度離間しているか等の視覚情報を運転者に報知する。また、バッテリの充電に係る伝送効率やその平均変化率(位置微分値)の値を表示するようにしてもよい。なお、視覚情報に加えて、音声によって充電の最適位置と車両20の位置の相対関係を報知する機能が付加されていても良い。
The
次に、図3〜図8を参照して、非接触電力伝送装置100の動作、とくに制御部24の処理フローについて説明する。
Next, the operation of the non-contact
図3に示すように、先ずステップS1が実行される。ステップS1は、制御部24が、車両20が駐車動作中であるか否かを判定するステップである。駐車動作中とは、例えば車両20における受電側通信部25と駐車スペース10における給電側通信部12とが互いに通信可能な圏内に存在している状態である。この動作フローは車両20が駐車動作中に実行されるものである。よって、受電側通信部25と給電側通信部12とが通信可能圏内に存在していない場合はNO判定となり、車両20が駐車動作に入るまでステップS1を繰り返す。一方、受電側通信部25と給電側通信部12とが通信可能圏内に存在している場合は、制御部24は車両20が駐車動作中であると判断し、ステップS1はYES判定となる。
As shown in FIG. 3, step S1 is first executed. Step S1 is a step in which the
ステップS1でYES判定の場合、ステップS2に進む。ステップS2は、制御部24が現在時刻における伝送効率Eiを取得するステップである。制御部24は伝送効率算出部23が算出した伝送効率Eiを取得する。
If YES is determined in step S1, the process proceeds to step S2. Step S2 is a step in which the
ステップS2の後ステップS3に進む。ステップS3は、位置取得部22が車速Siとサンプリング間隔Δtとに基づいて車両20の移動距離Δxを算出するステップである。車速Siは車速センサ26によって検出され、位置取得部22によりΔx=Δx+SiΔtが計算される。上記式における右辺のΔxは後述するステップS7においてΔxをリセットした場合には0である。換言すれば、Δxがリセットされない場合には、サンプリングごとにSiΔtが積算されて、Δxが算出される。
After step S2, the process proceeds to step S3. Step S3 is a step
ステップS3の後ステップS4に進む。ステップS4は、制御部24が、伝送効率Eiと所定の閾値T1を比較するステップである。閾値T1は、その時点での伝送効率が略放物線状に近似できる位置に、車両20が存在するかの基準である。後述するように、本実施形態における非接触電力伝送装置100は、伝送効率の位置微分値がゼロである近傍で車両20を停止させることで、伝送効率Eiが極大となる位置で充電を実施するものである。一方、車両20が充電の最適位置から遠いと伝送効率Eiはゼロに漸近するので、位置微分値も略ゼロになってしまう。よって伝送効率Eiが閾値T1を下回ると、真の最適位置から遠い位置でも、それが最適位置であると誤った判定がされてしまう虞がある。ステップS4は、この誤った判定を防止するステップである。すなわち、伝送効率Eiが閾値T1以上であれば、制御部24は伝送効率の位置微分値によって車両20を停止させるべき最適位置の判定が可能であると判断する。逆に、伝送効率Eiが閾値T1より小さければ、上記の判定が不可能であると判断する。
After step S3, the process proceeds to step S4. Step S4 is a step in which the
ステップS4において、例えば車両20が充電の最適位置(x=0)から大きく離れている場合にはEi<T1でありNO判定となる。この場合ステップS8に進む。ステップS8は、制御部24あるいはGPUが運転者に報知すべき画像を生成するステップである。ステップS4はNO判定であるから、図4に示すように、制御部24は駐車位置が大きくずれていることを運転者に報知するための画像を生成する。そして、ステップS9において、表示部27は生成された画像を表示する。
In step S4, for example, when the
ステップS4において、伝送効率Eiが閾値T1以上であればYES判定となる。この場合、図3に示すようにステップS5に進む。ステップS5は、位置取得部22が車速Siとサンプリング間隔Δtに基づいてその車両20の移動距離Δxを算出し、閾値T2と比較するステップである。
In step S4, if the transmission efficiency E i is equal to or greater than the threshold value T1, a YES determination is made. In this case, the process proceeds to step S5 as shown in FIG. Step S5 is a step in which the
ところで、Δxは伝送効率の平均変化率ΔE/Δxの計算に用いられる。Δxは所定のサンプリング間隔で算出されるが、そのサンプリング間隔の間に車両20が移動していなければ(Δx=0)、平均変化率ΔE/Δxを定義できない。また、Δx≠0であっても、Δxが極端に小さい場合には、伝送効率の変化ΔEに重畳する回路ノイズの平均変化率ΔE/Δxに与える影響が大きくなる場合がある。換言すれば、ΔEがノイズに対して十分大きく変化する程度のΔxを確保することが好ましい。
By the way, Δx is used to calculate the average rate of change ΔE / Δx of transmission efficiency. Δx is calculated at a predetermined sampling interval. If the
このため、ステップS5ではΔxと閾値T2とを比較し、ΔxがT2以上確保できているか否かを判定する。ステップS5においてΔx<T2であればNO判定となり、ステップS8に進む。この場合、制御部24は、ステップS5がNO判定となる直前の画像の生成を継続する。そして、ステップS9において、表示部27は生成された画像を表示する。具体的には、駐車動作中に車両20を一時的に停止させた場合にはΔx=0となり、Δx<T2を満たすことになるが、この場合は、後述の図5〜図7の表示を維持する。
For this reason, in step S5, Δx is compared with the threshold value T2, and it is determined whether Δx is secured to T2 or more. If Δx <T2 in step S5, the determination is NO and the process proceeds to step S8. In this case, the
ステップS5において、移動距離Δxが閾値T2以上であればYES判定となる。この場合、図3に示すようにステップS6に進む。ステップS6は、制御部24が伝送効率Eの位置についての平均変化率ΔE/Δxを算出するステップである。ΔEは、現在時刻において取得された伝送効率Eiと、前回取得の伝送効率Ei−1との差分である。あるいは、前回取得の際に、ステップS4またはステップS5でNO判定となりステップS6を経なかった場合、ΔEは、移動距離Δxの積算時間と同一の時間間隔における伝送効率の変化量である。制御部24はΔEとΔxの値から位置についての平均変化率ΔE/Δxを算出する。なお、算出された平均変化率ΔE/Δxにローパス処理を施してノイズを除去するなどしても良い。図2の破線に示すように、平均変化率ΔE/Δxは、伝送効率Eの最大値を与えるx=0に近づくとき正となり、遠ざかるとき負となる。最大値を与えるx=0ではΔE/Δx=0である。
In step S5, if the moving distance Δx is equal to or greater than the threshold value T2, a YES determination is made. In this case, the process proceeds to step S6 as shown in FIG. Step S6 is a step in which the
ステップS6の後ステップS7に進む。ステップS7は、制御部24が、現在時刻において取得された伝送効率Eiを、将来のΔEの算出に利用するために、前回の取得値Ei−1として置き換えるステップである。同時に、制御部24は、Δxの値もリセットしてΔx=0とする。
It progresses to step S7 after step S6. Step S7 is a step in which the
ステップS7の後ステップS8に進む。ステップS8は、制御部24あるいはGPUが運転者に報知すべき画像を生成するステップである。生成された画像はステップS9において表示部27が運転者に向けて表示する。
It progresses to step S8 after step S7. Step S8 is a step in which the
例えば車両20が前進しつつ駐車スペース10に向かう場合を仮定する。平均変化率ΔE/Δxが正の領域では、車両20は前進しつつ駐車の最適位置x=0に近づいている。このとき、制御部24は、図5に示すような画像を生成する。画面上には、例えば、最適位置を示す破線Aと、車両20の現在位置が擬似的に表現された実線Bとが表示されている。そして、画面上において、実線Bは破線Aの下に表示されている。車両20が駐車の最適位置に近づくにつれて平均変化率ΔE/Δxは減少する。これに伴って、制御部24は、実線Bは、固定表示された破線Aに近づくように連続的に画像を生成する。この際、図5に示すように、制御部24が生成する画像には、運転者に対して前進するように指示する表示をすると良い。運転者は、実線Bが示す自車が、破線Aが示す駐車すべき最適位置に向かって移動しているように認識できる。
For example, it is assumed that the
平均変化率ΔE/Δxがゼロになると、制御部24は、図6に示すような画像を生成する。平均変化率ΔE/Δxがゼロであることは、車両20が充電に最適な位置に存在していることと同義である。よって、制御部24は、車両20が駐車スペース10における最適位置にあることを運転者に報知するための画像を生成する。
When the average change rate ΔE / Δx becomes zero, the
なお、平均変化率ΔE/Δxが正の領域であっても、車両20が後退しつつ駐車スペース10に向かう場合には、図5とは異なる画像を生成する。具体的には、図7に示すように、画面上において、実線Bは破線Aの上に表示されている。車両20が駐車の最適位置に近づくにつれて平均変化率ΔE/Δxは減少する。これに伴って、制御部24は、実線Bは、固定表示された破線Aに近づくように連続的に画像を生成する。この際、図7に示すように、制御部24が生成する画像には、運転者に対して後退するように指示する表示をすると良い。
Even when the average rate of change ΔE / Δx is a positive region, an image different from that shown in FIG. 5 is generated when the
車両20が前進する場合でも、後退する場合でも、平均変化率ΔE/Δxが正であれば制御部24は実線Bが破線Aに近づくように画像を生成し、平均変化率ΔE/Δxが負であれば制御部24は実線Bが破線Aから遠ざかるように画像を生成する。図8に、平均変化率ΔE/Δx(位置微分値dE/dxと同義)に対する破線Aと実線Bとの相対関係の変化の一例を示す。
Whether the
次に、非接触電力伝送装置100を採用することによる作用効果について説明する。
Next, the effect by employ | adopting the non-contact electric
この非接触電力伝送装置100は、伝送効率Eの平均変化率ΔE/Δx(位置微分値dE/dxと同義)がゼロになることを条件に、車両20が駐車スペース10における最適な位置にあると判断して運転者に報知する。運転者はこの報知に基づいて車両20を停止させれば良いので、1回の前進あるいは後退で受電に最適な位置を見出すことができる。
In the non-contact
また、非接触電力伝送装置100が表示部27を備えることにより、図8に示すように、伝送効率Eの位置微分値dE/dxに応じた車両20の現在位置と、駐車にかかる最適位置との相対位置を運転者に報知できる。このため、運転者は車両20を向かわせるべき方向と距離を視覚的に認識することができる。よって、運転者は、視覚的に駐車すべき位置を把握しつつブレーキ操作を行って車両20を停車させることができる。
Further, since the non-contact
すなわち、容易に車両位置のアライメントを行うことができる。したがって、駐車までの時間を短縮するとともに、車両をより正確に給電スペースに駐車させることができる。 That is, the vehicle position can be easily aligned. Therefore, it is possible to shorten the time until parking and to park the vehicle more accurately in the power feeding space.
(変形例1)
表示部27に表示される破線Aと実線Bとの距離をLとするとき、第1実施形態において説明したように、距離Lは位置微分値dE/dxに応じて変化する。第1実施形態では、dE/dx=0となる唯一点においてL=0となる例を示した。すなわち、dE/dx=0となる唯一点において、図6に示すような画像を表示する例を示した。これに対して、L=0とするべき位置微分値dE/dxにロバスト性を持たせることが好ましい。
(Modification 1)
When the distance between the broken line A and the solid line B displayed on the
図9に示すように、表示部27に表示される画面上において、最適位置を示す破線Aと車両20の現在位置を示す実線Bとの距離をLとする。なお、実線Bが破線Aに近づくときのLは正であり、実線Bが破線Aから遠ざかるときのLは負であると定義する。縦軸をLとし、横軸を平均変化率ΔE/Δx(位置微分値dE/dxと同義)とするとき、ΔE/Δxの増加に伴ってLは増加する。
As shown in FIG. 9, let L be the distance between the broken line A indicating the optimum position and the solid line B indicating the current position of the
第1実施形態では、図9に示す破線のグラフのように、ΔE/Δx=0の一点において唯一L=0となる。この場合、車両20の位置がL=0から僅かに外れた場合でも図5や図7に示すような、車両20の停車位置が充電に最適な位置ではない旨を表示してしまう。このため、運転者に不安感や不快感を与えてしまう虞がある。
In the first embodiment, L = 0 is unique only at one point of ΔE / Δx = 0 as shown by a broken line graph in FIG. In this case, even when the position of the
これに対して、本変形例では、図9に示す実線のグラフのように、ΔE/Δx=0を含む所定の範囲Xにおいて、L=0になるように設定されている。これは、充電にかかる最適位置の近傍で、ある程度の範囲を以って表示部27に駐車指示が表示されることを意味している。
On the other hand, in this modification, L = 0 is set in a predetermined range X including ΔE / Δx = 0 as shown by a solid line graph in FIG. This means that a parking instruction is displayed on the
これによれば、L=0ではないにしても、伝送効率が極大あるいはその近傍の値となる駐車位置に車両20が停車した場合には、図6に示すL=0の画像が表示される。このため、運転者は、不要な不安や不快を感じることなく、車両20を停車させることができる。
According to this, even when L = 0, when the
なお、L=0とすべき範囲Xを広く取り過ぎると、最適位置あるいは最適に近い伝送効率が得られる位置から外れた場所で車両20が停止する虞があるため、範囲Xの設定は適切に行われる必要がある。
Note that if the range X that should be L = 0 is set too wide, the
(第2実施形態)
第1実施形態において説明した制御部24の動作フローに、車速制御のフローを追加することで、車両20を充電にかかる最適位置に、より正確に駐車させることができる。なお、給電側の構成および受電側の構成は第1実施形態で説明した構成と同様であるため、説明を省略する。
(Second Embodiment)
By adding the flow of vehicle speed control to the operation flow of the
本実施形態における制御部24は、給電側通信部12と受電側通信部25とが通信可能にある駐車動作中において、図10に示すように、第1実施形態と同様に図3に示す動作フローにおけるステップS9を実行後、ステップS10を実行する。
As shown in FIG. 10, the
ステップS10は、制御部24が、車速を制御して車両20の移動量を制限するステップである。制御部24は、伝送効率Eの平均変化率ΔE/Δx(位置微分値dE/dxと同義)に応じた目標車速Si+1を設定する。目標車速Si+1とは、現在時刻の車速Siに対して、所定時間経過後に車両20が実現すべき車速である。制御部24は、この車両20が目標車速Si+1に近づくように電動機のトルク、回生ブレーキ、および制動装置によるブレーキ操作を制御する。具体的には、目標車速Si+1と現在時刻の車速Siの差に応じて例えば電動機のトルク出力を調整し、車両20の車速を制御する。急減速が必要な場合や目標車速Si+1がゼロの場合には、電動機による回生ブレーキや制動装置によるブレーキなどを併用する。
Step S <b> 10 is a step in which the
目標車速Si+1は、例えば図11に示すように設定されている。目標車速Si+1はdE/dx≦0においてSi+1=0である。すなわち、車両20が充電にかかる駐車の最適位置x=0に存在する、あるいはx=0から遠ざかる方向に移動しようとするとき目標車速Si+1はゼロとなる。
For example, the target vehicle speed S i + 1 is set as shown in FIG. The target vehicle speed S i + 1 is S i + 1 = 0 when dE / dx ≦ 0. That is, the target vehicle speed S i + 1 becomes zero when the
また、dE/dx>0において、目標車速Si+1はdE/dxの増加に伴って線形に増加し、所定のdE/dxに到達したところで目標車速Si+1が任意の所定値となる。すなわち、車両20が最適位置x=0に近づくように動いているとき、x=0に近いほど目標車速Si+1が小さく設定される。すなわち、車速が制限される。
Further, when dE / dx> 0, the target vehicle speed S i + 1 increases linearly as dE / dx increases, and the target vehicle speed S i + 1 becomes an arbitrary predetermined value when reaching a predetermined dE / dx. That is, when the
これによれば、車両20はx=0に近づくにつれて減速していき、最適位置x=0の時点で目標車速Si+1がゼロになる。したがって、車両20はx=0の位置を大きく通過することなく駐車することができる。
According to this, the
(変形例2)
第2実施形態では、車両20が駐車の最適位置x=0に近づくとき、位置微分値dE/dx=0の時点で初めてSi+1=0とする例について説明したが、位置微分値dE/dxにロバスト性を持たせることが好ましい。
(Modification 2)
In the second embodiment, when the
ところで、第2実施形態では図11に示すように、dE/dxがゼロ以下のときSi+1=0に設定されていた。この場合、車両20が駐車の最適位置に到達した時刻に、目標車速Si+1がゼロになるので、慣性運動によって車両20が駐車の最適位置を僅かに越えてしまう虞がある。
By the way, in 2nd Embodiment, as shown in FIG. 11, when dE / dx was zero or less, it was set to S i + 1 = 0. In this case, since the target vehicle speed S i + 1 becomes zero at the time when the
これに対して、本変形例における目標車速Si+1は図12に示すように設定されている。すなわち、dE/dxが正の所定値Y以下のとき目標車速Si+1=0に設定される。これによれば、車両20が最適位置x=0に近づきdE/dxが減少していく際に、dE/dx=0となる前に目標車速Si+1がゼロになるため、慣性運動によって車両20を最適位置により近い位置で停止させることができる。
On the other hand, the target vehicle speed S i + 1 in this modification is set as shown in FIG. That is, the target vehicle speed S i + 1 = 0 is set when dE / dx is equal to or less than the positive predetermined value Y. According to this, when the
なお、正の所定値Yを大きく取り過ぎると、車両20が最適位置の手前で停止する虞があるため、所定値Yの設定は適切に行われる必要がある。
Note that if the positive predetermined value Y is excessively large, the
(変形例3)
第2実施形態および変形例2では伝送効率Eの平均変化率dE/dxに応じて車速に制限を設ける例を説明した。本変形例では、それに加えて、運転者によるアクセル操作の割り込みによって車速制限を解除できるようにした例を説明する。本変形例について図13を参照して説明するが、ステップS9までの動作フローは第1および第2実施形態のステップS9までのフローと同様であるから、説明を省略する。
(Modification 3)
In the second embodiment and the second modification, the example in which the vehicle speed is limited according to the average change rate dE / dx of the transmission efficiency E has been described. In this modified example, in addition to that, an example will be described in which the vehicle speed limit can be canceled by interruption of the accelerator operation by the driver. Although this modification is demonstrated with reference to FIG. 13, since the operation | movement flow to step S9 is the same as the flow to step S9 of 1st and 2nd embodiment, description is abbreviate | omitted.
図13に示すように、車速制限処理のステップS10の後、ステップS11が実行される。ステップS11は、制御部24が、運転者によるアクセル操作が有ったか否かを判定するステップである。アクセル操作が無い場合はNO判定となり、車速制限を継続する。一方、運転者によりアクセル操作が有る場合にはYES判定となり、ステップS12に進む。
As shown in FIG. 13, step S11 is executed after step S10 of the vehicle speed limiting process. Step S11 is a step in which the
ステップS12は、制御部24が、車速の制限を解除するステップである。具体的には、制御部24は電動機のトルク出力や回生ブレーキ、制動装置によるブレーキの制御を通常の制御に戻す。
Step S12 is a step in which the
これにより、駐車動作中に急遽発進する必要が生じた場合などに車速制限を受けることなく、迅速に運転者の意思を反映することができる。 This makes it possible to quickly reflect the driver's intention without being subjected to vehicle speed restrictions when it is necessary to start suddenly during the parking operation.
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になん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。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記した各実施形態では、非接触電力伝送装置100が表示部27を備える構成について説明したが、表示部27は必ずしも必要な要素ではない。各実施形態の説明において、表示部27は、自車の位置と駐車すべき最適位置の相対関係を視覚的に示すために有効ではあるが、例えば音声のみによって運転者に報知することもできる。具体的には、車両20が駐車動作に移行した際、所定の間隔で断続的に報知音が鳴るようにする。伝送効率Eの位置微分値が小さくなるほど報知音の間隔を短くし、位置微分値がゼロになるときに間隔を無くした連続音とする。これにより、運転者は伝送効率Eが最大となる最適な駐車位置を把握することができる。
In each embodiment described above, the configuration in which the non-contact
また、上記した各実施形態では、位置取得部22が車速センサ26により検出される車速に基づいて車両20の移動距離Δxを算出する例を示したが、車両20の移動距離Δxは、例えば電動機のロータ回転角の変化から算出することもできる。
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the
また、上記した各実施形態では、車両20を駐車動作中と判断する条件として、給電側通信部12と受電側通信部25とが互いに通信可能な圏内に存在することを例に示したが、この例に限定するものではない。例えば、伝送効率Eが所定の値より大きくなることを駐車動作中と判断する条件としてもよいし、車速が所定の値より小さいことを条件としてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, as an example of the condition for determining that the
また、図4〜図7に示した画像中のレイアウトおよび意匠等はあくまで一例であって、制御部24やGPUが生成する画像は、運転者に報知すべき趣旨を違えない範囲で任意であることは言うまでもない。
Also, the layouts and designs in the images shown in FIGS. 4 to 7 are merely examples, and the images generated by the
10…駐車スペース,11…給電部,12給電側通信部,20…車両,21…受電部,22…位置取得部,23…伝送効率算出部,24…制御部,25…受電側通信部,26…車速センサ,27…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記車両に搭載され前記給電部から送電される電力を受電する受電部(21)と、
前記車両の現在位置を取得する位置取得部(22)と、
前記給電部と前記受電部との間の電力の伝送効率を算出する伝送効率算出部(23)と、
前記給電部と前記受電部との間の電力伝送を制御する制御部(24)と、を備え、
前記制御部は、前記位置取得部により取得される車両の位置と、前記伝送効率算出部により算出される伝送効率と、に基づいて伝送効率の位置微分値を算出するとともに、
前記位置微分値がゼロになることを条件に、前記車両が前記スペースにおける最適な位置にあると判断して運転者に報知し、
さらに、運転者に前記車両と前記スペースとの相対位置を報知する画像を表示するための表示部(27)を備え、
前記制御部は、前記位置微分値の絶対値がゼロに近づくに伴って、前記画像上における前記車両と前記スペースとの距離が短くなるような画像を連続的に生成して、前記表示部に表示させる非接触電力伝送装置。 A power feeding unit (11) installed in a space (10) in which the vehicle (20) is parked to transmit power;
A power receiving unit (21) that is mounted on the vehicle and receives power transmitted from the power feeding unit;
A position acquisition unit (22) for acquiring a current position of the vehicle;
A transmission efficiency calculation unit (23) for calculating a transmission efficiency of power between the power supply unit and the power reception unit;
A control unit (24) for controlling power transmission between the power feeding unit and the power receiving unit,
The control unit calculates a position differential value of the transmission efficiency based on the position of the vehicle acquired by the position acquisition unit and the transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit,
Under the condition that the position differential value becomes zero, it is determined that the vehicle is in an optimal position in the space, and the driver is notified ,
And a display unit (27) for displaying an image for notifying a driver of a relative position between the vehicle and the space,
The control unit continuously generates an image in which the distance between the vehicle and the space on the image is shortened as the absolute value of the position differential value approaches zero, and is displayed on the display unit. Non-contact power transmission device to be displayed .
前記車両に搭載され前記給電部から送電される電力を受電する受電部(21)と、
前記車両の現在位置を取得する位置取得部(22)と、
前記給電部と前記受電部との間の電力の伝送効率を算出する伝送効率算出部(23)と、
前記給電部と前記受電部との間の電力伝送を制御する制御部(24)と、を備え、
前記制御部は、前記位置取得部により取得される車両の位置と、前記伝送効率算出部により算出される伝送効率と、に基づいて伝送効率の位置微分値を算出するとともに、
前記位置微分値がゼロになることを条件に、前記車両が前記スペースにおける最適な位置にあると判断して運転者に報知し、
前記車両が駐車動作中であるとき、前記制御部は、前記位置微分値がゼロに近づくに伴って車速を制限する非接触電力伝送装置。 A power feeding unit (11) installed in a space (10) in which the vehicle (20) is parked to transmit power;
A power receiving unit (21) that is mounted on the vehicle and receives power transmitted from the power feeding unit;
A position acquisition unit (22) for acquiring a current position of the vehicle;
A transmission efficiency calculation unit (23) for calculating a transmission efficiency of power between the power supply unit and the power reception unit;
A control unit (24) for controlling power transmission between the power feeding unit and the power receiving unit,
The control unit calculates a position differential value of the transmission efficiency based on the position of the vehicle acquired by the position acquisition unit and the transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit,
Under the condition that the position differential value becomes zero, it is determined that the vehicle is in an optimal position in the space, and the driver is notified ,
When the vehicle is in a parking operation, the control unit limits the vehicle speed as the position differential value approaches zero .
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