JP2007159359A - Power transfer system, power transfer device, and power transfer device mounted on vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
車両と該車両との間で交流電力を転送する電力転送装置とを備える電力転送システム、該電力転送システムにて用いられる電力転送装置、及び前記電力転送システムにて用いられる車両に搭載される電力転送車載装置に関し、特に車両を駐停車する駐停車区域に配設される電力転送装置と車両との間で電力を転送する電力転送システム、電力転送装置及び電力転送車載装置に関する。 A power transfer system comprising a vehicle and a power transfer device that transfers AC power between the vehicle, a power transfer device used in the power transfer system, and power mounted on the vehicle used in the power transfer system More particularly, the present invention relates to a power transfer system, a power transfer device, and a power transfer vehicle-mounted device that transfer power between a vehicle and a power transfer device that is disposed in a parking area where a vehicle is parked or stopped.
近年、電気自動車、ハイブリッド車等の電力を動力源として駆動する車両が実用化されており、それに伴い車両に電力を転送する様々な充電装置が提案されている。例えば特許文献1に記載の電気自動車用充電装置は、駐車場の壁面に配設された一次コイルユニットを、電気自動車の受容ケースに嵌入させることで、電気自動車に配設された二次コイルユニットが一次コイルユニットと対向し、電気自動車に充電することが可能となる。
しかしながら特許文献1に記載されている電気自動車用充電装置では、駐車場の壁面に配設された一次コイルユニットを、電気自動車に嵌入させるための位置決めの方法について十分な検討が成されていないという問題がある。
However, in the charging device for electric vehicles described in
本発明は斯かる事情に鑑みて成されたものであり、車両を駐停車する駐停車区域に電力転送装置を配設し、車両及び電力転送装置が連携して、車両及び電力転送装置間の相対的な位置の調整を行うことにより、車両の駐停車位置の位置決めを正確に行うことが可能な電力転送システム、該電力転送システムにて用いられる電力転送装置、及び前記電力転送システムにて用いられる車両に搭載される電力転送車載装置の提供を主たる目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a power transfer device is provided in a parking and stopping area where a vehicle is parked and stopped, and the vehicle and the power transfer device are linked to each other between the vehicle and the power transfer device. A power transfer system capable of accurately positioning a parking / stopping position of a vehicle by adjusting a relative position, a power transfer device used in the power transfer system, and used in the power transfer system The main purpose is to provide an on-vehicle power transfer device mounted on a vehicle.
さらに本発明は、車両及び電力転送装置が夫々備える電力転送部にてトランスを形成することにより、効率的な電力転送を実現する電力転送システム等の提供を他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a power transfer system and the like that realize efficient power transfer by forming a transformer in each of the power transfer units included in the vehicle and the power transfer device.
また本発明は、車両及び電力転送装置間で、通信を行うことが可能な電力転送システム等の提供を更に他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a power transfer system or the like that can communicate between a vehicle and a power transfer device.
第1発明に係る電力転送システムは、電力転送車載装置を備える車両と、該車両を駐停車する駐停車区域に配設される電力転送装置とを備え、前記電力転送車載装置と電力転送装置との間で交流電力を転送する電力転送システムにおいて、前記電力転送車載装置は、交流電力を転送する車載電力転送部と、前記電力転送装置との相対的な位置の調整に要する車載位置調整部とを備え、前記電力転送装置は、交流電力を転送する車外電力転送部と、前記電力転送車載装置との相対的な位置の調整に要する車外位置調整部とを備え、前記車載位置調整部及び車外位置調整部が、前記電力転送車載装置及び電力転送装置の相対的な位置を調整した場合に、前記車載電力転送部及び車外電力転送部の間で交流電力を転送することを特徴とする。 A power transfer system according to a first aspect of the present invention includes a vehicle including a power transfer vehicle-mounted device, and a power transfer device disposed in a parking and stopping area where the vehicle is parked and stopped, the power transfer vehicle-mounted device and the power transfer device, In the power transfer system for transferring AC power between the power transfer on-vehicle device, the power transfer on-vehicle device includes an on-vehicle power transfer unit that transfers AC power, and an on-vehicle position adjustment unit that is required for adjusting the relative position of the power transfer device. The power transfer device includes: an outside power transfer unit that transfers AC power; and a vehicle outside position adjustment unit that is required to adjust the relative position of the power transfer on-vehicle device. When the position adjustment unit adjusts the relative positions of the power transfer vehicle-mounted device and the power transfer device, AC power is transferred between the vehicle power transfer unit and the vehicle power transfer unit.
本発明では、電力転送車載装置及び電力転送装置が連携して、電力転送車載装置及び電力転送装置間の相対的な位置の調整を行うことにより、車両の駐停車位置の位置決めを正確に行うことが可能であり、これにより実現性及び実用性を高めることが可能であり、また効率的な電力転送を実現することが可能である。 In the present invention, the power transfer in-vehicle device and the power transfer device cooperate to adjust the relative position between the power transfer in-vehicle device and the power transfer device, thereby accurately positioning the parking / stopping position of the vehicle. Thus, the feasibility and practicality can be improved, and efficient power transfer can be realized.
第2発明に係る電力転送システムは、第1発明において、前記電力転送車載装置が備える車載電力転送部は、前記車両の下部に配設されてあり、前記電力転送装置は、車外電力転送部を移動させる駆動部と、移動する車外電力転送部の停止位置を、前記車両に当接することで決定する位置決め部とを更に備えることを特徴とする。 The power transfer system according to a second aspect of the present invention is the power transfer system according to the first aspect, wherein the in-vehicle power transfer unit provided in the power transfer in-vehicle device is disposed in a lower part of the vehicle, and the power transfer device includes an out-of-vehicle power transfer unit. It is further characterized by further comprising: a drive unit that moves, and a positioning unit that determines a stop position of the moving external power transfer unit by contacting the vehicle.
本発明では、駆動部及び位置決め部にて電力転送装置が備える車外電力転送部の位置、例えば上下方向の位置を調整することができるので、実現性及び実用性を高めることが可能であり、効率的な電力転送を実現することが可能である。 In the present invention, it is possible to adjust the position of the external power transfer unit provided in the power transfer device in the drive unit and the positioning unit, for example, the position in the vertical direction. Power transfer can be realized.
第3発明に係る電力転送システムは、第1発明又は第2発明において、前記車載電力転送部及び車外電力転送部は、夫々コイルを有し、双方の電力転送部を近接又は当接させることでトランスを形成する様に構成されていることを特徴とする。 In the power transfer system according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, each of the in-vehicle power transfer unit and the out-of-vehicle power transfer unit has a coil, and the two power transfer units are brought close to or in contact with each other. It is configured to form a transformer.
本発明では、車載電力転送部及び車外電力転送部にてトランスを形成することにより、効率的な電力転送を実現することが可能である。 In the present invention, it is possible to realize efficient power transfer by forming a transformer in the on-vehicle power transfer unit and the off-vehicle power transfer unit.
第4発明に係る電力転送システムは、第3発明において、前記電力転送車載装置及び電力転送装置の一方は、転送する交流電力より高い周波数の通信データを、転送する交流電力に重畳する重畳部を更に備え、前記電力転送車載装置及び電力転送装置の他方は、交流電力から通信データを分離する分離部を更に備えることを特徴とする。 A power transfer system according to a fourth invention is the power transfer system according to the third invention, wherein one of the power transfer vehicle-mounted device and the power transfer device includes a superimposing unit that superimposes communication data having a frequency higher than the AC power to be transferred on the AC power to be transferred. Further, the other of the power transfer in-vehicle device and the power transfer device further includes a separation unit that separates communication data from AC power.
本発明では、電力に通信データを重畳することにより、電力転送車載装置及び電力転送装置間で電力線を用いてデータ通信を行う電力線通信を実現することが可能である。 In the present invention, by superimposing communication data on power, it is possible to realize power line communication in which data communication is performed using a power line between the power transfer in-vehicle device and the power transfer device.
第5発明に係る電力転送システムは、第1発明乃至第4発明のいずれかにおいて、前記車載位置調整部及び車外位置調整部の一方は、電磁波を発信する発信部を備え、前記車載位置調整部及び車外位置調整部の他方は、一方から発信された電磁波を受信する受信部と、受信した電磁波に基づいて位置を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。 A power transfer system according to a fifth invention is the power transfer system according to any one of the first to fourth inventions, wherein one of the in-vehicle position adjusting unit and the out-of-vehicle position adjusting unit includes a transmitting unit that transmits electromagnetic waves, and the in-vehicle position adjusting unit. The other of the vehicle outside position adjustment unit includes a receiving unit that receives an electromagnetic wave transmitted from one side, and a detection unit that detects a position based on the received electromagnetic wave.
本発明では、電力転送車載装置及び電力転送装置の一方が備える発信部から発信された電磁波を、他方が備える受信部にて受信し、受信した電磁波に基づいて相対的な位置関係を検出することにより、互いの相対的な位置を検出し調整することができるので、高精度に車両の駐停車位置の位置決めを行うことができ、実現性及び実用性を高めることが可能であり、効率的な電力転送を実現することが可能である。 In the present invention, an electromagnetic wave transmitted from a transmitter included in one of the power transfer in-vehicle device and the power transfer device is received by a receiver included in the other, and a relative positional relationship is detected based on the received electromagnetic wave. Can detect and adjust the relative positions of each other, so that the parking / stopping position of the vehicle can be determined with high accuracy, and the feasibility and practicality can be improved. It is possible to realize power transfer.
第6発明に係る電力転送システムは、第5発明において、複数の受信部を備え、前記検出手段は、複数の受信部が夫々受信した電磁波に基づいて位置を検出する様に構成してあることを特徴とする。 The power transfer system according to a sixth aspect of the present invention is the power transfer system according to the fifth aspect, further comprising a plurality of receiving units, wherein the detecting means is configured to detect a position based on the electromagnetic waves received by the plurality of receiving units, respectively. It is characterized by.
本発明では、受信部が受信する電磁波が発信部からの距離に応じて減衰することより、夫々の受信部が受信した電磁波の強度に基づいて夫々の受信部から発信部までの距離の比を導出することができ、導出した距離の比に基づいて高精度に互いの相対的な位置を検出して調整することができるので、高精度に車両の駐停車位置の位置決めを行うことができ、実現性及び実用性を高めることが可能であり、効率的な電力転送を実現することが可能である。そして例えば電磁波を上向きに発信する様に発信部を配設し、車両の下面に受信部を配設することにより、車両及び電力転送装置間の水平方向の相対的な位置を調整することが可能である。 In the present invention, since the electromagnetic wave received by the receiving unit is attenuated according to the distance from the transmitting unit, the ratio of the distance from each receiving unit to the transmitting unit is determined based on the intensity of the electromagnetic wave received by each receiving unit. Since it is possible to detect and adjust the relative position of each other with high accuracy based on the ratio of the derived distance, it is possible to position the parking / stopping position of the vehicle with high accuracy, Feasibility and practicality can be improved, and efficient power transfer can be realized. And, for example, it is possible to adjust the relative position in the horizontal direction between the vehicle and the power transfer device by disposing the transmitter so as to transmit the electromagnetic wave upward and the receiver on the lower surface of the vehicle. It is.
第7発明に係る電力転送システムは、第5発明又は第6発明において、前記発信部は、通信データを電磁波に変換する手段を備え、前記受信部は、受信した電磁波を通信データに変換する手段を備えることを特徴とする。 A power transfer system according to a seventh aspect of the present invention is the power transmission system according to the fifth or sixth aspect, wherein the transmitting unit includes means for converting communication data into electromagnetic waves, and the receiving unit converts the received electromagnetic waves into communication data. It is characterized by providing.
本発明では、電力転送車載装置及び電力転送装置間でデータ通信を実現することが可能である。 In the present invention, it is possible to realize data communication between the power transfer in-vehicle device and the power transfer device.
第8発明に係る電力転送システムは、第5発明乃至第7発明のいずれかにおいて、前記車載位置調整部及び車外位置調整部は、夫々発信部及び受信部を備えることを特徴とする。 The power transfer system according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the fifth to seventh aspects, the in-vehicle position adjustment unit and the out-of-vehicle position adjustment unit each include a transmission unit and a reception unit.
本発明では、電力転送車載装置及び電力転送装置の双方に発信部及び受信部を設けることにより、高精度に位置関係を検出することが可能であり、更に例えば電磁波を通信データにて変調することにより、電力転送車載装置及び電力転送装置間の双方向通信を実現することが可能である。 In the present invention, it is possible to detect a positional relationship with high accuracy by providing a transmitter and a receiver in both the power transfer on-vehicle device and the power transfer device, and further, for example, modulate electromagnetic waves with communication data. Thus, bidirectional communication between the power transfer in-vehicle device and the power transfer device can be realized.
第9発明に係る電力転送装置は、車両が駐停車する駐停車区域に配設され、前記車両との間で交流電力を転送する電力転送装置において、前記車両との相対的な位置の調整に要する車外位置調整部と、該車外位置調整部が、前記車両との相対的な位置を調整した場合に、前記車両との間で交流電力を転送するトランスを形成する車外電力転送部とを備えることを特徴とする。 A power transfer device according to a ninth aspect of the present invention is a power transfer device that is disposed in a parking / stopping zone where a vehicle parks and stops and transfers AC power to / from the vehicle. A vehicle exterior position adjustment unit, and a vehicle exterior power transfer unit that forms a transformer that transmits AC power to and from the vehicle when the vehicle position adjustment unit adjusts the relative position with the vehicle. It is characterized by that.
本発明では、車両を駐停車する駐停車区域に配設され、車両と連携して、車両との間の相対的な位置の調整を行うことにより、車両の駐停車位置の位置決めを正確に行うことが可能であり、これにより実現性及び実用性を高めることが可能であり、しかも効率的な電力転送を実現することが可能である。 In this invention, it arrange | positions in the parking stop area where a vehicle is parked and stopped, and coordinates the parking / stopping position of the vehicle accurately by adjusting the relative position with the vehicle in cooperation with the vehicle. This can increase the feasibility and practicality, and can realize efficient power transfer.
第10発明に係る電力転送車載装置は、車両に搭載され、該車両外部の電力転送装置との間で交流電力を転送する電力転送車載装置において、前記電力転送装置との相対的な位置の調整に要する車載位置調整部と、該車載位置調整部が、前記電力転送装置との相対的な位置を調整した場合に、前記電力転送装置との間で交流電力を転送するトランスを形成する車載電力転送部とを備えることを特徴とする。 A power transfer in-vehicle device according to a tenth aspect of the present invention is an electric power transfer in-vehicle device that is mounted on a vehicle and transfers AC power to and from the power transfer device outside the vehicle. Adjustment of the relative position with the power transfer device Vehicle-mounted position adjustment unit required for the vehicle-mounted, and when the vehicle-mounted position adjustment unit adjusts the relative position of the power transfer device, the vehicle-mounted power that forms a transformer that transfers AC power to and from the power transfer device And a transfer unit.
本発明では、車両に搭載され、駐停車区域に配設された電力転送装置と連携して、電力転送装置間の相対的な位置の調整を行うことにより、車両の駐停車位置の位置決めを正確に行うことが可能であり、これにより実現性及び実用性を高めることが可能であり、しかも効率的な電力転送を実現することが可能である。 In the present invention, the positioning of the vehicle parking / stopping position is accurately determined by adjusting the relative position between the power transfer devices in cooperation with the power transfer device mounted on the vehicle and disposed in the parking / stopping area. Therefore, the feasibility and practicality can be improved, and efficient power transfer can be realized.
本発明に係る電力転送システム、電力転送装置及び電力転送車載装置は、電力転送車載装置を搭載した車両と、車両を駐停車する駐停車区域に配設された電力転送装置とで連携して、電力転送車載装置及び電力転送装置間の相対的な位置の調整を行うことで、車両が備える電力転送車載装置と、電力転送装置とがトランスを形成し、トランスを形成する一方に巻回されたコイルに交流電流を流すことで、他方に巻回されたコイルに起電力を誘起させる。 The power transfer system, the power transfer device, and the power transfer vehicle-mounted device according to the present invention are linked with a vehicle equipped with the power transfer vehicle-mounted device and a power transfer device disposed in a parking and stopping area where the vehicle is parked and stopped. By adjusting the relative position between the power transfer in-vehicle device and the power transfer device, the power transfer in-vehicle device provided in the vehicle and the power transfer device form a transformer and are wound around one side forming the transformer By passing an alternating current through the coil, an electromotive force is induced in the coil wound around the other side.
この構成により、車両の駐停車位置の位置決めを正確に行うので、実現性及び実用性を高めることが可能であり、しかもトランスを形成するので、効率的な電力転送を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。 With this configuration, since the vehicle parking / stopping position is accurately determined, it is possible to improve the feasibility and practicality, and since the transformer is formed, it is possible to realize efficient power transfer. Etc. have excellent effects.
そして本発明では、車両から電力転送装置へ交流電力を転送することにより、車両を発電機として用い、車両にて発電した電力を電力転送装置側から取り出すことが可能であり、また電力転送装置から車両へ交流電力を転送することにより、電力転送装置を用いて電気自動車等の車両に対する充電を行うことが可能である等、優れた効果を奏する。 In the present invention, by transferring AC power from the vehicle to the power transfer device, the vehicle can be used as a generator, and the power generated by the vehicle can be taken out from the power transfer device side. By transferring AC power to the vehicle, it is possible to charge a vehicle such as an electric vehicle by using the power transfer device, and thus an excellent effect can be obtained.
さらに本発明に係る電力転送システム等は、例えば光等の電磁波を上向きに発信する様に発信部を駐停車区域に配設し、車両の下面に複数の受信部を配設して、複数の受信部が夫々受信した電磁波に基づいて位置を検出する。 Furthermore, the power transfer system and the like according to the present invention are configured such that, for example, a transmitter is disposed in a parking / parking area so that an electromagnetic wave such as light is transmitted upward, and a plurality of receivers are disposed on the lower surface of the vehicle. The position is detected based on the electromagnetic waves received by the receiving unit.
この構成により、受信部が受信した電磁波の強度は、発信部からの距離に応じて減衰するため、夫々の受信部から発信部までの夫々の距離の比を導出することができるので、高精度に互いの相対的な位置を検出して、車両の水平方向の位置決めを行うことが可能である等、優れた効果を奏する。 With this configuration, the intensity of the electromagnetic wave received by the receiving unit is attenuated according to the distance from the transmitting unit, so that the ratio of the respective distances from each receiving unit to the transmitting unit can be derived. In addition, it is possible to detect the relative positions of each other and position the vehicle in the horizontal direction.
そして本発明では、例えば変調等の方法により、通信データを電磁波に変換して発信し、受信した電磁波を通信データに変換することにより、車両及び電力転送装置間でデータ通信を実現することが可能であり、しかも車両及び電力転送装置の双方に発信部及び受信部を設けることにより、位置の検出精度を更に高めるだけでなく、車両及び電力転送装置間の双方向通信を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。 In the present invention, it is possible to realize data communication between the vehicle and the power transfer device by converting communication data into electromagnetic waves and transmitting the electromagnetic waves by a method such as modulation, and converting the received electromagnetic waves into communication data. In addition, by providing a transmitter and a receiver in both the vehicle and the power transfer device, it is possible not only to further improve the position detection accuracy, but also to realize bidirectional communication between the vehicle and the power transfer device. There are excellent effects.
また本発明に係る電力転送システム等では、車両の水平方向の位置決めを行った後、電力転送装置において、駆動部にて車外電力転送部を移動、例えば上下に駆動させ、圧力スイッチ等の位置決め部にて、車外電力転送部の上下方向の位置決めを行うことにより、車外電力転送部の位置決めを正確に行うことができるので、実現性及び実用性を高めることが可能である等、優れた効果を奏する。 Further, in the power transfer system and the like according to the present invention, after positioning the vehicle in the horizontal direction, the power transfer device moves the outside power transfer unit by the drive unit, for example, drives it up and down, and positions the positioning unit such as a pressure switch. Therefore, by positioning the vehicle power transfer unit in the vertical direction, the vehicle power transfer unit can be accurately positioned, so that it is possible to improve the feasibility and practicality. Play.
そして本発明では、一方のコイル側において、転送する交流電力より高い周波数の通信データを転送する交流電力に重畳し、他方のコイル側において、交流電力から通信データを分離することにより、車両及び電力転送装置間で電力線を用いてデータ通信を行う電力線通信を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。 In the present invention, one coil side superimposes communication data having a frequency higher than the AC power to be transferred on the AC power to be transferred, and on the other coil side, the communication data is separated from the AC power. There are excellent effects such as that it is possible to realize power line communication in which data communication is performed using power lines between transfer devices.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明の電力転送システムの概要の一例を示す説明図である。図1中1は、電気エンジンを用いた電気自動車、ガソリンエンジンを用いたガソリン車、電気エンジン及びガソリンエンジンの両方を用いたハイブリッド車等の車両であり、車両1には、本発明の電力転送車載装置10が搭載されている。車両1は、公共用又は自家用の駐車場、エネルギ補給所の停車区域等の駐停車区域2に駐停車することが可能であり、駐停車区域2には、本発明の電力転送装置20が配設されている。そして車両1が駐停車区域2に駐停車した場合、車両1及び電力転送装置20間で交流電力の転送が可能となる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an outline of the power transfer system of the present invention.
図2は、本発明の電力転送システムの電力転送時の概要の一例を示す説明図である。図2は、車両1が駐停車区域に駐停車し、交流電力を転送する状態を概念的に示している。車両1が駐停車区域に駐停車することにより、車両1に搭載された電力転送車載装置10と駐車区域2に配設された電力転送装置20とがトランスを形成し、電力の転送が可能となる。図2に示す例では、電力転送装置20は、家屋に配設された電力管理装置3と電力線にて接続されている。電力管理装置3は、家庭用電源、商用電源等の交流電源から交流電力の供給を受け、電力転送装置20を介して車両1に交流電力の転送、即ち充電を行う。なお電力転送装置20から車両1へ交流電力を転送するだけでなく、車両1を交流発電機として用い、車両1から電力転送装置20へ転送することも可能である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an outline during power transfer of the power transfer system of the present invention. FIG. 2 conceptually shows a state in which the
また車両1及び電力転送装置20間でトランスを形成するためには、車両1の駐停車位置を高精度に調整する必要があるため、車両1及び電力転送装置10には、互いに連携して相対的な位置関係を検出し、検出した相対的な位置に基づいて位置の調整を行う位置調整機構が配設されている。
Further, in order to form a transformer between the
図3は、本発明の電力転送システムにおける車両1の電力転送車載装置10及び電力転送装置20の一例を模式的に示す外観図である。図3(a)は、車両1の下面を模式的に示す外観図であり、図3の上方が車両1の前方に対応する。車両1の後部には、電力転送車載装置10が搭載されており、電力転送車載装置10は、電力転送装置20とトランスを形成する車載電力転送機構11、及び車載電力転送機構11の左右方向に配設された車載位置調整機構12を備えている。
FIG. 3 is an external view schematically showing an example of the power transfer vehicle-mounted
図3(b)は、電力転送装置20の上面を模式的に示す外観図である。電力転送装置20は、車両1の車載電力転送機構11とトランスを形成する車外電力転送機構21、及び車外電力転送機構21の図中左右方向に配設された車外位置調整機構22を備えている。車両1が備える車載位置調整機構12及び電力転送装置20が備える車外位置調整機構22が相対する様に車両1を駐停車することで、車両1が備える車載電力転送機構11及び電力転送装置20が備える車外電力転送機構21の水平方向の位置が相対する。
FIG. 3B is an external view schematically showing the upper surface of the
図4は、本発明の電力転送システムにおける車両1が備える車載位置調整機構12及び電力転送装置20が備える車外位置調整機構22のセンサの一例を模式的に示す説明図である。図4(a)は、車両1が備える電力転送車載装置10に配設された車載位置調整機構12を示しており、図中向かって左方には、電磁波として光を発信するLED(Light Emitting Diode)等の発信部121が配設されており、右方には電磁波である光を受信するPD(Photo Diode )等の複数の受信部122が配設されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of sensors of the in-vehicle
図4(b)は、電力転送装置20に配設された車外位置調整機構22を示しており、図中向かって左方には、電磁波を受信するPD等の複数の受信部221が配設されており、右方には電磁波を発信するLED等の発信部222が配設されている。
FIG. 4B shows a vehicle exterior
車両1側の発信部121から発信された電磁波は、電力転送装置20側の複数の受信部221にて受信され、夫々の受信部221が受信した電磁波の強度に基づいて、車外位置調整機構22は、車両1及び電力転送装置20の相対的な位置関係を検出する。図4(b)に示す様に受信部221は、3×3のマトリクス状に配置されている。受信部221が受信する電磁波は、発信部121からの距離に応じて減衰しているため、夫々の受信部221が受信した電磁波の強度に基づいて夫々の受信部221から発信部121までの距離の比を導出することができ、導出した距離の比に基づいて高精度に発信部121及び受信部221の相対的な位置関係を検出することが可能である。そして検出した位置関係に基づきマトリクスの中央に配置された受信部221が発信部121と相対する様に相互の位置を調整する。
The electromagnetic wave transmitted from the
電力転送装置20側の発信部222から発信された電磁波は、車両1側の複数の受信部122にて受信され、夫々の受信部122が受信した電磁波の強度に基づいて、車載位置調整機構12は、車両及び電力転送装置20の相対的な位置関係を検出する。図4(a)に示す様に受信部122は、3×3のマトリクス状に配置されており、夫々の受信部122が受信した電磁波の強度に基づいて発信部222及び受信部122の相対的な位置関係を検出することが可能である。そして検出した位置関係に基づきマトリクスの中央に配置された受信部122が発信部222と相対する様に相互の位置を調整する。
The electromagnetic waves transmitted from the
そして発信部121及び受信部221並びに発信部222及び受信部122の位置関係を調整すべく車両1及び/又は電力転送装置20の位置を調整することにより、電力転送装置20に対する車両1の水平方向の位置が確定する。位置を調整する手順としては、例えば発信部121から発信された電磁波を、マトリクスの中央に配置された受信部221が最大の強度となる様に、車両1及び/又は電力転送装置20を、図4に示すX軸方向及びY軸方向に平行移動し、その後、受信部221及び発信部121を結ぶ線を回転軸とする回転移動を行うことにより発信部222及び受信部122の位置を調整する。
The horizontal direction of the
図5は、本発明の電力転送システムにおける車両1が備える車載位置調整機構12の構成例を示すブロック図である。車載位置調整機構12は、発信部121及び受信部122を備え、更に受信部122が受信した電磁波の強度に基づき電力転送装置20の相対的な位置を検出する検出部123と、検出部123が検出した位置に基づいて車両1の位置を調整する調整部124と、データ通信回路125とを備えている。調整部124は、例えば車両1の操舵方向及び駆動方向を計算し、計算した結果に基づく操舵系及び駆動系の機構を制御する制御信号の発信、運転者に位置の調整を促す情報の出力等の処理を行う。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the in-vehicle
さらに車載位置調整機構12が備える発信部121は、電力転送装置20へ送信すべき通信データを電磁波に変換するエンコード回路121aを備え、受信部122は、電力転送装置20から受信した電磁波を通信データに変換するデコード回路122aを備えている。エンコード回路121aは、デジタルデータである通信データに基づいて、電磁波を発信するための回路の開閉及び発信する電磁波の強度の調整を行う機能を有し、電磁波の発信タイミングの調整、変調等の処理により、発信する電磁波に対して実質的に通信データを重畳する機能を有する。またデコード回路122aは、電磁波の受信間隔及び強弱の変化から通信データを復号する機能を有し、受信した電磁波から実質的に通信データを取り出す機能を有する。即ちデータ通信回路125から発信部121を介して通信データを送信し、受信部122にて受信した通信データをデータ通信回路125が受け取る双方向通信を行うことが可能である。
Furthermore, the
図6は、本発明の電力転送システムにおける電力転送装置20が備える車外位置調整機構22の構成例を示すブロック図である。車外位置調整機構22は、受信部221及び発信部222を備え、更に受信部221が受信した電磁波の強度に基づき電力転送装置20の相対的な位置を検出する検出部223と、検出部223が検出した位置に基づいて車外電力転送機構21の位置を調整する調整部224と、データ通信回路225とを備えている。調整部224は、例えば車外電力転送機構21を水平方向に平行移動及び回転させる機構を制御する制御信号の発信等の処理を行う。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the outside-vehicle
さらに車外位置調整機構22が備える受信部221は、車両1から受信した電磁波を通信データに変換するデコード回路221aを備え、発信部222は、車両1へ送信すべき通信データを電磁波に変換するエンコード回路222aを備えている。そして受信部221にて受信した通信データをデータ通信回路225が受け取り、データ通信回路225から発信部222を介して通信データを送信する双方向通信を実現することが可能である。
Furthermore, the receiving
なお車両1及び電力転送装置20の双方が位置を調整する処理を行うのではなく、いずれか一方のみが調整を行うようにしても良く、また検出した位置を示す情報又は位置に基づき調整を行うための情報を通信データとして送受信する様にしても良い。
Note that both the
図7は、本発明の電力転送システムにおける電力転送装置20の位置調整機構の一例を模式的に示す説明図である。電力転送装置20は、車外電力転送機構21の位置を調整する駆動機構23を備えており、駆動機構23は、車外電力転送機構21を水平方向に平行移動させる平行駆動部231、水平方向に回転させる回転駆動部232、及び上下方向に移動させる垂直駆動部233を有している。また車外電力転送機構21の車両1側には、車両1に当接することで垂直駆動部233による上昇動作を停止させる圧力スイッチ等の位置決め部211が配設されている。
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing an example of a position adjustment mechanism of the
平行駆動部231及び回転駆動部232は、例えば調整部214から発信される制御信号に基づいて車外電力転送機構21を駆動し、水平方向の位置決めを行う。水平方向の位置決めが完了後、垂直駆動部233により、車外電力転送機構21は上昇し、位置決め部211が車両1に当接した時に車外電力転送機構21の上昇は停止し、垂直方向の位置決めが行われる。
The
図8は、本発明の電力転送システムの電力転送に関する構成例を模式的に示すブロック図である。前述した方法により、電力転送装置20が備える車外電力転送機構21の位置決めにより、車両1が備える車載電力転送機構11と、電力転送装置2が備える車外電力転送機構21とが近接又は当接して電磁的に結合することでトランスを形成する。車両1が備える車載電力転送機構11及び電力転送装置2が備える車外電力転送機構21は夫々U字状をなしており、これらが近接又は当接して形成されるトランスは、O字状をなすコアを形成する。車両1が備える車載電力転送機構11と、電力転送装置2が備える車外電力転送機構21には、夫々コイル111及び212が巻回されており、一方が一次コイルとなり、他方が二次コイルとなる。例えば電力転送装置2が備える車外電力転送機構21に巻回されたコイル212に交流電流を流した場合、コイル212が一次コイルとなり、二次コイルである車載電力転送機構11に巻回されたコイル111に起電力を誘起させる。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a configuration example relating to power transfer of the power transfer system of the present invention. By the positioning of the external
さらに車両1が備える車載電力転送機構11には、交流を直流に変換する整流器131及び直流を交流に変換するインバータ132を有する変換部13が接続されており、変換部13は、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等の二次電池14に接続している。そして車載電力転送機構11が電磁誘導により交流電力の転送を受けた場合、変換部13の整流器131は、転送された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力により、二次電池14に対する充電を行う。また二次電池14から放電された直流電力は、変換部13のインバータ132により交流電力に変換され、車載電力転送機構11に供給される。
Furthermore, the in-vehicle
また変換部13には、整流器151を介して発電機15が接続されている。そして発電機15が発電した交流電力は、整流器151にて直流電力に変換され、変換部13に供給される。なお発電機15から交流電力を車載電力転送機構11に供給する様にしても良い。
A
さらに電力転送装置2が備える車外電力転送機構21は、電力管理装置3が接続されており、電力管理装置3へ交流電力を転送し、また電力管理装置3から転送される交流電力を受ける。なお整流器及びインバータを有する変換部を車外電力転送機構21に接続し、電力転送装置2及び電力管理装置3の間は直流電力の転送を行う様にしても良い。
Furthermore, the
図9は、本発明の電力転送システムにおける車両1の電力線通信機構に関する構成例を示すブロック図である。車両1は、車載電力転送機構11及び変換部13を接続する電力線PLに接続し、電力線通信(PLC:Power Line Communication)を行う電力線通信機構16を備えている。電力線通信機構16は、分岐線を介して電力線PLに接続する結合回路161と、トランシーバ162と、データ通信回路163とを備えている。また電力線通信PLにおいて、分岐線と分岐する分岐点から変換部13側には、50Hz、60Hz等の低周波の交流電力を透過し、高周波の通信データを遮断するローパスフィルタLPFが配設されている。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example relating to the power line communication mechanism of the
結合回路161は、低周波の交流電力を遮断し、送受信される通信データの信号帯域(2〜30MHz)の高周波信号を電力線PLとの間で受け渡しするハイパスフィルタであり、電力線PLとの間で高周波の通信データの受け渡しを行うと共に、電力線PLとのインピーダンス整合等のカップリングを行う。トランシーバ162は、通信データの信号帯域の周波数にて通信データの変調及び復調を行う回路であり、結合回路161及びデータ通信回路163間での通信データの中継機能を備えている。そしてデータ通信回路163は、トランシーバ162を介して通信データの送受信を行う。
The
このように構成される電力線通信機構16は、車両1から電力転送装置20へ交流電力を転送する場合、転送する交流電力より高い周波数の通信データを、転送する交流電力に重畳する。また電力転送装置20から車両1へ交流電力を転送する場合、電力線通信機構16は、転送されてきた交流電力から通信データを分離する。
When the AC power is transferred from the
図10は、本発明の電力転送システムにおける電力転送装置20の電力線通信機構に関する構成例を示すブロック図である。電力転送装置20は、車外電力転送機構21及び電力管理装置3を接続する電力線PLに接続し、電力線通信を行う電力線通信機構24を備えている。電力線通信機構24は、分岐線を介して電力線PLに接続する結合回路241と、トランシーバ242と、データ通信回路243とを備えている。また電力線通信PLにおいて、分岐線と分岐する分岐点から電力管理装置3側には、50Hz、60Hz等の低周波の交流電力を透過し、高周波の通信データを遮断するローパスフィルタLPFが配設されている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example relating to the power line communication mechanism of the
結合回路241は、低周波の交流電力を遮断し、送受信される通信データの信号帯域(2〜30MHz)の高周波信号を電力線PLとの間で受け渡しするハイパスフィルタであり、電力線PLとの間で高周波の通信データの受け渡しを行うと共に、電力線PLとのインピーダンス整合等のカップリングを行う。トランシーバ242は、通信データの信号帯域の周波数にて通信データの変調及び復調を行う回路であり、結合回路241及びデータ通信回路243間での通信データの中継機能を備えている。そしてデータ通信回路243は、トランシーバ242を介して通信データの送受信を行う。
The coupling circuit 241 is a high-pass filter that cuts off low-frequency AC power and passes a high-frequency signal in the signal band (2 to 30 MHz) of communication data to be transmitted and received between the power line PL and the power line PL. In addition to passing high-frequency communication data, coupling such as impedance matching with the power line PL is performed. The
このように構成される電力線通信機構24は、電力転送装置20から車両1へ交流電力を転送する場合、転送する交流電力より高い周波数の通信データを、転送する交流電力重畳する。また車両1から電力転送装置2へ交流電力を転送する場合、電力線通信機構24は、転送されてきた交流電力から通信データを分離する。なお電力線通信機構24は、電力管理装置3に内蔵させる様にしても良い。
When the AC power is transferred from the
以上詳述した様に本発明の電力転送システムは、車両1が駐停車区域2に駐停車した場合に、車両1が備える電力転送車載装置10と、電力転送装置20とがトランスを形成し、車両1に対する充電等の効率的な電力転送を行うことができる。トランスを形成するための位置決め方法として、水平方向については、光等の電磁波の発信及び受信を行う車載位置調整機構12及び車外位置調整機構22にて行い、垂直方向については、電力転送装置20が備える圧力スイッチ等の位置決め部211にて行う。しかも車両1が備える車載位置調整機構12及び電力転送装置20が備える車外位置調整機構22は、位置決めだけでなく双方向通信の機能をも備えており、また車両1が備える車載電力転送機構11及び電力転送装置2が備える車外電力転送機構21がトランスを形成した場合、電力線通信による通信を行うことが可能となる。
As described above in detail, in the power transfer system of the present invention, when the
このような本発明の電力転送システムは、例えば電力転送装置20を一般家庭用の駐車場等の駐停車区域2に配設した場合で、駐停車区域2に駐車したとき、車両1に対する充電だけでなく、車両1に搭載されるナビゲーションシステム、オーディオビジュアルシステム等の車載LANを構成する各種ECU(Electric Control Unit )と、家屋内のホームネットワークを構成するパーソナルコンピュータ、オーディオビジュアルシステム等の各種電子機器とを接続し、ナビゲーション用データ、音楽用データ、ビデオ用データ等の各種情報の送受信を行うことが可能である。
In such a power transfer system of the present invention, for example, when the
また例えば電力転送装置20をエネルギ補給所の停車場所等の駐停車区域2に配設した場合で、駐停車区域2に停車したとき、車両1に対する充電だけでなく、エネルギ補給所にて提供されるサービス情報、交通情報、地域情報等の様々な情報の送受信を行うことが可能である。
In addition, for example, when the
前記実施の形態では、車載位置調整機構を車両の後部下面に配設する形態を示したが本発明はこれに限らず、車両の前部下面等の他の位置に配設する様にしても良く、また車両の側部等の下面以外の位置に配設する様にしても良い。また車載電力転送機構についても車両の側部等の下面以外の位置に配設する様にしても良い等、様々な形態に展開することが可能である。 In the above-described embodiment, the on-vehicle position adjusting mechanism is disposed on the lower surface of the rear portion of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and may be disposed at other positions such as the lower surface of the front portion of the vehicle. Alternatively, it may be arranged at a position other than the lower surface such as the side portion of the vehicle. Also, the on-vehicle power transfer mechanism can be developed in various forms, such as being arranged at a position other than the lower surface such as the side of the vehicle.
1 車両
10 電力転送車載装置
11 車載電力転送機構
111 コイル
12 車載位置調整機構
121 発信部
121a エンコード回路
122 受信部
122a デコード回路
123 検出部
124 調整部
125 データ通信回路
13 変換部
131 整流器
132 インバータ
14 二次電池
15 発電機
151 整流器
2 駐停車区域
20 電力転送装置
21 車外電力転送機構
22 車外位置調整機構
212 コイル
221 受信部
221a デコード回路
222 発信部
222a エンコード回路
223 検出部
224 調整部
225 データ通信回路
23 駆動機構
231 平行駆動部
232 回転駆動部
233 垂直駆動部
3 電力管理装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電力転送車載装置は、
交流電力を転送する車載電力転送部と、
前記電力転送装置との相対的な位置の調整に要する車載位置調整部と
を備え、
前記電力転送装置は、
交流電力を転送する車外電力転送部と、
前記電力転送車載装置との相対的な位置の調整に要する車外位置調整部と
を備え、
前記車載位置調整部及び車外位置調整部が、前記電力転送車載装置及び電力転送装置の相対的な位置を調整した場合に、
前記車載電力転送部及び車外電力転送部の間で交流電力を転送する
ことを特徴とする電力転送システム。 A power transfer that includes a vehicle including a power transfer vehicle-mounted device and a power transfer device disposed in a parking and stopping area where the vehicle is parked and stopped, and transfers AC power between the power transfer vehicle-mounted device and the power transfer device. In the system,
The power transfer in-vehicle device is:
An in-vehicle power transfer unit for transferring AC power;
An in-vehicle position adjustment unit required for adjusting the relative position with the power transfer device,
The power transfer device
An external power transfer unit that transfers AC power;
A vehicle exterior position adjustment unit required for adjusting the relative position with the power transfer vehicle-mounted device,
When the in-vehicle position adjustment unit and the out-of-vehicle position adjustment unit adjust the relative positions of the power transfer in-vehicle device and the power transfer device,
AC power is transferred between the in-vehicle power transfer unit and the out-of-vehicle power transfer unit.
前記電力転送装置は、
車外電力転送部を移動させる駆動部と、
移動する車外電力転送部の停止位置を、前記車両に当接することで決定する位置決め部と
を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電力転送システム。 The in-vehicle power transfer unit included in the power transfer in-vehicle device is disposed in the lower part of the vehicle,
The power transfer device
A drive unit for moving the external power transfer unit;
The power transfer system according to claim 1, further comprising: a positioning unit that determines a stop position of the moving external power transfer unit by contacting the vehicle.
前記電力転送車載装置及び電力転送装置の他方は、交流電力から通信データを分離する分離部を更に備える
ことを特徴とする請求項3に記載の電力転送システム。 One of the power transfer in-vehicle device and the power transfer device further includes a superimposition unit that superimposes communication data having a frequency higher than the AC power to be transferred on the AC power to be transferred,
4. The power transfer system according to claim 3, wherein the other of the power transfer in-vehicle device and the power transfer device further includes a separation unit that separates communication data from AC power.
電磁波を発信する発信部を備え、
前記車載位置調整部及び車外位置調整部の他方は、
一方から発信された電磁波を受信する受信部と、
受信した電磁波に基づいて位置を検出する検出手段と
を備える
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電力転送システム。 One of the in-vehicle position adjustment unit and the outside position adjustment unit is
It has a transmitter that transmits electromagnetic waves,
The other of the in-vehicle position adjusting unit and the outside position adjusting unit is
A receiving unit that receives electromagnetic waves transmitted from one side;
The power transfer system according to claim 1, further comprising: a detecting unit that detects a position based on the received electromagnetic wave.
前記検出手段は、複数の受信部が夫々受信した電磁波に基づいて位置を検出する様に構成してある
ことを特徴とする請求項5に記載の電力転送システム。 With multiple receivers,
The power transfer system according to claim 5, wherein the detection unit is configured to detect a position based on electromagnetic waves received by a plurality of reception units.
前記受信部は、受信した電磁波を通信データに変換する手段を備える
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の電力転送システム。 The transmitting unit includes means for converting communication data into electromagnetic waves,
The power transfer system according to claim 5 or 6, wherein the reception unit includes means for converting received electromagnetic waves into communication data.
前記車両との相対的な位置の調整に要する車外位置調整部と、
該車外位置調整部が、前記車両との相対的な位置を調整した場合に、
前記車両との間で交流電力を転送するトランスを形成する車外電力転送部と
を備えることを特徴とする電力転送装置。 In a power transfer device that is disposed in a parking and stopping area where a vehicle parks and transfers AC power to and from the vehicle,
An outside position adjustment unit required for adjusting the relative position with the vehicle;
When the outside position adjustment unit adjusts the position relative to the vehicle,
A power transfer device comprising: an off-vehicle power transfer unit that forms a transformer that transfers AC power to and from the vehicle.
前記電力転送装置との相対的な位置の調整に要する車載位置調整部と、
該車載位置調整部が、前記電力転送装置との相対的な位置を調整した場合に、
前記電力転送装置との間で交流電力を転送するトランスを形成する車載電力転送部と
を備えることを特徴とする電力転送車載装置。 In a power transfer vehicle-mounted device mounted on a vehicle and transferring AC power to and from a power transfer device outside the vehicle,
An on-vehicle position adjustment unit required for adjustment of the relative position with the power transfer device;
When the on-vehicle position adjustment unit adjusts the relative position with the power transfer device,
An on-vehicle power transfer unit that forms a transformer that transfers AC power to and from the power transfer device.
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