JP2014035746A - Parking assistance device in non-contact charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駐車支援装置に関し、より特定的には、非接触充電システムを利用する車両に搭載される駐車支援装置に関する。 The present invention relates to a parking assistance device for a vehicle, and more particularly to a parking assistance device mounted on a vehicle that uses a non-contact charging system.
周知のように、自動車の運転にあまり自信がないドライバーであっても、簡単に駐車場に自動車を駐車できるようにするための運転支援技術が、様々に開発されて利用されている。
また、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車などのように、バッテリーに蓄電した電力を駆動用モータに与えて動力に変換する車両も普及しつつある。
As is well known, various driving support technologies have been developed and used to allow a driver who is not confident in driving a car to easily park the car in a parking lot.
In addition, vehicles such as plug-in hybrid vehicles and electric vehicles that use electric power stored in a battery to drive motors to convert them into power are becoming widespread.
このプラグインハイブリッド自動車や電気自動車などのバッテリーへの充電は、典型的には、自宅のガレージや電気スタンドなどの、いわゆる駐車エリアに設けられたインフラ側となる給電設備を介して行われる。特に近年、給電設備から自動車のバッテリーへの充電は、電源コードや送電ケーブルなどを用いた有線接続だけではなく、無線による非接触で充電する技術も開発されている。 Charging of a battery such as a plug-in hybrid vehicle or an electric vehicle is typically performed via a power supply facility on an infrastructure side provided in a so-called parking area such as a garage or a desk lamp at home. Particularly in recent years, charging from a power supply facility to an automobile battery has been developed not only by a wired connection using a power cord or a power transmission cable, but also by a wireless non-contact charging technique.
非接触で充電する技術を利用する一例としては、次のようなシステムが考えられる。
予め設備として、駐車エリアの地面に送電部(送電コイルなど)を設置し、自動車の底面に受電部(受電コイルなど)を設置しておく。バッテリーへの充電は、自動車を駐車エリア内に停めて、送電部に交流電流を供給する。この送電部に供給した交流電流は、電磁誘導によって受電部に交流電流を発生させる。そして、受電部に発生した交流電流をバッテリーへ与えることで、非接触による充電が行われる。
As an example of using a non-contact charging technology, the following system can be considered.
As equipment, a power transmission unit (such as a power transmission coil) is installed in advance on the ground of the parking area, and a power reception unit (such as a power reception coil) is installed on the bottom of the automobile. The battery is charged by stopping the vehicle in the parking area and supplying an alternating current to the power transmission unit. The alternating current supplied to the power transmission unit generates an alternating current in the power receiving unit by electromagnetic induction. And the non-contact charge is performed by giving the alternating current generated in the power receiving unit to the battery.
電源コードや送電ケーブルなどの有線で給電設備と自動車とを接続する場合には、駐車エリア内における自動車の駐車位置をそれほど気にする必要がなかった。しかし、給電設備と自動車とを非接触で接続する場合には、駐車エリア内における自動車の駐車位置が重要になってくる。ここで、送電部と受電部との左右方向の位置ずれは、駐車エリアの白線枠などの目印で小さく抑えられるので、送電部と受電部との前後方向の位置ずれが特に重要となる。 When the power supply facility and the vehicle are connected with a power cord or a power transmission cable or the like, it is not necessary to worry about the parking position of the vehicle in the parking area. However, when the power supply facility and the automobile are connected in a non-contact manner, the parking position of the automobile in the parking area becomes important. Here, since the positional deviation in the left-right direction between the power transmission unit and the power reception unit is suppressed to a small extent by a mark such as a white line frame in the parking area, the positional deviation in the front-rear direction between the power transmission unit and the power reception unit is particularly important.
ところが、ドライバーは、駐車エリアの地面に設置された送電部の位置も、自動車の底面に設置された受電部の位置も、詳しく把握できていない。このため、駐車エリア内における自動車の駐車位置によっては、送電部と受電部との前後方向の位置ずれが大きくなり、バッテリーへの充電が効率的に行われないおそれがある。 However, the driver cannot grasp in detail neither the position of the power transmission unit installed on the ground of the parking area nor the position of the power reception unit installed on the bottom surface of the automobile. For this reason, depending on the parking position of the automobile in the parking area, the positional deviation in the front-rear direction between the power transmission unit and the power reception unit increases, and the battery may not be charged efficiently.
このような課題に対して、上述した特許文献1に記載された駐車支援システムでは、送電部と受電部との位置関係を、2つのマーク(補助画像)で表示すると共に、送電部と受電部との距離を数値で表示(距離表示)している。この2つの表示により、特許文献1に記載された駐車支援システムでは、駐車エリアにおける自動車の最適な駐車位置を支援している。 For such a problem, in the parking assistance system described in Patent Document 1 described above, the positional relationship between the power transmission unit and the power reception unit is displayed with two marks (auxiliary images), and the power transmission unit and the power reception unit. The distance between and is displayed numerically (distance display). With these two displays, the parking support system described in Patent Document 1 supports the optimum parking position of the automobile in the parking area.
本発明は、上記の技術内容をさらに発展させたものであり、自動車のドライバーが送電部から受電部が受信する電力強度を容易に確認しながら自動車を最適な位置に駐車することができる駐車支援装置を開示するものである。 The present invention is a further development of the above technical contents, and parking assistance that enables a driver of an automobile to park the automobile at an optimal position while easily checking the power intensity received by the power receiving section from the power transmission section. An apparatus is disclosed.
本発明は、非接触充電システムを搭載した車両に用いられる駐車支援装置に向けられている。
そして、上記目的を達成するために、本発明の駐車支援装置は、駐車エリアから車両への相対位置を示す車両位置情報を用いて、この駐車エリアへ車両を案内する第1の駐車支援部と、第1の駐車支援部によって駐車エリアへ車両が案内された後、この案内された駐車エリアの給電設備から車両が受信する電力の強度を用いて、駐車エリア内における効率的な給電ポイントをさらに案内する第2の駐車支援部とを備えている。
The present invention is directed to a parking assistance device used in a vehicle equipped with a non-contact charging system.
And in order to achieve the said objective, the parking assistance apparatus of this invention uses the vehicle position information which shows the relative position from a parking area to a vehicle, The 1st parking assistance part which guides a vehicle to this parking area, After the vehicle is guided to the parking area by the first parking support unit, an efficient power supply point in the parking area is further determined using the strength of the power received by the vehicle from the power supply facility in the guided parking area. And a second parking support section for guiding.
上述した本発明の駐車支援装置によれば、自動車のドライバーは、送電部と受電部との位置関係を把握していなくても、装置から提供される案内を確認しながらバッテリー充電が効率的に実行される最適な位置に、自動車を簡単に駐車することができる。 According to the parking assist device of the present invention described above, the vehicle driver can efficiently charge the battery while confirming the guidance provided by the device without knowing the positional relationship between the power transmission unit and the power reception unit. The car can be easily parked at the optimal position to be implemented.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置20を含む非接触充電システム1全体の概略構成を示す図である。図1における非接触充電システム1は、給電設備10と、駐車支援装置20とを含んでいる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an entire contactless charging system 1 including a
給電設備10は、自宅のガレージや電気充電スタンドなどの車両を駐停車できる場所(以下、駐車エリアと称する)に設けられるインフラ側の設備である。駐車支援装置20は、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車など、バッテリーに蓄電した電力を駆動用モータに与えて動力に変換する車両に搭載される装置である。
The
図1に示す非接触充電システム1では、給電設備10と駐車支援装置20との間で無線通信を行い、車両の駐車エリアへの駐車支援および車両のバッテリーへの電力充電の両方を実現する。この非接触充電システム1を構成する本発明の駐車支援装置20では、駐車案内を2段階で提供することによって、バッテリー充電を効率的に行える位置にドライバーが車両を駐車することができる駐車支援手法を実現する。
以下にその詳細を説明する。
In the non-contact charging system 1 shown in FIG. 1, wireless communication is performed between the
Details will be described below.
1.構成の説明
図2は、図1に示した給電設備10および駐車支援装置20の詳細な構成を説明するための機能ブロック図である。図3は、駐車エリア内に設置される給電設備10の一部の構成に関する配置例を、路面に対して平行な状態で示したものである。
1. 2. Description of Configuration FIG. 2 is a functional block diagram for explaining detailed configurations of the
まず、駐車エリアに設けられる給電設備10の各構成を説明する。
給電設備10は、アンテナ11と、無線通信部12と、車両検出部13と、高周波電源部14と、送電部15と、制御部18とを備えている。
First, each structure of the
The
無線通信部12は、アンテナ11を介した無線通信によって、車両に搭載された駐車支援装置20との間で非接触充電に関する制御信号を送受信するための、通信インタフェースである。この無線通信部12には、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers:米国電気電子学会)規格に準拠したWiFiやZigbee(登録商標)などの通信メディアが用いられる。
車両検出部13は、駐車エリア(典型的には、路面に白線で描かれた駐車枠、図3を参照)に車両が進入したか否かを検出するためのセンサである。この車両検出部13には、例えば、圧力センサや赤外線センサなどが用いられる。図1および図3では、車両検出部13が駐車エリア内における進入側の路面に埋設されている例を示している。
高周波電源部14は、車両のバッテリーに充電する電力を生成するための高周波電流を発生させる。高周波電流の周波数は、例えば1kHz〜数十MHzである。
The
The
The high frequency
送電部15は、電線が巻かれたコイルを含む(Z整合器を含む)。図1および図3では、送電部15が駐車エリア内における中央付近の路面に埋設されている例を示している。送電部15のコイル、つまり1次コイルに高周波電源部14が発生させた高周波電流を印加することで磁界を変化させ、後述する駐車支援装置20の受電部24側のコイル、つまり2次コイルに誘導電流を発生させる。
制御部18は、典型的には電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)であり、アンテナ11、無線通信部12、車両検出部13、高周波電源部14、および送電部15を制御する。
The
The
次に、車両に搭載される駐車支援装置20の各構成を説明する。
駐車支援装置20は、アンテナ21と、無線通信部22と、車両位置取得部23と、受電部24と、受信電力測定部25と、非接触充電部26と、バッテリー27と、制御部28と、案内部29とを備えている。
Next, each structure of the
The
無線通信部22は、アンテナ21を介した無線通信によって、駐車エリアに設けられた給電設備10との間で非接触充電に関する制御信号を送受信するための、通信インタフェースである。この無線通信部22には、上述の無線通信部12と同様に、IEEE規格に準拠したWiFiやZigbeeなどの通信メディアが用いられる。
車両位置取得部23は、給電設備10に対する車両の相対位置に関する情報を取得する。この車両位置取得部23には、例えば車両の速度を検出したり走行距離を算出したりする車速パルス発生器や、距離センサ、およびGPS(Global Positioning System:全地球測位システム)などが用いられる。
The
The vehicle
受電部24は、電線が巻かれたコイルを含む(Z整合器を含む)。図1では、受電部24が車両の底面(フロアパネル下面)に設置されている例を示している。上述した給電設備10の送電部15の1次コイルによる磁界変化作用によって、この受電部24の2次コイルに誘導電流が発生する。
受信電力測定部25は、受電部24で発生した誘導電流の強度を測定する。受信電力測定部25で測定された電力強度の情報は、車両の駐車エリアへの駐車支援に利用される。
The
The received
非接触充電部26は、受電部24で発生した誘導電流をバッテリー27に出力して電力を蓄えるための電気回路であり、整流器、DC/DCコンバータ、およびセンサなどを含む。バッテリー27は、再充電可能な直流電源であり、例えばリチウムイオンやニッケル水素などの2次電池である。
案内部29は、ディスプレイやスピーカなどの情報出力装置であり、車両位置取得部23で取得した車両位置情報に基づいて車両の駐車エリアへの駐車案内を画面表示や音声出力したり、受信電力測定部25で測定した電力強度に基づいて車両の駐車エリア内でのさらに詳細な駐車案内を画面表示や音声出力したりする。
制御部28は、典型的には電子制御ユニット(ECU)であり、アンテナ21、無線通信部22、車両位置取得部23、受電部24、受信電力測定部25、非接触充電部26、および案内部29を制御する。
The non-contact charging unit 26 is an electric circuit for storing the electric power by outputting the induced current generated in the
The
The
駐車支援装置20において、アンテナ21、無線通信部22、車両位置取得部23、制御部28、および案内部29は、第1の駐車支援部として機能する。また、駐車支援装置20において、受電部24、受信電力測定部25、制御部28、および案内部29は、第2の駐車支援部として機能する。
In the
2.駐車支援の内容
図4〜図8を参照して、駐車支援の内容を具体的に説明する。なお、以下の説明では、駐車支援装置20の案内部29がディスプレイであって、ドライバーへの車両駐車案内を画面で表示する場合を一例に挙げている。
図4は、駐車支援装置20で行われる第1の駐車支援の処理手順を説明するフローチャートである。図5は、駐車支援装置20で行われる第2の駐車支援の処理手順を説明するフローチャートである。図6および図7は、駐車位置メータおよび受信強度メータの一例を示す図である。図8は、受信強度メータの一例を示す図である。
2. Details of parking assistance The contents of parking assistance will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, a case where the
FIG. 4 is a flowchart illustrating a first parking assistance processing procedure performed by the
(1)第1の駐車支援
図4に示す第1の駐車支援は、図3に示した車両検出部13によって車両が検出された場合に開始される。例えば、車両検出部13が圧力センサであれば、駐車エリア内に進入してきた車両の重量(例えば車輪乗り上げ)を検出したとき(図6(a)を参照)、車両検出部13が赤外線センサであれば、駐車エリア内に進入してきた車両のボディ(例えばリアバンパー)を検出したときである。
(1) First Parking Support The first parking support shown in FIG. 4 is started when a vehicle is detected by the
車両検出部13によって駐車エリア内に進入してきた車両が検出されると、制御部18は、車両を検出したことを示す車両検出信号、車両検出部13から駐車エリアに設けられた送電部15までの距離D1(図3を参照)、および車両検出部13から駐車エリアの進入許容位置(例えば輪止め位置)までの距離D2(図3を参照)を含んだ情報を、無線通信部12およびアンテナ11を介して送信する。
When the vehicle that has entered the parking area is detected by the
駐車支援装置20は、給電設備10から送信された情報を、アンテナ21および無線通信部22を介して受信する(図4、ステップS41)。制御部28は、無線通信部22で受信された情報および車両における受電部24の位置に基づいて、駐車エリア内における車両の現在位置および最適な駐車位置をドライバーに示す駐車位置メータを作成し、案内部29に表示させる(図4、ステップS42)。
The
第1の駐車支援に関わる画面表示である駐車位置メータの一例を、図6に示す。図6の例では、距離D2を等間隔に複数の位置ブロック(図では7つの位置ブロック)に分割し、車両の現在位置を網掛け表示している。さらに、距離D1と受電部24との関係から求まる最適な駐車位置、具体的には送電部15の位置と受電部24の位置とが垂直方向に重なる位置ブロックを、太枠表示で強調している(図では上から6番目の位置ブロックとなる)。
An example of a parking position meter, which is a screen display related to the first parking assistance, is shown in FIG. In the example of FIG. 6, the distance D2 is divided into a plurality of position blocks (seven position blocks in the figure) at equal intervals, and the current position of the vehicle is shaded. Furthermore, the optimum parking position obtained from the relationship between the distance D1 and the
ドライバーが車両を動かすと、車両位置取得部23、本実施形態では車速パルス発生器が、車速パルス間隔に基づいて走行距離Dxを算出する(図4、ステップS43)。制御部28は、車両位置取得部23が算出した走行距離Dxを監視し、走行距離Dxが駐車位置メータの位置ブロック1つ分(1目盛り分)に達する毎に(図4、ステップS44)、駐車位置メータにおける車両の現在位置の網掛け表示を1位置ブロックずつ移動させる(図4、ステップS45)。この際、車両のシフトポジションに応じて、網掛け表示を移動させる方向を制御することが行われる。すなわち、シフトポジションが後退「R」であれば、駐車位置メータの網掛けされた位置ブロックを下側(後退側)に移動させ、それ以外のシフトポジション(「D」、「B」、「L」など)であれば、駐車位置メータの網掛けされた位置ブロックを上側(前進側)に移動させる。
When the driver moves the vehicle, the vehicle
上記ステップS43〜S45の処理が繰り返された結果、車両が最適な駐車位置(太枠表示の位置ブロック)に来ると、駐車位置メータによる第1の駐車支援処理が終了する(図4、ステップS46)。なお、車両が最適な駐車位置に来る前にドライバーの意思などで駐車行為が完了した場合にも、当然第1の駐車支援処理が終了する。 As a result of repeating the processes of steps S43 to S45, when the vehicle comes to the optimal parking position (position block indicated by a thick frame), the first parking support process by the parking position meter is finished (FIG. 4, step S46). ). Note that the first parking assistance process naturally ends when the parking action is completed by the driver's intention before the vehicle reaches the optimal parking position.
(2)第2の駐車支援
車両が最適な駐車位置に来ると、第1の駐車支援処理が終了して第2の駐車支援処理が開始される。この第2の駐車支援処理では、駐車支援装置20は、受電部24において送電部15から送信される電力の受信を開始する(図5、ステップS51)。受信電力測定部25は、受電部24で受信された電力の強度(レベル)を測定すると共に、受電部24(2次コイル)と送電部15(1次コイル)との位置ずれ方向を検出する(図5、ステップS52)。制御部28は、受信電力測定部25で測定した電力強度およびコイルの位置ずれに基づいて、最適な駐車位置内における充電効率が最も高い位置(給電ポイント)をドライバーに示す受信強度メータを作成し、案内部29に表示させる(図5、ステップS53)。
(2) Second parking assistance When the vehicle comes to the optimal parking position, the first parking assistance process is terminated and the second parking assistance process is started. In the second parking assistance process, the
第2の駐車支援に関わる画面表示である受信強度メータの一例を、図7および図8に示す。図7および図8の例では、最適な駐車位置である太枠表示の位置ブロック内をさらに複数の位置ブロック(図では5つの位置ブロック)に分割し、受信強度に応じた網掛け表示を行っている。例えば、図8に示すように、受信強度が最大となる位置では分割した複数の位置ブロックの全てを網掛けし、最大受信強度から小さくなる毎に受信強度メータの網掛け表示を1位置ブロックずつ移動させる(図5、ステップS54)。1位置ブロックの変化量は、送電部15と受電部24との前後位置ずれに対する受信強度マップから決定すればよい。なお、この際にもやはり、車両のシフトポジションに応じて網掛け表示を移動させる方向を制御することが行われる。すなわち、シフトポジションが後退「R」であれば、受信強度メータの位置ブロックを下側(後退側)に移動させ、それ以外のシフトポジション(「D」、「B」、「L」など)であれば、受信強度メータの位置ブロックを上側(前進側)に移動させる。
An example of the reception intensity meter, which is a screen display related to the second parking assistance, is shown in FIGS. In the examples of FIGS. 7 and 8, the thick frame display position block, which is the optimal parking position, is further divided into a plurality of position blocks (five position blocks in the figure), and shaded display is performed according to the reception strength. ing. For example, as shown in FIG. 8, at the position where the reception intensity is maximum, all of the plurality of divided position blocks are shaded, and each time the reception intensity meter is reduced from the maximum reception intensity, the shaded display of the reception intensity meter is displayed one position block at a time. It is moved (FIG. 5, step S54). The amount of change in one position block may be determined from a reception intensity map with respect to a positional deviation between the
上記ステップS51〜S54の処理が繰り返されることによって、ドライバーは充電効率が最も高い位置(給電ポイント)に車両を駐車することができる。これにより、受信強度メータによる第2の駐車支援処理が終了する(図5、ステップS55)。なお、車両が充電効率が最も高い駐車位置に来る前にドライバーの意思などで駐車行為が完了した場合にも、当然第2の駐車支援処理が終了する。 By repeating the processes in steps S51 to S54, the driver can park the vehicle at a position (power feeding point) with the highest charging efficiency. Thereby, the 2nd parking assistance processing by a receiving intensity meter is completed (Drawing 5, Step S55). It should be noted that the second parking assistance process is naturally terminated also when the parking action is completed by the driver's intention before the vehicle reaches the parking position with the highest charging efficiency.
以上のように、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置20によれば、第1の駐車支援処理によって、送電部15と受電部24とが近づく駐車位置まで車両をまず大まかに案内し、次に受電部24によって受信される電力強度に応じて、送電部15と受電部24とが垂直方向に重なる駐車位置まで、車両を詳細に案内する。
これにより、自動車のドライバーは、送電部と受電部との位置関係を把握していなくても、装置から提供される案内(電力強度)を確認しながらバッテリー充電が効率的に実行される最適な位置に、自動車を簡単に駐車することができる。
As described above, according to the
As a result, even if the driver of the car does not know the positional relationship between the power transmission unit and the power reception unit, the battery charging is performed efficiently while checking the guidance (power intensity) provided from the device. The car can be easily parked in position.
また、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置20によれば、終始電力強度レベルだけで駐車支援を行わずに、最初に給電設備10の車両検出部13と駐車支援装置20の車両位置検出部23とによって受電部24を送電部15にある程度近づけてから、次に電力強度レベルによる駐車支援を行う。
このため、送電部14が埋設された駐車エリアが複数あるような無線通信範囲が重複する駐車場において、どの駐車エリアに対して電力強度による駐車支援が行われているのか分からないといった現象を回避することができる。
Moreover, according to the
For this reason, in a parking lot with overlapping wireless communication ranges in which there are a plurality of parking areas in which the
なお、上記実施形態で説明した画面表示による案内は、一例であって発明を限定するものではない。例えば、画面表示を利用する場合には、車両の現在位置や受信強度のレベルを表示するにあたって、位置ブロックの大きさや色彩を変えて表示してもよいし、位置ブロックを透過や点滅させて表示してもよい。
また、音声出力を利用する場合には、車両の最適な駐車位置や受信強度のレベルをドライバーに知らせるにあたって、出力音の音程や強弱に変化を持たせてもよいし、音の出力間隔に変化を持たせてもよい。
In addition, the guidance by the screen display demonstrated by the said embodiment is an example, and does not limit invention. For example, when using the screen display, the current position of the vehicle and the level of reception intensity may be displayed by changing the size and color of the position block, or the position block may be displayed transparently or blinking. May be.
In addition, when using audio output, the pitch and intensity of the output sound may be changed to inform the driver of the optimal parking position and reception intensity level of the vehicle, and the sound output interval may change. May be provided.
本発明の駐車支援装置は、非接触充電システムを利用する車両に利用可能であり、特に車両のドライバーが給電部と受電部との位置関係を容易に確認しながら車両を最適な位置に駐車したい場合などに有用である。 The parking assist device of the present invention can be used for a vehicle using a non-contact charging system, and in particular, the vehicle driver wants to park the vehicle at an optimal position while easily confirming the positional relationship between the power feeding unit and the power receiving unit. This is useful in some cases.
1 非接触充電システム
10 給電設備
11、21 アンテナ
12、22 無線通信部
13 車両検出部
14 高周波電源部
15 送電部
18、28 制御部
20 駐車支援装置
23 車両位置取得部
24 受電部
25 受信電力測定部
26 非接触充電部
27 バッテリー
29 案内部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
駐車エリアから車両への相対位置を示す車両位置情報を用いて、当該駐車エリアへ車両を案内する第1の駐車支援部と、
前記第1の駐車支援部によって前記駐車エリアへ車両が案内された後、当該案内された駐車エリアの給電設備から車両が受信する電力の強度を用いて、前記駐車エリア内における効率的な給電ポイントをさらに案内する第2の駐車支援部とを備える、駐車支援装置。 A parking assistance device used in a vehicle equipped with a non-contact charging system,
A first parking support unit for guiding the vehicle to the parking area using vehicle position information indicating a relative position from the parking area to the vehicle;
After the vehicle is guided to the parking area by the first parking support unit, an efficient power supply point in the parking area using the strength of the power received by the vehicle from the power supply facility in the guided parking area And a second parking support unit that further guides the parking support device.
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