JP2014073078A - 充電制御ユニットおよび電磁誘導式充電過程のための間隔調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、機械的な調整装置を追加装備する必要のない、電気自動車の電磁誘導式充電過程における、最適な間隔の調整手段を提供することである。
【解決手段】前記課題は本発明によれば、位置データを受信するインターフェースと、前記位置データに基づいて電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション構成を演算する処理ユニットと、演算したサスペンション構成のデータを電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション制御装置（ＣＲＴ）に送るインターフェースと、によって解決される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車の充電制御ユニットと、電気自動車の電磁誘導式充電過程のための間隔調整方法とに関する。

充電ステーションにおける電気自動車の充電は、現在のところ充電用ケーブルを用いて行われるのが一般的である。その他の公知な電気自動車の充電方法としては、電磁誘導式の充電ステーションが挙げられる。この方法では、例えば電気自動車の床面にも、地上側の充電ステーションにもコイルシステムがある。このコイルシステムを貫通する交番磁界を介して、エネルギが充電ステーションから自動車へ電磁誘導的に伝送される。

電磁誘導式充電過程は、充電ステーション上で電気自動車の位置が決定した後に行われ、充電のためにドライバーが降車したり、充電用ケーブルを接続したりする必要はない。

放射がほとんど漏れることなく、かつ、撒き散らすことなく電気自動車を電磁誘導的に充電するためには、充電ステーションのコイルシステムと、電気自動車のコイルシステムが、出来る限り正確に重なり合うように位置決めする必要がある。

とりわけ、許容限界値内で伝送可能な充電電力は、特に車両側コイルシステムと、充電ステーション側コイルシステムとの間の間隔に強く依存することがわかっている。つまり、この間隔を厳密に調節することで、許容限界値を超えることなく充電電力を増加させることが可能となる。

但し現状のコンセプトでは、最適な間隔が充分に考慮されているとはいいがたい。普及している電磁誘導式充電システムでは、むしろ固定の間隔を前提としているが、この固定間隔は、位置決めと積載量によって所定の限界値内で変化し得る。

最適な間隔に調整するために、電気自動車に付加的に設けられる、機械的に調整可能な調整装置が提案されている。この機械的な調整装置を用いれば、車両側コイルシステムと、充電ステーション側コイルシステムとの間の間隔を最適化するために、３つの方向、つまり車両の長手方向、横方向および高さ方向への調節を実施することが可能である。

しかしながら、相応の調整装置は電気自動車の床面に大規模な安全機構を備える必要があり、重量が相当に超過するため、この種の装置の実際の使用については非常に批判的な評価がなされている。そのため、上記のような調整装置の更なる開発はこれまで遠ざけられていた。

代替の、充電ステーション側に装備される調整可能な装置は、メンテナンスや天候の影響を受け易いため技術的に不向きである。

本発明の課題は、機械的な調整装置を追加装備する必要のない、電気自動車の電磁誘導式充電過程における最適な間隔の調整手段を提供することである。

前記課題は本発明により、請求項１の特徴を有する電気自動車の充電制御ユニットと、請求項３に記載の特徴を有する電気自動車とによって解決される。

本発明によれば、電気自動車のコイルシステムと、電磁誘導式充電ステーションのコイルシステムとの間の電磁誘導式充電に最適な間隔を調整するように構成された、電気自動車用充電制御ユニットが設けられている。この充電制御ユニットは位置データを受信するインターフェースと、位置データに基づいて電気自動車のサスペンション構成を演算する処理ユニットと、演算したサスペンション構成のデータを電気自動車のサスペンション制御装置に送るインターフェースとを有する。

また前記課題は本発明により、請求項４の特徴を有する電磁誘導式充電ステーションの充電制御ユニットと、請求項６に記載の特徴を有する電磁誘導式充電ステーションとによって解決される。

本発明によれば、電磁誘導式充電ステーションのコイルシステムと、電気自動車のコイルシステムとの間の電磁誘導式充電用に最適な間隔を調整するように構成された、電磁誘導式充電ステーション用充電制御ユニットが設けられている。この充電制御ユニットは最適な間隔を算出し、この算出された最適な間隔に基づいて位置データを演算する決定手段と、この位置データを電気自動車に送信するインターフェースとを有する。

請求項３の特徴を有する電気自動車と、請求項４の特徴を有する電磁誘導式充電ステーションとによる本発明に係る解決手段は、電磁誘導式充電ステーションのコイルシステムと、電気自動車のコイルシステムとの間の電磁誘導式充電用に最適な間隔を調整するための請求項７に記載と、本発明の課題を解決するための共通の発明思想を有するものである。

本発明による電磁誘導式充電ステーションのコイルシステムと、電気自動車のコイルシステムとの間の電磁誘導式充電に最適な間隔を調整するための方法は、
・充電ステーション側で最適な間隔を算出し、この算出された最適な間隔に基づいて位置データを演算するステップと、
・前記算出された位置データを電気自動車に送信するステップと、
・前期位置データに基づいて電気自動車のサスペンション構成を演算するステップと、
・前記演算したサスペンション構成のデータを電気自動車のサスペンション制御装置に送るステップ、とを含む。

本発明の実施形態を概略的に示す図。

本発明は、機械的な装置を追加装備することなく、最適な充電電力での電磁誘導式充電過程を保証するため、サスペンション制御と充電制御とを連携することを意図している。

更に本発明によれば有利には、これまでは新たな入れ直しを必要としていた、充電ステーションに対する電気自動車の長手方向、および／または横方向の位置決めエラーを、相応の高さ調整によって補償することができる。

以下に、発明のその他の実施例および利点を、図に基づいて詳述する。図１は、電気自動車の電磁誘導式充電に関わる機能コンポーネントが選択された概略図を示す。

図では、例えば電磁誘導式充電ステーションＣＳＴ上部にある、４つのホイールＷＨを有する２軸式の電気自動車ＣＡＲが示されている。電磁誘導式充電ステーションＣＳＴは、実質的に電気自動車ＣＡＲの載置面の下方に配置され、第一のコイルシステムＩＮ１および充電ステーション側充電制御ユニットＣＴＩを含む。電磁誘導式交番磁界を介して、エネルギは第一のコイルシステムＩＮ１から電気自動車ＣＡＲに割り当てられたコイルシステムＩＮ２に伝送される。

電気自動車ＣＡＲ側では、車両ＣＡＲのサスペンションエレメントＳＰが、車体ＣＨＡと、図示されない車両ホイールＷＨのホイールサスペンションとの間に配置されており、ホイールＷＨに対して車体ＣＨＡを支持する。

電気自動車ＣＡＲはアクティブ・サスペンションシステムを有し、スチールスプリングや緩衝器などの従来の機械式コンポーネントは、コマンド信号を用いて車体位置を設定調整することができるサスペンションエレメントＳＰによって代替される。電気駆動される、ないしは空気および／または液圧駆動されるサスペンションエレメントＳＰを用いたアクティブ・サスペンションシステムを、要求に応じて使用することができる。

電気自動車ＣＡＲの高さクリアランスを調整するために、ないしは吸収率を変更するために、車両ＣＡＲに設置されたサスペンション制御装置ＣＲＴによってサスペンションエレメントＳＰの駆動制御が行われる。

サスペンションエレメントＳＰの駆動制御によって、電気自動車ＣＡＲの高さクリアランスが調整可能だが、本発明ではこれが、第２のコイルシステムＩＮ２と、第１のコイルシステムＩＮ１との間の、電磁誘導充電に最適な間隔を調整するために用いられる。

本発明によれば、電気自動車ＣＡＲには充電制御ユニットＣＴＣが設けられ、充電制御ユニットＣＴＣは位置データを受信するための図示されないインターフェースを含んでいる。位置データは充電ステーション側充電制御ユニットＣＴＩから送信される。充電制御ユニットＣＴＣの図示されない処理ユニットが、位置データに基づいて電気自動車ＣＡＲのサスペンションの構成を演算する。充電制御ユニットＣＴＣのインターフェースを介して、演算されたサスペンション構成のデータが最終的に電気自動車ＣＡＲのサスペンション制御装置ＣＲＴに送られる。

電磁誘導式充電ステーションは、最適な間隔を算出し、この算出された最適な間隔に基づいて位置データを演算する、図示されない決定手段を有している。

本発明の実施態様によると、２つのコイルシステムＩＮ１、ＩＮ２の間隔の最適化は、拡張された充電過程制御によって実行される。このために、充電ステーション側充電制御ユニットＣＴＩと、車両側充電制御ユニットＣＴＣとの間の最適な間隔を算出するための、双方向無線データ交換が行われる。

この充電過程制御においては、図示されない電磁誘導式充電ステーションＣＳＴのセンサによって、センサデータが供給され、このセンサデータを用いて２つのコイルシステムＩＮ１、ＩＮ２の最適な間隔が算出される。これに引き続き、算出された最適な間隔に基づいて位置データの演算が行われ、充電ステーション側充電制御ユニットＣＴＩから車両側充電制御ユニットＣＴＣへ送信される。

双方向データ交換は、本発明の態様によれば繰り返しプロセスに使用される。このプロセスでは、まず調整された間隔がテスト充電で試行され、このテスト充電の結果が電気自動車ＣＡＲから電磁誘導式充電ステーションＣＳＴの充電制御ユニットＣＴＩへ送信され、場合によってはそこで更なる最適な距離が決定され、その結果補正された位置データが電気自動車ＣＡＲに送信される。

電気自動車ＣＡＲの車両側充電制御ユニットＣＴＣでは、送信された位置データに基づいて電気自動車ＣＡＲのサスペンション構成の演算が行われる。演算されたサスペンション構成のデータはサスペンション制御装置ＣＲＴに送信される。

サスペンション制御装置ＣＲＴはサスペンションエレメントＳＰに対し、電気自動車ＣＡＲを昇降させることで、コイルシステムＩＮ１、ＩＮ２の間隔が最適に設定されるように作用する。

電気自動車ＣＡＲが充電ステーションＣＳＴで充電されている間は、電気自動車ＣＡＲは設定された高さに留まる。充電過程が終了すると、あるいは充電ステーションＣＳＴでの停車が終了すると、車両ＣＡＲは再び車両の走行モードに最適な高さをとる。

ＣＡＲ 電気自動車
ＩＮ１、ＩＮ２ コイルシステム
ＣＳＴ 電磁誘導式充電ステーション
ＣＲＴ サスペンション制御装置
ＣＴＣ、ＣＴＩ 充電制御ユニット
ＳＰ サスペンションエレメント
ＣＨＡ 車体
ＷＨ ホイール

Claims (7)

1. 電気自動車用の充電制御ユニットであって、電気自動車（ＣＡＲ）のコイルシステム（ＩＮ２）と、電磁誘導式充電ステーション（ＣＳＴ）のコイルシステム（ＩＮ１）との間の、電磁誘導式充電に最適な間隔を調整するように構成された充電制御ユニットにおいて、
   ・位置データを受信するインターフェースと、
   ・前記位置データに基づいて電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション構成を演算する処理ユニットと、
   ・前記演算したサスペンション構成のデータを電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション制御装置（ＣＲＴ）に送るインターフェースと、
   を有することを特徴とする充電制御ユニット。
2. 前記電磁誘導式充電ステーション（ＣＳＴ）の前記コイルシステム（ＩＮ１）と、前記電気自動車の前記コイルシステム（ＩＮ２）との間の最適な間隔を算出するための、双方向データ交換手段を有する、請求項１に記載の充電制御ユニット。
3. 請求項１または２に記載の充電制御ユニット（ＣＴＣ）を含む、高さ調整のためのアクティブ・サスペンションシステムを有する電気自動車。
4. 電磁誘導式充電ステーション（ＣＳＴ）用の充電制御ユニットであって、電磁誘導式充電ステーション（ＣＳＴ）のコイルシステム（ＩＮ１）と、電気自動車（ＣＡＲ）のコイルシステム（ＩＮ２）との間の、電磁誘導式充電に最適な間隔を調整するように構成された充電制御ユニットにおいて、
   ・前記最適な間隔を算出し、算出された最適な間隔に基づいて位置データを演算するための決定手段と、
   ・前記位置データを電気自動車（ＣＡＲ）に送信するためのインターフェースと、
   を有することを特徴とする充電制御ユニット。
5. 請求項４に記載の充電制御ユニット、および最適な間隔を算出するための双方向データ交換手段を有する決定手段。
6. 請求項４または５に記載の充電制御ユニット（ＣＴＩ）を含むことを特徴とする、電磁誘導式充電ステーション。
7. 電磁誘導式充電ステーション（ＣＳＴ）のコイルシステム（ＩＮ１）と、電気自動車（ＣＡＲ）のコイルシステム（ＩＮ２）との間の、電磁誘導式充電に最適な間隔の調整方法であって、
   ・最適な間隔を充電ステーション側で算出し、算出された前記最適な間隔に基づいて位置データを演算するステップと、
   ・前記算出した位置データを前記電気自動車に送信するステップと、
   ・前記位置データに基づいて前記電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション構成を演算するステップと、
   ・前記演算したサスペンション構成のデータを、前記電気自動車（ＣＡＲ）のサスペンション制御装置（ＣＲＴ）に送るステップと、
   を含むことを特徴とする、電磁誘導式充電に最適な間隔の調整方法。

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