JP2015133768A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車速が早い場合などにも受電装置と送電装置の位置合わせが容易な車両を提供する。【解決手段】車両であって、表示部５２０と、充電ステーション９０からの電力を非接触で受電する受電装置１２０と、受電装置１２０の受電電圧ＶＲとリレー２０２および抵抗２０１を流れる受電電流の少なくとも一方に基づいて送電装置との間の距離を検出し、距離に基づいて表示部５２０に誘導画像を表示させる制御部（車両ＥＣＵ５００）とを備える。車両ＥＣＵ５００は、車速が早い場合には遅い場合よりも表示部５２０に誘導画像を表示させるタイミングを早くし、地面の勾配が急な場合には緩やかな場合よりも表示部５２０に誘導画像を表示させるタイミングを早くする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に関し、特に非接触で外部から充電が可能な車両に関する。

特開２０１３−１１０８２２号公報（特許文献１）は、受電装置と送電装置との間の距離をナビゲーションシステムの画面に画像で示す車両が開示されている。具体的には、距離が短くなるにつれて、受電装置を中心とする円が大きくなるように表示が行なわれる。

ドライバは、この円の大きさに基づいて、受電装置が送電装置上に位置合わせされるように車両を操作する。

特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１２−０８０７７０号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報

非接触充電では、伝送効率を上げるために送電コイルと受電コイルとの位置合わせが重要である。上記のような車両の例では、距離検知が実施されて始めてから画像が画面に表示される。

しかし、位置合わせ時の車速が早いと、ナビゲーション画面に上記の円の画像が表示されてから、受電装置が送電装置に達するまでの時間が短くなり、結果として上記円形の画像を参照しながら受電装置と送電装置とを位置合わせすることが難しくなる。

その一方で、画像を表示するタイミングが早すぎる場合には、ナビゲーション画面に送電部に関する画像が映し出されることで、タッチパネルの操作ボタンが表示できなくなるなど、ナビゲーション画面の操作性が悪くなる。特に、常時、位置関係の情報を表示する場合には、過剰な情報提供となる。

本発明の目的は、車速が早い場合などにも受電装置と送電装置の位置合わせが容易な車両を提供することである。

この発明は、要約すると、非接触で送電装置から受電可能な車両であって、表示部と、送電装置からの電力を非接触で受電する受電装置と、受電装置の受電電圧と受電電流の少なくとも一方に基づいて送電装置との間の距離を検出し、距離に基づいて表示部に誘導画像を表示させる制御部とを備える。制御部は、車速が早い場合には遅い場合よりも表示部に誘導画像を表示させるタイミングを早くし、地面の勾配が急な場合には緩やかな場合よりも表示部に誘導画像を表示させるタイミングを早くする。

上記の構成によれば、車速が早い場合や地面の勾配が急な場合には早めに誘導画像が表示開始されるので、ドライバが画像に気づきやすく、画像を位置合わせに役立てることがしやすくなる。

本発明によれば、車速や地面の勾配に応じて適した誘導を行なう車両を実現することができる。

本発明の実施の形態の一例である非接触電力伝送システムの全体構成図である。 車両が充電ステーション内の駐車位置に駐車する様子を説明するための図である。 非接触電力伝送を実行する際の位置合わせ時に誘導表示を行なうための制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

（非接触電力伝送システムの概要の説明）
図１は、本発明の実施の形態の一例である非接触電力伝送システムの全体構成図である。図２は、車両が充電ステーション内の駐車位置に駐車する様子を説明するための図である。図３は、非接触電力伝送を実行する際の位置合わせ時に誘導表示を行なうための制御を説明するためのフローチャートである。本実施の形態についての概要を、図１〜図３を用いて説明する。

本実施の形態に示されるのは、非接触で送電装置から受電可能な車両であって、表示部５２０と、充電ステーション９０からの電力を非接触で受電する受電装置１２０と、受電装置１２０の受電電圧ＶＲとリレー２０２および抵抗２０１を流れる受電電流の少なくとも一方に基づいて送電装置との間の距離を検出し、距離に基づいて表示部５２０に誘導画像を表示させる制御部（車両ＥＣＵ５００）とを備える。車両ＥＣＵ５００は、車速が早い場合には遅い場合よりも表示部５２０に誘導画像を表示させるタイミングを早くし、地面の勾配が急な場合には緩やかな場合よりも表示部５２０に誘導画像を表示させるタイミングを早くする。

上記の構成によれば、車速が早い場合や地面の勾配が急な場合には早めに誘導画像が表示開始されるので、ドライバが画像に気づきやすく、画像を位置合わせに役立てることがしやすくなる。

次に、非接触電力伝送システムの各構成の詳細についてさらに説明する。
（非接触電力伝送システムの詳細な構成）
図１を参照して、本実施の形態の非接触電力伝送システムは、非接触で受電可能に構成された受電装置１２０を搭載する車両１０と、車外から受電部１００に送電する充電ステーション９０によって構成される。

車両１０は、受電装置１２０と、非接触充電スイッチ１３０と、車速センサ１３１と、勾配センサ１３２と、蓄電装置３００と、動力生成装置４００と、通信部５１０と、車両ＥＣＵ５００と、表示部５２０とを備える。受電装置１２０は、受電部１００と、フィルタ回路１５０と、整流部２００とを含む。

充電ステーション９０は、外部電源９００と、通信部８１０と、電源ＥＣＵ８００と、電源部６００と、フィルタ回路６１０と、送電部７００とを含む。

たとえば、送電装置の送電部７００が、駐車スペースの地表または地中に設けられ、受電装置１２０は、車体下部に配置される。なお、受電装置１２０の配置箇所はこれに限定されるものではない。たとえば、仮に送電部７００が車両１０上方に設けられる場合には、受電装置１２０を車体上部に設けてもよい。

受電部１００は、送電部７００から出力される電力（交流）を非接触で受電するための２次コイルを含む。受電部１００は、受電した電力を整流部２００へ出力する。整流部２００は、受電部１００によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３００へ出力する。フィルタ回路１５０は、受電部１００と整流部２００との間に設けられ、送電部７００からの受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路１５０は、たとえば、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

蓄電装置３００は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置３００の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置３００は、整流部２００から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置４００によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置３００は、その蓄えられた電力を動力生成装置４００へ供給する。なお、蓄電装置３００として大容量のキャパシタも採用可能である。特に図示しないが、整流部２００と蓄電装置３００との間に、整流部２００の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。

動力生成装置４００は、蓄電装置３００に蓄えられる電力を用いて車両１０の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置４００は、たとえば、蓄電装置３００から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置４００は、蓄電装置３００を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。

車両ＥＣＵ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１０における各機器の制御を行なう。一例として、車両ＥＣＵ５００は、車両１０の走行制御や、蓄電装置３００の充電制御を実行する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、整流部２００と蓄電装置３００との間には、リレー２１０が設けられる。リレー２１０は、充電ステーション９０による蓄電装置３００の充電時に車両ＥＣＵ５００によってオンされる。また、蓄電装置３００と動力生成装置４００との間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）３１０が設けられる。ＳＭＲ３１０は、動力生成装置４００の起動が要求されると、車両ＥＣＵ５００によってオンされる。

さらに、整流部２００とリレー２１０の間にリレー２０２が設けられる。リレー２０２と直列に接続された抵抗２０１の両端の電圧ＶＲは、電圧センサ２０３によって検出され、車両ＥＣＵ５００へ送られる。

車両ＥＣＵ５００は、充電ステーション９０による蓄電装置３００の充電時には、通信部５１０を用いて充電ステーション９０の通信部８１０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を電源ＥＣＵ８００とやり取りする。

電源部６００は、商用系統電源等の外部電源９００から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。

送電部７００は、受電部１００へ非接触で送電するための１次コイルを含む。送電部７００は、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００から受け、送電部７００の周囲に生成される電磁界を介して、車両１０の受電部１００へ非接触で送電する。

フィルタ回路６１０は、電源部６００と送電部７００との間に設けられ、電源部６００から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路６１０は、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

電源ＥＣＵ８００は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、充電ステーション９０における各機器の制御を行なう。一例として、電源ＥＣＵ８００は、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００が生成するように、電源部６００のスイッチング制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、電源ＥＣＵ８００は、車両１０への送電時には、通信部８１０を用いて車両１０の通信部５１０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を車両１０とやり取りする。

電源部６００からフィルタ回路６１０を介して送電部７００へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電部７００および車両１０の受電部１００の各々は、コイルとキャパシタとを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部７００および受電部１００の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

電源部６００からフィルタ回路６１０を介して送電部７００へ交流電力が供給されると、送電部７００のいずれかに含まれる１次コイルと、受電部１００の２次コイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部７００のいずれかから受電部１００へエネルギ（電力）が移動する。そして、受電部１００へ移動したエネルギ（電力）は、フィルタ回路１５０および整流部２００を介して蓄電装置３００へ供給される。

なお、特に図示しないが、充電ステーション９０において、送電部７００と電源部６００との間（たとえば送電部７００とフィルタ回路６１０との間）に絶縁トランスを設けてもよい。また、車両１０においても、受電部１００と整流部２００との間（たとえば受電部１００とフィルタ回路１５０との間）に絶縁トランスを設けてもよい。

図１では、充電ステーションに送電装置２０が１つである例を示したが、たとえば、図２に示されるように、充電ステーションに複数の送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃがそれぞれ、駐車位置Ａ，Ｂ，Ｃの地表または地中に設けられていてもよい。受電装置１２０は、車体下部に配置される。なお、受電装置１２０の配置箇所はこれに限定されるものではない。たとえば、仮に送電装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが車両１０上方に設けられる場合には、受電装置１２０を車体上部に設けてもよい。

なお、図２においては、送電装置２０Ｃの送電部７００Ｃに関する車両停車領域について示したが、当然のことながら、各送電装置２０Ａ，２０Ｂの送電部７００Ａ、７００Ｂにおいても、各々に車両停車領域を有する。

通信部８１０は、車両停車領域Ｒ内および車両停車領域Ｒ外に達するように信号を発信可能とされている。具体的には、通信部８１０の発信エリアは、通信部８１０を中心として、たとえば、半径５ｍ〜１０ｍの範囲である。

換言すれば、通信部８１０は、駐車区画Ａ〜Ｃ内のみならず、駐車区画Ａ〜Ｃから数メートル離れた位置まで達するように信号を発信する。仮に、駐車区画Ａ〜Ｃ内または各駐車区画Ａ〜Ｃから数メートルの範囲内に車両１０があると、当該車両１０は、充電ステーション９０からの信号を受信することができる。

図示しない車載カメラや送電部７００Ａでのテスト送電（微弱電力で送電）での受電強度などにより、受電装置１２０内の２次コイルが送電装置２０Ａ内の１次コイルに対して位置が合っているかを車両１０または充電ステーション９０が判断し、表示部５２０によってユーザに報知される。ユーザは、表示部５２０から得た情報に基づいて、受電装置１２０と送電装置２０Ａとの位置関係が送受電に良好な位置関係になるように、車両１０を移動させる。なお、必ずしもユーザがハンドル操作やアクセル操作をしなくてもよく、車両１０が自動的に移動して位置を合わせて、ユーザがそれを表示部５２０で見守るようにしてもよい。表示部５２０には、情報を示すために受電部１００と送電部７００との距離を示すようなインジケータが表示される。

（非接触電力伝送の手順）
図３は、非接触電力伝送を実行する際の位置合わせ時に誘導表示を行なうための制御を説明するためのフローチャートである。

図１、図３を参照して、ステップＳ１において、充電ステーションとの通信を行なう。この際に、充電ステーションにおいて駐車位置に空きがあるか、および車両が充電を要求しているかが確認される。

つづいて、ステップＳ２において、駐車案内が開始される。その際に、車両は送電装置に、たとえば位置合わせ用の微弱電力の送電を要求し、送電装置はこれに応じて送電部から微弱電力を出力開始する。

そして、ステップＳ３では、受電部における微弱電力の受電強度に基づいて、受電部と送電部との距離の算出を開始する。受電強度は、電圧センサ２０３で検出される電圧ＶＲで見ることができるが、電流や電力を検出してこれに基づいて受電強度を判断してもよい。

そして、ステップＳ４では、車速センサ１３１から得た車速情報または勾配センサ１３２から得た勾配情報に基づいて、表示部５２０に表示するインジケータ表示を開始するタイミングを算出する。

ステップＳ５においては、ステップＳ４で算出されたタイミングにインジケータ表示を表示部５２０に表示開始する。たとえば、ステップＳ４で算出されたタイミングまでは、表示部５２０には、車両後方を撮影したバックモニタカメラの撮影画像が表示され、算出されたタイミングが到来すると、受電部の受電強度に基づく距離インジケータがカメラ画像に切り替わって表示されるようにすることができる。

そして、位置合わせが終了して車両のシフトレバーがパーキングポジションに移動されるとステップＳ６に処理が進められ、一連のインジケータ表示の処理が終了する。

以上説明したように、上記実施の形態で説明した構成によれば、車速が早い場合や地面の勾配が急な場合には早めに誘導画像が表示開始されるので、ドライバが画像に気づきやすく、画像を位置合わせに役立てることがしやすくなる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、２０，２０Ａ〜２０Ｃ 送電装置、９０ 充電ステーション、１００ 受電部、１２０ 受電装置、１３０ 非接触充電スイッチ、１３１ 車速センサ、１３２ 勾配センサ、１５０，６１０ フィルタ回路、２００ 整流部、２０１ 抵抗、２０２，２１０ リレー、２０３ 電圧センサ、３００ 蓄電装置、４００ 動力生成装置、５００ 車両ＥＣＵ、５１０，８１０ 通信部、５２０ 表示部、６００ 電源部、７００，７００Ａ〜７００Ｃ 送電部、８００ 電源ＥＣＵ、９００ 外部電源。

Claims (1)

1. 非接触で送電装置から受電可能な車両であって、
   表示部と、
   前記送電装置からの電力を非接触で受電する受電装置と、
   前記受電装置の受電電圧と受電電流の少なくとも一方に基づいて前記送電装置との間の距離を検出し、前記距離に基づいて前記表示部に誘導画像を表示させる制御部とを備え、
   前記制御部は、車速が早い場合には遅い場合よりも前記表示部に前記誘導画像を表示させるタイミングを早くし、地面の勾配が急な場合には緩やかな場合よりも前記表示部に前記誘導画像を表示させるタイミングを早くする、車両。

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