JP2015165090A - 駐車設備 - Google Patents

Abstract

【課題】車両への給電に際して給電線の着脱を必要としない駐車設備を提供する。
【解決手段】自動車Ｍをパレット２に搭載して格納スペースＳに格納する駐車設備であって、自動車Ｍの充電コイルに符合する部位が磁界透過性であるパレット２と、パレット２の下方磁界透過性の部位に対峙して設けられる給電コイル３とを具備する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、駐車設備に関する。

下記特許文献１、２には、車両を移動式のパレットに搭載した状態で格納する機械式の駐車設備において、駐車中の時間を利用して車両の蓄電池に充電を行う技術が開示されている。また、下記特許文献３には、コイルの電磁誘導を利用することにより電力を非接触で伝送する技術が開示されている。

特開平５−２５６０３８号公報 特開２００３−１２５５０３号公報 特開２００９−２２５５５１号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、車両への給電のために電線の着脱を必要とするので、複雑な自動装置あるいは人手による作業が必要になる。また、特許文献２に開示された技術では、パレットへの給電を非接触で行うものであるが、パレットから車両への給電には電線の着脱を必要とするので、特許文献１と同様に複雑な自動装置あるいは人手による作業が必要になる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両への給電に際して給電線の着脱を必要としない駐車設備の提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、車両をパレットに搭載して格納スペースに格納する駐車設備であって、車両の充電コイルに符合する部位が磁界透過性であるパレットと、パレットの下方に磁界透過性の部位に対峙して設けられる給電コイルとを具備する、という手段を採用する。

第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、磁界透過性の部位は開口である、という手段を採用する。

本発明によれば、パレットを介した給電コイルと充電コイルとの間の非接触伝送によって車両に給電するので、車両への給電に際して給電線の着脱を必要としない。電線の着脱に人手を要しないので省人化が可能であり、もしくは電線の自動着脱のための機構が不要となり装置の保守が簡易化される。また、不完全な着脱による電気的な接触不良が防止される。

本発明の一実施形態に係る機械式駐車場（駐車設備）の全体構成を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係る駐車設備の要部構成を示す概念図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る機械式駐車場（駐車設備）は、図１及び図２に示すように、車両格納棚１、パレット２、給電コイル３、給電回路４、駐車場制御装置５及び操作装置６によって構成されている。これら構成要素のうち、給電回路４、駐車場制御装置５及び操作装置６は、設備制御駆動手段を構成している。なお、図１において、（ａ）では車両格納棚１を正面から見た状態を示し、（ｂ）では車両格納棚１を上から見た状態を示している。

車両格納棚１は、図１に示すように、前後左右及び上下に各々３つ並ぶ複数（合計２７個）の格納スペースＳを備える。このような車両格納棚１は、説明の都合上格納スペースＳを限定したものであり、実際にはさらに多くの格納スペースＳを備えている。格納スペースＳは、図１（ａ）、（ｂ）において、前後方向、左右方向及び上下方向に各々３つ並ぶ長方形領域であり、それらのうち一部にはパレット２が収納されている。

パレット２は、車両を搭載するための金属製の矩形板状部材であり、格納スペースＳの大きさよりも若干小さく形成されている。このパレット２は、駐車場制御装置５によって制御される駆動機構（図示略）の動力に基づいて前後及び左右の水平方向及び垂直方向に移動する。また、このパレット２には、略中央部に開口２ａが形成されている。この開口２ａの位置及び大きさは、図２に示すように当該開口２ａに対峙する給電コイル３の位置に符合すると共に給電コイル３の大きさよりも若干大きめである。

このような開口２ａは、給電コイル３から放出する磁界を遮らないことを主目的としてパレット２に設けられたものである。すなわち、パレット２は、給電コイル３に符合する部位が磁界透過性である。このようなパレット２については、例えばパレット２の機械的強度を補強する目的で、上記磁界を遮らない樹脂等の磁界透過性材料を開口２ａに充填してもよい。

給電コイル３は、このようなパレット２の開口２ａに対峙するように、各格納スペースＳに備えられた誘導コイルである。この給電コイル３は、給電回路４から通電されることにより誘導磁界を発生する。すなわち、この給電コイル３は、導電線が垂直軸周りに巻回されたものであり、よって給電回路４からの通電によって発生する磁界の向きは、図２に点線矢印で示すように垂直方向である。

ここで、パレット２の上には図示するように車両が搭載される。本機械式駐車場に格納される車両には、エンジンによって駆動される通常自動車の他に、エンジンとモータとによって駆動されるハイブリッド自動車、またはモータで駆動される電気自動車等がある。すなわち、パレット２の上にはこれら種々の車両が搭載され得るが、本機械式駐車場が給電対象とする車両は、図２に示すように受電コイルｍ1、受電回路ｍ2及び蓄電池ｍ3等を少なくとも備えた自動車Ｍであり、受電コイルｍ1、受電回路ｍ2、蓄電池ｍ3及び電池制御装置ｍ4を備えていない自動車Ｒは対象外である。

受電コイルｍ1は、自動車Ｍがパレット２上の規定位置に搭載された場合に、上記給電コイル３と対向する誘導コイルである。この受電コイルｍ1は、上記給電コイル３が発生する磁界に基づく電磁誘導によって給電コイル３から電力を非接触受電して受電回路ｍ2に出力する。この受電コイルｍ1は、上記給電コイル３と同様に導電線が垂直軸周りに巻回されたものであり、よって給電コイル３との磁気的な結合係数が高い。

受電回路ｍ2は、受電コイルｍ1から入力される電力（交流電力）を直流電力に変換するコンバータ、かつ、上記直流電力を蓄電池ｍ3に供給する充電回路である。なお、受電回路ｍ2の動作は、電池制御装置ｍ4によって制御される。蓄電池ｍ3は、リチウムイオン電池、あるいは鉛蓄電池等の二次電池である。蓄電池ｍ3は、上記受電回路ｍ2から供給された直流電力を充電する一方、自動車Ｍの必要に応じて電力を放電して各部に供給する。電池制御装置ｍ4は、受電回路ｍ2の動作を制御することにより蓄電池ｍ3への充電を制御する。

給電回路４は、動力系の商用電力である三相交流を所望周波数の交流電力に電力変換して給電コイル３に供給する電力変換器である。給電回路４における給電コイル３への給電動作は、駐車場制御装置５によって制御される。

駐車場制御装置５は、本機械式駐車場を全体的に統括制御する制御装置であり、上記給電回路４を含む各種制御対象と電気的に接続されると共に操作装置６とも電気的に接続されている。この駐車場制御装置５は、例えば内部の不揮発性記憶装置に記憶された制御プログラムと操作装置６から入力される操作指示情報とに基づいて各種制御対象を統括制御する。

また、駐車場制御装置５は、給電制御信号を給電回路４を介して給電コイル３に送信する機能をも備える。上記給電制御信号は、給電に関する制御情報を上述した電池制御装置ｍ4と送受信するための信号である。駐車場制御装置５は、電池制御装置ｍ4との間で給電制御信号を送受信することにより、例えばパレット２上に搭載された自動車が受電コイルｍ1を備えた自動車Ｍであるか否か、また蓄電池ｍ3への充電を必要としている自動車Ｍであるか否かを認定し、当該認定に基づいて給電回路４から給電コイル３への給電を制御する。なお、給電コイル３及び受電コイルｍ1は、磁気的に相互結合するものなので、交流信号であれば相互に伝送することが可能である。

操作装置６は、本機械式駐車場を管理・操作する管理者が操作指示を手動入力するためのものであり、例えば複数のハードウエアキーが備えられた操作盤あるいはタッチパネルである。管理者の操作によって操作装置６に手動入力された操作指示は、操作指示情報として操作装置６から駐車場制御装置５に伝送される。操作装置６には、例えば入庫口の車両の格納を指示するための操作ボタン（入庫指示ボタン）が設けられており、駐車場制御装置５は、この操作ボタンが操作されると、入庫口の車両をパレット２とともに空いている格納スペースＳに格納する。

次に、このように構成された本機械式駐車場の動作について詳しく説明する。
本機械式駐車場に車両を駐車させる場合、当該車両は、例えば運転手が運転することによって、予め入庫口に規定されている格納スペースＳ（例えば図１（ｂ）の左下に位置する格納スペースＳ）のパレット２上に載置される。

そして、本機械式駐車場の管理者が操作装置６の入庫指示ボタンを操作することによって入庫指示を駐車場制御装置５に入力する。この入庫に際して、管理者は、運転手から蓄電池ｍ3の充電要求を受け付けた場合には、入庫指示ボタンに加えて充電指示ボタンを操作することにより、充電指示を駐車場制御装置５に入力する。

そして、駐車場制御装置５は、入庫指示及び充電指示が操作装置６から入力されると、給電制御信号を給電回路４を介して給電コイル３に送信することによって、入庫口の車両が自動車Ｍであるか否かを念のために確認する。給電コイル３に給電制御信号が入力されると、当該給電制御信号に基づく磁界が給電コイル３から周囲の空間に放射されるので、受電コイルｍ1等を備える自動車Ｍがパレット２上に搭載されている場合は、当該自動車Ｍの電池制御装置は、上記給電制御信号に対する応答信号を受電回路ｍ2を介して受電コイルｍ1に供給するので、上記応答信号は、給電コイル３及び給電回路４を介して駐車場制御装置５に入力される。

一方、自動車Ｒがパレット２上に搭載されている場合には、当該自動車Ｒは受電コイルｍ1等を備えていないので、応答信号を発信することができない。したがって、駐車場制御装置５は、自動車Ｍであるか否かを問い合わせる給電制御信号を給電回路４を介して給電コイル３に送信した後、一定の時間しきい値内に上記応答信号を受信した場合は、入庫口の車両が自動車Ｍであると判断し、上記時間しきい値内に応答信号を受信しなかった場合には、入庫口の車両が自動車Ｒであると判断する。

そして、駐車場制御装置５は、このような車両識別処理が完了すると、入庫口の車両をパレット２とともに空いている格納スペースＳ（空格納スペース）に格納させる。そして、駐車場制御装置５は、上記車両識別処理において車両が自動車Ｍであることを判定した場合は、自動車Ｍの空格納スペースへの移動が完了すると、蓄電池ｍ3の充電状態を問い合わせる給電制御信号を給電回路４を介して給電コイル３に送信する。そして、この給電制御信号に対する電池制御装置ｍ4の応答信号を給電コイル３及び給電回路４を介して受信することにより、蓄電池ｍ3がフル充電状態でないと判断すると、給電回路４に交流電力の給電コイル３への給電を開始させる。

給電回路４から給電コイル３に交流電力が供給されると、当該交流電力に基づいて磁界が給電コイル３の周囲の空間に発生し、当該磁界に基づく電磁誘導によって受電コイルｍ1に起電力が発生することにより、上記交流電力が受電コイルｍ1に非接触伝送される。上記起電力の発生に基づいて受電コイルｍ1に発生した交流電力は、受電コイルｍ1から受電回路ｍ2を経由して直流電力として蓄電池ｍ3に充電される。このような充電の結果、蓄電池ｍ3がフル充電状態になると、この旨を示す応答信号を電池制御装置ｍ4が受電回路ｍ2を介して受電コイルｍ1に出力する。駐車場制御装置５は、上記応答信号を給電コイル３及び給電回路４を介して受信すると、給電回路４に給電コイル３への給電を終了させる。

本機械式駐車場によれば、このようにして自動車Ｍの蓄電池ｍ3に対する充電処理が行われるが、このような充電処理に際して自動装置や人手による給電線の着脱を何ら必要としない。したがって、本機械式駐車場によれば、自動車Ｍに対する極めて簡便な給電を実現することができる。

また、本機械式駐車場によれば、パレット２に開口２ａが形成されているので、パレット２によって給電コイル３と受電コイルｍ1との結合係数が低下することが殆どないので、給電効率のよい自動車Ｍへの給電を実現することができる。仮に開口２ａが形成されない場合には、パレット２が透磁率の高い鋼材によって構成されているので、給電コイル３から発生した磁界の多くがパレット２に吸収されてしまう。この結果として、受電コイルｍ1に作用する磁界が弱くなるので、給電効率が著しく低下する。

さらに、駐車場制御装置５は、充電指示が操作装置６から入力されても、蓄電池ｍ3の充電状態を電池制御装置ｍ4に問い合わせた結果、フル充電状態である旨の応答信号を受信した場合には、自動車Ｍへの給電処理を行わないので、本機械式駐車場によれば、蓄電池ｍ3の過充電の危険性をより確実に回避することができ、不必要に給電回路が動作することによるエネルギーロス（回路の発熱）を低減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、車両格納棚１を構成する全ての格納スペースＳに給電コイル３を設け、全ての格納スペースＳでの給電が可能となるようにしたが、本発明はこれに限定されない。格納スペースＳの一部に給電コイル３を設け、運転手が充電要求をした自動車Ｍについては、入庫口から給電コイル３を備えた空格納スペースに選択て移動させて充電させればよい。

（２）上記実施形態では、給電効率を高めるために鋼製のパレット２に開口２ａを設けたが、本発明はこれに限定されない。例えばパレットを剛性の高い樹脂材つまり剛性を有しかつ透磁率の低い材料で形成することにより、開口を設けることなく給電効率を高めることが可能である。

（３）上記実施形態では、給電コイル３及び受電コイルｍ1を利用することにより駐車場制御装置５と電池制御装置ｍ4との間の通信を実現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、自動車Ｍとの通信用の無線通信装置を駐車場制御装置５に別途設けると共に自動車Ｍにも駐車場制御装置５と無線通信を行うための無線通信装置を別途設け、両無線通信装置間で通信を行ってもよい。

（４）上記実施形態では、給電回路４へは三相交流が供給されるものとしたが、必要な電力を供給することが可能であれば単相交流でも直流でもよい。

（５）給電コイル３と受電コイルｍ1を用いた非接触給電には、上記実施形態のように電磁誘導を利用したものの他に、給電コイル３にコンデンサを並列接続して共振回路を構成すると共に受電コイルｍ1にもコンデンサを並列接続して共振回路を構成し、両共振回路の共振周波数を一致させる方式がある。本発明にこのような非接触給電方式を採用してもよい。

（６）給電コイル３の導電線の巻回、給電回路４からの通電によって発生する磁界の向きは、それぞれ垂直軸周りおよび垂直方向に限定されるものではなく、給電コイル３と受電コイルｍ１が上下方向に正対するときに高効率の非接触給電が可能であり、かつ、磁界がパレット２の開口２ａに集中するような巻回および磁界の向きであればよい。

１…車両格納棚、２…パレット、２ａ…開口、３…給電コイル、４…給電回路、５…駐車場制御装置、６…操作装置、Ｍ…車両、ｍ1…受電コイル、ｍ2…受電回路、ｍ3…蓄電池、ｍ4…電池制御装置

Claims (2)

1. 車両をパレットに搭載して格納スペースに格納する駐車設備であって、
   車両の充電コイルに符合する部位が磁界透過性である前記パレットと、
   前記パレットの下方に前記磁界透過性の部位に対峙して設けられる給電コイルと
   を具備する駐車設備。
2. 前記磁界透過性の部位は開口である請求項１に記載の駐車設備。

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