JP2017112691A - 車両及び非接触電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】車両外部の送電装置から外部充電可能な車両において、タイマー充電の設定機能(設定の解除や変更を含む)に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて直ちに充電を開始可能とする。【解決手段】車両ECU500は、設定された時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電を実行する。時刻スケジュールが設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に、位置合わせされた状態から車両10が移動を開始してから所定時間内に再度位置合わせされた状態となると、車両ECUは、時刻スケジュールの設定に拘わらず、外部充電を開始するための処理を実行する。【選択図】図1
Description
この発明は、車両及び非接触電力伝送システムに関し、特に、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両、及び送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムに関する。
車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムが知られている(たとえば特許文献1〜5参照)。たとえば、特開2013−154815号公報(特許文献1)には、車体底面に受電部が設けられ、地面に設置される送電部から受電部へ非接触で電力を伝送して車載バッテリを充電する非接触充電システムが開示されている(特許文献1参照)。
また、特開2010−288317号公報(特許文献6)には、充電ケーブルの端部に設けられる充電プラグを車両のインレットに挿入して車載バッテリを充電する接触充電が行なわれる電動車両において、充電プラグをインレットに挿入してから所定時間経過後に充電が開始される、所謂タイマー充電を実行可能であることが開示されている(特許文献6参照)。
送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送してバッテリを充電する非接触充電システムにおいても、特許文献6に開示されるような接触充電システムの場合と同様に、タイマー充電を実行することが検討されている。タイマー充電においては、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまでは、車両は充電待機状態となる。タイマー充電による充電待機中に、たとえばユーザがタイマー充電の設定の解除や変更を可能な入力機器に不具合が生じると、タイマー充電の設定を解除できなくなり、ユーザが直ちに充電を開始することを希望しても、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで充電を開始できないという事態が生じる。
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両及び非接触電力伝送システムにおいて、タイマー充電設定の解除や変更を可能な入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて充電を開始可能とすることである。
この発明によれば、車両は、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両であって、受電部と、蓄電装置と、制御装置とを備える。受電部は、送電装置の送電部から非接触で受電するように構成される。蓄電装置は、受電部によって受電される電力を蓄える。制御装置は、受電部が送電部と位置合わせされた状態で受電部が送電部から受電することにより行なわれる蓄電装置の充電を、設定された時刻スケジュールに従って開始するタイマー充電を実行する。タイマー充電の時刻スケジュールが設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に、受電部が送電部と位置合わせされた状態から車両が移動を開始してから所定時間内に再度位置合わせされた状態となる車両移動が実行されると、制御装置は、時刻スケジュールの設定に拘わらず、送電装置による蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する。
また、この発明によれば、非接触電力伝送システムは、車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムである。送電装置は、受電装置へ非接触で送電するように構成された送電部を含む。車両は、受電部と、蓄電装置と、制御装置とを含む。受電部は、送電部から非接触で受電するように構成される。蓄電装置は、受電部によって受電される電力を蓄える。制御装置は、受電部が送電部と位置合わせされた状態で受電部が送電部から受電することにより行なわれる蓄電装置の充電を、設定された時刻スケジュールに従って開始するタイマー充電を実行する。タイマー充電の時刻スケジュールが設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に、受電部が送電部と位置合わせされた状態から車両が移動を開始してから所定時間内に再度位置合わせされた状態となる車両移動が実行されると、制御装置は、時刻スケジュールの設定に拘わらず、送電装置による蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する。
上記の各発明においては、タイマー充電による充電待機中に、たとえばユーザがタイマー充電の設定の解除や変更を可能な入力機器に不具合が生じても、上記のような車両移動を所定時間内に実行することにより、タイマー充電の時刻スケジュールの設定に拘わらず(時刻スケジュールが設定されていても)、送電装置による蓄電装置の充電を開始することができる。したがって、この発明によれば、タイマー充電設定の解除や変更を可能な入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて充電を開始することができる。
なお、時刻スケジュールとは、充電開始時刻及び充電終了時刻の少なくとも一方を含む。充電終了時刻が設定される場合には、蓄電装置の充電に要する時間や、充電時の電気料金、満充電状態での出発までの待ち時間等を考慮して充電開始時刻が決定され、その充電開始時刻が到来すると、蓄電装置の充電が開始される。
また、受電部が送電部と位置合わせされた状態とは、送電部と受電部との間の電力伝送効率が所定レベル以上となる状態である。
また、所定時間は、時刻スケジュールの設定に拘わらず送電装置による蓄電装置の充電の開始をユーザが希望していることを、通常の車両使用と区別するための時間である。この所定時間は、車両の使用開始からその後帰宅するまでの時間よりも十分に短い時間に設定され、たとえば数分レベルの時間に設定され得る。
この発明によれば、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両及び非接触電力伝送システムにおいて、タイマー充電設定の解除や変更を可能な入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて充電を開始することができる。
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、図中同一又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。
図1は、この発明の実施の形態に従う非接触電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、非接触電力伝送システムは、車両10と、送電装置20とを備える。送電装置20は、車両10の外部に設けられ、車両10に搭載される蓄電装置300を充電することができる(以下、車両外部に設けられる送電装置20による車両10の蓄電装置300の充電を「外部充電」とも称する。)。
車両10は、受電部100と、フィルタ回路150と、整流回路200と、蓄電装置300と、動力生成装置400と、リレー220,310とを備える。また、車両10は、電圧センサ210と、電流センサ212と、位置合わせ用回路214と、車両ECU(Electronic Control Unit)500と、MID(Multi Information Display)510と、通信装置520とをさらに備える。
受電部100は、送電装置20の送電部700(後述)から出力される電力(交流)を、磁界を通じて非接触で受電する。受電部100は、たとえば、送電部700から非接触で受電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとを含んで構成されるが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。受電部100は、たとえば車体前方寄りの車体下部に設けられ、送電装置20が地表又は地中に設けられる。
フィルタ回路150は、受電部100と整流回路200との間に設けられ、受電部100による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、インダクタ及びキャパシタを含むLC回路によって構成される。整流回路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。整流回路200は、整流器とともに平滑用のキャパシタを含んで構成される。
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を含んで構成される。蓄電装置300は、整流回路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として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。
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を充電するための電力を発生する発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。
リレー220は、整流回路200と蓄電装置300との間に設けられる。リレー220は、外部充電時にオン(導通状態)にされる。なお、外部充電に先立って送電部700に対する受電部100の位置合わせが実行されるところ、位置合わせの実行時にはリレー220はオフ(電力遮断状態)にされる。SMR310は、蓄電装置300と動力生成装置400との間に設けられる。SMR310は、動力生成装置400の起動が要求されるとオンされる。
位置合わせ用回路214は、整流回路200とリレー220との間に設けられる。位置合わせ用回路214は、抵抗216及びリレー218を含む。抵抗216及びリレー218は、直列接続されて整流回路200の出力線対間に接続される。位置合わせ用回路214は、送電部700に対する受電部100の位置合わせの実行時に用いられ、位置合わせの実行中にリレー218がオンされる(上記のリレー220はオフされる。)。この状態で、送電部700から受電部100へ一定の小電力が出力され、車両10における受電状況(代表的には受電電圧)に基づいて位置合わせが実行される。
電圧センサ210は、整流回路200の出力側であって位置合わせ用回路214よりも整流回路200側に設けられ、整流回路200の出力電圧を示す電圧VR(車両10の受電電圧に相当する。)を検出して車両ECU500へ出力する。電流センサ212は、整流回路200から出力される電流IRを検出し、その検出値を車両ECU500へ出力する。
MID510は、車両10における種々の情報を表示するとともにユーザが操作入力可能な表示装置であり、たとえば、タッチ入力可能な液晶ディスプレイや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等を含んで構成される。この実施の形態に従う車両10では、設定される時刻スケジュールに従って外部充電が開始されるタイマー充電を実行可能であり、MID510は、ユーザがタイマー充電を設定可能なように構成される。具体的には、MID510は、ユーザが車両10の出発予定時刻を入力可能に構成され、入力された出発予定時刻に基づき設定される時刻スケジュールに従ってタイマー充電が実行される。また、MID510は、ユーザがタイマー充電の設定を解除(変更を含む)可能に構成される。
通信装置520は、送電装置20の通信装置810と無線通信するように構成される。通信装置520は、位置合わせの実行時や外部充電時に、送電の開始/停止や車両10の受電状況(受電電圧等)等の情報を通信装置810とやり取りする。
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。たとえば、車両ECU500は、車両10の走行制御や、外部充電時の充電制御等を実行する。
この実施の形態に従う車両10では、車両ECU500により実行される主要な制御として、車両ECU500は、送電部700に対する受電部100の位置合わせに関する制御、タイマー充電に関する制御、及びタイマー充電設定の解除操作に関する制御を実行する。これらの各制御については、後ほど詳しく説明する。
一方、送電装置20は、電源部600と、フィルタ回路610と、送電部700と、電源ECU800と、通信装置810とを備える。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。一例として、電源部600は、力率改善(PFC(Power Factor Correction))回路と、PFC回路から受ける直流電力を、所定の伝送周波数(たとえば数十kHz)を有する交流電力に変換するインバータとを含んで構成される。
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磁界を通じて、車両10の受電部100へ非接触で送電する。送電部700は、たとえば、受電部100へ非接触で送電するための共振回路を含む。共振回路は、コイルとキャパシタとを含んで構成されるが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。送電部700は、たとえば、車体下部に設けられる受電部100へ送電可能なように地表に設置される。
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、たとえば、インダクタ及びキャパシタを含むLC回路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、送電装置20における各機器の制御を行なう。たとえば、電源ECU800は、所定の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。
通信装置810は、車両10の通信装置520と無線通信するように構成される。通信装置810は、位置合わせの実行時や外部充電時に、送電の開始/停止や車両10の受電状況(受電電圧等)等の情報を通信装置520とやり取りする。
この非接触電力伝送システムにおいては、送電装置20において、電源部600からフィルタ回路610を通じて送電部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及び車両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。
電源部600からフィルタ回路610を通じて送電部700へ交流電力が供給されると、送電部700のコイルと受電部100のコイルとの間に形成される磁界を通じて、送電部700から受電部100へエネルギー(電力)が移動する。そして、受電部100へ移動したエネルギー(電力)は、フィルタ回路150及び整流回路200を通じて蓄電装置300へ供給される。
図2は、図1に示した受電部100及び送電部700の回路構成の一例を示した図である。図2を参照して、受電部100は、コイル102と、キャパシタ104とを含む。キャパシタ104は、コイル102に直列に接続されてコイル102と共振回路を形成する。キャパシタ104は、受電部100の共振周波数を調整するために設けられる。コイル102及びキャパシタ104によって構成される共振回路の共振強度を示すQ値は、100以上であることが好ましい。
送電部700は、コイル702と、キャパシタ704とを含む。キャパシタ704は、コイル702に直列に接続されてコイル702と共振回路を形成する。キャパシタ704は、送電部700の共振周波数を調整するために設けられる。コイル702及びキャパシタ704によって構成される共振回路のQ値も、100以上であることが好ましい。
なお、送電部700及び受電部100の各々において、キャパシタは、コイルに並列に接続されてもよい。また、キャパシタを備えることなく所望の共振周波数を達成できる場合には、キャパシタを備えない構成としてもよい。
なお、特に図示しないが、コイル102,702の構造は特に限定されない。たとえば、車体上下方向に沿う軸に巻回された渦巻形状やらせん形状のコイルをコイル102に採用し、地表面の法線方向に沿う軸に巻回された渦巻形状やらせん形状のコイルをコイル702に採用することができる。或いは、車体水平方向に沿うフェライト板に電線を巻回してコイル102を形成し、地表面に沿うフェライト板に電線を巻回してコイル702を形成してもよい。
再び図1を参照して、この実施の形態に従う車両10では、上述のように、車両ECU500は、送電部700に対する受電部100の位置合わせに関する制御、タイマー充電に関する制御、及びタイマー充電設定の解除操作に関する制御を実行する。以下、これらの各制御について説明する。
(位置合わせに関する制御の説明)
送電装置20による蓄電装置300の充電(外部充電)に先立って、送電部700に対する受電部100の位置合わせが実行される。「位置合わせ」とは、送電部700に対する受電部100の車体水平方向の位置合わせである。送電装置20の通信装置810と車両10の通信装置520との間で通信が確立すると、車両ECU500は、リレー218,220をそれぞれオン,オフにするとともにリレー310をオンにし、位置合わせが開始される。この状態で、送電部700から受電部100へ一定の小電力(外部充電時よりも小さい電力)が出力され(Low Power Excitation)、送電部700と受電部100との間の電力伝送効率に基づいて位置合わせが実行される。
送電装置20による蓄電装置300の充電(外部充電)に先立って、送電部700に対する受電部100の位置合わせが実行される。「位置合わせ」とは、送電部700に対する受電部100の車体水平方向の位置合わせである。送電装置20の通信装置810と車両10の通信装置520との間で通信が確立すると、車両ECU500は、リレー218,220をそれぞれオン,オフにするとともにリレー310をオンにし、位置合わせが開始される。この状態で、送電部700から受電部100へ一定の小電力(外部充電時よりも小さい電力)が出力され(Low Power Excitation)、送電部700と受電部100との間の電力伝送効率に基づいて位置合わせが実行される。
図3,4は、位置合わせの判定手法の一例を説明するための図である。図3は、車両10を上方から見たときの、送電部700と受電部100との相対的な位置関係を示した図である。図3を参照して、駐車枠30内に送電装置20の送電部700が配設され、駐車枠30に沿って車両10が駐車される。ここでは、車両10は後方駐車されるものとしているが、前方駐車であってもよい。そして、送電部700に対する受電部100の地面水平方向(車体水平方向)の距離を位置ずれ量Lとする。
図4は、送電部700に対する受電部100の位置ずれ量Lと車両10の受電電圧との関係を示した図である。図4を参照して、横軸は、位置ずれ量Lを示し、縦軸は、電圧センサ210(図1)によって検知される電圧VRを示す。なお、送電部700と受電部100との地面垂直方向(車体上下方向)の距離は一定であるものとしている。上述のように、位置合わせの実行時は、リレー218,220(図1)がそれぞれオン,オフされ、送電部700から受電部100へ一定の小電力が出力される。したがって、電圧VRは、蓄電装置300の電圧に拘束されない、送電部700からの受電電圧に相当する。
位置ずれ量Lが大きいときは、受電部100と送電部700との磁気結合度が小さく、電圧センサ210によって検出される電圧VRは低い。車両10の移動に伴ない位置ずれ量Lが減少していくと、位置ずれ量Lの減少に従って受電部100と送電部700との磁気結合度が上昇し、電圧センサ210によって検出される電圧VRが上昇する。そして、電圧VRが予め定められたしきい値Vthを超えることにより送電部700と受電部100との間の電力伝送効率が所定レベル以上であると判断され、さらにユーザがシフトレバーを操作することによってパーキング(P)レンジが選択されると、車両ECU500は、位置合わせが完了したものと判定する。
なお、上記では、送電部700と受電部100との間の電力伝送効率を判断するパラメータとして、電圧センサ210によって検出される電圧VRを用いる場合について代表的に説明したが、その他のパラメータを用いてもよい。たとえば、電圧VRに代えて、受電電力を用いてもよいし、電力伝送効率そのものを算出して用いてもよい。なお、受電電力は、電圧センサ210によって検出される電圧VRに、電流センサ212(図1)によって検出される電流IRを乗算することによって算出可能である。また、電力伝送効率は、送電部700から出力される一定の小電力の大きさに対する、車両10の受電電力の大きさの比を求めることによって算出可能である。
(タイマー充電に関する制御の説明)
この実施の形態に従う車両10では、送電部700に対する受電部100の位置合わせが完了した後、設定された時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電が実行される。この実施の形態では、車両ECU500は、ユーザによりMID510において入力設定された出発予定時刻に基づいて、外部充電の時刻スケジュールを設定する。
この実施の形態に従う車両10では、送電部700に対する受電部100の位置合わせが完了した後、設定された時刻スケジュールに従って外部充電を開始するタイマー充電が実行される。この実施の形態では、車両ECU500は、ユーザによりMID510において入力設定された出発予定時刻に基づいて、外部充電の時刻スケジュールを設定する。
一例として、車両ECU500は、車両10の出発予定時刻に基づいて、出発予定時刻に対して所定のマージン時間を有する充電終了時刻を決定する。次いで、車両ECU500は、外部充電に要する時間や、外部充電時の電気料金、満充電状態での出発までの待ち時間等を考慮して、外部充電の開始時刻を決定する。
なお、MID510において外部充電の終了時刻を直接設定可能とし、外部充電に要する時間等の上記諸条件を考慮して、外部充電の開始時刻を決定してもよい。或いは、MID510において外部充電の開始時刻を直接設定可能とし、その設定された充電開始時刻が到来すると、外部充電を開始するものとしてもよい。
車両ECU500は、タイマーを内蔵し、設定された時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来すると、リレー220(図1)をオン(リレー218,310はオフ)にするとともに、通信装置520を通じて送電装置20へ送電の開始を指示する。なお、蓄電装置300の充電が完了すると、車両ECU500は、通信装置520を通じて送電装置20へ送電の停止を指示するとともに、リレー220をオフにする。
図5は、タイマー充電の設定例を示した図である。図5を参照して、この車両10においては、曜日毎に出発予定時刻が異なり得るユーザのタイマー充電設定の利便性を高めるために、出発予定時刻を曜日毎にMID510から設定可能である(週間タイマー設定)。すなわち、ユーザは、MID510において曜日単位で出発予定時刻を設定することができる。
車両10での帰宅に伴ない、駐車スペースに設置された送電装置20の送電部700に対する車両10の受電部100の位置合わせが完了すると、車両ECU500は、MID510において週間タイマー設定の有無を確認する。そして、週間タイマー設定がなされているときは、車両ECU500は、翌日に対応する曜日の出発予定時刻に基づいて、外部充電の時刻スケジュールを設定する。時刻スケジュールが設定されると、時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで車両10は待機状態となり、充電開始時刻が到来すると、外部充電に関連する所定のシステムが起動して外部充電が開始される。
(タイマー充電設定の解除操作に関する制御の説明)
タイマー充電においては、設定された時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまでは、車両10は充電待機状態となる。タイマー充電による充電待機中であっても、ユーザの翌日のスケジュール変更によりユーザが直ちに外部充電を開始することを希望する場合には、MID510からタイマー充電の設定を解除することにより、充電待機状態を脱して外部充電を開始することが可能である。
タイマー充電においては、設定された時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまでは、車両10は充電待機状態となる。タイマー充電による充電待機中であっても、ユーザの翌日のスケジュール変更によりユーザが直ちに外部充電を開始することを希望する場合には、MID510からタイマー充電の設定を解除することにより、充電待機状態を脱して外部充電を開始することが可能である。
しかしながら、タイマー充電による充電待機中に、たとえばMID510からの入力が不能になるような不具合が生じると、MID510からタイマー充電の設定を解除できない事態が生じる。そうすると、ユーザが直ちに外部充電を開始することを希望しても、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで外部充電を開始できないという事態が生じる。
特に、上記のような週間タイマー設定がされている場合には、帰宅に伴ない位置合わせが完了すると、MID510を操作することなく自動でタイマー充電による充電待機状態となり得る。したがって、翌日のスケジュール変更により直ちに外部充電を開始することを希望するユーザがタイマー充電の設定を解除しようとしてMID510を操作したときに、MID510の不具合等によりタイマー充電の設定を解除できず、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来するまで外部充電を開始できないという事態が生じ得る。
そこで、この実施の形態に従う車両10では、タイマー充電の時刻スケジュールが設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻の到来前に、MID510からのタイマー充電の設定解除ではない、所定のタイマー充電設定の解除操作が実行されると、車両ECU500は、タイマー充電の時刻スケジュールの設定に拘わらず、外部充電を開始するための処理を実行する。
具体的には、タイマー充電の時刻スケジュールが設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻の到来前に、図6に示されるように、受電部100が送電部700と位置合わせされた状態から車両10が移動を開始してから所定時間内に再度位置合わせされた状態となる車両移動が実行されると、車両ECU500は、タイマー充電の時刻スケジュールの設定に拘わらず、外部充電を開始するための処理を実行する。
これにより、タイマー充電による充電待機中に、たとえばMID510からの入力が不能となる等の不具合が生じても、上記のような車両移動を所定時間内に実行することにより、タイマー充電の設定に拘わらず(タイマー充電が設定されていても)外部充電を開始することができる。したがって、この実施の形態によれば、MID510からタイマー充電の設定を解除できないような不具合が生じても、ユーザの希望に応じて外部充電を開始することができる。
なお、上記の所定時間は、タイマー充電の時刻スケジュールの設定に拘わらず外部充電の開始をユーザが希望していることを、通常の車両10の使用と区別するための時間である。この所定時間は、車両10の使用開始からその後帰宅するまでの時間よりも十分に短い時間に設定され、たとえば数分レベルの時間に設定され得る。
また、外部充電を開始するための処理とは、車両ECU500が、リレー220(図1)をオン(リレー218,310はオフ)にするとともに、通信装置520を通じて送電装置20へ外部充電の開始を指示することを含むものである。
なお、図6では、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作として、受電部100が送電部700と位置合わせされた状態から車両10が一旦前進し、その後車両10が後進して再度位置合わせされた状態となる車両移動が示されているが、車両10の移動方向は特に限定されるものではない。受電部100が送電部700と位置合わせされた状態から車両10が移動を開始してから所定時間内に再び位置合わせされた状態に復帰すれば、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作が実行されたものと判断される。
図7は、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作に関する車両ECU500の処理手順を説明するフローチャートである。図7を参照して、車両ECU500は、送電装置20の送電部700に対する車両10の受電部100の位置合わせが完了したか否かを判定する(ステップS10)。位置合わせの完了判定は、送電部700から受電部100へ一定の小電力が出力される位置合わせの実行中に、たとえば図4に示したように電圧センサ210によって検出される電圧VRがしきい値Vthを超えることにより送電部700と受電部100との間の電力伝送効率が所定レベル以上であると判断され、さらにユーザによるシフトレバー操作によってPレンジが選択されると、位置合わせが完了したものと判定される。
位置合わせが完了したものと判定されると(ステップS10においてYES)、車両ECU500は、タイマー充電が設定されているか否かを判定する(ステップS20)。具体的には、MID510において翌日の出発予定時刻が入力されており、その出発予定時刻に基づいてタイマー充電の時刻スケジュールが設定されているか否かが判定される。
ステップS20において、タイマー充電が設定されていると判定されると(ステップS20においてYES)、車両ECU500は、タイマー充電の時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻が到来したか否かを判定する(ステップS30)。
ステップS30において、時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻はまだ到来していないと判定されると(ステップS30においてNO)、車両ECU500は、MID510からではない、車両移動による所定のタイマー充電設定の解除操作が実行されたか否かを判定する(ステップS40)。
図8は、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作の手順を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、図7に示されるフローチャートの処理とは別に実行され、所定時間毎に繰り返し実行される。
図8を参照して、車両ECU500は、受電部100が送電装置20の送電部700と位置合わせされた状態から車両10が移動したか否かを判定する(ステップS110)。位置合わせされた状態から車両10は移動していないと判定されると(ステップS110においてNO)、以降の処理は実行されずにリターンへと移行する。
ステップS110において、位置合わせされた状態から車両10が移動したものと判定されると(ステップS110においてYES)、車両ECU500は、位置合わせの実行が指示されたか否かを判定する(ステップS120)。たとえば、ユーザが操作可能な外部充電許可スイッチが設けられており、外部充電許可スイッチがオンされると、位置合わせの実行が指示されたものと判定される。位置合わせの実行が指示されていない場合には(ステップS120においてNO)、以降の処理は実行されずにリターンへと移行する。
ステップS120において、位置合わせの実行が指示されたものと判定されると(ステップS120においてYES)、車両ECU500は、送電部700に対する受電部100の位置合わせを実行する(ステップS130)。具体的には、車両ECU500は、リレー218,220をそれぞれオン,オフにするとともに通信装置520を通じて送電装置20へ位置合わせ用の小電力の出力を指示し、送電部700と受電部100との間の電力伝送効率に基づいて位置合わせが実行される。
なお、ステップS120において、車両10の通信装置520と送電装置20の通信装置810とが通信不可となるまで(たとえば送電装置20から数m程度)車両10が移動しない限り、位置合わせの実行指示が有るものと判定し、通信装置520と通信装置810とが通信不可になるまで車両10が移動すると、位置合わせの実行指示は無いものと判定するようにしてもよい(通信不可により送電装置20が小電力の出力を停止)。
ステップS130において、位置合わせが実行されると、車両ECU500は、位置合わせが完了したか否かを判定する(ステップS140)。上述のように、たとえば電圧センサ210の電圧VRがしきい値Vthを超えることにより送電部700と受電部100との間の電力伝送効率が所定レベル以上であると判断され、ユーザによりPレンジが選択されると、位置合わせが完了したものと判定される。
そして、位置合わせが完了したものと判定されると(ステップS140においてYES)、車両ECU500は、ステップS110において車両10が移動を開始してから所定時間が経過しているか否かを判定する(ステップS150)。この所定時間は、上述したように、タイマー充電の時刻スケジュールの設定に拘わらず外部充電の開始を希望するユーザが行なった上記の車両移動を、通常の車両10の使用と区別するための時間である。
そして、ステップS150において、所定時間が経過していないと判定されると(ステップS150においてNO)、車両ECU500は、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作が実行されたものと判定する(ステップS160)。なお、ステップS150において、所定時間が経過しているものと判定されると(ステップS150においてYES)、車両移動は、通常の車両10の使用と判断され、タイマー充電の設定を解除するために行なわれたものではないと判断される。
再び図7を参照して、ステップS40において、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作(図8)は実行されていないと判定されると(ステップS40においてNO)、ステップS20へ処理が戻され、タイマー充電設定の有無が再び判定される。MID510に不具合は生じておらず、時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻が到来する前にMID510からタイマー充電の設定が解除された場合には、その後ステップS20においてNOと判断される。
ステップS40において、車両移動によるタイマー充電設定の解除操作(図8)が実行されたものと判定されると(ステップS40においてYES)、車両ECU500は、タイマー充電の設定を解除し、外部充電を開始するための処理を実行する。具体的には、車両ECU500は、リレー220(図1)をオン(リレー218,310はオフ)にするとともに、通信装置520を通じて送電装置20へ送電の開始を指示する。これにより、外部充電が実行される(ステップS50)。
外部充電の実行中、車両ECU500は、充電が完了したか否かを判定する(ステップS60)。たとえば、蓄電装置300が満充電状態に達したり、外部充電による充電電力量が設定可能である場合に所望の充電電力量に達したりすると、充電が完了したものと判定される。そして、ステップS60において、充電が完了したものと判定されると(ステップS60においてYES)、外部充電が停止され、一連の処理が終了する。
一方、ステップS30において、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻が到来したものと判定されると(ステップS30においてYES)、車両ECU500は、ステップS50へ処理を移行し、外部充電が実行される。
また、ステップS20において、タイマー充電は設定されていないと判定されたときは(ステップS20においてNO)、車両ECU500は、外部充電の開始が指示されているか否かを判定する(ステップS70)。たとえば、ユーザが操作可能な外部充電許可スイッチが設けられており、外部充電許可スイッチがオンされている場合に、外部充電の開始が指示されているものと判定するようにしてもよい。外部充電の開始が指示されているものと判定されると(ステップS70においてYES)、車両ECU500は、ステップS50へ処理を移行し、外部充電が実行される。外部充電の開始が指示されていないときは(ステップS70においてNO)、ステップS20へ処理が戻される。
なお、特に図示していないが、タイマー充電が設定されておらず(ステップS20においてNO)、外部充電の開始が指示されていない状態で(ステップS70においてNO)、車両10の走行が開始されると、エンドへと処理が移行される。
なお、ステップS70は省略してもよい。すなわち、ステップS20においてタイマー充電が設定されていないと判定された場合には、車両ECU500は、ステップS50へ処理を移行し、外部充電が実行されるようにしてもよい。
以上のように、この実施の形態においては、タイマー充電による充電待機中に、たとえばユーザがタイマー充電の設定の解除や変更を可能なMID510等に不具合が生じても、図6,8で説明したような車両移動を所定時間内に実行することにより、タイマー充電の設定に拘わらず(タイマー充電の時刻スケジュールが設定されていても)、外部充電を開始することができる。したがって、この実施の形態によれば、MID510等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて外部充電を開始することができる。
なお、上記の実施の形態においては、ユーザによりMID510から入力される出発予定時刻等に基づいてタイマー充電の時刻スケジュールが設定されるものとしたが(手動タイマー設定)、車両10の使用状況及び外部充電の実施状況等を学習し、その学習結果に基づいて、ユーザが時刻等を設定することなくタイマー充電の時刻スケジュールが設定されるものであってもよい(自動タイマー充電)。すなわち、自動タイマー充電の時刻スケジュールに従う外部充電の開始時刻の到来前に、上述したような車両移動を所定時間内に実行することによって、自動タイマー充電の設定に拘わらず外部充電を開始することができる。
また、上記の実施の形態においては、図8に示したような操作が実行されると、タイマー充電の設定を解除して外部充電を開始するものとしたが、タイマー充電の設定の解除まではせずに、タイマー充電の設定を無視して外部充電を開始するようにしてもよい。
なお、上記の実施の形態における車両ECU500は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。
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及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 送電装置、30 駐車枠、100 受電部、102,702 コイル、104,704 キャパシタ、150,610 フィルタ回路、200 整流回路、210 電圧センサ、212 電流センサ、214 位置合わせ用回路、216 抵抗、218,220,310 リレー、400 動力生成装置、500 車両ECU、510 MID、520,810 通信装置、600 電源部、700 送電部、800 電源ECU、900 外部電源。
Claims (2)
- 車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両であって、
前記送電装置の送電部から非接触で受電するように構成された受電部と、
前記受電部によって受電される電力を蓄える蓄電装置と、
前記受電部が前記送電部と位置合わせされた状態で前記受電部が前記送電部から受電することにより行なわれる前記蓄電装置の充電を、設定された時刻スケジュールに従って開始するタイマー充電を実行する制御装置とを備え、
前記時刻スケジュールが設定されており、かつ、前記時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に、前記位置合わせされた状態から前記車両が移動を開始してから所定時間内に再度前記位置合わせされた状態となる車両移動が実行されると、前記制御装置は、前記時刻スケジュールの設定に拘わらず、前記送電装置による前記蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する、車両。 - 車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記送電装置は、前記受電装置へ非接触で送電するように構成された送電部を含み、
前記車両は、
前記送電部から非接触で受電するように構成された受電部と、
前記受電部によって受電される電力を蓄える蓄電装置と、
前記受電部が前記送電部と位置合わせされた状態で前記受電部が前記送電部から受電することにより行なわれる前記蓄電装置の充電を、設定された時刻スケジュールに従って開始するタイマー充電を実行する制御装置とを含み、
前記時刻スケジュールが設定されており、かつ、前記時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に、前記位置合わせされた状態から前記車両が移動を開始してから所定時間内に再度前記位置合わせされた状態となる車両移動が実行されると、前記制御装置は、前記時刻スケジュールの設定に拘わらず、前記送電装置による前記蓄電装置の充電を開始するための処理を実行する、非接触電力伝送システム。
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