JP2018137939A - 車両及び電力伝送システム - Google Patents

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Abstract

【課題】車両外部の送電装置から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な車両及び電力伝送システムにおいて、タイマー充電を解除するための入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて送電装置による蓄電装置の充電を開始可能とする。
【解決手段】車両ECU500は、非接触充電において、タイマー充電を実行可能に構成される。送電部70に対する受電部100の位置合わせが完了した状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、タイマー充電の時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前にスタートスイッチ510が所定の操作を受け付けた場合に、車両ECU500は、タイマー充電の設定に拘わらず非接触充電を開始する。
【選択図】図3

Description

本開示は、車両及び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、及び送電装置から車両の受電装置へ非接触で電力を伝送する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2016−59248号公報(特許文献6)には、充電ケーブルのプラグを車両のインレットに接続して車両外部の電源により充電ケーブルを通じて蓄電装置を充電する接触充電システムにおいて、プラグをインレットに接続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。
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・解除・変更等を行なうための入力機器に不具合が生じると、タイマー充電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。
そこで、特開2016−59248号公報には、インレットにプラグが接続されている状態であって、かつ、タイマー充電が設定されている場合に、予め定められた期間内にプラグを抜差しする操作が予め定められた回数だけ繰り返されると、タイマー充電が解除されることが記載されている(特許文献6参照)。
特開2013−154815号公報 特開2013−146154号公報 特開2013−146148号公報 特開2013−110822号公報 特開2013−126327号公報 特開2016−59248号公報
非接触充電システムにおいても、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。しかしながら、非接触充電システムでは、充電ケーブルのプラグ(コネクタ)を車両のインレットに接続する必要がない。そのため、タイマー充電を入力機器から解除できないために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上述の事態に対して、非接触充電システムでは、所定期間内にプラグを抜差しすることでタイマー充電を解除する上記の技術を採用することはできない。
それゆえに、本開示の目的は、車両外部の送電装置から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な車両及び電力伝送システムにおいて、タイマー充電を解除するための入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて送電装置による蓄電装置の充電を開始可能とすることである。
本開示の車両は、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、操作部とを備える。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、送電装置による蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施するタイマー充電を実行可能に構成される。操作部は、ユーザによる車両システムの起動操作及び停止操作を受け付けるように構成される。送電部に対する受電部の位置合わせが完了した状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に操作部が所定の操作を受け付けた場合に、制御装置は、タイマー充電の設定に拘わらず、送電装置による蓄電装置の充電を実施するための処理を実行する。
また、本開示の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備える。車両は、受電部と、蓄電装置と、制御装置と、操作部とを備える。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、送電装置による蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施するタイマー充電を実行可能に構成される。操作部は、ユーザによる車両システムの起動操作及び停止操作を受け付けるように構成される。送電部に対する受電部の位置合わせが完了した状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に操作部が所定の操作を受け付けた場合に、制御装置は、タイマー充電の設定に拘わらず、送電装置による蓄電装置の充電を実施するための処理を実行する。
上記の車両及び電力伝送システムにおいては、タイマー充電による充電待機中にたとえばタイマー充電を解除するための入力機器に不具合が生じたとしても、送電部と受電部との位置合わせが完了した状態において、車両システムの起動操作及び停止操作を受け付ける操作部にてユーザが所定の操作を実行すれば、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)、送電装置による蓄電装置の充電が実施される。したがって、この車両及び電力伝送システムによれば、タイマー充電を解除するための入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて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。
さらに、この車両及び電力伝送システムにおいては、送電部と受電部との位置合わせが完了しておらず、送電装置による蓄電装置の充電を実施できない状況では(たとえば、送電装置のない駐車場に駐車される状況等)、ユーザが操作部にて所定の操作を実行しても、タイマー充電は解除されることなく維持される。したがって、この車両及び電力伝送システムによれば、送電装置による蓄電装置の充電を実施できないような状況において、タイマー充電が不必要に解除されるのを防ぐことができる。
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、送電部に対する受電部の位置合わせが完了した状態とは、たとえば、送電部に対する受電部の位置ずれ量が所定範囲内にある状態や、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等である。
送電部に対する受電部の位置合わせが完了し、かつ、車両を送電装置と対応付けるペアリング処理が完了した状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前に操作部が所定の操作を受け付けた場合に、制御装置は、タイマー充電の設定に拘わらず上記の処理を実行するようにしてもよい。
これにより、タイマー充電の設定に拘わらず送電装置による蓄電装置の充電を実施するための所定の操作を受け付けるタイミングを、送電装置による蓄電装置の充電に先立って行なわれるペアリング処理の完了後に限定することができ、タイマー充電が不必要に解除されるのを防ぐことができる。
制御装置は、操作部が一定時間内に複数回操作された場合に、操作部が所定の操作を受け付けたものと判定するようにしてもよい。
このような構成によれば、操作部の誤操作によりタイマー充電が解除されるのを防ぐことができる。
制御装置は、操作部が所定の操作を受け付けた後に所定の他の操作をさらに受け付けた場合に、上記処理の実行を中止してタイマー充電を実行するようにしてもよい。
このような構成によれば、操作部の誤操作によりタイマー充電が解除されたとしても、タイマー充電を再度実行することができる。
車両は、車両外部の電源(外部電源)に接続される充電ケーブルのコネクタを接続可能に構成されたインレットをさらに備え、充電ケーブル及びインレットを通じて外部電源により蓄電装置をさらに充電可能に構成されてもよい。タイマー充電は、インレットにコネクタが接続されている場合に、電源による蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施することを含む。そして、インレットにコネクタが接続された状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う充電開始時刻の到来前にコネクタに対して予め定められた操作が実行されたときに、制御装置は、タイマー充電の設定に拘わらず、外部電源による蓄電装置の充電を実施するための処理を実行するようにしてもよい。
上記の構成とすることにより、充電ケーブル及びインレットを通じて外部電源により蓄電装置を充電する接触充電が行なわれる場合には、接触充電に適した上記手法(コネクタ操作)によってタイマー充電を解除することができる。
本開示によれば、車両外部の送電装置から非接触で受電して蓄電装置を充電可能な車両及び電力伝送システムにおいて、タイマー充電を解除するための入力機器等に不具合が生じても、ユーザの希望に応じて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。
本開示の実施の形態1に従う電力伝送システムの全体図である。 受電装置に設けられるマークの一例を示した図である。 図1に示す電力伝送システムの構成図である。 ペアリング処理において各送電装置から出力される微弱電力の一例を示した図である。 図3に示す送電部及び受電部の回路構成の一例を示した図である。 MIDからタイマー充電を解除できない場合の解除操作に関する処理の手順を説明するフローチャートである。 MIDからタイマー充電の解除及び再設定をできない場合の解除操作及び再設定操作に関する処理の手順を説明するフローチャートである。 図7に示すステップS156において実行される処理の手順を説明するフローチャートである。
以下、本開示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り返さない。
[実施の形態1]
図1は、本開示の実施の形態1に従う電力伝送システムの全体図である。図1を参照して、電力伝送システムは、車両1と、送電装置10とを備える。車両1は、受電装置20を含む。受電装置20は、車両1の底面(地面側)に設けられる。
送電装置10は、交流電源12(たとえば商用系統電源)から電力の供給を受ける。送電装置10は、地面に設置され、車両1の受電装置20が送電装置10に対向するように車両1の位置合わせが行なわれた状態において、受電装置20へ磁界を通じて非接触で送電するように構成される。
送電装置10は、カメラ14を含む。カメラ14は、魚眼レンズを備えており、たとえば送電装置10の上面の略中央部に設けられる。カメラ14は、魚眼レンズを備えることにより、車両1が送電装置10に向けて移動する際の受電装置20を含む広い空間を撮影可能に構成されている。このカメラ14の撮影画像を用いて、送電装置10に対する受電装置20の相対的な位置関係を検知し、送電装置10に対する受電装置20の位置合わせを行なうことができる。
具体的には、車両1が送電装置10に向けて移動する際に、カメラ14によってカメラ14の周囲が撮像され、撮像データが車両1へ送信される。受電装置20の下面(送電装置10と対向する面)には、カメラ14によって受電装置20の位置を検知するためのマークが設けられている。
図2は、受電装置20に設けられるマークの一例を示した図である。図2を参照して、受電装置20は、樹脂ケース21と、金属ケース22と、保護部材26,27とを含む。樹脂ケース21は、送電装置10から非接触で受電するための受電コイル(図示せず)を収容する。金属ケース22は、フィルタ回路や整流部等の電気機器(図示せず)を収容する。保護部材26,27は、樹脂ケース21及び金属ケース22の車両前後方向にそれぞれ配設され、受電装置20を路面干渉から保護するためのものである。
この例では、樹脂ケース21の四隅及び略中央部にそれぞれマーク23,24が設けられる。そして、送電装置10に対する車両1(受電装置20)の位置合わせが行なわれる際に、カメラ14による撮像が行なわれるとともに撮像データから上記マークが検出され、検出されたマーク23,24の大きさ及び位置に基づいて、送電装置10と受電装置20との相対的な位置関係(水平方向及びギャップ)が算出される。
再び図1を参照して、車両1は、充電インレット30をさらに備える。充電インレット30は、車両外部の電源46(交流電源12であってもよい。)に接続される充電ケーブル44のコネクタ40を接続可能に構成される。すなわち、この車両1は、受電装置20により送電装置10から非接触で受電して車載の蓄電装置(図示せず)を充電可能であるとともに、充電ケーブル44及び充電インレット30を通じて車両外部の電源46から受電して蓄電装置を充電することもできる。以下では、前者を「非接触充電」と称し、後者を「接触充電」と称する。また、非接触充電も接触充電も、車両外部の電源によって蓄電装置300を充電するものであり、以下では、非接触充電と接触充電とを纏めて「外部充電」と称する場合がある。
なお、充電インレット30及びコネクタ40には、充電インレット30とコネクタ40との接続時にコネクタ40が充電インレット30から容易に抜けないように、機械的な係止機構が設けられている(図示せず)。そして、コネクタ40には、充電インレット30とコネクタ40との機械的な係止状態を解除するためのスイッチ42が設けられており、ユーザは、スイッチ42を操作することによって、コネクタ40を充電インレット30から取り外すことができる。
図3は、図1に示した電力伝送システムの構成図である。図3を参照して、車両1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1は、充電インレット30と、充電器250と、リレー230とをさらに備える。さらに、車両1は、車両ECU(Electronic Control Unit)500と、スタートスイッチ510と、MID(Multi Information Display)520と、通信装置530とをさらに備える。
受電部100は、送電装置10の送電部70(後述)から出力される電力(交流)を、接点を介さずに磁界を通じて非接触で受電するように構成される。たとえば、受電部100は、送電部70から非接触で受電するための共振回路を含む(図示せず)。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、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。
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、非接触充電の実行中に整流回路200から出力される電力を蓄えるほか、接触充電の実行中に充電器250(後述)から出力される電力、及び走行中等に動力生成装置400によって発電される電力も蓄えることができる。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1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、非接触充電時にオン(導通状態)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。
充電インレット30は、充電ケーブル44のコネクタ40と接続可能に構成される。接触充電の実行時、充電インレット30は、車両外部の電源46から供給される電力をコネクタ40から受け、その受けた電力を充電器250へ出力する。充電インレット30は、コネクタ40との接続状態を示すコネクタ接続信号PISWを車両ECU500へ出力する。コネクタ接続信号PISWは、たとえば充電インレット30とコネクタ40との接続状態に応じて電位が変化する信号であり、接続状態、非接続状態、及び、接続されているがコネクタ40のスイッチ42が操作されている状態に従って電位が変化する。
充電器250は、車両ECU500によって制御され、充電インレット30により受電された電力を、蓄電装置300の充電電圧を有する電力に変換して蓄電装置300へ出力する。充電器250は、たとえば、コンバータ、インバータ、絶縁トランス、整流回路等を含んで構成される。リレー230は、充電器250と蓄電装置300との間に設けられる。リレー230は、接触充電時にオン(導通状態)にされる。
スタートスイッチ510は、ユーザによる車両1のシステム起動操作及びシステム停止操作を受け付けるためのスイッチであり、たとえば、スタートスイッチ510をONにすると、車両システムが起動され、スタートスイッチ510をOFFにすると、車両システムが停止する。なお、スタートスイッチ510を押下する毎に、車両1の状態を、システム停止、アクセサリモード、システム起動、システム停止の順に順次切替えるようにしてもよい。なお、スタートスイッチ510に代えて、スタートスイッチ510と同様の機能を有するイグニッションスイッチやパワースイッチ等を採用してもよい。
MID520は、車両1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1に従う車両1では、時刻スケジュールに従って外部充電(非接触充電又は外部充電)が実施されるタイマー充電を実行可能であり、MID520は、ユーザがタイマー充電を設定可能に構成される。具体的には、MID520は、ユーザが車両1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算出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、MID520は、設定されたタイマー充電をユーザが解除可能に構成される。
通信装置530は、送電装置10の通信装置90と無線通信するように構成される。通信装置530は、送電部70と受電部100との位置合わせの実行時や非接触充電の実行時に、送電の開始/停止や車両1の受電状況(受電電圧等)等の情報を通信装置90とやり取りする。
車両ECU500は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ(ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory))、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み(いずれも図示せず)、メモリに記憶された情報や各種センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行する。そして、車両ECU500は、演算処理の結果に基づいて車両1における各機器を制御する。
たとえば、車両ECU500は、非接触充電が行なわれる場合に、非接触充電の実行に先立って、送電装置10の送電部70に対する受電部100の位置合わせ処理を実行する。「位置合わせ」とは、送電部70に対する受電部100の車体水平方向の位置合わせである。たとえば、車両ECU500は、送電装置10のカメラ14によって撮影された画像を通信装置90,530を通じて受信し、受電部100が送電部70に対向する位置で車両1が停車するように動力生成装置400及び図示しないステアリングを制御する。
そして、車両ECU500は、位置合わせ処理の完了後、車両1を送電装置10と対応付けるペアリング処理を実行する。「ペアリング」とは、車両1と送電装置10との対応付けを行なうことである。送電装置を備える駐車スペースが複数隣接して配設されている場合に、ある駐車スペースに駐車される車両と、その駐車スペースの送電装置との紐付けを行なうために、ペアリング処理が実行される。位置合わせ処理及びペアリング処理が完了すると、車両1は、非接触充電を実行可能な状態となる。
ペアリング処理においては、たとえば、各送電装置固有の情報を含む微弱電力(車両1の蓄電装置300を充電する際の送電電力よりも小さい電力)が各送電装置の送電部から出力され、車両1が受電した微弱電力に含まれる上記情報に基づいて、車両1において対応の送電装置が認識される。
図4は、ペアリング処理において各送電装置から出力される微弱電力の一例を示した図である。ここでは、隣接する2つの駐車スペースにそれぞれ送電装置10A,10Bが設けられているものとする。
図4を参照して、時刻t1においてペアリング処理が開始されると、送電装置10Aは、送電装置10Aに固有の時間TAだけ微弱電力LPを出力する。一方、送電装置10Bは、送電装置10Bに固有の時間TB(≠TA)だけ微弱電力LPを出力する。車両1において、微弱電力LPの受電時間が時間TAの場合には、車両1は送電装置10Aと対応付けられ、微弱電力LPの受電時間が時間TBの場合には、車両1は送電装置10Bと対応付けられる。
なお、微弱電力を用いた各送電装置固有の情報の伝達方法は、上記のような方法に限定されるものではなく、たとえば、各送電装置に固有のパルス幅或いは周期を有するパルス状の微弱電力を各送電装置から出力するようにしてもよい。
再び図3を参照して、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了すると、車両ECU500は、リレー220をオンにし、通信装置530を通じて送電装置10へ送電開始指令を送信する。
また、車両ECU500は、接触充電が行なわれる場合には、コネクタ接続信号PISWに基づいて充電ケーブル44のコネクタ40と充電インレット30との接続が検知されると、リレー230をオンにし、充電器250を駆動する。
さらに、この実施の形態1に従う車両1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、タイマー充電に関する制御、及びタイマー充電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10は、電源部50と、フィルタ回路60と、送電部70と、カメラ14と、電源ECU80と、通信装置90とを備える。電源部50は、交流電源12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50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70は、伝送周波数を有する交流電力を電源部50から受け、送電部70の周囲に生成される磁界を通じて、車両1の受電部100へ非接触で送電する。送電部70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。
フィルタ回路60は、電源部50と送電部70との間に設けられ、電源部50から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路60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ECU80は、CPU、メモリ(ROM及びRAM)、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み(いずれも図示せず)、メモリに記憶された情報や各種センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行する。そして、電源ECU80は、演算処理の結果に基づいて、送電装置10における各機器を制御する。たとえば、電源ECU80は、所定の伝送周波数を有する交流電力を電源部50が生成するように、電源部50のスイッチング制御を行なう。
通信装置90は、車両1の通信装置530と無線通信するように構成される。通信装置90は、位置合わせの実行時や非接触充電の実行時に、送電の開始/停止や車両1の受電状況(受電電圧等)等の情報を通信装置530とやり取りする。
この電力伝送システムにおいては、送電装置10において、電源部50からフィルタ回路60を通じて送電部70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70及び車両1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50からフィルタ回路60を通じて送電部70へ交流電力が供給されると、送電部70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70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5は、図3に示した送電部70及び受電部100の回路構成の一例を示した図である。図5を参照して、送電部70は、コイル72と、キャパシタ74とを含む。キャパシタ74は、コイル72に直列に接続されてコイル72と共振回路を形成する。キャパシタ74は、送電部70の共振周波数を調整するために設けられる。コイル72及びキャパシタ74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。
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Q値も、100以上であることが好ましい。
なお、送電部70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72,102の構造は特に限定されない。たとえば、送電部70と受電部100とが正対する場合に、送電部70と受電部100とが並ぶ方向に沿う軸に巻回される渦巻形状やらせん形状のコイルをコイル72,102の各々に採用することができる。或いは、送電部70と受電部100とが正対する場合に、送電部70と受電部100とが並ぶ方向を法線方向とするフェライト板に電線を巻回して成るコイルをコイル72,102の各々に採用してもよい。
再び図3を参照して、この実施の形態1に従う車両1では、上述のように、車両ECU500は、タイマー充電に関する制御、及びタイマー充電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。
(タイマー充電に関する制御の説明)
この実施の形態1では、非接触充電が可能であり、非接触充電が行なわれる場合にタイマー充電が設定されているときは、送電部70に対する受電部100の位置合わせ処理、及び車両1を送電装置10と対応付けるペアリング処理が完了した後、タイマー充電の時刻スケジュールに従う非接触充電が実行される。接触充電が行なわれる場合にタイマー充電が設定されているときは、充電ケーブル44のコネクタ40が充電インレット30に接続された後、タイマー充電の時刻スケジュールに従う非接触充電が実行される。この実施の形態1では、車両ECU500は、ユーザによりMID520において入力設定された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を算出する。
一例として、車両ECU500は、車両1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、MID520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、MID520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、非接触充電が行なわれる場合に充電開始時刻が到来すると、リレー220(図1)をオン(リレー230,310はオフ)にするとともに、通信装置530を通じて送電装置10へ送電の開始を指示する。蓄電装置300の充電が完了すると、車両ECU500は、通信装置530を通じて送電装置10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。接触充電が行なわれる場合には、充電開始時刻が到来すると、車両ECU500は、リレー230(図1)をオン(リレー220,310はオフ)にするとともに、充電器250へ駆動信号を出力する。
(タイマー充電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、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1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、MID520からタイマー充電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。
タイマー充電による充電待機中に、MID520からの入力が不能になるような不具合が生じると、MID520からタイマー充電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。
接触充電が行なわれる場合には、上述の特許文献6に記載されているように、一定期間内に充電ケーブル44のコネクタ40を充電インレット30から抜差しすることによって、タイマー充電を解除可能である。しかしながら、非接触充電が行なわれる場合には、コネクタ40を充電インレット30に接続する必要がない。そのため、MID520からタイマー充電を解除できない事態に対して、コネクタ40を充電インレット30から抜差しすることでタイマー充電を解除する上記手法を採用することができない。
そこで、この実施の形態1に従う車両1では、送電部70に対する受電部100の位置合わせが完了し、かつ、車両1を送電装置10と対応付けるペアリング処理が完了した状態において、タイマー充電が設定されており、かつ、時刻スケジュールに従う非接触充電の開始時刻の到来前にスタートスイッチ510が所定の操作を受け付けると、車両ECU500は、タイマー充電の設定に拘わらず非接触充電を実施するための処理を実行する。
所定の操作とは、たとえば、一定時間内にスタートスイッチ510をON及びOFFする操作である。なお、スタートスイッチ510の誤操作によりタイマー充電が解除されるのを防ぐために、スタートスイッチ510のON/OFF操作が一定時間内に複数回実施された場合に、所定の操作が行なわれたものとするのが好ましい。
また、非接触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230,310はオフ)にするとともに、通信装置530を通じて送電装置10へ外部充電の開始を指示することを含むものである。
上記により、この実施の形態1に従う車両1では、タイマー充電による充電待機中にMID520からの入力が不能となる不具合が生じたとしても、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了した状態において、スタートスイッチ510にてユーザが所定の操作を実施すれば、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)非接触充電が実施される。したがって、この実施の形態1によれば、MID520からタイマー充電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非接触充電を開始することができる。
さらに、この実施の形態1に従う車両1においては、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了しておらず、非接触充電を実施できない状況では(たとえば、送電装置10のない駐車場に駐車される状況等)、スタートスイッチ510にてユーザが所定の操作を実行しても、タイマー充電は解除されることなく維持される。したがって、この実施の形態1によれば、非接触充電を実施できないような状況において、タイマー充電が不必要に解除されるのを防ぐことができる。
なお、上記では、タイマー充電が不必要に解除されるのを防ぐために、スタートスイッチ510による所定の解除操作を受け付ける期間を、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了した状態としているが、ペアリング処理の完了は条件に含めずに、位置合わせが完了した状態であればスタートスイッチ510による所定の解除操作を受け付けるようにしてもよい。
図6は、MID520からタイマー充電を解除できない場合の解除操作に関する処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、外部充電の開始トリガが生じたとき、すなわち、送電部70に対する受電部100の位置合わせが完了し、かつ、車両1を送電装置10と対応付けるペアリング処理が完了したとき(非接触充電時)、又は充電ケーブル44のコネクタ40が充電インレット30に接続されたとき(接触充電時)に開始される。
図6を参照して、外部充電の開始トリガが生じると(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S15)。具体的には、MID520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S15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S15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S20)。
ステップS20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S20においてNO)、車両ECU500は、外部充電が、受電装置20により受電される電力を用いた非接触充電によるものか、それとも充電インレット30から入力される電力を用いた接触充電によるものかを判定する(ステップS25)。この判定は、たとえば、外部充電の開始トリガが、送電部70に対する受電部100の位置合わせが完了し、かつ、車両1を送電装置10と対応付けるペアリング処理が完了したことによるものか(非接触充電)、それとも充電ケーブル44のコネクタ40が充電インレット30に接続されたことによるものか(接触充電時)に基づいて実施され得る。
ステップS25において外部充電が非接触充電であると判定されると(ステップS25において「非接触」)、車両ECU500は、一定時間内にスタートスイッチ510のON/OFF操作が有ったか否かを判定する(ステップS30)。なお、誤操作防止のために、スタートスイッチ510のON/OFF操作は複数回であることが好ましい。
一定時間内にスタートスイッチ510のON/OFF操作が有ったものと判定されると(ステップS30においてYES)、車両ECU500は、タイマー充電を強制的に解除するとともに(ステップS40)、タイマー充電が強制的に解除されたことを示すタイマー充電強制解除フラグをオンにする(ステップS45)。
一方、ステップS25において外部充電が接触充電であると判定されると(ステップS25において「接触」)、車両ECU500は、一定時間内にコネクタ40の抜差し操作が有ったか否かを判定する(ステップS35)。なお、誤操作防止のために、コネクタ40の抜差し操作は複数回であることが好ましい。また、コネクタ40の抜差し操作に代えて、コネクタ40に設けられるスイッチ42のON/OFF操作としてもよい。
そして、一定時間内にコネクタ40の抜差し操作が有ったものと判定されると(ステップS35においてYES)、車両ECU500は、ステップS40へ処理を移行し、タイマー充電が強制的に解除される。
ステップS30において一定時間内にスタートスイッチ510のON/OFF操作は無かったものと判定された場合(ステップS30においてNO)、又はステップS35において一定時間内にコネクタ40の抜差し操作は無かったものと判定された場合(ステップS35においてNO)、車両ECU500は、ステップS20へ処理を戻す。
ステップS45においてタイマー充電強制解除フラグがオンにされると、又は、ステップS15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(ステップS15においてNO)、若しくはステップS20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たとき(ステップS20においてYES)、車両ECU500は、外部充電を開始するための処理を実行する(ステップS50)。具体的には、非接触充電が実行される場合には、車両ECU500は、リレー220をオン(リレー230,310はオフ)にするとともに、通信装置530を通じて送電装置10へ送電の開始を指示する。一方、接触充電が実行される場合には、車両ECU500は、リレー230をオン(リレー220,310はオフ)にするとともに、充電器250を駆動するための制御信号を充電器250へ出力する。
外部充電の実行中、車両ECU500は、蓄電装置300の充電が完了したか否かを判定する(ステップS55)。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S55において充電が完了したものと判定されると(ステップS55においてYES)、外部充電が停止され、タイマー充電強制解除フラグがオンしている場合には当該フラグがオフにされる(ステップS60)。これにより、一連の処理が終了する。
以上のように、この実施の形態1においては、タイマー充電による充電待機中にMID520からの入力が不能となる等の不具合が生じたとしても、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了した状態において、スタートスイッチ510にてユーザが所定の操作を実施すれば、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)非接触充電が実施される。したがって、この実施の形態1によれば、MID520からタイマー充電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非接触充電を開始することができる。
さらに、この実施の形態1においては、位置合わせ処理及びペアリング処理が完了しておらず、非接触充電を実施できない状況では(たとえば、送電装置10のない駐車場に駐車される状況等)、スタートスイッチ510にてユーザが所定の操作を実行しても、タイマー充電は解除されることなく維持される。したがって、この実施の形態1によれば、非接触充電を実施できないような状況において、タイマー充電が不必要に解除されるのを防ぐことができる。
[実施の形態2]
この実施の形態2では、実施の形態1で説明したタイマー充電の強制解除(スタートスイッチ510の操作に基づく強制解除)の後にタイマー充電を再設定(再実行)可能な構成が示される。
この実施の形態2における電力伝送システムの全体構成は、図1,3に示した実施の形態1における電力伝送システムと同じである。
図7は、MID520からタイマー充電の解除及び再設定をできない場合の解除操作及び再設定操作に関する処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理も、図6に示したフローチャートと同様に、外部充電の開始トリガが生じた場合に開始される。
ステップS110〜S160において実行される処理は、それぞれ図6に示したステップS10〜S60において実行される処理と同じである。
この実施の形態2では、ステップS155において、外部充電の実行中に蓄電装置300の充電は完了していないと判定されると(ステップS155においてNO)、車両ECU500は、タイマー充電を再実行するか否かを判定するための処理を実行する(ステップS156)。この処理については、後ほど詳しく説明する。
ステップS156の処理の実行後、車両ECU500は、タイマー充電強制解除フラグがオフしているか否かを判定する(ステップS157)。後述のように、ステップS156の処理においてタイマー充電を再実行するものと判定されると、ステップS156の処理においてタイマー充電強制解除フラグがオフされる。一方、ステップS156の処理においてタイマー充電を再実行しないと判定されると、タイマー充電強制解除フラグはオンに維持される。
そして、ステップS157においてタイマー充電強制解除フラグはオンであると判定されると(ステップS157においてNO)、車両ECU500は、ステップS150へ処理を戻し、外部充電の実行が継続される。
一方、ステップS157においてタイマー充電強制解除フラグはオフであると判定されると(ステップS157においてYES)、車両ECU500は、ステップS120へ処理を戻し、タイマー充電が強制解除される前に設定されていた時刻スケジュールに従うタイマー充電が再実行される。
図8は、図7に示したステップS156において実行される処理の手順を説明するフローチャートである。図8を参照して、車両ECU500は、タイマー充電強制解除フラグがオンになってから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS210)。この所定時間は、タイマー充電が強制解除されてからタイマー充電の再設定を許容する期間を限定するためのものである。ステップS210においてフラグがオンになってから所定時間が経過したものと判定されると(ステップS210においてYES)、以降の一連の処理は実行されることなくエンドへと処理が移行する。すなわち、この場合は、タイマー充電強制解除フラグがオンに維持されたまま、図7のステップS157へ処理が進む。
ステップS210においてタイマー充電強制解除フラグがオンになってからまだ所定時間経過していないと判定されると(ステップS210においてNO)、車両ECU500は、現在、非接触充電が実行されているか、それとも接触充電が実行されているかを判定する(ステップS215)。
非接触充電が実行されている場合は(ステップS215において「非接触」)、車両ECU500は、スタートスイッチ510のON/OFF操作が有ったか否かを判定する(ステップS220)。なお、ここでも、誤操作防止のために、スタートスイッチ510のON/OFF操作は複数回であることが好ましい。
スタートスイッチ510のON/OFF操作が有ったものと判定されると(ステップS220においてYES)、車両ECU500は、外部充電(この場合は非接触充電)を停止するとともに(ステップS230)、タイマー充電強制解除フラグをオフにする(ステップS235)。すなわち、この場合は、図7において、ステップS157にてフラグがオフであると判定されることにより、ステップS120へ処理が戻され、タイマー充電が再実行される。
一方、接触充電が実行されている場合は(ステップS215において「接触」)、車両ECU500は、コネクタ40の抜差し操作が有ったか否かを判定する(ステップS225)。なお、ここでも、誤操作防止のために、コネクタ40の抜差し操作は複数回であることが好ましい。また、コネクタ40の抜差し操作に代えて、コネクタ40に設けられるスイッチ42のON/OFF操作としてもよい。
そして、コネクタ40の抜差し操作が有ったものと判定されると(ステップS225においてYES)、車両ECU500は、ステップS230へ処理を移行し、外部充電(この場合は接触充電)が停止されるとともに、タイマー充電強制解除フラグがオフにされる。すなわち、この場合も、図7において、ステップS157にてフラグがオフであると判定されることにより、ステップS120へ処理が戻され、タイマー充電が再実行される。
以上のように、この実施の形態2においては、タイマー充電が強制解除されてから所定時間が経過するまでにスタートスイッチ510のON/OFF操作が再度行なわれると、タイマー充電の強制解除を中止してタイマー充電が再実行される。したがって、この実施の形態2によれば、スタートスイッチ510の誤操作によりタイマー充電が解除されたとしても、タイマー充電を再度実行することができる。
なお、上記の実施の形態1,2においては、ユーザによりMID520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が設定されるものとしたが(手動タイマー設定)、車両1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、上述したような所定の操作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実行することができる。
また、上記の実施の形態1,2においては、スタートスイッチ510(非接触充電時)又は充電ケーブル44のコネクタ40(接触充電時)において所定の操作を受け付けると、タイマー充電を解除して外部充電を実行するものとしたが、実施の形態1においては、タイマー充電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実行するようにしてもよい。
なお、上記において、車両ECU500は、本開示における「制御装置」の一実施例に対応し、スタートスイッチ510は、本開示における「操作部」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。本開示の範囲は、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。
1 車両、10 送電装置、12 交流電源、14 カメラ、20 受電装置、21 樹脂ケース、22 金属ケース、23,24 マーク、26,27 保護部材、30 充電インレット、40 コネクタ、42 スイッチ、44 充電ケーブル、46 電源、50 電源部、60,150 フィルタ回路、70 送電部、72,102 コイル、74,104 キャパシタ、80 電源ECU、90,530 通信装置、100 受電部、200 整流回路、220,230,310 リレー、250 充電器、300 蓄電装置、400 動力生成装置、510 スタートスイッチ、520 MID。

Claims (6)

  1. 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、
    前記送電装置による前記蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施するタイマー充電を実行可能に構成された制御装置と、
    ユーザによる車両システムの起動操作及び停止操作を受け付けるように構成された操作部とを備え、
    前記送電部に対する前記受電部の位置合わせが完了した状態において、前記タイマー充電が設定されており、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操作部が所定の操作を受け付けた場合に、前記制御装置は、前記タイマー充電の設定に拘わらず、前記送電装置による前記蓄電装置の充電を実施するための処理を実行する、車両。
  2. 前記位置合わせが完了し、かつ、前記車両を前記送電装置と対応付けるペアリング処理が完了した状態において、前記タイマー充電が設定されており、かつ、前記充電開始時刻の到来前に前記操作部が前記所定の操作を受け付けた場合に、前記制御装置は、前記タイマー充電の設定に拘わらず前記処理を実行する、請求項1に記載の車両。
  3. 前記制御装置は、前記操作部が一定時間内に複数回操作された場合に、前記操作部が前記所定の操作を受け付けたものと判定する、請求項1又は請求項2に記載の車両。
  4. 前記制御装置は、前記操作部が前記所定の操作を受け付けた後に所定の他の操作をさらに受け付けた場合に、前記処理の実行を中止して前記タイマー充電を実行する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両。
  5. 車両外部の電源に接続される充電ケーブルのコネクタを接続可能に構成されたインレットをさらに備え、
    前記車両は、前記充電ケーブル及び前記インレットを通じて前記電源により前記蓄電装置をさらに充電可能に構成され、
    前記タイマー充電は、前記インレットに前記コネクタが接続されている場合に、前記電源による前記蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施することを含み、
    前記インレットに前記コネクタが接続された状態において、前記タイマー充電が設定されており、かつ、前記充電開始時刻の到来前に前記コネクタに対して予め定められた操作が実行されたときに、前記制御装置は、前記タイマー充電の設定に拘わらず、前記電源による前記蓄電装置の充電を実施するための処理を実行する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両。
  6. 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備え、
    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、
    前記送電装置による前記蓄電装置の充電を時刻スケジュールに従って実施するタイマー充電を実行可能に構成された制御装置と、
    ユーザによる車両システムの起動操作及び停止操作を受け付けるように構成された操作部とを備え、
    前記送電部に対する前記受電部の位置合わせが完了した状態において、前記タイマー充電が設定されており、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操作部が所定の操作を受け付けた場合に、前記制御装置は、前記タイマー充電の設定に拘わらず、前記送電装置による前記蓄電装置の充電を実施するための処理を実行する、電力伝送システム。
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