JP2019140731A

JP2019140731A - Vehicle charging system and external charging equipment

Info

Publication number: JP2019140731A
Application number: JP2018020038A
Authority: JP
Inventors: 裕治戸塚; Yuji Totsuka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2019-08-22

Abstract

To improve convenience and charge efficiency of external charging in a vehicle charging system and external charging equipment.SOLUTION: A vehicle charging system, which automatically connects a charging gun 26 which is so provided as to be retractable in a vertical direction from an underside of a vehicle 20, and a charge port 44 which is so provided as to be movable in at least a horizontal plane along a road surface of a parking area for the vehicle 20, is provided with a first drive part 3, a second drive part 4, and a third drive part 5. The first drive part 3 moves the vehicle 20 upward the charge port 44 by automatic operation so that the charging gun 26 is positioned near the charge port 44. The second drive part 4 drives the charge port 44 in the state that the charging gun 26 is positioned near the charge port 44, and so makes the charge port 44 as to be directly opposite to the charging gun 26. The third drive part 5 drives the charging gun 26, which is directly opposite to the charge port 44, downward, and connects the charging gun 26 to the charge port 44.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、車両の充電ガン及び路面の充電口を自動接続する車両充電システム及び外部充電装置に関する。 The present invention relates to a vehicle charging system and an external charging device that automatically connect a charging gun of a vehicle and a charging port of a road surface.

従来、非接触式の外部充電装置（ワイヤレス充電装置）を搭載した車両に自動運転制御を適用することで、車載バッテリーの外部充電を効率よく実施する技術が検討されている。すなわち、車両の下面に取り付けられた受電コイルと路面に埋設された給電コイルとが近接するように車両位置を自動的に制御した上で、電磁誘導や磁気共鳴を利用して給電コイル側から受電コイル側へと送電する技術である。外部充電時の車両の動きを全自動化することで、路面側の給電コイルに対する、車両側の受電コイルの位置合わせ精度が向上し、充電効率が改善されうる（特許文献１参照）。 Conventionally, a technique for efficiently performing external charging of a vehicle-mounted battery by applying automatic driving control to a vehicle equipped with a non-contact external charging device (wireless charging device) has been studied. In other words, the vehicle position is automatically controlled so that the power receiving coil attached to the lower surface of the vehicle and the power feeding coil embedded in the road surface are close to each other, and then power is received from the power feeding coil side using electromagnetic induction or magnetic resonance. This technology transmits power to the coil side. By fully automating the movement of the vehicle at the time of external charging, the positioning accuracy of the receiving coil on the vehicle side with respect to the power feeding coil on the road surface side can be improved, and the charging efficiency can be improved (see Patent Document 1).

一方、車両を自動運転で移動させる代わりに、給電装置を移動させることによって位置合わせを実施することも提案されている。例えば、給電コイルが内蔵された自走ロボットを車両の下面に移動させ、受電コイルと給電コイルとの位置合わせをした上で給電コイルに交流電圧を印加することで車載のバッテリーを充電する技術が知られている（特許文献２参照）。 On the other hand, it is also proposed to perform alignment by moving the power feeding device instead of moving the vehicle by automatic driving. For example, there is a technology for charging a vehicle-mounted battery by moving a self-running robot with a built-in power supply coil to the lower surface of the vehicle, aligning the power receiving coil and the power supply coil, and applying an AC voltage to the power supply coil. It is known (see Patent Document 2).

特開2016-141161号公報JP2016-141161A 特開2013-198187号公報JP 2013-198187

しかしながら、非接触式の外部充電装置は、有線接続式の外部充電装置と比較して伝送出力が小さく、多数の車両を短時間で充電するのには適さない。例えば、高速道路に付設されるサービスエリアやパーキングエリアの中には、数百台の車両を収容可能な駐車場を擁したものがあり、多数の車両を短時間で効率よく外部充電を実施する能力が求められる。このように、大規模な駐車場に非接触式の外部充電装置を適用した場合、外部充電の行列待ちのために滞在時間がむやみに長くなってしまうおそれがある。 However, the non-contact type external charging device has a smaller transmission output than the wired connection type external charging device, and is not suitable for charging a large number of vehicles in a short time. For example, some service areas and parking areas attached to expressways have parking lots that can accommodate hundreds of vehicles, so that many vehicles can be externally charged efficiently in a short time. Ability is required. Thus, when a non-contact type external charging device is applied to a large-scale parking lot, there is a risk that the staying time will be unnecessarily long due to waiting for external charging.

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、車両の外部充電の利便性，充電効率を改善することのできる車両充電システム及び外部充電装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。 One of the objects of the present invention was created in view of the above-described problems, and provides a vehicle charging system and an external charging device that can improve the convenience and efficiency of external charging of a vehicle. It is. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is an operational effect that is derived from each configuration shown in “Mode for Carrying Out the Invention” to be described later. Can be positioned as a purpose.

（１）開示の車両充電システムは、車両の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガンと、前記車両の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口と、を自動接続する車両充電システムである。本システムは、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部を備える。さらに、前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部を備える。 (1) The disclosed vehicle charging system includes a charging gun provided so as to be able to appear and disappear in a vertical direction from a lower surface of the vehicle, and a charging port provided so as to be movable at least in a horizontal plane along a road surface of the parking lot of the vehicle. This is a vehicle charging system that automatically connects and. The system includes a first drive unit that automatically moves the vehicle above the charging port so that the charging gun is positioned in the vicinity of the charging port. In addition, a second drive unit is provided that drives the charging port in a state where the charging gun is positioned in the vicinity of the charging port, and causes the charging port to face the charging gun. Furthermore, a third drive unit is provided that drives the charging gun facing the charging port downward and connects the charging gun to the charging port.

（２）前記第二駆動部が、前記駐車場の前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに前記充電口を駆動することが好ましい。
（３）前記充電口の近傍に設けられ、上方の映像を撮影するカメラを備え、前記第二駆動部が、前記映像を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させることが好ましい。
（４）前記充電ガンの周囲に配置された複数の光源を備え、前記第二駆動部が、前記光源の光を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させることが好ましい。
（５）前記充電ガンが、駆動装置に支持された基部と、前記充電口に差し込まれるコネクタ部と、前記基部と前記コネクタ部との間に介装されて前記コネクタ部を前記基部に対して弾性的に支持する弾性支持部と、を有することが好ましい。 (2) It is preferable that said 2nd drive part drives the said charging port to each of the front-back direction of the said parking lot, the left-right direction, and a yaw rotation direction.
(3) It is preferable that the camera is provided in the vicinity of the charging port and shoots an upper image, and the second driving unit causes the charging port to face the charging gun using the image.
(4) It is preferable that a plurality of light sources arranged around the charging gun are provided, and the second driving unit causes the charging port to face the charging gun using light of the light source.
(5) The charging gun is interposed between the base portion supported by the driving device, the connector portion inserted into the charging port, and the base portion and the connector portion, and the connector portion is connected to the base portion. It is preferable to have an elastic support portion that elastically supports.

（６）開示の外部充電装置は、自動運転機能を有し、上下方向に出没可能な充電ガンを下面に具備する車両の外部充電装置である。本装置は、前記車両の駐車場の路面に埋設され、少なくとも水平面内を移動可能に設けられ、前記車両の外部充電に際し前記充電ガンに接続される充電口を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部を備える。また、前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部を備える。 (6) The disclosed external charging device is an external charging device for a vehicle having an automatic driving function and a charging gun that can be raised and lowered in the vertical direction. The device includes a charging port that is embedded in a road surface of the parking lot of the vehicle, is provided so as to be movable at least in a horizontal plane, and is connected to the charging gun when externally charging the vehicle. In addition, a first drive unit that moves the vehicle above the charging port by automatic operation so that the charging gun is located in the vicinity of the charging port is provided. In addition, a second drive unit that drives the charging port in a state where the charging gun is positioned in the vicinity of the charging port, and causes the charging port to face the charging gun. In addition, a third drive unit is provided that drives the charging gun facing the charging port downward and connects the charging gun to the charging port.

自動運転で充電ガンを充電口の近傍まで移動させた上で、充電口を充電ガンに正対させ、その後に充電ガンを下方向に駆動して接続することで、充電ガンと充電口との位置合わせ精度を向上させることができる。これにより、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。したがって、車両の外部充電の利便性，充電効率を改善することができる。 After moving the charging gun to the vicinity of the charging port in automatic operation, align the charging port with the charging gun, and then drive the charging gun downward to connect it. The alignment accuracy can be improved. Thereby, the accuracy of automatic connection can be improved, and the time required for automatic connection can be shortened. Therefore, the convenience and charging efficiency of external charging of the vehicle can be improved.

本実施形態の車両充電システムにおける駐車エリアを示す平面図である。It is a top view which shows the parking area in the vehicle charging system of this embodiment. 外部充電装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an external charging device. 車両充電システムのブロック構成図である。It is a block block diagram of a vehicle charging system. 充電ガン及び充電口を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a charging gun and a charging port. 充電ガンの構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a charging gun. 充電口の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a charging port. 車両充電システムの動作説明のためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for operation | movement description of a vehicle charging system. 充電ガンの接続に関するフローチャートである。It is a flowchart regarding the connection of a charging gun.

以下、図面を参照して実施形態としての外部充電装置及びその外部充電装置が適用された車両充電システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 Hereinafter, an external charging device as an embodiment and a vehicle charging system to which the external charging device is applied will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.

［１．施設の構成］
図１は、本実施形態の車両充電システムにおける駐車エリア１０の平面図である。駐車エリア１０は、例えば高速道路のパーキングエリア（PA），サービスエリア（SA），道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などの駐車場内に設けられる。この駐車エリア１０は、路面に描かれた白線により、待機エリア１１，充電エリア１２，完了エリア１３の三つに区画される。それぞれのエリア１１〜１３には、複数の車両２０が駐停車するのに十分な広さが与えられ、複数の駐停車枠（ロット）が設けられる。 [1. Facility configuration]
FIG. 1 is a plan view of a parking area 10 in the vehicle charging system of the present embodiment. The parking area 10 is provided in a parking lot such as a parking area (PA), a service area (SA), a road station, a shopping mall, a commercial facility, or a city hall on an expressway. The parking area 10 is divided into a waiting area 11, a charging area 12, and a completion area 13 by a white line drawn on the road surface. In each of the areas 11 to 13, a sufficient space is provided for parking a plurality of vehicles 20, and a plurality of parking frames (lots) are provided.

待機エリア１１は、充電前の車両２０が待機する区画である。待機エリア１１には、駐車エリア１０の入口が設けられる。完了エリア１３は、充電後の車両２０が滞在する区画である。完了エリア１３には、駐車エリア１０の出口が設けられる。充電エリア１２は、複数の外部充電装置４０が設置された区画である。外部充電装置４０とは、車両２０に搭載されたバッテリー２５（駆動用バッテリー）の外部充電を実施すべく、車両２０に電力を供給する給電装置である。本実施形態の外部充電は、車両２０に設けられた充電ガン２６と、駐車エリア１０の路面に設けられた充電口４４とを接続した状態で実施される。また、本実施形態における外部充電の対象車両は、自動運転機能を有する車両２０であって、上下方向に出没可能な充電ガン２６を下面に具備する車両２０である。 The standby area 11 is a section where the vehicle 20 before charging is standby. In the standby area 11, an entrance of the parking area 10 is provided. The completion area 13 is a section where the vehicle 20 after charging stays. In the completion area 13, an exit of the parking area 10 is provided. The charging area 12 is a section where a plurality of external charging devices 40 are installed. The external charging device 40 is a power feeding device that supplies electric power to the vehicle 20 in order to perform external charging of a battery 25 (driving battery) mounted on the vehicle 20. The external charging of the present embodiment is performed in a state where the charging gun 26 provided in the vehicle 20 and the charging port 44 provided on the road surface of the parking area 10 are connected. In addition, the target vehicle for external charging in the present embodiment is a vehicle 20 having an automatic driving function and having a charging gun 26 that can appear and disappear in the vertical direction on the lower surface.

上記の外部充電装置４０や車両２０の自動運転の動作は、管理装置１によって管理される。管理装置１は、車両２０の乗員（ユーザー）が所持しているスマートフォン３０（通信端末装置）との無線通信を利用して車両２０の自動運転制御を実施するとともに、充電ガン２６及び充電口４４の接続動作を含む外部充電制御を実施する。なお、スマートフォン３０は、所定の認証手続き（アカウント認証）や接続手続き（ペアリング）を通して、そのスマートフォン３０を所持している乗員の車両２０にあらかじめ紐付けられているものとする。 The operation of the automatic operation of the external charging device 40 and the vehicle 20 is managed by the management device 1. The management device 1 performs automatic operation control of the vehicle 20 using wireless communication with a smartphone 30 (communication terminal device) possessed by an occupant (user) of the vehicle 20, and the charging gun 26 and the charging port 44. The external charging control including the connection operation is performed. The smartphone 30 is assumed to be linked in advance to the vehicle 20 of the occupant carrying the smartphone 30 through a predetermined authentication procedure (account authentication) and a connection procedure (pairing).

ここで、駐車エリア１０内における車両２０の動き及び制御の流れを説明する。まず、車両２０の乗員が待機エリア１１内の任意の駐停車枠に車両２０を止め、スマートフォン３０を用いて外部充電の実施を管理装置１に申請する。管理装置１は、充電対象となる車両２０の現充電量を確認し、乗員が希望する充電量（目標充電量）を考慮して、充電スケジュール（充電開始時刻や目標充電量）を設定し、その充電スケジュールを乗員に提示する。その後、乗員は降車して商業施設，トイレ，娯楽施設などに移動してもよいし、車内で休憩してもよい。これ以後、車両２０の位置や制御状態は管理装置１によって自動的に管理される。 Here, the movement of the vehicle 20 in the parking area 10 and the flow of control will be described. First, an occupant of the vehicle 20 stops the vehicle 20 at an arbitrary parking stop frame in the standby area 11 and uses the smartphone 30 to apply to the management device 1 to perform external charging. The management device 1 checks the current charge amount of the vehicle 20 to be charged, sets the charge schedule (charge start time and target charge amount) in consideration of the charge amount (target charge amount) desired by the occupant, The charging schedule is presented to the passenger. Thereafter, the passenger may get off and move to a commercial facility, toilet, entertainment facility, etc., or may take a break in the vehicle. Thereafter, the position and control state of the vehicle 20 are automatically managed by the management device 1.

充電開始時刻になると、管理装置１が車両２０を自動運転で待機エリア１１から充電エリア１２へと移動させる。このとき、車両２０の充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように、車両２０の動きが制御される。これにより、車両２０が充電口４４の上方に移動する。続いて、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態で、今度は充電口４４が駆動される。このとき、充電口４４が充電ガン２６に正対するように、充電口４４の位置及び角度が微調整される。 When the charging start time comes, the management device 1 moves the vehicle 20 from the standby area 11 to the charging area 12 by automatic driving. At this time, the movement of the vehicle 20 is controlled so that the charging gun 26 of the vehicle 20 is positioned in the vicinity of the charging port 44. As a result, the vehicle 20 moves above the charging port 44. Subsequently, in a state where the charging gun 26 is positioned in the vicinity of the charging port 44, the charging port 44 is driven this time. At this time, the position and angle of the charging port 44 are finely adjusted so that the charging port 44 faces the charging gun 26.

その後、充電ガン２６が下方向に駆動され、充電ガン２６と充電口４４とが接続されて、外部充電が実施される。ここで充電された電力量があらかじめ設定された目標充電量に達したら、管理装置１が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へと自動運転で移動させ、充電が完了したことを乗員のスマートフォン３０に送信する。これを受けて、乗員が完了エリア１３に駐車している車両２０に乗車し、駐車エリア１０から退場する。 Thereafter, the charging gun 26 is driven downward, the charging gun 26 and the charging port 44 are connected, and external charging is performed. When the amount of power charged here reaches a preset target amount of charge, the management device 1 automatically moves the vehicle 20 from the charging area 12 to the completion area 13 to indicate that charging has been completed. 30. In response, the passenger gets on the vehicle 20 parked in the completion area 13 and leaves the parking area 10.

本実施形態の外部充電装置４０は、図２に示すように、充電エリア１２の駐停車枠内の路面に埋設されたケース４８内に収納された充電口４４を有する。この充電口４４は、ケース４８内において水平面内を移動可能に設けられる。充電口４４の移動可能な方向は、駐停車枠を基準として、車両２０の前後方向，左右方向，ヨー回転方向の三種類である。充電口４４の位置は、充電エリア１２の駐停車枠の近傍に設置された給電制御装置４１（電子制御装置）によって制御される。 As shown in FIG. 2, the external charging device 40 of the present embodiment has a charging port 44 housed in a case 48 embedded in a road surface within a parking / stopping frame of the charging area 12. The charging port 44 is provided in the case 48 so as to be movable in a horizontal plane. There are three types of directions in which the charging port 44 can move with respect to the parking / stopping frame, ie, the front-rear direction, the left-right direction, and the yaw rotation direction of the vehicle 20. The position of the charging port 44 is controlled by a power supply control device 41 (electronic control device) installed in the vicinity of the parking / stopping frame in the charging area 12.

図２中ではケース４８が駐停車枠内における前後方向の端辺に沿って配置されているが、ケース４８の位置や大きさはこれに限定されない。例えば、駐停車枠内の全体を充電口４４の可動範囲とすべく、ケース４８のサイズを拡大してもよい。ただし、二通りの駐車方向を使い分けることによって、車両２０に対する充電口４４の相対位置を変更することが可能であることから、充電口４４の可動範囲は、充電エリア１２に設けられる駐停車枠の面積を半分以上占めるような範囲に設定すれば十分である。 In FIG. 2, the case 48 is arranged along the front-rear direction edge in the parking frame, but the position and size of the case 48 are not limited to this. For example, the size of the case 48 may be enlarged so that the entire parking / stopping frame is within the movable range of the charging port 44. However, since it is possible to change the relative position of the charging port 44 with respect to the vehicle 20 by properly using the two parking directions, the movable range of the charging port 44 is the parking stop frame provided in the charging area 12. It is sufficient to set a range that occupies more than half of the area.

［２．ハードウェア構成］
図３は、車両充電システムのブロック構成図である。このシステムには、管理装置１，場内カメラ８，車両２０，スマートフォン３０，外部充電装置４０が含まれる。管理装置１は、駐車エリア１０内に存在する車両２０や外部充電装置４０を管理する機能を持った電子計算機（コンピューター）である。また、場内カメラ８は、駐車エリア１０内に存在する車両２０の位置や駐車状態を監視するためのビデオカメラであり、駐車エリア１０内の複数箇所に設けられる。 [2. Hardware configuration]
FIG. 3 is a block diagram of the vehicle charging system. This system includes a management device 1, an on-site camera 8, a vehicle 20, a smartphone 30, and an external charging device 40. The management device 1 is an electronic computer (computer) having a function of managing the vehicle 20 and the external charging device 40 existing in the parking area 10. The on-site camera 8 is a video camera for monitoring the position and parking state of the vehicle 20 existing in the parking area 10, and is provided at a plurality of locations in the parking area 10.

管理装置１には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、管理装置１は、ネットワーク７を介して場内カメラ８，車両２０，スマートフォン３０，外部充電装置４０などと通信する機能を併せ持つ。ネットワーク７は、例えば通信事業者の無線通信網（キャリア網）やインターネットを利用して形成された有線又は無線の通信網の総称である。 The management device 1 includes a processor (central processing unit), a memory (main memory), a storage device (storage), an interface device, and the like, and is connected to each other via an internal bus. The management device 1 also has a function of communicating with the in-field camera 8, the vehicle 20, the smartphone 30, the external charging device 40, and the like via the network 7. The network 7 is a general term for a wired or wireless communication network formed using, for example, a wireless communication network (carrier network) of a communication carrier or the Internet.

車両２０は、バッテリー２５の電力で駆動力を発生させる駆動用モータが搭載された電動車両（電気自動車，プラグインハイブリッド自動車など）であり、自動運転機能を備えたものである。バッテリー２５は、リチウムイオン二次電池，ニッケル水素電池などの二次電池であり、外部充電装置４０による外部充電が可能とされる。また、車両２０の下面には開閉自在のリッド２７が設けられ、その内側に外部充電用の充電ガン２６が設けられる。充電ガン２６は上下方向に出没可能に設けられ、例えば図４に示すように、車両２０の下面のうち後端部に近い位置に内蔵される。 The vehicle 20 is an electric vehicle (an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, etc.) on which a driving motor that generates a driving force with the electric power of the battery 25 is mounted, and has an automatic driving function. The battery 25 is a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery, and can be externally charged by the external charging device 40. In addition, a lid 27 that can be freely opened and closed is provided on the lower surface of the vehicle 20, and a charging gun 26 for external charging is provided on the inside thereof. The charging gun 26 is provided so as to be able to appear and retract in the vertical direction, and is built in a position near the rear end portion of the lower surface of the vehicle 20 as shown in FIG.

車両２０の走行時には充電ガン２６がリッド２７よりも上方（車内側）に収納された状態となり、リッド２７は閉鎖されている。一方、外部充電時にはリッド２７が開放され、充電ガン２６がリッド２７よりも下方へと伸張し、充電口４４に接続される。充電ガン２６及びリッド２７は、駆動装置２８によって駆動される。駆動装置２８は、充電ガン２６及びリッド２７を駆動するためのアクチュエーター（モーター，シリンダーなど）を含む。なお、充電ガン２６及び充電口４４の構造については後述する。 When the vehicle 20 travels, the charging gun 26 is housed above the lid 27 (inside the vehicle), and the lid 27 is closed. On the other hand, at the time of external charging, the lid 27 is opened, and the charging gun 26 extends downward from the lid 27 and is connected to the charging port 44. The charging gun 26 and the lid 27 are driven by a driving device 28. The drive device 28 includes an actuator (motor, cylinder, etc.) for driving the charging gun 26 and the lid 27. The structure of the charging gun 26 and the charging port 44 will be described later.

車両２０の自動運転時の制御対象となる装置は、駆動源７１，ブレーキ装置７２，操舵装置７３などであり、自動運転の状態は、自動運転制御装置２２（電子制御装置，コンピュータ）によって制御される。また、この車両２０には、測位装置２３と通信装置２４とが設けられる。測位装置２３は、GNSS（Global Navigation Satellite System，全球測位衛星システム）や車速センサー，舵角センサー，ヨーレイトセンサーなどの検出情報に基づいて、車両２０の位置を計測するための電子制御装置である。 Devices to be controlled during automatic driving of the vehicle 20 are a drive source 71, a brake device 72, a steering device 73, and the like. The state of automatic driving is controlled by the automatic driving control device 22 (electronic control device, computer). The The vehicle 20 is provided with a positioning device 23 and a communication device 24. The positioning device 23 is an electronic control device for measuring the position of the vehicle 20 based on detection information such as a GNSS (Global Navigation Satellite System), a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and a yaw rate sensor.

通信装置２４は、ネットワーク７を介して管理装置１やスマートフォン３０と通信を行うための電子制御装置である。外部充電制御装置２１，自動運転制御装置２２，測位装置２３，通信装置２４のそれぞれは、独立した電子制御装置として設けられてもよいし、一体の電子制御装置として設けられてもよい。なお、ここでいう電子制御装置には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。 The communication device 24 is an electronic control device for communicating with the management device 1 and the smartphone 30 via the network 7. Each of the external charging control device 21, the automatic operation control device 22, the positioning device 23, and the communication device 24 may be provided as an independent electronic control device, or may be provided as an integrated electronic control device. The electronic control device referred to here includes, for example, a processor (central processing unit), a memory (main memory), a storage device (storage), an interface device, and the like, and is connected to each other via an internal bus.

スマートフォン３０は、車両２０の乗員が所持する携帯型の通信装置であり、電子計算機（コンピューター）としての機能を併せ持つ。周知の通り、スマートフォン３０には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、このスマートフォン３０には、入出力制御装置３１，通信装置３２，ディスプレイ３３，タッチパネル３４が内蔵される。ディスプレイ３３に表示される情報やタッチパネル３４への操作入力情報は、入出力制御装置３１によって制御される。通信装置３２は、ネットワーク７を介して管理装置１や車両２０と通信を行うための電子制御装置である。 The smartphone 30 is a portable communication device possessed by an occupant of the vehicle 20, and also has a function as an electronic computer (computer). As is well known, the smartphone 30 includes a processor (central processing unit), a memory (main memory), a storage device (storage), an interface device, and the like, and is connected to each other via an internal bus. The smartphone 30 includes an input / output control device 31, a communication device 32, a display 33, and a touch panel 34. Information displayed on the display 33 and operation input information to the touch panel 34 are controlled by the input / output control device 31. The communication device 32 is an electronic control device for communicating with the management device 1 and the vehicle 20 via the network 7.

本実施形態では、車両２０の乗員が外部充電の申請をするために、あるいは車両２０の充電状態を確認するためにスマートフォン３０が用いられる。スマートフォン３０の通信対象には、少なくとも車両２０が含まれていればよい。すなわち、スマートフォン３０と管理装置１との間の情報交換は、車両２０を介して実現してもよいし、ネットワーク７経由で直接的な接続を実現してもよい。なお、スマートフォン３０の代わりに、携帯電話機，タブレット端末，ノートパソコン，音楽プレーヤー，携帯型ゲーム機などの電子機器類（ガジェット）を用いることも可能である。 In the present embodiment, the smartphone 30 is used for an occupant of the vehicle 20 to apply for external charging or to check the state of charge of the vehicle 20. The communication target of the smartphone 30 only needs to include at least the vehicle 20. That is, the information exchange between the smartphone 30 and the management device 1 may be realized via the vehicle 20 or may be directly connected via the network 7. Instead of the smartphone 30, electronic devices (gadgets) such as a mobile phone, a tablet terminal, a notebook computer, a music player, and a portable game machine can be used.

外部充電装置４０には、給電制御装置４１，通信装置４２，電源４３，充電口４４，充電口リッド４５，駆動装置４６，カメラ４７が設けられる。給電制御装置４１は、充電口４４の位置を制御する機能と、充電ガン２６が充電口４４に接続された状態で充電（給電）を実施する機能とを併せ持つ電子計算機（コンピューター）である。給電制御装置４１には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。給電制御装置４１は駆動装置４６に制御信号を送信し、駆動装置４６が充電口４４の上下方向の位置や充電口リッド４５の開閉状態を変更する。駆動装置４６は、充電口４４及び充電口リッド４５を駆動するためのアクチュエーター（モーター，シリンダーなど）を含む。 The external charging device 40 includes a power supply control device 41, a communication device 42, a power source 43, a charging port 44, a charging port lid 45, a driving device 46, and a camera 47. The power feeding control device 41 is an electronic computer (computer) that has both a function of controlling the position of the charging port 44 and a function of performing charging (power feeding) while the charging gun 26 is connected to the charging port 44. The power supply control device 41 includes, for example, a processor (central processing unit), a memory (main memory), a storage device (storage), an interface device, and the like, and is connected to each other via an internal bus. The power feeding control device 41 transmits a control signal to the driving device 46, and the driving device 46 changes the vertical position of the charging port 44 and the open / closed state of the charging port lid 45. The drive device 46 includes an actuator (motor, cylinder, etc.) for driving the charging port 44 and the charging port lid 45.

通信装置４２は、ネットワーク７を介して管理装置１と通信を行うための電子制御装置である。外部充電装置４０は、少なくとも管理装置１との間で情報交換できるものであればよい。したがって、無線通信の代わりに有線（ケーブル）で管理装置１に接続される装置構成としてもよい。電源４３は、車両２０のバッテリー２５に供給される電力を蓄える二次電池、あるいはバッテリー２５の充電に適した大きさの電圧，電流を出力する給電装置である。 The communication device 42 is an electronic control device for communicating with the management device 1 via the network 7. The external charging device 40 only needs to exchange information with at least the management device 1. Therefore, it is good also as an apparatus structure connected to the management apparatus 1 by wire (cable) instead of wireless communication. The power source 43 is a secondary battery that stores electric power supplied to the battery 25 of the vehicle 20 or a power supply device that outputs a voltage and current having a magnitude suitable for charging the battery 25.

図５に、充電ガン２６の周辺構造を例示する。充電ガン２６にはコネクタ部５１，基部５２，弾性支持部５３が設けられる。コネクタ部５１は、充電口４４に差し込まれる部位（充電口４４と嵌合する部位）であり、円筒状の外形を有する。コネクタ部５１の先端面（下端面）には、充電口４４のコネクタ形状に対応する凹凸が形成される。基部５２は、コネクタ部５１よりも上方で駆動装置２８に支持される部位である。また、弾性支持部５３は、コネクタ部５１と基部５２との間に介装されて、コネクタ部５１を基部５２に対して弾性的に支持する部位である。弾性支持部５３の具体例としては、スプリング（ばね）やゴムなどが挙げられる。充電ガン２６に弾性支持部５３を形成しておくことで、コネクタ部５１と充電口４４との接続時におけるガタつきや位置の誤差が吸収され、しっかりと接続されやすくなる。 FIG. 5 illustrates the peripheral structure of the charging gun 26. The charging gun 26 is provided with a connector part 51, a base part 52, and an elastic support part 53. The connector portion 51 is a portion that is inserted into the charging port 44 (a portion that fits into the charging port 44) and has a cylindrical outer shape. Concavities and convexities corresponding to the connector shape of the charging port 44 are formed on the front end surface (lower end surface) of the connector portion 51. The base portion 52 is a portion that is supported by the drive device 28 above the connector portion 51. The elastic support portion 53 is a portion that is interposed between the connector portion 51 and the base portion 52 and elastically supports the connector portion 51 with respect to the base portion 52. Specific examples of the elastic support portion 53 include a spring and rubber. By forming the elastic support portion 53 in the charging gun 26, rattling and position errors when the connector portion 51 and the charging port 44 are connected are absorbed, and it is easy to be firmly connected.

コネクタ部５１の周面には、位置調節用の光源６１〜６３が設けられる。これらの光源６１〜６３は、例えばレーザー光源やLED光源である。光源６１〜６３から発せられる光は、コネクタ部５１と充電口４４との接続時におけるパイロット信号として利用される。光源６１〜６３のレイアウトは任意であるが、各光源６１〜６３がコネクタ部５１を囲む正三角形の頂点をなすように配置することが好ましい。また、三つの光源６１〜６３のうち、車両２０の前方側に位置するものを他のものと異なる色に発光させて、レイアウトの向きを把握しやすくしてもよい。 On the peripheral surface of the connector portion 51, light sources 61 to 63 for position adjustment are provided. These light sources 61 to 63 are, for example, laser light sources or LED light sources. Light emitted from the light sources 61 to 63 is used as a pilot signal when the connector unit 51 and the charging port 44 are connected. Although the layout of the light sources 61 to 63 is arbitrary, it is preferable that the light sources 61 to 63 are arranged so as to form vertices of equilateral triangles surrounding the connector portion 51. In addition, among the three light sources 61 to 63, one located on the front side of the vehicle 20 may be caused to emit light in a color different from the others so that the orientation of the layout can be easily grasped.

図６に、充電口４４の周辺構造を例示する。充電口４４の下方には駆動装置４６が設けられる。駆動装置４６は、充電口４４を水平面内で自由自在に移動させる機能を持つ。充電口４４の移動可能な方向は、図６中に黒矢印で示すように、前後方向，左右方向，ヨー回転方向である。また、充電口４４と充電ガン２６との接続面にはインターロックスイッチ４９が設けられ、充電口４４の中央にはカメラ４７が設けられる。インターロックスイッチ４９は、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことを検知するスイッチである。 FIG. 6 illustrates the peripheral structure of the charging port 44. A driving device 46 is provided below the charging port 44. The drive device 46 has a function of moving the charging port 44 freely in a horizontal plane. The directions in which the charging port 44 can move are the front-rear direction, the left-right direction, and the yaw rotation direction, as indicated by the black arrows in FIG. An interlock switch 49 is provided on the connection surface between the charging port 44 and the charging gun 26, and a camera 47 is provided at the center of the charging port 44. The interlock switch 49 is a switch that detects that the charging gun 26 is correctly fitted into the charging port 44.

カメラ４７は、充電ガン２６を充電口４４に接続する際に、充電口４４の位置や向きを確認するためのビデオカメラである。もしも充電ガン２６の向き（挿入角度）が充電口４４に対して垂直であれば、カメラ４７の撮影画像（映像）中の光源６１〜６３を結んで描画される三角形が正三角形となる。一方、充電ガン２６の向きが充電口４４に対して傾斜していれば、その傾斜に応じて撮影画像中の三角形が歪んだ形状（例えば不等辺三角形）となる。 The camera 47 is a video camera for confirming the position and orientation of the charging port 44 when the charging gun 26 is connected to the charging port 44. If the orientation (insertion angle) of the charging gun 26 is perpendicular to the charging port 44, the triangle drawn by connecting the light sources 61 to 63 in the captured image (video) of the camera 47 is an equilateral triangle. On the other hand, if the direction of the charging gun 26 is inclined with respect to the charging port 44, the triangle in the captured image becomes a distorted shape (for example, an unequal triangle) according to the inclination.

本実施形態ではカメラ４７が充電口４４の中央に配置されているため、充電ガン２６が充電口４４の正面に位置するときに、光源６１〜６３を結んで描画される三角形が撮像画像中の中央に配置される。一方、充電ガン２６が充電口４４の正面からずれているときには、撮像画像中の中央から外れた位置に三角形が現れる。このように、三つの光源６１〜６３を利用することで、充電口４４に対する充電ガン２６の相対的な位置及び向きが精度よく把握され、位置合わせが容易となる。 In the present embodiment, since the camera 47 is arranged at the center of the charging port 44, when the charging gun 26 is positioned in front of the charging port 44, a triangle drawn by connecting the light sources 61 to 63 is displayed in the captured image. Located in the center. On the other hand, when the charging gun 26 is displaced from the front of the charging port 44, a triangle appears at a position off the center in the captured image. In this manner, by using the three light sources 61 to 63, the relative position and orientation of the charging gun 26 with respect to the charging port 44 can be accurately grasped, and the alignment becomes easy.

［３．ソフトウェア構成］
管理装置１の記憶装置には、車両２０の自動運転制御と外部充電制御とを実施するためのソフトウェア（プログラム）がインストールされる。本実施形態では、おもに外部充電のための自動接続制御について詳述し、外部充電制御や自動運転制御については説明を適宜省略する。管理装置１には、情報取得部２，第一駆動部３，第二駆動部４，第三駆動部５，充電管理部６が設けられる。これらは、おもに接続制御に関する機能を便宜的に分類して示したものであり、個々の要素を独立したプログラムとして記述してもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合プログラムとして記述してもよい。これらのプログラムは、メモリやストレージに記憶され、プロセッサによって実行される。あるいは、これらのプログラムが光学ディスクや半導体メモリなどの記録媒体（リムーバブルメディア）に記録され、記録媒体ドライブを介してメモリ上に読み込まれた上で実行される。 [3. Software configuration]
Software (program) for performing automatic driving control and external charging control of the vehicle 20 is installed in the storage device of the management device 1. In the present embodiment, automatic connection control for external charging will be described in detail, and description of external charging control and automatic driving control will be omitted as appropriate. The management device 1 includes an information acquisition unit 2, a first drive unit 3, a second drive unit 4, a third drive unit 5, and a charge management unit 6. These are mainly functions related to connection control that are classified for convenience, and each element may be described as an independent program, or may be described as a composite program that combines these functions. . These programs are stored in a memory or storage and executed by a processor. Alternatively, these programs are recorded on a recording medium (removable medium) such as an optical disk or a semiconductor memory, and are read into the memory via a recording medium drive and executed.

情報取得部２は、駐車エリア１０内の車両２０に関する各種情報を取得するものである。ここでは、場内カメラ８で撮影された画像に基づき、駐車エリア１０内の各エリア１１〜１３に位置する各車両２０の台数及び位置の情報が検出される。駐車エリア１０内の各所にレーダー装置を設置しておき、そのレーダー装置を用いて各車両２０の位置の情報を検出してもよい。あるいは、各車両２０が自力で検出した位置情報（例えば、車両２０の測位装置２３で検出されたGNSS測位情報）を各車両２０に提示させてもよい。また、情報取得部２は、待機エリア１１に入場した車両２０の乗員が所持するスマートフォン３０との通信により、外部充電の申請とともに、車両２０の現充電量，目標充電量，希望充電量などの情報を取得する。車両２０の現充電量，目標充電量，希望充電量などの情報は、外部充電のスケジューリングのために使用される。 The information acquisition unit 2 acquires various information related to the vehicle 20 in the parking area 10. Here, information on the number and position of each vehicle 20 located in each of the areas 11 to 13 in the parking area 10 is detected based on an image taken by the in-place camera 8. Radar devices may be installed at various locations in the parking area 10, and the position information of the vehicles 20 may be detected using the radar devices. Alternatively, the position information detected by each vehicle 20 by itself (for example, GNSS positioning information detected by the positioning device 23 of the vehicle 20) may be presented to each vehicle 20. Further, the information acquisition unit 2 communicates with the smartphone 30 owned by the occupant of the vehicle 20 who has entered the standby area 11, along with the application for external charging, and the current charge amount, target charge amount, desired charge amount, etc. of the vehicle 20. Get information. Information such as the current charge amount, target charge amount, and desired charge amount of the vehicle 20 is used for scheduling of external charging.

第一駆動部３は、車両２０の外部充電に際し、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように車両２０を自動運転で充電口４４の上方に移動させるものである。第一駆動部３は、外部充電のスケジュールが開始され車両２０が待機エリア１１から充電エリア１２に自動運転で移動させる際に、車両２０側の充電ガン２６を路面側の充電口４４に近づける機能を持つ。ここでいう「近傍」とは、車両２０の駐車位置の誤差や製造誤差などの累積を考慮して、充電口４４の中央から三方向の各軸について例えば±50[mm]程度の範囲とする。また、充電ガン２６が充電口４４の近傍となる位置で車両２０が停止した後、第一駆動部３はリッド２７を開放し、充電口４４までの垂直距離が所定距離（例えば50[mm]程度）となる位置まで充電ガン２６を下降させるとともに、光源６１〜６３を点灯させる。 The first drive unit 3 moves the vehicle 20 above the charging port 44 by automatic operation so that the charging gun 26 is positioned in the vicinity of the charging port 44 when the vehicle 20 is externally charged. The first drive unit 3 has a function of bringing the charging gun 26 on the vehicle 20 side closer to the charging port 44 on the road surface side when the schedule of external charging is started and the vehicle 20 is moved from the standby area 11 to the charging area 12 by automatic driving. have. The term “near” here refers to, for example, a range of about ± 50 [mm] for each axis in three directions from the center of the charging port 44 in consideration of accumulation of errors in the parking position of the vehicle 20 and manufacturing errors. . Further, after the vehicle 20 stops at a position where the charging gun 26 is in the vicinity of the charging port 44, the first drive unit 3 opens the lid 27, and the vertical distance to the charging port 44 is a predetermined distance (for example, 50 [mm]). The charge gun 26 is lowered to a position where the light source 61 to 63 is turned on.

第二駆動部４は、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態で充電口４４を駆動して、充電口４４を充電ガン２６に正対させるものである。すなわち、路面が水平であるとすると、充電口４４が充電ガン２６の鉛直下方に来るように、充電口４４の位置が微調整される。この微調整は、カメラ４７の撮影画像に基づいて実施される。本実施形態では、光源６１〜６３の光に基づいて充電口４４の位置が微調整される。充電口４４の微調整の範囲は、上記の近傍（±50[mm]程度の範囲）よりもやや広めの範囲とすることが望ましく、例えばコネクタ部５１の中心位置から三方向の各軸について±100[mm]程度の範囲とする。 The second drive unit 4 drives the charging port 44 in a state where the charging gun 26 is positioned in the vicinity of the charging port 44 so that the charging port 44 faces the charging gun 26. That is, if the road surface is horizontal, the position of the charging port 44 is finely adjusted so that the charging port 44 is positioned vertically below the charging gun 26. This fine adjustment is performed based on the image captured by the camera 47. In the present embodiment, the position of the charging port 44 is finely adjusted based on the light from the light sources 61 to 63. The range of fine adjustment of the charging port 44 is preferably a slightly wider range than the vicinity (range of about ± 50 [mm]). For example, ±± about each axis in three directions from the center position of the connector portion 51 The range is about 100 [mm].

第三駆動部５は、充電口４４に正対した充電ガン２６を下方向に駆動し、充電ガン２６を充電口４４に接続するものである。このとき、仮に充電ガン２６と充電口４４との間に僅かな位置ずれがあったとしても、そのずれは弾性支持部５３によって吸収される。充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合すると、インターロックスイッチ４９がオンになり、自動接続制御が完了する。その後、外部充電が開始されることになる。 The third drive unit 5 drives the charging gun 26 facing the charging port 44 downward, and connects the charging gun 26 to the charging port 44. At this time, even if there is a slight misalignment between the charging gun 26 and the charging port 44, the misalignment is absorbed by the elastic support portion 53. When the charging gun 26 is correctly fitted into the charging port 44, the interlock switch 49 is turned on, and the automatic connection control is completed. Thereafter, external charging is started.

充電管理部６は、自動接続制御が完了した車両２０に対し、外部充電装置４０に外部充電を実施させるものである。外部充電は、車両２０の現充電量と目標充電量とに基づいて実施される。本実施形態の充電管理部６は、充電中は常にバッテリー２５の現充電量を監視し、少なくとも充電された電力量が目標充電量に達するまで外部充電を実施する。目標充電量が充電された後は、車両２０を完了エリア１３に移送させる自動運転が実施される。 The charge management unit 6 causes the external charging device 40 to perform external charging on the vehicle 20 for which automatic connection control has been completed. External charging is performed based on the current charge amount of the vehicle 20 and the target charge amount. The charge management unit 6 of this embodiment always monitors the current charge amount of the battery 25 during charging, and performs external charging at least until the charged power amount reaches the target charge amount. After the target charge amount is charged, an automatic operation for transferring the vehicle 20 to the completion area 13 is performed.

［４．シーケンス図］
図７は、車両２０が駐車エリア１０に入場してから退場するまでの制御の流れを説明するためのシーケンス図である。車両２０が駐車エリア１０内に入場すると、駐車エリア１０に設置された場内カメラ８で車両２０の動きが捕捉され、管理装置１に認識される。車両２０の乗員は、待機エリア１１の好きな駐停車枠に車両２０を駐車し、外部充電の実施をスマートフォン３０で管理装置１に申請する。この申請時には、例えば車両２０を駐車した場所の情報（駐停車枠の番号）やナンバープレートなどの情報が管理装置１に送信される。 [4. Sequence Diagram]
FIG. 7 is a sequence diagram for explaining the flow of control from when the vehicle 20 enters the parking area 10 until it leaves. When the vehicle 20 enters the parking area 10, the movement of the vehicle 20 is captured by the on-site camera 8 installed in the parking area 10 and recognized by the management device 1. The occupant of the vehicle 20 parks the vehicle 20 in a favorite parking / stopping frame in the standby area 11 and applies to the management device 1 using the smartphone 30 for external charging. At the time of this application, for example, information on the place where the vehicle 20 is parked (parking / parking frame number) and information such as a license plate are transmitted to the management device 1.

申請を受けた管理装置１は、乗員から送信された駐停車枠の番号や場内カメラ８の映像などから、そのスマートフォン３０に紐付けられた車両２０の存在を確認する。充電対象となる車両２０が認識された場合、管理装置１は車両２０に対して各種情報の提示を要求し、車両２０の型式，年式，バッテリー２５の電池容量，電費，現充電量，目標充電量などの情報を取得する。この時点で外部充電の申請が正式に管理装置１に受諾され、充電スケジュール（充電開始時刻，充電完了時刻）及び目標充電量の情報がスマートフォン３０に伝達される。その後、乗員は車両２０を離れ、駐車エリア１０に隣接する商業施設，娯楽施設などで過ごしてもよい。 The management device 1 that has received the application confirms the presence of the vehicle 20 associated with the smartphone 30 from the parking / parking frame number transmitted from the occupant, the video of the on-site camera 8, and the like. When the vehicle 20 to be charged is recognized, the management device 1 requests the vehicle 20 to present various information, and the vehicle 20 model, model year, battery 25 battery capacity, power consumption, current charge amount, target Obtain information such as the amount of charge. At this time, the application for external charging is formally accepted by the management apparatus 1, and information on the charging schedule (charging start time, charging completion time) and the target charging amount is transmitted to the smartphone 30. Thereafter, the occupant may leave the vehicle 20 and spend at a commercial facility, an amusement facility or the like adjacent to the parking area 10.

充電開始時刻になると、充電エリア１２の駐停車枠に空きがあることを条件として、管理装置１が車両２０にドアロックスイッチの施錠状態やセレクトレバーの操作位置などに関する情報を請求する。車両２０がこれらの情報を管理装置１に伝達すると、管理装置１は自動運転の実施条件が成立することを確認した上で、車両２０の自動運転制御を開始する。これにより、車両２０は待機エリア１１から充電エリア１２の空いている駐停車枠へと移動する。また、管理装置１は、自動運転制御が開始されたことをスマートフォン３０に連絡する。 When the charging start time is reached, the management device 1 requests the vehicle 20 for information regarding the locked state of the door lock switch, the operation position of the select lever, and the like on the condition that there is an empty parking frame in the charging area 12. When the vehicle 20 transmits these pieces of information to the management device 1, the management device 1 confirms that an automatic driving execution condition is satisfied, and then starts automatic driving control of the vehicle 20. As a result, the vehicle 20 moves from the standby area 11 to a parking / parking frame in which the charging area 12 is vacant. Moreover, the management apparatus 1 notifies the smart phone 30 that automatic driving | operation control was started.

駐停車枠の近傍では、第一駆動部３により、充電ガン２６が充電口４４の近傍に来るように車両２０の動きが制御される。なお、車両２０の充電ガン２６の位置は、車両２０の型式，年式に基づいて特定してもよいし、車両２０ごとにあらかじめ登録された位置を用いてもよい。車両２０が充電エリア１２の駐停車枠に到着し、車両２０の充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態になると、管理装置１は車両２０のリッド２７を開放させ、充電ガン２６を下降させ、光源６１〜６３を点灯させる。 In the vicinity of the parking / stopping frame, the movement of the vehicle 20 is controlled by the first drive unit 3 so that the charging gun 26 comes close to the charging port 44. Note that the position of the charging gun 26 of the vehicle 20 may be specified based on the model and year of the vehicle 20, or a position registered in advance for each vehicle 20 may be used. When the vehicle 20 arrives at the parking frame of the charging area 12 and the charging gun 26 of the vehicle 20 is positioned in the vicinity of the charging port 44, the management device 1 opens the lid 27 of the vehicle 20 and turns the charging gun 26 on. The light sources 61 to 63 are turned on.

その後、充電口４４を充電ガン２６に正対させる制御信号が第二駆動部４から出力され、外部充電装置４０の駆動装置４６が駆動される。外部充電装置４０は、カメラ４７の撮影画像中の光源６１〜６３が正三角形の頂点となるように、充電口４４の位置を微調整する。充電口４４が充電ガン２６に対する正対位置まで移動すると、外部充電装置４０が管理装置１に微調整の完了を報告する。これを受けて第三駆動部５は、充電ガン２６を下方向に駆動し、充電ガン２６を充電口４４に接続する。インターロックスイッチ４９がオンになると、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことが管理装置１に報告される。 Thereafter, a control signal for causing the charging port 44 to face the charging gun 26 is output from the second driving unit 4, and the driving device 46 of the external charging device 40 is driven. The external charging device 40 finely adjusts the position of the charging port 44 so that the light sources 61 to 63 in the captured image of the camera 47 are the vertices of an equilateral triangle. When the charging port 44 moves to the position facing the charging gun 26, the external charging device 40 reports the completion of fine adjustment to the management device 1. In response to this, the third drive unit 5 drives the charging gun 26 downward and connects the charging gun 26 to the charging port 44. When the interlock switch 49 is turned on, it is reported to the management device 1 that the charging gun 26 has been correctly fitted into the charging port 44.

その後、充電管理部６が外部充電装置４０に外部充電を実施させる。充電された電力量があらかじめ設定された目標充電量に達したら、管理装置１が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へと移動させ、充電が完了したことを乗員のスマートフォン３０に送信する。これを受けて、乗員が完了エリア１３に駐車している車両２０に乗車し、駐車エリア１０から退場する。車両２０が駐車エリア１０から退場したことは、場内カメラ８の画像に基づいて管理装置１に認識される。これにより、車両２０に対する管理装置１の管理業務が終了する。 Thereafter, the charge management unit 6 causes the external charging device 40 to perform external charging. When the charged power amount reaches a preset target charge amount, the management device 1 moves the vehicle 20 from the charging area 12 to the completion area 13 and transmits the completion of charging to the occupant's smartphone 30. In response, the passenger gets on the vehicle 20 parked in the completion area 13 and leaves the parking area 10. The fact that the vehicle 20 has left the parking area 10 is recognized by the management device 1 based on the image of the in-place camera 8. Thereby, the management work of the management apparatus 1 for the vehicle 20 is completed.

［５．フローチャート］
図８は、自動接続制御の手順を例示するフローチャートである。このフローの内容は、乗員が外部充電の実施を申請してから外部充電が実施されるまでの制御内容に対応する。まず、車両２０の乗員が待機エリア１１に車両２０を停車させ、スマートフォン３０で外部充電の実施を申請する。その申請を管理装置１が受信すると（ステップＡ１）、管理装置１は車両２０に各種情報（車両２０の型式及び年式，バッテリー２５の電池容量，電費，現充電量，目標充電量など）の提示を要求し、それらの情報を取得する（ステップＡ２）。 [5. flowchart]
FIG. 8 is a flowchart illustrating the procedure of automatic connection control. The contents of this flow correspond to the control contents from when the occupant applies for external charging to when external charging is performed. First, an occupant of the vehicle 20 stops the vehicle 20 in the standby area 11 and applies for external charging with the smartphone 30. When the management apparatus 1 receives the application (step A1), the management apparatus 1 stores various information (model and year of the vehicle 20, battery capacity of the battery 25, power consumption, current charge amount, target charge amount, etc.) in the vehicle 20. The presentation is requested and the information is acquired (step A2).

管理装置１は、現充電量や目標充電量に基づいて充電スケジュールを設定し、乗員に提示する（ステップＡ３）。充電エリア１２の駐停車枠に空きがあれば、直ちに外部充電が可能である旨の連絡がなされる。一方、充電エリア１２の駐停車枠に空きがない場合には、その時点で充電している各車両２０の充電状況に応じた充電開始時刻が設定され、乗員に提示される。 The management device 1 sets a charging schedule based on the current charge amount and the target charge amount, and presents it to the occupant (step A3). If there is a vacant parking frame in the charging area 12, a notification is made that external charging is immediately possible. On the other hand, when there is no vacant parking frame in the charging area 12, a charging start time corresponding to the charging status of each vehicle 20 that is charging at that time is set and presented to the occupant.

自動運転を開始するにあたり、管理装置１は車両２０のドアロックが施錠状態であることを確認するとともに（ステップＡ４）、充電エリア１２の駐停車枠に空きがあることを確認する（ステップＡ５）。その後、車両２０を自動運転で充電エリア１２に移送する（ステップＡ６）。車両２０が駐停車枠の近傍に到着すると、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように、車両２０の動きが制御される（ステップＡ７）。 In starting the automatic driving, the management device 1 confirms that the door lock of the vehicle 20 is locked (step A4), and confirms that there is an empty parking frame in the charging area 12 (step A5). . Thereafter, the vehicle 20 is transferred to the charging area 12 by automatic driving (step A6). When the vehicle 20 arrives in the vicinity of the parking frame, the movement of the vehicle 20 is controlled so that the charging gun 26 is positioned in the vicinity of the charging port 44 (step A7).

また、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態になると、今度は充電口４４が駆動され、充電ガン２６に正対するように位置合わせされる（ステップＡ８）。このとき、充電口４４の位置は光源６１〜６３の光に基づいて微調整される。充電口４４が充電ガン２６に正対した状態になると、充電ガン２６が下方向に駆動され、充電ガン２６と充電口４４とが接続される（ステップＡ９）。このとき、インターロックスイッチ４９がオンになり、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことが確認されて、外部充電が実施される（ステップＡ１０）。 Further, when the charging gun 26 is positioned in the vicinity of the charging port 44, the charging port 44 is now driven and aligned so as to face the charging gun 26 (step A8). At this time, the position of the charging port 44 is finely adjusted based on the light from the light sources 61 to 63. When the charging port 44 faces the charging gun 26, the charging gun 26 is driven downward, and the charging gun 26 and the charging port 44 are connected (step A9). At this time, the interlock switch 49 is turned on, and it is confirmed that the charging gun 26 is correctly fitted into the charging port 44, and external charging is performed (step A10).

なお、充電口４４の位置を微調整しているときに所定時間以上が経過した場合には、何らかの不具合があるものと判断して、位置の微調整を中止してもよい。この場合、管理装置１が車両２０にエラー信号を送信し、車両２０から警告音を発生させてもよい。また、充電ガン２６を上方向に駆動してリッド２７を閉鎖してもよいし、充電口リッド４５を閉鎖してもよい。 If a predetermined time or more has elapsed while finely adjusting the position of the charging port 44, it may be determined that there is some problem and fine adjustment of the position may be stopped. In this case, the management apparatus 1 may transmit an error signal to the vehicle 20 and generate a warning sound from the vehicle 20. Further, the charging gun 26 may be driven upward to close the lid 27, or the charging port lid 45 may be closed.

［６．作用，効果］
（１）上述の実施形態では、車両２０を自動運転で移動させて充電ガン２６を充電口４４の近傍まで移動させた上で、充電口４４を充電ガン２６に正対させている。このように、車両２０を駆動する第一の位置合わせと、充電口４４を駆動する第二の位置合わせとを併用することで、充電ガン２６と充電口４４との位置合わせ精度（接続精度）を向上させることができる。つまり、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。したがって、効率的に外部充電を実施することができるとともに、利便性を向上させることができる。 [6. Action, effect]
(1) In the above-described embodiment, the vehicle 20 is moved automatically and the charging gun 26 is moved to the vicinity of the charging port 44, and the charging port 44 is directly opposed to the charging gun 26. Thus, by using together the first alignment for driving the vehicle 20 and the second alignment for driving the charging port 44, the alignment accuracy (connection accuracy) between the charging gun 26 and the charging port 44 is achieved. Can be improved. That is, the accuracy of automatic connection can be improved and the time required for automatic connection can be shortened. Therefore, external charging can be performed efficiently and convenience can be improved.

（２）上述の実施形態では、図６に示すように、充電口４４が前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに移動可能とされている。これにより、駐停車枠に対する車両２０の位置，角度のずれに対し、充電口４４を精度よく充電ガン２６に正対させることができる。したがって、自動接続の精度を向上させることができる。特に、ヨー回転方向に移動可能（回転可能）であることから、車両２０が駐停車枠に対して斜めに駐車した場合であっても、充電口４４に充電ガン２６を正しい向きで嵌合させることができる。 (2) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, the charging port 44 is movable in the front-rear direction, the left-right direction, and the yaw rotation direction. Thereby, the charging port 44 can be accurately faced to the charging gun 26 with respect to the deviation of the position and angle of the vehicle 20 with respect to the parking / stopping frame. Therefore, the accuracy of automatic connection can be improved. In particular, since it is movable (rotatable) in the yaw rotation direction, the charging gun 26 is fitted in the charging port 44 in the correct direction even when the vehicle 20 is parked at an angle with respect to the parking frame. be able to.

（３）上述の実施形態では、図６に示すように、充電口４４の近傍に充電ガン２６の周囲を撮影するカメラ４７が設けられる。これにより、充電ガン２６に対する充電口４４の相対位置を精度よく把握することができ、充電ガン２６の自動接続をより容易にすることができる。特に、上述の実施形態では、カメラ４７が充電口４４の中央に配置されているため、充電ガン２６に正対する位置を精度よく把握することができ、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。 (3) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, the camera 47 that photographs the periphery of the charging gun 26 is provided in the vicinity of the charging port 44. Thereby, the relative position of the charging port 44 with respect to the charging gun 26 can be accurately grasped, and automatic connection of the charging gun 26 can be facilitated. In particular, in the above-described embodiment, since the camera 47 is disposed at the center of the charging port 44, the position facing the charging gun 26 can be accurately grasped, and the accuracy of automatic connection can be improved. The time required for automatic connection can be reduced.

（４）上述の実施形態では、図５に示すように、充電ガン２６（コネクタ部５１の周囲）に配置された複数の光源６１〜６３の光を利用して駆動装置４６を駆動している。このように、複数の光源６１〜６３から発せられる光をパイロット信号として利用することで、充電ガン２６に対する充電口４４の相対位置を精度よく把握することができ、充電ガン２６の自動接続をより容易にすることができる。特に、上述の実施形態では、光源６１〜６３がコネクタ部５１を囲む正三角形の頂点をなすように配置されているため、充電口４４と充電ガン２６との位置ずれを簡単に把握することができる。つまり、充電ガン２６に対する充電口４４の相対的な位置及び向きの把握精度を向上させることができ、簡素な構成で位置合わせ精度を改善することができる。 (4) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, the driving device 46 is driven using the light from the plurality of light sources 61 to 63 arranged in the charging gun 26 (around the connector portion 51). . In this way, by using the light emitted from the plurality of light sources 61 to 63 as a pilot signal, the relative position of the charging port 44 with respect to the charging gun 26 can be accurately grasped, and the automatic connection of the charging gun 26 can be further improved. Can be easily. In particular, in the above-described embodiment, the light sources 61 to 63 are arranged so as to form the vertices of an equilateral triangle that surrounds the connector portion 51, so that the positional deviation between the charging port 44 and the charging gun 26 can be easily grasped. it can. That is, the accuracy of grasping the relative position and orientation of the charging port 44 with respect to the charging gun 26 can be improved, and the positioning accuracy can be improved with a simple configuration.

（５）上述の実施形態の充電ガン２６には、図５に示すように、コネクタ部５１，基部５２，弾性支持部５３が設けられる。弾性支持部５３は、基部５２に対してコネクタ部５１を弾性的に支持するように機能する。これにより、充電口４４に対する充電ガン２６の相対位置や向きが僅かにずれていたとしても、そのずれを吸収した上で接続することができる。したがって、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。 (5) As shown in FIG. 5, the charging gun 26 of the above-described embodiment is provided with a connector part 51, a base part 52, and an elastic support part 53. The elastic support portion 53 functions to elastically support the connector portion 51 with respect to the base portion 52. Thereby, even if the relative position and direction of the charging gun 26 with respect to the charging port 44 are slightly shifted, the connection can be made after absorbing the shift. Therefore, the accuracy of automatic connection can be improved and the time required for automatic connection can be shortened.

［７．変形例］
上述の実施形態では、高速道路のパーキングエリアやサービスエリアに設けられる駐車エリア１０の車両充電システムや外部充電装置４０について詳述したが、駐車エリア１０の設置場所はこれらに限定されず、道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などの駐車場内に設けることが可能である。少なくとも、第一駆動部３，第二駆動部４，第三駆動部５を設けることで、上述の実施形態と同様の作用，効果が実現されうる。 [7. Modified example]
In the above-described embodiment, the vehicle charging system and the external charging device 40 of the parking area 10 provided in the parking area and service area of the expressway have been described in detail. However, the installation location of the parking area 10 is not limited to these, and the road It can be installed in parking lots such as stations, shopping malls, commercial facilities, and city halls. By providing at least the first drive unit 3, the second drive unit 4, and the third drive unit 5, the same operation and effect as the above-described embodiment can be realized.

上述の実施形態では、カメラ４７で撮影された映像に基づいて充電口４４の位置が微調整されているが、カメラ４７の代わりに場内カメラ８を用いてもよい。あるいは、車両２０の下面を確認するためのカメラを車両２０に設け、その画像を用いてもよい。また、通常のビデオカメラの代わりに、赤外線カメラや暗視カメラを使用することも考えられる。少なくとも充電ガン２６と充電口４４との相対位置を把握するためのセンサーや手段を用いることで、上述の実施形態と同様の作用，効果が実現されうる。 In the above-described embodiment, the position of the charging port 44 is finely adjusted based on the video imaged by the camera 47, but the on-site camera 8 may be used instead of the camera 47. Or the camera for confirming the lower surface of the vehicle 20 may be provided in the vehicle 20, and the image may be used. It is also conceivable to use an infrared camera or a night vision camera instead of a normal video camera. By using at least a sensor or means for grasping the relative position between the charging gun 26 and the charging port 44, the same operation and effect as the above-described embodiment can be realized.

［８．付記］
上述の実施例，変形例に関して、以下の付記を開示する。
（付記１〜５：車両充電システムの制御方法）
（付記１）
車両の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガンと、前記車両の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口と、を自動接続する車両充電システムの制御方法において、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させ、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させ、
前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する
ことを特徴とする、車両充電システムの制御方法。 [8. Addendum]
The following additional notes are disclosed with respect to the above-described embodiments and modifications.
(Appendix 1-5: Control method of vehicle charging system)
(Appendix 1)
Control of a vehicle charging system that automatically connects a charging gun provided so as to be able to move up and down from the lower surface of the vehicle and a charging port provided so as to be movable at least in a horizontal plane along the road surface of the parking lot of the vehicle. In the method
The vehicle is automatically moved above the charging port so that the charging gun is located in the vicinity of the charging port,
Driving the charging port in a state where the charging gun is located near the charging port, causing the charging port to face the charging gun;
A control method for a vehicle charging system, wherein the charging gun facing the charging port is driven downward, and the charging gun is connected to the charging port.

（付記２）
前記駐車場の前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに前記充電口を駆動する
ことを特徴とする、付記１記載の車両充電システムの制御方法。
（付記３）
前記充電口の近傍に設けられたカメラで撮影された上方の映像を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、付記１または２記載の車両充電システムの制御方法。 (Appendix 2)
The vehicle charging system control method according to claim 1, wherein the charging port is driven in each of a front-rear direction, a left-right direction, and a yaw rotation direction of the parking lot.
(Appendix 3)
The control method for a vehicle charging system according to appendix 1 or 2, wherein the charging port is directly opposed to the charging gun using an upper image taken by a camera provided in the vicinity of the charging port.

（付記４）
前記充電ガンの周囲に配置された複数の光源の光を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、付記３記載の車両充電システムの制御方法。
（付記５）
前記充電ガンに、前記駆動装置に支持された基部と、前記充電口に差し込まれるコネクタ部と、前記基部と前記コネクタ部との間に介装されて前記コネクタ部を前記基部に対して弾性的に支持する弾性支持部と、を設ける
ことを特徴とする、付記１〜４の何れか１項に記載の車両充電システムの制御方法。 (Appendix 4)
The control method of the vehicle charging system according to appendix 3, wherein the charging port is made to face the charging gun by using light from a plurality of light sources arranged around the charging gun.
(Appendix 5)
The charging gun is interposed between the base supported by the driving device, the connector inserted into the charging port, and the base and the connector so that the connector is elastic with respect to the base The vehicle charging system control method according to any one of appendices 1 to 4, wherein an elastic support portion is provided for supporting the vehicle charging system.

１管理装置
２情報取得部
３第一駆動部
４第二駆動部
５第三駆動部
６充電管理部
２０車両
２６充電ガン
２７リッド
２８駆動装置
３０スマートフォン
４０外部充電装置
４４充電口
４５充電口リッド
４６駆動装置
４７カメラ
６１〜６３光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Management apparatus 2 Information acquisition part 3 1st drive part 4 2nd drive part 5 3rd drive part 6 Charge management part 20 Vehicle 26 Charging gun 27 Lid 28 Drive apparatus 30 Smartphone 40 External charging device 44 Charging port 45 Charging port lid 46 Driving device 47 Camera 61-63 Light source

Claims

A vehicle charging system that automatically connects a charging gun provided so as to be able to move up and down from a lower surface of a vehicle and a charging port provided so as to be movable at least in a horizontal plane along a road surface of the parking lot of the vehicle. And
A first drive unit that automatically moves the vehicle above the charging port so that the charging gun is positioned near the charging port;
A second drive unit that drives the charging port in a state where the charging gun is positioned in the vicinity of the charging port, and causes the charging port to face the charging gun;
A third drive unit that drives the charging gun facing the charging port downward, and connects the charging gun to the charging port;
A vehicle charging system comprising:

2. The vehicle charging system according to claim 1, wherein the second driving unit drives the charging port in each of a front-rear direction, a left-right direction, and a yaw rotation direction of the parking lot.

Provided in the vicinity of the charging port, equipped with a camera for shooting the upper video,
The vehicle charging system according to claim 1, wherein the second driving unit causes the charging port to face the charging gun using the video.

Comprising a plurality of light sources arranged around the charging gun;
4. The vehicle charging system according to claim 3, wherein the second drive unit causes the charging port to face the charging gun using light of the light source. 5.

The charging gun is interposed between the base supported by the driving device, the connector inserted into the charging port, and the base and the connector so that the connector is elastic with respect to the base The vehicle charging system according to claim 1, further comprising an elastic support portion that supports the vehicle charging system.

An external charging device for a vehicle having an automatic driving function and having a charging gun on the lower surface that can be raised and lowered in the vertical direction,
A charging port embedded in the road surface of the parking lot of the vehicle, provided so as to be movable at least in a horizontal plane, and connected to the charging gun when externally charging the vehicle;
A first drive unit that automatically moves the vehicle above the charging port so that the charging gun is positioned near the charging port;
A second drive unit that drives the charging port in a state where the charging gun is positioned in the vicinity of the charging port, and causes the charging port to face the charging gun;
A third drive unit that drives the charging gun facing the charging port downward, and connects the charging gun to the charging port;
An external charging device comprising: