JP2020036412A - 車両用充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】受電側コネクタと給電側コネクタとの嵌合状態の正常及び異常判定を簡素な構成で可能とする車両用充電システムを提供する。【解決手段】車両用充電システム１は、充電装置２と、車両１００側の受電側コネクタ１０５とを備える。充電装置２は、受電側コネクタ１０５と嵌合する給電側コネクタ３１と、受電側コネクタ１０５のガイドスリーブ１２３に挿入されることで受電側接点１２１，１２２と給電側接点３２，３３とを正対状態にするガイドピン３４と、制御部１６とを備える。受電側コネクタ１０５は、ガイドピン３４により挿入方向に弾性圧縮する受電側弾性部１２４と、正対状態と接触状態との間で、ガイドピン３４により受電側弾性部１２４が挿入方向にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる受電側スイッチ１２５とを有する。制御部１６は、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態である場合、充電を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用充電システムに関する。

従来、電気自動車（ＥＶ）等に搭載された受電側コネクタに対して、無人または自動で給電側コネクタを嵌合させて充電を行う充電装置がある。このような充電装置では、コネクタ同士の嵌合時に、嵌合ずれ判定用の棒状構造物が、対応する穴状構造物に挿入されない場合に接触センサ等がＯＮ（またはＯＦＦ）になることで、嵌合状態の異常判定を行っている（例えば特許文献１，２参照）。また、受電側コネクタと給電側コネクタとがそれぞれ非接触センサを有し、嵌合前に非接触センサにより位置ずれ判定を行うことで、受電側コネクタと給電側コネクタとが正対しているかを判定している（例えば特許文献３参照）。

特開平３−３６１８号公報 特開平５−１５０７３号公報 特開２００６−９８１３１０号公報

ところで、上記特許文献１，２では、受電側コネクタと給電側コネクタとの嵌合判定が行われていない点や、互いのコネクタが補正不可能な程に位置ずれした場合には嵌合判定が困難である点で改善の余地がある。上記特許文献３では、給電側コネクタと受電側コネクタとの嵌合の正常及び異常判定を行っているが、非接触センサが必要であることから、コスト面や簡素化の点で改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、受電側コネクタと給電側コネクタとの嵌合状態の正常及び異常判定を簡素な構成で可能とする車両用充電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用充電システムは、充電装置と、車両に設けられた受電側コネクタと、を備え、前記充電装置は、前記受電側コネクタと嵌合する給電側コネクタと、前記車両が停止した状態で、前記給電側コネクタを待機位置から嵌合位置まで移動させることで前記給電側コネクタを前記受電側コネクタに対して嵌合させる移動部と、前記受電側コネクタに設けられた凹状受け部に挿入されることで前記受電側コネクタの受電側接点と前記給電側コネクタの給電側接点とが正対した正対状態にする凸状位置決め部と、前記給電側コネクタと前記受電側コネクタとが前記給電側コネクタの挿抜方向と直交する方向に相対移動することで、前記凸状位置決め部を前記凹状受け部に案内する案内部と、前記車両に対して、前記受電側接点と前記給電側接点とが正対して接触した接触状態において、前記給電側コネクタ及び前記受電側コネクタを介して充電を行う充電部と、前記車両との間で通信を行う通信部と、前記通信部により前記車両から受信するコネクタ嵌合情報に基づいて前記充電部を制御する制御部と、を備え、前記受電側コネクタは、前記凹状受け部と、前記凹状受け部に収容され、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により挿入方向に向けて弾性圧縮する受電側弾性部と、前記正対状態と前記接触状態との間において、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により前記受電側弾性部が前記挿入方向側にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成された受電側スイッチと、を有し、前記制御部は、前記コネクタ嵌合情報が前記受電側スイッチのＯＮ状態を示す情報である場合、前記充電部に充電を開始させる、ことを特徴とする。

上記車両用充電システムにおいて、前記受電側スイッチは、前記接触状態において、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により前記受電側弾性部が前記挿入方向側にオンストロークまで圧縮されてＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる、ものである。

上記車両用充電システムにおいて、前記給電側コネクタは、前記凸状位置決め部を前記挿抜方向に移動可能に支持する凹状部と、前記凹状部に収容され、前記凹状部に挿入された前記凸状位置決め部により前記挿入方向と反対側の抜去方向に向けて弾性圧縮する給電側弾性部と、前記凹状部に挿入された前記凸状位置決め部により前記給電側弾性部が前記抜去方向側にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成された給電側スイッチと、を有し、前記給電側弾性部は、前記受電側弾性部の弾性力より大きい弾性力を有し、前記給電側スイッチは、前記接触状態において、前記給電側弾性部がオンストローク未満で圧縮されてＯＦＦ状態を維持し、前記充電装置は、前記給電側スイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わった場合に、前記受電側接点と前記給電側接点との位置ずれに関する情報を外部に報知する報知部をさらに備える、ものである。

上記車両用充電システムにおいて、前記凸状位置決め部はガイドピンであり、前記凹状受け部は、前記受電側弾性部の前記挿入方向側への移動を規制する底を有するガイドスリーブであり、前記案内部は、前記給電側コネクタに対向する対向面に形成され、かつ前記対向面から前記凹状受け部に向けて縮径する傾斜面を有する、ものである。

本発明に係る車両用充電システムによれば、受電側コネクタと給電側コネクタとの嵌合状態の正常及び異常判定を簡素な構成で可能とする、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る受電側コネクタ及び給電側コネクタの概略構成を示す第１の模式図である。 図３は、実施形態に係る受電側コネクタ及び給電側コネクタの概略構成を示す第２の模式図である。 図４は、実施形態に係る車両用充電システムの概略構成を示すブロック図である。 図５は、実施形態に係る充電装置の動作例を示すフローチャート図である。 図６は、実施形態に係る受電側コネクタ及び給電側コネクタの概略構成を示す第３の模式図である。 図７は、実施形態に係る受電側コネクタ及び給電側コネクタの概略構成を示す第４の模式図である。

以下に、本発明に係る車両用充電システムの実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態］
本発明の実施形態に係る車両用充電システム１について図１〜図８を参照して説明する。なお、図１では、車両は一部のみを示す。図２では、受電側コネクタの受電側接点と給電側コネクタの給電側接点とが挿抜方向において正対した正対状態を示す。図３では、受電側コネクタの受電側接点と給電側コネクタの給電側接点とが正対して接触した接触状態を示す。図６では、受電側コネクタの受電側接点と給電側コネクタの給電側接点とが正対しておらず、ガイドピンがガイドスリーブに案内される状態の一例を示す。図７では、受電側コネクタの受電側接点と給電側コネクタの給電側接点とが正対しておらず、かつガイドスリーブへのガイドピンの案内ができない状態の一例を示す。

以下の説明において、特に記載しない限り、図１〜図３、図６，図７のＺ方向は、受電側コネクタに対する給電側コネクタの「挿抜方向」と呼ぶ。Ｚ方向と直交する方向を「水平方向」と呼ぶものとし、「水平方向」におけるＸ方向を「奥行き方向」、Ｙ方向を「幅方向」とする。つまり、挿抜方向と奥行き方向と幅方向とは相互に直交するものとする。特に、挿抜方向における一方を「挿入方向」、他方を「抜去方向」と呼ぶ。なお、挿抜方向は鉛直方向に限られないし、水平方向は鉛直方向と直交する方向とは限られない。

車両用充電システム１は、図１に示すように、車両１００に設けられた受電側コネクタ１０５と、充電装置２とを備える。車両１００は、バッテリ１０１等の蓄電池を搭載し、蓄電池に蓄電された電力を利用して走行可能に構成された自動車であり、例えば電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等が挙げられる。車両１００は、受電側コネクタ１０５を介して充電装置２と電気的に接続され、充電装置２からバッテリ１０１への電力供給によりバッテリ１０１が充電される。車両１００は、図４に示すように、主に、通信部１１０と、制御部１１１と、受電側コネクタ１０５とを備える。

通信部１１０は、例えば、車両外部の無線通信装置との間で無線通信を行うものである。通信部１１０は、アンテナ１１０ａを備える。通信部１１０は、アンテナ１１０ａを介して充電装置２との間で無線通信を行い、充電装置２に対して所定の情報を送信する。

制御部１１１は、例えば車両１００に搭載されたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御ユニット）であって、通信部１１０を含む車両１００内の各種電子機器や駆動モータ等に接続され、これらを制御する。制御部１１１は、充電装置２に対して所定の情報を送信するように通信部１１０に制御信号を出力することができる。

受電側コネクタ１０５は、図１に示すように、車両１００において、不図示の前輪と後輪との間の車体底部に設けられた開口部１０６に収容されている。受電側コネクタ１０５は、車両１００側の充電インレットであり、充電装置２が有する給電側コネクタ３１を嵌合させることができる。受電側コネクタ１０５は、車両１００内のバッテリ１０１にケーブル１０２，１０３を介して電気的に接続されている。つまり、車両１００では、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１との嵌合によりバッテリ１０１と充電装置２とが電気的に接続され、充電装置２からバッテリ１０１への充電が可能となる。受電側コネクタ１０５は、開口部１０６を覆うように閉じる開閉式のシャッタ１０４により車外環境と隔離される。シャッタ１０４は、受電側コネクタ１０５に対して給電側コネクタ３１が嵌合される前に自動的に開き、充電時以外の停車時や車両走行時には自動的に閉じるように構成される。シャッタ１０４が閉じることで、例えば車両走行時の泥水や飛び石等から受電側コネクタ１０５が保護される。受電側コネクタ１０５は、主に、受電側接点１２１，１２２と、ガイドスリーブ１２３と、受電側弾性部１２４と、受電側スイッチ１２５と、傾斜面１２９とを有する。

受電側接点１２１，１２２は、受電側コネクタ１０５の充電用接点であり、図２及び図３に示すように、給電側コネクタ３１に対向する対向面１２７に配置されている。受電側接点１２１，１２２は、例えば母材としての導電性を有する金属板（銅板や銅合金板等）から形成される。受電側接点１２１，１２２は、母材に対する打ち抜き加工や折り曲げ加工等により、相手側接点やケーブル１０２，１０３との接続が可能な所定の形状に形成される。受電側接点１２１は、ケーブル１０２を介して、例えばバッテリ１０１の＋端子に接続される。受電側接点１２２は、ケーブル１０３を介して、例えばバッテリ１０１の−端子に接続される。

ガイドスリーブ１２３は、凹状受け部であり、挿入方向側に底を有し、内部空間に受電側弾性部１２４を収容するものである。ガイドスリーブ１２３は、給電側コネクタ３１のガイドピン３４が挿入されることで受電側接点１２１，１２２と給電側コネクタ３１の給電側接点３２，３３とが挿抜方向に正対するように構成される。ガイドスリーブ１２３は、抜去方向側の端部が傾斜面１２９に連結される。ガイドスリーブ１２３は、対向面１２７に設けられた開口部１２８を介して外部と連通する。ガイドスリーブ１２３は、受電側弾性部１２４の挿入方向側への移動を規制する底１２６と、受電側弾性部１２４の挿抜方向の伸縮を可能にする移動板１３０とを有する。移動板１３０は、ガイドスリーブ１２３に挿入されたガイドピン３４の挿入方向側の先端が当接し挿入方向に向けて移動するように構成される。

受電側弾性部１２４は、ガイドスリーブ１２３に収容され、ガイドスリーブ１２３に挿入されたガイドピン３４により挿入方向に向けて弾性圧縮するものである。受電側弾性部１２４は、例えばバネ部材等から成る。受電側弾性部１２４は、ガイドピン３４が挿入方向に向かう押下力が解除されたときに、移動板１３０を挿抜方向における初期位置に戻す。

受電側スイッチ１２５は、正対状態と接触状態との間において、ガイドスリーブ１２３に挿入されたガイドピン３４により受電側弾性部１２４が挿入方向側にオンストローク以上で圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成されたものである。ここで正対状態とは、受電側接点１２１，１２２と給電側接点３２，３３とが挿抜方向において正対した状態を意味する。一方、接触状態とは、受電側接点１２１，１２２と給電側接点３２，３３とが挿抜方向において正対して接触した状態を意味する。したがって、受電側スイッチ１２５は、正対状態から接触状態に移行する間において、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成されたものである。受電側スイッチ１２５は、車両１００の制御部１１１に接続されている。制御部１１１は、受電側スイッチ１２５のＯＮ／ＯＦＦ状態を監視している。

傾斜面１２９は、案内部であり、給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５とが給電側コネクタ３１の挿抜方向と直交する方向（水平方向）に相対移動することで、ガイドピン３４をガイドスリーブ１２３に案内するものである。傾斜面１２９は、給電側コネクタ３１に対向する対向面１２７に形成され、かつ対向面１２７から挿入方向にガイドスリーブ１２３に向けて縮径するように形成される。言い換えると、傾斜面１２９は、対向面１２７上の開口部１２８から挿入方向に向けてすり鉢状に凹ませた形状を有する。傾斜面１２９は、ガイドピン３４の挿入方向側の先端と当接し当該先端をガイドスリーブ１２３に向けて摺動させることで、ガイドピン３４をガイドスリーブ１２３に案内する。

充電装置２は、例えば駐車場等に設けられており、駐車場に停車した車両１００に対して充電を行う。充電装置２は、車両１００側の受電側コネクタ１０５に給電側コネクタ３１を接続し、受電側コネクタ１０５及び給電側コネクタ３１を介して、車両１００に搭載されたバッテリ１０１に対して電力を供給する。充電装置２は、車両１００のバッテリ１０１に対する充電機能に加えて、車両１００との間で無線通信を行う無線通信機能を有する。充電装置２は、通信部１１と、給電側コネクタ３１と、コネクタ昇降部１４と、充電部１５と、制御部１６と、報知部１７とを備える。これら各部は、図１に示すように、駐車場内の地面１２０下の空間に格納されている。

通信部１１は、車両１００との間で無線通信を行うものである。通信部１１は、車両１００内の通信部１１０との間で、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等、種々の無線通信方式によって情報の授受を行う。通信部１１は、アンテナ１１ａを備える。通信部１１は、アンテナ１１ａを介して車両１００内の通信部１１０から送信されるコネクタ嵌合情報を受信する。通信部１１は、制御部１６に電気的に接続され、受信したコネクタ嵌合情報を制御部１６に出力する。コネクタ嵌合情報は、例えば受電側スイッチ１２５のＯＮ状態を示す情報が含まれる。

給電側コネクタ３１は、充電装置２側の給電口であって、不図示のケーブル等を介して充電部１５に電気的に接続されている。給電側コネクタ３１は、受電側コネクタ１０５に対して嵌合し、当該受電側コネクタ１０５との間で電気的に接続される。コネクタ昇降部１４は、制御部１６に電気的に接続されており、例えば制御部１６から受信する制御信号に応じて駆動する。給電側コネクタ３１は、主に、給電側接点３２，３３と、ガイドピン３４と、給電側弾性部３５と、給電側スイッチ３６と、凹状部３７とを有する。

給電側接点３２，３３は、給電側コネクタ３１の充電用接点であり、図２及び図３に示すように、受電側コネクタ１０５に対向する対向面３８に配置されている。給電側接点３２，３３は、上述した受電側接点１２１，１２２と同様に、例えば母材としての導電性を有する金属板（銅板や銅合金板等）から形成される。給電側接点３２，３３は、母材に対する打ち抜き加工や折り曲げ加工等により、相手側接点やケーブル２２，２３との接続が可能な所定の形状に形成される。給電側接点３２は、ケーブル２２を介して、例えば外部電源（不図示）の＋側に接続される。給電側接点３３は、ケーブル２３を介して、例えば外部電源の−側に接続される。

ガイドピン３４は、凸状位置決め部であり、受電側コネクタ１０５に設けられたガイドスリーブ１２３に挿入されることで受電側コネクタ１０５の受電側接点１２１，１２２と給電側コネクタ３１の給電側接点３２，３３とが挿抜方向において正対した正対状態にするものである。ガイドピン３４は、挿抜方向に延在して円柱状に形成された棒状部材であり、挿入方向側の端部が半球状に形成されている。ガイドピン３４は、抜去方向側の一部が凹状部３７に収容されている。ガイドピン３４は、挿抜方向の長さＬ１を有する。長さＬ１は、受電側コネクタ１０５の挿抜方向における対向面１２７から移動板１３０までの長さＬ３に、受電側スイッチ１２５のＯＮ点までの長さ（オンストロークまでの長さ）Ｌ４を加えたものよりも長く設定されている。すなわち、本実施形態におけるガイドピン３４の長さＬ１は、Ｌ１＞（Ｌ３＋Ｌ４）の関係を有する。これにより、上記接触状態において、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態かつ給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態とすることができる。

給電側弾性部３５は、凹状部３７に収容され、凹状部３７に挿入されたガイドピン３４により抜去方向に向けて弾性圧縮するものである。給電側弾性部３５は、例えばバネ部材等から成る。給電側弾性部３５は、ガイドピン３４から抜去方向に向かう押下力が解除されたときに、当該ガイドピン３４を挿抜方向における初期位置に戻す。本実施形態の給電側弾性部３５は、受電側弾性部１２４の弾性力より大きい弾性力を有する。

給電側スイッチ３６は、凹状部３７に挿入されたガイドピン３４により給電側弾性部３５が抜去方向側にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成されたものである。本実施形態の給電側スイッチ３６のＯＮ点までの長さＬ２は、受電側スイッチ１２５のＯＮ点までの長さＬ４より長く設定されている。給電側スイッチ３６は、充電装置２の制御部１６に接続されている。制御部１６は、給電側スイッチ３６のＯＮ／ＯＦＦ状態を監視している。

凹状部３７は、抜去方向側に底を有し、内部空間に給電側弾性部３５を収容するものである。凹状部３７は、ガイドピン３４を挿抜方向に移動可能に支持する。

コネクタ昇降部１４は、移動部である。コネクタ昇降部１４は、図１に示すように、車両１００が停止した状態で、給電側コネクタ３１を待機位置から嵌合位置まで移動させることで給電側コネクタ３１を受電側コネクタ１０５に対して嵌合させるものである。この待機位置は、コネクタ昇降部１４のコネクタ昇降機構が屈曲状態で、給電側コネクタ３１が地面１２０下の空間に格納されている位置である。嵌合位置は、コネクタ昇降部１４のコネクタ昇降機構が伸長状態で、給電側コネクタ３１が受電側コネクタ１０５に嵌合している位置である。コネクタ昇降部１４は、不図示のアクチュエータやセンサ等を含んで構成されるコネクタ昇降機構を有し、制御部１６からの制御信号に応じて、コネクタ昇降機構により給電側コネクタ３１を車両１００の上下方向（Ｚ方向）に昇降させる。コネクタ昇降部１４は、例えばコネクタ昇降機構がパンタグラフ等で構成されている場合、パンタグラフの伸縮方向の端部に給電側コネクタ３１が設けられている。

充電部１５は、車両１００に対して、上記接触状態において、給電側コネクタ３１及び受電側コネクタ１０５を介して充電を行うものである。充電部１５は、商用電源等を含む外部電源（不図示）に電気的に接続されている。充電部１５は、上記接触状態において、制御部１６から受信した制御信号に応じて外部電源から車両１００側バッテリへの充電を開始したり、充電を終了したりする。

制御部１６は、通信部１１により車両１００から受信するコネクタ嵌合情報に基づいて充電部１５を制御するものである。制御部１６は、例えばＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の中央演算処理装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部１６は、コネクタ嵌合情報が受電側スイッチ１２５のＯＮ状態を示す情報である場合、充電部１５にバッテリ１０１に対する充電を開始させる。制御部１６は、上記接触状態において、充電部１５に制御信号を送信することで当該充電部１５によるバッテリ１０１への充電を開始させる。制御部１６は、例えば充電部１５から受信した通電電流値に基づいてバッテリ１０１の充電状態を判定し、判定した充電状態に応じてバッテリ１０１への充電を終了する。

次に、車両用充電システム１における車両１００への充電動作について図５を参照して説明する。なお、以下に説明する各ステップは、原則として制御部１６が実行するものとする。

まず、ステップＳ１では、制御部１６は、車両１００が停車したか否かを判定する。制御部１６は、車両１００が停車したことを示す停車信号を車両１００側の通信部１１０から通信部１１を介して受信すると、車両１００が停車したと判定して、ステップＳ２へ移行する。一方、停車信号を受信していない場合には車両１００が停車していないと判定して停車信号を受信するまで待機する。

次に、ステップＳ２では、制御部１６は、コネクタ昇降部１４を駆動制御することにより給電側コネクタ３１を待機位置から嵌合位置まで上昇（移動）させる。制御部１６は、給電側コネクタ３１を嵌合位置まで上昇させるための信号をコネクタ昇降部１４に送信することで当該コネクタ昇降部１４を駆動し、給電側コネクタ３１を待機位置から嵌合位置に上昇させる。

次に、ステップＳ３では、制御部１６は、給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態か否かを判定する。制御部１６は、給電側スイッチ３６のＯＮ／ＯＦＦ状態を監視し、給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わったと判定した場合、ステップＳ８に移行する。一方、給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態のままである場合にはステップＳ４へ移行する。

次に、ステップＳ４では、制御部１６は、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態か否かを判定する。制御部１６は、コネクタ嵌合情報を示すコネクタ嵌合信号を車両１００側の通信部１１０から通信部１１を介して受信すると、受電側スイッチ１２５がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わったと判断して、ステップＳ５へ移行する。一方、コネクタ嵌合信号を受信していない場合には、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態ではなくＯＦＦ状態のままであると判定して、ステップＳ２へ移行する。

次に、ステップＳ５では、制御部１６は、ステップＳ３，Ｓ４の判定結果により、給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５とが正常に嵌合したと判断して、充電部１５に充電信号を出力し、充電部１５による充電を開始させる。すなわち、制御部１６は、給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態、かつ受電側スイッチ１２５がＯＮ状態であると判断して、充電部１５から給電側コネクタ３１及び受電側コネクタ１０５を介して車両１００側のバッテリ１０１に対して充電を行わせる。

次に、ステップＳ６では、制御部１６は、充電部１５による充電が完了したか否かを判定する。制御部１６は、例えば充電部１５の通電電流により充電が完了したか否かを判定する。制御部１６は、充電が完了したと判定した場合、ステップＳ７に移行する。一方、充電が完了していないと判定した場合には充電が完了するまで待機する。

次に、ステップＳ７では、制御部１６は、給電側コネクタ３１を下降させるための下降信号をコネクタ昇降部１４に出力して、本処理を終了する。コネクタ昇降部１４は、受信した下降信号に応じて給電側コネクタ３１を下降させることで給電側コネクタ３１を受電側コネクタ１０５から脱離させる。コネクタ昇降部１４は、給電側コネクタ３１の地面１２０下への格納が完了すると、給電側コネクタ３１の格納完了を示す完了信号を制御部１６に出力する。なお、制御部１６は、コネクタ昇降部１４から受信した完了信号に応じて、通信部１１を介して車両１００側に充電完了信号を送信してもよい。この場合、車両１００側の制御部１１１は、通信部１１０を介して受信した充電完了信号に応じて、車両１００の運転者等に報知する構成であることが好ましい。

ステップＳ８では、制御部１６は、報知部１７を制御して、例えば車両１００の運転者に対して受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１との位置ずれを報知する。制御部１６は、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１との位置ずれに関する情報を報知するための報知信号を報知部１７に出力する。報知部１７は、入力された報知信号に応じて、車両１００の運転者等に対して、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とに位置ずれが生じたことを報知する。報知が必要となる受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１との位置ずれは、例えば車両１００（またはコネクタ昇降部１４）の移動を伴うものである。

ステップＳ２において、給電側コネクタ３１が待機位置から嵌合位置まで上昇した場合、図２に示すように正対状態であれば、ガイドピン３４がガイドスリーブ１２３に挿入され、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態に切り替わる（ステップＳ４でＹｅｓ）。このとき、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態に切り替わる前に、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とが嵌合して給電側コネクタ３１の上昇が止まる（図３）。これにより、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態、かつ給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態となり、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とが正常に嵌合されたものと判断することができる。

一方、給電側コネクタ３１が嵌合位置まで上昇した際に、給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５とが補正可能な範囲で位置ずれを起こしている場合、ガイドピン３４の挿入方向側の先端が傾斜面１２９に当接する（図６）。このとき、給電側コネクタ３１を上昇させる力の一部が傾斜面１２９の作用で水平方向に押す力に分散される。この水平方向に押す力によりガイドピン３４をガイドスリーブ１２３に案内して正常な嵌合状態に導く。

他方、給電側コネクタ３１が嵌合位置まで上昇した際に、給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５とが補正不可能な範囲で位置ずれを起こしている場合、ガイドピン３４の挿入方向側の先端が対向面１２７に当接する（図７）。このまま給電側コネクタ３１が上昇すると、ガイドピン３４が抜去方向側に押し込まれて給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる（ステップＳ３でＮｏ）。これにより、受電側スイッチ１２５がＯＦＦ状態、かつ給電側スイッチ３６がＯＮ状態となり、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とが正常に嵌合できないと判断することができる。この場合、車両１００の停止位置の修正等が必要となる。

以上説明した車両用充電システム１は、充電装置２と、車両１００に設けられた受電側コネクタ１０５とを備える。充電装置２は、受電側コネクタ１０５と嵌合する給電側コネクタ３１と、受電側コネクタ１０５のガイドスリーブ１２３に挿入されることで受電側接点１２１，１２２と給電側接点３２，３３とを正対状態にするガイドピン３４と、制御部１６とを備える。受電側コネクタ１０５は、ガイドピン３４により挿入方向に弾性圧縮する受電側弾性部１２４と、正対状態と接触状態との間で、ガイドピン３４により受電側弾性部１２４が挿入方向にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる受電側スイッチ１２５とを有する。制御部１６は、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態である場合、充電を開始させる。上記構成により、給電側コネクタ３１のガイドピン３４が受電側コネクタ１０５のガイドスリーブ１２３に挿入されることで正対状態になることから、嵌合時において、簡素な構成で受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とを正対させることができる。また、正対状態から接触状態までの間で受電側スイッチ１２５がＯＮ状態に切り替わるので、コネクタ嵌合情報の受信に応じてコネクタ同士の位置ずれの有無を判定することができ、嵌合状態の正常判定を容易に行うことができる。また、案内部（傾斜面１２９）の作用とコネクタ昇降部１４による給電側コネクタ３１を上昇させる力により給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５とを水平方向に相対移動させることで、ガイドピン３４をガイドスリーブ１２３に案内する。これにより、コネクタ嵌合時の位置ずれを容易に補正することができる。

また、車両用充電システム１は、給電側コネクタ３１が、受電側弾性部１２４の弾性力より大きい弾性力を有する給電側弾性部３５と、給電側弾性部３５がオンストローク未満で圧縮されてＯＦＦ状態を維持する給電側スイッチ３６とを有する。これにより、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１とが正常に嵌合する状態において、受電側スイッチ１２５がＯＮ状態を維持し、かつ給電側スイッチ３６がＯＦＦ状態を維持することが可能となり、コネクタ間の嵌合状態を正常に判定することができる。また、上記構成により、嵌合状態の異常を検出する給電側スイッチ３６が、上記接触状態においてもＯＮ状態に切り替わることがなくなるので、嵌合状態の誤判定を抑制することができる。

また、車両用充電システム１は、受電側コネクタ１０５が、給電側コネクタ３１に対向する対向面１２７に形成され、かつ対向面１２７からガイドスリーブ１２３に向けて縮径する傾斜面１２９を有する。これにより、給電側コネクタ３１が嵌合位置に向けて上昇し、ガイドピン３４の挿入方向の先端が傾斜面１２９に当接して摺動することで、給電側コネクタ３１が受電側コネクタ１０５に対して相対移動してガイドピン３４をガイドスリーブ１２３に向けて案内することが可能となる。この結果、受電側コネクタ１０５と給電側コネクタ３１との嵌合時の位置ずれを簡素な構成で容易に補正することができる。

（変形例）
なお、上記実施形態では、一組のガイドピン３４とガイドスリーブ１２３を有する車両用充電システム１について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、複数組のガイドピン３４とガイドスリーブ１２３を有するものであってもよい。この場合、複数のガイドピン３４を給電側コネクタ３１側に設け、複数のガイドスリーブ１２３を受電側コネクタ側に設けるように構成してもよいし、各コネクタにガイドピン３４、ガイドスリーブ１２３を設けるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、受電側スイッチ１２５は、正対状態と接触状態との間において、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、受電側スイッチ１２５は、接触状態において、ガイドスリーブ１２３に挿入されたガイドピン３４により受電側弾性部１２４が挿入方向側にオンストロークまで圧縮されてＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成されている。これにより、受電側接点１２１，１２２と給電側接点３２，３３とが挿抜方向において正対して接触した接触状態になったときに、受電側スイッチ１２５がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。この結果、制御部１６は、コネクタ嵌合情報の受信に応じてコネクタ昇降部１４による給電側コネクタ３１の上昇を停止させることができ、コネクタ同士の挿抜方向における衝突を抑制することができ、的確にコネクタ同士を嵌合させることが可能となる。

また、上記実施形態では、通信部１１は、無線通信方式により車両１００側の通信部１１０と通信を行っているが、これに限定されるものではなく、有線通信方式により通信部１１と通信を行うように構成されていてもよい。例えば、受電側コネクタ１０５及び給電側コネクタ３１には、それぞれ通信用の接点端子を含まれており、これらコネクタ同士の嵌合により互いの通信用の接点端子が電気的に接続され車両１００と充電装置２との間で通信を行うように構成される。

また、上記実施形態では、コネクタ昇降部１４は、昇降機構を有する構成に限定されるものではなく、給電側コネクタ３１を待機位置から嵌合位置まで移動させることで給電側コネクタ３１を受電側コネクタ１０５に対して嵌合させるものであれば、どのような構造、構成であってもよい。

また、上記実施形態では、案内部は、傾斜面１２９にガイドピン３４の挿入方向側の先端が当接し当該先端をガイドスリーブ１２３に向けて摺動させることで、給電側コネクタ３１と受電側コネクタ１０５との水平方向の位置ずれを補正しているが、これに限定されるものではない。例えば、給電側コネクタ３１が水平方向に移動可能な構成を有するものであってもよい。

また、上記実施形態では、制御部１６は、車両１００から停車信号を受信して停車を判定しているが、これに限定されるものでない。例えば、制御部１６は、接触センサ等により車止めに対する車輪の当接を検出することで車両１００の停車を判定するようにしてもよい。

１ 車両用充電システム
２ 充電装置
１１ 通信部
１４ コネクタ昇降部
１６ 制御部
１７ 報知部
３１ 給電側コネクタ
３２，３３ 給電側接点
３４ ガイドピン
３５ 給電側弾性部
３６ 給電側スイッチ
１００ 車両
１０１ バッテリ
１０５ 受電側コネクタ
１１０ 通信部
１１１ 制御部
１２１，１２２ 受電側接点
１２３ ガイドスリーブ
１２４ 受電側弾性部
１２５ 受電側スイッチ
１２９ 傾斜面

Claims (4)

1. 充電装置と、
   車両に設けられた受電側コネクタと、を備え、
   前記充電装置は、
   前記受電側コネクタと嵌合する給電側コネクタと、
   前記車両が停止した状態で、前記給電側コネクタを待機位置から嵌合位置まで移動させることで前記給電側コネクタを前記受電側コネクタに対して嵌合させる移動部と、
   前記受電側コネクタに設けられた凹状受け部に挿入されることで前記受電側コネクタの受電側接点と前記給電側コネクタの給電側接点とが正対した正対状態にする凸状位置決め部と、
   前記給電側コネクタと前記受電側コネクタとが前記給電側コネクタの挿抜方向と直交する方向に相対移動することで、前記凸状位置決め部を前記凹状受け部に案内する案内部と、
   前記車両に対して、前記受電側接点と前記給電側接点とが正対して接触した接触状態において、前記給電側コネクタ及び前記受電側コネクタを介して充電を行う充電部と、
   前記車両との間で通信を行う通信部と、
   前記通信部により前記車両から受信するコネクタ嵌合情報に基づいて前記充電部を制御する制御部と、を備え、
   前記受電側コネクタは、
   前記凹状受け部と、
   前記凹状受け部に収容され、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により挿入方向に向けて弾性圧縮する受電側弾性部と、
   前記正対状態と前記接触状態との間において、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により前記受電側弾性部が前記挿入方向側にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成された受電側スイッチと、を有し、
   前記制御部は、
   前記コネクタ嵌合情報が前記受電側スイッチのＯＮ状態を示す情報である場合、前記充電部に充電を開始させる、
   ことを特徴とする車両用充電システム。
2. 前記受電側スイッチは、
   前記接触状態において、前記凹状受け部に挿入された前記凸状位置決め部により前記受電側弾性部が前記挿入方向側にオンストロークまで圧縮されてＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる、
   請求項１に記載の車両用充電システム。
3. 前記給電側コネクタは、
   前記凸状位置決め部を前記挿抜方向に移動可能に支持する凹状部と、
   前記凹状部に収容され、前記凹状部に挿入された前記凸状位置決め部により前記挿入方向と反対側の抜去方向に向けて弾性圧縮する給電側弾性部と、
   前記凹状部に挿入された前記凸状位置決め部により前記給電側弾性部が前記抜去方向側にオンストロークまで圧縮されることでＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように構成された給電側スイッチと、を有し、
   前記給電側弾性部は、前記受電側弾性部の弾性力より大きい弾性力を有し、
   前記給電側スイッチは、
   前記接触状態において、前記給電側弾性部がオンストローク未満で圧縮されてＯＦＦ状態を維持し、
   前記充電装置は、
   前記給電側スイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わった場合に、前記受電側接点と前記給電側接点との位置ずれに関する情報を外部に報知する報知部をさらに備える、
   請求項２に記載の車両用充電システム。
4. 前記凸状位置決め部はガイドピンであり、
   前記凹状受け部は、
   前記受電側弾性部の前記挿入方向側への移動を規制する底を有するガイドスリーブであり、
   前記案内部は、
   前記給電側コネクタに対向する対向面に形成され、かつ前記対向面から前記凹状受け部に向けて縮径する傾斜面を有する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用充電システム。

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