JP2021100309A - 車両制御装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触充電への移行処理を円滑に行うことのできる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、基準位置を有する車両に搭載され、車両の外部に設けられた送電コイルから非接触状態で受電可能である受電コイルと、基準位置に対する受電コイルの位置ずれ量データを保持する記憶部と、受電コイルが送電コイルに対応する位置で車両が停止するように、位置ずれ量データと受電コイルにおける受電効率の変化とに基づいて車両の走行を制御する制御部とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、外部の送電コイルから非接触で受電可能な受電コイルを備えた車両制御装置、およびそれを備えた車両に関する。

これまでに、車両に受電コイルを設ける一方、地上設備に送電コイル（給電コイル）を設け、両者を対向させた状態で給電コイルから受電コイルへ非接触に電力を伝送し、車両の高電圧バッテリを充電する非接触充電システムが検討されている（例えば特許文献１〜２参照）。非接触充電システムでは、電力を伝送する前、送電コイルを弱励磁して、送電コイルと受電コイルとの結合強度を計測しながら、結合強度が高くなるように受電コイルの位置を合わせる処理が行われることが想定される。非接触充電の際には、ドライバーの運転操作または自動運転等により車両が移動することで、送電コイルに対する受電コイルの位置合わせが行われる。

国際公開第２０１１／１３２２７１号 国際公開第２０１３／０６９０８９号

ところで、このような受電コイルを備えた車両においては、地上に設けられた送電コイルに対する位置合わせの際、その車両の搭乗者にとって快適に車両の移動が行われることが望ましい。したがって、非接触充電への移行処理を円滑に行うことのできる車両制御装置が望まれる。

本開示の一実施態様としての車両制御装置は、受電コイルと、記憶部と、制御部とを備える。受電コイルは、基準位置を有する車両に搭載され、車両の外部に設けられた送電コイルから非接触状態で受電可能である。記憶部は、基準位置に対する受電コイルの位置ずれ量データを保持するようになっている。制御部は、受電コイルが送電コイルに対応する位置で車両が停止するように、位置ずれ量データと受電コイルにおける受電効率の変化とに基づいて車両の走行を制御するようになっている。

本開示の一実施態様としての車両は、上記車両制御装置を備えたものである。

本開示の一実施態様としての車両制御装置および車両では、受電コイルにおける受電効率の変化に加え、予め把握された位置ずれ量データをも考慮して車両の走行が制御されるので、より円滑に車両の速度が制御される。

本開示の一実施形態としての車両制御装置および車両によれば、送電コイルに対する位置合わせの際、受電コイルにより受電を開始する前に車両の速度が制御可能であるので、その車両の搭乗者にとって快適に車両の移動を行うことができる。

本開示の一実施の形態に係る車両および地上設備の概略構成例を表す模式図である。 図１に示した車両制御部の機能ブロック図である。 図１に示した受電コイルの受電効率分布を模式的に表す特性図である。 図１に示した車両制御部により実行される非接触充電移行処理の手順を表す流れ図である。 自動操舵運転中の車両と地上設備との位置関係を表す模式図である。 ステアリングの操舵が終了した時点の車両と地上設備との位置関係を表す模式図である。 受電コイルにおける受電効率の変化に基づく車両の走行制御が行われる際の車両と地上設備との位置関係を表す模式図である。 図１に示した車両の走行位置に対する車両の速度変化を模式的に表す第１の概略図である。 図１に示した車両の走行位置に対する車両の速度変化を模式的に表す第２の概略図である。

本開示の技術は、地上に設けられた送電コイルに対し、受電コイルを備えた車両を位置合わせするにあたり、位置合わせに要する時間を短縮しつつ、すなわち車両の移動速度を向上させつつ、その車両の搭乗者にとって快適に、すなわち車両の減速度を抑えながら車両の移動を行うことを実現するものである。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（非接触送受電システムの例）
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［非接触送受電システムの概略構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る非接触送受電システムの一構成例を表すブロック図である。この非接触送受電システムは、車両１と、地上設備２とを備える。

（車両１）
車両１は、非接触充電が可能なＥＶ（Electric Vehicle）である。車両１は、図１に示したように、車輪を駆動するモータ１０と、そのモータ１０を駆動するインバータ１１と、走行用の電力を蓄積および供給可能な高電圧バッテリ１４とを備える。車両１は、さらに、非接触充電ユニット１５と、運転者の運転操作等が入力される操作部３０と、車両１の走行の制御を行う車両制御部２０とを備える。また、車両１には、駐車時等に車両１の周囲の状況を確認するためのレーダ２１、カメラ２２および駐車支援システム２３が設けられている。駐車支援システム２３は、レーダ２１の出力およびカメラ２２の映像に基づいて所定の駐車位置へ車両１を移動させる自動運転機能を有している。カメラ２２は、地上設備２のうちの送電コイル１０３（後出）に対する車両１の位置を検出し、車両位置情報を車両制御部２０に送信するデバイスであり、「車両位置情報検出部」に対応する位置具体例である。さらに車両１には、自らの走行速度を検出する車速センサＳＳが設けられているとよい。車速センサＳＳは、車両１の状態を表すパラメータの１つである走行速度、すなわち車速を検出する、本発明の「車両状態検出部」に対応する一具体例である。車速センサＳＳは、検出した車速のデータを車両制御部２０に送信するようになっている。
また、車両制御部２０は、本発明の「制御部」に対応する一具体例である。さらに、車両制御部２０に非接触充電ユニット１５を加えたものが本発明の「車両制御装置」に対応する一具体例である。

非接触充電ユニット１５は、非接触で電力を受けることのできる受電コイル１６と、その受電コイル１６に流れる交流電流を整流して高電圧バッテリ１４に充電電流を供給する整流器１７とを有する。非接触充電ユニット１５は、さらに、電力の供給元である地上設備２と無線通信（例えばｗｉ-ｆｉ通信）するための車両側通信部１９と、非接触の電力伝送の制御を行う整流器内制御部１８とを有する。受電コイル１６は、例えば、車両１の下部であって車両１の進行方向（前後方向）における前輪と後輪との間に配置される。

非接触充電ユニット１５には、記憶部４０がさらに設けられている。記憶部４０は、車両１の走行および高電圧バッテリ１４への充電を行う際に用いられる様々な情報を記憶する、書き変え可能な不揮発性のメモリである。記憶部４０は、例えば受電コイル１６の位置ずれ量データを保持している。位置ずれ量データとは、車両１の基準位置と、受電コイル１６が実際に取り付けられている位置との、車両１の前後方向におけるずれ量を表すデータである。車両１の基準位置とは、車両１のうちの、本来、受電コイル１６を取り付けるべき基準となる位置である。車両１の製造時や、点検・修理等において交換する新たな非接触充電ユニット１５を車両１に取り付ける作業は、非接触充電ユニット１５のうちの受電コイル１６が基準位置と一致することを目標として行われる。なお、位置ずれ量データは、運転者等のユーザによる更新はできず、記憶部４０に接続可能な診断部により更新可能となっていることが望ましい。診断部とは、例えば車両制御部２０の異常の有無や操作部３０における故障の有無などを検証する故障診断ツールである。また、記憶部４０は、受電コイル１６と一体に設けられていることが望ましい。

操作部３０は、例えばステアリング３１と、ペダル３２と、ＳＢＷ（Shift By Wire）３３と、操作量センサ３４，３５と、非接触充電移行スイッチ３６とを有する。ステアリング３１は、ユーザが操舵を行う操作部、すなわちハンドルであり、操作量センサ３５はステアリング３１の操作量を検出するデバイスである。ペダル３２は、例えばブレーキペダルやアクセルペダルなどの操作部であり、操作量センサ３４はペダル３２の操作量を検出するデバイスである。また、ＳＢＷ３３は、運転者のギヤのシフト操作を電子的に入力するシステムであり、ＳＢＷ３３から車両制御部２０へシフト位置を示す信号が送られる。さらに、非接触充電移行スイッチ３６は、運転者が操作可能なスイッチであり、非接触充電移行処理の開始、すなわち非接触充電前に車両１の位置合わせを開始することを運転者が車両１へ指示するためのスイッチである。

車両制御部２０は、ＳＢＷ３３および操作量センサ３４，３５の各々の出力に応じて、車両１の操舵制御とモータ１０の駆動制御とを行う。モータ１０の駆動制御は、車両制御部２０がインバータ１１の出力を制御することにより実現される。車両制御部２０による上記の制御により、運転者の運転操作に応じて車両１が走行することとなる。

図２は、主に車両制御部２０の内部構成を表す機能ブロック図である。図２に示したように、車両制御部２０は、第１誘導制御部２１０と、第２誘導制御部２２０とを備える。

第１誘導制御部２１０は、例えばカメラ２２により撮影される画像に基づいて車両１のステアリング３１の操作を制御し、車両１の正面に地上設備２の送電コイル１０３が位置するように車両１を誘導するようになっている。第２誘導制御部２２０は、受電コイル１６による受電状況などに基づいて車両１の走行速度を制御し、車両１の受電コイル１６と送電コイル１０３との位置合わせを行うようになっている。

第１誘導制御部２１０は、例えば駐車支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０１と、ステアリングＥＣＵ２０２とを有している。第２誘導制御部２２０は、車両ＥＣＵ２０３と、モータ制御ＥＣＵ２０４と、充電ＥＣＵ２０５とを有している。

駐車支援ＥＣＵ２０１は、例えば操作部３０の非接触充電移行スイッチ３６がオンされると、カメラ２２から送信される画像情報、すなわち、車両位置情報に基づいて、車両１の受電コイル１６が送電コイル１０３に対し最適位置に近づくように車両１を誘導する制御を開始する。ここでいう最適位置とは、受電コイル１６における送電コイル１０３からの受電効率が所定値以上となる位置である。ここでいう受電効率とは、送電コイル１０３における投入電力に対する受電コイル１６での受電電力の割合［％］である。具体的には、駐車支援ＥＣＵ２０１は、カメラ２２からの画像情報に基づいて受電コイル１６と送電コイル１０３との位置関係、すなわち送電コイル１０３に対する受電コイル１６の想定される向きおよび送電コイル１０３から受電コイル１６までの想定される距離を把握する。但し、駐車支援ＥＣＵ２０１は、受電コイル１６に関する位置ずれ量データを考慮していない場合、駐車支援ＥＣＵ２０１が把握する送電コイル１０３に対する受電コイル１６の想定される向きおよび送電コイル１０３から受電コイル１６までの想定される距離は、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の実際の向きおよび送電コイル１０３から受電コイル１６までの実際の距離とは通常、異なることとなる。そこで、駐車支援ＥＣＵ２０１は、受電コイル１６に関する位置ずれ量データ（主に車両１の左右方向における受電コイル１６の位置ずれ量データ）に基づき、主に車両１の左右方向における受電コイル１６と送電コイル１０３との位置の補正を行うとよい。さらに、駐車支援ＥＣＵ２０１は、把握された受電コイル１６と送電コイル１０３との位置関係に基づき、車両１を所定の速度で前進させるよう車両ＥＣＵ２０３へ走行の指令を行うと共に、車両１が送電コイル１０３に対し適切な向きとなるよう、ステアリングＥＣＵ２０２へ操舵の指令を行うようになっている。さらに、駐車支援ＥＣＵ２０１は、ステアリングＥＣＵ２０２の制御に基づくステアリング３１の操舵が終了すると、その旨を車両ＥＣＵ２０３へ通知するようになっている。ステアリングＥＣＵ２０２の制御に基づくステアリング３１の操舵が終了した際、車両１は、例えばステアリング３１をそれ以上操作することなくそのまま前進すれば、受電コイル１６が送電コイル１０３に対する最適位置に到達すると想定される姿勢になっている。

ステアリングＥＣＵ２０２は、駐車支援ＥＣＵ２０１からの操舵指令に基づき、ステアリング３１による操舵の制御を行うようになっている。

車両ＥＣＵ２０３は、通常の走行、すなわち非接触充電移行処理を行う場合以外の走行においては、ペダル３２の操作状況や、車両１の走行状況などに応じて、モータ制御ＥＣＵ２０４に制御指令を出力するようになっている。

非接触充電移行処理の際には、車両ＥＣＵ２０３は、駐車支援ＥＣＵ２０１から車両１の走行指令を受けると、所定の速度で車両１が前進走行する旨の駆動信号を生成し、モータ制御部ＥＣＵ２０４に出力するようになっている。

車両ＥＣＵ２０３は、ステアリングＥＣＵ２０２の制御に基づくステアリング３１の操舵が終了した旨の通知を駐車支援ＥＣＵ２０１から受けると、非接触充電ユニット１５における受電効率に基づいて車両１の走行を制御し、車両１の減速および停止を行う。具体的には、車両ＥＣＵ２０３は、受電コイル１６が送電コイル１０３に対応する位置（最適位置）で車両１が停止するように、記憶部４０に格納された位置ずれ量データと受電コイル１６における受電効率の変化とに基づいて車両１の走行を制御するようになっている。

すなわち、ステアリング３１の操舵が終了した位置から、受電コイル１６が送電コイル１０３に対する最適位置に至るまでの車両１の走行は、例えば非接触充電ユニット１５における受電効率の変化と、受電コイル１６に関する位置ずれ量データとに基づいて車両ＥＣＵ２０３により制御される。例えば車両１は、最適位置に向けて走行し、非接触充電ユニット１５における受電コイル１６の受電効率が最大値を示す位置Ｐ０（すなわち最適位置）を中心とした所定範囲（図３参照）に達したときに停止される。位置Ｐ０を中心とした所定範囲とは、例えば車両１の前後方向における約７５ｍｍの範囲である。その所定範囲内であれば、効率的な非接触充電が可能である。なお、図３は、受電コイル１６の受電効率分布を模式的に表す特性図である。図３の横軸は車両１の走行方向の位置を表し、図３の縦軸は、受電コイル１６における、送電コイル１０３からの受電効率を表している。ここで、例えば受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の前方にずれているとき、車両ＥＣＵ２０３は、車両１の減速開始タイミングを早めるように、車両１の走行を制御するようになっている。あるいは、車両ＥＣＵ２０３は、車両１が停止するまでの減速度の最大勾配を抑えつつ車両１の減速度の平均勾配を大きくするように、車両１の走行を制御するようになっている。

また、受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の後方にずれているとき、車両ＥＣＵ２０３は、例えば車両１の減速開始タイミングを遅らせるように車両１の走行を制御するようになっている。

車両ＥＣＵ２０３は、例えば受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御に切り替えるようになっている。あるいは、後述するように、車両ＥＣＵ２０３は、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御と非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御とを併せて実行するようになっていてもよい。さらには、後述するように、車両ＥＣＵ２０３は、当初から、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御と非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御とを併せて実行するようになっていてもよい。いずれにせよ、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく車両１の走行の制御を車両ＥＣＵ２０３が行う際には、車両１の状態を表すパラメータとしての車速が特定範囲に収まった状態であることが望ましい。ここでいう特定範囲とは、車両ＥＣＵ２０３による、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく車両１の走行の制御の結果、送電コイル１０３の位置に対して受電コイルの位置を適切な領域内に収めることが可能となる車速の範囲をいう。

車両ＥＣＵ２０３は、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づき、位置ずれ量が解消される方向へ車両１の位置を補正しつつ車速が上述の特定範囲に収まるように車両１の走行を制御するようになっている。

モータ制御ＥＣＵ２０４は、車両ＥＣＵ２０３からの指令に基づいて、モータ１０の制御を行うようになっている。具体的には、モータ制御ＥＣＵ２０４は、モータ１０を駆動するための信号を生成してインバータ１１へ出力するようになっている。

充電ＥＣＵ２０５は、地上設備２からの受電効率の検出値を非接触充電ユニット１５から受け、その検出値を車両ＥＣＵ２０３へ出力するようになっている。また、充電ＥＣＵ２０５は、車両ＥＣＵ２０３から充電開始指令を受けると、非接触充電ユニット１５に対し、高電圧バッテリ１４への充電を開始させるようになっている。

（地上設備２）
地上設備２は、非接触に電力を送る送電コイル１０３と、電力系統から電力を入力して送電コイル１０３に電流を流すＰＦＣ（Power Factor Correction）１０１およびインバータ１０２とを備えている。地上設備２には、非接触充電の際に車両１と無線通信を行う地上側通信部１０６と、車両１と連携しながらインバータ１０２を駆動して送電コイル１０３を励磁する地上設備制御部１０５とがさらに設けられている。送電コイル１０３は、車両１が進入可能なスペースの地面に配置されている。地上設備制御部１０５は、地上側通信部１０６を介して車両１からの要求を受け、この要求に基づいてインバータ１０２の駆動制御を行う。車両１からの要求には、例えば送電用の励磁の要求と、送電用の励磁の停止要求と、位置合せ用の励磁の要求と、位置合せ用の励磁の停止の要求とが含まれる。送電用の励磁の要求に基づき、地上設備制御部１０５はインバータ１０２を駆動して送電コイル１０３を送電用に励磁する。位置合せ用の励磁の要求に基づき、地上設備制御部１０５はインバータ１０２を駆動して送電時よりも弱く送電コイル１０３を励磁する。

［非接触充電移行処理］
図４は、車両制御部２０により実行される非接触充電移行処理の手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、車両ＥＣＵ２０３は、例えば受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御に切り替える例について説明する。

非接触充電移行処理は、運転者が非接触充電移行スイッチ３６をオン操作することで車両制御部２０により開始される。運転者は、通常、高電圧バッテリ１４を充電するために地上設備２の近くで非接触充電移行スイッチ３６をオン操作する。

最初に、車両制御部２０は、運転者により非接触充電移行処理が指示されたかどうかを判断する（ステップＳ１０１）。具体的には、運転者が非接触充電移行スイッチ３６をオン操作したかどうかを駐車支援ＥＣＵ２０１が判断する。非接触充電移行スイッチ３６がオン操作されていない場合（ステップＳ１０１Ｎ）、ステップＳ１０１を繰り返し行う。

非接触充電移行スイッチ３６がオン操作されたと判断した場合（ステップＳ１０１Ｙ）、車両制御部２０は、整流器内制御部１８に通信開始を指令し、その指令に基づき、車両側通信部１９が通信を開始する（ステップＳ１０２）。車両側通信部１９は、地上設備２の地上側通信部１０６との通信を確立して通信を開始する。そののち、車両制御部２０は、所定時間内に車両側通信部１９が通信を確立したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。所定時間内に車両側通信部１９と地上側通信部１０６との通信が確立していると判断された場合（ステップＳ１０３Ｙ）、続くステップＳ１０４へ移行する。一方、所定時間内に車両側通信部１９と地上側通信部１０６との通信が確立しなかった場合（ステップＳ１０３Ｎ）、非接触充電移行処理を終了する（エンド）。通常、車両１が地上設備２の近傍にあれば所定時間内に通信が確立されるが、地上設備２から離れていれば通信が確立されずにタイムアウトとなる。

続いて、車両制御部２０は、カメラ２２から送信される車両位置情報を駐車支援ＥＣＵ２０１が受信しているかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。車両位置情報を駐車支援ＥＣＵ２０１が受信していない場合（ステップＳ１０４Ｎ）、車両位置情報が確認できるまでステップＳ１０４を繰り返し行う。

車両位置情報を駐車支援ＥＣＵ２０１が受信している場合（ステップＳ１０４Ｙ）、車両制御部２０は、車両１の自動操舵運転を開始する（ステップＳ１０５）。この段階では、例えば図５Ａに示したように、路面Ｓの下方に埋設された送電コイル１０３は、車両１の前方に位置しており、車両１の上部に取り付けられたカメラ２２に視野ＥＳに収まっている。そこで、駐車支援ＥＣＵ２０１は、カメラ２２から送信される車両位置情報に基づき、車両１の受電コイル１６が送電コイル１０３に対し最適位置に近づくように車両１を誘導する制御を開始する。具体的には、駐車支援ＥＣＵ２０１は、カメラ２２から送信される車両位置情報により認識される受電コイル１６と送電コイル１０３との位置関係に基づき、車両１を所定の速度で前進させるよう車両ＥＣＵ２０３へ走行の指令を行うと共に、車両１が送電コイル１０３に対し適切な向きとなるよう、ステアリングＥＣＵ２０２へ操舵の指令を行う。その際、駐車支援ＥＣＵ２０１は、記憶部４０に格納された受電コイル１６の位置ずれ量データ（主に左右方向の位置ずれ量データ）に基づき、受電コイル１６と送電コイル１０３との位置関係の補正を行い、ステアリングＥＣＵ２０２へ操舵の指令を行うとよい。そうすることで、車両１に対する受電コイル１６の取付位置が左右方向にずれていたとしても、車両１自体の左右方向の位置が受電コイル１６の位置ずれに応じて補正されているので、ステアリング３１の操舵が適切になされれば、受電コイル１６が送電コイル１０３に対する最適位置に到達することとなる。駐車支援ＥＣＵ２０１による操舵の指令に基づき、車両ＥＣＵ２０３がモータ１０を駆動させることで車両１を所定の速度で前進させ、ステアリングＥＣＵ２０２がステアリング３１による操舵の制御を行う。なお、図５Ａは、路面Ｓ上を自動操舵運転により走行中の車両１と、地上設備２との位置関係を表す模式図である。

次に、車両制御部２０は、ステアリングＥＣＵ２０２の制御に基づくステアリング３１の操舵が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１０６）。ステアリング３１の操舵が終了していない場合（ステップＳ１０６Ｎ）、その終了が確認できるまでステップＳ１０６を繰り返し行う。なお、ステアリング３１の操舵は、例えばステアリング３１をそれ以上操作することなく車両１がそのまま前進すれば、受電コイル１６が送電コイル１０３に対する最適位置に到達すると想定される姿勢になることで終了する。また、ステアリング３１の操舵は、遅くともカメラ２２の視野ＥＳから送電コイル１０３が外れるまでに終了する。

ステアリング３１の操舵が終了している場合（ステップＳ１０６Ｙ）、その旨の通知を受けた車両ＥＣＵ２０３は、車両側通信部１９および地上側通信部１０６を介して地上設備制御部１０５に対し、位置合わせ用の励磁を要求する。位置合わせ用の励磁は、位置合わせ後の充電時の励磁に比べて弱い励磁である。この要求に応じて、地上設備制御部１０５はインバータ１０２を駆動して送電コイル１０３が位置合わせ用に励磁される。これにより、受電コイル１６は、送電コイル１０３の生成する磁界を受けることができる状態となる。車両ＥＣＵ２０３は、先にカメラ２２から送信された車両位置情報に加えて、記憶部４０に格納された位置ずれ量データ（主に車両１の前後方向における受電コイル１６の位置ずれ量データ）と受電コイル１６における受電効率の変化とに基づいて車両１の走行を制御する（ステップＳ１０７）。その際、車両ＥＣＵ２０３は、例えば、記憶部４０に格納された位置ずれ量データに基づき、車両１の位置を補正しつつ、車速が特定範囲に収まるように車両１の走行を制御する。

ここで、車両ＥＣＵ２０３は、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の補正後の位置が相対的に遠い場合には車速を高く保ち、受電コイル１６の位置と送電コイル１０３の位置とが相対的に近づくにつれて車速が低下するように車両１の減速を行う。その際、制動距離が受電コイル１６と送電コイル１０３との距離を超えない範囲でできるだけ高く車速を維持するようにするとよい。そののち、受電コイル１６と送電コイル１０３との距離が十分に小さくなり、非接触充電ユニット１５における十分な受電が可能となった段階で、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく車両１の走行の制御を行う。このように、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の補正後の位置が比較的遠い場合には車速を高く維持することで、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の位置合わせに要する時間を短縮できる。さらに、受電コイル１６が送電コイル１０３に接近した場合には車速をあらかじめ低下させることにより、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の最適位置で車両１を停止させる際、車両１の減速度を緩和でき、搭乗者の快適性を向上させることができる。

また、駐車支援ＥＣＵ２０１が認識した受電コイル１６と送電コイル１０３との距離は、記憶部４０に格納された受電コイル１６の位置ずれ量データに基づいて補正するようにしている。このため、位置ずれ量（主に前後方向のずれ量）を考慮した上で車両１の車速が特定範囲に収まるように位置合わせ制御できる。その結果、受電コイル１６の取り付け位置が車両１の前方（すなわち送電コイル１０３との距離が短く、最適位置となるまでの時間が短くなる方向）にずれている場合は、早めに車速を低下させることで最適位置に停止させる際の減速度を抑制できる。受電コイル１６の取り付け位置が車両１の後方（すなわち送電コイル１０３との距離が遠く、最適位置となるまでの時間が長くなる方向）にずれている場合は、遅めに車速を低下させることで位置合わせにかかる時間を短縮できる。

車両ＥＣＵ２０３は、車速が特定範囲に収まった状態で非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく車両１の走行の制御を行う。なお、図５Ｂは、ステアリング３１の操舵が終了した時点の車両１と地上設備２との位置関係を表す模式図である。

車両１の走行の制御にあたっては、車両ＥＣＵ２０３は、最終的には、非接触充電ユニット１５における受電コイル１６の受電効率が最大値を示す位置Ｐ０（すなわち最適位置）を中心とした所定範囲（図３参照）に達したときに停止するようにモータ１０を制御する。その際、車両ＥＣＵ２０３は、記憶部４０に格納された位置ずれ量データを考慮して、走行速度の制御に補正を加える。この補正は、カメラ２２により取得される車両位置情報に基づく送電コイル１０３に対する受電コイル１６の相対位置と、受電コイル１６の受電効率により認識される送電コイル１０３に対する受電コイル１６の相対位置とのずれを解消するための補正である。このずれは、車両１に固定された受電コイル１６の取り付け位置の誤差、すなわち車両１における基準位置からの受電コイル１６のずれ量に起因するものである。

ここで、例えば受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の前方にずれている場合の補正を加えた車両１の走行制御について説明する。この場合、車両ＥＣＵ２０３は、図６Ａに示したように、車両１の減速開始タイミングを、基準位置からのずれ量が零（０）である場合よりも早めるように、車両１の走行を制御するようになっている。図６Ａは、車両１の走行位置に対する車両１の走行速度の変化を模式的に表す概略図である。図６Ａでは、受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の前方にずれているときに、受電コイル１６の位置ずれ量データを反映して実行される制御における速度変化を実線で示している。また、図６Ａにおける破線は、参考例として、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮せず、受電コイル１６における受電効率の変化に基づいて実行される制御における速度変化を示している。また、図６Ａの横軸における矢印は、車両１の進行方向を表している。

図６Ａに示したように、本実施の形態では、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合、実線で示したように、車両１の進行方向において位置Ｐ１まで定速走行をしたのち、位置Ｐ１において減速を開始して位置Ｐ２において停止するようにしている。一方、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しない場合、破線で示したように、車両１の進行方向において位置Ｐ３まで定速走行をしたのち、位置Ｐ３において減速を開始する。さらに、位置Ｐ４においてさらなる減速を行い、位置Ｐ２において停止するようにしている。例えば位置Ｐ４に至るまでは、先にカメラ２２により取得された車両位置情報に基づく車両１の走行制御がなされるのに対し、位置Ｐ４から位置Ｐ２に至るまでは、受電コイル１６における受電効率の変化に基づく車両１の走行制御がなされる。図５Ｃに、位置Ｐ４における車両１と地上設備２との位置関係を表す。図５Ｃに示したように、位置Ｐ４では、受電コイル１６が送電コイル１０３の一部に差し掛かっているので、受電コイル１６における受電効率の変化を検出することができる。

このとき、車両１から見て、位置Ｐ１は位置Ｐ３よりも手前である。なお、位置Ｐ１と位置Ｐ３との距離Ｌ１３は、車両１の基準位置からの受電コイル１６の位置ずれ量に相当する。受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合（実線）においては、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）と比較すると、位置Ｐ１から位置Ｐ２に至るまで、全体として緩やかな速度変化となる。これに対し、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）、位置Ｐ４から位置Ｐ２までの勾配は、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合（実線）の位置Ｐ１から位置Ｐ２に至る勾配よりも高くなっている。すなわち、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合（実線）に比べて急減速が行われることとなる。これは、受電コイル１６の位置ずれ量に起因して、車両１から見て、カメラ２２により取得された車両位置情報に基づく受電コイル１６の最適位置よりも、受電コイル１６における受電効率に基づく受電コイル１６の最適位置が手前に位置するからである。

あるいは、例えば受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の後方にずれている場合には、逆の補正が加えられる。この場合、車両ＥＣＵ２０３は、図６Ｂに示したように、車両１の減速開始タイミングを、基準位置からのずれ量が零（０）である場合よりも遅くするように、車両１の走行を制御するようになっている。図６Ｂは、車両１の走行位置に対する車両１の走行速度の変化を模式的に表す概略図である。図６Ｂでは、受電コイル１６の位置が車両１の基準位置に対し車両１の後方にずれているときに、受電コイル１６の位置ずれ量データを反映して実行される制御における速度変化を実線で示している。また、図６Ｂにおける破線は、参考例として、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮せず、受電コイル１６における受電効率の変化に基づいて実行される制御における速度変化を示している。また、図６Ｂの横軸における矢印は、車両１の進行方向を表している。

図６Ｂに示したように、本実施の形態では、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合、実線で示したように、車両１の進行方向において位置Ｐ５まで定速走行をしたのち、位置Ｐ５において減速を開始して位置Ｐ６において停止するようにしている。一方、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しない場合、破線で示したように、車両１の進行方向において位置Ｐ７まで定速走行をしたのち、位置Ｐ７において減速を開始する。さらに、位置Ｐ８において減速の勾配を緩め、位置Ｐ６において停止するようにしている。例えば位置Ｐ７から位置Ｐ８に至るまでは、先にカメラ２２により取得された車両位置情報に基づく車両１の走行制御がなされるのに対し、位置Ｐ８から位置Ｐ６に至るまでは、受電コイル１６における受電効率の変化に基づく車両１の走行制御がなされる。このとき、位置Ｐ７は位置Ｐ５よりも手前である。なお、位置Ｐ５と位置Ｐ７との距離Ｌ７５は、車両１の基準位置からの受電コイル１６の位置ずれ量に相当する。受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合（実線）においては、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）と比較すると、位置Ｐ５から位置Ｐ６に至るまで、全体として減速の勾配の変化がほとんどない。これに対し、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）、位置Ｐ７から位置Ｐ８までの勾配と、位置Ｐ８から位置Ｐ６に至る勾配とが大きく異なっている。すなわち、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮した場合（実線）に比べて減速度の変化が大きく、乗り心地に影響を与えていると思われる。さらに、受電コイル１６の位置ずれ量データを考慮しなかった場合（破線）、位置Ｐ７から位置Ｐ６に至るまで、位置Ｐ５から位置Ｐ６までの距離よりも長い距離に亘って低速で車両１が走行することとなり、停止するまでの所要時間が長くなってしまう。これは、受電コイル１６の位置ずれ量に起因して、車両１から見て、カメラ２２により取得された車両位置情報に基づく受電コイル１６の最適位置Ｐ９よりも、受電コイル１６における受電効率に基づく受電コイル１６の最適位置Ｐ６が距離Ｌ９６だけ遠くに位置するからである。

車両ＥＣＵ２０３による車両１の走行制御が開始されたのち、送電コイル１０３に対する受電コイル１６の位置合わせが終了したかどうか、すなわち受電コイル１６が最適位置を中心とした所定範囲にあるかどうかを判断する（ステップＳ１０８）。

位置合わせが終了していない場合（ステップＳ１０８Ｎ）には、例えばステアリング３１の操舵が終了（ステップＳ１０６）してから所定時間が経過しているかどうかを判断する（ステップＳ１１０）。所定時間が経過していた場合（ステップＳ１１０Ｙ）、非接触充電移行処理を終了する（エンド）。ステップＳ１０９において所定時間が経過していなかった場合（ステップＳ１１０Ｎ）、再度、ステップＳ１０７に戻る。

位置合わせが終了している場合（ステップＳ１０８Ｙ）には、車両１を停止する（ステップＳ１０９）。併せて、車両ＥＣＵ２０３は地上設備制御部１０５に対し位置合わせ用の励磁の停止を要求する。これにより、非接触充電移行処理が完了し（エンド）、非接触充電ユニット１５による地上設備２からの充電処理が可能な状態となる。

［非接触送受電システムの作用効果］
本実施の形態の一実施態様としての車両１では、非接触充電移行処理の際、受電コイル１６における受電効率の変化に加え、予め把握された位置ずれ量データをも考慮して車両の走行が制御されるので、より円滑に車両１の走行速度が制御される。すなわち、送電コイル１０３に対して受電コイル１６を最適位置に移動させるにあたり、受電コイル１６により受電を開始する前に車両１の速度が制御可能である。そのため、非接触充電移行処理の際、急な加減速を伴うことなく、車両１の搭乗者にとって快適に車両１の移動を行うことができる。

本実施の形態では、車両１の状態を表すパラメータとしての走行速度（車速）を検出する車速センサＳＳを設け、その車速が特定範囲に収まった状態で車両ＥＣＵ２０３が非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく車両１の走行の制御を行うようにすれば、よりいっそう円滑に車両走行が制御される。よって、車両１の搭乗者にとってより快適な走行が実現できる。

本実施の形態では、車両ＥＣＵ２０３が、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づき、位置ずれ量が解消される方向へ車両１の位置を補正しつつ車速が上述の特定範囲に収まるように車両１の走行を制御するようにしてもよい。その場合、制御部が、車両１の位置の補正と車速の調整とを、位置ずれ量データを用いて行うことで、より高い精度で送電コイル１０３と受電コイル１６との位置合わせができるうえ、よりいっそう円滑に車両走行の制御ができる。

本実施の形態では、例えば受電コイル１６の位置が基準位置に対し車両１の前方にずれているとき、車両制御部２０は、車両１の減速開始タイミングを早めるように車両１の走行を制御するようにしている。このため、非接触充電移行処理の際、急な減速を回避でき、比較的緩やかな減速により停止できる。

本実施の形態では、例えば受電コイル１６の位置が基準位置に対し車両１の後方にずれているとき、車両制御部２０は、車両１の減速開始タイミングを遅らせるように車両１の走行を制御するようにしている。このため、非接触充電移行処理の際、減速度の変化を抑えつつ、車両１が停止するまでの時間を短縮できる。

また、位置ずれ量データは、記憶部４０に接続可能な診断部により更新されるようにすれば、例えば搭乗者等の誤操作による意図しない位置ずれ量データの更新が行われることがないので、高い動作信頼性を確保できる。

また、本実施の形態では、記憶部４０が受電コイル１６と一体に設けられるようにすれば、受電コイル１６を含む非接触充電ユニット１５の交換により、自ずと記憶部４０も交換される。したがって、受電コイル１６の更新に併せて位置ずれ量データの更新を確実に実施でき、高い動作信頼性を確保できる。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、車両ＥＣＵ２０３が、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御に切り替える例について説明するようにしたが、本技術はこれに限定されるものではない。本技術では、例えば、車両ＥＣＵ２０３が、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御と非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御とを併せて実行するようになっていてもよい。図３に示したように、受電効率は車両の前進（または後進）に伴って上昇していき、ある地点で最大値（ピーク）となり、その後は車両の前進（または後進）に伴い低下していく。そのため、受電コイル１６が送電コイル１０３に対する最適位置（すなわち、受電効率が最大値）となるように車両１を停止させるためには、受電効率が最大値となる直前で車両１を制動させる必要がある。受電効率が最大値となる直前であることの判定は、受電効率が所定値以上となったことや、受電効率の上昇度合いが所定値以下になったことに基づいて行うことができる。しかしながら、車両１における受電コイル１６の取り付け位置が車両１の左右方向にずれていると、受電効率が所定値以上にならず、受電効率が最大値となる直前であることの判定ができない場合があり得る。あるいは、受電コイル１６の取り付け位置が車両１の左右方向にずれていると、受電効率が所定値以上となったあとすぐに最大値（ピーク）に達してしまい、最大値となる位置を車両１が通り過ぎてしまう場合なども想定される。そこで、本技術では、車両ＥＣＵ２０３が、記憶部４０に格納された位置ずれ量データ（主に車両左右方向の位置ずれ量データ）に基づいて車両１の制動を開始すると判定する所定値を補正するようにする。これにより、受電効率が最大値となる直前であることの判定精度を向上でき、適切な位置で車両１の制動を開始し、適切な位置に車両１を停止させることができる。なお、基本的には、上記実施の形態で説明したように、左右方向の位置ずれは補正した状態で操舵を完了して前後方向の位置合わせを開始することが望ましい。しかしながら、左右方向の位置ずれを十分に補正できない場合（例えば、左右方向の位置ずれを十分に補正してしまうとドアの開度を十分に確保できない場合）も想定される。そうした場合には、補正しきれなかった分の位置ずれ量を考慮して、上述した制御（受電効率による位置合わせ）を行うことが望ましい。

上記実施の形態で説明したように、車両ＥＣＵ２０３が、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御を実行したのち、非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御に切り替えるようにすれば、送電コイル１０３から受電コイル１６までの距離が十分に離れており受電効率が０となる状態では受電効率の変化に基づく制御が停止されているため、受電効率を誤検知したとしても誤って車速を低下させてしまうなどの不具合を防止しやすい。但し、本技術では、車両ＥＣＵ２０３が、当初から、受電コイル１６に関する位置ずれ量データに基づく制御と非接触充電ユニット１５における受電効率の変化に基づく制御とを併せて実行するようにしてもよい。具体的には、送電コイル１０３から受電コイル１６までの距離が十分に離れており受電効率が０となる状態であっても、受電効率に基づく制御を実行する。受電効率に基づく制御は、受電効率が最大値となる直前であることの判定を行い制動する制御であるため、受電効率が最大値となる直前であると判定されなければ制御を実行したままにしておいても特に問題とはならない。これにより、送電コイル１０３から受電コイル１６までの距離が近づいた場合に受電効率に基づく制御を実行するように切り替えるように構築するのに比べ、制御を簡素化できるので、制御品質の向上や、制御構築コストの低減を図ることができる。

例えば上記実施の形態では、車両位置情報検出部としてカメラ２２を用いて車両位置情報を取得し、車両制御部２０に送信するようにしたが、本技術はこれに限定されるものではなく、例えばレーダ２１を用いて車両位置情報を取得するなどしてもよい。

また、上記実施の形態では、車両の状態を表すパラメータとして車速を例示したが、本技術はこれに限定されるものではない。車両の状態を表すパラメータとして、例えば車両の加速度や加加速度（jerk）、あるいはモータの駆動力を用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、記憶部４０や車両制御部２０を車両１に搭載するようにしたが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば記憶部や制御部を車両の外部に設け、記憶部および制御部と車両との間において無線通信を行う構成であってもよい。

また、上記実施の形態では、地上設備２を路面下に埋設するようにしたが、本技術はこれに限定されるものではない。送電コイルを含む地上設備を、例えば路面に立設する壁面に設けてもよいし、建屋の天井部分に設けるようにしてもよい。そのような構成の場合であっても受電コイル等の位置を車両の適切な位置に設けることで、高い受電効率を確保するようにすればよい。

また、上記実施の形態では、車両１が１つのモータを搭載したＥＶである場合を例示して説明するようにしたが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば前輪駆動用の第１モータと後輪駆動用の第２モータとを備えたＥＶであってもよいし、あるいは、モータとエンジンとを１つずつ備えたＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。

また、上記実施の形態では、非接触充電移行処理の際に車両の自動操舵運転を行うようにしたが、その自動操舵運転は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みを契機として実行されるようにしてもよい。また、その自動操舵運転の終了後の車両１の走行の制御についても、完全に自動で行われる場合に限定されず、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み込みを契機として実行されるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、車両の前後方向における受電コイルの位置ずれ量データを保持し、走行制御に用いるようにしたが、本技術では、車両の左右方向における受電コイルの位置ずれ量データを保持し、走行制御に用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、制御部が、受電コイルにおける受電効率の変化に基づいて車両の走行を制御する場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば受電コイルにおける受電量［ｋＷ］の変化に基づいて車両の走行を制御するようにしてもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

１…車両、１０…モータ、１１…インバータ、１４…高電圧バッテリ、１５…非接触充電ユニット、１６…受電コイル、１７…整流器、１８…整流器内制御部、１９…車両側通信部、２０…車両制御部、２１０…第１誘導制御部、２２０…第２誘導制御部、２０１…駐車支援ＥＣＵ、２０２…ステアリングＥＣＵ、２０３…車両ＥＣＵ、２０４…モータ制御ＥＣＵ、２０５…充電ＥＣＵ、２１…レーダ、２２…カメラ、２３…駐車支援システム、３０…操作部、３１…ステアリング、３２…ペダル、３３…ＳＢＷ、３４，３５…操作量センサ、３６…非接触充電移行スイッチ、４０…記憶部、２…地上設備、１０１…ＰＦＣ、１０２…インバータ、１０３…送電コイル、１０５…地上設備制御部、１０６…地上側通信部、ＳＳ…車速センサ。

Claims (13)

1. 基準位置を有する車両に搭載され、前記車両の外部に設けられた送電コイルから非接触状態で受電可能である受電コイルと、
   前記基準位置に対する前記受電コイルの位置ずれ量データを保持する記憶部と、
   前記受電コイルが前記送電コイルに対応する位置で前記車両が停止するように、前記位置ずれ量データと前記受電コイルにおける受電効率の変化とに基づいて前記車両の走行を制御する制御部と
   を備えた車両制御装置。
2. 前記車両の状態を表すパラメータを検出する車両状態検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記パラメータが特定範囲に収まった状態で前記受電コイルにおける受電効率の変化に基づく前記車両の走行を制御する
   請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記制御部は、前記位置ずれ量データに基づき、前記車両の位置を補正しつつ、前記パラメータが前記特定範囲に収まるように前記車両の走行を制御する
   請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記受電コイルの位置が前記基準位置に対し前記車両の前方にずれているとき、
   前記制御部は、前記車両の減速開始タイミングを早めるように前記車両の走行を制御する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記受電コイルの位置が前記基準位置に対し前記車両の後方にずれているとき、
   前記制御部は、前記車両の減速開始タイミングを遅らせるように、前記車両の走行を制御する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記位置ずれ量データは、前記記憶部に接続可能な診断部により更新される
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
7. 前記記憶部は、前記受電コイルと一体に設けられている
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記送電コイルに対応する位置は、前記受電コイルにおける受電効率が所定値以上となる位置である
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記送電コイルに対する前記車両の位置を検出し、車両位置情報を前記制御部に送信する車両位置情報検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記位置ずれ量データ、前記受電効率の変化、および前記車両位置情報に基づき、前記車両の走行を制御する
   請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記制御部は、前記車両位置情報に基づいて前記車両の操舵を制御する
    請求項９に記載の車両制御装置。
11. 車両制御装置を備えた車両であって、
    前記車両制御装置は、
    基準位置を有する前記車両に搭載され、前記車両の外部に設けられた送電コイルから非接触状態で受電可能である受電コイルと、
    前記基準位置に対する前記車両の前後方向における前記受電コイルの位置ずれ量データを保持する記憶部と、
    前記受電コイルが前記送電コイルに対応する位置で前記車両が停止するように、前記位置ずれ量データと前記受電コイルにおける受電効率の変化とに基づいて前記車両の走行を制御する制御部と
    を備えた車両。
12. 前記車両の状態を表すパラメータを検出する車両状態検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記パラメータが特定範囲に収まった状態で前記受電コイルにおける受電効率の変化に基づく前記車両の走行を制御する
    請求項１１記載の車両。
13. 前記制御部は、前記位置ずれ量データに基づき、前記車両の位置を補正しつつ、前記パラメータが前記特定範囲に収まるように前記車両の走行を制御する
    請求項１２記載の車両。

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