JP6090333B2

JP6090333B2 - 非接触給電装置、非接触給電システム及び非接触給電方法

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Publication number: JP6090333B2
Application number: JP2014551017A
Authority: JP
Inventors: 正希今野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: US9446675B2; EP2928046B1; EP2928046A4; WO2014087823A1; CN104813565A; CN104813565B; EP2928046A1; US20150328995A1; JPWO2014087823A1

Description

本発明は、非接触給電装置、非接触給電システム及び非接触給電方法に関するものである。

受電コイルを有し、当該受電コイルと地上に設けられた送電コイルとの磁気的結合により非接触にて電気自動車などに搭載されたバッテリを充電する非接触給電装置が提案されている（特許文献１参照）。非接触給電装置では、例えばユーザが送電コイルと受電コイルとの位置合わせを行った後に、充電開始スイッチを操作することにより、非接触給電が開始される。

特開２０１２−００５２３８号公報

特許文献１に記載の非接触給電装置では、充電プラグを車両側の充電ポートに差し込む必要が無く利便性において優れている。しかし、特許文献１に記載の非接触給電装置では、上記の如く充電開始スイッチを操作するなど、何らかの操作をしなければ充電が開始せず、未だ利便性の点で改善の余地がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、その目的は、更なる利便性の向上を図ることが可能な非接触給電装置、非接触給電システム及び非接触給電方法を提供することにある。

本発明の一態様に係わる非接触給電装置は、車両が備えるバッテリの残容量を検出し、検出した残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいてバッテリの充電動作を開始するか否かを判断し、充電動作を開始すると判断した場合に充電動作を開始する。

図１は、第１実施形態に係わる非接触給電装置を含む非接触給電システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、図１に示した送信部及び受信部の詳細な構成を示す模式図である。図３は、第１実施形態に係わる非接触給電方法の一例を示すフローチャートである。図４は、第１実施形態に係わる非接触給電方法の他の例を示すフローチャートであって、駐車スペースに車両が停車している場合に実行される処理を示す。図５は、第２実施形態に係わる非接触給電装置を含む非接触給電システムの概略構成を示すブロック図である。図６は、第２実施形態に係わる非接触給電方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。先ず、図１を参照して、第１実施形態に係わる非接触給電装置を含む非接触給電システムの概略構成を説明する。第１実施形態に係わる非接触充電システム１は、車両２００に搭載される車両側ユニットとしての非接触給電装置２０１と、地上側ユニット１００とを備える。非接触充電システム１は、地上側ユニット１００から非接触給電装置２０１へ非接触で電力を供給し、車両２００に設けられているバッテリ２８を充電するシステムである。

地上側ユニット１００は、給電スタンド或いは駐車場などに設置される。地上側ユニット１００は、車両２００を所定の駐車位置に駐車した状態において、送電コイル１２から後述の受電コイル２２へ非接触給電により電力を供給する。地上側ユニット１００は、電力制御部１１と、送電コイル１２と、受信部１３と、無線通信部１４と、制御部１５とを備えている。

電力制御部１１は、交流電源３００から送電される交流電力を高周波の交流電力に変換し、送電コイル１２に送電するための回路である。電力制御部１１は、整流部１１１と、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路１１２と、インバータ１１３と、センサ１１４とを備えている。

整流部１１１は、交流電源３００に電気的に接続され、交流電源３００からの出力交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１からの出力波形を整流することで力率を改善するための回路であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続されている。インバータ１１３は、平滑コンデンサやＩＧＢＴなどのスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路などを含む電力変換回路である。インバータ１１３は、制御部１５によるスイッチング制御信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換し、送電コイル１２に供給する。センサ１１４は、ＰＦＣ回路１１２とインバータ１１３との間に接続され、ＰＦＣ回路１１２とインバータ１１３との間に流れる電流や電圧を検出する。

送電コイル１２は、車両２００に搭載された受電コイル２２に対して非接触で電力を供給するためのコイルであって、駐車スペースの路面と平行な方向に、例えば円形（楕円を含む）、或いは多角形状に巻かれている。送電コイル１２は、駐車スペース内に設けられている。具体的に、送電コイル１２は、車両２００を駐車スペース内の所定の駐車位置に駐車した時に、受電コイル２２と距離を保った状態で受電コイル２２の直下に位置するように、設けられている。

受信部１３は、受信用アンテナを有するセンサであり、受信用アンテナの近傍磁界を検出する。受信部１３は、車両２００の送信部２３から送信される電磁波を受信する。受信部１３と送信部２３との間の通信に使用される電磁波の周波数は、インテリジェントキー（登録商標）などの車両周辺機器で使用される周波数帯域内の周波数、或いはこの周波数帯域の近傍の周波数とすることができる。受信部１３と送信部２３との間の通信には、近距離に適した通信方式が用いられている。

無線通信部１４は、車両２００に搭載された無線通信部２４と双方向に通信を行うものである。無線通信部１４と無線通信部２４との間の通信に使用される電磁波の周波数は、インテリジェントキー（登録商標）などの車両周辺機器への干渉を考慮して、車両周辺機器で使用される周波数よりも高い周波数が設定されている。無線通信部１４と無線通信部２４との間の通信には、例えば各種の無線ＬＡＮ方式などの遠距離に適した通信方式が用いられている。

制御部１５は、地上側ユニット１００全体を制御する。具体的に、制御部１５は、電力制御部１１、及び無線通信部１４を制御する。制御部１５は、無線通信部１４と無線通信部２４との間の通信により、地上側ユニット１００からの電力供給を開始する旨の制御信号を車両２００側に送信したり、地上側ユニット１００から受電したい旨のリクエスト信号を車両２００側から受信したりする。制御部１５は、センサ１１４の検出電流に基づいて、インバータ１１３のスイッチング制御を行い、送電コイル１２から送電される電力を制御する。

非接触給電装置２０１は、車両側ユニットとして、受電コイル２２と、送信部２３と、無線通信部２４と、制御部２５と、整流部２６と、リレー部２７と、バッテリ２８と、インバータ２９と、モータ３０と、通知部３２とを備えている。受電コイル２２は、地上側ユニット１００の送電コイル１２から非接触にて受電するコイルである。受電コイル２２は、車両２００の底面部に設けられている。受電コイル２２は、送電コイル１２と同様に、駐車スペース内の路面と平行な方向に、例えば円形（楕円を含む）、或いは多角形状に巻かれている。受電コイル２２は、車両２００を駐車スペース内の所定の駐車位置に駐車した時に、送電コイル１２と距離を保った状態で送電コイル１２の直上に位置するように、設けられている。

送信部２３は、送信用アンテナを備えるセンサであり、受信部１３に対して電磁波を送信する。

無線通信部２４は、地上側ユニット１００側に設けられた無線通信部１４と双方向に通信を行う。整流部２６は、受電コイル２２に接続され、受電コイル２２で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。リレー部２７は、制御部２５の制御によりオン及びオフが切り替わるリレースイッチを備え、当該リレースイッチをオフすることにより、バッテリ２８を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル２２及び整流部２６を含む弱電系とを切り離す機能を有している。

バッテリ２８は、車両２００の電力源となるものであり、複数の二次電池を接続することで構成されている。インバータ２９は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路等の制御回路である。インバータ２９は、スイッチング制御信号に基づいて、バッテリ２８から出力される直流電力を交流電力に変換し、モータ３０に供給する。モータ３０は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両２００を駆動させるための駆動源である。

制御部２５は、無線通信部２４、及びインバータ２９のスイッチングを制御する。制御部２５は、残容量検出部（残容量検出手段）２５ａと、充電開始判断部（充電開始判断手段）２５ｂと、充電制御部（充電制御手段）２５ｃと、駐車開始判断部（駐車開始判断手段）２５ｄとを備えている。

残容量検出部２５ａは、送電コイル１２が設けられた駐車スペースに駐車する車両２００、すなわち、地上側ユニット１００により指定される駐車スペースに駐車する自車両２００のバッテリ２８の残容量を検出する。残容量検出部２５ａは、例えばバッテリ電圧から残容量を算出したり、充放電の収支から残容量を算出したりする。

充電開始判断部２５ｂは、残容量検出部２５ａにより検出された残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて、バッテリ２８への充電動作、例えば、送電コイル１２に対して高周波電力を印加する動作を開始するか否かを判断する。具体的に、充電開始判断部２５ｂは、バッテリ２８の残容量が充電開始閾値以下である場合に充電動作を開始すると判断し、バッテリ２８の残容量が充電開始閾値よりも多い場合に充電動作を開始しないと判断する。

充電制御部２５ｃは、充電開始判断部２５ｂにより充電動作を開始すると判断される場合に、充電動作を開始する。具体的に、充電制御部２５ｃは、充電開始判断部２５ｂに充電動作を開始すると判断された場合、無線通信部２４を制御して、電力を受給したい旨の制御信号を地上側ユニット１００へ送信する。制御信号は、地上側ユニット１００の無線通信部１４により受信され、制御部１５は、電力制御部１１を制御して、送電コイル１２に対して高周波電力を印加する。また、充電制御部２５ｃは、充電開始判断部２５ｂにより充電動作を開始すると判断された場合、リレー部２７をオンして、非接触給電装置２０１を受電可能な状態に制御する。

駐車開始判断部２５ｄは、車両２００が駐車を開始したか否かを判断する。駐車開始判断部２５ｄは、例えばＧＰＳ情報及び地図情報などに基づいて車両２００が駐車を開始したか否かを判断する。すなわち、駐車開始判断部２５ｄは、ＧＰＳ情報から車両２００の位置を特定し、特定された位置が地上側ユニット１００の位置に接近した場合に、車両２００が駐車を開始したと判断する。なお、駐車開始判断部２５ｄは、シフトポジションがリア（後退）位置に移動したことを検出した場合に車両２００が駐車を開始したと判断してもよいし、或いは車速が一定の速度以下となった場合に車両が駐車を開始したと判断してもよい。

通知部３２には、ドライバが視認可能な位置に設けられるナビゲーションシステムの表示装置、警告ランプ、及びスピーカが含まれる。通知部３２は、制御部２５からの信号に基づいて、各種情報をドライバに提供する。

図２を参照して、図１の送信部２３及び受信部１３の具体的な構成を説明する。受信部１３は、４つの受信用アンテナ１３ａ〜１３ｄを備える。４つの受信用アンテナ１３ａ〜１３ｄは、送電コイル１２の周囲において送電コイル１２の中心点に対して等距離に位置し、且つ、受信用アンテナ１３ａ〜１３ｄの各々が送電コイル１２の中心点に対して９０度間隔で配置されている。一方、送信部２３は、１つの送信アンテナを備える。送信アンテナは受電コイル２２の中心点となる位置に設けられている。

送電コイル１２及び受信部１３は地上側ユニット１００に設けられているため、それぞれの位置は変わらない。これに対して、受電コイル２２及び送信部２３は、車両２００に設けられているため、車両２００の位置に応じて送電コイル１２及び受信部１３に対する相対位置が変化する。

ここで、受電コイル２２と送電コイル１２との中心点が合致するように車両が駐車されたとすると、４つの受信アンテナ１３ａ〜１３ｄから送信アンテナまでのそれぞれの距離は等しくなる。よって、４つの受信アンテナ１３ａ〜１３ｄにて受信される電磁波の強度についても等しくなる。一方、受電コイル２２と送電コイル１２との中心点がずれている場合、４つの受信アンテナ１３ａ〜１３ｄにて受信される電磁波の強度は等しくならない。地上側ユニット１００の制御部１５は、上記のような情報から位置合わせが完了したか否かを判断する。なお、地上側ユニット１００に送信部２３を設け、非接触給電装置２０１に受信部１３を設けて、非接触給電装置２０１の制御部２５において位置合わせが完了したか否かを判断するように成っていてもよい。

次に、第１実施形態に係わる非接触給電方法を説明する。まず、車両２００が地上側ユニット１００に接近したとする。このとき、駐車開始判断部２５ｄは、例えばＧＰＳ情報と地図情報とに基づいて車両２００が駐車を開始していると判断する。

駐車開始判断部２５ｄにより駐車が開始していると判断された場合、車両２００の充電制御部２５ｃは、無線通信部２４を起動させて、地上側ユニット１００に起動信号を送信する。これにより、地上側ユニット１００は起動することとなる。

次に、車両２００の制御部２５は、リンクを確立するための信号を、無線通信部２４から無線通信部１４に送信する。そして、地上側ユニット１００の制御部１５は、当該信号を受信した旨の信号を、無線通信部１４から無線通信部２４に送り返す。これにより、無線通信部１４と無線通信部２４との間でリンクが確立する。

また、車両２００の制御部２５は、無線通信部１４と無線通信部２４との間の通信で、車両２００のＩＤを非接触給電装置１００の制御部１５に送信する。非接触給電装置１００の制御部１５は、車両２００側から送信されたＩＤが、予め登録されているＩＤと合致するか否かを判定することで、ＩＤ認証を行う。なお、第１実施形態に係わる非接触充電システム１は、予め給電可能な車両２００のＩＤが非接触給電装置１００に登録されている。このため、上記のＩＤ認証により、登録ＩＤと合致した車両２００のみが給電することができる。しかし、非接触充電システム１は、これに限らず、ＩＤ認証なしであってもよい。

また、ＩＤ認証を行っている期間において、残容量検出部２５ａは、バッテリ２８の残容量を検出する。そして、充電開始判断部２５ｂは、残容量検出部２５ａにより検出された残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいてバッテリ２８への充電動作を開始するか否かを判断する。次に、充電制御部２５ｃは、充電開始判断部２５ｂにより充電動作を開始すると判断された場合、リレー部２７をオンすると共に、無線通信部２４を制御して、地上側ユニット１００に電力を受給したい旨の制御信号を送信する。これにより、地上側ユニット１００の無線通信部１４にて制御信号が受信され、制御部１５は、コイル同士の位置合わせを待って、即ち、駐車完了を待って、電力制御部１１を制御して、送電コイル１２に対して高周波電力を印加する。

以上のように、第１実施形態に係わる非接触給電システム１（非接触給電装置２０１）によれば、ユーザは充電開始スイッチなどを操作する必要が無く、車両２００を駐車スペースに駐車させることによりバッテリ２８の充電を行うことができる。したがって、更なる利便性の向上を図ることができる。

なお、上記において駐車が開始されたと判断された場合、地上側ユニット１００は起動することとなる。そして、地上側ユニットの制御部１５は、駐車開始から完了までの間に故障診断を行う。診断の結果、故障が検知された場合、制御部１５は非接触給電装置２０１に対して情報を送信し、通知部３２を介してその旨をユーザに通知する。これにより、せっかく車両２００を駐車したにも拘わらず充電できなくなってしまう事態を防止することができる。さらに、地上側ユニット１００の制御部１５は、駐車開始から完了までの期間、車両２００を駐車スペース内の所定の駐車位置まで誘導する。この時、例えば制御部１５は、受信部１３にて検出される電磁波の強度に基づいて、コイル同士の位置合わせを正確に行えるように、車両２００の移動方向の情報を非接触給電装置２０１に送信する。これにより、駐車完了までの車両の挙動を支援することができ、利便性の向上を図ることができる。

また、充電開始判断部２５ｂは、車両２００を駐車を行う前の走行時におけるバッテリ２８の使用状況に応じて、充電開始閾値を変動させる。バッテリ２８の使用状況とは、例えば、空調機器を使用していたか否か、電費がどの程度であったかなどである。充電開始判断部２５ｂは、このような情報に基づいて充電開始閾値を変動させる。これにより、例えばバッテリ２８の劣化が進んでおり電費が悪いバッテリ２８については、充電開始閾値を下げて電欠の可能性を低減したり、充電する前に空調機器を使用しており今後の走行において電費が良くないと判断される車両２００については、充電開始閾値を下げて電欠の可能性を低減したりすることができる。また、バッテリ２８が新しい場合には電費が高いと予測されるため、充電開始閾値を上げるようにしてもよい。

その後、充電制御部２５ｃは、バッテリ２８の残容量が、充電開始閾値と異なる充電終了閾値以上となった場合、充電動作を終了させる。この時点におけるバッテリ２８の残容量は、残容量検出部２５ａにより検出されるものであってもよいし、駐車前の残容量に充電分を加算したものであってもよい。このように、充電開始閾値と充電終了閾値とが異なるため、両者にヒステリシスを設けることとなり、充電を開始した後に即、充電が終了する事態を防止することができる。

また、充電終了後、例えば数日間、車両２００の運転が行われなかった場合など、長期に亘り車両２００が駐車スペースに駐車した状態で放置された場合を考える。この場合、残容量検出部２５ａは、所定期間毎に残容量を検出する。そして、充電開始判断部２５ｂは、所定期間毎に検出された残容量と充電開始閾値とを比較して、充電動作を開始するか否かを判断する。そして、判断の結果、充電動作を開始すると判断された場合、充電制御部２５ｃは、上記と同様に充電動作を開始させることとなる。これにより、第１実施形態では自然放電による残容量の低下に対応することができる。

次に、図３を参照して、第１実施形態に係わる非接触給電方法の一実施例を説明する。まず、非接触給電装置２０１の制御部１５は、駐車が開始されているか否かを判断する（Ｓ１）。この処理において制御部１５は、例えば車両２００が地上側ユニット１００に接近しているか、シフトポジションが後退（リア）位置に移動したか、及び、車速が一定の速度以下になったか等に基づいて、駐車が開始されているか否かを判断する。なお、駐車が開始されているか否かの判断手法はこれに限られるものではない。

駐車が開始されていないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、駐車が開始されていると判断されるまで、ステップＳ１の処理が繰り返される。一方、駐車が開始されていると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、充電制御部２５ｃは、無線通信部２４を通じて地上側ユニット１００に起動信号を送信する（Ｓ２）。これにより、地上側ユニットは起動することとなる。そして、地上側ユニット１００では、故障診断や位置合わせ誘導などの処理が実行されることとなる。

なお、地上側ユニット１００にて故障診断が行われ、故障していると判断された場合、非接触給電装置２０１は、その旨の信号を受信し、通知部３２を介してユーザに通知する。そして、充電は行われることなく、図３に示す処理は終了することとなる。

起動信号を送信した後、残容量検出部２５ａは、バッテリ２８の残容量を検出する（Ｓ３）。次に、充電開始判断部２５ｂは、車両２００が駐車する前の走行時におけるバッテリ２８の使用状況に応じて、充電開始閾値を変動させる（Ｓ４）。

次に、充電開始判断部２５ｂは、ステップＳ３にて検出された残容量が、ステップＳ４にて変動された充電開始閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ５）。残容量が充電開始閾値以下でないと判断した場合（Ｓ５：ＮＯ）、図３に示す処理は終了する。

一方、残容量が充電開始閾値以下であると判断した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部２５は、駐車が完了したか否かを判断する（Ｓ６）。駐車が完了したか否かは、例えば、地上側ユニット１００の制御部１５が受信部１３にて受信された電磁波強度に基づいて判断される。そして、地上側ユニット１００の制御部１５は、駐車が完了したと判断した場合、その旨の信号を無線通信部１４を通じて非接触給電装置２０１に送信する。非接触給電装置２０１の制御部２５は、この信号を受信した場合に駐車が完了したと判断し、受信していない場合には駐車が完了していないと判断する。

駐車が完了していないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、駐車が完了したと判断されるまで、ステップＳ６の処理が繰り返される。駐車が完了したと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、充電制御部２５ｃは、充電動作を開始させる（Ｓ７）。これにより、バッテリ２８への充電が行われる。

その後、残容量検出部２５ａは、バッテリ２８の残容量を検出する（Ｓ８）。そして、充電制御部２５ｃは、ステップＳ８にて検出された残容量が、充電終了閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ９）。なお、充電終了閾値についても、充電開始閾値と同様に、ステップＳ４にて検出されたバッテリ２８の使用状況に応じて変動させるようにしてもよい。

残容量が充電終了閾値以上でないと判断した場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理はステップＳ８に移行する。一方、残容量が充電終了閾値以上であると判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、充電制御部２５ｃは、充電動作を終了させ、図３に示す処理は終了する。

図４を参照して、第１実施形態に係わる非接触給電方法の他の実施例を説明する。具体的には、駐車スペースに車両２００が駐車している場合に実行される処理について説明する。図４に示すように、先ず、制御部２５は、所定期間が経過したか否かを判断する（Ｓ１１）。ここで、所定期間の開始時点は、図３に示したステップＳ１〜Ｓ１０のいずれの時点であってもよいし、ステップＳ１０以降の時点であってもよい。

所定期間が経過していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、所定期間が経過したと判断されるまで、ステップＳ１１の処理が繰り返される。一方、所定期間が経過したと判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、残容量検出部２５ａは、バッテリ２８の残容量を検出する（Ｓ１２）。次に、充電開始判断部２５ｂは、ステップＳ１２にて検出された残容量が充電開始閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ１３）。なお、ステップＳ１３の処理における充電開始閾値は、図３に示したように、バッテリ２８の使用状況に応じて変動させてもよい。

残容量が充電開始閾値以下でないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、図４に示す処理は終了する。一方、残容量が充電開始閾値以下であると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御部２５は、無線通信部２４を通じて地上側ユニット１００に起動信号を送信する（Ｓ１４）。次に、充電制御部２５ｃは、充電動作を開始させる（Ｓ１５）。これにより、バッテリ２８への充電が行われる。

その後、残容量検出部２５ａは、バッテリ２８の残容量を検出する（Ｓ１６）。そして、充電制御部２５ｃは、ステップＳ１６にて検出された残容量が、充電終了閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ１７）。なお、充電終了閾値についても、充電開始閾値と同様に、ステップＳ４にて検出されたバッテリ２８の使用状況に応じて変動させるようにしてもよい。

残容量が充電終了閾値以上でないと判断した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、処理はステップＳ１６に移行する。一方、残容量が充電終了閾値以上であると判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、充電制御部２５ｃは、充電動作を終了させ、図４に示す処理は終了する。

なお、図４に示す実施例において起動信号は、残容量が充電開始閾値以下であると判断された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）に送信される。このため、地上側ユニット１００は、所定期間毎に必ず起動するわけではなく、消費電力を抑えるようになっていてもよい。この場合、充電動作が開始するまでの期間を利用して、地上側ユニット１００が故障診断を行うことができるからである。

第１実施形態に係わる非接触給電装置２０１は、車両２００のバッテリ２８の残容量が充電開始閾値以下である場合に充電動作を開始させる。このため、ユーザは充電開始スイッチなどを操作する必要が無く、車両２００を駐車スペースに駐車させることによりバッテリ２８の充電を行うことができる。したがって、更なる利便性の向上を図ることができる。

充電開始判断部２５ｂは、駐車される車両２００の駐車前走行時におけるバッテリ２８の使用状況に応じて充電開始閾値を変動させる。このため、例えばバッテリ２８の劣化が進んでおり電費が悪いバッテリ２８については、充電開始閾値を下げて電欠の可能性を低減することができる。充電前に空調機器を使用しており今後の走行において電費が良くないと予測される車両２００については、充電開始閾値を下げて電欠の可能性を低減することができる。

車両２００が駐車スペースに駐車している場合、残容量検出部２５ａは、所定期間毎に残容量を検出し、充電開始判断部２５ｂは、検出された残容量と充電開始閾値とを比較して、充電動作を開始するか否かを判断する。このため、例えば車両２００が長期に亘り駐車スペースに駐車している場合など、自然放電による残容量の低下に対して充電動作を開始することができる。

駐車開始判断部２５ｄにより駐車を開始したと判断された場合に、充電制御部２５ｃは、地上側ユニット１００に信号を送信して当該地上側ユニット１００を起動させる。このため、地上側ユニット１００は駐車開始から完了までの間に、地上側ユニット１００の故障診断を行ったり、駐車スペースへの誘導を行ったりすることができる。

残容量が充電開始閾値と異なる充電終了閾値以上となった場合、充電制御部２５ｃは、充電動作を終了させる。このため、充電開始閾値と充電終了閾値とにヒステリシスを設けることとなり、充電開始後に即充電が終了するなどの事態を防止することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係わる非接触給電装置について説明する。第２実施形態に係わる非接触給電装置は、第１実施形態と比べて構成及び処理動作が一部異なっている。以下、第１実施形態と相違する点について説明する。

まず、第１実施形態において起動信号は、駐車が開始されていると判断された場合に地上側ユニット１００に送信されていた。これに対して、第２実施形態では、起動信号は、駐車が完了したと判断された場合に地上側ユニット１００に送信される。これにより、駐車が開始されてから完了するまでの間、地上側ユニット１００は起動することが無くなり、第１実施形態と比較して電力消費を抑えることができる。

図５を参照して、第２実施形態に係わる非接触給電装置２０２を含む非接触給電システムの構成を説明する。非接触給電装置２０２は、制御部２５内に駐車完了判断部（駐車完了判断手段）２５ｅを更に備える。

駐車完了判断部２５ｅは、車両２００が駐車を完了したか否かを判断する。駐車完了判断部２５ｅは、例えば地上側ユニット１００の受信部１３にて受信された電磁波強度の情報を無線通信部２４を通じて受信し、電磁波強度に基づいて駐車が完了したか否かを判断する。

第２実施形態において充電制御部２５ｃは、駐車完了判断部２５ｅにより駐車が完了したと判断された場合に、地上側ユニット１００に信号を送信して地上側ユニット１００を起動させる。これにより、地上側ユニット１００は駐車が完了するまで起動しないこととなり、待機電力の消費を抑えることができる。

図６を参照して、第２実施形態に係わる非接触給電方法の一実施例を説明する。なお、図６のステップＳ２１〜Ｓ２４、Ｓ２７〜Ｓ３０に示す処理は、図３のステップＳ１、Ｓ３〜Ｓ５、Ｓ７〜Ｓ１０に示す処理と同じであるため、説明を省略する。

バッテリ２８の残容量が充電開始閾値以下であると残容量検出部２５ａが判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、駐車完了判断部２５ｅは、駐車が完了したか否かを判断する（Ｓ２５）。駐車が完了したか否かは、受信部１３にて受信された電磁波の強度に基づいて判断される。駐車が完了していないと判断した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、駐車が完了したと判断されるまで、ステップＳ２５の処理が繰り返される。

駐車が完了したと駐車完了判断部２５ｅが判断した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、充電制御部２５ｃは、無線通信部２４を通じて地上側ユニット１００に起動信号を送信する（Ｓ２６）。これにより、地上側ユニット１００は起動することとなる。その後、ステップＳ２７〜Ｓ３０の処理が実行されて、図６に示す処理は終了する。なお、駐車中における処理は図４に示すものと同じである。

第２実施形態に係わる非接触給電装置２０２によれば、第１実施形態と同様に、更なる利便性の向上を図ることができる。また、充電開始閾値を下げて電欠の可能性を低減することができる。また、自然放電による残容量の低下に対応することができ、充電を開始した後に即充電が終了するなどの事態を防止することができる。

第２実施形態によれば、駐車が完了したと判断された場合に、地上側ユニット１００に信号を送信して当該地上側ユニット１００を起動させる。このため、駐車が完了するまで地上側ユニット１００は起動しておらず、電力消費を抑えることができる。

以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、第１及び第２実施形態において、残容量検出部２５ａ、充電開始判断部２５ｂ、充電制御部２５ｃ、駐車開始判断部２５ｄ、及び駐車完了判断部２５ｅは、車両２００側の非接触給電装置（２０１、２０２）に備えられている。しかし、これに限らず、これらの構成部材（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ）を備える非接触給電装置（２０１、２０２）を、地上側ユニット１００内に設けてよい。或いは、これらの構成部材（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ）を、車両２００側と地上側ユニット１００側とで分散して設けてもよい。これらの例においても、第１及び第２実施形態と同様な効果を達成することができる。

バッテリ２８の使用状況には、上記したものに限らず、バッテリ２８の使用に関する情報であれば、劣化度であってもよいし、バッテリ２８の温度であってもよいし、他の情報であってもよい。

特願２０１２−２６３９６３号（出願日：２０１２年１２月３日）の全内容は、ここに援用される。

１非接触給電システム
１００地上側ユニット（非接触給電装置）
１２送電コイル
２００車両
２０１、２０２非接触給電装置
２２受電コイル
２５ａ残容量検出部
２５ｂ充電開始判断部
２５ｃ充電制御部
２５ｄ駐車開始判断部
２５ｅ駐車完了判断部

Claims

受電コイルを備え、当該受電コイルと地上に設けられた地上側ユニットが有する送電コイルとの磁気的結合により非接触で送受電を行う非接触給電装置であって、
前記送電コイルが設けられた駐車スペースに対して駐車する車両が備えるバッテリの残容量を検出する残容量検出部と、
前記残容量検出部により検出された前記バッテリの残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて前記バッテリへの充電動作を開始するか否かを判断する充電開始判断部と、
前記充電開始判断部により前記充電動作を開始すると判断された場合に、前記充電動作を開始する充電制御部と、を備え、
前記充電開始判断部は、前記車両が駐車する前の走行時における前記バッテリの使用状況に応じて、前記充電開始閾値を変動させる
ことを特徴とする非接触給電装置。
前記車両が駐車スペースに駐車されている場合、前記残容量検出部は、所定期間毎に残容量を検出し、前記充電開始判断部は、前記所定期間毎に検出された残容量と前記充電開始閾値とを比較して、前記充電動作を開始するか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
前記車両の駐車が完了したか否かを判断する駐車完了判断部を更に備え、
前記充電制御部は、前記駐車完了判断部により駐車が完了したと判断された場合に、前記地上側ユニットに信号を送信して当該地上側ユニットを起動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
前記車両が駐車を開始したか否かを判断する駐車開始判断部を更に備え、
前記充電制御部は、前記駐車開始判断部により駐車を開始したと判断された場合に、前記地上側ユニットに信号を送信して当該地上側ユニットを起動する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
前記充電制御部は、前記バッテリの残容量が、前記充電開始閾値と異なる充電終了閾値以上となった場合、前記充電動作を終了する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触給電装置。
送電コイルを備え、当該送電コイルと車両に設けられた車両側ユニットが有する受電コイルとの磁気的結合により非接触で送受電を行う非接触給電装置であって、
前記送電コイルが設けられた駐車スペースに対して駐車する前記車両が備えるバッテリの残容量を検出する残容量検出部と、
前記残容量検出部により検出された前記バッテリの残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて前記バッテリへの充電動作を開始するか否かを判断する充電開始判断部と、
前記充電開始判断部により前記充電動作を開始すると判断された場合に、前記充電動作を開始する充電制御部と、を備え、
前記充電開始判断部は、前記車両が駐車する前の走行時における前記バッテリの使用状況に応じて、前記充電開始閾値を変動させる
ことを特徴とする非接触給電装置。
受電コイルを有した車両側ユニットと、前記受電コイルに対して磁気的結合により非接触で送電を行う送電コイルを有した地上側ユニットとを備える非接触給電システムであって、
前記送電コイルが設けられた駐車スペースに対して駐車する車両が備えるバッテリの残容量を検出する残容量検出部と、
前記残容量検出部により検出された前記バッテリの残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて前記バッテリへの充電動作を開始するか否かを判断する充電開始判断部と、
前記充電開始判断部により前記充電動作を開始すると判断された場合に、前記充電動作を開始する充電制御部と、を備え、
前記充電開始判断部は、前記車両が駐車する前の走行時における前記バッテリの使用状況に応じて、前記充電開始閾値を変動させる
ことを特徴とする非接触給電システム。
車両に設けられた受電コイルと地上に設けられた送電コイルとの磁気的結合により非接触で送受電を行う非接触給電方法であって、
前記送電コイルが設けられた駐車スペースに対して駐車する前記車両が備えるバッテリの残容量を検出し、
検出された前記バッテリの残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて前記バッテリへの充電動作を開始するか否かを判断し、
前記充電動作を開始すると判断された場合に、前記充電動作を開始し、
前記車両が駐車する前の走行時における前記バッテリの使用状況に応じて、前記充電開始閾値を変動させる
ことを特徴とする非接触給電方法。
受電コイルを備え、当該受電コイルと地上に設けられた地上側ユニットが有する送電コイルとの磁気的結合により非接触で送受電を行う非接触給電装置であって、
前記送電コイルが設けられた駐車スペースに対して駐車する車両が備えるバッテリの残容量を検出する残容量検出手段と、
前記残容量検出手段により検出された前記バッテリの残容量が充電開始閾値以下であるかに基づいて前記バッテリへの充電動作を開始するか否かを判断する充電開始判断手段と、
前記充電開始判断手段により前記充電動作を開始すると判断された場合に、前記充電動作を開始する充電制御手段と、を備え、
前記充電開始判断手段は、前記車両が駐車する前の走行時における前記バッテリの使用状況に応じて、前記充電開始閾値を変動させる
ことを特徴とする非接触給電装置。