JP6462467B2 - Power supply vehicle and vehicle power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、走行中の受電車両に対して走行状態のまま非接触で給電する給電車両、およびこの給電車両を備えた車両給電システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply vehicle that supplies power to a power receiving vehicle that is traveling in a non-contact manner while traveling and a vehicle power supply system including the power supply vehicle.
この種の給電車両として、例えば、下記の特許文献1に開示された非接触給電装置を搭載した送電車両(給電車両)が知られている。この送電車両は、受電車両に電力を送電(給電)する車両であり、送電コイル、高周波電源および送電車両用駆動力変換装置を備えて、受電車両が走行する路面の下に配設されたレールの上を走行する。この送電車両用駆動力変換装置は、送電車両用モータドライバ、送電車両用モータ、送電車両用駆動装置、送電車両用車輪から構成され、送電側電気エネルギーを駆動力に変換して送電車両を走行させる。
As this type of power supply vehicle, for example, a power transmission vehicle (power supply vehicle) equipped with a non-contact power supply device disclosed in
一方、受電車両は、人物や積荷を運搬する車両であり、受電コイル、受電車両用駆動力変換装置および操舵装置を備え、路面の上を走行する。この受電車両用駆動力変換装置は、充電器、蓄電装置、受電車両用モータドライバ、受電車両用モータ、受電車両用駆動装置、受電車両用車輪から構成されて、受電コイルから得た受電側電気エネルギーを駆動力に変換して受電車両を走行させる。 On the other hand, the power receiving vehicle is a vehicle that carries a person or a load, and includes a power receiving coil, a power receiving vehicle driving force conversion device, and a steering device, and travels on a road surface. The power receiving vehicle driving force conversion device includes a charger, a power storage device, a power receiving vehicle motor driver, a power receiving vehicle motor, a power receiving vehicle driving device, and a power receiving vehicle wheel, and is configured to receive power from a power receiving coil. The energy receiving vehicle is driven by converting energy into driving force.
この送電車両と受電車両とを備えたシステムでは、走行中の受電車両に送電車両から電力を送電する場合、受電車両は、送電車両の進行方向の速度と合うように並走し、受電コイルと送電コイル間の給電効率が最大となる位置関係となるように、操舵装置にて受電車両の左右の位置が制御され、かつ受電車両用モータドライバにて受電車両の進行方向の速度が制御される。 In the system including the power transmission vehicle and the power receiving vehicle, when power is transmitted from the power transmission vehicle to the power receiving vehicle that is running, the power receiving vehicle runs in parallel so as to match the speed in the traveling direction of the power transmission vehicle, The left and right positions of the power receiving vehicle are controlled by the steering device and the speed of the power receiving vehicle in the traveling direction is controlled by the power receiving vehicle motor driver so that the power supply efficiency between the power transmission coils is maximized. .
この送電車両によれば、走行中の受電車両に対して、並走する送電車両から非接触で給電することができるため、非接触給電において生じる漏れ磁束の抑制が可能となる。しかしながら、この送電車両を備えたシステムでは、走行中の受電車両に対して送電車両を並走させるためのレールを、受電車両が走行する路面の下に設ける必要があるため、多額の建設費が必要になるという課題が存在している。 According to this power transmission vehicle, since it is possible to supply power to the power-receiving vehicle that is running in a non-contact manner from a power transmission vehicle that is running in parallel, it is possible to suppress leakage magnetic flux that occurs in the non-contact power feeding. However, in this system equipped with a power transmission vehicle, it is necessary to provide a rail for running the power transmission vehicle in parallel with the power receiving vehicle that is running under the road surface on which the power reception vehicle travels. There is a problem that is necessary.
このような建設費に関する課題が生じない他の給電車両として、下記の特許文献2に開示された給電装置搭載車両(給電車両)が知られている。この給電装置搭載車両は、車両本体に給電装置および受電装置としての受給電装置を搭載し、同じ路面の上を走行する他の給電装置搭載車両に対して非接触で給電可能に構成されている。
As another power supply vehicle that does not cause such a problem relating to construction costs, a vehicle equipped with a power supply device (power supply vehicle) disclosed in
受給電装置は、外部の電力供給先である受電装置(例えば、他車搭載の受電装置)に対して非接触給電を行ったり、外部の電力供給元である給電装置(例えば、他車搭載の給電装置)からの非接触給電を受けたりすることが可能である。また、受給電装置は、車両本体の前部および後部に設置されている。また、受給電装置は、車両本体に対して水平方向および上下方向に回動する非接触ユニットと、車両本体に対する非接触ユニットの姿勢を変更可能とする非接触ユニット可動機構と、非接触ユニット可動機構を駆動させるユニット駆動部と、非接触ユニットを進退させる非接触ユニット進退機構とを備えている。 The power supply / reception device performs non-contact power supply to a power reception device (for example, a power reception device mounted on another vehicle) that is an external power supply destination, or a power supply device (for example, mounted on another vehicle) that is an external power supply source. It is possible to receive non-contact power feeding from a power feeding device. Moreover, the power supply / reception device is installed in the front part and the rear part of the vehicle main body. The power supply / reception device includes a non-contact unit that rotates in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the vehicle main body, a non-contact unit movable mechanism that can change a posture of the non-contact unit with respect to the vehicle main body, and a non-contact unit movable A unit driving unit that drives the mechanism and a non-contact unit advance / retreat mechanism that advances and retracts the non-contact unit are provided.
この特許文献2に開示された給電車両が、例えば、同じ路面上において前方を走行する前方車両に給電するときには、前方車両と縦列で走行する状態に移行し、この状態において給電する。この場合、給電車両および前方車両に搭載されている各受給電装置は、非接触ユニットを回動させて走行方向(進行方向)に向く姿勢に移動させ、この姿勢を非接触ユニットの基本姿勢として、給電車両および前方車両の双方の非接触ユニット同士が対向するように、水平方向および上下方向の回動の組み合わせによってそれぞれの非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで微調整する。また、各受給電装置は、非接触ユニット同士の距離がほぼ一定となるように、非接触ユニットをリアルタイムで進退させる。
For example, when the power supply vehicle disclosed in
このように、この給電車両では、非接触ユニットの水平方向および上下方向の姿勢や、受電車両の非接触ユニットとの間の距離がリアルタイムで制御されるため、給電車両および前方車両の双方の非接触ユニット同士が常に対向する状態で、受電車両に電力を非接触で供給することが可能になっている。また、この給電車両では、このようにして同じ路面上において他の車両に非接触で給電することができるため、路面の下にレールを建設する必要がないことから、多額の建設費は不要となる。 Thus, in this power supply vehicle, the horizontal and vertical postures of the non-contact unit and the distance between the power reception vehicle and the non-contact unit are controlled in real time. In a state where the contact units always face each other, it is possible to supply electric power to the power receiving vehicle in a non-contact manner. In addition, in this power supply vehicle, since it is possible to supply power to other vehicles in a non-contact manner on the same road surface, it is not necessary to construct a rail under the road surface. Become.
ところが、上記の特許文献2に開示の給電装置搭載車両(給電車両)には、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、この給電車両では、非接触ユニットを走行方向(進行方向)に向けた状態(つまり、非接触ユニットを上下方向に沿って起立させた状態)で給電や受電を行う構成のため、給電車両には、受電車両と同じ路面(平面状の路面)の上を走行する場合であっても、給電車両の非接触ユニットと受電車両の非接触ユニットとの間には、両車両間の距離のずれに起因する走行方向に沿った位置ずれ(距離の位置ずれ)と、両車両のうちの一方の車両の走行方向に対して他の車両の走行方向が水平方向に平行にずれることに起因する水平方向に沿った位置ずれ(水平方向の位置ずれ)と、両車両の走行方向同士が非平行になることに起因する各非接触ユニット同士が非平行になる位置ずれ(向きの位置ずれ)とが生じる。したがって、この給電車両では、これらのずれに対応するために、上記のような非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更可能とする非接触ユニット可動機構と、非接触ユニットをリアルタイムで進退させる非接触ユニット進退機構とが必要になっている。
However, the power supply device-equipped vehicle (power supply vehicle) disclosed in
しかしながら、非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する非接触ユニット可動機構、および非接触ユニットをリアルタイムで進退させる非接触ユニット進退機構は、一般的に高価なため、これに伴い、この特許文献2に開示の給電車両には、車両コストが上昇する(車両コストが高価になる)という新たな課題が生じる。 However, the non-contact unit moving mechanism that changes the attitude of the non-contact unit in real time and the non-contact unit advance / retreat mechanism that moves the non-contact unit in real time are generally expensive. The disclosed power supply vehicle has a new problem that the vehicle cost increases (the vehicle cost becomes high).
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、建設費および車両コストの上昇を抑制しつつ、走行状態で他の車両に非接触で給電し得る給電車両、およびこの給電車両を備えた車両給電システムを提供することを主目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and includes a power supply vehicle capable of supplying power to another vehicle in a contactless manner while suppressing an increase in construction cost and vehicle cost, and the power supply vehicle. The main object is to provide a vehicle power supply system.
上記目的を達成すべく請求項1記載の給電車両は、予め規定された走行面上を走行する車両本体、および当該車両本体に配設されて前記走行面上を走行する受電車両に対して非接触で給電する給電コイルを備えている給電車両であって、前記給電コイルは、前記走行面と平行な状態で前記車両本体に配設されると共に、前記受電車両との縦列走行状態において、前記走行面と平行な状態で当該受電車両に配設された受電コイルと対向して当該受電コイルに給電可能に構成されている。
In order to achieve the above object, the power supply vehicle according to
また、請求項2記載の給電車両は、請求項1記載の給電車両において、前記車両本体の前部および後部の少なくとも一方の部位に、当該車両本体から前後方向に沿って延出する支持部が配設され、前記給電コイルは、前記支持部に配設されることにより、前記車両本体を平面視した状態において当該車両本体から突出した状態に支持されている。
The power supply vehicle according to
また、請求項3記載の給電車両は、請求項2記載の給電車両において、前記車両本体には、当該車両本体を平面視した状態において、前記支持部を当該車両本体の領域内に位置する収納位置と当該車両本体の領域外に位置する延出位置との間で移動させる移動機構が配設されている。
The power supply vehicle according to
また、請求項4記載の車両給電システムは、予め規定された周回経路を走行する請求項1から3のいずれかに記載の給電車両と、受電コイルを有すると共に前記周回経路の一部を含む予め規定された受電エリア内での走行中に当該受電コイルを介して前記給電車両から非接触で受電する受電車両と、前記給電車両の前記周回経路での走行状態を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記受電車両の前記受電エリア内への進入タイミングを取得し、当該取得した進入タイミングに基づいて前記給電車両の前記走行状態を制御することで、当該受電エリア内において前記受電車両と前記給電車両とを前記縦列走行状態に移行させる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle power supply system that includes a power supply vehicle according to any one of the first to third aspects, a power receiving coil, and a part of the circuit route. A power receiving vehicle that receives power from the power feeding vehicle in a non-contact manner through the power receiving coil during traveling in a specified power receiving area, and a control device that controls a traveling state of the power feeding vehicle on the circuit route, The control device acquires an entry timing of the power receiving vehicle into the power receiving area, and controls the traveling state of the power feeding vehicle based on the acquired entry timing, whereby the power receiving vehicle in the power receiving area. And the power supply vehicle are shifted to the tandem running state.
請求項1記載の給電車両および請求項4記載の車両給電システムでは、給電車両の給電コイルは、車両本体に走行面と平行な状態で配設されると共に、受電車両との縦列走行状態において、受電車両に上記の走行面と平行な状態で配設された受電コイルと対向して受電コイルに給電可能に構成されている。
In the power supply vehicle according to
したがって、この給電車両および車両給電システムによれば、従来の構成とは異なり、路面の下にレールを建設したり、また車両に非接触ユニット可動機構および非接触ユニット進退機構を配設して非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する制御を実行したりする必要が無いため、建設費および車両コストの上昇を抑制しつつ、受電車両に非接触で給電することができる。 Therefore, according to the power supply vehicle and the vehicle power supply system, unlike the conventional configuration, a rail is constructed under the road surface, or a non-contact unit movable mechanism and a non-contact unit advance / retreat mechanism are provided in the vehicle. Since it is not necessary to execute control for changing the attitude of the contact unit in real time, it is possible to supply power to the power receiving vehicle in a non-contact manner while suppressing an increase in construction cost and vehicle cost.
請求項2記載の給電車両および請求項4記載の車両給電システムでは、給電車両の車両本体における前部および後部の少なくとも一方の部位に、この車両本体から前後方向に沿って延出する支持部が配設され、給電コイルは、この支持部に配設されることにより、車両本体を平面視した状態において車両本体から突出した状態に支持されている。
In the power feeding vehicle according to
したがって、この給電車両および車両給電システムによれば、一例として、受電車両の車両本体にもこの車両本体から延出する支持部を配設すると共にこの支持部に受電コイルを走行面と平行な状態で配設することで、給電車両の車両本体と受電車両の車両本体との間に間隔を空けつつ(つまり、両車両本体の直接的な接触を回避しつつ)、給電車両を受電車両と縦列状態にさせ、かつ給電コイルと受電コイルとを一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向させることができる。 Therefore, according to the power supply vehicle and the vehicle power supply system, as an example, the vehicle main body of the power receiving vehicle is provided with a support portion extending from the vehicle main body, and the power receiving coil is parallel to the running surface on the support portion. By disposing the power supply vehicle in parallel with the power receiving vehicle, the space between the vehicle main body of the power feeding vehicle and the vehicle main body of the power receiving vehicle (that is, avoiding direct contact between the two vehicle main bodies). The power feeding coil and the power receiving coil can be opposed to each other in a state where they are separated in the vertical direction by a certain distance.
請求項3記載の給電車両および請求項4記載の車両給電システムによれば、車両本体を平面視した状態において、支持部を車両本体の領域内に位置する収納位置と車両本体の領域外に位置する延出位置との間で移動させる移動機構を車両本体に配設したことにより、受電エリア外での給電車両についての平面視状態での全長を短くすることができると共に、非給電時における給電車両の外観の見栄えをよくすることができる。
According to the power supply vehicle according to
以下、添付図面を参照して、給電車両、およびこの給電車両を備えた車両給電システムの各実施の形態について説明する。 Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, each embodiment of an electric supply vehicle and a vehicle electric supply system provided with this electric supply vehicle is described.
最初に、給電車両を備えた車両給電システムの一例としての図1に示す車両給電システム1の構成について説明する。
Initially, the structure of the vehicle electric
車両給電システム1は、一例として、給電車両2、給電装置3、受電車両4および制御装置5を備え、予め規定された走行面A(路面)上に規定された走行経路(周回経路)6を走行する給電車両2から、同じ走行面A上に規定された他の走行経路7を走行する受電車両4に対して、走行状態のままで電力を非接触で送電(給電)する。
As an example, the vehicle
給電車両2は、図3に示すように、車両としての機械的な基本要素(車両本体(ボディ)11および車輪12など)と、車輪12を駆動するために車両本体11に内蔵された不図示の駆動機構(車輪の回転駆動機構および車輪の操舵機構などのモータを含む駆動機構)と、モータを作動させるための電力を蓄電するために車両本体11に内蔵された二次電池やキャパシタなどの不図示の蓄電部と、蓄電部を充電するために車両本体11に内蔵された充電装置と、車両本体11に内蔵された不図示の位置検出回路(例えば、給電車両2自体の走行経路(周回経路)6上での位置および縦列状態で走行する他の車両(本例では受電車両4)についての給電車両2に対する位置(給電車両2との間の距離)を検出する回路)と、給電車両2の現在の速度を検出する速度検出回路と、車両本体11に内蔵された不図示の制御回路とを備えている。この給電車両2は、一例として、制御回路が走行経路6上に設けられた不図示の白線(案内線の一例)を画像認識などの認識手法で認識しつつ、制御装置5から指示される速度となるように駆動機構を制御することで、この白線に沿って指示された速度で自律走行可能に構成されている。
As shown in FIG. 3, the
また、給電車両2は、一例として、給電側電源ユニット(図示せず)および給電コイル(送電コイル)13を備え、受電車両4に対して非接触で電力を送電(給電)する。給電側電源ユニットは、一例として、インバータなどで構成されて高い周波数の交流信号を出力する不図示の高周波駆動回路と、給電コイル13と共に共振回路を構成して交流信号の周波数で給電コイル13をLC共振させる不図示の共振コンデンサとを備えている。なお、この共振回路の共振周波数は、受電車両4側の後述する受電コイル23と、不図示の受電側電源ユニット内の図示しない共振コンデンサとで構成される共振回路の共振周波数と一致するように設定されている。この構成により、車両給電システム1では、給電車両2から受電車両4に対して、一例として磁界共鳴方式による非接触電力送電(非接触給電)が行われる。なお、給電車両2から受電車両4への非接触での給電の他の方式として、電磁誘導方式や電波方式などを採用することもできる。
In addition, as an example, the
また、給電車両2は、車両本体11における走行方向(進行方向)に沿った両端部(前部および後部)の少なくとも一方の部位に、車両本体11から前後方向(走行方向)に沿って延出する支持部14が配設されている。本例の給電車両2では、一例として、図2,3に示すように、受電車両4との縦列状態のときに受電車両4の前部と対向する車両本体11の後部に支持部14が配設されている。なお、図示はしないが、受電車両4との縦列状態のときに受電車両4の後部と給電車両2の前部とが対向するときには、給電車両2の前部に支持部14を配設する。また、受電車両4と縦列状態に移行するタイミングによっては、給電車両2の前部が受電車両4と対向したり、給電車両2の後部が受電車両4と対向したりする場合には、給電車両2の前部および後部の双方に支持部14を配設する構成を採用することもできる。
In addition, the
また、給電車両2および受電車両4が走行する走行面Aのうちの、少なくとも双方が縦列状態で走行して受電車両4が給電車両2から受電する受電エリアB(図1において破線で示すエリア。給電車両2が受電車両4に給電する給電エリアでもある)での走行面は、凹凸のない平面(フラットな面)に形成されている。給電車両2の支持部14は、図3に示すように、この受電エリアB内での走行面Aと平行な状態で延出する平板体(例えば、合成樹脂などの非磁性材料で形成された板体)に形成されて、その上面、その下面およびその内部のうちのいずれかの部位(本例では一例として下面)に給電コイル13が支持部14と平行な状態(給電コイル13の軸線が支持部14に対して直交する状態)で配設されている。このようにして、車両本体11から延出する支持部14に給電コイル13が配設される構成のため、給電コイル13は、図2に示すように、車両本体11を平面視した状態において車両本体11から突出した状態で支持部14に支持されている。
Also, a power receiving area B (an area indicated by a broken line in FIG. 1) in which at least both of the traveling surfaces A on which the
この受電エリアBは、図1に示すように、走行経路6の一部を含むと共に、後述する受電車両4についての走行経路7の一部についても含むように予め規定されている。また、受電車両4は、後述するように、この受電エリアB内での給電車両2との縦列走行状態において、給電車両2から受電する。したがって、給電車両2および受電車両4が受電エリアB内において縦列状態となり得るように、受電エリアB内での走行経路6および走行経路7は、同図に示すように、一定の距離を空けて互いに近接した状態に規定されている。
As shown in FIG. 1, the power reception area B is defined in advance so as to include a part of the
給電装置3は、図1に示すように、給電車両2の走行経路6の近傍に配設されて、給電装置3に近接する位置(図1に示す位置。待機位置)に停止している給電車両2の充電装置に対して給電(接触または非接触で給電)することで、給電車両2の蓄電部を充電する。なお、図示はしないが、給電車両2の走行経路6に沿って給電用電路(架線)を配設して、給電装置3から給電用電路を介して給電車両2に常時給電し得る構成を採用することもできる。
As shown in FIG. 1, the
受電車両4は、図3に示すように、給電車両2と同様にして、車両としての機械的な基本要素(車両本体(ボディ)21および車輪22など)と、車輪22を駆動するために車両本体21に内蔵された不図示の駆動機構(車輪の回転駆動機構および車輪の操舵機構などのモータを含む駆動機構)と、モータを作動させるための電力を蓄電するために車両本体21に内蔵された二次電池やキャパシタなどの不図示の蓄電部と、蓄電部を充電するために車両本体21に内蔵された充電装置と、車両本体21に内蔵された不図示の位置検出回路(例えば、受電車両4自体の走行経路7上での位置を検出する回路)と、受電車両4の現在の速度を検出する速度検出回路と、車両本体21に内蔵された不図示の制御回路とを備えている。この受電車両4は、一例として、制御回路が走行経路7上に設けられた不図示の白線を画像認識などの認識手法で認識しつつ、駆動機構を制御することで、この白線に沿って予め規定された速度で自律走行可能に構成されている。
As shown in FIG. 3, the
また、受電車両4は、一例として、受電側電源ユニット(図示せず)および受電コイル23を備え、給電車両2から非接触で受電する。受電側電源ユニットは、一例として、共振コンデンサ、整流回路および充電回路(いずれも図示せず)を備えて構成されて、受電コイル23を介して給電車両2から受電している状態において、受電コイル23から出力される交流電圧に基づいて直流電圧を生成して蓄電部を充電する。
The
また、受電車両4は、車両本体21における走行方向(進行方向)に沿った両端部(前部および後部)の少なくとも一方の部位に、車両本体21から前後方向(走行方向)に沿って延出する支持部24が配設されている。本例の受電車両4では、一例として、図2,3に示すように、給電車両2との縦列状態のときに給電車両2の後部と対向する車両本体21の前部に支持部24が配設されている。また、支持部24は、一例として図3に示すように、走行面A(受電エリアBでの走行面A)と平行な状態で延出する平板体(例えば、合成樹脂などの非磁性材料で形成された板体)に形成されて、その上面、その下面およびその内部のうちのいずれかの部位(本例では一例として上面)に受電コイル23が支持部24と平行な状態(受電コイル23の軸線が支持部24に対して直交する状態)で配設されている。このようにして、車両本体21から延出する支持部24に受電コイル23が配設される構成のため、受電コイル23は、図2に示すように、車両本体21を平面視した状態において車両本体21から突出した状態で支持部24に支持されている。
The
また、支持部24は、走行面Aからの取付高さが支持部14の走行面Aからの高さと異なるように設定されている。本例では一例として、支持部14よりも支持部24が、支持部14に対して、給電コイル13および受電コイル23の各厚みの合計長よりも低くなるように設定されている。
Further, the
この構成(つまり、車両本体11から延出する支持部14に給電コイル13を配置し、車両本体21から延出する支持部24に受電コイル23を配置する構成)により、給電コイル13および受電コイル23が互いに干渉することなく、また給電車両2の車両本体11と受電車両4の車両本体21との間に間隔を空けつつ(つまり、車両本体11,21同士の直接的な接触を回避しつつ)、支持部14における給電コイル13の配設部位の下側に、支持部24における受電コイル23の配設部位が入り込んだ状態で、給電車両2と受電車両4とが縦列可能となっている。また、この給電車両2と受電車両4とが縦列している状態において、給電車両2の速度が制御装置5によって制御されて、給電車両2と受電車両4との間隔が図2,3に示すような所定の距離に維持されることで、支持部14に配設された給電コイル13と支持部24に配設された受電コイル23とが、一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向(正対)する。なお、図示はしないが、各支持部14,24の上下関係(つまり、給電コイル13と受電コイル23の上下関係)が図3に示す上下関係とは逆の関係となる構成を採用することもできる。
With this configuration (that is, a configuration in which the
制御装置5は、走行経路6での給電車両2の走行状態を制御する。具体的には、この走行状態の制御として、制御装置5は、受電車両4側から取得した受電車両4の走行経路7上での位置を示す位置情報Dp2および受電車両4の速度情報Dsp2と、給電車両2側から取得した走行経路6上での給電車両2の位置を示す位置情報Dp1、給電車両2の速度情報Dsp1および給電車両2と受電車両4との間の距離を示す距離情報Ddとに基づいて、給電車両2に対する駆動制御を実行することにより、受電エリアB内において、給電車両2が受電車両4と縦列走行状態となる(縦列状態で走行する)ように制御する。また、制御装置5は、給電車両2に対する駆動制御を実行することにより、受電エリアBから脱した給電車両2を図1に示すように待機位置に停止させるという制御と共に、受電車両4が検出ポイントに達した時点で給電車両2の待機位置からの走行を開始させるという制御を実行する。
The
また、制御装置5は、上記した給電車両2の走行状態についての制御と共に、給電車両2に対する受電車両4への給電動作についての制御、受電車両4に対する受電動作についての制御、および給電装置3に対する給電車両2への充電動作についても実行する。
Further, the
次に、給電車両2および車両給電システム1の動作について説明する。なお、受電車両4は、走行経路7上を矢印の向きで継続して自律走行しているものとする。また、この自律走行では、受電車両4は、走行経路7における少なくとも検出ポイントから受電エリアBの出口までの間の区間については、一定の速度で走行するものとする。
Next, operations of the
車両給電システム1では、制御装置5は、まず、受電エリアB内での受電車両4に対する給電が完了して受電エリアBを脱した直後の給電車両2に対して、位置情報Dp1および速度情報Dsp1に基づいて、減速させて待機位置(待機位置は、一般的に、図1に示すように、受電エリアBの出口の近傍に設定されている)に停止させる駆動制御を実行する。また、制御装置5は、給電車両2を待機位置に停止させている状態において、給電装置3に対して、給電車両2への充電動作を実行させる。これにより、給電車両2では、車両本体11に内蔵された充電装置により、同じく車両本体11に内蔵された蓄電部が充電される。
In the vehicle
次いで、制御装置5は、給電装置3から給電車両2への給電を継続しつつ、受電車両4の位置情報Dp2に基づいて、受電車両4が予め規定された検出ポイント(例えば、図1に示すように、走行経路7の全長に対して受電エリアBの入口に近い位置に規定された検出ポイント)を通過したか否かを検出する。
Next, the
続いて、制御装置5は、受電車両4が検出ポイントを通過したことを検出したときには、給電装置3から給電車両2への給電を停止させると共に、検出ポイントから受電エリアBの入口までの距離(既知)と、受電車両4の速度情報Dsp2(つまり、受電車両4の速度)とに基づいて、受電車両4が検出ポイントから受電エリアBの入口に到達するまでに要する時間t1(つまり、受電エリアBに進入するまでの時間(進入タイミングの一例))を予測計算(取得)する。
Subsequently, when the
また、受電エリアB内において、図2,3に示すように、給電車両2を先頭にして給電車両2と受電車両4とを縦列状態で走行させるためには、制御装置5は、受電車両4の受電エリアBへの進入よりも若干早いタイミングで給電車両2を受電エリアBに進入させる必要がある。このため、制御装置5は、受電エリアBに進入する際の受電車両4の速度(受電エリアBへの進入速度であって、速度情報Dsp1に基づいて算出される速度)と、予測計算した時間t1(具体的には、時間t1よりも若干短い時間t2(受電車両4の受電エリアBへの進入速度に対応させて予め実験やシミュレーションで求めた時間))とに基づいて、給電車両2の速度が、初期速度(ゼロ)から、この時間t2の経過後に、受電エリアBへの受電車両4の進入速度と同じ速度まで上昇するのに必要な加速度を算出する。また、制御装置5は、算出した加速度となるように給電車両2の走行状態を制御する動作を開始する(算出した加速度での給電車両2の移動を開始させる)。制御装置5は、これらの計算を極めて短時間に実行して、受電車両4が検出ポイントを通過したことを検出した時点からのタイムラグが殆どない状態で、つまり給電装置3から給電車両2への給電の停止とほぼ同時に、給電車両2の移動を開始させる。
Further, in the power receiving area B, as shown in FIGS. 2 and 3, in order to run the
したがって、給電車両2が、受電車両4の検出ポイントの通過のときから時間t2の経過後に受電エリアBに進入し、続いて、受電車両4が、検出ポイントの通過のときから時間t1の経過後に(つまり、給電車両2よりも若干遅れて)、受電エリアBに進入する。また、制御装置5は、給電車両2が受電エリアBに進入したとき(受電車両4の検出ポイントの通過のときから時間t2が経過したとき)には、給電車両2に対して、受電エリアBへの進入速度で定速度走行させる制御を実行する。これにより、給電車両2および受電車両4は、受電エリアBへの進入の直後から、給電車両2を先頭にした縦列状態で走行する。この縦列状態では、給電車両2の支持部14における給電コイル13の配設部位の下側に、受電車両4の支持部24における受電コイル23の配設部位が入り込んだ状態となる。
Therefore, the
次いで、制御装置5は、給電車両2側からの位置情報Dp1または受電車両4側からの位置情報Dp2に基づいて、給電車両2および受電車両4が受電エリアB内に位置しているか否か(具体的には、受電エリアBから脱したか否か)を検出しつつ、受電エリアB内に位置しているときには、給電車両2側からの距離情報Ddに基づいて、給電車両2に対する駆動制御(走行速度の制御)を実行することにより、受電車両4との間隔が上記の所定の距離に維持されるように給電車両2を走行させる。これにより、支持部14に配設された給電コイル13と支持部24に配設された受電コイル23とが受電エリアB内において一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向(正対)する、という状態が維持される。
Next, the
この車両給電システム1では、上記したように、走行面Aにおける受電エリアBでの走行面は凹凸のない平面に形成され、給電車両2の支持部14はこの受電エリアB内での走行面Aと平行な状態で延出する平板体に形成されると共に給電コイル13が支持部14と平行な状態で支持部14に配設され、かつ受電車両4の支持部24はこの受電エリアB内での走行面Aと平行な状態で延出する平板体に形成されると共に受電コイル23が支持部24と平行な状態で支持部24に配設されている。これにより、給電コイル13と受電コイル23とは、受電エリアB内において、給電車両2と受電車両4との間隔が変化したとしても、常に、互いに平行で、かつ一定の距離だけ上下方向に離間した状態に維持されている。
In the vehicle
したがって、制御装置5は、受電車両4との間隔が所定の距離に維持されるように給電車両2を走行させるという制御を給電車両2に対して実行するだけで、給電コイル13と受電コイル23を受電エリアB内において、互いに平行で、互いに一定の距離だけ上下方向に離間し、かつ互いに対向(正対)するという状態に維持することが可能となる。なお、受電エリアB内のエリアC1(走行経路6および走行経路7が直線状となるエリア)では、給電車両2および受電車両4が図2,3に示すように直線的な縦列状態となって、給電コイル13と受電コイル23は互いに正対する状態に維持される。一方、受電エリアB内のエリアC2(走行経路6および走行経路7が曲線状(弧状)となるエリア)では、給電車両2および受電車両4が図4に示すように非直線的な縦列状態となることから、給電コイル13と受電コイル23は、直線的な縦列状態での正対状態から若干ずれるおそれがある。しかしながら、例えば、エリアC2での走行経路6および走行経路7の半径(走行経路6および走行経路7は近接しているため、ほぼ同じ半径)が既知のときには、制御装置5は、この半径に合わせて、エリアC2内での給電車両2および受電車両4の間隔を微調整することにより、直線的な縦列状態のときと同様にして、給電コイル13と受電コイル23を互いに正対する状態に維持することが可能である。
Therefore, the
このため、この車両給電システム1では、従来の構成とは異なり、路面の下にレールを建設したり、また車両に非接触ユニット可動機構および非接触ユニット進退機構を配設して非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する制御を実行したりする必要が無いことから、建設費および車両コストの上昇を抑制することが可能になっている。
Therefore, in this vehicle
また、制御装置5は、給電車両2に対して給電動作を開始させる制御、および受電車両4に対して受電動作を開始させる制御を実行する。これにより、給電車両2および受電車両4が上記の縦列状態で受電エリアB内を走行しているときに、受電車両4は、給電車両2から非接触で受電して、自らの蓄電部を充電する。
Further, the
続いて、制御装置5は、給電車両2側からの位置情報Dp1または受電車両4側からの位置情報Dp2に基づいて、給電車両2および受電車両4が受電エリアBから脱したことを検出したときには、給電車両2に対して給電動作を停止させる制御、および受電車両4に対して受電動作を停止させる制御を実行する。また、制御装置5は、給電車両2に対して、減速させて待機位置に停止させる制御を実行する。また、制御装置5は、給電車両2を待機位置に停止させている状態において、給電装置3に対して、給電車両2への充電動作を開始させる。
Subsequently, when the
その後、制御装置5は、上記した各動作を繰り返し実行する。すなわち、制御装置5は、受電エリアBから脱した受電車両4が検出ポイントを通過する都度、まず、給電装置3によって自らの蓄電部が充電された給電車両2を待機位置から受電エリアBに向けて移動を開始させると共に、給電車両2の速度を受電車両4の速度(検出ポイントを通過した時点での速度)と同じ速度まで上昇させた状態で受電エリアBに進入させて受電車両4と縦列状態で走行させるという動作を実行し、次いで、受電エリアB内において縦列状態の給電車両2から受電車両4に非接触で給電させるという動作を実行し、続いて、受電エリアBから脱した給電車両2を待機位置に停止させると共に、給電装置3に対して給電車両2への充電動作を実行させるという動作を繰り返し実行する。これにより、受電車両4は、蓄電部に充電されている電力が定期的に給電車両2から補充されるため、蓄電部に充電されている電力に基づいて、走行経路7上を継続して自律走行することが可能となる。
Thereafter, the
このように、この給電車両2およびこの車両給電システム1では、給電車両2の給電コイル13は、車両本体11に走行面A(受電エリアB内での走行面A)と平行な状態で配設されると共に、受電車両4との縦列走行状態において、受電車両4に走行面A(受電エリアB内での走行面A)と平行な状態で配設された受電コイル23と対向して受電コイル23に給電可能に構成されている。
Thus, in the
したがって、この給電車両2およびこの車両給電システム1によれば、従来の構成とは異なり、路面の下にレールを建設したり、また車両に非接触ユニット可動機構および非接触ユニット進退機構を配設して非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する制御を実行したりする必要が無いため、建設費および車両コストの上昇を抑制しつつ、受電車両4に非接触で給電することができる。
Therefore, according to the
また、この給電車両2およびこの車両給電システム1では、給電車両2の車両本体11における前部および後部の少なくとも一方の部位に、車両本体11から前後方向に沿って延出する支持部14が配設され、給電コイル13は、支持部14に配設されることにより、車両本体11を平面視した状態においてこの車両本体11から突出した状態に支持されている。
Further, in the
したがって、この給電車両2およびこの車両給電システム1によれば、一例として上記した受電車両4のように、受電車両4の車両本体21から延出する支持部24に受電コイル23を走行面A(受電エリアBでの走行面A)と平行な状態で配設することで、給電コイル13および受電コイル23が互いに干渉することなく、また給電車両2の車両本体11と受電車両4の車両本体21との間に間隔を空けつつ(つまり、車両本体11,21同士の直接的な接触を回避しつつ)、給電車両2を受電車両4と縦列状態にさせ、かつ給電コイル13と受電コイル23とを一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向(正対)させることができる。
Therefore, according to the
なお、上記の給電車両2では、支持部14を車両本体11から常時延出する状態で配設し、また上記の受電車両4でも、支持部24を車両本体21から常時延出する状態で配設する構成を採用しているが、図示はしないが、背景技術で説明した非接触ユニット進退機構と同じような構成の支持部進退機構(移動機構)を車両本体11,21に配設して、受電エリアB内では、この支持部進退機構によって支持部14,24を車両本体11,21から延出させ(図2,3に示すような延出位置に移動させ)、受電エリアB外では、この支持部進退機構によって支持部14,24を、車両本体11,21を平面視した状態において車両本体11,21の領域内に位置する不図示の収納位置に移動させる構成を採用することもできる。
In the
この構成によれば、受電エリアB外での給電車両2および受電車両4についての平面視状態での全長を短くすることができると共に、非給電時(非受電時)における給電車両2および受電車両4の外観の見栄えをよくすることができる。
According to this configuration, the overall length of the
なお、給電車両2の支持部14の構成は、上記した構成に限定されない。例えば、図5に示す車両給電システム1Aのように、受電車両4の車両本体21における底部に、支持部24を設けることなく受電コイル23を直接配設する構成のときには、同図に示す給電車両2Aのように、その車両本体11の底部に支持部14を、車両本体11から延出する状態で配設して、この支持部14に給電コイル13を配設する構成を採用することもできる。この場合、支持部14における給電コイル13の配設部位の走行面Aからの高さは、同図に示すように、車両本体21における底部と走行面Aとの間の隙間に進入する高さに規定する。
In addition, the structure of the
この構成により、この給電車両2Aおよび車両給電システム1Aにおいても、図5に示すような縦列走行状態において(受電エリアB内において)、支持部14に配設された給電コイル13と車両本体21に配設された受電コイル23とが、一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向(正対)することができるため、路面の下にレールを建設したり、また車両に非接触ユニット可動機構および非接触ユニット進退機構を配設して非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する制御を実行したりすることなく、つまり、建設費および車両コストの上昇を抑制しつつ、給電車両2Aから受電車両4Aに非接触で給電することができる。なお、車両給電システム1と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略した。
With this configuration, also in the
また、図6に示す車両給電システム1Bのように、受電車両4Bの車両本体21における屋根部に、支持部24を設けることなく受電コイル23を直接配設する構成のときには、同図に示す給電車両2Bのように、その車両本体11の屋根部に支持部14を、車両本体11から延出する状態で配設して、この支持部14に給電コイル13を配設する構成を採用することもできる。この場合、支持部14における給電コイル13の配設部位の走行面Aからの高さは、同図に示すように、受電車両4Bの車両本体21および受電コイル23のうちの最も高い部材(同図では一例として受電コイル23)よりも若干高くなる高さに規定する。
Further, when the
この構成により、この給電車両2Bおよび車両給電システム1Bにおいても、図6に示すような縦列走行状態において(受電エリアB内において)、支持部14に配設された給電コイル13と車両本体21に配設された受電コイル23とが、一定の距離だけ上下方向に離間した状態で対向(正対)することができるため、路面の下にレールを建設したり、また車両に非接触ユニット可動機構および非接触ユニット進退機構を配設して非接触ユニットの姿勢をリアルタイムで変更する制御を実行したりすることなく、つまり、建設費および車両コストの上昇を抑制しつつ、給電車両2Bから受電車両4Bに非接触で給電することができる。
With this configuration, also in the
また、上記の例では、制御装置5が受電車両4(4A,4B)に対する受電動作についての制御(受電動作の開始および停止の制御)を実行する構成を採用しているが、受電車両4(4A,4B)4が、自ら給電車両2(2A,2B)からの給電の開始を検出して受電動作を開始すると共に、給電の停止を検出して受電動作を停止する構成を採用することもでき、この構成を採用したときには、受電車両4(4A,4B)に対する受電動作についての制御装置5の制御を不要にすることができる。
In the above example, the
1,1A,1B 車両給電システム
2,2A,2B 給電車両
4,4A,4B 受電車両
5 制御装置
11,21 車両本体
13 給電コイル
14,24 支持部
23 受電コイル
A 走行面
B 受電エリア
1,1A, 1B Vehicle power supply system
2,2A, 2B Power supply vehicle
4,4A, 4B Receiving vehicle
DESCRIPTION OF
A Running surface
B Power receiving area
Claims (4)
前記給電コイルは、前記走行面と平行な状態で前記車両本体に配設されると共に、前記受電車両との縦列走行状態において、前記走行面と平行な状態で当該受電車両に配設された受電コイルと対向して当該受電コイルに給電可能に構成されている給電車両。 A power supply vehicle including a vehicle main body that travels on a predetermined travel surface, and a power supply coil that is disposed on the vehicle main body and that supplies power to the power receiving vehicle that travels on the travel surface in a contactless manner. ,
The power feeding coil is disposed on the vehicle body in a state parallel to the traveling surface, and in a state of traveling in parallel with the power receiving vehicle, the power receiving coil is disposed on the power receiving vehicle in a state parallel to the traveling surface. A power supply vehicle configured to be able to supply power to the power receiving coil facing the coil.
前記給電コイルは、前記支持部に配設されることにより、前記車両本体を平面視した状態において当該車両本体から突出した状態に支持されている請求項1記載の給電車両。 At least one of the front and rear portions of the vehicle body is provided with a support portion extending from the vehicle body along the front-rear direction,
The power feeding vehicle according to claim 1, wherein the power feeding coil is disposed in the support portion and is supported in a state of projecting from the vehicle main body when the vehicle main body is viewed in plan.
受電コイルを有すると共に前記周回経路の一部を含む予め規定された受電エリア内での走行中に当該受電コイルを介して前記給電車両から非接触で受電する受電車両と、
前記給電車両の前記周回経路での走行状態を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記受電車両の前記受電エリア内への進入タイミングを取得し、当該取得した進入タイミングに基づいて前記給電車両の前記走行状態を制御することで、当該受電エリア内において前記受電車両と前記給電車両とを前記縦列走行状態に移行させる車両給電システム。 The power supply vehicle according to any one of claims 1 to 3, which travels on a predetermined circuit route,
A power receiving vehicle that has a power receiving coil and receives power from the power feeding vehicle in a non-contact manner through the power receiving coil during traveling in a predetermined power receiving area including a part of the circuit path;
A control device for controlling a traveling state of the power supply vehicle on the circuit route,
The control device acquires an entry timing of the power receiving vehicle into the power receiving area, and controls the traveling state of the power feeding vehicle based on the acquired entry timing, whereby the power receiving vehicle in the power receiving area. Vehicle power feeding system for shifting the power feeding vehicle to the tandem running state.
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