JP6515821B2

JP6515821B2 - 非接触式送電装置の設置方法

Info

Publication number: JP6515821B2
Application number: JP2016003575A
Authority: JP
Inventors: 達中村; 宜久山口; 古池　剛; 剛古池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: JP2017124671A

Description

本開示は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法に関する。

従来、駐車場の床面に設置される送電部と、車両の車体床面に設置された受電部とを含む車両給電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両給電システムの受電部は、送電部から出力される高周波の交流電力を非接触で受電する。また、受電部を搭載した車両の制御装置は、送電部と受電部との間の距離を検知する制御部と、制御部により検知された距離の大小を同心図形の大小によって表示する表示部とを有する。表示部は、受電部の平面形状と同心の図形を表示し、送電部と受電部との間の距離が大きいほどその図形を拡大し、送電部と受電部との間の距離が小さくなるに従ってその図形を縮小する。これにより、送電部と受電部との距離を利用者に容易かつ視覚的に把握させることができるので、車両の移動による送電部と受電部との位置合わせを容易に完了させることが可能となる。

特開２０１３−１１０８２２号公報

ところで、送電部と受電部との間における送電効率を良好に維持するためには、駐車場の停車スペースに車両が停車させられた際に、送電部と車両の受電部との間隔や、受電部と送電部との傾きがそれぞれについて予め定められた範囲内に収まっている必要がある。このため、停車スペースに送電部を設置する際には、停車スペースの凹凸や傾斜等を詳細に計測した上で、適宜スペーサを用いるなどして送電部の高さ等を調整することが好ましい。しかしながら、停車スペースの傾斜や凹凸を詳細に計測するのには、非常に手間が掛かり、停車スペースの測量を行ってから停車スペースに送電部を設置したのでは、送電部の設置コストが嵩んでしまう。

そこで、本開示の発明は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を当該車両の停車スペースに低コストで精度よく設置可能にすることを主目的とする。

本開示の非接触式送電装置の設置方法は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を前記車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法であって、（ａ）前記停車スペースにおける複数の車輪接地面上にポールを配置し、前記停車スペースに前記非接触式送電装置を配置すると共に該非接触式送電装置上にレーザー照射装置を配置するステップと、（ｂ）前記レーザー照射装置から前記ポールの各々にレーザーを照射するステップと、（ｃ）前記ポールの各々におけるレーザーの照射位置と該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、前記複数の車輪設置面上および前記非接触式送電装置の下方の少なくとも何れかにスペーサを配置するステップとを含むものである。

かかる方法によれば、非接触式送電装置の停車スペースへの設置に際して、停車スペースの凹凸や傾斜を詳細に計測することなく、非接触式送電装置と車両側の非接触式受電装置との間隔や、車両側の非接触式受電装置と非接触式送電装置との傾きを調整することができる。従って、非接触式送電装置を当該車両の停車スペースに低コストで精度よく設置することが可能となる。

本開示の方法を用いて車両の停車スペースに設置される非接触式送電装置を含む給電システムの概略構成図である。車両の停車スペースにおける非接触式送電装置の設置位置を定めるのに用いられる位置出しシートを示す平面図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する際に用いられる高さ調整用ポールユニットを示す斜視図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する際に用いられるレーザー照射装置を示す斜視図である。停車スペースに配置される基本スペーサおよび調整用スペーサを示す側面図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の方法を用いて駐車場等の停車スペースＳＳに設置される非接触式送電装置２０を含む給電システム１の概略構成図である。同図に示す給電システム１は、非接触式送電装置（以下、単に「送電装置」という）２０に加えて、モータジェネレータＭＧやバッテリ６０を搭載したハイブリッド自動車あるいは電気自動車である車両５０に搭載される非接触式受電装置（以下、単に「受電装置」という）１０を含むものである。

受電装置１０は、フェライトコア上に配置された渦巻き状あるいは螺旋状（巻回型）の受電コイル１１や、受電コイル１１に直列に接続されて当該受電コイル１１と共に共振回路を構成する図示しないコンデンサ、これらを収容する例えば樹脂製のケース（図示省略）等を有する。受電装置１０は、受電コイル１１の巻回軸（軸心）が車両５０の上下方向に延在するように当該車両５０のフロアパネルに取り付けられ、図示しないフィルタ、整流器、リレー等を介してバッテリ６０に接続される。

送電装置２０は、フェライトコア上に配置された渦巻き状あるいは螺旋状（巻回型）の送電コイル２１や、送電コイル２１に直列に接続されて当該送電コイル２１と共に共振回路を構成する図示しないコンデンサ、所定周波数の交流電力（高周波電力）を送電コイルに供給するための複数の電力機器２３、電子制御装置（制御回路）２５、図示しない通信ユニット、これらを収容する筐体３０等を有する。電力機器２３は、家庭用電源といった外部電源としての交流電源４０からの電力を直流電力に変換する整流器や、整流器からの電力を交流電力（高周波電力）に変換するインバータ、高周波ノイズを除去するフィルタ等を含む。電子制御装置２５は、通信ユニットを介して車両５０の図示しない電子制御装置と情報をやり取りしながら、整流器やインバータ等を制御する。

図２は、車両５０の停車スペースＳＳにおける送電装置２０の設置位置を定めるのに用いられる位置出しシート１００を示す平面図である。また、図３は、停車スペースＳＳに送電装置２０を設置する際に用いられる高さ調整用ポールユニット２００を示す斜視図であり、図４は、停車スペースＳＳに送電装置２０を設置する際に用いられるレーザー照射装置３００を示す斜視図である。

位置出しシート１００は、樹脂製のシート材からなり、車両５０を上方から平面視した際の当該車両５０の原寸の輪郭を示すものである。位置出しシート１００は、送電装置２０の設置位置を示す矩形状の開口部１０１と、それぞれ上方から平面視した際の対応するタイヤ（車輪）の輪郭を示す複数（４つ）のタイヤ表示部１０２と、それぞれ対応するドアの開放状態での位置を示す複数（図２の例では、４つ）のドア開放位置表示部１０３と、リアゲートの開放状態での位置を示すゲート開放位置表示部１０４とを含む。

位置出しシート１００の開口部１０１の周囲には、当該開口部１０１の各辺（送電コイル２１）の中央を示す矢印が付されている。また、各タイヤ表示部１０２には、タイヤの車両前後方向における中心線および車幅方向における中心線が付されており、タイヤ表示部１０２の当該車両前後方向における中心線を含む所定範囲がタイヤの接地面（車輪接地面）となる。更に、各ドア開放位置表示部１０３には、図示するように、ノッチ位置ごとのドア位置を示す補助線が付されている。

高さ調整用ポールユニット２００は、図３に示すように、平板状の台座２０１と、台座２０１に連結されて当該台座２０１から上方に延びる円棒状のポール２０２とを含む。本実施形態において、ポール２０２は、例えば自在継手を介して台座２０１に連結されており、当該台座２０１に対して定められたＸ軸の周りに回動自在であると共に、当該Ｘ軸と直交するように台座２０１に対して定められたＹ軸の周りに回動自在である。更に、ポール２０２は、Ｘ軸およびＹ軸の双方（台座２０１の表面）に直交するＺ軸の周りに回転自在である。ただし、ポール２０２は、上記Ｘ軸およびＹ軸の周りに回動自在であればよく、必ずしも上記Ｚ軸の周りに回転自在である必要はない。また、高さ調整用ポールユニット２００では、台座２０１に対して回動したポール２０２を回動した位置に保持しておくことができる。

図３に示すように、台座２０１の表面には、上記Ｘ軸に沿って延びる第１位置決めライン２０１ｘと、上記Ｙ軸に沿って延びる第２位置決めライン２０１ｙとが付されている。更に、ポール２０２の長手方向における中央部付近には、帯状の基準レーザー照射位置２０２ａが定められており、当該ポール２０２の表面には、基準レーザー照射位置２０２ａをゼロ点とする目盛り２０２ｓが付されている。加えて、基準レーザー照射位置２０２ａには、ポール２０２と直交するように鍔状（環状）の補助板２０３が固定されている。

レーザー照射装置３００は、図４に示すように、平板状の台座３０１と、台座３０１に連結されて当該台座３０１から上方に延びる円棒状の支持ロッド３０２と、支持ロッド３０２の先端に固定されたレーザー発生部３０３とを含む。本実施形態において、支持ロッド３０２は、例えば自在継手を介して台座３０１に連結されており、当該台座３０１に対して定められたＸ軸の周りに回動自在であると共に、当該Ｘ軸と直交するように台座３０１に対して定められたＹ軸の周りに回動自在である。更に、支持ロッド３０２は、Ｘ軸およびＹ軸の双方（台座２０１の表面）に直交するＺ軸の周りに回転自在である。ただし、支持ロッド３０２は、上記Ｘ軸およびＹ軸の周りに回動自在であればよく、必ずしも上記Ｚ軸の周りに回転自在である必要はない。また、レーザー照射装置３００では、台座３０１に対して回動した支持ロッド３０２を回動した位置に保持しておくことができる。

図４に示すように、台座３０１の表面には、上記Ｘ軸に沿って延びる第１位置決めライン３０１ｘと、上記Ｙ軸に沿って延びる第２位置決めライン３０１ｙとが付されている。また、本実施形態では、レーザー発生部３０３として、外周の全体から（３６０°の範囲で）支持ロッド３０２と直交する方向にレーザー（レーザー光）を照射可能な３６０°照射タイプのものが採用されている。

次に、図５から図９を参照しながら、車両５０の停車スペースＳＳに送電装置２０を設置する手順について説明する。

車両５０の停車スペースＳＳに送電装置２０を設置するに際しては、まず、１枚の位置出しシート１００、４個の高さ調整用ポールユニット２００、１個のレーザー照射装置３００を用意する。更に、タイヤ（車輪）用の基本スペーサ４００および調整用スペーサ４０５並びに送電装置２０用のスペーサ４１０をそれぞれ複数用意する。

ここで、タイヤ用の基本スペーサ４００は、図５に示すように、タイヤが接する凹部４００ｒと、タイヤ（車輪）を車両前後方向に位置決め可能となるように当該凹部４００ｒの前後に設けられた２つの凸部４００ｐとを有するものである。更に、基本スペーサ４００の車両前後方向における両端部には、対応する凸部４００ｐに連続するように緩やかなスロープが形成されており、当該基本スペーサ４００の上面には、タイヤの車幅方向における外側（左側もしくは右側）の推奨位置を示すガイドラインが付されている（図示省略）。なお、車両５０の後輪に対応した基本スペーサ４００には、図５において二点鎖線で示すように、輪止め４００ｓが設けられてもよい。また、調整用スペーサ４０５は、図示するように、比較的薄厚の板状を呈しており、基本スペーサ４００の下方に配置されるものである。更に、送電装置２０用のスペーサ４１０は、送電装置２０の底面積よりも若干大きい表面積を有する板状に形成されている。

停車スペースＳＳへの送電装置２０の配置に先立って、停車スペースＳＳに上述の位置出しシート１００を敷設する。位置出しシート１００は、車両５０と停車スペースＳＳの周囲の構造物等との干渉が抑制されるように、車両５０への乗降性やゲートを介した荷物の出し入れのし易さ等を考慮しながら当該停車スペースＳＳに敷設される。停車スペースＳＳに対して位置出しシート１００を敷設した後、当該位置出しシート１００の各タイヤ表示部１０２上に高さ調整用ポールユニット２００の台座２０１を設置すると共に、位置出しシート１００の開口部１０１内に送電装置２０を設置する。更に、レーザー照射装置３００（台座３０１）を送電コイル２１の中央に位置するように送電装置２０上に設置する。

各タイヤ表示部１０２上に高さ調整用ポールユニット２００を配置する際には、タイヤ表示部１０２の車両前後方向における中心線に台座２０１の第１位置決めライン２０１ｘを合わせると共に、タイヤ表示部１０２の車幅方向における中心線に台座２０１の第２位置決めライン２０１ｙを合わせる。これにより、高さ調整用ポールユニット２００（台座２０１）をタイヤ表示部１０２の中央すなわち停車スペースＳＳにおけるタイヤの接地面（車輪設置面）の中央に配置することができる。また、送電装置２０やレーザー照射装置３００の設置に際しては、開口部１０１の周囲に付された矢印に台座３０１の第１および第２位置決めライン３０１ｘ，３０１ｙを合わせることで、送電装置２０やレーザー照射装置３００（台座３０１）を開口部１０１（送電コイル２１）の中央に配置することができる。ただし、送電装置２０の開口部１０１内への設置に先立って、レーザー照射装置３００を送電装置２０上に仮固定しておいてもよい。

送電装置２０、高さ調整用ポールユニット２００およびレーザー照射装置３００を停車スペースＳＳ上に配置したならば、図６および図７に示すように、各高さ調整用ポールユニット２００の補助板２０３およびレーザー照射装置３００のレーザー発生部３０３のうち、できるだけ多くが概ね同一の平面内（図６および図７における一点鎖線参照）に含まれるように、各高さ調整用ポールユニット２００のポール２０２や、レーザー照射装置３００の支持ロッド３０２を位置出しシート１００（停車スペースＳＳ）の表面に対して傾斜させる。また、各ポール２０２は、レーザー発生部３０３から照射されるレーザーと垂直をなすように傾斜させられる。

かかる作業に際しては、高さ調整用ポールユニット２００やレーザー照射装置３００を側方から目視しながら、高さ調整用ポールユニット２００のポール２０２やレーザー照射装置３００の支持ロッド３０２を個別に傾斜させていく。この際、停車スペースＳＳの表面に凹凸や傾斜が存在する場合には、何れかの補助板２０３（図６参照）やレーザー発生部３０３（図７参照）が他の補助板２０３等と概ね同一の平面内に含まれなくなる。本実施形態では、他の補助板２０３等と概ね同一の平面内に含まれなくなる補助板２０３等が、当該平面よりも下方（位置出しシート１００側）に位置するように、ポール２０２や支持ロッド３０２を傾斜させる。

続いて、レーザー照射装置３００のレーザー発生部３０３から３６０°の範囲で各高さ調整用ポールユニット２００に対してレーザーを照射し、高さ調整用ポールユニット２００ごとに、ポール２０２における実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置２０２ａとのズレ量を目盛り２０２ｓから読み取っていく。そして、レーザー照射装置３００からのレーザーの照射を停止させた後、実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置２０２ａとの差が予め定められた閾値を超えた高さ調整用ポールユニット２００やレーザー照射装置３００の下方に、基本スペーサ４００あるいはスペーサ４１０等を配置する。

すなわち、何れかの高さ調整用ポールユニット２００において、上記ズレ量が閾値を超えており、かつポール２０２における実際のレーザー照射位置が補助板２０３よりも上方に位置した場合には、図８に示すように、当該高さ調整用ポールユニット２００（台座２０１）の下方に基本スペーサ４００を配置し、当該ズレ量に応じて必要であれば基本スペーサ４００の下方に更に調整用スペーサ４０５を配置する。また、複数の高さ調整用ポールユニット２００において、上記ズレ量が閾値を超えており、かつポール２０２における実際のレーザー照射位置が補助板２０３よりも下方に位置した場合には、図９に示すように、レーザー照射装置３００（台座３０１）の下方に当該ズレ量に応じた数のスペーサ４１０を配置する。なお、この際、基本スペーサ４００等は、位置出しシート１００を捲った状態で停車スペースＳＳの表面に直接設置されるとよい。そして、この段階で位置出しシート１００を取り外してもよい。

上述のようにして基本スペーサ４００等を配置した後、再度、高さ調整用ポールユニット２００およびレーザー照射装置３００を停車スペースＳＳに配置し、補助板２０３およびレーザー発生部３０３が概ね同一の平面内に含まれるように、ポール２０２や支持ロッド３０２の傾きを調整する。更に、レーザー照射装置３００のレーザー発生部３０３から各高さ調整用ポールユニット２００に対してレーザーを照射し、上述のようにして、高さ調整用ポールユニット２００ごとに、ポール２０２における実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置２０２ａとのズレ量を目盛り２０２ｓから読み取る。この場合、必要であれば、上記ズレ量に応じて調整用スペーサ４０５やスペーサ４１０を追加する。この際、当該ズレ量ができるだけ小さくなるように（上記閾値以下になるように）図示しない微調整用のスペーサを用いた調整を行ってもよい。そして、基本スペーサ４００や調整用スペーサ４０５、スペーサ４１０の数が決定した後、アンカー等を用いて基本スペーサ４００等を停車スペースＳＳに固定する。更に、送電装置２０を停車スペースＳＳ上あるいはスペーサ４１０の上に固定する。これにより、停車スペースＳＳへの送電装置２０の設置が完了する。

以上説明したように、本開示における非接触式送電装置の設置方法は、車両５０に搭載された非接触式受電装置１０に電力を供給する非接触式送電装置２０を当該車両５０の停車スペースＳＳに設置する方法である。そして、当該方法は、（ａ）停車スペースＳＳにおける複数の車輪接地面上に高さ調整用ポールユニット２００を配置し、停車スペースＳＳに非接触式送電装置２０を配置すると共に当該非接触式送電装置２０上にレーザー照射装置３００を配置するステップと、（ｂ）レーザー照射装置３００から各高さ調整用ポールユニット２００のポール２０２にレーザーを照射するステップと、（ｃ）ポール２０２の各々におけるレーザーの照射位置と当該ポールに定められた基準レーザー照射位置２０２ａとのズレ量に応じて、複数の車輪設置面上および非接触式送電装置２０の下方の少なくとも何れかにスペーサ４００，４０５，４１０を配置するステップとを含む。かかる方法によれば、非接触式送電装置２０の停車スペースＳＳへの設置に際して、停車スペースＳＳの凹凸や傾斜を詳細に計測することなく、非接触式送電装置２０と車両５０側の非接触式受電装置１０との間隔や、車両５０側の非接触式受電装置１０と非接触式送電装置２０との傾きを調整することができる。従って、非接触式送電装置２０を当該車両の停車スペースＳＳに低コストで精度よく設置することが可能となる。

なお、停車スペースＳＳへの送電装置２０の設置は、車両販売店の従業員、車両販売店の委託業者等によって行われてもよく、車両のユーザによって行われてもよい。また、位置決めシート１００は、必ずしも用いられる必要はなく、車両５０を実際に停車スペースＳＳに停車させた上で、タイヤの接地面等をマーキングし、当該マーキングに基づいて送電装置２０の設置箇所を定めてもよい。更に、レーザー発生部３０３における照射角度は、３６０°よりも小さくてもよく、この場合には、レーザー発生部３０３が３６０°回転可能に構成されるとよい。また、基本スペーサ４００、調整用スペーサ４０５、スペーサ４１０の形状や厚み等は、上述のものに限られず、任意の形状や厚み等を採用することができる。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、非接触式給電システムの製造産業等において利用可能である。

１給電システム、１０非接触式受電装置、１１受電コイル、２０非接触式送電装置、２１送電コイル、２３電力機器、２５電子制御装置、３０筐体、４０交流電源、５０車両、６０バッテリ、１００位置出しシート、１０１開口部、１０２タイヤ表示部、１０３ドア開放位置表示部、１０４ゲート開放位置表示部、２００高さ調整用ポールユニット、２０１台座、２０１ｘ，３０１ｘ第１位置決めライン、２０１ｙ，３０１ｙ第２位置決めライン、２０２ポール、２０２ａ基準レーザー照射位置、２０２ｓ目盛り、２０３補助板、３００レーザー照射装置、３０１台座、３０２支持ロッド、３０３レーザー発生部、４００基本スペーサ、４００ｐ凸部、４００ｒ凹部、４００ｓ輪止め、４０５調整用スペーサ、４１０スペーサ、ＭＧ電動機、ＳＳ停車スペース。

Claims

車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を前記車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法であって、
（ａ）前記接触式送電装置の設置位置を示す開口部と、それぞれ上方から平面視した際の前記車両の対応するタイヤの輪郭を示す複数のタイヤ表示部とを含む位置出しシートを前記停車スペースに敷設するステップと、
（ｂ）前記位置出しシートの前記複数のタイヤ表示部上にポールを配置し、前記位置出しシートの前記開口部内に前記非接触式送電装置を配置すると共に該非接触式送電装置上にレーザー照射装置を配置するステップと、
（ｃ）前記レーザー照射装置から前記ポールの各々にレーザーを照射するステップと、
（ｄ）前記ポールの各々におけるレーザーの照射位置と該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、前記ポールの下方および前記非接触式送電装置の下方の少なくとも何れかにスペーサを配置するステップと、
を含む非接触式送電装置の設置方法。