JP7094628B2 - Vehicle charging system - Google Patents
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Description
本発明は、車両用充電システムに関する。 The present invention relates to a vehicle charging system.
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)。
Conventionally, there is a charging device that charges a power receiving side connector mounted on an electric vehicle (EV) or the like by unmanned or automatically fitting the power feeding side connector. In such a charging device, when the connectors are fitted together, the contact sensor or the like is turned ON (or OFF) when the rod-shaped structure for determining the fitting misalignment is not inserted into the corresponding hole-shaped structure. Abnormality determination of the mating state is performed (see, for example,
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。
By the way, in the above-mentioned
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a vehicle charging system capable of determining whether the mated state of the power receiving side connector and the power feeding side connector is normal or abnormal with a simple configuration. The purpose.
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。 In order to achieve the above object, the vehicle charging system according to the present invention includes a charging device and a power receiving side connector provided on the vehicle, and the charging device is a power feeding side fitted with the power receiving side connector. The connector, a moving portion that fits the power feeding side connector to the power receiving side connector by moving the power feeding side connector from the standby position to the fitting position while the vehicle is stopped, and the power receiving side connector. A convex positioning portion that is inserted into the concave receiving portion provided in the above to make the power receiving side contact of the power receiving side connector and the feeding side contact of the feeding side connector face each other, and the feeding side connector. And the power receiving side connector move relative to each other in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the power feeding side connector, so that the guide portion for guiding the convex positioning portion to the concave receiving portion and the power receiving portion for the vehicle. In a contact state where the side contact and the power feeding side contact are in direct contact with each other, a charging unit that charges via the power feeding side connector and the power receiving side connector, and a communication unit that communicates with the vehicle. The communication unit includes a control unit that controls the charging unit based on the connector fitting information received from the vehicle, and the power receiving side connector is housed in the concave receiving portion and the concave receiving portion. The convex portion inserted into the concave receiving portion between the power receiving side elastic portion that is elastically compressed in the insertion direction by the convex positioning portion inserted into the concave receiving portion and the facing state and the contact state. The control unit includes a power receiving side switch configured to switch from an OFF state to an ON state by compressing the power receiving side elastic portion toward the insertion direction side to an on-stroke by the shape positioning unit. When the connector fitting information is information indicating the ON state of the power receiving side switch, it is characterized in that the charging unit is started to charge.
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。 In the vehicle charging system, in the contact state, the power receiving side switch is turned off by compressing the power receiving side elastic portion to the insertion direction side by the convex positioning portion inserted into the concave receiving portion to the on-stroke. It switches from the state to the ON state.
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。 In the vehicle charging system, the power feeding side connector has a concave portion that movably supports the convex positioning portion in the insertion / removal direction, and the convex positioning that is accommodated in the concave portion and inserted into the concave portion. The feeding side elastic portion is elastically compressed in the extraction direction opposite to the insertion direction by the portion, and the feeding side elastic portion is on-stroke to the removal direction side by the convex positioning portion inserted in the concave portion. It has a power feeding side switch configured to switch from an OFF state to an ON state by being compressed, and the feeding side elastic portion has an elastic force larger than the elastic force of the power receiving side elastic portion. The power feeding side switch maintains an OFF state when the feeding side elastic portion is compressed with less than an onstroke in the contact state, and the charging device switches from the OFF state to the ON state when the power feeding side switch is switched from the OFF state to the ON state. Further, it is provided with a notification unit for notifying the outside of information regarding the positional deviation between the power receiving side contact and the feeding side contact.
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。 In the vehicle charging system, the convex positioning portion is a guide pin, and the concave receiving portion is a guide sleeve having a bottom for restricting the movement of the elastic portion on the power receiving side toward the insertion direction, and the guide is provided. The portion is formed on a facing surface facing the power feeding side connector, and has an inclined surface whose diameter is reduced from the facing surface toward the concave receiving portion.
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。 According to the vehicle charging system according to the present invention, it is possible to determine whether the mating state of the power receiving side connector and the power feeding side connector is normal or abnormal with a simple configuration.
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。 Hereinafter, embodiments of the vehicle charging system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. The components in the following embodiments include those easily conceivable by those skilled in the art or substantially the same. In addition, the components in the following embodiments can be omitted, replaced, or modified in various ways without departing from the gist of the invention.
[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。
[Embodiment]
The
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。 In the following description, unless otherwise specified, the Z direction of FIGS. 1 to 3, 6 and 7 is referred to as a “plugging / unplugging direction” of the power feeding side connector with respect to the power receiving side connector. The direction orthogonal to the Z direction is referred to as the "horizontal direction", the X direction in the "horizontal direction" is referred to as the "depth direction", and the Y direction is referred to as the "width direction". That is, it is assumed that the insertion / extraction direction, the depth direction, and the width direction are orthogonal to each other. In particular, one in the insertion / removal direction is called the "insertion direction" and the other is called the "removal direction". The insertion / removal direction is not limited to the vertical direction, and the horizontal direction is not limited to the direction orthogonal to the vertical direction.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The communication unit 110, for example, performs wireless communication with a wireless communication device outside the vehicle. The communication unit 110 includes an
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the power receiving
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。
The power receiving
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。
The
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。
The power receiving side
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。
The power receiving
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。
The
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。
The charging
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。
The
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。
The power
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。
The power
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。
The
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。
The feeding side
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。
The power
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。
The
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。
The
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。
The charging unit 15 charges the
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。
The
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。
Next, the charging operation of the
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。
First, in step S1, the
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。
Next, in step S2, the
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。
Next, in step S3, the
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。
Next, in step S4, the
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。
Next, in step S5, the
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。
Next, in step S6, the
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。
Next, in step S7, the
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。
In step S8, the
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。
In step S2, when the power
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。
On the other hand, when the power
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。
On the other hand, when the power
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。
The
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。
Further, in the
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。
Further, the
(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。
(Modification example)
In the above embodiment, the
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。
Further, in the above embodiment, the power receiving
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。
Further, in the above embodiment, the
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。
Further, in the above embodiment, the
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。
Further, in the above embodiment, in the guide portion, the tip of the
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。
Further, in the above embodiment, the
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
1
Claims (4)
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。 Charging device and
Equipped with a power receiving side connector provided on the vehicle,
The charging device is
A power supply side connector that fits with the power receiving side connector,
With the vehicle stopped, a moving portion that fits the power feeding side connector to the power receiving side connector by moving the power feeding side connector from the standby position to the fitting position.
A convex positioning portion that is inserted into the concave receiving portion provided on the power receiving side connector so that the power receiving side contact of the power receiving side connector and the feeding side contact of the power feeding side connector face each other in a facing state.
A guide portion that guides the convex positioning portion to the concave receiving portion by relatively moving the power feeding side connector and the power receiving side connector in a direction orthogonal to the insertion / removal direction of the feeding side connector.
A charging unit that charges the vehicle via the power feeding side connector and the power receiving side connector in a contact state in which the power receiving side contact and the power feeding side contact are in direct contact with each other.
A communication unit that communicates with the vehicle,
A control unit that controls the charging unit based on the connector fitting information received from the vehicle by the communication unit is provided.
The power receiving side connector is
The concave receiving portion and
A power receiving side elastic portion housed in the concave receiving portion and elastically compressed in the insertion direction by the convex positioning portion inserted in the concave receiving portion.
Between the facing state and the contact state, the elastic portion on the power receiving side is compressed to the on-stroke side in the insertion direction by the convex positioning portion inserted into the concave receiving portion, so that the elastic portion is turned on from the OFF state. It has a power receiving side switch, which is configured to switch to a state,
The control unit
When the connector fitting information is information indicating the ON state of the power receiving side switch, the charging unit is made to start charging.
A charging system for vehicles that features this.
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。 The power receiving side switch is
In the contact state, the elastic portion on the power receiving side is compressed to the on-stroke by the convex positioning portion inserted into the concave receiving portion, and the state is switched from the OFF state to the ON state.
The vehicle charging system according to claim 1.
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。 The power supply side connector is
A concave portion that movably supports the convex positioning portion in the insertion / extraction direction, and a concave portion.
A feeding side elastic portion housed in the concave portion and elastically compressed in the extraction direction opposite to the insertion direction by the convex positioning portion inserted in the concave portion.
The feeding side switch configured to switch from the OFF state to the ON state by compressing the feeding side elastic portion to the on-stroke side in the removal direction side by the convex positioning portion inserted into the concave portion. Have and
The power feeding side elastic portion has an elastic force larger than the elastic force of the power receiving side elastic portion.
The power supply side switch is
In the contact state, the elastic portion on the feeding side is compressed with less than the on-stroke to maintain the OFF state.
The charging device is
Further provided with a notification unit for notifying the outside of information regarding the positional deviation between the power receiving side contact and the power feeding side contact when the power feeding side switch is switched from the OFF state to the ON state.
The vehicle charging system according to claim 2.
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。 The convex positioning portion is a guide pin.
The concave receiving portion is
A guide sleeve having a bottom that restricts the movement of the elastic portion on the power receiving side toward the insertion direction.
The guide unit
It has an inclined surface formed on the facing surface facing the power feeding side connector and having a diameter reduced from the facing surface toward the concave receiving portion.
The vehicle charging system according to any one of claims 1 to 3.
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