JPWO2011132272A1 - 車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両 - Google Patents

Abstract

制御装置（１８０）は、受電ユニット（１１０）の受電状況に基づいて、送電ユニットと受電ユニット（１１０）との位置合わせを行なうように車両（１００）を制御する。ハイトセンサ（１３５）は、車両（１００）の車高の変化を検知するためのものである。そして、制御装置（１８０）は、ハイトセンサ（１３５）の出力に応じて予め定められた、受電状況と送電ユニットおよび受電ユニット（１１０）間の距離との関係を用いて、ハイトセンサ（１３５）の出力および受電状況に基づいて送電ユニットと受電ユニット（１１０）との位置合わせを行なう。

Description

この発明は、車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両に関し、特に、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両に関する。

特開２００７−９７３４５号公報（特許文献１）は、簡便に充電を行なうことが可能となる駐車支援装置を開示する。この駐車支援装置は、車両の周囲状況を表示する表示部および車両の目標駐車位置を入力する入力部を含むタッチディスプレイと、目標駐車位置に応じた経路を算出して駐車支援制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、所定の条件下で車両に設けられた車両側電力授受部と地上に設けられた機器の機器側電力授受部との位置合わせ支援制御をさらに行なう。好ましくは、駐車支援装置は、車両の周囲状況を撮影するバックモニタカメラをさらに備える。そして、制御装置は、撮影した周囲状況の目標駐車位置付近に機器側電力授受部を示す識別子が存在する場合に、識別子の位置を認識して位置合わせ支援制御を行なう。

この駐車支援装置によれば、運転者が簡便に充電を行なうことが可能となり、充電を行なうことに対する煩雑感が減る。その結果、充電が必要な車両を普及させるのにも寄与できるとされる（特許文献１参照）。

特開２００７−９７３４５号公報 特開２００４−２９１８６５号公報 特開２００６−２８８０３４号公報

近年、充電が必要な車両へ給電設備から給電を行なう方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。

このうち、共鳴法は、一対の共鳴器（たとえば一対の自己共振コイル）を電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である。

このような非接触タイプの給電方法においては、効率的な給電を行なうために、給電設備の送電ユニットと車両に搭載される受電ユニットとの位置合わせが重要である。すなわち、給電設備から車両への給電に共鳴法のような非接触タイプの給電方法を用いる場合には、給電効率を高めるために、給電設備に対する車両の駐車精度が重要である。

それゆえに、この発明の目的は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両において、給電設備に対する車両の駐車精度を向上させることである。

この発明によれば、車両の駐車支援装置は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、車両制御部と、ハイトセンサとを備える。車両制御部は、受電ユニットの受電状況に基づいて、送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせを行なうように車両を制御する。ハイトセンサは、車両の車高の変化を検知するためのものである。そして、車両制御部は、ハイトセンサの出力に応じて予め定められた、受電ユニットの受電状況と送電ユニットおよび受電ユニット間の距離との関係を用いて、ハイトセンサの出力および受電状況に基づいて送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせを行なう。

好ましくは、車両の駐車支援装置は、撮影装置と、誘導制御部とをさらに備える。撮影装置は、車両の外部を撮影する。誘導制御部は、撮影装置によって撮影された画像に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両を制御する。そして、誘導制御部によって送電ユニットに対して予め定められた位置に車両が誘導されると、車両制御部による制御が実行される。

好ましくは、受電ユニットの受電状況と送電ユニットおよび受電ユニット間の距離との関係を示すマップがハイトセンサの出力に応じて予め複数設けられる。車両制御部は、ハイトセンサの出力に基づいてマップを選択し、その選択されたマップを用いて、受電ユニットの受電状況に基づいて送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせを行なう。

好ましくは、マップは、受電ユニットの受電状況と、送電ユニットに対する受電ユニットの位置ずれ量との関係を規定する。車両制御部は、ハイトセンサの出力に基づいて選択されたマップを用いて、受電ユニットの受電状況に基づいて位置ずれ量を推定し、その推定結果に基づいて送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせを行なう。

好ましくは、受電ユニットは、車両の車体底面に固設される。
好ましくは、ハイトセンサは、車両のサスペンションに設けられ、予め定められた基準位置に対する車両の沈み込み量を測定することによって車高の変化を検知する。

また、この発明によれば、電動車両は、上述したいずれかの駐車支援装置と、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニットと、受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて走行トルクを発生する電動機とを備える。

この発明においては、車両の車高の変化を検知するハイトセンサの出力に応じて予め定められた、受電ユニットの受電状況と送電ユニットおよび受電ユニット間の距離との関係を用いて、ハイトセンサの出力および受電状況に基づいて送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせが行なわれる。これにより、乗員数や荷物の重量の変化により車高が変化しても、送電ユニットと受電ユニットとの位置合わせの精度が維持される。したがって、この発明によれば、給電設備に対する車両の駐車精度が向上する。

この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。 共鳴法による送電の原理を説明するための図である。 図１に示す車両の詳細構成図である。 図３に示す制御装置の機能ブロック図である。 送電ユニットに対する受電ユニットの位置ずれ量と給電電圧との関係を示した図である。 送電ユニットに対する受電ユニットの位置ずれ量と受電電圧との関係を示した図である。 車両の車高の変化とハイトセンサの出力との関係の一例を示した図である。 図３に示す制御装置により実行される駐車支援制御の手順を示すフローチャートである。 車両の駐車支援制御実行時における主な信号の波形図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。図１を参照して、車両給電システム１０は、車両１００と、給電設備２００とを備える。車両１００は、受電ユニット１１０と、カメラ１２０と、通信部１３０と、ハイトセンサ１３５とを含む。

受電ユニット１１０は、車両１００の車体底面に固設され、給電設備２００の送電ユニット２２０（後述）から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、自己共振コイル（後述）を含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。カメラ１２０は、車両１００と送電ユニット２２０との位置関係を検知するために設けられ、たとえば車両後方を撮影可能に車体に取付けられる。通信部１３０は、車両１００と給電設備２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。

ハイトセンサ１３５は、車両１００の車高の変化を検知するためのセンサである。一例として、ハイトセンサ１３５は、車両１００のサスペンションに設けられ、予め定められた基準位置に対する車両の沈み込み量を磁気変位や抵抗変位として測定することによって車高の変化を検知する。なお、ハイトセンサ１３５として、車体底面に設置したレーザー変位計を用い、路面との距離の変化を直接測定してもよい。このようなハイトセンサ１３５には、種々の公知のものを用いることができる。

給電設備２００は、電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、発光部２３０と、通信部２４０とを含む。電源装置２１０は、たとえば系統電源から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。なお、電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１Ｍ〜１０数ＭＨｚである。

送電ユニット２２０は、駐車場の床面に固設され、電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、自己共振コイル（後述）を含み、受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。発光部２３０は、送電ユニット２２０上に複数設けられ、送電ユニット２２０の位置を示すために設けられる。発光部２３０は、たとえばＬＥＤなどから成る。通信部２４０は、給電設備２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。

この車両給電システム１０においては、給電設備２００の送電ユニット２２０から高周波の電力が送出され、車両１００の受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルと送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルとが電磁場を介して共鳴することにより、給電設備２００から車両１００へ給電される。ここで、給電設備２００から車両１００への給電が効率的に行なわれるために、車両１００を給電設備２００へ誘導して車両１００の受電ユニット１１０と給電設備２００の送電ユニット２２０との位置合わせを行なう必要がある。この実施の形態においては、車両１００の給電設備２００への駐車制御は、２段階で行なわれる。

第１段階においては、カメラ１２０により撮影される画像に基づいて車両１００のステアリングを制御することによって、給電設備２００の送電ユニット２２０へ車両１００が誘導される。より詳しくは、送電ユニット２２０上に設けられた複数の発光部２３０がカメラ１２０によって撮影され、複数の発光部２３０の位置および向きが画像認識される。そして、その画像認識の結果に基づいて送電ユニット２２０と車両１００との位置および向きが認識され、その認識結果に基づきステアリングを制御することによって、給電設備２００の送電ユニット２２０へ車両１００が誘導される。

ステアリングの制御が終了し、送電ユニット２２０に対して予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、第１段階から第２段階に切替わる。この第２段階では、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への給電が行なわれ、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）することによって、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。より詳しくは、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離が推定される。そして、その推定結果に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）することによって、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。

ここで、乗員数や荷物の重量の変化により車両１００の車高が変化すると、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離が変化する。これにより、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量（路面水平方向のずれ量）が同じであっても、受電ユニット１１０の受電状態が変化する。そこで、この実施の形態においては、受電状況（受電電圧）と上記の位置ずれ量との関係を示すマップをハイトセンサ１３５の出力に応じて予め複数作成しておき、ハイトセンサ１３５の出力に基づいてマップが選択される。そして、その選択されたマップを用いて、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量が推定され、その推定結果に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。

なお、上記の第２段階時に送電ユニット２２０から送出される電力の大きさは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの完了後に送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ供給される電力よりも小さく設定される。上記第２段階時に送電ユニット２２０から電力を送出するのは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせのためであり、本格的な給電を行なう際の大電力は不要だからである。

次に、上記の車両給電システム１０における非接触給電方法の一例について説明する。この実施の形態では、共鳴法を用いて給電設備２００から車両１００への給電が行なわれる。

図２は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図２を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。

具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。

なお、図１との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図１の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図１の送電ユニット２２０に対応する。

図３は、図１に示した車両１００の詳細構成図である。図３を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。また、車両１００は、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とをさらに含む。さらに、車両１００は、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信部１３０と、ハイトセンサ１３５と、タッチディスプレイ１８２と、駐車支援スイッチ（以下「ＰＡ（Parking Assist）スイッチ」とも称する。）１８４と、給電要求スイッチ１８６とをさらに含む。

この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。

モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、たとえば、満充電状態に対する百分率で示される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。

モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。

また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。

動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。

蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電設備２００（図１）から供給される電力やモータジェネレータ１７２，１７４からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。

システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路から成る。インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。

二次自己共振コイル１１２は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電設備２００の一次自己共振コイル（後述）と電磁場を介して共鳴することにより給電設備２００から受電する。なお、二次自己共振コイル１１２の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。この二次自己共振コイル１１２については、給電設備２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイル１１２の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。

二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。

整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。

タッチディスプレイ１８２は、所望の駐車位置に車両１００を誘導して駐車させる制御（以下「駐車支援制御」とも称する。）の実行時、カメラ１２０によって撮影された画像の情報を制御装置１８０から受け、その受けた画像情報を表示する。また、タッチディスプレイ１８２は、上記画像情報を表示するとともに、車両１００の駐車位置を決定するための利用者からの入力を受け付け、その入力された駐車位置情報を制御装置１８０へ出力する。このタッチディスプレイ１８２には、たとえば、カーナビゲーション装置のディスプレイを用いることができる。

制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。

また、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされると、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像の情報をカメラ１２０から受け、その受けた画像情報をタッチディスプレイ１８２へ出力する。さらに、制御装置１８０は、タッチディスプレイ１８２において利用者によって入力された駐車位置の情報をタッチディスプレイ１８２から受ける。また、さらに、制御装置１８０は、電圧センサ１９０によって検出される電圧ＶＨの検出値を電圧センサ１９０から受ける。そして、制御装置１８０は、これらのデータに基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するように、後述の方法により駐車支援制御を実行する。

そして、送電ユニット２２０と車両１００の受電ユニット１１０との位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、通信部１３０を介して給電設備２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。さらに、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電が開始される。

ＰＡスイッチ１８４は、カメラ１２０およびタッチディスプレイ１８２を用いた駐車支援を利用者が要求するためのスイッチである。また、給電要求スイッチ１８６は、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を利用者が要求するためのスイッチである。

図４は、図３に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。図４を参照して、制御装置１８０は、駐車支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、ステアリングＥＣＵ４２０と、車両ＥＣＵ４３０と、モータ制御ＥＣＵ４４０と、充電ＥＣＵ４５０とを含む。

駐車支援ＥＣＵ４１０は、図示されないＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされると、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するための制御を実行する。

具体的には、駐車支援ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０から受ける画像情報をタッチディスプレイ１８２へ出力するとともに、その画像情報に基づいて送電ユニット２２０を認識する。なお、送電ユニット２２０には、送電ユニット２２０の位置および向きを示す複数の発光部２３０が設けられている。そして、駐車支援ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０に映し出された複数の発光部２３０の映像に基づいて送電ユニット２２０との位置関係（おおよその距離および向き）を認識する。なお、駐車支援ＥＣＵ４１０は、ハイトセンサ１３５の出力を受け、ハイトセンサ１３５の出力によって上記位置関係を補正する。

また、駐車支援ＥＣＵ４１０は、タッチディスプレイ１８２において利用者により入力された駐車位置の情報をタッチディスプレイ１８２から受ける。そして、駐車支援ＥＣＵ４１０は、送電ユニット２２０の認識結果およびタッチディスプレイ１８２から受ける駐車位置情報に基づいて、所定速度ＶＳ１で車両１００が後退するように車両ＥＣＵ４３０へ後退指令を出力するとともに、送電ユニット２２０へ適切な向きで車両１００が誘導されるようにステアリングＥＣＵ４２０へ操舵指令を出力する。

また、駐車支援ＥＣＵ４１０は、ステアリングの制御が終了し（すなわち、あとはステアリングを操作することなく後退のみすればよい状態）、予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、その旨を車両ＥＣＵ４３０へ通知する。なお、一例として、送電ユニット２２０に車両１００が近づくことによってカメラ１２０の撮影範囲から送電ユニット２２０が所定量外れる位置を、上記の予め定められた位置とすることができる。ステアリングＥＣＵ４２０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から受ける操舵指令に基づいて、実際にステアリングの自動制御を行なう。

車両ＥＣＵ４３０は、通常の走行が行なわれるときは、アクセルペダル／ブレーキペダルの操作状況や車両の走行状況等に応じて、モータ制御ＥＣＵ４４０へ制御指令を出力する。

駐車支援制御時においては、車両ＥＣＵ４３０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から後退指令を受けると、速度ＶＳ１で車両が後退するようにモータジェネレータ１７４（図３）を駆動するための信号を生成してモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。

そして、送電ユニット２２０に対して所定位置まで車両１００が誘導されたことを示す通知を駐車支援ＥＣＵ４１０から受けると、車両ＥＣＵ４３０は、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）する。これにより、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。

具体的には、車両ＥＣＵ４３０は、速度ＶＳ１よりも低い速度ＶＳ２で車両が後退するための信号を生成してモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。さらに、車両ＥＣＵ４３０は、位置合わせ用の送電を要求する給電指令を通信部１３０を介して給電設備２００へ送信し、給電設備２００からの受電電圧を示す電圧ＶＨ（図３）の検出値を充電ＥＣＵ４５０から受ける。そして、車両ＥＣＵ４３０は、その電圧ＶＨの検出値に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置ずれ量（路面水平方向の横ずれ量）を推定する。

すなわち、図５に示すような一定の給電電圧（給電設備２００の出力電圧）に対して、受電電圧を示す電圧ＶＨは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離に応じて変化する。

図６は、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量と受電電圧との関係を示した図である。なお、受電ユニット１１０が送電ユニット２２０と対向するときを位置ずれ量０とする。また、給電設備２００の出力電圧は一定であるものとする。

図６を参照して、曲線Ｍ１〜Ｍ３は、車両１００の車高がそれぞれ異なる場合の関係を示しており、曲線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の順に車高が低くなる場合の関係が示されている。このように、車両１００の車高が変化すると、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量と受電電圧との関係が変化する。

また、図７は、車両１００の車高の変化とハイトセンサ１３５の出力との関係の一例を示した図である。図７を参照して、車高が変化すると、ハイトセンサ１３５の出力が変化する。

そこで、この実施の形態では、図６に示すように、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量と電圧ＶＨ（受電電圧）との関係を示すマップをハイトセンサ１３５の出力に応じて予め複数作成しておく。そして、ハイトセンサ１３５の出力に基づいてマップを選択し、その選択されたマップを用いて、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量を電圧ＶＨに基づいて推定する。そして、予め定められた位置ずれ量の許容値Ｌｔｈに対応する電圧ＶＨの値Ｖｔｈを電圧ＶＨが超えると、車両ＥＣＵ４３０は、車両１００を停止させる。

再び図４を参照して、車両ＥＣＵ４３０は、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離の推定結果に基づいて、車両１００の減速や停止を指示する指令をモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。そして、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが完了し、車両１００が停止すると、車両ＥＣＵ４３０は、蓄電装置１５０を充電するための給電指令を通信部１３０を介して給電設備２００へ送信するとともに、蓄電装置１５０の充電の開始を指示する指令を充電ＥＣＵ４５０へ出力する。

モータ制御ＥＣＵ４４０は、車両ＥＣＵ４３０からの指令に基づいて、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を制御する。詳しくは、モータ制御ＥＣＵ４４０は、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を駆動するための信号を生成してそれぞれインバータ１６４，１６６および昇圧コンバータ１６２へ出力する。

充電ＥＣＵ４５０は、給電設備２００からの受電電圧を示す電圧ＶＨの検出値を電圧センサ１９０（図３）から受け、その受けた値を車両ＥＣＵ４３０へ出力する。また、充電ＥＣＵ４５０は、車両ＥＣＵ４３０から充電開始指令を受けると、システムメインリレーＳＭＲ２へ出力される信号ＳＥ２を活性化することによってシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、充電ＥＣＵ４５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、蓄電装置１５０の充電が実行される。

この制御装置１８０においては、駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０によって誘導制御部４６０が構成される。誘導制御部４６０は、カメラ１２０により撮影された画像に基づいて車両１００のステアリングを制御することにより、給電設備２００の送電ユニット２２０へ車両１００を誘導する（操舵モード）。また、車両ＥＣＵ４３０、モータ制御ＥＣＵ４４０および充電ＥＣＵ４５０によって車両制御部４７０が構成される。車両制御部４７０は、受電ユニット１１０の受電状況（電圧ＶＨ）に基づいて、送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量を推定する。そして、その推定結果に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）することにより、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせを行なう（減速／停止モード）。

送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置ずれ量は、受電ユニット１１０の受電電圧（電圧ＶＨ）と、送電ユニット２２０および受電ユニット１１０間の距離との関係を示すマップを用いて推定される。ここで、受電電圧（電圧ＶＨ）は、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離に依存するので、この実施の形態では、車両１００の車高の変化を検知するハイトセンサ１３５の出力に応じて上記マップが予め複数作成される。そして、ハイトセンサ１３５の出力に基づいてマップが選択され、その選択されたマップを用いて、電圧ＶＨに基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置ずれ量が推定される。

なお、受電ユニット１１０の受電電圧（電圧ＶＨ）に代えて、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への送電効率を受電状況の指標として用いてもよい。

図８は、図３に示した制御装置１８０により実行される駐車支援制御の手順を示すフローチャートである。図８を参照して、制御装置１８０は、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。これらのスイッチがオンされていないと判定されたときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１８０は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１１０へ処理を移行する。

ステップＳ１０においてＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、タッチディスプレイ１８２の画面上において利用者により車両１００の駐車位置が決定されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。

そして、タッチディスプレイ１８２において駐車位置が決定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御モードが操舵モードとなり、制御装置１８０は、カメラ１２０からの画像情報に基づいて、上述の駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０から成る誘導制御部４６０による自動操舵運転を実行する（ステップＳ３０）。

次いで、制御装置１８０は、給電設備２００の送電ユニット２２０に対して所定位置まで車両１００が誘導されたか否かを判定する（ステップＳ４０）。たとえば、タッチディスプレイ１８２に映し出された送電ユニット２２０が撮影範囲から所定量外れたとき、上記所定位置まで誘導されたものと判定される。

ステップＳ４０において所定位置に到達したものと判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、制御モードが操舵モードから減速／停止モードに切替わる。そして、制御装置１８０は、受電ユニット１１０による給電設備２００からの受電電圧（電圧ＶＨ）に基づいて、上述の車両ＥＣＵ４３０、モータ制御ＥＣＵ４４０および充電ＥＣＵ４５０から成る車両制御部４７０による速度制御（減速／停止）を開始する（ステップＳ５０）。

すなわち、制御装置１８０は、減速指令を生成し、上記自動操舵運転時の速度ＶＳ１からそれよりも低い速度ＶＳ２に車両１００を減速させる（ステップＳ６０）。また、制御装置１８０は、ハイトセンサ１３５の出力を取得する（ステップＳ７０）。そして、制御装置１８０は、ハイトセンサ１３５の出力に応じて予め複数準備された、電圧ＶＨと送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量との関係を示すマップの中から、ステップＳ７０において取得されたハイトセンサ１３５の出力に基づいてマップを選択する（ステップＳ８０）。

次いで、制御装置１８０は、その選択したマップを用いて、受電電圧を示す電圧ＶＨが予め定められたしきい値Ｖｔｈ（図６）を超えたか否かを判定する（ステップＳ９０）。そして、電圧ＶＨがしきい値Ｖｔｈを超えたと判定されると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、停止指令を生成し、車両１００を停止させる（ステップＳ１００）。

車両１００が停止すると、制御装置１８０は、給電設備２００へ給電指令を送信し、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を開始する（ステップＳ１１０）。

図９は、車両１００の駐車支援制御実行時における主な信号の波形図である。図９を参照して、時刻ｔ１以前は、誘導制御部４６０（図３）によるステアリング制御が行なわれているものとする（操舵モード）。なお、操舵モードにおける車両１００の後退速度は、ＶＳ１に設定されている。

時刻ｔ１において、操舵モードにおいて、送電ユニット２２０に対して所定位置まで車両１００が誘導されると、操舵モードから減速／停止モードに制御モードが切替わり、車両制御部４７０（図３）による車両１００の速度制御が実行される。このタイミングで、車両１００の後退速度は、ＶＳ１よりも低いＶＳ２に減速される。

車両１００の受電ユニット１１０が給電設備２００の送電ユニット２２０に近づくにつれて、給電設備２００からの受電電圧を示す電圧ＶＨが上昇する。そして、時刻ｔ２において、ハイトセンサ１３５の出力に基づき選択されたマップにおいて規定されるしきい値Ｖｔｈに電圧ＶＨが達すると、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置ずれ量が許容範囲内になったものと判断され、設定車速が０となって車両１００が停止する。その後、時刻ｔ３において、減速／停止モードから充電モードに制御モードが切替わり、給電設備２００から蓄電装置１５０の充電を指示する充電指令がオンされる。

以上のように、この実施の形態においては、車両１００の車高の変化を検知するハイトセンサ１３５の出力に応じて予め定められた、受電ユニット１１０の受電状況と送電ユニット２２０に対する受電ユニット１１０の位置ずれ量との関係を用いて、ハイトセンサ１３５の出力および受電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。これにより、乗員数や荷物の重量の変化により車高が変化しても、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの精度が維持される。したがって、この実施の形態によれば、給電設備２００に対する車両１００の駐車精度が向上する。

なお、上記の実施の形態においては、給電設備２００に対して車両１００が後方駐車されることを前提にカメラ１２０が車両後部に配設されるものとしたが、給電設備２００に対して車両１００が前方駐車される場合には、カメラ１２０は車両前部に配設されてもよい。

また、上記においては、共鳴法を用いて給電設備２００から車両１００へ非接触で送電するものとしたが、給電設備２００から車両１００への送電手法は、必ずしも共鳴法に限定されるものではなく、その他の非接触送電手法である、電磁誘導を用いた送電や、マイクロ波を用いた送電であってもよい。なお、これらの送電手法においても、給電設備２００から車両１００への給電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離を推定することが可能である。

また、上記においては、発光部２３０に基づいて送電ユニット２２０の位置および方向を画像認識するものとしたが、発光部２３０を設けることなく送電ユニット２２０の形状等を画像認識してもよい。なお、上記の実施の形態のように発光部２３０を設けることによって、夜間においても送電ユニット２２０の位置および方向を認識することが可能である。

また、上記においては、車両１００として、動力分割装置１７７によりエンジン１７６の動力を分割して駆動輪１７８とモータジェネレータ１７２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ１７２を駆動するためにのみエンジン１７６を用い、モータジェネレータ１７４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１７６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。

さらに、この発明は、エンジン１７６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１５０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１６２を備えない車両や、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を備えない車両にも適用可能である。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両給電システム、１００ 車両、１１０ 受電ユニット、１１２，３４０ 二次自己共振コイル、１１４，３５０ 二次コイル、１２０ カメラ、１３０，２４０ 通信部、１３５ ハイトセンサ、１４０ 整流器、１４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１８２ タッチディスプレイ、１８４ ＰＡスイッチ、１８６ 給電要求スイッチ、１９０ 電圧センサ、２００ 給電設備、２１０ 電源装置、２２０ 送電ユニット、２３０ 発光部、３１０ 高周波電源、３２０ 一次コイル、３３０ 一次自己共振コイル、３６０ 負荷、４１０ 駐車支援ＥＣＵ、４２０ ステアリングＥＣＵ、４３０ 車両ＥＣＵ、４４０ モータ制御ＥＣＵ、４５０ 充電ＥＣＵ、４６０ 誘導制御部、４７０ 車両制御部、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２ システムメインリレー。

Claims (7)

1. 車両外部に設けられる給電設備（２００）の送電ユニット（２２０）から送出される電力を受電ユニット（１１０）により非接触で受電して蓄電装置（１５０）に蓄電可能な車両（１００）の駐車支援装置であって、
   前記受電ユニットの受電状況に基づいて、前記送電ユニットと前記受電ユニットとの位置合わせを行なうように前記車両を制御する車両制御部（４７０）と、
   前記車両の車高の変化を検知するためのハイトセンサ（１３５）とを備え、
   前記車両制御部は、前記ハイトセンサの出力に応じて予め定められた、前記受電状況と前記送電ユニットおよび前記受電ユニット間の距離との関係を用いて、前記ハイトセンサの出力および前記受電状況に基づいて前記位置合わせを行なう、車両の駐車支援装置。
2. 前記車両の外部を撮影する撮影装置（１２０）と、
   前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて、前記送電ユニットへ前記車両を誘導するように前記車両を制御する誘導制御部（４６０）とをさらに備え、
   前記誘導制御部によって前記送電ユニットに対して予め定められた位置に前記車両が誘導されると、前記車両制御部による制御が実行される、請求の範囲１に記載の車両の駐車支援装置。
3. 前記受電状況と前記距離との関係を示すマップが前記ハイトセンサの出力に応じて予め複数設けられ、
   前記車両制御部は、前記ハイトセンサの出力に基づいて前記マップを選択し、その選択されたマップを用いて、前記受電状況に基づいて前記位置合わせを行なう、請求の範囲１に記載の車両の駐車支援装置。
4. 前記マップは、前記受電状況と、前記送電ユニットに対する前記受電ユニットの位置ずれ量との関係を規定し、
   前記車両制御部は、前記ハイトセンサの出力に基づいて選択された前記マップを用いて、前記受電状況に基づいて前記位置ずれ量を推定し、その推定結果に基づいて前記位置合わせを行なう、請求の範囲３に記載の車両の駐車支援装置。
5. 前記受電ユニットは、前記車両の車体底面に固設される、請求の範囲１に記載の車両の駐車支援装置。
6. 前記ハイトセンサは、前記車両のサスペンションに設けられ、予め定められた基準位置に対する前記車両の沈み込み量を測定することによって前記車高の変化を検知する、請求の範囲１に記載の車両の駐車支援装置。
7. 請求の範囲１から６のいずれかに記載の駐車支援装置と、
   車両外部に設けられる給電設備（２００）の送電ユニット（２２０）から送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニット（１１０）と、
   前記受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置（１５０）と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行トルクを発生する電動機（１７４）とを備える電動車両。

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