KR101533175B1

KR101533175B1 - 비접촉 충전 장치

Info

Publication number: KR101533175B1
Application number: KR1020137019866A
Authority: KR
Inventors: 도시히로 가이; 쓰롱눔차이 크라이소른
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2015-07-01
Also published as: CN103283110A; US20130278212A1; BR112013016594A2; BR112013015095B1; JP5664665B2; RU2013135263A; US9199547B2; EP2660946A4; EP2660944A1; JP5527431B2; EP2660946B1; KR20130114695A; JPWO2012090613A1; RU2547930C2; KR20130093667A; US20140111152A1; BR112013016594B1; MY164465A; RU2545243C2; WO2012090612A1

Abstract

적어도 자기적 결합에 의해 송전 코일(1A)로부터의 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 코일(1B)을 갖는 수전 장치와, 전력에 의해 충전되는 배터리(5)와, 배터리(5)의 충전 상태를 검출하는 충전 상태 검출 수단과, 충전 상태 검출 수단에 의해 검출되는 충전 상태에 따라서, 수전 코일(1B)의 위치에 대해, 배터리(5)의 충전을 허용하는 송전 코일(1A)의 위치의 범위를 나타내는 충전 허용 범위를 설정하는 충전 허용 범위 설정 수단을 구비한다.

Description

비접촉 충전 장치{NON-CONTACT CHARGING DEVICE}

본 발명은, 비접촉 충전 장치에 관한 것이다.

본 출원은, 2010년 12월 27일에 출원된 일본 특허 출원인 일본 특허 출원 제2010-290133호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 문헌의 참조에 의한 원용이 인정되는 지정국에 대해서는, 상기한 출원에 기재된 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용하여, 본 출원의 기재의 일부로 한다.

차량이 소정 위치에 정차되었을 때에, 그 정차 위치 근방에 미리 설치되고, 차량에 탑재된 배터리에 충전을 행하는 충전 장치와, 차량의 운전자에 의해 보유 지지되고, 통신 기능을 구비한 휴대기와, 휴대기와 통신을 행하는, 차량에 탑재된 차량측 통신기와, 차량에 탑재되어, 차량측 통신기에 의한 휴대기와의 통신 결과에 기초하여, 운전자가 차량으로부터 멀어지고 있다고 판정되었을 때, 배터리의 충전을 개시시키고, 운전자가 차량에 접근하고 있다고 판정되었을 때, 배터리의 충전을 종료시키는 배터리 충전 제어부를 구비하고, 차량의 수전부와 충전 장치의 급전부 사이에서 비접촉 상태를 유지하면서 전자기적인 결합에 의해 전력의 교환을 행하여 배터리를 충전하는, 충전 시스템이 알려져 있다(특허문헌 1).

일본 특허 출원 공개 제2009-89452호 공보

그러나, 수전부의 위치와 급전부의 위치에 기초하는 충전의 가부를 판정하고 있지 않아, 사용자가, 수전부의 위치에 대한 급전부의 위치의 어긋남을, 어느 정도까지 허용되는지 파악할 수 없으므로, 차량의 사용자에 대해 편리성이 좋지 않다고 하는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 사용자의 편리성을 향상시키는 비접촉 충전 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 배터리의 충전 상태를 검출하는 충전 상태 검출 수단과, 충전 상태 검출 수단에 의해 검출되는 충전 상태에 따라서, 송전 코일의 위치의 범위를 나타내는 충전 허용 범위를 설정하는 충전 허용 범위 설정 수단을 구비함으로써 상기 과제를 해결한다.

본 발명에 따르면, 충전 상태에 따라서 충전 허용 범위를 설정하거나, 또는 충전 상태 및 송전 코일의 위치에 따라서 충전 시간을 산출함으로써, 예를 들어 충전 상태가 높은 경우에는 충전에 필요로 하는 전력량이 낮은 만큼, 충전 허용 범위를 넓게 설정함으로써, 송전 코일의 위치 어긋남을 허용하는 범위를 넓힐 수 있고, 또는 예를 들어 송전 코일의 위치 어긋남에 의해 충전 시간이 긴 경우라도, 당해 충전 시간을 확인한 사용자의 판단에 의해 충전을 개시시킬 수 있어, 그 결과로서 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 배터리 컨트롤러 및 전자 제어 유닛의 블록도이다.
도 3a는 도 1의 송전 코일 및 수전 코일이 대향한 상태를 도시하는 평면도 및 사시도이다.
도 3b는 도 1의 송전 코일 및 수전 코일이 대향한 상태를 도시하는 평면도 및 사시도로, X축 방향으로 어긋난 경우를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3a, 도 3b에 도시하는 X축 방향(Y축 방향) 및 Z축 방향의 수전 코일(1B)에 대한, 수전 가능한 전력의 특성을 나타내는 도면이다.
도 5a는 도 1에 있어서, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 수전 코일의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5b는 도 1에 있어서, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 수전 코일의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 도 1에 있어서, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 수전 코일의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6b는 도 1에 있어서, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 수전 코일의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 2의 충전 허용 범위 설정부에 의해 설정되는 충전 허용 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 배터리 컨트롤러 및 전자 제어 유닛의 블록도이다.
도 10은 도 9의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 배터리 컨트롤러 및 전자 제어 유닛의 블록도이다.
도 12는 도 11의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 배터리 컨트롤러 및 전자 제어 유닛의 블록도이다.
도 14는 도 13의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템의 배터리 컨트롤러 및 전자 제어 유닛의 블록도이다.
도 16은 도 15의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 비접촉 충전 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

《제1 실시 형태》

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 적용한 비접촉 충전 시스템을 도시하는 블록도로, 지상측 유닛(100)과 차량측 유닛(200)을 구비하고, 급전 스탠드 등에 설치되는 지상측 유닛(100)으로부터, 차량 등에 탑재되는 차량측 유닛(200)의 배터리(5) 등의 부하에 비접촉으로 전력을 공급하여, 배터리(5)를 충전하는 시스템이다. 이하, 본 예는, 비접촉 충전 시스템을 포함하는 비접촉 충전 장치를, 전기 자동차 및 차량의 주차 공간에 설치되는 충전 장치에, 탑재하는 예를 들어 설명하지만, 본 예의 비접촉 충전 시스템을 포함하는 비접촉 충전 장치는, 전기 자동차 이외의 차량에 설치해도 되고, 또한 차량 이외에 설치해도 된다.

지상측 유닛(100)은, 송전 코일(1A)과, 지상측 전기 회로(2A)와, 전자 제어 유닛(ECU)(3)과, 계통 전원(4)과, 지상측 통신기(8A)를 구비한다. 계통 전원(4)은, 지상측 전기 회로(2A)에 교류 전력을 공급한다. 지상측 전기 회로(2A)는, 정류기, 전력 변환기, 공진 회로 등을 포함하는 회로로, 계통 전원(4)으로부터 송전되는 교류 전력을 교류파 교류 전력으로 변환하여, 송전 코일(1A)에 송전한다. 송전 코일(1A)은 전자기 유도 작용에 의해 비접촉 상태에서 고주파 전력을 수전 코일(1B)에 송전한다. 송전 코일(1A)은, 본 예의 비접촉 충전 시스템을 설치한 주차장에 있어서의, 주차 공간에 설치된다. 차량측 유닛(200)을 구비한 차량이 당해 주차 공간에 주차되면, 송전 코일(1A)은, 수전 코일(1B)의 하부이며, 수전 코일(1B)과 거리를 유지하고, 위치 부여된다. ECU(3)는, 지상측 유닛(100)의 전체를 제어하는 제어 컨트롤러로, 지상측 전기 회로(2A)를 제어하여, 예를 들어 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)에의 송전의 개시 및 종료를 행하여, 송전 코일(1A)로부터 송전되는 전력을 조정한다. 지상측 통신기(8A)는, 차량측 통신식(8B)과의 사이에서 통신을 행하여, ECU(3)의 제어 신호에 기초하여, 송전하는 타이밍, 송전 전력 등을 차량측 유닛(200)에 송신한다. 또한 지상측 통신기(8A)는, 송전 코일(1A)의 위치를, 차량측 유닛(200)에 송신한다.

차량측 유닛(200)은, 수전 코일(1B)과, 차량측 전기 회로(2B)와, 배터리(5)와, 전자 제어 유닛(ECU)(7)과, 배터리 컨트롤러(BC)(6)와, 차량측 통신기(8B)를 구비한다. 수전 코일(1B)은, 전자기 유도 작용에 의해 비접촉 상태에서 송전 코일(1A)로부터 송전되는 고주파 전력을 수전하는 코일이며, 차량측 유닛(200)을 구비한 차량의 저면(섀시) 등에 설치된다. 차량측 전기 회로(2B)는 공진 회로, 정류기, 정션 블록(J/B) 등을 포함하는 회로로, 수전 코일(1B)로부터 송전되는 전력을 변환하고, 배터리(5)에 전력을 공급하여, 배터리(5)를 충전한다. 즉, 차량측 전기 회로(2B)는, 배터리(5)를 충전하는 충전기의 기능을 구비한다. 배터리(5)는, 복수의 2차 전지를 접속한 전지로, 차량측 유닛(200)을 구비한 차량의 동력원이다. BC(6)는, 배터리(5)를 관리하는 컨트롤러로, 배터리(5)의 충전 상태(SOC : State of Charge), 배터리(5)의 잔존 용량 등을 검출한다. ECU(7)는, 수전 코일(1B), 차량측 전기 회로(2B) 및 BC(6)를 통괄하여 제어하는 컨트롤러이며, BC(6)에 의해 관리되고 있는 배터리(5)의 상태에 따라서, 차량측 전기 회로(2B)를 제어하여, 배터리(5)의 충전을 관리한다. 차량측 통신기(8B)는, 지상측 통신기(8A)와의 사이에서 통신을 행하여, 송전 코일(1A)의 위치 정보나, 송전 코일(1A)로부터 송전되는 전력에 관한 정보 등을 수신하여, ECU(7)에 송신한다.

다음에, 도 2를 사용하여, BC(6)와 ECU(7)의 구성을 설명한다. 도 2는 BC(6)와 ECU(7)의 구성을 도시하는 블록도이다. BC(6)는 충전 상태 검출부(601)를 구비한다. 충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 SOC를 검출한다. SOC는, 배터리(5)의 전압과 상관성을 갖고 있으므로, 충전 상태 검출부(601)는 배터리(5)의 전압을 검출함으로써, 배터리(5)의 SOC를 검출하면 된다. 충전 상태 검출부(601)에 의해 검출된, 배터리(5)의 SOC에 관한 정보는 ECU(7)로 송신된다.

ECU(7)는, 충전 허용 범위 설정부(701)와, 판정부(702)와, 판정 결과 통지부(703)와, 충전 제어부(704)를 구비한다. 충전 허용 범위 설정부(701)는, 충전 상태 검출부(601)에 의해 검출되는 SOC에 따라서, 충전 허용 범위를 설정한다. 충전 허용 범위는, 수전 코일(1B)의 위치에 대해, 배터리(5)의 충전을 허용하는 송전 코일(1A)의 위치의 범위를 나타내고 있다. 송전 코일(1A)은 지상측 유닛(100)에 설치되고, 수전 코일(1B)은 차량측 유닛(200)에 설치되어 있으므로, 수전 코일(1B)에 대한 송전 코일(1A)의 상대적인 위치는, 차량의 주차 위치에 따라서 바뀐다. 본 예는, 차량이 주차 공간에 주차된 경우에 있어서의, 배터리(5)의 충전을 허용하는, 코일의 위치 관계의 판정 기준으로서, 후술하는 바와 같이 충전 허용 범위를 설정한다.

판정부(702)는, 수전 코일(1B)의 위치에 대한 송전 코일(1A)의 위치에 따라서, 배터리(5)의 충전을 허용할지 여부의 판정을 행하여, 차량이 주차되어 있는 상태에서, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는 경우에는 충전을 허용하고, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 밖에 있는 경우에는 충전을 허용하지 않는다. 판정 결과 통지부(703)는, 판정부(702)에 의한 판정 결과를, 예를 들어, 인스트루먼트 패널에 설치되는 내비게이션 시스템(도시하지 않음)이나 음성 등에 의해 사용자에게 표시한다.

여기서, 배터리(5)의 충전에 대해, 충전하기 위한 최적의 전력은 SOC에 따라서 미리 설정되어 있고, 만충전에 근접함에 따라 작아지도록 설정되어 있다. 그리고 BC(6)는, 배터리(5)의 SOC를 관리하고 있고, 미리 설정된 충전 방식에 기초하여, 충전 제어부(704)에 대해, 충전을 위해 필요한 전력을 요구한다. 그리고, 충전 제어부(704)는, BC(6)로부터 요구되는 전력에 따라서, 배터리(5)의 충전시에, 차량측 전기 회로(2B)로부터 배터리(5)에 출력되는 전력을 제어하고, 배터리(5)의 SOC가 높아짐에 따라, 단계적으로 차량측 전기 회로(2B)의 출력 전력을 낮추어, 배터리(5)의 충전 전력을 제한한다. 구체적으로는, 충전 제어부(704)하에서, 차량측 전기 회로(2B)의 충전기에 의한 배터리(5)의 충전은, 예를 들어 정전류 충전으로 개시하고, 다단 정전류 충전 또는 다단 정전압 충전으로 전환하는 방식으로 행해진다.

다음에, 도 3 및 도 4를 이용하여, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 위치 관계에 의해, 수전 코일(1B)에 의해 수전되는 전력이 변화되는 것을 설명한다. 도 3a 및 도 3b는, 송전 코일(1A) 및 수전 코일(1B)이 대향한 상태를 도시하는 평면도 a)와, 사시도 b), c)이다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, X축 및 Y축은, 송전 코일(1A) 및 수전 코일(1B)의 평면 방향을 나타내고, Z축은 높이 방향을 나타낸다. 또한, 본 설명을 위해, 송전 코일(1A) 및 수전 코일(1B)은 모두 동일한 원 형상으로 되어 있지만, 본 예는 반드시 원형으로 할 필요는 없고, 또한 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)을 동일한 형상으로 할 필요도 없다.

송전 코일(1A)을 지상에, 수전 코일(1B)을 차량 탑재한 것으로 한 경우에, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 평면 방향인 X축, Y축 방향에 있어서, 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)에 합치하도록 차량이 주차장에 주차되면 좋지만, 운전자의 기량에 따라, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 상대적인 위치가, 평면 방향에 있어서 어긋나 버리는 경우가 있다. 또한, 차량의 높이는, 차량의 종류나 적하량에 따라 다르므로, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 높이 방향 Z의 거리는 차량 높이에 따라서도 다르다.

지상측 전기 회로(2A)로부터 송전 코일(1A)에 공급되는 전력을 일정하게 하는 경우에, 수전 코일(1B)에 의해 수전되는 전력의 효율은, 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)에 합치하는 상태(도 3a의 상태에 상당)가 가장 높고, 수전 코일(1B)의 중심점이 송전 코일(1A)의 중심점으로부터 멀어지면 낮아져 버린다.

도 4는, 도 3a, 도 3b에 도시하는 X축 방향(Y축 방향) 및 Z축 방향의 수전 코일(1B)에 대한, 수전 가능한 전력의 특성을 나타낸다. 또한, 지상측 전기 회로(2A)로부터 송전 코일(1A)에 공급되는 전력은 일정한 것으로 한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 위치를 바꾸지 않고, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 거리를, Z축 방향으로 크게 한 경우에는, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 간격이 넓어지므로, 수전 코일(1B)의 수전 전력은 낮아진다.

수전 코일(1B)은 차량에 고정되어 있어, 수전 코일(1B)과 송전 코일(1A)의 Z방향의 거리는, 차량의 주차 위치에 대해 크게 변화되지 않고, Z방향의 거리(Z₁)로 고정되어 있다. Z방향의 거리를 Z₁로 고정한 상태에서, 도 4의 점선은, 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력을 나타내고 있다. 평면 방향에 있어서, 송전 코일(1A)의 중심점과 수전 코일(1B)의 중심점의 위치 어긋남이 없고, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)이 정면 대향한 상태인 경우(도 3a에 상당)에는, 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력은, 3.0㎾로 된다(도 4의 점 A). 수전 코일(1B)의 중심점이 송전 코일(1A)의 중심점으로부터 X방향(또는 Y방향)으로 어긋나, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 X방향의 거리가 X₁로 되면(도 3b에 상당), 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력은 낮아져, 1.5㎾로 된다(도 4의 점 B). 또한, 수전 코일(1B)의 중심점이 송전 코일(1A)의 중심점으로부터 X방향(또는 Y방향)으로 더욱 어긋나, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 X방향의 거리가 X₂로 되면, 수전 코일(1B)에서 수전되는 전력은 더욱 낮아져, 1.0㎾로 된다(도 4의 점 C).

다음에, 도 5를 이용하여, 수전 코일(1B)의 수전 전력과 배터리(5)의 충전 시간에 대해 설명한다. 도 5a 및 도 5b는, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 도 5a는 수전 코일(1B)의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을, 도 5b는 수전 코일(1B)의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타낸다. 배터리(5)의 SOC가 10％인 상태로부터 충전을 개시하고, 배터리(5)의 SOC가 100％로 된 시점에서 충전을 종료시킨다. 도 5a의 충전의 특성은, 도 3a에 나타내는 코일의 위치 관계이며, 도 4의 점 A에 있어서의 전력으로 충전을 행한 경우의 특성을 나타내고 있고, 도 5b의 충전의 특성은, 도 3b에 나타내는 코일의 위치 관계이며, 도 4의 점 B에 있어서의 전력으로 충전을 행한 경우의 특성을 나타내고 있다.

또한, 충전 제어부(704)는, 배터리(5)의 SOC가 80％로 될 때까지는, 배터리(5)의 충전 전력을 3.0㎾로 하고, 배터리(5)의 SOC가 80％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 2.5㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 90％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 1.5㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 94％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 1.2㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 96％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 1.0㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 98％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 0.8㎾로 낮추어, 배터리(5)를 충전한다.

도 5a에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서, SOC가 10％인 상태로부터 충전을 개시하면, 충전 제어부(704)는 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력(3.0㎾)을 충전 전력으로서 배터리(5)에 공급하여 충전하고, 상기한 충전 제어에 따라서, SOC에 따라 단계적으로 충전 전력을 낮춘다. 충전 시간에 대해, SOC가 10％로부터 80％로 될 때까지 필요한 시간은 6h이고, SOC가 80％로부터 90％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 90％로부터 94％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 94％로부터 96％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 96％로부터 98％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 98％로부터 100％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h로 된다. 그리고, 배터리(5)의 SOC가 10％인 상태로부터 만충전까지 충전하기 위해 필요한 충전 시간은, 8.5h(＝6＋0.5＋0.5＋0.5＋0.5＋0.5)로 된다.

한편, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서, SOC가 10％인 상태로부터 충전을 개시하면, 충전 제어부(704)는 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력(1.5㎾)을 충전 전력으로서 배터리(5)에 공급하여, 배터리(5)를 충전한다. 상기한 바와 같이, SOC가 94％로 될 때까지는, 본 예의 배터리(5)는 1.5㎾ 이상의 전력으로 충전할 수 있다. 그러나, 도 3b에 나타내는 코일의 위치의 상태에서는, 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력은 1.5㎾이므로, 배터리(5)의 SOC가 94％로 될 때까지는, 충전 전력을 1.5㎾로 하여 충전하고, 배터리(5)의 SOC가 94％에 도달하였을 때부터, 상기한 바와 마찬가지로, 단계적으로 충전 전력을 낮춘다.

충전 시간에 대해, SOC가 10％로부터 80％로 될 때까지 필요한 시간은 12h이고, SOC가 80％로부터 90％로 될 때까지 필요한 시간은 0.835h이고, SOC가 90％로부터 94％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 94％로부터 96％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 96％로부터 98％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 98％로부터 100％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h로 된다. 그리고, 배터리(5)의 SOC가 10％인 상태로부터 만충전까지 충전하기 위해 필요한 충전 시간은, 14.835h(＝12＋0.835＋0.5＋0.5＋0.5＋0.5)로 된다.

즉, 도 3b에 도시하는 코일의 위치 상태에서는, 도 3a에 도시하는 코일의 위치 상태와 비교하여, 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력이 작기 때문에, SOC 10％로부터 만충전까지 충전시키기 위한 충전 시간이 길어진다.

다음에, 도 6을 사용하여, 수전 코일(1B)의 수전 전력과 배터리(5)의 충전 시간에 대해 설명한다. 도 5와 다른 점은, SOC가 90％인 시점으로부터 충전을 개시하는 점이다. 도 6a 및 도 6b는, 충전 시간에 대한 배터리(5)의 충전 전력의 특성을 나타내는 그래프로, 도 6a는 수전 코일(1B)의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을, 도 6b는 수전 코일(1B)의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서 충전한 경우의 특성을 나타낸다. 도 6a의 충전의 특성은, 도 3a에 도시하는 코일의 위치 관계이며, 도 4의 점 A에 있어서의 전력으로 충전을 행한 경우의 특성을 나타내고 있고, 도 6b의 충전의 특성은, 도 3b에 도시하는 코일의 위치 관계이며, 도 4의 점 B에 있어서의 전력으로 충전을 행한 경우의 특성을 나타내고 있다.

도 6에 나타내는 예에서는, 배터리(5)의 SOC가 90％인 상태로부터 충전을 행하므로, 충전 제어부(704)는, 배터리(5)의 SOC가 94％로 될 때까지는 배터리(5)의 충전 전력을 1.5㎾로 하고, 배터리(5)의 SOC가 94％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 1.2㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 96％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 1.0㎾로 낮추고, 배터리(5)의 SOC가 98％로 되면 배터리(5)의 충전 전력을 0.8㎾로 낮추어, 배터리(5)를 충전한다.

도 6a에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력이 3.0㎾인 상태에서, SOC가 90％인 상태로부터 충전을 개시하면, 충전 제어부(704)는 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력(3.0㎾)을 충전 전력(1.5㎾)으로 낮추어, 배터리(5)에 공급하여 충전하고, 상기한 충전 제어에 따라, SOC에 따라서 단계적으로 충전 전력을 낮춘다. 충전 시간에 대해, SOC가 90％로부터 94％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 94％로부터 96％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 96％로부터 98％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 98％로부터 100％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h로 된다. 그리고, 배터리(5)의 SOC가 90％인 상태로부터 만충전까지 충전하기 위해 필요한 충전 시간은, 2.0h(＝0.5＋0.5＋0.5＋0.5)로 된다.

한편, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력이 1.5㎾인 상태에서, SOC가 90％인 상태로부터 충전을 개시하면, 충전 제어부(704)는 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력(1.5㎾)을 충전 전력으로서 배터리(5)에 공급하여 충전하고, 상기한 충전 제어에 따라, SOC에 따라서 단계적으로 충전 전력을 낮춘다. 충전 시간에 대해, SOC가 90％로부터 94％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 94％로부터 96％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 96％로부터 98％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h이고, SOC가 98％로부터 100％로 될 때까지 필요한 시간은 0.5h로 된다. 그리고, 배터리(5)의 SOC가 90％인 상태로부터 만충전까지 충전하기 위해 필요한 충전 시간은, 2.0h(＝0.5＋0.5＋0.5＋0.5)로 된다.

도 3b에 도시하는 코일의 위치 상태에서는, 도 3a에 도시하는 코일의 위치 상태와 비교하여, 수전 코일(1B)에서 수전되는 최대 전력이 작아진다. 그러나, 수전 코일(1B)의 최대의 수전 전력이, 배터리(5)의 충전 개시시의 최대 충전 전력 이상이므로, 도 3b에 도시하는 바와 같이 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있어도, 충전 시간은 변함없다.

즉, SOC가 만충전에 가까운 경우에는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 충전에 필요한 전력은 작아도 되므로, SOC가 만충전에 가까울수록, 코일의 위치 어긋남을 용인해도 된다.

다음에, 본 예의 비접촉 충전 시스템에 있어서의 제어 내용을, 도 2 및 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은, 충전 허용 범위를 설명하기 위한 개요도로, 수전 코일(1B)의 평면도에 대응하고 있다.

본 예의 비접촉 충전 시스템은, 차량을, 지상측 유닛(100)을 구비한 주차 공간에 주차시킬 때에 작동한다. 우선, 충전 상태 검출부(601)는 배터리(5)의 SOC를 검출하고, 검출된 SOC에 관한 정보를 ECU(7)에 송신한다. 그리고, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 배터리(5)의 SOC에 따라서, 이하와 같이, 충전 허용 범위를 설정한다. 충전 허용 범위 설정부(701)는, 송전 코일(1A) 또는 수전 코일(1B)의 주면(主面) 방향을 따른 충전 허용 범위를 설정한다. 충전 허용 범위는, 수전 코일(1B)을 중심으로 한, 가상적인 원 형상의 범위이며, 충전 허용 범위 내에 송전 코일(1A)을 포함하는 경우에 충전을 허가한다고 판정하기 위한 범위이다. 또한 충전 허용 범위는, 미리 상정되어 있는 충전 시간 내에 충전을 종료하도록 설정되어 있다. 도 5b에 나타내는 바와 같이, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 위치 어긋남이 큰 경우라도, 수전 코일(1B)이 전력을 수전할 수 있는 상태이면, 배터리(5)를 충전할 수 있다. 그러나, 배터리(5)의 SOC가 작은 상태로부터 만충전까지 충전시키는 경우에는, 충전 시간이 길어져 버린다. 그로 인해, 충전 허용 범위는, 배터리(5)의 SOC에 따라서, 미리 상정되어 있는 충전 시간 내에 충전을 종료하기 위해, 허용되는 코일의 위치 어긋남을, 수평 방향(주차 공간에 평행한 방향)의 영역으로 하여 설정되어 있다.

구체적으로는 도 7에 도시하는 바와 같이, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 배터리(5)의 SOC가 0％로부터 80％ 미만인 경우에는, 에어리어 (a)를 충전 허용 범위로 설정하고, 배터리(5)의 SOC가 80％ 이상이고 90％ 미만인 경우에는, 에어리어 (b)를 충전 허용 범위로 설정하고, 배터리(5)의 SOC가 90％ 이상인 경우에는, 에어리어 (c)를 충전 허용 범위로 설정한다. 즉, 충전 허용 범위 설정부(701)는, SOC가 클수록 충전 허용 범위를 넓게 설정함으로써, SOC가 높을수록 허용되는 코일의 위치 어긋남이 커진다.

충전 허용 범위 설정부(701)에 의해 충전 허용 범위가 설정되면, ECU(7)는 당해 충전 허용 범위를 도시하지 않은 내비게이션 장치 및 차량 탑재 카메라를 사용한 주차 지원 시스템을 이용하여, 내비게이션 장치의 디스플레이에, 당해 충전 허용 범위를 표시한다. 차량의 운전자는, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 포함되도록, 당해 디스플레이를 보고 주차 위치를 맞춤으로써, 충전에 적합한 위치에 주차시킬 수 있다.

그리고 주차 후, ECU(7)는 통신기(8A, 8B)를 통해 송전 코일(1A)의 위치를 검출한다. 또한, 본 예에 있어서, 송전 코일(1A)의 위치는, 지상측 통신기(8A) 및 차량측 통신기(8B)에서 행해지는 통신에 의해 검출되지만, 예를 들어 송전 코일(1A) 또는 수전 코일(1B)에 위치 센서를 설치함으로써 검출해도 된다. 혹은, 지상측 유닛(100)에 신호 송신용 안테나를 설치하고, 차량측 유닛(200)에 리시버를 설치하여, 당해 안테나로부터 송신되는 신호의 통신 상태로부터 코일의 위치를 검출해도 된다.

통신기(8A, 8B)를 통해 송전 코일(1A)의 위치가 검출되면, 판정부(702)는 송전 코일의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 송전 코일의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는 경우에는, 판정부(702)는, 배터리(5)를 충전할 수 있다고 판정한다. 판정부(702)에 의해 충전을 허용하는 판정이 행해진 경우에는, 충전 제어부(704)는, 충전 상태 검출부(601)에 의해 검출된 SOC에 따라서, 수전 코일(1B)의 수전 전력을, 배터리(5)의 충전에 적합한 충전 전력으로 되도록 제어하여 배터리(5)에 공급한다. 즉, 수전 코일(1B)의 수전 전력이 충전에 적합한 충전 전력보다 큰 경우에는, 충전 제어부(704)는 수전 전력을 낮추어, 충전에 적합한 충전 전력을 배터리(5)에 공급한다. 한편, 수전 코일(1B)의 수전 전력이 충전에 적합한 충전 전력보다 작은 경우에는, 충전 제어부(704)는, 수전 코일(1B)의 수전 전력을, 충전 전력으로서 배터리(5)에 공급한다. 판정부(702)에 의해 충전을 허용하지 않는 판정이 행해진 경우에는, 판정 결과 통지부(703)는, 당해 판정의 결과를 통지하고, 운전자에 대해 재주차를 촉구하는 취지의 통지를 해도 된다.

충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 충전 중에도 SOC를 검출하고, 충전 제어부(704)는, SOC가 높아짐에 따라, 충전 전력을 단계적으로 낮춘다. 그리고, 배터리(5)가 만충전으로 된 시점에서, 충전 제어부(704)는 배터리(5)에의 전력 공급을 종료한다. 이에 의해, 본 예의 비접촉 충전 시스템에 있어서, 배터리(5)가 충전된다.

다음에, 도 8을 사용하여, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 설명한다. 도 8은, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 개시되면, 스텝 S1에서, 충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 SOC를 검출하고, ECU(7)에 검출한 SOC의 정보를 송신한다. 스텝 S2에서, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 검출한 SOC에 따라서 충전 허용 범위를 설정한다. 스텝 S3에서, ECU(7)는, 지상측 통신기(8A) 및 차량측 통신기(8B)를 통해 송신 코일(1A)의 위치를 검출한다. 또한, 본 예의 비접촉 충전 시스템에 있어서, 예를 들어 차량이 주차 공간에 근접한 경우나 차량이 주차 공간에 주차되기 시작한 경우에, 지상측 통신기(8A)는, 차량측 통신기(8B)와 통신을 개시하여, 송신 코일(1A)의 위치를 검출해도 된다.

스텝 S4에서, 판정부(702)는, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 없는 경우에는, 판정부(702)는 충전을 허용하지 않고, 스텝 S401에서, 판정 결과 통지부(703)는, 재주차를 촉진시키기 위한 표시를 탑승자에 대해 행함으로써, 충전을 허용하지 않는 취지의 판정 결과를 탑승자에게 통지하고, 스텝 S1로 복귀한다. 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는 경우에는, 판정부(702)는 충전을 허용하고, 스텝 S5로 이행한다.

스텝 S5에서, 충전 제어부(704)는, 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하여, 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다. 또한 판정 결과 통지부(703)는, 충전을 개시하는 것을 탑승자에 대해 통지함으로써, 충전을 허용하는 취지의 판정 결과를 탑승자에게 통지한다. 그리고, 배터리(5)의 SOC가 만충전 상태로 되어, 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 종료된다.

상기한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 수전 코일(1B)과, 차량측 전기 회로(2B)와, 배터리(5)와, 충전 상태 검출부(601)와, 충전 허용 범위 설정부(701)를 구비하고, SOC에 따라서, 수전 코일(1B)의 위치에 대해, 배터리의 충전을 허용하는 송전 코일(1A)의 위치의 범위를 나타내는 충전 허용 범위를 설정한다. 배터리(5)를 충전하기 위해 허용되는, 수전 코일(1B)과 송전 코일(1A)의 위치 어긋남은, 배터리(5)의 SOC에 따라서 바뀐다. 본 예는, SOC에 따라서 충전 허용 범위를 설정하므로, 당해 위치 어긋남을 허용하는 범위를 정할 수 있고, 예를 들어 코일의 위치 어긋남이 충전 허용 범위 밖이면, 운전자는 코일의 위치 어긋남이 충전 허용 범위 내로 들어가도록 차량을 주차시키면 되므로, 사용자에 대한 편리성을 높일 수 있다. 또한, 본 예는, 예를 들어 내비게이션 장치에 있어서의 주차 지원 시스템을 이용하여, 내비게이션 장치의 디스플레이에 충전 허용 범위를 표시시키는 경우에는, 운전자는 당해 충전 허용 범위를 보면서 차량을 주차함으로써, 송전 코일(1A)의 위치에 대해, 배터리(5)의 충전을 허용하는 범위 내로 수전 코일(1B)의 위치를 정렬시킬 수 있다. 그 결과로서, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 사용자에 대한 편리성을 높일 수 있다.

또한 본 예에 있어서, 충전 허용 범위 설정부(701)는, SOC가 높을수록 충전 허용 범위를 넓게 설정한다. SOC가 높은 배터리(5)를 충전하기 위한 최적의 충전 전력은, SOC가 낮은 배터리(5)의 충전 전력보다 작아진다. 그로 인해, SOC가 높은 경우에는, 수전 코일(1B)의 수전 전력이 작아도 되므로, 코일의 위치 어긋남을 허용하는 범위가 넓어진다. 본 예에서는, SOC가 높을수록 충전 허용 범위를 넓게 설정하므로, SOC에 따라서, 충전할 때에 허용되는, 코일의 위치 어긋남의 범위를 설정할 수 있고, 그 결과로서 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한 본 예에 있어서, 송전 코일의 위치를 검출하기 위한 통신기(8A, 8B)와, 판정부(702)와, 판정부(702)의 판정 결과를 통지하는 판정 결과 통지부(703)를 구비하고, 판정부(702)는, 송전 코일의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는 경우에, 판정부(702)는 배터리(5)의 충전을 허용한다고 판정한다. 이에 의해, 탑승자는 판정 결과 통지부(703)에 의해 통지되는 판정 결과를 봄으로써, 현재의 주차 상태에서, 충전을 할 수 있는지 여부를 확인할 수 있다. 또한 코일의 위치 어긋남이 커, 충전에 적합하지 않은 상태로 차량을 주차한 경우에는, 탑승자는 판정 결과 통지부(703)의 통지에 의해 당해 상태를 확인할 수 있고, 그 결과로서 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다. 또한, 코일의 위치 어긋남이 커, 차량을 충전에 적합하지 않은 상태로 주차한 경우에는, 수전 코일(1B)에 의해 수전되는 전력이 작기 때문에, 배터리(5)를 만충전까지 충전할 수 없거나, 혹은 배터리(5)를 만충전으로 하기 위한 충전 시간이 장시간 걸려 버린다. 본 예에서는, 코일의 위치 어긋남이 커, 충전에 적합하지 않은 경우에는, 탑승자는 판정 결과 통지부(703)의 통지에 의해 충전에 적합하지 않은 상태를 확인할 수 있으므로, 탑승자가 충전에 적합한 상태로 되도록 재주차시킬 수 있고, 그 결과로서, 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한 본 예는, 충전 허용 범위를 원 형상으로 하였지만, 반드시 원 형상일 필요는 없고, 사각형 형상으로 해도 된다. 또한, 본 예는 충전 허용 범위를 2차원의 평면으로 하지만, 3차원의 입체적인 영역을 충전 허용 범위로 해도 된다.

또한 본 예는, SOC가 높을수록 충전 허용 범위를 넓게 설정하기 위해, 도 7에 도시하는 바와 같이, SOC(80％) 및 SOC(90％)를 경계로 하여, 복수의 충전 허용 범위를 설정하지만, 반드시 경계를 SOC(80％) 및 SOC(90％)로 할 필요는 없고, SOC에 따라서, 충전 허용 범위를 연속적으로 변화시켜도 된다.

또한 본 예는, 차량측 시스템의 제어 부분을 BC(6) 및 ECU(7)로 나누고 있지만, BC(6) 및 ECU(7)를 하나의 컨트롤러로 해도 된다.

또한 충전 허용 범위는, 미리 상정되어 있는 충전 시간 내에 충전을 종료하도록 미리 설정되어 있지만, 탑승자가 요구하는 충전 시간에 따라서 충전 허용 범위의 넓이를 설정해도 된다. 예를 들어, 운전자가 차량을 주차하고, 다음 운전까지 시간이 있는 경우에는, 충전 시간은 길어도 된다. 또한, 충전 시간이 길어도 되는 경우에는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 수전 전력은 작아도 되므로, 충전 허용 범위를 넓게 취해도 된다. 즉, 탑승자가 원하는 충전 시간을 설정하고, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 당해 충전 시간이 긴 경우에는, 충전 허용 범위를 넓게 설정하고, 당해 충전 시간이 짧은 경우에는, 충전 허용 범위를 좁게 설정한다. 이에 의해, 본 예는, 탑승자가 요구하는 충전 시간과 SOC에 따라서, 코일의 위치 어긋남을 허용하는 범위를 설정할 수 있으므로, 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한, 본 예에 있어서, 차량측 전기 회로(2B)는 서미스터 등의 온도 검출 회로를 갖고, 배터리(5)의 온도를 검출하고, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 배터리(5)의 검출 온도에 따라서 충전 허용 범위를 설정해도 된다. 또한, 차량측 전기 회로(2B)는 서미스터 등의 온도 검출 회로를 갖고, 차량 내의 온도를 검출하고, 충전 허용 범위 설정부(701)는, 차량 내의 검출 온도에 따라서 충전 허용 범위를 설정해도 된다. 이에 의해, 배터리(5)의 온도 또는 차내 온도에 따라서, 충전의 허용을 적절하게 판정할 수 있어, 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

상기 수전 코일(1B) 및 차량측 전기 회로(2B)는, 본 발명의 「수전 장치」에 상당하고, 충전 상태 검출부(601)는 「충전 상태 검출 수단」에, 충전 허용 범위 설정부(701)는 「충전 허용 범위 설정 수단」에, 판정부(702)는 「판정 수단」에, 판정 결과 통지부(703)는 「판정 결과 통지 수단」에, 지상측 통신기(8A) 및 차량측 통신기(8B)는 「위치 검출 수단」에, 충전 제어부(704)는 「충전 제어 수단」에, 차량측 전기 회로(2B)에 포함되는 온도 검출 회로가 「온도 검출 수단」에 상당한다.

《제2 실시 형태》

도 9는, 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템을 도시하는 블록도이다. 본 예에서는 상술한 제1 실시 형태에 대해, 충전 시간 산출부(705) 및 시간 통지부(706)를 설치하는 점이 다르다. 이 이외의 구성은 상술한 제1 실시 형태와 동일하므로, 그 기재를 적절하게 원용한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, ECU(7)는, 충전 제어부(704)와, 충전 시간 산출부(705)와, 시간 통지부(706)를 구비한다. 충전 시간 산출부(705)는, 충전 상태 검출부(601)에 의해 검출되는 SOC와, 수전 코일(1B)의 위치에 대한 송전 코일의 위치에 따라서, 배터리(5)를 충전하는 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 수전 전력은, 송전 코일(1A)에 대한 수전 코일(1B)의 위치 어긋남의 크기에 따라서 변화된다. 그로 인해, 송전 코일(1A)에 대한 수전 코일(1B)의 위치 어긋남의 크기를 검출할 수 있으면, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 알 수 있다. 그리고, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 수전 코일(1B)의 수전 전력과, 배터리(5)의 현재의 SOC를 알면, 배터리(5)의 충전 시간이 산출된다.

본 예에서는, 우선 차량이 소정의 주차 공간에 주차되면, ECU(7)는 지상측 통신기(8A)와 차량측 통신기(8B)를 통해, 송전 코일(1A)의 위치를 검출한다. 또한 충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 SOC를 검출한다. 충전 시간 산출부(705)는, 수전 코일(1B)에 대한 송전 코일(1A)의 위치로부터, 코일의 위치 어긋남의 크기를 산출한다. 그리고, 충전 시간 산출부(705)는, 코일의 위치 어긋남의 크기로부터, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 산출한다. 또한, 수전 코일(1B)의 수전 전력에 대해, ECU(7)는 도 4에 나타내는 맵을 저장하고, 검출한 송전 코일(1A)의 위치를 당해 맵에 참조시킴으로써, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 산출한다.

지상측 유닛(100)에 있어서, 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)로의 출력 전력이 고정화되어 있는 경우에는, 충전 시간 산출부(705)는, 미리 고정화되어 있는 출력 전력 중, 몇 ％의 전력을 수전 코일(1B)에 의해 수전할 수 있는지, 코일의 위치 어긋남의 크기에 따라서 산출함으로써, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 산출하면 된다. 한편, 지상측 유닛(100)에 있어서, 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)로의 출력 전력이 가변인 경우에는, ECU(7)는, ECU(3)에 의해 설정되는 송전 코일(1A)의 출력 전력을, 통신기(8A 및 8B)를 통해 검출한다. 그리고, 충전 시간 산출부(705)는, 검출한 출력 전력 중, 몇 ％의 전력을 수전 코일(1B)에 의해 수전할 수 있는지, 코일의 위치 어긋남의 크기에 따라서 산출함으로써, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 산출하면 된다.

다음에, 충전 제어부(704)는, BC(6)로부터 요구되는 충전 전력과 수전 코일(1B)의 수전 전력으로부터, 배터리(5)의 충전 전력을 설정한다. 충전 시간 산출부(705)는, 충전 제어부(704)에 의해 설정되는 충전 전력 및 SOC로부터, 충전 제어부(704)의 충전 방식하에서, 당해 SOC로부터 만충전까지의 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 또한, 예를 들어 사용자의 요구 등에 의해 목표로 되는 충전 후의 SOC가 설정되어 있는 경우에는, 충전 제어부(704)는, 현재의 SOC로부터 목표로　되는 SOC까지의 충전 시간 (T₁)을 산출한다.

이에 의해, 충전 시간 산출부(705)는, 검출된 송전 코일(1A)의 위치 및 SOC로부터 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 산출된 충전 시간 (T₁)은, 수전 코일(1B)의 위치에 대한 송전 코일(1A)의 위치의 어긋남이 클수록 길어지고, SOC가 작을수록 길어진다.

또한 충전 시간 산출부(705)는, SOC로부터, 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치에 배치되는 경우의 충전 시간 (T₂)를 산출한다. 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치라 함은, 송전 코일(1A) 또는 수전 코일(1B)의 평면 방향에 있어서, 송전 코일(1A)의 중심과 수전 코일(1B)의 중심이 겹치는 위치를 나타내고 있고, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 수전 효율이 가장 높은 상태이며, 차량의 이상적인 주차 상태에 상당한다. 또한, 차량의 이상적인 주차 상태라 함은, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)이 정면 대향한 상태이고, 충전 시간이 최단으로 되는 상태이다. 그로 인해, SOC를 동일한 값의 조건하에서, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 경우의 충전 시간 (T₁)은, 충전 시간 (T₂)보다 길어진다.

수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치에 배치된 경우(차량의 이상적인 주차 상태)에, 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)로 송전할 때의 전력 손실은 미리 정해져 있다. 그로 인해, 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)로의 출력 전력이 고정화되어 있는 경우에는, 차량의 이상적인 주차 상태에 있어서의, 수전 코일(1B)의 수전 전력은 미리 정해지므로, 충전 시간 산출부(705)는, 송전 코일(1A)의 위치 정보를 사용하지 않고, 현재의 SOC를 사용하여, 충전 시간 (T₂)를 산출할 수 있다.

또한, 지상측 유닛(100)에 있어서, 송전 코일(1A)로부터 수전 코일(1B)로의 출력 전력이 가변인 경우에는, ECU(7)는, ECU(3)에 의해 설정되는 송전 코일(1A)의 출력 전력을, 통신기(8A 및 8B)를 통해 검출한다. ECU(7)는, 당해 출력 전력으로부터, 차량의 이상적인 주차 상태에 있어서의, 송전할 때의 전력 손실을 뺌으로써, 수전 코일(1B)의 수전 전력을 산출한다. 충전 제어부(704)는, BC(6)로부터 요구되는 충전 전력과 수전 코일(1B)의 수전 전력으로부터, 배터리(5)의 충전 전력을 설정한다. 그리고, 충전 시간 산출부(705)는, 충전 전력과, 현재의 SOC를 사용하여, 충전 시간 (T₂)를 산출할 수 있다.

충전 시간 산출부(705)에 의해, 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₂)가 산출되면, ECU(7)는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)를 산출하여, 미리 설정되어 있는 시간차(ΔTc)와 비교한다. 시간차(ΔTc)는, 충전 시간 (T₂)에 대해 허용되는 충전 시간과의 시간차를 나타내고 있다. 즉, 충전 시간 (T₂)에 대응하는 코일의 위치에 대해, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 경우에는, 충전 시간 (T₁)은 충전 시간 (T₂)보다 길어지고, 코일의 위치 어긋남이 클수록 충전 시간 (T₁)은 길어진다. 그로 인해, 시간차(ΔTc)는, 허용되는 코일의 위치 어긋남의 크기에 상당한다. 또한, 시간차(ΔTc)는, 미리 상정되어 있는 충전 시간과 대응하도록 설정해도 되고, 또한 탑승자에 의해 요구된 충전 시간에 따라서 설정해도 되고, 탑승자에 의해 요구된 충전 시간이 길수록 시간차(ΔTc)는 커진다.

그리고, 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 큰 경우에는, ECU(7)는, 허용된 충전 시간 내에 충전할 수 없을 정도로 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있다고 판단하여, 시간 통지부(706)에서, 탑승자에게 충전 시간 (T₁)을 통지한다. 탑승자는, 충전 시간 (T₁)을 확인하고, 충전 시간 (T₁)의 충전에 의해 배터리(5)를 충전시켜도 된다고 판단하는 경우에는, 도시하지 않은 충전 개시 버튼 등을 조작함으로써, 충전을 개시한다. 한편, 탑승자는, 충전 시간 (T₁)의 충전에 의해 배터리(5)를 충전하지 않는다고 판단하는 경우에는, 보다 코일의 위치 어긋남이 작아지도록, 운전자는 차량을 재주차한다.

시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 작은 경우에는, ECU(7)는, 코일의 위치 어긋남이 허용된 충전 시간 내에 충전할 수 있는 정도라고 판단하고, 충전 제어부(704)를 제어하여, 배터리(5)의 충전을 개시한다.

이에 의해, 본 예는, 송전 코일(1A)의 위치와 SOC에 따라서 충전 시간 (T₁)을 산출하고, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 비교 결과에 따라서, 충전 시간 (T₁)을 통지하고, 배터리(5)를 충전한다.

다음에, 도 10을 사용하여, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 설명한다. 도 10은, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 개시되면, 스텝 S11에서, 충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 SOC를 검출하고, 검출한 SOC의 정보를 ECU(7)에 송신한다. 스텝 S12에서, ECU(7)는, 지상측 통신기(8A) 및 차량측 통신기(8B)를 통해 송신 코일(1A)의 위치를 검출한다. 스텝 S13에서, 충전 시간 산출부(705)는, 검출된 송전 코일(1A)의 위치와 SOC에 따라서 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 스텝 S14에서, 충전 시간 산출부(705)는, SOC에 따라서 충전 시간 (T₂)를 산출한다.

스텝 S15에서, ECU(7)는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)를 산출하여, 시간차(ΔT)와 미리 설정되어 있는 시간차(ΔTc)을 비교한다. 시간차(ΔT)가 시간(ΔTc) 이하인 경우에는, ECU(7)는, 미리 설정되어 있는 허용 시간 내에 충전할 수 있다고 판단하고, 충전 제어부(704)에 의해, 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하여, 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다(스텝 S16).

한편, 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 큰 경우에는, ECU(7)는, 미리 설정되어 있는 허용 시간 내에 충전할 수 없다고 판단하고, 시간 통지부(706)에 의해, 충전 시간 (T₁)을 내비게이션 장치의 디스플레이 등에 표시시킴으로써, 탑승자에게 충전 시간 (T₁)을 통지한다(스텝 S151). 스텝 S152에서, 탑승자는, 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행할지 여부를 판단한다. 탑승자가, 배터리(5)를 충전시키기 위해, 충전 시간 (T₁) 걸려도 된다고 판단하고, 충전 개시 버튼(도시하지 않음) 등을 조작하여 충전을 개시한 경우에는, 스텝 S16으로 이행한다. 탑승자가 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행하지 않는다고 판단한 경우에는, 스텝 S153에서, 운전자는 차량을 재주차시켜, 스텝 S11로 복귀한다. 예를 들어, 시간차(ΔTc)를 1시간으로 하여, 충전 시간 (T₁)이 9시간이고, 충전 시간 (T₂)가 7시간인 경우에 있어서, 탑승자가 10시간 이내에 충전되면 된다고 생각할 때에는, 차량을 이상적인 주차 상태로 재주차시킬 필요는 없으므로, 본 예는 충전 시간 (T₁)에 충전을 개시한다. 한편, 탑승자가 8시간 이내에 충전하고자 할 때에는, 충전 시간 (T₁)의 코일의 위치 관계에서는, 충전을 탑승자가 원하는 시간 내에 종료할 수 없으므로, 차량을 재주차시키게 된다.

그리고, 배터리(5)의 SOC가 만충전 상태로 되어, 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 종료된다.

상기한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 수전 코일(1B)과, 차량측 전기 회로(2B)와, 배터리(5)와, 충전 상태 검출부(601)와, 통신기(8A, 8B)와, 충전 시간 산출부(705)를 구비하고, 검출된 송전 코일(1A)의 위치와, SOC에 따라서, 배터리(5)의 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 배터리(5)의 충전 시간 (T₁)은, 수전 코일(1B)과 송전 코일(1A)의 위치 어긋남과 SOC에 따라서 바뀐다. 본 예는, 송전 코일(1A)의 위치와 SOC에 따라서 충전 시간 (T₁)을 산출할 수 있으므로, 예를 들어 충전 시간 (T₁)을 탑승자에 대해 통지하는 경우에는, 탑승자는 코일의 위치 어긋남에 따른 충전 시간 (T₁)을 알 수 있다. 또한, 통지된 충전 시간 (T₁)이 긴 경우에는, 탑승자는, 코일의 위치 어긋남이 큰 것을 인식할 수 있으므로, 재주차시켜 코일의 위치 어긋남을 작게 함으로써, 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한 탑승자에게 있어서, 충전 시간에 여유가 있는 경우에는, 코일의 위치 어긋남이 커, 충전 시간 (T₁)이 긴 경우라도, 탑승자는 배터리(5)를 충전시킬 수 있으므로, 운전자는 차량을 재주차시켜 코일의 위치를 정렬시키는 수고를 덜 수 있고, 그 결과로서, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한, 예를 들어, 허용하는 충전 시간 (T_s)가 설정되어 있는 경우에는, 허용되는 코일의 위치 어긋남의 크기를 충전 시간에 의해 정할 수 있으므로, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T_s)를 비교함으로써, 현재의 주차 상태에서, 충전 시간 (T_s) 내에 충전을 종료시킬 수 있는지 여부를 파악할 수 있다. 구체적으로는, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T_s)보다 작은 경우에는 충전이 허용되고, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T_s)보다 큰 경우에는 충전이 되지 않는다. 그리고, 판정 결과에 따라, SOC에 따라서 허용되는 코일의 위치 관계가 유지되도록, 운전자는 차량을 주차시키면 되므로, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다. 또한 코일의 위치 어긋남에 의한 충전 시간 (T₁)이 허용하는 충전 시간 (T_s) 밖이면, 재주차하여 코일의 위치 어긋남을 작게 함으로써, 총 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 또한, 허용하는 충전 시간 (T_s)는, 탑승자에 의해 설정되는 시간이어도 된다.

또한, 본 예는, 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치에 배치된 경우의 배터리(5)의 충전 시간 (T₂)를 산출한다. 본 예는 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₂)를 산출함으로써, 송전 코일(1A) 및 수전 코일(1B)의 중심점에 대한 코일의 위치 어긋남의 크기를 충전 시간에 의해 정할 수 있다.

또한 본 예에 있어서, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 큰 경우에, 시간 통지부(706)는 적어도 충전 시간 (T₁)을 통지한다. 이에 의해, 코일의 위치 어긋남이 커, 허용되는 시간 내에 충전을 종료할 수 없는 것을 사용자에게 전달할 수 있다. 또한 사용자는, 시간에 여유가 있는 경우에는, 당해 충전 시간 (T₁)에 충전할 수 있고, 시간에 여유가 없는 경우에는, 예를 들어 차량을 재주차하는 등에 의해 코일 위치를 바꿈으로써, 충전 시간 (T₁)보다 짧은 시간에 충전할 수 있다. 그 결과로서, 본 예는, 사용자의 편리성을 높이면서, 총 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한 스텝 S151에서, 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 큰 경우에, 시간 통지부(706)는 충전 시간 (T₁)을 통지하지만, 충전 시간 (T₂)를 함께 통지해도 되고, 시간 통지부(706)는 적어도 충전 시간 (T₁)을 통지하면 된다. 시간 통지부(706)는 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₂)를 통지함으로써, 탑승자가 현재의 주차 상태의 충전 시간 (T₁)과 이상적인 주차 상태의 충전 시간 (T₂)를 알 수 있기 때문에, 탑승자는 필요에 따라서, 현재의 주차 상태에서 충전을 개시, 또는 재주차를 선택할 수 있으므로, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

상기 충전 시간 산출부(705)는 「충전 시간 산출 수단」에 상당하고, 시간 통지부(706)는 「충전 시간 통지 수단」에 상당한다.

《제3 실시 형태》

도 11은, 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템을 도시하는 블록도이다. 본 예에서는 상술한 제2 실시 형태에 대해, 소비량 산출부(707)를 설치하는 점이 다르다. 이 이외의 구성은 상술한 제2 실시 형태와 동일하므로, 그 기재를 적절하게 원용한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, ECU(7)는, 충전 제어부(704)와, 충전 시간 산출부(705)와, 시간 통지부(706)와, 소비량 산출부(707)를 구비한다. 소비량 산출부(707)는, 차량측 유닛(200)을 구비한 차량을 이동시킴으로써, 소비되는 배터리(5)의 소비량을 산출한다.

제2 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템은, 도 10의 스텝 S153에 있어서, 운전자에 의해 차량을 재주차하여, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 위치 정렬을 행한다. 재주차시에는, 배터리(5)에 충전되어 있는 전력이 소비되어 버린다. 그로 인해, 재주차시켜, 이상적인 주차 상태에서 배터리(5)를 충전하였을 때의 충전 시간은, 충전 시간 (T₂)에, 재주차에 의해 소비된 소비량분의 용량을 충전하는 충전 시간을 더한 시간으로 된다.

본 예에 있어서, 소비량 산출부(707)는, 재주차에 의해 수전 코일(1B)을, 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치로 이동시킴으로써 소비되는 배터리(5)의 소비량을 연산한다. 즉, 소비량 산출부(707)는, 현재의 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 주차시킴으로써, 배터리(5)가 어느 정도 전력을 소비하는지를 연산한다. 그리고, 충전 시간 산출부(705)는, 당해 소비량을 충전하기 위한 충전 시간 (T₃)을 산출한다. 바꾸어 말하면, 충전 시간 산출부(705)는, 배터리(5)의 소비량을 충전 시간으로 환산하고 있다. 차량이 주차되고, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 경우에는, 배터리(5)를 만충전까지 충전하는 충전 시간은, 충전 시간 산출부(705)에 의해 산출되는 충전 시간 (T₁)로 된다. 또한, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 재주차시키는 경우에는, 배터리(5)를 만충전까지 충전하는 충전 시간 (T₄)는, 충전 시간 산출부(705)에 의해 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃)을 더함으로써 산출된다.

충전 시간 산출부(705)는, 차량을 재주차시키기 전에, 충전 시간 (T₄)를 산출한다. 즉, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 재주차할 때까지의 주행 궤적은, 내비게이션이나 장해물 회피 제어 등에서 사용하고 있는 최적 경로 산출 시스템 등을 사용함으로써 산출되므로, 소비량 산출부(707)은, 현재의 SOC를 충전 상태 검출부(601)에서 검출하여, 당해 SOC와 주행 궤적으로부터, 배터리(5)의 소비량을, 재주차하기 전에 산출할 수 있다.

그리고, ECU(7)는 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₄)를 비교한다. 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄)보다 긴 경우에는, 운전자가 재주차시켜 이상적인 주차 상태로 한 쪽이, 충전 시간이 단축된다. 그로 인해, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄)보다 긴 경우에는, ECU(7)는 시간 통지부(706)에 의해 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₄)를 통지하여, 탑승자에 대해 충전을 개시할지, 재주차시킬지를 판단시키도록 제어한다. 한편, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄)보다 짧은 경우에는, 운전자가 재주차시킨 경우의 충전 시간이 길어지므로, 현재의 주차 상태에서 충전시키는 쪽이 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다. 그로 인해 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄)보다 짧은 경우에는, ECU(7)는 충전 제어부(704)에 의해 배터리(5)의 충전을 개시시킨다.

이에 의해, 본 예는 현재의 주차 상태에서의 충전 시간 (T₁)과, 재주차에 의한 배터리(5)의 소비량을 고려한 이상적인 상태에서의 충전 시간 (T₄)를 산출하고, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₄)의 비교 결과에 따라서 배터리(5)를 충전한다.

다음에, 도 12를 사용하여, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 설명한다. 도 12는, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 개시되면, 스텝 S21∼스텝 S24의 제어 처리가 행해진다. 스텝 S21∼스텝 S24의 제어 처리는, 제2 실시 형태에 관한 스텝 S11∼스텝 S14의 제어 처리와 동일하므로, 설명을 생략한다. 스텝 S24 후에, 소비량 산출부(707)는, 차량을 재주차시켜, 수전 코일(1B)을 송전 코일(1A)과 대응하는 위치까지 이동시킴으로써, 소비되는 배터리(5)의 소비량을 산출한다. 그리고, 충전 시간 산출부(705)는, 당해 소비량분의 용량을 충전하는 충전 시간 (T₃)을 산출한다(스텝 S25). 스텝 S26에서, ECU(7)는, 충전 시간 산출부(705)에 의해, 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃)을 더함으로써 충전 시간 (T₄)를 산출하고, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₄)를 비교한다.

충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄) 이하인 경우에는, 재주차시키는 것보다도 현재의 주차 상태에서 충전하는 쪽이 충전 시간을 단축시킬 수 있으므로, ECU(7)는, 충전 제어부(704)에 의해, 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하고, 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다(스텝 S27).

한편, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₄)보다 긴 경우에는, 재주차하여 이상적인 주차 상태로 한 쪽이 충전 시간을 단축시킬 수 있으므로, 스텝 S261에서, 시간 통지부(706)는, 내비게이션 장치의 디스플레이 등에 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₄)를 표시시킴으로써, 탑승자에게 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₄)를 통지한다. 스텝 S262에서, 탑승자는 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행하는지 여부를 판단한다. 탑승자가, 배터리(5)를 충전시키기 위해, 충전 시간 (T₁) 걸려도 된다고 판단하고, 충전 개시 버튼(도시하지 않음) 등을 조작하여 충전을 개시한 경우에는, 스텝 S27로 이행한다. 탑승자가 충전 시간 (T₁)보다 짧은 충전 시간 (T₄)로 충전하고 싶다고 판단한 경우에는, 스텝 S263에서, 운전자는 차량을 재주차시켜, 스텝 S21로 복귀한다.

상기한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 소비량 산출부(707)에 의해, 차량측 유닛(200)을 갖는 차량을 재주차시켜, 수전 코일(1B)을 송전 코일(1A)과 대응하는 위치까지 이동시킴으로써, 소비되는 배터리(5)의 소비량을 연산하고, 당해 소비량분의 용량을 충전하는 충전 시간 (T₃)을 산출한다. 이에 의해, 이상적인 주차 상태로 재주차시킬 때에 소비되는 배터리(5)의 소비량을 고려하여, 재주차시키는 경우의 충전 시간을 산출할 수 있다. 또한, 본 예는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₄)를 비교함으로써, 충전 시간을 단축화하기 위해, 재주차시키는 쪽이 좋은지 여부를 알 수 있으므로, 총 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 본 예는, 충전 시간 산출부(705)에 의해, 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃)을 가산하여 충전 시간 (T₄)를 산출하고, 충전 시간 (T₄)가 충전 시간 (T₁)보다 짧은 경우에는, 시간 통지부(706)에 의해, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₄)를 통지시킨다. 이에 의해, 본 예는, 사용자에 대해 재주차시킨 경우에는 충전 시간이 짧아지는 것을 인식시킬 수 있고, 또한 사용자가 원하는 충전 시간에 따라서, 재주차시킬지 여부를 사용자에게 판단시킬 수 있다. 그 결과로서, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한 본 예는, 충전 시간 (T₄)가 충전 시간 (T₁)보다 긴 경우에는, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있을 때의, 수전 코일(1B)에 대한 송전 코일(1A)의 위치에서 충전을 개시한다. 이에 의해, 재주차하는 것보다도 현재의 주차 상태의 쪽이 충전 시간을 단축하는 경우에는, 재주차시키는 일 없이 충전을 개시시킬 수 있으므로, 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한, 본 예에 있어서, 재주차하는 경우는, 차량의 구동 모터(도시하지 않음)의 출력을 제한하여, 가능한 한 재주차에 의한 배터리 소비를 억제해도 된다. 이에 의해, 배터리 소비 시간의 추정은 용이해진다. 또한, 재주차를 자동화하면 보다 안이해진다.

상기 소비량 산출부(707)는 본 발명의 「소비량 산출 수단」에 상당한다.

《제4 실시 형태》

도 13은, 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템을 도시하는 블록도이다. 본 예에서는 상술한 제2 실시 형태에 대해, 소비량 산출부(707), 주차 시간 산출부(708), 재주차 통지부(709)를 설치하는 점이 다르다. 이 이외의 구성은 상술한 제2 실시 형태와 동일하므로, 제2 실시 형태의 기재 및 제3 실시 형태의 기재를 적절하게 원용한다.

도 13에 나타내는 바와 같이, ECU(7)는, 충전 제어부(704)와, 충전 시간 산출부(705)와, 시간 통지부(706)와, 소비량 산출부(707)와, 주차 시간 산출부(708)와, 재주차 통지부(709)을 구비한다. 주차 시간 산출부(708)는, 차량측 유닛(200)을 갖는 차량을, 현재의 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 주차하기 위한 주차 시간 (T_p)를 산출한다. 재주차 통지부(709)은, 소정의 조건하에서, 탑승자에 대해 재주차를 촉구하는 취지의 통지를 행한다. 당해 통지는, 예를 들어 내비게이션 장치의 표시부 등에 표시함으로써 행해진다. 운전자에 의해 차량을 재주차하여, 송전 코일(1A)과 수전 코일(1B)의 위치 정렬을 하는 경우에는, 차량을 이동하기 위한 주차 시간 (T_p)를 필요로 한다. 그리고, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 상태를 기준으로 하여, 차량을 이상적인 상태로 재주차시켜, 만충전까지 충전하기 위한 충전 시간은, 당해 주차 시간 (T_p)도 고려해도 된다.

그로 인해, 본 예에 있어서, 주차 시간 산출부(708)는 주차 시간 (T_p)를 산출하고, 충전 시간 산출부(705)는, 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃) 및 주차 시간 (T_p)를 더하여, 충전 시간 (T₅)를 산출한다. 차량이 주차되고, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 경우에는, 배터리(5)를 만충전까지 충전하는 충전 시간은, 충전 시간 산출부(705)에 의해 산출되는 충전 시간 (T₁)로 된다. 또한, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 재주차시키는 경우에는, 배터리(5)를 만충전까지 충전하는 충전 시간 (T₅)는, 충전 시간 산출부(705)에 의해 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃) 및 주차 시간 (T_p)를 더함으로써 산출된다.

또한, 주차 시간 산출부(708)는, 차량을 재주차시키기 전에, 주차 시간 (T_p)를 산출한다. 즉, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있는 주차 상태로부터 이상적인 주차 상태로 재주차할 때까지의 주행 궤적은, 내비게이션이나 장해물 회피 제어 등에서 사용하고 있는 최적 경로 산출 시스템 등을 사용함으로써 산출되므로, 주차 시간 산출부(708)는, 당해 주행 궤적 및 주차시킬 때의 미리 설정되는 평균 속도로부터, 주차 시간 (T_p)를 재주차하기 전에 산출할 수 있다.

그리고, ECU(7)는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₅)를 비교한다. 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₅)보다 긴 경우에는, 운전자가 재주차시켜 이상적인 주차 상태로 한 쪽이, 충전 시간이 단축된다. 그로 인해, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₅)보다 긴 경우에는, ECU(7)는, 시간 통지부(706)에 의해, 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₅)를 통지하면서, 재주차 통지부(709)에 의해 재주차를 통지한다.

이에 의해, 본 예는, 현재의 주차 상태에서의 충전 시간 (T₁)과, 재주차에 의한 배터리(5)의 소비량 및 주차 시간 (T_p)를 고려한 이상적인 상태에서의 충전 시간 (T₅)를 산출하고, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₅)의 비교 결과에 따라서 배터리(5)를 충전한다.

다음에, 도 14를 사용하여, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 설명한다. 도 14는, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 개시되면, 스텝 S31∼스텝 S35의 제어 처리가 행해진다. 스텝 S31∼스텝 S35의 제어 처리는, 제3 실시 형태에 관한 스텝 S21∼스텝 S25의 제어 처리와 동일하므로, 설명을 생략한다. 스텝 S35 후에, 주차 시간 산출부(708)는, 수전 코일(1B)을 송전 코일(1A)과 대응하는 위치까지 이동시키기 위해, 차량을 재주차하는 주차 시간 (T_p)를 산출한다(스텝 S36). 스텝 S37에서, ECU(7)는, 충전 시간 산출부(705)에 의해, 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃) 및 주차 시간 (T_p)를 더함으로써 충전 시간 (T₅)를 산출하여, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₅)를 비교한다.

충전 시간 (T₁)은 충전 시간 (T₅) 이하인 경우에는, 재주차시키는 것보다도 현재의 주차 상태에서 충전하는 쪽이 충전 시간을 단축시킬 수 있으므로, ECU(7)는 충전 제어부(704)에 의해 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하여 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다(스텝 S38).

한편, 충전 시간 (T₁)이 충전 시간 (T₅)보다 긴 경우에는, 재주차하여 이상적인 주차 상태로 하는 쪽이 충전 시간을 단축시킬 수 있으므로, 스텝 S371에서, 시간 통지부(706)는, 내비게이션 장치의 디스플레이 등에 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₅)를 표시시킴으로써, 탑승자에게 충전 시간 (T₁) 및 충전 시간 (T₅)를 통지한다. 또한, 스텝 S372에서, 재주차 통지부(709)은, 재주차를 촉구하는 취지의 통지를 행한다.

스텝 S373에서, 탑승자는, 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행하는지 여부를 판단한다. 탑승자가, 배터리(5)를 충전시키기 위해, 충전 시간 (T₁) 걸려도 된다고 판단하고, 충전 개시 버튼(도시하지 않음) 등을 조작하여, 충전을 개시한 경우에는 스텝 S38로 이행한다. 탑승자가 충전 시간 (T₁)보다 짧은 충전 시간 (T₅)로 충전하고 싶다고 판단한 경우에는, 스텝 S374에서, 운전자는 차량을 재주차시켜, 스텝 S31로 복귀한다.

상기한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 주차 시간 산출부(708)에 의해, 수전 코일(1B)을 송전 코일(1A)과 대응하는 위치까지 이동시키기 위해, 차량측 유닛(200)을 갖는 차량을 재주차시키는 주차 시간 (T_p)를 산출한다. 이에 의해, 이상적인 주차 상태로 재주차시킬 때의 주차 시간을 고려하여, 재주차시키는 경우의 충전 시간을 산출할 수 있다. 또한, 본 예는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₅)를 비교함으로써, 충전 시간을 단축화하기 위해 재주차시키는 쪽이 좋은지 여부를 알 수 있으므로, 총 충전 시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 본 예는, 충전 시간 산출부(705)에 의해, 충전 시간 (T₂)에 충전 시간 (T₃) 및 주차 시간 (T_p)를 가산하여 충전 시간 (T₅)를 산출하고, 충전 시간 (T₅)가 충전 시간 (T₁)보다 짧은 경우에는, 시간 통지부(706)에 의해, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₅)를 통지시킨다. 이에 의해, 본 예는, 사용자에 대해 재주차시킨 경우에는 충전 시간이 짧아지는 것을 인식시킬 수 있고, 또한 사용자가 원하는 충전 시간에 따라서, 재주차시킬지 여부를 사용자에게 판단시킬 수 있다. 그 결과로서, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한, 본 예는, 충전 시간 (T₅)가 충전 시간 (T₁)보다 짧은 경우에는, 재주차 통지부(709)에 의해, 재주차를 촉구하는 취지를 통지한다. 이에 의해, 본 예는, 사용자에 대해 재주차시킨 경우에는 충전 시간이 짧아지는 것을 인식시킬 수 있고, 또한 사용자가 원하는 충전 시간에 따라서, 재주차시킬지 여부를 사용자에게 판단시킬 수 있다. 그 결과로서, 본 예는 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한 본 예는, 충전 시간 (T₅)가 충전 시간 (T₁)보다 긴 경우에는, 코일의 위치 어긋남이 발생되어 있을 때의, 수전 코일(1B)에 대한 송전 코일(1A)의 위치에서 충전을 개시한다. 이에 의해, 재주차하는 것보다도 현재의 주차 상태의 쪽이 충전 시간을 단축하는 경우에는, 재주차시키는 일 없이 충전을 개시시킬 수 있으므로, 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

상기 주차 시간 산출부(708)는 본 발명의 「주차 시간 산출 수단」에 상당하고, 재주차 통지부(709)는 「재주차 통지 수단」에 상당한다.

《제5 실시 형태》

도 15는, 발명의 다른 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템을 나타내는 블록도이다. 본 예에서는 상술한 제1 실시 형태에 대해, 충전 시간 산출부(705) 및 시간 통지부(706)를 설치하는 점이 다르다. 이 이외의 구성은 상술한 제1 실시 형태와 동일하므로, 그 기재를 원용한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, ECU(7)는, 충전 허용 범위 설정부(701)와, 판정부(702)와, 판정 결과 통지부(703)와, 충전 제어부(704)와, 충전 시간 산출부(705)와, 시간 통지부(706)를 구비한다. 충전 허용 범위 설정부(701)는, SOC에 따라서 충전 허용 범위를 설정한다. 충전 시간 산출부(705)는, 수전 코일(1B)에 대한 송전 코일(1A)의 위치와, SOC로부터, 만충전까지의 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 또한, 충전 시간 산출부(705)는, SOC로부터, 수전 코일(1B)이 송전 코일(1A)의 위치와 대응하는 위치에 배치되는 경우의 충전 시간 (T₂)를 산출한다. 충전 시간 (T₁)은, 현재의 차량의 주차 상태에 있어서의, 코일 위치에 대한 충전 시간을 나타내고, 충전 시간 (T₂)는, 이상적인 주차 상태에 있어서의, 코일 위치에 대한 충전 시간을 나타낸다. ECU(7)에는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)와 비교하기 위해, 시간차(ΔTc)가 미리 설정되어 있다. 시간차(ΔTc)는, 충전 시간 (T₂)에 대해 허용되는 충전 시간과의 시간차를 나타내고 있다.

여기서, 충전 허용 범위 및 시간차(ΔTc)는, 이상적인 차량 상태에 대한, 코일의 위치 어긋남을 허용하는 크기를, 공간적인 범위 및 시간으로 각각 나타내고 있지만, 시간차(ΔTc)는, 충전 허용 범위에 대해, 코일의 위치 어긋남을 허용하는 크기가 넓어지도록 설정되어 있다. 예를 들어, 어느 값의 SOC에 있어서, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 밖에서 검출된 경우라도, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 작은 경우에는, 코일의 위치 어긋남이 허용하는 크기보다 작다고 판단하여, 충전을 허용한다.

다음에, 도 16을 사용하여, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 설명한다. 도 16은, 본 예의 비접촉 충전 시스템의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 본 예의 비접촉 충전 시스템에 의한 제어가 개시되면, 스텝 S41에서, 충전 상태 검출부(601)는, 배터리(5)의 SOC를 검출하고, ECU(7)에 검출한 SOC의 정보를 송신한다. 스텝 S42에서, 충전 허용 범위 설정부(701)는 검출한 SOC에 따라서, 충전 허용 범위를 설정한다. 스텝 S43에서, ECU(7)는, 지상측 통신기(8A) 및 차량측 통신기(8B)를 통해, 송신 코일(1A)의 위치를 검출한다. 스텝 S44에서, 판정부(702)는, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는지 여부를 판정한다.

송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 있는 경우에는, 스텝 S45에서, 충전 제어부(704)는, 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하여 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다.

한편, 송전 코일(1A)의 위치가 충전 허용 범위 내에 없는 경우에는, 스텝 S441에서, 충전 시간 산출부(705)는, 검출된 송전 코일(1A)의 위치와 SOC에 따라서 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 스텝 S442에서, 충전 시간 산출부(705)는, SOC에 따라서 충전 시간 (T₂)를 산출한다. 스텝 S443에서, ECU(7)는, 충전 시간 (T₁)과 충전 시간 (T₂)의 시간차(ΔT)를 산출하여, 시간차(ΔT)와 미리 설정되어 있는 시간차(ΔTc)을 비교한다. 시간차(ΔT)가 시간(ΔTc) 이하인 경우에는, ECU(7)는, 코일의 위치는 충전 허용 범위 밖에 있는 경우라도, 미리 설정되어 있는 허용 시간 내에 충전할 수 있다고 판단하여, 충전 제어부(704)에 의해, 배터리(5)의 SOC 및 수전 코일(1B)의 수전 전력에 따라서 충전 전력을 설정하여 배터리(5)에 공급함으로써, 배터리(5)의 충전을 개시한다(스텝 S45).

한편, 시간차(ΔT)가 시간차(ΔTc)보다 큰 경우에는, ECU(7)는, 미리 설정되어 있는 허용 시간 내에 충전할 수 없다고 판단하여, 시간 통지부(706)에 의해, 충전 시간 (T₁)을 내비게이션 장치의 디스플레이 등에 표시시킴으로써, 탑승자에게 충전 시간 (T₁)을 통지한다(스텝 S444). 스텝 S445에서, 탑승자는, 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행할지 여부를 판단한다. 탑승자가, 배터리(5)를 충전시키기 위해, 충전 시간 (T₁) 걸려도 된다고 판단하고, 충전 개시 버튼(도시하지 않음) 등을 조작하여, 충전을 개시한 경우에는 스텝 S45로 이행한다. 탑승자가 충전 시간 (T₁)에 의한 충전을 행하지 않는다고 판단한 경우에는, 스텝 S446에서, 운전자는 차량을 재주차시켜, 스텝 S41로 복귀한다.

상기한 바와 같이, 본 예의 비접촉 충전 장치는, 수전 코일(1B)과, 차량측 전기 회로(2B)와, 배터리(5)와, 충전 상태 검출부(601)와, 통신기(8A, 8B)와, 충전 허용 범위 설정부(701)와, 충전 시간 산출부(705)를 구비하고, SOC에 따라서, 수전 코일(1B)의 위치에 대해, 배터리의 충전을 허용하는 송전 코일(1A)의 위치의 범위를 나타내는 충전 허용 범위를 설정하고, 또한 검출된 송전 코일(1A)의 위치와, SOC에 따라서 배터리(5)의 충전 시간 (T₁)을 산출한다. 본 예는, 충전 허용 범위 및 충전 시간을 산출하고, 양쪽에 기초하여 충전의 허용을 판정하므로, 판정 정밀도를 높일 수 있어, 사용자의 편리성을 높일 수 있다.

또한 본 예의 비접촉 충전 시스템은, 제3 실시 형태에 관한 비접촉 충전 시스템과 같이, 충전 시간 (T₃) 및 충전 시간 (T₄)를 산출하여, 스텝 S26, 스텝 S27 및 스텝 S261∼263의 제어 처리를 추가한 시스템으로 해도 되고, 또한 충전 시간 (T₅) 및 주차 시간 (T_p)를 산출하여, 스텝 S37, 스텝 S38 및 스텝 S371∼373의 제어 처리를 추가한 시스템으로 해도 된다.

100 : 지상측 유닛
1A : 송전 코일
2A : 지상측 전기 회로
3 : ECU
4 : 계통 전원
8A : 지상측 통신기
200 : 차량측 유닛
1B : 수전 코일
2B : 차량측 전기 회로
5 : 배터리
6 : 배터리 컨트롤러
7 : ECU
8B : 차량측 통신기
601 : 충전 상태 검출부
701 : 충전 허용 범위 설정부
702 : 판정부
703 : 판정 결과 통지부
704 : 충전 제어부
705 : 충전 시간 산출부
706 : 시간 통지부
707 : 소비량 산출부
708 : 주차 시간 산출부
709 : 재주차 통지부

Claims

적어도 자기적 결합에 의해 송전 코일로부터의 전력을 비접촉으로 수전하는 수전 코일을 갖는 수전 장치와,
상기 전력에 의해 충전되는 배터리와,
상기 배터리의 충전 상태를 검출하는 충전 상태 검출 수단과,
상기 충전 상태 검출 수단에 의해 검출되는 상기 충전 상태에 따라서, 상기 수전 코일의 위치에 대해, 상기 배터리의 충전을 허용하는 상기 송전 코일의 위치의 범위를 나타내는 충전 허용 범위를 설정하는 충전 허용 범위 설정 수단과,
상기 충전 상태 검출 수단에 의해 검출되는 상기 충전 상태에 따라서, 상기 배터리의 충전 전력을 제어하는 충전 제어 수단과,
상기 충전 허용 범위를 표시하는 디스플레이를 구비하고,
상기 충전 허용 범위 설정 수단은, 상기 충전 상태가 높을수록, 상기 디스플레이에 표시되는 상기 충전 허용 범위를 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 송전 코일에 대한 상기 수전 코일의 위치에 의해 결정되는 상기 수전 코일의 수전 전력으로 상기 배터리를 충전하고, 상기 충전 상태가 높아짐에 따라서 상기 충전 전력을 낮게 제한하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 충전 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송전 코일의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과,
상기 배터리의 충전을 허용하는지 여부를 판정하는 판정 수단과,
상기 판정 수단에 의한 판정 결과를 통지하는 판정 결과 통지 수단을 더 구비하고,
상기 판정 수단은,
상기 위치 검출 수단에 의해 검출되는 상기 송전 코일의 위치가, 상기 충전 허용 범위 내에 있는 경우에, 상기 배터리의 충전을 허용한다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 충전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송전 코일의 위치를 검출하는 위치 검출 수단과,
상기 충전 상태 검출 수단에 의해 검출되는 상기 충전 상태와, 상기 위치 검출 수단에 의해 검출된 상기 송전 코일의 제1 위치에 따라서, 상기 배터리의 제1 충전 시간을 산출하는 충전 시간 산출 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 비접촉 충전 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 충전 제어 수단은, 상기 충전 상태가 높아짐에 따라, 단계적으로 상기 충전 전력을 낮추는 것을 특징으로 하는, 비접촉 충전 장치.