WO2018159540A1 - 地上側給電装置 - Google Patents

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WO2018159540A1
WO2018159540A1 PCT/JP2018/006983 JP2018006983W WO2018159540A1 WO 2018159540 A1 WO2018159540 A1 WO 2018159540A1 JP 2018006983 W JP2018006983 W JP 2018006983W WO 2018159540 A1 WO2018159540 A1 WO 2018159540A1
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素直 新妻
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株式会社Ihi
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Definitions

  • This disclosure relates to a ground-side power supply device.
  • the ground side power transmission apparatus may be provided with a mark indicating the installation position of the power transmission coil so that the vehicle driver or the like can grasp the installation position of the power transmission coil.
  • a mark for example, a light emitting type mark provided with a light emitting body such as an LED may be used so that it can be easily visually recognized at night. In this case, it is required that the mark can be easily replaced when a failure or the like occurs in the light emitter.
  • the present disclosure describes a ground-side power feeding device including a light-emitting unit that can be easily replaced.
  • One aspect of the present disclosure is a ground-side power supply device that is installed on a traveling road surface on which a vehicle travels and that performs power transmission or reception without contact with the vehicle, and between the vehicle-side power supply coil mounted on the vehicle At least one of a ground-side power supply coil that transmits or receives power without contact via a magnetic field of the first frequency, a periphery of the ground-side power supply coil when the ground-side power supply coil is viewed from above, and an upper part of the ground-side power supply coil And a light-emitting power transmission coil that transmits power in a non-contact manner with respect to the light-emitting portion, and the light-emitting portion has a second frequency magnetic field different from the first frequency from the light-emitting power transmission coil. And a light emitting coil that emits light by power received by the light receiving coil.
  • the light emitting unit included in the ground-side power supply device can be easily replaced.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. It is a block diagram which shows the function structure of a ground side electric power feeder and a vehicle side electric power feeder.
  • FIG. 3A is a view of the mark as viewed from above.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb in FIG. It is a flowchart which shows the flow of the lighting process of a mark in case a driver
  • FIG.6 (a) is the figure which looked at the ground side electric power feeder which concerns on a 1st modification from upper direction.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb in FIG.
  • Fig.7 (a) is the figure which looked at the ground side electric power feeder which concerns on a 2nd modification from upper direction.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line VIIb-VIIb in FIG.
  • Fig.8 (a) is the figure which looked at the ground side electric power feeder which concerns on a 3rd modification from upper direction.
  • FIG.6 (a) is the figure which looked at the ground side electric power feeder which concerns on a 1st modification from upper direction.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb in FIG.
  • Fig.7 (a) is the figure which looked at the ground side electric power feeder which concerns on a 2nd modification from upper direction.
  • FIG. 7B is a cross-section
  • FIG. 8B is a cross-sectional view along the line VIIIb-VIIIb in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of the LED wiring provided on the mark when the mark is viewed from the side.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a non-contact power feeding system according to a fourth modification.
  • One aspect of the present disclosure is a ground-side power supply device that is installed on a traveling road surface on which a vehicle travels and that performs power transmission or reception without contact with the vehicle, and between the vehicle-side power supply coil mounted on the vehicle At least one of a ground-side power supply coil that transmits or receives power without contact via a magnetic field of the first frequency, a periphery of the ground-side power supply coil when the ground-side power supply coil is viewed from above, and an upper part of the ground-side power supply coil And a light-emitting power transmission coil that transmits power in a non-contact manner with respect to the light-emitting portion, and the light-emitting portion has a second frequency magnetic field different from the first frequency from the light-emitting power transmission coil. And a light emitting coil that emits light by power received by the light receiving coil.
  • this ground side power feeding device power is transmitted in a non-contact manner from the light emitting power transmission coil to the light emitting power receiving coil provided in the light emitting section. That is, it is not necessary to directly connect the light emitting unit and the power source provided on the traveling road surface side by wiring. Furthermore, since no wiring is required, the light emitting unit can be stored in an independent housing. For this reason, the ground-side power supply device can easily replace only the light emitting unit. Further, the frequency when the ground-side power supply coil or the vehicle-side power supply coil receives power (first frequency) and the frequency when the light-emitting power receiving coil receives power (second frequency) are different from each other. For this reason, power transmission and power reception between the ground side power supply coil and the vehicle side power supply coil and light emission of the light emitting unit can be controlled independently.
  • the light-emitting power transmission coil and the light-emitting power receiving coil may be disposed around the ground-side power supply coil when the ground-side power supply coil is viewed from above. In this case, it is possible to suppress the influence of the light emitting power transmitting coil and the light emitting power receiving coil on power transmission and power reception between the ground side power feeding coil and the vehicle side power feeding coil. Furthermore, the power transmission and power reception between the ground-side power supply coil and the vehicle-side power supply coil can be prevented from affecting the light-emitting power transmission coil and the light-emitting power reception coil.
  • the ground side power supply device further includes a light emission control unit that controls a power transmission state from the light emitting power transmission coil to the light receiving coil, and a ground side communication unit that communicates with the vehicle.
  • a light emission start signal is received by the unit, power transmission from the light emitting power transmission coil to the light emitting power receiving coil is started.
  • the ground side feeding coil and the vehicle side Before the ground-side power supply coil starts power transmission or power reception with the power supply coil, power transmission from the light-emitting power transmission coil to the light-emitting power reception coil may be stopped.
  • the light emitting unit is required to indicate the installation position of the ground-side power feeding coil with respect to the vehicle approaching the ground-side power feeding device.
  • the vehicle can already transmit and receive power in a contactless manner between the ground-side power supply coil and the vehicle-side power supply coil. Parked at a certain position. That is, it is not necessary to indicate the installation position of the ground-side power supply coil with respect to the vehicle, and the light emitting unit may not emit light. For this reason, when the light emission start signal is received, the light emission control unit starts power transmission from the light emitting power transmitting coil to the light emitting power receiving coil, and causes the light emitting unit to emit light.
  • the light emission control unit stops power transmission to the light receiving coil and stops light emission of the light emitting unit before power transmission and power reception are started between the ground side power supply coil and the vehicle side power supply coil.
  • the ground side electric power feeder can make a light emission part light-emit appropriately according to the timing calculated
  • the light emitting unit emits light only when necessary, the aesthetic appearance of the area where the ground side power supply device is installed is not impaired.
  • the ground-side power feeding device 1 transmits power to the vehicle-side power feeding device 30 in a contactless manner.
  • the vehicle-side power feeding device 30 is mounted on a vehicle V that is an electric vehicle, for example.
  • the ground-side power supply device 1 supplies power to the vehicle-side power supply device 30 of the vehicle V that has arrived at a parking lot or the like by using magnetic coupling between coils such as a magnetic resonance method or an electromagnetic induction method.
  • the non-contact power feeding method is not limited to the one using magnetic coupling, and may be an electric field resonance method, for example.
  • the ground-side power feeding device 1 includes a non-contact power feeding pad 10, a mark (light emitting unit) M11, and a mark (light emitting unit) M12.
  • the non-contact power supply pad 10 is installed (embedded) in a traveling road surface R such as a parking lot.
  • the non-contact power supply pad 10 transmits power to the vehicle-side power supply device 30 of the vehicle V in a non-contact manner via a magnetic field.
  • the non-contact power supply pad 10 transmits power to the marks M11 and M12 in a non-contact manner via a magnetic field.
  • the marks M11 and M12 emit light by the power transmitted from the non-contact power supply pad 10.
  • the non-contact power supply pad 10 includes a pad side communication unit (ground side communication unit) 11, a pad side control unit (light emission control unit) 12, a vehicle power transmission circuit 13, a mark power transmission circuit 14, and a pad housing. 15, the ground side feeding coil C1, the light emitting power transmission coil C11, and the light emitting power transmission coil C12 are provided.
  • FIG.1 (b) etc. illustration of the pad side communication part 11, the pad side control part 12, the vehicle power transmission circuit 13, and the mark power transmission circuit 14 is abbreviate
  • the pad side communication unit 11 has a function of performing wireless communication with the vehicle V (vehicle side communication unit 31).
  • the pad side control unit 12 outputs a vehicle power supply signal to the vehicle power transmission circuit 13 based on the communication result in the pad side communication unit 11. Further, the pad side control unit 12 outputs a mark power supply signal to the mark power transmission circuit 14 based on the communication result in the pad side communication unit 11.
  • the upper surface of the pad casing 15 is made of a material that does not affect the magnetic field, radio waves of wireless communication pass through the upper surface of the pad casing 15 and are transmitted to the vehicle V (vehicle-side communication unit 31). ).
  • the pad side control unit 12 controls a power transmission state (power transmission on / off) from the ground side power supply coil C1 to the vehicle side power supply coil C2 of the vehicle side power supply device 30. Similarly, the pad-side control unit 12 transmits power from the light-emitting power transmission coil C11 to the mark M11 (power transmission on / off) and power transmission from the light-emitting power transmission coil C12 to the mark M12 (power transmission on / off). To control.
  • the pad-side control unit 12 gives instructions for turning on and off the marks M11 and M12 based on instructions from the vehicle-side power supply device 30 via the pad-side communication unit 11.
  • the pad side control unit 12 is configured by, for example, an ECU (Electronic Control Unit) including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
  • ECU Electronic Control Unit
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the vehicle power supply circuit 13 When the vehicle power transmission circuit 13 receives a vehicle power supply signal from the pad-side control unit 12, the vehicle power supply circuit 13 uses a high frequency (hereinafter referred to as a first frequency) suitable for non-contact power supply from power supplied from a power source (not shown).
  • the frequency is 100 kHz.
  • AC power is generated.
  • the means for generating AC power is, for example, an inverter circuit that switches a power MOSFET.
  • the vehicle power transmission circuit 13 supplies the generated AC power to the ground-side power supply coil C1.
  • the ground-side power supply coil C1 generates a magnetic field by AC power supplied from the vehicle power transmission circuit 13. This magnetic field is an alternating magnetic field that changes in a sinusoidal shape over time.
  • the ground-side power supply coil C1 is provided with, for example, a resonance capacitor. By setting the resonance frequency to the first frequency, non-contact power supply with high efficiency is possible. That is, in a state where the vehicle V is stopped at a predetermined feeding position, the ground-side feeding coil C1 is not in contact with the vehicle-side feeding coil C2 mounted on the vehicle V via the magnetic field of the first frequency. Power transmission.
  • the mark power transmission circuit 14 When the mark power transmission circuit 14 receives the mark power supply signal from the pad-side control unit 12, the mark power transmission circuit 14 uses a high frequency (hereinafter referred to as a second frequency) suitable for non-contact power supply from power supplied from a power source (not shown).
  • the frequency is 10 MHz.
  • AC power is generated.
  • the means for generating AC power is, for example, an inverter circuit that switches MOSFETs.
  • the mark power transmission circuit 14 supplies the generated AC power to the light emitting power transmission coils C11 and C12.
  • the light emitting power transmission coils C11 and C12 are disposed around the ground side power supply coil C1 when the ground side power supply coil C1 is viewed from above.
  • seeing from above refers to viewing the traveling road surface R side from above the traveling road surface R (the side opposite to the ground with respect to the traveling road surface R).
  • the light emitting power transmission coils C ⁇ b> 11 and C ⁇ b> 12 generate a magnetic field by the AC power supplied from the mark power transmission circuit 14.
  • This magnetic field is an alternating magnetic field that changes in a sinusoidal shape over time.
  • a resonance capacitor is provided in each of the light emitting power transmission coils C11 and C12.
  • the light-emitting power transmission coil C11 transmits power to the mark M11 (specifically, the light-emitting power receiving coil C21 shown in FIG. 3) in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the light-emitting power transmission coil C12 transmits power to the mark M12 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the pad housing 15 includes the pad side communication unit 11, the pad side control unit 12, the vehicle power transmission circuit 13, the mark power transmission circuit 14, the ground side power supply coil C1, the light emitting power transmission coil C11, and the light emitting power transmission coil C12. To accommodate. At least the upper surface of the pad housing 15 is made of a material (for example, resin) that does not affect the magnetic field.
  • the marks M11 and M12 are embedded in the traveling road surface R so that the upper surface is exposed on the traveling road surface R.
  • the marks M11 and M12 have a band shape when viewed from above and extend in parallel to each other.
  • the marks M11 and M12 are arranged around the ground-side power supply coil C1 when the ground-side power supply coil C1 is viewed from above.
  • the marks M11 and M12 are arranged so as to sandwich the ground side feeding coil C1 when viewed from above.
  • the marks M11 and M12 indicate the installation position of the ground side feeding coil C1 by emitting light.
  • the marks M11 and M12 extend along the entry direction of the vehicle V that enters the non-contact power supply pad 10 for power supply.
  • the mark M11 includes a light receiving coil C21, a rectifier circuit 21, a plurality of LEDs (light emitters) 22, and a mark housing 25, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).
  • the light receiving coil C21 is provided with, for example, a resonance capacitor, and the light receiving coil C21 receives power at the second frequency as the resonance frequency. That is, the light receiving coil C21 receives power from the light emitting coil C11 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the light receiving coil C21 when the light receiving coil C21 is present in the alternating magnetic field generated by the light emitting coil C11, an induced current is generated in the light receiving coil C21. Thereby, the light receiving coil C21 receives AC power from the light emitting coil C11 in a non-contact (wireless) manner. That is, the mark M11 is arranged so that the light receiving coil C21 of the mark M11 is positioned in the alternating magnetic field generated by the light emitting coil C11.
  • the electric power received by the light receiving coil C21 is supplied to the plurality of LEDs 22 via the rectifier circuit 21, respectively.
  • the LEDs 22 are arranged side by side along the extending direction of the mark M11.
  • the LED 22 emits light by the power received by the light receiving coil C21.
  • the mark housing 25 accommodates the light receiving coil C21, the rectifier circuit 21, and the plurality of LEDs 22 described above. At least the lower surface of the mark housing 25 is made of a material (for example, resin) that does not affect the magnetic field. Further, at least the upper surface of the mark housing 25 is made of a transparent material (for example, resin, glass, etc.) so that the light emitted from the LED 22 can be transmitted.
  • a material for example, resin
  • a transparent material for example, resin, glass, etc.
  • the mark M12 has the same configuration as the mark M11. That is, the light receiving coil for mark M12 receives power from the light emitting power transmission coil C12 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency. Thereby, the LED of the mark M12 emits light.
  • the light receiving coil C21 for light emission of the mark M11 and the power receiving coil for light emission of the mark M12 are arranged around the ground side power supply coil C1 when the ground side power supply coil C1 is viewed from above.
  • the marks M11 and M12 are positioned by being fitted into grooves 15a provided on the upper surface of the pad housing 15, respectively.
  • the ground side feeding coil C1 has a quadrangular shape when viewed from above.
  • the marks M11 and M12 are arranged along opposing sides of the square ground-side power feeding coil C1.
  • the lengths of the marks M11 and M12 are longer by a predetermined length than the length of one piece of the square ground side feeding coil C1.
  • the vehicle-side power supply device 30 mounted on the vehicle V includes a vehicle-side communication unit 31, a vehicle-side control unit 32, and a vehicle-side power supply coil C2.
  • the vehicle-side communication unit 31 has a function of performing wireless communication with the pad-side communication unit 11 of the non-contact power feeding pad 10.
  • the vehicle-side control unit 32 gives instructions to turn on and off the marks M11 and M12, an instruction to start supplying power to the vehicle V using the ground-side power supply coil C1, and the like based on the operation of the driver. This is performed to the non-contact power supply pad 10 via the side communication unit 31.
  • the vehicle side control part 32 is comprised by ECU (Electronic Control Unit) provided with CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), and RAM (Random Access Memory), for example.
  • the vehicle-side power supply coil C2 is provided with, for example, a resonance capacitor, and the vehicle-side power supply coil C2 receives power at the first frequency as the resonance frequency.
  • the vehicle-side power supply coil C2 receives power from the ground-side power supply coil C1 in a non-contact manner via the first frequency magnetic field.
  • an induction current is generated in the vehicle-side power supply coil C2 by the presence of the vehicle-side power supply coil C2 in the alternating magnetic field generated by the ground-side power supply coil C1.
  • the vehicle side feeding coil C2 receives AC power from the ground side feeding coil C1 in a non-contact (wireless) manner.
  • the electric power received by the vehicle-side power supply coil C2 is used for charging the battery of the vehicle V through a rectifier circuit, a charging circuit, and the like.
  • power transmission from the ground-side power supply coil C1 to the vehicle-side power supply coil C2, power transmission from the light-emitting power transmission coil C11 to the mark M11, and power transmission from the light-emitting power transmission coil C12 to the mark M12 are different from each other.
  • First frequency, second frequency the vehicle side feeding coil C2 and the light receiving coil C21 are each provided with a resonance capacitor, and the respective resonance frequencies are a first frequency and a second frequency. That is, the vehicle-side power supply coil C2 selectively receives power transmission at the first frequency, and the light receiving coil C21 selectively receives power transmission at the second frequency.
  • the marks M11 and M12 do not emit light due to the magnetic field generated by the ground side feeding coil C1.
  • the vehicle-side power feeding coil C2 does not receive power due to the magnetic field generated by the light-emitting power transmission coils C11 and C12.
  • the driver of the vehicle V operates an operation button or the like (not shown) mounted on the vehicle V so that the vehicle V can contact the vehicle-side control unit 32 with the non-contact power supply pad 10.
  • the vehicle-side control unit 32 instructs the non-contact power supply pad 10 to turn on the mark via the vehicle-side communication unit 31 (S102).
  • the pad side communication unit 11 receives the mark lighting instruction
  • the pad side control unit 12 outputs a mark power supply signal to the mark power transmission circuit 14.
  • the marks M11 and M12 emit light
  • the marks M11 and M12 are switched from the unlit state to the lit state (S103).
  • the driver manually moves the vehicle V to the non-contact power supply pad 10 (position where non-contact power supply is possible) while looking at the light emitting marks M11 and M12 (S104).
  • the driver stops the vehicle V.
  • the driver operates an operation button or the like (not shown) mounted on the vehicle V to notify the vehicle-side control unit 32 that the vehicle V has reached the non-contact power supply pad 10 ( S105).
  • the vehicle-side control unit 32 instructs the non-contact power supply pad 10 to turn off the mark via the vehicle-side communication unit 31 (S106).
  • the pad-side control unit 12 stops outputting the mark power supply signal to the mark power transmission circuit 14 when the pad-side communication unit 11 receives an instruction to turn off the mark.
  • the mark power transmission circuit 14 stops the supply of AC power to the light emitting power transmission coils C11 and C12.
  • the marks M11 and M12 are turned off by stopping the supply of AC power to the light emitting power transmission coils C11 and C12 (S107).
  • the pad-side control unit 12 outputs a vehicle power supply signal to the vehicle power transmission circuit 13. Thereby, power transmission from the non-contact power supply pad 10 to the vehicle V is started (S108).
  • the vehicle V is a vehicle that can be automatically driven, and the vehicle-side control unit 32 performs automatic driving control to move the vehicle V onto the non-contact power feeding pad 10 by automatic driving will be described.
  • a camera mounted on the vehicle V images the marks M11 and M12.
  • the vehicle-side control unit 32 moves the vehicle V by recognizing the positions of the marks M11 and M12 based on the captured image.
  • the processing of S201 to S203 shown in FIG. 5 is the same as the processing of S101 to S103 described with reference to FIG.
  • the pad side control unit 12 notifies the vehicle V side that the marks M11 and M12 have emitted light via the pad side communication unit 11 (S204).
  • the vehicle-side communication unit 31 receives that the marks M11 and M12 have emitted light
  • the vehicle-side control unit 32 controls a camera (not shown) mounted on the vehicle V, and the area including the marks M11 and M12 is captured by the camera. (S205).
  • the marks M11 and M12 need to emit light with visible light.
  • the marks M11 and M12 may emit light other than visible light (for example, infrared light) as long as the image can be captured by the camera.
  • the vehicle-side control unit 32 instructs the non-contact power supply pad 10 to turn off the mark via the vehicle-side communication unit 31 (S206).
  • the pad-side control unit 12 stops outputting the mark power supply signal to the mark power transmission circuit 14 when the pad-side communication unit 11 receives an instruction to turn off the mark. Thereby, the marks M11 and M12 are turned off (S207).
  • the vehicle-side control unit 32 recognizes the positions of the marks M11 and M12 based on the captured image of the camera.
  • the vehicle-side control unit 32 moves the vehicle V by automatic driving up to the non-contact power supply pad 10 (position where non-contact power supply is possible) based on the recognized positions of the marks M11 and M12 (S208).
  • the vehicle-side control unit 32 can detect the marks M11 and M12 from the captured image of the camera and recognize the positions of the marks M11 and M12 with respect to the vehicle V based on a known image processing technique.
  • the vehicle side control unit 32 stops the vehicle V. Then, the vehicle-side control unit 32 notifies the non-contact power supply pad 10 that the vehicle V has reached the non-contact power supply pad 10 via the vehicle-side communication unit 31 (S209).
  • the pad-side communication unit 11 receives that the vehicle V has reached the non-contact power supply pad 10
  • the pad-side control unit 12 outputs a vehicle power supply signal to the vehicle power transmission circuit 13. Thereby, power transmission from the non-contact power supply pad 10 to the vehicle V is started (S210).
  • the pad-side control unit 12 is not limited to the pad-side communication unit, whether the driver of the vehicle V visually confirms the mark M11 or the like, or the image of the mark M11 or the like by the camera.
  • the mark lighting instruction light emission start signal
  • the marks M11 and M12 are caused to emit light (S103, S203).
  • the pad-side control unit 12 turns off the marks M11 and M12 before power transmission from the non-contact power supply pad 10 to the vehicle V is started (S107, S207).
  • the present embodiment is configured as described above, and the ground-side power feeding device 1 is configured so that the light-emitting power receiving coil C21 provided on the mark M11 and the light-emitting power receiving coil provided on the mark M12 are light-emitting power transmission coils C11. And C12 transmit power without contact. That is, it is not necessary to directly connect the marks M11 and M12 and the power source provided on the traveling road surface R side by wiring. Further, the mark housing 25 (marks M11 and M12) and the pad housing 15 are separate housings, and the mark housing 25 (marks M11 and M12) is fitted into the pad housing 15 and positioned. Both can be easily separated. For this reason, the ground-side power supply device 1 can easily replace only the marks M11 and M12.
  • the frequency used (second frequency) is different from each other. For this reason, power transmission from the non-contact power supply pad 10 to the vehicle V and light emission of the marks M11 and M12 can be controlled independently.
  • the light receiving coil C21 for light emission of the mark M11 and the power receiving coil for light emission of the mark M12 are arranged around the ground side power supply coil C1 when the ground side power supply coil C1 is viewed from above. Most of the magnetic field generated for the non-contact power feeding between the ground side feeding coil C1 and the vehicle side feeding coil C2 is generated between the ground side feeding coil C1 and the vehicle side feeding coil C2, and is weak around the magnetic field. . For this reason, it can suppress that the receiving coil C21 for light emission of the mark M11, etc. exert influence with respect to the power transmission from the ground side feeding coil C1 to the vehicle side feeding coil C2.
  • the marks M11 and M12 are required to indicate the installation position of the ground side power supply coil C1 with respect to the vehicle V approaching the non-contact power supply pad 10. Further, when power is being transmitted from the non-contact power supply pad 10 to the vehicle V, the marks M11 and M12 do not have to emit light. For this reason, the pad side control part 12 makes mark M11 and M12 light-emit, when the instruction
  • the ground side electric power feeder 1 can light-emit the marks M11 and M12 appropriately according to the timing calculated
  • the marks M11 and M12 are embedded in the traveling road surface R so that the upper surface is exposed.
  • the marks M11 and M12 may be installed on the traveling road surface R.
  • the positions where the marks M11 and M12 are installed may be determined based on the measured position of the contactless power supply pad 10 by measuring the position where the contactless power supply pad 10 is embedded based on an external reference point or the like. Good. Since the marks M11 and M12 are installed on the traveling road surface R, the ground-side power supply device 1 according to the first modification can further easily replace the marks M11 and M12.
  • non-contact power supply pad 10A of the ground-side power supply device 1A in the second modified example is replaced with the light-emitting power transmission coils C31, C32, C33, instead of the light-emitting power transmission coils C11 and C12 of the non-contact power supply pad 10 in the embodiment.
  • C34, C35, and C36 are provided.
  • the light emitting power transmission coil C31 transmits power to the light emitting power receiving coil of the mark M31 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the light-emitting power transmission coils C32 to C36 transmit power to the light-emitting power receiving coils of the marks M32 to M36 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the marks M31 to M36 are embedded in the traveling road surface R so that the upper surface is exposed on the traveling road surface R.
  • the marks M31 to M36 are arranged in a square frame around the ground-side power supply coil C1 so as to surround the ground-side power supply coil C1.
  • the light receiving coil for light emission of the marks M31 to M36 and the power transmitting coils C31 to C36 for light emission are arranged around the ground side feeding coil C1 when the ground side feeding coil C1 is viewed from above.
  • the marks M31 to M36 are positioned by being fitted into a frame-like groove 15a provided on the upper surface of the pad housing 15.
  • the ground-side power feeding device 1A of the second modified example also has the same effects as the ground-side power feeding device 1 of the embodiment. Further, since the ground-side power supply coil C1 is surrounded by the marks M31 to M36, the driver or the like can clearly grasp the installation position of the ground-side power supply coil C1.
  • the ground-side power feeding device 1B in the third modified example is replaced with marks (light emitting units) instead of the marks M11 and M12 of the ground-side power feeding device 1 in the embodiment.
  • M41, M42, M43, and M44 have the same configuration as the mark M11 in the embodiment.
  • the non-contact power supply pad 10B of the ground-side power supply device 1B in the third modified example is replaced with the light-emitting power transmission coils C41, C42, C43, instead of the light-emitting power transmission coils C11 and C12 of the non-contact power supply pad 10 in the embodiment. And C44.
  • the light-emitting power transmission coil C41 transmits power to the light-emitting power receiving coil of the mark M41 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the light emitting power transmission coils C42 to C44 transmit power to each of the light emitting power receiving coils of the marks M42 to M44 in a non-contact manner via the magnetic field of the second frequency.
  • the marks M41 to M44 are embedded in the traveling road surface R so that the upper surface is exposed on the traveling road surface R.
  • the marks M41 and M42 are arranged so as to sandwich the ground side feeding coil C1 when viewed from above.
  • the marks M43 and M44 are arranged in a straight line and are arranged between the marks M41 and M44.
  • the marks M43 and M44 are arranged so as to cross the ground-side power supply coil C1 when the ground-side power supply coil C1 is viewed from above. That is, at least a part of the marks M43 and M44 are disposed on the ground side feeding coil C1.
  • the mark M41, the marks M43 and M44 arranged in a straight line, and the mark M42 are arranged so that their extending directions are the same.
  • the light receiving coil for light emission of the marks M41 to M44 and the power transmitting coils C41 to C44 for light emission are arranged around the ground side feeding coil C1 when the ground side feeding coil C1 is viewed from above.
  • the marks M41 to M44 are positioned by being fitted into a frame-like groove 15a provided on the upper surface of the pad housing 15.
  • the rectifier circuit 21A of the mark M43 is disposed around the ground-side power supply coil C1 when the ground-side power supply coil C1 is viewed from above.
  • illustration of the light receiving coil for light emission is omitted. That is, the rectifier circuit 21A is located outside the region of the magnetic field formed between the ground-side power supply coil C1 and the vehicle-side power supply coil C2.
  • the ground-side feeding coil C ⁇ b> 1 is a circular coil, and the direction of the magnetic field is indicated by an arrow G. That is, the ground-side power supply coil C1 has a conductive wire wound in a spiral shape when viewed from above.
  • the direction of the magnetic field is the vertical direction (from bottom to top).
  • the LED 22A of the mark M43 is located on the ground side feeding coil C1 when the ground side feeding coil C1 is viewed from above. That is, LED22A is located in the area
  • a set of wires L that connect the LED 22A and the rectifier circuit 21A are arranged in the vertical direction along the direction of the magnetic field (the direction of the arrow G). That is, when viewed along the direction of the magnetic field (along the vertical direction), the pair of wirings L overlap each other.
  • the mark M44 has the same configuration as the mark M43.
  • the ground-side power supply device 1B of the third modification also has the same operational effects as the ground-side power supply device 1 of the embodiment.
  • the set of wirings L are arranged in the vertical direction along the direction of the magnetic field, so that a magnetic field generated between the ground side feeding coil C1 and the vehicle side feeding coil C2 is applied to the wiring L. Do not interlink.
  • the magnetic field generated between the ground side feeding coil C1 and the vehicle side feeding coil C2 is not linked to the wiring in the mark M44. Thereby, during power transmission from the non-contact power supply pad 10B to the vehicle V, current can be prevented from being induced in the wiring and the marks M43 and M44 can emit light.
  • the ground-side feeding coil C1 is a circular type coil, but may be a solenoid type coil.
  • the direction of the magnetic field between the ground side feeding coil C1 and the vehicle side feeding coil C2 is the horizontal direction.
  • the set of wirings L of the mark M43 is arranged in the horizontal direction along the direction of the magnetic field. That is, when viewed along the direction of the magnetic field (along the horizontal direction), the pair of wirings L overlap each other.
  • the mark M44 has the same configuration as the mark M43.
  • the non-contact power feeding system 100 includes a plurality of ground-side power feeding devices 1 (the case where three ground-side power feeding devices 1 are shown in FIG. 10) and an overall control unit 50 according to the embodiment. It has.
  • the overall control unit 50 may be provided in the pad housing 15 of one ground-side power feeding device 1 among the plurality of ground-side power feeding devices 1, and is provided separately from the ground-side power feeding device 1. May be.
  • the overall control unit 50 determines the ground-side power feeding device 1 to be used for power transmission among the plurality of ground-side power feeding devices 1. For example, the overall control unit 50 excludes the ground-side power supply device 1 that cannot perform desired power transmission, such as a foreign object on the contactless power supply pad 10 or a problem in power transmission, from a target to be used for power transmission. For example, the overall control unit 50 may determine the ground-side power supply device 1 used for power transmission according to the type of the vehicle V (small car, large car, etc.). When the overall control unit 50 receives a notification from the vehicle V that the vehicle V has approached the place where the ground-side power feeding device 1 is installed, the overall control unit 50 determines the ground-side power feeding device 1 to be used. Then, the overall control unit 50 turns on the marks M11 and M12 of the ground-side power supply device 1 determined to be used. Thereafter, the ground-side power supply device 1 determined to be used performs power transmission to the vehicle V as described above.
  • the non-contact power feeding system 100 when a plurality of ground-side power feeding apparatuses 1 are installed, the non-contact power feeding system 100 causes the marks M11 and M12 of the predetermined ground-side power feeding apparatus 1 to emit light. Thereby, the non-contact electric power feeding system 100 can guide the vehicle V to the ground side electric power feeder 1 suitable for power transmission, even when the several ground side electric power feeder 1 is installed.
  • the non-contact power feeding system 100 includes a plurality of ground side power feeding apparatuses 1 according to the embodiment.
  • the contactless power supply system 100 may include a plurality of ground-side power supply apparatuses according to other modifications.
  • this indication is not limited to the above-mentioned embodiment and each modification.
  • the arrangement of the marks M11 and the like is not limited to the arrangement described above.
  • marks may be arranged in a cross shape on the ground-side power supply coil C1.
  • the mark M11 or the like may emit light by a light emitter other than the LED.
  • the color of light emitted from the mark M11 or the like may be different for each mark.
  • the amount of light of the mark M11 and the like in the embodiment and each modification may be changed according to the time zone or ambient brightness. For example, in the morning and evening (a time zone in which the mark M11 or the like may be difficult to see due to sunlight from the side), the mark power transmission circuit 14 increases the amount of light of the mark M11 or the like by increasing the output power. May be. Further, at night, the mark power transmission circuit 14 may reduce the light amount of the mark M11 and the like by reducing the output power. In order to grasp time zones such as morning and evening, the non-contact power supply pad 10 may include a clock.
  • the light emitting unit included in the ground-side power supply device can be easily replaced.
  • Ground side power supply device 11
  • Pad side communication unit 12
  • Pad side control unit (light emission control unit)
  • C1 Ground side feeding coil C2
  • Vehicle side feeding coil C11, C12, C31 to C36, C41 to C44
  • Light emitting power transmission coil C21 Light emitting power receiving coil M11, M12, M31 to M36, M41 to M44 Mark (light emitting part) 22 LED (light emitter) R Road surface V Vehicle

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Abstract

地上側給電装置は、車両が走行する走行路面に設置され、車両との間で非接触で送電又は受電する。地上側給電装置は、車両に搭載された車両側給電コイルとの間で第1周波数の磁場を介して非接触で送電又は受電する地上側給電コイルと、地上側給電コイルを上方から見たときの地上側給電コイルの周囲、及び地上側給電コイルの上部の少なくともいずれかの位置に配置された発光部と、発光部に対して非接触で送電する発光用送電コイルと、を備える。発光部は、発光用送電コイルから、第1周波数とは異なる第2周波数の磁場を介して非接触で受電する発光用受電コイルと、発光用受電コイルで受電された電力によって発光する発光体と、を有する。

Description

地上側給電装置
 本開示は、地上側給電装置に関する。
 例えば、車両に搭載された車両側受電装置の受電コイルと、車両が走行する走行路面に設置された地上側送電装置の送電コイルとの間で磁場を介して非接触で給電するシステムがある。このようなシステムが、例えば、特許文献1に記載されている。
特開2014-236539号公報
 ここで、地上側送電装置には、車両の運転者等が送電コイルの設置位置を把握できるように、送電コイルの設置位置を示すマークが設けられることがある。また、このマークとして、例えば夜間でも容易に視認できるように、LED等の発光体を備えた発光型のマークが用いられることがある。この場合、発光体に故障等が生じたときに容易にマークを交換できることが求められている。
 そこで、本開示は、容易に交換可能な発光部を備える地上側給電装置を説明する。
 本開示の一態様は、車両が走行する走行路面に設置され、車両との間で非接触で送電又は受電する地上側給電装置であって、車両に搭載された車両側給電コイルとの間で第1周波数の磁場を介して非接触で送電又は受電する地上側給電コイルと、地上側給電コイルを上方から見たときの地上側給電コイルの周囲、及び地上側給電コイルの上部の少なくともいずれかの位置に配置された発光部と、発光部に対して非接触で送電する発光用送電コイルと、を備え、発光部は、発光用送電コイルから、第1周波数とは異なる第2周波数の磁場を介して非接触で受電する発光用受電コイルと、発光用受電コイルで受電された電力によって発光する発光体と、を有する。
 本開示によれば、地上側給電装置が備える発光部を容易に交換できる。
図1(a)は、実施形態に係る地上側給電装置を上方から見た図である。図1(b)は、図1(a)のIb-Ib線に沿った断面図である。 地上側給電装置及び車両側給電装置の機能構成を示すブロック図である。 図3(a)は、マークを上方から見た図である。図3(b)は、図3(a)のIIIb-IIIb線に沿った断面図である。 運転者が目視によってマークを確認し、手動運転で車両を移動させる場合におけるマークの点灯処理の流れを示すフローチャートである。 カメラの撮像画像に基づいてマークを認識し、自動運転で車両を移動させる場合における、マークの点灯処理の流れを示すフローチャートである。 図6(a)は、第1変形例に係る地上側給電装置を上方から見た図である。図6(b)は、図6(a)のVIb-VIb線に沿った断面図である。 図7(a)は、第2変形例に係る地上側給電装置を上方から見た図である。図7(b)は、図7(a)のVIIb-VIIb線に沿った断面図である。 図8(a)は、第3変形例に係る地上側給電装置を上方から見た図である。図8(b)は、図8(a)のVIIIb-VIIIb線に沿った断面図である。 図9は、マークを側方から見た場合において、マークに設けられたLEDの配線の配置を示す図である。 図10は、第4変形例に係る非接触給電システムを示す図である。
 本開示の一態様は、車両が走行する走行路面に設置され、車両との間で非接触で送電又は受電する地上側給電装置であって、車両に搭載された車両側給電コイルとの間で第1周波数の磁場を介して非接触で送電又は受電する地上側給電コイルと、地上側給電コイルを上方から見たときの地上側給電コイルの周囲、及び地上側給電コイルの上部の少なくともいずれかの位置に配置された発光部と、発光部に対して非接触で送電する発光用送電コイルと、を備え、発光部は、発光用送電コイルから、第1周波数とは異なる第2周波数の磁場を介して非接触で受電する発光用受電コイルと、発光用受電コイルで受電された電力によって発光する発光体と、を有する。
 この地上側給電装置では、発光部に設けられた発光用受電コイルに対して、発光用送電コイルから非接触で送電される。すなわち、発光部と、走行路面側に設けられた電源とを配線によって直接接続することが不要となる。さらに、配線が不要なため発光部を独立した筐体に収納することが可能である。このため、地上側給電装置は、発光部のみを容易に交換することができる。また、地上側給電コイル又は車両側給電コイルが受電するときの周波数(第1周波数)と、発光用受電コイルが受電するときの周波数(第2周波数)とが互いに異なっている。このため、地上側給電コイル及び車両側給電コイル間での送電及び受電と、発光部の発光とを独立して制御することができる。
 発光用送電コイル及び発光用受電コイルは、地上側給電コイルを上方から見たときの地上側給電コイルの周囲に配置されていてもよい。この場合、地上側給電コイルと車両側給電コイルとの間での送電及び受電に対して、発光用送電コイル及び発光用受電コイルが影響を及ぼすことを抑制できる。さらに、地上側給電コイルと車両側給電コイルとの間での送電及び受電が、発光用送電コイル及び発光用受電コイルに対して影響を及ぼすことを抑制できる。
 地上側給電装置は、発光用送電コイルから発光用受電コイルへの送電状態を制御する発光制御部と、車両と通信を行う地上側通信部と、を更に備え、発光制御部は、地上側通信部によって発光開始信号が受信された場合、発光用送電コイルから発光用受電コイルへの送電を開始し、発光用送電コイルから発光用受電コイルへの送電の開始後、地上側給電コイルと車両側給電コイルとの間で地上側給電コイルが送電又は受電を開始する前に、発光用送電コイルから発光用受電コイルへの送電を停止させてもよい。ここで、発光部は、地上側給電装置に接近する車両に対して地上側給電コイルの設置位置を示すことが求められている。また、車両側給電コイルと地上側給電コイルとの間で送電及び受電が行われているときには、車両はすでに地上側給電コイルと車両側給電コイルとの間で非接触での送電又は受電が可能な位置に停車している。すなわち、車両に対して地上側給電コイルの設置位置を示すことは不要になっており、発光部は発光していなくてよい。このため、発光制御部は、発光開始信号が受信された場合に発光用送電コイルから発光用受電コイルへの送電を開始して発光部を発光させる。そして、発光制御部は、地上側給電コイルと車両側給電コイルとの間で送電及び受電が開始する前に発光用受電コイルへの送電を停止して発光部の発光を停止させる。これにより、地上側給電装置は、発光部に求められるタイミングに応じて適切に発光部を発光させることができる。また、必要なときのみ発光部が発光するため、地上側給電装置が設置された領域の美観を損ねない。
 以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
 図1(a)、図1(b)、及び図2に示されるように、地上側給電装置1は、車両側給電装置30に対して非接触で送電する。車両側給電装置30は、例えば電気自動車である車両Vに搭載されている。地上側給電装置1は、駐車場等に到着した車両Vの車両側給電装置30に対し、磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等のコイル間の磁気結合を利用して、電力を供給する。なお、非接触給電方式は、磁気結合を利用したものに限らず、例えば、電界共鳴方式であってもよい。
 地上側給電装置1は、非接触給電パッド10、マーク(発光部)M11、及びマーク(発光部)M12を備えている。非接触給電パッド10は、駐車場等の走行路面R内に設置されて(埋め込まれて)いる。非接触給電パッド10は、車両Vの車両側給電装置30に対して磁場を介して非接触で送電する。また、非接触給電パッド10は、マークM11及びM12に対して磁場を介して非接触で送電する。マークM11及びM12は、非接触給電パッド10から送電された電力によって発光する。
 より詳細には、非接触給電パッド10は、パッド側通信部(地上側通信部)11、パッド側制御部(発光制御部)12、車両用送電回路13、マーク用送電回路14、パッド筐体15、地上側給電コイルC1、発光用送電コイルC11、及び発光用送電コイルC12を備えている。なお、図1(b)等では、パッド側通信部11、パッド側制御部12、車両用送電回路13、及びマーク用送電回路14の図示が省略されているが、これらのパッド側通信部11等はパッド筐体15内の所定の位置に配置されている。
 パッド側通信部11は、車両V(車両側通信部31)と無線通信を行う機能を有している。パッド側制御部12は、パッド側通信部11での通信結果に基づいて、車両用送電回路13に対して車両給電信号を出力する。また、パッド側制御部12は、パッド側通信部11での通信結果に基づいて、マーク用送電回路14に対してマーク給電信号を出力する。後述するように、パッド筐体15の上面は、磁場に影響を与えない材料によって構成されているので、無線通信の電波はパッド筐体15の上面を透過して車両V(車両側通信部31)に到達する。
 すなわち、パッド側制御部12は、地上側給電コイルC1から車両側給電装置30の車両側給電コイルC2への送電状態(送電のオン/オフ)を制御する。同様に、パッド側制御部12は、発光用送電コイルC11からマークM11への送電状態(送電のオン/オフ)、及び発光用送電コイルC12からマークM12への送電状態(送電のオン/オフ)を制御する。
 また、パッド側制御部12は、マークM11及びM12の点灯及び消灯の指示等を、パッド側通信部11を介して車両側給電装置30からの指示に基づき行う。パッド側制御部12は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及び、RAM(Random Access Memory)を備えるECU(Electronic Control Unit)によって構成されている。
 車両用送電回路13は、パッド側制御部12から車両給電信号を受信すると、図示しない電源等より供給された電力から非接触給電に適した高周波(以下、第1周波数と呼ぶ。例えば、第1周波数は100kHzである。)の交流電力を生成する。交流電力を生成する手段は、例えば、パワーMOSFETをスイッチングするインバータ回路である。車両用送電回路13は、生成した交流電力を地上側給電コイルC1に供給する。
 地上側給電コイルC1は、車両用送電回路13から供給された交流電力によって磁場を発生させる。この磁場は時間的に正弦波状に変化する交流磁場である。また、地上側給電コイルC1には例えば共振キャパシタが設けられており、共振周波数を第1周波数に設定することにより効率の高い非接触給電が可能となる。すなわち、車両Vが予め定められた給電位置に停止した状態で、地上側給電コイルC1は、車両Vに搭載された車両側給電コイルC2に対して、第1周波数の磁場を介して非接触で送電する。
 マーク用送電回路14は、パッド側制御部12からマーク給電信号を受信すると、図示しない電源等より供給された電力から非接触給電に適した高周波(以下、第2周波数と呼ぶ。例えば、第2周波数は10MHzである。)の交流電力を生成する。交流電力を生成する手段は、例えば、MOSFETをスイッチングするインバータ回路である。マーク用送電回路14は、生成した交流電力を発光用送電コイルC11及びC12に供給する。
 発光用送電コイルC11及びC12は、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。ここで、上方から見ることとは、走行路面Rの上(走行路面Rに対して地中と反対側)から走行路面R側を見ることである。発光用送電コイルC11及びC12は、マーク用送電回路14から供給された交流電力によって磁場を発生させる。この磁場は時間的に正弦波状に変化する交流磁場である。また、発光用送電コイルC11及びC12には、それぞれ例えば共振キャパシタが設けられており、共振周波数を第2周波数に設定することにより効率の高い非接触給電が可能となる。すなわち、発光用送電コイルC11は、マークM11(詳しくは、図3に示される発光用受電コイルC21)に対して、第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。同様に、発光用送電コイルC12は、マークM12に対して第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。
 パッド筐体15は、上述したパッド側通信部11、パッド側制御部12、車両用送電回路13、マーク用送電回路14、地上側給電コイルC1、発光用送電コイルC11、及び発光用送電コイルC12を収容する。少なくとも、パッド筐体15の上面は、磁場に影響を与えない材料(例えば、樹脂など)によって構成されている。
 マークM11及びM12は、上面が走行路面R上に露出するように、走行路面R内に埋め込まれている。マークM11及びM12は、上方から見たときに帯状を成し、互いに平行に延びている。本実施形態においてマークM11及びM12は、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。具体的には、マークM11及びM12は、上方から見たときに、地上側給電コイルC1を挟み込むように配置されている。マークM11及びM12は、発光することにより、地上側給電コイルC1の設置位置を示す。一例として、マークM11及びM12は、給電のために非接触給電パッド10上に進入する車両Vの進入方向に沿って延在している。
 マークM11は、図3(a)及び図3(b)に示されるように、発光用受電コイルC21、整流回路21、複数のLED(発光体)22、及びマーク筐体25を備えている。発光用受電コイルC21には例えば共振キャパシタ等が設けられており、発光用受電コイルC21は、共振周波数として第2周波数で受電する。すなわち、発光用受電コイルC21は、発光用送電コイルC11から第2周波数の磁場を介して非接触で受電する。
 具体的には、発光用送電コイルC11で発生した交流磁場中に発光用受電コイルC21が存在することによって、発光用受電コイルC21に誘導電流が発生する。これにより、発光用受電コイルC21は、非接触(ワイヤレス)で発光用送電コイルC11から交流電力を受け取る。すなわち、発光用送電コイルC11で発生した交流磁場中にマークM11の発光用受電コイルC21が位置するように、マークM11が配置されている。
 発光用受電コイルC21が受け取った電力は、整流回路21を介して複数のLED22にそれぞれ供給される。LED22は、マークM11の延在方向に沿って並べて配置されている。LED22は、発光用受電コイルC21が受け取った電力によって発光する。
 マーク筐体25は、上述した発光用受電コイルC21、整流回路21、及び複数のLED22を収容する。少なくとも、マーク筐体25の下面は、磁場に影響を与えない材料(例えば、樹脂など)によって構成されている。また、少なくともマーク筐体25の上面は、LED22から照射された光が透過可能なように透明な材料(例えば、樹脂、ガラスなど)によって構成されている。
 マークM12は、マークM11と同様の構成を備えている。すなわち、マークM12の発光用受電コイルは、発光用送電コイルC12から第2周波数の磁場を介して非接触で受電する。これにより、マークM12のLEDが発光する。
 マークM11の発光用受電コイルC21及びマークM12の発光用受電コイルは、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。
 マークM11及びM12は、パッド筐体15の上面に設けられた溝15aにそれぞれ嵌め込まれて位置決めされている。本実施形態において、地上側給電コイルC1は、上方から見たときに四角形となっている。マークM11及びM12は、四角形の地上側給電コイルC1の対向する辺に沿って配置されている。マークM11及びM12の長さは、本実施形態においては、四角形の地上側給電コイルC1の一片の長さよりも所定長さ長い。
 図2に示されるように、車両Vに搭載された車両側給電装置30は、車両側通信部31、車両側制御部32、及び車両側給電コイルC2を備えている。車両側通信部31は、非接触給電パッド10のパッド側通信部11と無線通信を行う機能を有している。車両側制御部32は、運転者の操作等に基づいて、マークM11及びM12の点灯及び消灯の指示、並びに地上側給電コイルC1を用いた車両Vへの電力の供給開始の指示等を、車両側通信部31を介して非接触給電パッド10へ行う。車両側制御部32は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及び、RAM(Random Access Memory)を備えるECU(Electronic Control Unit)によって構成されている。
 車両側給電コイルC2には例えば共振キャパシタ等が設けられており、車両側給電コイルC2は、共振周波数として第1周波数で受電する。すなわち、車両側給電コイルC2は、地上側給電コイルC1から第1周波数の磁場を介して非接触で受電する。具体的には、地上側給電コイルC1で発生した交流磁場中に車両側給電コイルC2が存在することによって、車両側給電コイルC2に誘導電流が発生する。これにより、車両側給電コイルC2は、非接触(ワイヤレス)で地上側給電コイルC1から交流電力を受け取る。車両側給電コイルC2が受け取った電力は、整流回路や充電回路等を介して車両Vのバッテリの充電などに利用される。
 上述したように、地上側給電コイルC1から車両側給電コイルC2への送電と、発光用送電コイルC11からマークM11への送電及び発光用送電コイルC12からマークM12への送電とは、互いに異なる周波数(第1周波数、第2周波数)を用いて行われる。さらに、車両側給電コイルC2及び発光用受電コイルC21には、それぞれ共振キャパシタが設けられており、それぞれの共振周波数は第1周波数及び第2周波数である。つまり、車両側給電コイルC2は第1周波数の送電を、発光用受電コイルC21は第2周波数の送電を選択的に受け取る。これにより、マークM11及びM12は、地上側給電コイルC1が発生させた磁場によって発光しない。同様に、車両側給電コイルC2は、発光用送電コイルC11及びC12が発生させた磁場によって受電しない。
 次に、非接触給電パッド10から車両Vへの送電の開始前に行われるマークM11及びM12の点灯処理の流れについて説明する。まず、車両Vの運転者が目視によってマークM11等を確認し、非接触給電パッド10に向けて車両Vを移動させる場合について説明する。
 図4に示されるように、車両Vの運転者は、車両Vに搭載された操作ボタン等(図示せず)を操作して、車両側制御部32に対して車両Vが非接触給電パッド10に接近した旨を通知する(S101)。車両側制御部32は、車両側通信部31を介して、非接触給電パッド10へマーク点灯の指示を行う(S102)。パッド側制御部12は、パッド側通信部11がマーク点灯の指示を受信すると、マーク用送電回路14に対してマーク給電信号を出力する。これにより、マークM11及びM12が発光し、マークM11及びM12は、消灯状態から点灯状態に切り替わる(S103)。
 運転者は、発光するマークM11及びM12を見ながら非接触給電パッド10上(非接触給電が可能な位置)まで手動運転で車両Vを移動させる(S104)。車両Vが非接触給電パッド10上に到達した場合、運転者は、車両Vを停止させる。そして、運転者は、車両Vに搭載された操作ボタン等(図示せず)を操作して、車両側制御部32に対して車両Vが非接触給電パッド10上に到達した旨を通知する(S105)。車両側制御部32は、車両側通信部31を介して、非接触給電パッド10へマーク消灯の指示を行う(S106)。
 パッド側制御部12は、パッド側通信部11がマーク消灯の指示を受信すると、マーク用送電回路14に対してマーク給電信号の出力を停止する。これにより、マーク用送電回路14は、発光用送電コイルC11及びC12への交流電力の供給を停止する。発光用送電コイルC11及びC12への交流電力の供給の停止により、マークM11及びM12は、消灯する(S107)。その後、パッド側制御部12は、車両給電信号を車両用送電回路13へ出力する。これにより、非接触給電パッド10から車両Vへの送電が開始される(S108)。
 次に、車両Vが自動運転可能な車両であり、車両側制御部32が自動運転制御を実行することにより、非接触給電パッド10上に車両Vを自動運転で移動させる場合について説明する。ここでは、車両Vに搭載されたカメラがマークM11及びM12を撮像する。車両側制御部32は、撮像画像に基づいてマークM11及びM12の位置を認識して車両Vを移動させる。
 図5に示されるS201~S203の処理は、図4を用いて説明したS101~S103の処理と同様であり、説明を省略する。マークM11及びM12が発光すると、パッド側制御部12は、パッド側通信部11を介して、マークM11及びM12が発光した旨を車両V側へ通知する(S204)。マークM11及びM12が発光した旨を車両側通信部31が受信すると、車両側制御部32は、車両Vに搭載されたカメラ(図示せず)を制御し、マークM11及びM12を含む領域をカメラによって撮像する(S205)。なお、運転者がマークM11及びM12を視認する場合、マークM11及びM12は可視光で発光する必要がある。一方、カメラによってマークM11及びM12等を撮像する場合、カメラによって撮像可能であれば、マークM11及びM12は可視光以外の光(例えば、赤外光)で発光してもよい。マークM11及びM12の撮像後、車両側制御部32は、車両側通信部31を介して、非接触給電パッド10へマーク消灯の指示を行う(S206)。
 パッド側制御部12は、パッド側通信部11がマーク消灯の指示を受信すると、マーク用送電回路14に対してマーク給電信号の出力を停止する。これにより、マークM11及びM12は、消灯する(S207)。車両側制御部32は、カメラの撮像画像に基づいてマークM11及びM12の位置を認識する。車両側制御部32は、認識したマークM11及びM12の位置に基づいて非接触給電パッド10上(非接触給電が可能な位置)まで自動運転で車両Vを移動させる(S208)。なお、車両側制御部32は、周知の画像処理技術に基づいて、カメラの撮像画像中からマークM11及びM12を検出し、車両Vに対するマークM11及びM12の位置を認識することができる。
 車両Vが非接触給電パッド10上に到達すると、車両側制御部32は、車両Vを停止させる。そして、車両側制御部32は、車両Vが非接触給電パッド10上に到達した旨を車両側通信部31を介して非接触給電パッド10に通知する(S209)。車両Vが非接触給電パッド10上に到達した旨をパッド側通信部11が受信すると、パッド側制御部12は、車両給電信号を車両用送電回路13へ出力する。これにより、非接触給電パッド10から車両Vへの送電が開始される(S210)。
 このように、車両Vの運転者が目視によってマークM11等を確認する場合、及びカメラによってマークM11等を撮像する場合のいずれの場合であっても、パッド側制御部12は、パッド側通信部11によってマーク点灯の指示(発光開始信号)が受信されたときにマークM11及びM12を発光させる(S103、S203)。そして、マークM11及びM12を発光させた後、パッド側制御部12は、非接触給電パッド10から車両Vへの送電が開始される前に、マークM11及びM12を消灯させる(S107、S207)。
 本実施形態は以上のように構成され、この地上側給電装置1は、マークM11に設けられた発光用受電コイルC21及びマークM12に設けられた発光用受電コイルに対して、発光用送電コイルC11及びC12から非接触で送電する。すなわち、マークM11及びM12と、走行路面R側に設けられた電源とを配線によって直接接続することが不要となる。さらに、マーク筐体25(マークM11及びM12)とパッド筐体15は別々の筐体であり、マーク筐体25(マークM11及びM12)がパッド筐体15に嵌め込まれて位置決めされているので、両者を容易に分離することができる。このため、地上側給電装置1は、マークM11及びM12のみを容易に交換することができる。また、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2間での送電及び受電に使用される周波数(第1周波数)と、発光用送電コイルC11と発光用受電コイルC21間等での送電及び受電に使用される周波数(第2周波数)とが互いに異なっている。このため、非接触給電パッド10から車両Vへの送電と、マークM11及びM12の発光とを独立して制御することができる。
 マークM11の発光用受電コイルC21及びマークM12の発光用受電コイルは、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間での非接触給電のために発生する磁場のほとんどは地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間に発生し、その周囲では弱い。このため、地上側給電コイルC1から車両側給電コイルC2への送電に対して、マークM11の発光用受電コイルC21等が影響を及ぼすことを抑制できる。
 マークM11及びM12は、非接触給電パッド10に接近する車両Vに対して地上側給電コイルC1の設置位置を示すことが求められている。また、非接触給電パッド10から車両Vへ送電が行われているときには、マークM11及びM12は発光していなくてよい。このため、パッド側制御部12は、マーク点灯の指示が受信された場合にマークM11及びM12を発光させる。そして、マークM11及びM12を発光させた後、パッド側制御部12は、非接触給電パッド10から車両Vへの送電の開始前に、マークM11及びM12の発光を停止させる。これにより、地上側給電装置1は、マークM11及びM12に求められるタイミングに応じて適切にマークM11及びM12を発光させることができる。また、車両Vの非接触給電パッド10への接近時等、必要なときのみマークM11及びM12が発光するため、地上側給電装置1が設置された領域の美観を損ねない。
(第1変形例)
 次に、上記実施形態の第1変形例について説明する。上記実施形態において、マークM11及びM12は、上面が露出するように走行路面R内に埋め込まれていた。これに代えて、図6(a)及び図6(b)に示されるように、マークM11及びM12は、走行路面R上に設置されていてもよい。なお、マークM11及びM12の設置位置は、非接触給電パッド10が埋め込まれた位置を外部の基準点等に基づいて測量し、測量された非接触給電パッド10の位置に基づいて決定されてもよい。マークM11及びM12が走行路面R上に設置されているため、第1変形例の地上側給電装置1は、マークM11及びM12の交換がより一層容易となる。
(第2変形例)
 上記実施形態の第2変形例について説明する。図7(a)及び図7(b)に示されるように、第2変形例における地上側給電装置1Aは、実施形態における地上側給電装置1のマークM11及びM12に代えて、マーク(発光部)M31、M32、M33、M34、M35、及びM36を備えている。マークM31~M36は、それぞれ実施形態におけるマークM11と同様の構成を有している。また、第2変形例における地上側給電装置1Aの非接触給電パッド10Aは、実施形態における非接触給電パッド10の発光用送電コイルC11及びC12に代えて、発光用送電コイルC31、C32、C33、C34、C35、及びC36を備えている。
 発光用送電コイルC31は、マークM31の発光用受電コイルに対して第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。同様に、発光用送電コイルC32~C36は、マークM32~M36のそれぞれの発光用受電コイルに対して第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。
 マークM31~M36は、上面が走行路面R上に露出するように、走行路面R内に埋め込まれている。マークM31~M36は、地上側給電コイルC1を囲むように地上側給電コイルC1の周囲に四角枠状に並べて配置されている。マークM31~M36の発光用受電コイル、及び発光用送電コイルC31~C36は、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。マークM31~M36は、パッド筐体15の上面に設けられた枠状の溝15aに嵌め込まれて位置決めされている。
 第2変形例の地上側給電装置1Aにおいても、実施形態の地上側給電装置1と同様の作用効果を奏する。また、地上側給電コイルC1がマークM31~M36によって囲まれているため、運転者等は、地上側給電コイルC1の設置位置を明確に把握することができる。
(第3変形例)
 上記実施形態の第3変形例について説明する。図8(a)及び図8(b)に示されるように、第3変形例における地上側給電装置1Bは、実施形態における地上側給電装置1のマークM11及びM12に代えて、マーク(発光部)M41、M42、M43、及びM44を備えている。マークM41~M44は、実施形態におけるマークM11と同様の構成を有している。また、第3変形例における地上側給電装置1Bの非接触給電パッド10Bは、実施形態における非接触給電パッド10の発光用送電コイルC11及びC12に代えて、発光用送電コイルC41、C42、C43、及びC44を備えている。
 発光用送電コイルC41は、マークM41の発光用受電コイルに対して第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。同様に、発光用送電コイルC42~C44は、マークM42~M44のそれぞれの発光用受電コイルに対して第2周波数の磁場を介して非接触で送電する。
 マークM41~M44は、上面が走行路面R上に露出するように、走行路面R内に埋め込まれている。マークM41及びM42は、上方から見たときに、地上側給電コイルC1を挟み込むように配置されている。マークM43及びM44は、直線状となるように並べられ、マークM41とマークM44との間に配置されている。マークM43及びM44は、地上側給電コイルC1を上方から見たときに地上側給電コイルC1を横切るように配置されている。すなわち、マークM43及びM44の少なくとも一部が地上側給電コイルC1の上部に配置されている。マークM41と、直線状に並べられたマークM43及びM44と、マークM42とは、延在方向が互いに同じとなるように配置されている。
 マークM41~M44の発光用受電コイル、及び発光用送電コイルC41~C44は、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。マークM41~M44は、パッド筐体15の上面に設けられた枠状の溝15aに嵌め込まれて位置決めされている。
 ここで、マークM43の詳細について説明する。図9に示されるように、マークM43の整流回路21Aは、地上側給電コイルC1を上方から見たときの地上側給電コイルC1の周囲に配置されている。図9では、発光用受電コイルの図示を省略している。すなわち、整流回路21Aは、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間に形成される磁場の領域外に位置している。なお、図9では、地上側給電コイルC1をサーキュラー型のコイルとし、磁界の向きを矢印Gで示している。すなわち、地上側給電コイルC1は、上方から見たときに、渦巻状に巻かれた導線を有している。図9では、磁界の向きが上下方向(下から上)となっている。
 マークM43のLED22Aは、地上側給電コイルC1を上方から見たときに地上側給電コイルC1上に位置している。すなわち、LED22Aは、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間に形成される磁場の領域内に位置している。LED22Aと整流回路21Aとをつなぐ一組の配線Lは、磁界の向き(矢印Gの向き)に沿って上下方向に並べて配置されている。すなわち、磁界の向きに沿って(上下方向に沿って)見たときに、一組の配線Lは、互いに重なっている。マークM44についても、マークM43と同様の構成となっている。
 第3変形例の地上側給電装置1Bにおいても、実施形態の地上側給電装置1と同様の作用効果を奏する。また、マークM43において、一組の配線Lが磁界の向きに沿って上下方向に並べて配置されているので、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間に発生する磁界が配線Lに鎖交しない。マークM44もマークM43と同様に、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間に発生する磁界がマークM44内の配線に鎖交しない。これにより、非接触給電パッド10Bから車両Vへの送電中に、配線に電流が誘導されマークM43及びM44が発光することを抑制できる。
 なお、第3変形例において、地上側給電コイルC1をサーキュラー型のコイルとしたが、ソレノイド型のコイルであってもよい。この場合、地上側給電コイルC1と車両側給電コイルC2との間の磁界の向きは水平方向となる。このため、マークM43の一組の配線Lは、磁界の向きに沿って水平方向に並べて配置される。すなわち、磁界の向きに沿って(水平方向に沿って)見たときに、一組の配線Lは、互いに重なっている。マークM44についても、マークM43と同様の構成とする。
(第4変形例)
 上記実施形態の第4変形例について説明する。図10に示されるように、非接触給電システム100は、実施形態における複数の地上側給電装置1(図10では地上側給電装置1が3台の場合を示している)、及び統括制御部50を備えている。なお、統括制御部50は、複数の地上側給電装置1のうちの一つの地上側給電装置1のパッド筐体15内に設けられていてもよく、地上側給電装置1とは別に設けられていてもよい。
 統括制御部50は、複数の地上側給電装置1のうち、送電に使用する地上側給電装置1を決定する。例えば、統括制御部50は、非接触給電パッド10の上に異物が有る又は送電に不具合がある等、所望の送電ができない地上側給電装置1を、送電に使用する対象から除外する。例えば、統括制御部50は、車両Vの種類(小型車、大型車等)に応じて、送電に使用する地上側給電装置1を決定してもよい。統括制御部50は、車両Vが地上側給電装置1の設置場所に接近した旨の通知を車両Vから受けた場合、使用する地上側給電装置1を決定する。そして、統括制御部50は、使用すると決定した地上側給電装置1のマークM11及びM12を点灯させる。その後、使用すると決定された地上側給電装置1は、上述したように車両Vへの送電を行う。
 このように、複数の地上側給電装置1が設置されている場合、非接触給電システム100は、所定の地上側給電装置1のマークM11及びM12を発光させる。これにより、非接触給電システム100は、複数の地上側給電装置1が設置されている場合であっても、送電に適した地上側給電装置1に車両Vを誘導することができる。なお、第4変形例において非接触給電システム100は、実施形態における地上側給電装置1を複数台備えている。これに限定されず、非接触給電システム100は、他の変形例における地上側給電装置を複数台備えていてもよい。
 以上、本開示の実施形態及び各変形例について説明したが、本開示は、上記実施形態及び各変形例に限定されるものではない。例えば、マークM11等の配置は、上述した配置に限定されない。例えば、地上側給電コイルC1を上方から見たときに、地上側給電コイルC1上に十字状にマークが配置されていてもよい。
 マークM11等は、LED以外の発光体によって発光してもよい。マークM11等の発光の色は、マークごとに異なっていてもよい。実施形態及び各変形例におけるマークM11等の光量は、時間帯又は周囲の明るさ等に応じて変更されてもよい。例えば、朝及び夕方(太陽光に横から照らされてマークM11等が見にくい可能性のある時間帯)において、マーク用送電回路14は、出力電力を大きくすることでマークM11等の光量を大きくしてもよい。また、夜間において、マーク用送電回路14は、出力電力を小さくすることでマークM11等の光量を小さくしてもよい。朝及び夕方等の時間帯を把握するため、非接触給電パッド10は、時計を備えていてもよい。
 また、上記実施形態及び各変形例では、非接触給電パッド10、10A及び10B側から車両Vへ送電する場合を例に説明したが、車両V側から非接触給電パッド10、10A及び10B側へ送電する構成も可能である。
 本開示によれば、地上側給電装置が備える発光部を容易に交換できる。
 1 地上側給電装置
 11 パッド側通信部(地上側通信部)
 12 パッド側制御部(発光制御部)
 C1 地上側給電コイル
 C2 車両側給電コイル
 C11、C12、C31~C36、C41~C44 発光用送電コイル
 C21 発光用受電コイル
 M11、M12、M31~M36、M41~M44 マーク(発光部)
 22 LED(発光体)
 R  走行路面
 V  車両

Claims (3)

  1.  車両が走行する走行路面に設置され、前記車両との間で非接触で送電又は受電する地上側給電装置であって、
     前記車両に搭載された車両側給電コイルとの間で第1周波数の磁場を介して非接触で送電又は受電する地上側給電コイルと、
     前記地上側給電コイルを上方から見たときの前記地上側給電コイルの周囲、及び前記地上側給電コイルの上部の少なくともいずれかの位置に配置された発光部と、
     前記発光部に対して非接触で送電する発光用送電コイルと、
    を備え、
     前記発光部は、
     前記発光用送電コイルから、前記第1周波数とは異なる第2周波数の磁場を介して非接触で受電する発光用受電コイルと、
     前記発光用受電コイルで受電された電力によって発光する発光体と、
    を有する、地上側給電装置。
  2.  前記発光用送電コイル及び前記発光用受電コイルは、前記地上側給電コイルを上方から見たときの前記地上側給電コイルの周囲に配置されている、請求項1に記載の地上側給電装置。
  3.  前記発光用送電コイルから前記発光用受電コイルへの送電状態を制御する発光制御部と、
     前記車両と通信を行う地上側通信部と、を更に備え、
     前記発光制御部は、前記地上側通信部によって発光開始信号が受信された場合、前記発光用送電コイルから前記発光用受電コイルへの送電を開始し、前記発光用送電コイルから前記発光用受電コイルへの送電の開始後、前記地上側給電コイルと前記車両側給電コイルとの間で前記地上側給電コイルが送電又は受電を開始する前に、前記発光用送電コイルから前記発光用受電コイルへの送電を停止させる、請求項1又は2に記載の地上側給電装置。
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