JP6221699B2 - 受電部を備えた車両 - Google Patents

Description

この発明は、受電部を備えた車両に関する。

特許文献１〜８に開示されているように、非接触で電力を送受電する受電装置および送電装置が知られている。

たとえば、特開２０１３−１６９１３２号公報に記載された非接触充電システムにおいては、運転手が充電開始ボタンをＯＮ状態に操作すると、車両は充電ステーションとの間で通信を行なう。その後、車両と充電ステーションとの間の通信が確立すると、車両と充電ステーションとの間で信号の授受がなされ、車両が送電装置に案内される。

特開２０１３−１６９１３２号公報 特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報 特開２０１３−１６９１３２号公報 特開２０１３−１３２１７０号公報

しかし、運転手が充電開始ボタンを押すタイミングは、各種のタイミングが想定される。たとえば、車両走行中、充電ステーション内で徐行中、すでに駐車枠内に停車中、などの各種のタイミングが想定される。このように、各種のタイミングで充電開始ボタンが押されることを想定してシステムを構築すると、システムが非常に複雑化する。

そこで、発明者らは、上記のような課題を考慮して、非接触充電開始要求を常時ＯＮ状態にしておくことで、上記の課題を解決することを検討した。

しかし、非接触充電開始要求を常時ＯＮ状態に設定すると、車両は、常時充電ステーションとの通信を確立しようとし、通信が確立した場合には、各種の情報を運転手に連絡することになる。その結果、たとえば、ナビゲーション画面などには、非接触充電関連の情報が常時表示されることになる。

ここで、満充電状態のときには、充電する必要がなく、ナビゲーション画面などに充電に関する情報を表示する必要がない。また、数多くの情報がナビゲーション画面に表示されると、運転手にとっても煩雑なものになる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転手にとって煩雑な情報提供が整理された、受電部を備えた車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両であって、車外の送電装置から非接触で受電可能に構成された受電部と、受電部で受電した電力を充電することが可能である蓄電装置と、ユーザに情報を報知する報知装置と、蓄電装置の充電状態が充電の要否を判断するしきい値よりも低い場合には、報知装置に蓄電装置の充電に関連する情報を報知させ、充電状態がしきい値よりも高い場合には、情報のうち少なくとも一部を報知させないように報知装置を制御する制御装置とを備える。

このように制御装置は、蓄電装置の充電状態が充電が不要であるか否かを判断し、報知する必要がない場合には不要な情報を減らすように報知装置を制御する。したがって、ユーザは、不要な情報に煩わされることがなくなるので、運転しやすくなる。

好ましくは、送電装置は、複数の車両を受け入れ可能な充電ステーションに設置される。蓄電装置の充電に関連する情報は、たとえば、充電ステーションと通信が確立した状態か否かを示す情報と、通信が確立した充電ステーションでの充電の可否情報（たとえば、すなわち空いている送電装置の有無）と、通信確立した充電ステーションの位置情報と、位置合わせをしようとする送電装置をカメラでとらえた画像情報と、位置合わせ時にナビゲーション画面に表示され、受電部と送電装置の送電部との相対的な位置関係を示す模式図と、充電完了予定時間の少なくとも１つを含む。

本発明によれば、ユーザにとって煩雑な充電に関する情報が必要に応じて整理されて提供されるので、ユーザにとって操作しやすい車両が実現できる。

この発明の実施の形態の一例である電力伝送システムの全体構成図である。 車両が移動して受電部と送電部の位置合わせが実施される様子を説明するための図である。 本実施の形態の車両ＥＣＵ５００が実行する充電に関連する情報の報知処理について説明するためのフローチャートである。

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

図１は、この発明の実施の形態の一例である電力伝送システムの全体構成図である。
図１を参照して、車両１０は、車外の送電装置２０から非接触で受電可能に構成された受電部１００と、受電部１００で受電した電力を充電することが可能である蓄電装置３００と、ユーザに情報を報知する報知装置５２０と、蓄電装置３００の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が充電の要否を判断するしきい値よりも低い場合には、報知装置５２０に蓄電装置３００の充電に関連する情報を報知させ、充電状態がしきい値よりも高い場合には、情報のうち少なくとも一部を報知させないように報知装置５２０を制御する制御装置である車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５００とを備える。

好ましくは、送電装置２０は、複数の車両を受け入れ可能な充電ステーションに設置される。蓄電装置３００の充電に関連する情報は、たとえば、充電ステーションと通信が確立した状態か否かを示す情報と、通信が確立した充電ステーションでの充電の可否情報（たとえば、すなわち空いている送電装置の有無）と、通信確立した充電ステーションの位置情報と、位置合わせをしようとする送電装置２０を図示しない車載のカメラでとらえた画像情報と、位置合わせ時に報知装置５２０としてのナビゲーション画面に表示され、受電部１００と送電装置２０の送電部７００との相対的な位置関係を示す模式図と、充電完了予定時間の少なくとも１つを含む。

本実施の形態では、車両ＥＣＵ５００がユーザにとって煩雑な充電に関する情報を必要に応じて整理してユーザに提供する。したがって、ユーザにとって操作しやすい車両が実現できる。

以下、車両１０と送電装置２０の具体的な構成の詳細について、さらに説明する。実施の形態による電力伝送システムは、車両１０と、送電装置２０とを備える。車両１０は、さらに、フィルタ回路１５０と、整流部２００と、蓄電装置３００と、動力生成装置４００とを含む。

受電部１００は、送電装置２０の送電部７００から出力される電力（交流）を非接触で受電するためのコイルを含む。受電部１００は、受電した電力を整流部２００へ出力する。たとえば、図２に示されるように、送電装置２０の送電部７００が地表または地中に設けられ、受電部１００は、車体下部に配置される。

なお、受電部１００の配置箇所はこれに限定されるものではない。たとえば、仮に送電装置２０が車両上方に設けられる場合には、受電部１００を車体上部に設けてもよい。

整流部２００は、受電部１００によって受電された交流電力を整流して蓄電装置３００へ出力する。フィルタ回路１５０は、受電部１００と整流部２００との間に設けられ、送電装置２０からの受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路１５０は、たとえば、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

蓄電装置３００は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置３００の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置３００は、整流部２００から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置４００によって発電される電力も蓄える。そして、蓄電装置３００は、その蓄えられた電力を動力生成装置４００へ供給する。なお、蓄電装置３００として大容量のキャパシタも採用可能である。特に図示しないが、整流部２００と蓄電装置３００との間に、整流部２００の出力電圧を調整するＤＣ−ＤＣコンバータを設けてもよい。

動力生成装置４００は、蓄電装置３００に蓄えられる電力を用いて車両１０の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置４００は、たとえば、蓄電装置３００から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。なお、動力生成装置４００は、蓄電装置３００を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。

車両ＥＣＵ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１０における各機器の制御を行なう。一例として、車両ＥＣＵ５００は、車両１０の走行制御や、蓄電装置３００の充電制御を実行する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、整流部２００と蓄電装置３００との間には、リレー２１０が設けられる。リレー２１０は、送電装置２０による蓄電装置３００の充電時に車両ＥＣＵ５００によってオンされる。また、蓄電装置３００と動力生成装置４００との間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）３１０が設けられる。ＳＭＲ３１０は、動力生成装置４００の起動が要求されると、車両ＥＣＵ５００によってオンされる。

なお、車両ＥＣＵ５００は、送電装置２０による蓄電装置３００の充電時には、通信装置５１０を用いて送電装置２０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を送電装置２０とやり取りする。

図２は、車両が移動して受電部と送電部の位置合わせが実施される様子を説明するための図である。図２を参照して、図示しない車載カメラや送電部７００でのテスト送電での受電強度などにより、受電部１００が送電部７００に対して位置が合っているかを車両または送電装置が判断し、報知装置５２０によってユーザに報知される。図２に示すように、ユーザは報知装置５２０から得た情報に基づいて、受電部１００と送電部７００との位置関係が送受電に良好な位置関係になるように、車両１０を移動させる。なお、必ずしもユーザがハンドル操作やアクセル操作をしなくてもよく、車両１０が自動的に移動して位置を合わせて、ユーザがそれを報知装置５２０で見守るようにしてもよい。

再び、図１を参照して、送電装置２０は、電源部６００と、フィルタ回路６１０と、送電部７００と、電源ＥＣＵ８００とを含む。電源部６００は、商用系統電源等の外部電源９００から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。

送電部７００は、車両１０の受電部１００へ非接触で送電するためのコイルを含む。送電部７００は、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００から受け、送電部７００の周囲に生成される電磁界を介して、車両１０の受電部１００へ非接触で送電する。

フィルタ回路６１０は、電源部６００と送電部７００との間に設けられ、電源部６００から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路６１０は、インダクタおよびキャパシタを含むＬＣフィルタによって構成される。

電源ＥＣＵ８００は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、送電装置２０における各機器の制御を行なう。一例として、電源ＥＣＵ８００は、伝送周波数を有する交流電力を電源部６００が生成するように、電源部６００のスイッチング制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

なお、電源ＥＣＵ８００は、車両１０への送電時には、通信装置８１０を用いて車両１０と通信を行ない、充電の開始／停止や車両１０の受電状況等の情報を車両１０とやり取りする。

送電装置２０において、電源部６００からフィルタ回路６１０を介して送電部７００へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電部７００および車両１０の受電部１００の各々は、コイルとキャパシタとを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部７００および受電部１００の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

電源部６００からフィルタ回路６１０を介して送電部７００へ交流電力が供給されると、送電部７００のコイルと、受電部１００のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電部７００から受電部１００へエネルギ（電力）が移動する。そして、受電部１００へ移動したエネルギ（電力）は、フィルタ回路１５０および整流部２００を介して蓄電装置３００へ供給される。

なお、特に図示しないが、送電装置２０において、送電部７００と電源部６００との間（たとえば送電部７００とフィルタ回路６１０との間）に絶縁トランスを設けてもよい。また、車両１０においても、受電部１００と整流部２００との間（たとえば受電部１００とフィルタ回路１５０との間）に絶縁トランスを設けてもよい。

図３は、本実施の形態の車両ＥＣＵ５００が実行する充電に関連する情報の報知処理について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の条件が成立するごとに、または一定の時間が経過するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１、図３を参照して、まず、ステップＳ１において、車両ＥＣＵ５００は、非接触充電の開始要求をデフォルトＯＮ状態に設定する。このように充電開始要求をデフォルトＯＮ状態に設定することによって、ユーザは、運転中にスイッチ操作などをする必要はないので、運転しやすい車両を実現できる。

しかし、これでは、充電が完了している場合であっても、車両ＥＣＵ５００は、車両起動時にユーザの操作なしで充電スタンドとの通信確立を試みる。そして、車両ＥＣＵ５００は、現在の駐車位置で充電実施可能かなどの情報をナビゲーション装置の画面やメーター表示部などでユーザに報知することになるので、ユーザが違和感を覚える可能性がある。

そこで、ステップＳ２において、車両ＥＣＵ５００は、充電対象である蓄電装置３００（高圧電池）が満充電状態であるか否かを判断する。すなわち、車両ＥＣＵ５００は、蓄電装置３００のＳＯＣが、満充電状態に相当する判定しきい値より大きいか否かをステップＳ２で判断する。ステップＳ２において、蓄電装置３００が満充電状態であると判断された場合には、車両ＥＣＵ５００は、ステップＳ３に処理を進める一方で、蓄電装置３００が満充電状態ではないと判断された場合には、車両ＥＣＵ５００は、ステップＳ４に処理を進める。

ステップＳ３では、車両ＥＣＵ５００は、充電開始要求をＯＦＦに設定する。これにより、非接触充電スタンドとの通信や充電に関する情報の報知がされなくなり、ユーザが不要な情報に関して判断する必要がなくなるので運転がしやすくなる。ステップＳ３の処理が終了すると、ステップＳ９に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。

一方、ステップＳ４では、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０を使用して非接触充電スタンドとの通信を開始する。そして、ステップＳ５において、車両ＥＣＵ５００は、通信装置５１０に非接触充電スタンドに対して応答を要求する信号を送信させる。

続いて、ステップＳ６において、車両ＥＣＵ５００は、非接触充電スタンドから応答があったか否かを判断する。ステップＳ６において、応答がない場合には再びステップＳ５の処理が実行される。

ステップＳ６において、応答があった場合には、ステップＳ７に処理が進められる。ステップＳ７では、駐車位置を判定する処理が実行される。そして、ステップＳ８において、車両ＥＣＵ５００は、報知装置５２０を使用してユーザに充電実施の可否を通知する。

ステップＳ８の報知情報は、蓄電装置３００の充電に関連する情報であって、たとえば、充電ステーションと通信が確立した状態か否かを示す情報と、通信が確立した充電ステーションでの充電の可否情報（たとえば、すなわち空いている送電装置の有無）と、通信確立した充電ステーションの位置情報と、位置合わせをしようとする送電装置２０を図示しない車載のカメラでとらえた画像情報と、位置合わせ時に報知装置５２０としてのナビゲーション画面に表示され、受電部１００と送電装置２０の送電部７００との相対的な位置関係を示す模式図と、充電完了予定時間などを含んでいてもよい。

以上のように制御を行なうことによって、蓄電装置３００が満充電状態であって充電を行なう必要がないときには、無線通信およびその後の一連の充電処理を開始しない。このため、たとえば、満充電状態であるにも拘わらず、現在の駐車位置で充電実施可能か否か等の情報を報知装置でユーザに報知するようなことがなくなり、ユーザの違和感をなくすことができる。

上記の実施の形態では、蓄電装置３００が満充電状態のときは、充電装置と通信を行なわないようにする例を説明したが、満充電状態でも充電装置と通信を行ないつつ、報知装置には報知させない（たとえば、ナビゲーション画面は本来の地図情報を表示しておき、充電に関する情報を表示させない）ように処理してもよい。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両、２０ 送電装置、１００ 受電部、１５０，６１０ フィルタ回路、２００ 整流部、２１０ リレー、３００ 蓄電装置、４００ 動力生成装置、５００ 車両ＥＣＵ、５１０，８１０ 通信装置、５２０ 報知装置、６００ 電源部、７００ 送電部、８００ 電源ＥＣＵ、９００ 外部電源。

Claims (1)

1. 車外の送電装置から非接触で受電可能に構成された受電部と、
   前記受電部で受電した電力を充電することが可能である蓄電装置と、
   前記蓄電装置に充電を行なうための非接触式充電スタンドと通信を行なう通信装置と、
   車両を起動した時に前記蓄電装置への充電要求があることを示すリクエストをＯＮとするとともに、前記蓄電装置の充電状態が充電の要否を判断するしきい値よりも低い場合には前記非接触式充電スタンドとの通信を開始し、車両を起動した時に前記リクエストをＯＮとするとともに、前記充電状態が前記しきい値よりも高い場合には前記リクエストをＯＦＦとするとともに前記非接触式充電スタンドとの通信を開始しないように、前記通信装置を制御する制御装置とを備える、車両。

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