(57)【要約】【課題】障害物の影響を受けにくく、かつ移動車両側の製造コストが上昇せずに受電コイルと給電コイルとの位置合わせを可能にする。【解決手段】移動車両Ｍに設けられた受電コイルＪに非接触給電を行う給電コイル１を備える非接触給電装置Ａであって、移動車両ＭのタイヤＴを検出するタイヤ検出部２と、給電コイル１の位置を可変する可変機構３と、タイヤ検出部２の検出結果に基づいて受電コイルＪと給電コイル１とが対向するように可変機構３を制御する制御装置４とを具備する【選択図】図２
2014079060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動車両に設けられた受電コイルに非接触給電を行う給電コイルを備える非接触給電装置であって、
前記移動車両のタイヤを検出するタイヤ検出手段と、
前記給電コイルの位置を可変する可変機構と、
前記タイヤ検出手段の検出結果に基づいて前記受電コイルと前記給電コイルとが対向するように前記可変機構を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
車止めが設けられた駐停車場に設置された非接触給電装置であって、
前記タイヤ検出手段は、前記車止めに設置された押圧センサであることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記押圧センサは、前記車止めにおける前記移動車両の進行方向に直交する方向に分割された複数の領域各々に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記押圧センサは、前記移動車両の進行方向に直交する方向に並ぶ一対の車止め各々に設けられ、
前記制御手段は、前記押圧センサからの検出結果に基づいて前記車止め各々の基準位置となる領域から前記移動車両の前記タイヤが当接された領域までの相対位置を求め、求められた２つの前記相対位置の平均値に基づいて前記可変機構を制御することを特徴とする請求項３に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、給電設備に設けられた給電コイルから非接触給電される受電コイルを備え、受電コイルと給電コイルとが正対に近い位置関係になるように位置合わせを行う電動車両が開示されている。このような電動車両は、外部を撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像に基づいて給電コイルの位置を認識して駆動モータ等を制御することで電動車両を給電コイルまで移動させ、さらに受電コイルの受電状況に基づいて受電コイルと給電コイルとの距離を推定し、この距離情報に基づいて駆動モータ等を制御して受電コイルと給電コイルとの位置合わせを行う制御装置とを備えることを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０５２７８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術では、例えば、交差点等の道路の停車エリアに埋設された給電コイルに対して位置合わせを行う場合、路面に埋設された給電コイルが前方を走行する移動車両の陰となってカメラで撮影できない可能性がある。特に、前方の移動車両との距離が詰まっている場合には、給電コイルを撮影することが難しい。上記従来技術は、上述のように給電コイルが障害物によって遮られた場合に、給電コイルを認識できず、受電コイルと給電コイルとの位置合わせが困難になるという問題があった。また、上記従来技術では、カメラや、カメラによって撮影された画像に基づいて駆動モータ等を制御する制御装置を移動車両に搭載しなければならないため、移動車両の製造コストが大幅に上昇する可能性が高い。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、障害物の影響を受けにくく、かつ移動車両側の製造コストが上昇せずに受電コイルと給電コイルとの位置合わせを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、移動車両に設けられた受電コイルに非接触給電を行う給電コイルを備える非接触給電装置であって、移動車両のタイヤを検出するタイヤ検出手段と、給電コイルの位置を可変する可変機構と、タイヤ検出手段の検出結果に基づいて受電コイルと給電コイルとが対向するように可変機構を制御する制御手段とを具備する、という手段を採用する。
【０００７】
本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、車止めが設けられた駐停車場に設置された非接触給電装置であって、タイヤ検出手段は、車止めに設置された押圧センサである、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、押圧センサは、車止めにおける移動車両の進行方向に直交する方向に分割された複数の領域各々に設けられている、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、押圧センサは、移動車両の進行方向に直交する方向に並ぶ一対の車止め各々に設けられ、制御手段は、押圧センサからの検出結果に基づいて車止め各々の基準位置となる領域から移動車両のタイヤが当接された領域までの相対位置を求め、求められた２つの相対位置の平均値に基づいて可変機構を制御する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、移動車両のタイヤを検出するタイヤ検出手段の検出結果に基づいて受電コイルと給電コイルとが対向するように給電コイルの位置を可変するので、障害物の影響を受けにくく、かつ移動車両側の製造コストが上昇せずに受電コイルと給電コイルとの位置合わせを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る非接触給電装置Ａの概略構成を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非接触給電装置Ａの概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る非接触給電装置Ａの設置例を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る非接触給電装置Ａの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る非接触給電装置Ａは、図１及び図２に示すように、給電コイル１、タイヤ検出部２、可変機構３及び制御装置４から構成されている。このような非接触給電装置Ａは、駐車スペースＰｓに駐車した移動車両Ｍに、給電コイル１を介して非接触で電力を供給（給電）するものである。なお、タイヤ検出部２は、本実施形態におけるタイヤ検出手段である。また、制御装置４は、本実施形態における制御手段である。
【００１３】
駐車スペースＰｓは、図１に示すように、長方形の領域であり、１台の移動車両Ｍが駐車し得る広さを有する。この駐車スペースＰｓは、図１に示すように、一対の短辺の一方が移動車両Ｍの進入口Ｓｎ（退出口）に設定されている。移動車両Ｍは、この進入口Ｓｎ（退出口）から駐車スペースＰｓに進入し、また進入口Ｓｎ（退出口）から駐車スペースＰｓの外に退出する。また、この駐車スペースＰｓには、移動車両Ｍの後輪のタイヤＴを当て止める一対の車止めＬ、Ｒが進入口Ｓｎの反対側に設けられている。この一対の車止めＬ、Ｒは、図１に示すように、駐車スペースＰｓの短辺方向における中心線Ｃに対して左右対称に配置されると共に、移動車両Ｍの左側及び右側のタイヤＴに当接するように離れた状態で固定されている。また、この車止めＬ、Ｒは、移動車両ＭのタイヤＴに当接するが移動車両の底面に当接しない程度の高さとなっている。上記駐車スペースＰｓは、一つだけ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。例えば図３は、ショッピングセンターの駐車場に駐車スペースＰｓが複数設けられている場合を示している。
【００１４】
また、上記移動車両Ｍは、受電コイルＪが給電コイル１から非接触で受電した電力を蓄電池に充電すると共に、当該蓄電池に充電した電力を走行用モータの動力源として利用する。この移動車両Ｍは、モータで車輪を駆動して走行する電気自動車あるいはハイブリッド自動車である。上記受電コイルＪは、所定のコイル径を有するヘリカルコイルであり、コイル軸が垂直方向となるように移動車両Ｍの底部に設けられている。この受電コイルＪは、地上設備である給電コイル１と略同一のコイル径を有し、給電コイル１と電磁気的に結合することによって交流電力を非接触で受電する。また、このような受電コイルＪは、移動車両Ｍにおける幅方向及び長さ方向におけるタイヤＴとの距離Ｘ、Ｙ（図１参照）が規定の数値になるように設けられている。本実施例では、受電コイルＪは、移動車両Ｍの幅方向における中心に位置するように設けられている。
【００１５】
一方、給電コイル１は、所定のコイル径を有するヘリカルコイルであり、駐車スペースＰｓの地面中央に設けられている。また、給電コイル１は、図示しない給電回路から所定周波数の交流電力が供給されることにより磁界（給電磁界）を周囲に放射するものである。このような給電コイル１は、上記給電磁界が移動車両Ｍの受電コイルＪに作用するように、コイル軸を上下方向（垂直方向）とした姿勢、かつ、駐車スペースＰｓに露出した状態あるいはプラスチック等の非磁性材料によってモールドされた状態で駐車スペースＰｓに、上面が地上面と同じ高さになるように埋設されている。さらに、このような給電コイル１は、可変機構３によって駐車スペースＰｓの短辺方向（左右方向）に可動可能に設けられ、上記給電回路に図示しない可動式ケーブルを介して接続されている。なお、給電コイル１は、自身の中心が中心線Ｃに一致する状態が初期状態である。
【００１６】
タイヤ検出部２は、押されることにより微小に移動もしくは変形して導通状態が変化するスイッチを有し、押圧を検出する押圧センサであり、車止めＬ、Ｒにおける移動車両Ｍの進行方向に直交する方向に分割された複数の領域（図１に示すＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＲ１、Ｒ２、Ｒ３）各々に設けられ、検出結果を示す検出信号を制御装置４に出力する。制御装置４は、タイヤ検出部２からの検出信号に基づいて移動車両ＭのタイヤＴに当接される車止めＬ、Ｒにおける領域を判断できる。
【００１７】
可変機構３は、制御装置４の制御指令に基づいて給電コイル１を駐車スペースＰｓの短辺方向に可動するものであり、ガイドレール３１、モータ３２及びボールねじ機構３３から構成されている。
ガイドレール３１は、駐車スペースＰｓの短辺方向に給電コイル１を案内する一対のレールであり、給電コイル１による磁界を遮らない樹脂等の磁界透過性材料からなる。このようなガイドレール３１は、車止めＬ、Ｒと同じもしくはより長い長さに形成され、駐車スペースＰｓの短辺方向に沿って駐車スペースＰｓの中央部の地面に埋設されている。給電コイル１は、このようなガイドレール３１に案内されながら、駐車スペースＰｓの地面に沿って水平移動する。なお、給電コイル１とガイドレール３１の間に磁界を遮らない樹脂等の磁界透過性材料からなるスペーサを設け、ガイドレール３１を給電コイル１による磁界を遮らないよう離れた位置に配置する場合には、金属製のガイドレール３１であってもよい。
【００１８】
モータ３２は、図２に示すように、後述するボールねじ機構３３の雄ねじ部３３ａの一端に連結され、制御装置４から供給されるモータ駆動信号に基づいて回転することにより雄ねじ部３３ａを回転駆動する電動モータである。このようなモータ３２は、図示しないギア等を介して雄ねじ部３３ａに連結されてもよいし、雄ねじ部３３ａの減速比が大きくかつモータ３２のトルクが大きい場合には、ギア等を介さずに雄ねじ部３３ａと連結されてもよい。
【００１９】
ボールねじ機構３３は、棒状部材の周面に雄ねじ溝が形成された雄ねじ部３３ａと、ねじ穴に雌ねじ溝が形成され、雄ねじ部３３ａに螺合される雌ねじ部３３ｂとから構成されている。上記雄ねじ部３３ａは、ガイドレール３１と平行に配置され、一端にモータ３２の回転軸が連結されている。また、雌ねじ部３３ｂは、給電コイル１の裏面に固定されている。このようなボールねじ機構３３は、モータ３２により雄ねじ部３３ａが回転駆動されると、当該雄ねじ部３３ａの回転に伴って雌ねじ部３３ｂに固定される給電コイル１をガイドレール３１に沿って（駐車スペースＰｓの短辺方向に）移動させる。
【００２０】
制御装置４は、本非接触給電装置Ａを全体的に統括制御する制御装置であり、タイヤ検出部２及びモータ３２や、給電回路（図示略）を含む各種制御対象と電気的に接続されている。詳細については後述するが、このような制御装置４は、例えば内部の不揮発性記憶装置に記憶された制御プログラムと、タイヤ検出部２からの検出信号とに基づいて可変機構３を制御する。
【００２１】
次に、このように構成された本非接触給電装置Ａの動作について説明する。なお、以下では、移動車両Ｍがバック走行することにより駐車スペースＰｓに進入して停車する場合について説明する。
【００２２】
移動車両Ｍを駐車スペースＰｓに駐車させようとする場合、運転手は、移動車両Ｍをバック走行させて駐車スペースＰｓの進入口から駐車スペースＰｓに進入させる。移動車両Ｍは、進入口から駐車スペースＰｓに真っ直ぐバック走行すると、移動車両Ｍの後輪のタイヤＴが車止めＬ、Ｒに当接する。
【００２３】
このような駐車時における移動車両Ｍの駐車スペースＰｓへの進入に対し、本非接触給電装置Ａにおいて、タイヤ検出部２では、車止めＬ，Ｒにおける移動車両ＭのタイヤＴに当接される領域Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＲ１、Ｒ２、Ｒ３に設置された押圧センサのスイッチがＯＮされる。
このような本非接触給電装置Ａにおいて、制御装置４は、車止めＬ、Ｒの領域Ｌ２と領域Ｒ２とにタイヤＴが当接した場合に、給電コイル１の中心を中心線Ｃと一致させることを基準として、可変機構３を制御する。
【００２４】
例えば、制御装置４は、図４（ａ）に示すように、車止めＬ、Ｒの領域Ｌ１及び領域Ｒ１にタイヤＴが当接されて、領域Ｌ１と領域Ｒ１とに設置されたタイヤ検出部２のスイッチがＯＮされた場合には、領域Ｌ２を基準とした領域Ｌ１の相対位置Ｌ１２（領域Ｌ２から１領域分左方向の位置）と、領域Ｒ２を基準とした領域Ｒ１の相対位置Ｒ１２（領域Ｒ２から１領域分左方向の位置）とから、相対位置Ｌ１２と相対位置Ｒ１２との平均値（（相対位置Ｌ１２＋相対位置Ｒ１２）/２）を求め、当該平均値の位置に給電コイル１の中心が位置する、つまり受電コイルＪと給電コイル１とが対向するようにモータ３２を制御する。
【００２５】
また、制御装置４は、図４（ｂ）に示すように、左側のタイヤＴが車止めＬの領域Ｌ１と領域Ｌ２との中間に当接する場合には、領域Ｌ１及び領域Ｌ２に設置されたタイヤ検出部２のスイッチがＯＮされ、領域Ｒ２を基準とした領域Ｌ２と領域Ｌ１との中間の相対位置Ｌ１２´（領域Ｌ２から車止めの１/２領域分左方向の位置）を求める。この際、制御装置４は、右側のタイヤＴが領域Ｒ１に当接している場合には、相対位置Ｌ１２´と相対位置Ｒ１２とから平均値（（相対位置Ｌ１２´＋相対位置Ｒ１２）/２）を求め、当該平均値の位置に給電コイル１の中心が位置するように、つまり受電コイルＪと給電コイル１とが対向するようにモータ３２を制御する。
【００２６】
また、制御装置４は、車が斜めに駐車してしまい、車止めＬ、Ｒの片方にしかタイヤＴが当接しない場合には、例えば、給電コイルは中心線Ｃと一致させたまま停止させ、非接触給電を行わない。
【００２７】
その後、移動車両Ｍを駐車スペースＰｓから発進させる場合、運転手は、移動車両Ｍを前進させて駐車スペースＰｓの退出口（進入口）から駐車スペースＰｓを退出させる。このような駐車時における移動車両Ｍの駐車スペースＰｓからの退出に対し、本非接触給電装置Ａでは、移動車両ＭのタイヤＴによって当接されるタイヤ検出部２のスイッチがＯＦＦされる。制御装置４は、タイヤ検出部２がＯＦＦされると、給電コイル１の中心が中心線Ｃに一致する状態、つまり初期状態になるように、モータ３２を制御する。もし、非接触給電を行っている状態でタイヤ検出部２がＯＦＦされた場合は、移動車両Ｍが駐車スペースＰｓから発進しようとしていると判断し、非接触給電を停止する。
【００２８】
このような本実施形態によれば、移動車両ＭのタイヤＴを検出するタイヤ検出部２の検出結果に基づいて受電コイルＪと給電コイル１とが対向するように給電コイル１の位置を可変するので、障害物の影響を受けにくく、かつ移動車両側の製造コストが上昇せずに受電コイルＪと給電コイル１との位置合わせを可能にする。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、移動車両Ｍのバック走行による駐車スペースＰｓへの進入を想定しているが、本願発明はこれに限定されない。つまり、移動車両Ｍにおける受電コイルＪが、移動車両Ｍにおける幅方向及び長さ方向における前輪のタイヤとの距離が規定の数値になるように設けられている場合には、移動車両Ｍの前進走行による駐車スペースＰｓへの進入を想定したものであってもよい。
【００３０】
（２）上記実施形態において、給電コイル１とガイドレール３１は、移動車両Ｍが乗り越えて移動するのに支障ない高さであれば、地上に出ていてもよいし、また地上面より上に設置されていてもよい。
（３）駐車スペースＰｓが雨や直射日光にさらされる場合には、給電コイル１の位置が可変である領域の全体およびガイドレール３１を、防水性や耐光性を有し、かつ磁界を遮らない種類のプラスチックで覆ったり密閉したりしてもよい。
（４）上記実施形態は、地面に設けられた駐車スペースＰｓに設置されているが、多層階の駐車場の２階以上の駐車スペースや、機械式駐車場のパレット上面など、車を支持する構造一般に設置するようにしてもよい。
【００３１】
（５）本実施形態では、ボールねじ機構３３及びモータ３２を用いて給電コイル１の位置を可変させたが本発明はこれに限定されない。例えば、ボールねじ機構３３の代わりに、通常のねじを使用してもよいし、モータの回転によりプーリを回転させ、プーリに巻きつけたワイヤが巻き取られたり繰り出されることによりワイヤと連動する給電コイル１を可変させてもよい。また、ボールねじ機構３３及びモータ３２の代わりに油圧シリンダや空気シリンダ等を可変手段として用いて、給電コイル１の位置を可変するようにしてもよい。また、駆動手段として、電動モータであるモータ３２の代わりに油圧モータやエアモータ等を用いるようにしてもよい。
【００３２】
（６）本実施形態では、タイヤ検出部２として、押圧センサを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、押圧センサの代わりに、光センサ等を用いてタイヤを検出するようにしてもよい。
（７）上記実施形態では、非接触給電する方法として磁界共鳴方式を採用したが、電磁誘導方式を採用するようにしてもよい。
（８）給電コイル１や受電コイルＪはヘリカルコイルに限定されない。給電コイル１と受電コイルＪの間で非接触給電が可能であればソレノイド状など任意の形式や形状のコイルでよく、また両コイルの形式、形状、大きさが異なってもよい。
【００３３】
（９）上記実施形態では、一対の車止めＬ、Ｒ両方にタイヤ検出部２を設置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、車止めＬ、Ｒの一方にタイヤ検出部２を設置し、制御装置４は、車止めＬ、Ｒの一方に設置されたタイヤ検出部２からの検出信号に基づいて可変機構３を制御するようにしてもよい。
（１０）本発明におけるタイヤは、ゴムタイヤに限られるものではなく、移動車両が走行する走行面（道路面、地表面）に接して回転する、移動車両の走行のための車輪一般を含む。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ…非接触給電装置、１…給電コイル、２…タイヤ検出部、３…可変機構、４…制御装置、３１…ガイドレール、３２…モータ、３３…ボールねじ機構、３３ａ…雄ねじ部、３３ｂ…雌ねじ部、Ｔ…タイヤ、Ｌ、Ｒ…車止め、Ｃ…中心線、Ｘ，Ｙ…距離
【図１】
2014079060.tif 000003
【図２】
2014079060.tif 000004
【図３】
2014079060.tif 000005
【図４】
2014079060.tif 000006