(57)【要約】【課題】車両が駐車スペースで前後方向にずれ動いた場合に、これを速やかに検出して警告あるいは給電停止を促すことができる非接触給電装置の提供を図る。【解決手段】パーキングブレーキの掛け忘れ等、何等かの理由で給電中に車両１が駐車スペース２で前後方向にずれ動いた場合、これを投・受光器３Ａと反射板３Ｂとからなる反射型の光電センサ３により速やかに検出できるため、警告あるいは給電停止を促して送電コイル１２と受電コイル２２との位置ずれによる給電不良を誘発するのを回避する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車スペースに設置した給電部と、車両に搭載した受電部との磁気的結合によって、車両に対して非接触で電力供給を行う非接触給電装置において、
前記駐車スペースの前記給電部に対して受電部とがほぼ正対する給電ポジションに駐車した車両の進入側端部と、その対向位置との相互に配置された投・受光器と反射板とを備えて、該反射板に入射した投光の反射光を測定して車両の位置ずれを検出する光電センサを備え、
前記光電センサの反射板を、前記給電部に対する受電部の車幅方向および上下方向の位置ずれ許容範囲に相当する大きさの面積に設定したことを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
前記光電センサを複数個備え、一方の光電センサの反射板に対して他方の反射板の面積を小さく設定したことを特徴とする請求項１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、電気自動車等の車両への電力供給を非接触で行う非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駐車スペースに給電部として一次コイルを設け、車両に受電部として二次コイルを設けて、一次コイルから電磁誘導作用により二次コイルに電力供給を受け、該二次コイルによる受電電力で車両に搭載したバッテリを充電するようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の開示技術では、車両を駐車スペースに一次コイルと二次コイルとが正対する適正な給電ポジションに駐車したとしても、パーキングブレーキの掛け忘れ、あるいはパーキングブレーキが不適正で給電中に車両が前後方向にずれ動いて位置ずれが生じると、給電不足を誘発する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は給電中に車両が駐車スペースで前後方向にずれ動いて位置ずれを生じた場合に、これを速やかに検出できて警告あるいは給電停止を促すことができる非接触給電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の非接触給電装置は、駐車スペースに設置した給電部と、車両に搭載した受電部との磁気的結合によって、車両に対して非接触で電力供給を行う構成を基本としている。
【０００７】
この非接触給電装置は、前記駐車スペースの前記給電部に対して受電部がほぼ正対する給電ポジションに駐車した車両の進入側端部と、その対向位置との相互に配置された投・受光器と反射板とを備えて、該反射板に入射した反射光を測定して車両の位置ずれを検出する光電センサを備えている。
【０００８】
そして、この光電センサの反射板を、前記給電部に対する受電部の車幅方向および上下方向の位置ずれ許容範囲に相当する大きさに面積設定したことを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パーキングブレーキの掛け忘れ等、何等かの理由で給電中に車両が前後方向にずれ動いた場合は、給電部に対して受電部が前後方向に、および場合によっては車幅方向にも位置ずれを生じるが、これを反射型の光電センサにより車両の位置ずれとして速やかに検出できるため、警告あるいは給電停止を促して給電不良を誘発するのを回避することができる。
【００１０】
また、給電中に何等かの理由で車高が変化して上下方向に位置ずれが生じた場合にあっても、同様に光電センサの検出作用により、速やかに警告あるいは給電停止を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る非接触給電装置を概略的に示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態の要部を示す略示的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１３】
図１に示す本実施形態の非接触給電装置は、地上側ユニットである給電装置１００と、車両側ユニットである受電装置２００と、を備え、給電スタンド等に設置される給電装置１００から、電気自動車やハイブリッド車に代表される車両１に搭載された受電装置２００に非接触で電力を供給し、車載バッテリ２７を充電するものである。
【００１４】
給電装置１００は、給電スタンド近傍の駐車スペース２に設置した給電部１２を備え、受電装置２００は、車両１を駐車スペース２の所定位置に止めたときに給電部１２（図２参照）に対向するように車両１の底面に配設した受電部２２を備えている。
【００１５】
車両１は、図示は省略したが適宜の駐車誘導規制手段により、駐車スペース２への例えば後退移動を誘導し、給電部１２に対して受電部２２が正対する適正な給電ポジションに誘導して駐車位置が規制される。この駐車誘導規制手段としては、例えば、前述の特許文献１に開示された駐車スペース後方の位置決めマーカーと、これを撮像する車載カメラとの組合わせを用いることができる。
【００１６】
そして、駐車スペース２の後方、例えば、上述の給電装置１００が組込まれる給電スタンドもしくはその近傍と、駐車スペース２に駐車した車両１の進入側端部、例えば、本実施形態では車両１を後退移動して駐車スペース２に駐車するものとして、当該車両１の後端部外板との相互に、車両１の位置ずれを検出する光電センサ３を設けてある。
【００１７】
この光電センサ３は、図２に示すように駐車スペース２の後方に設けた投・受光器３Ａと、これと対向する車両１の後端部外板に設けた反射板３Ｂと、からなる反射型光電センサが用いられる。
【００１８】
この光電センサ３は、投・受光器３Ａから出射したレーザー光，赤外線等の投光Ｌ１が反射板３Ｂに反射して投・受光器３Ａに回帰する反射光Ｌ２を測定して車両１の位置ずれ、即ち、給電部１２に対する受電部２２の位置ずれを電気的に検出するものである。
【００１９】
具体的には、投光Ｌ１から反射光Ｌ２に至る反射時間から車両１の前後方向の相対距離を測定して車両１の前後方向の位置ずれを検出し、反射光Ｌ２の光量の減少変化をもって車幅方向の位置ずれを検出する。
【００２０】
ここで、上述の光電センサ３の反射板３Ｂは、給電部１２に対する受電部２２の車幅方向および上下方向の位置ずれ許容範囲に相当する大きさの面積に設定してある。
【００２１】
給電部１２と受電部２２とは、両者の磁気的結合による電磁誘導作用を成立させるためには、相互の上下方向の離間距離はある一定値に厳しく求められることから上下方向の位置ずれ許容範囲は小さいが、車幅方向の位置ずれ許容範囲はこれよりも多少余裕があって大きくされていることは広く認識されている。
【００２２】
そこで、反射板３Ｂは上述の上下方向の位置ずれ許容範囲内となる所要の縦幅寸法と、これよりも大きな車幅方向の位置ずれ許容範囲内となる所要の横幅寸法とからなる所要面積の横長形状、例えば、横楕円形，長円形，長方形等に形成してある。
【００２３】
本実施形態では、上述の反射型の光電センサ３に加えて、投・受光器４Ａと反射板４Ｂとからなるもう１つの反射型の光電センサ４を並設してある。
【００２４】
この光電センサ４の反射板４Ｂは、光電センサ３の反射板３Ｂよりも縦幅寸法，横幅寸法を小さくした小面積に設定して、両光電センサ３，４の協働によって車両１の上下方向および車幅方向の位置ずれ検出精度を高められるようにしている。
【００２５】
図２に示す例では、光電センサ３と４とを車幅方向に並設してあるが、これは上下方向に並設してもよい。
【００２６】
ここで、前記給電部１２として導電線からなる一次コイルを主体とした送電コイルが用いられ、また、受電部２２として同じく導電線からなる二次コイルを主体とした受電コイルが用いられ、両コイル間における電磁誘導作用により、送電コイル１２から受電コイル２２へ非接触に電力を供給可能としている。
【００２７】
地上側の給電装置１００は、電力制御部１１と、送電コイル１２と、無線通信部１３と、制御部１４と、を備えている。
【００２８】
電力制御部１１は、交流電源３００から送電される交流電力を、高周波の交流電力に変換し、送電コイル１２に送電するための回路で、整流部１１１と、ＰＦＣ回路１１２と、インバータ１１３と、センサ１１４と、を備えている。整流部１１１は、交流電源３００に電気的に接続され、交流電源３００からの出力交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１からの出力波形を整形することで力率を改善するための回路（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続されている。
【００２９】
無線通信部１３は、車両１側に設けられた無線通信部２３と双方向に通信を行う。
【００３０】
制御部１４は、給電装置１００全体を制御する部分であり、無線通信部１３，２３間の通信により給電装置１００からの電力供給を開始する旨の信号を車両１側に送信したり、車両１側から給電装置１００からの電力を受給したい旨の信号を受信したりする。
【００３１】
制御部１５は、この他に、センサ１１４の検出電流にもとづいてインバータ１１３のスイッチング制御を行い、送電コイル１２から送電される電力を制御する。また、給電中に上述の光電センサ３，４からの検出信号にもとづいて、給電停止を行い、あるいは無線通信部１３，２３を通じて車両１側に警告信号を送信する。
【００３２】
車両１側の受電装置２００は、受電コイル２２と、無線通信部２３と、充電制御部２４と、整流部２５と、リレー部２６と、バッテリ２７と、インバータ２８と、モータ３０と、通知部３２と、を備えている。
【００３３】
受電コイル２２は、上述のように車両１の底面（シャシ）等で、左右の後輪Ｗ間に設けられ、上述のように図外の駐車誘導規制手段により車両１が駐車スペース２の所定位置に誘導，規制されて駐車すると、送電コイル１２の直上に正対し、該送電コイル１２と距離を保って位置づけられる。
【００３４】
整流部２５は、受電コイル２２に接続され、受電コイル２２で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。
【００３５】
リレー部２６は、充電制御部２４の制御によりオンおよびオフが切り換わるリレースイッチを備えている。また、リレー部２６は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ２７を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル２２および整流部２５の弱電系とを切り離す。
【００３６】
バッテリ２７は、複数の二次電池を接続することで構成され、車両１の電力源となる。インバータ２８は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路等の制御回路であって、スイッチング制御信号にもとづいて、バッテリ２７から出力される直流電力を交流電力にし、モータ２９に供給する。モータ２９は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両１を駆動させるための駆動源となる。
【００３７】
通知部３０は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイまたはスピーカ等により構成され、充電制御部２４による制御にもとづいて、ユーザに対して光、画像または音声等を出力する。
【００３８】
充電制御部２４は、バッテリ２７の充電を制御するためのコントローラであり、無線通信部２３、通知部３０、リレー部２６等を制御する。充電制御部２４は、充電を開始する旨の信号を、無線通信部２３，１３の通信により制御部１４に送信する。また、充電制御部２４は、車両１の全体を制御する図外のコントローラとＣＡＮ通信網で接続されている。このコントローラは、インバータ２８のスイッチング制御や、バッテリ２７の充電状態（ＳＯＣ）を管理する。そして、充電制御部２４は、このコントローラにより、バッテリ２７の充電状態にもとづいて満充電に達した場合に、充電を終了する旨の信号を制御部１４に送信する。
【００３９】
従って、本実施形態の非接触給電装置では、送電コイル１２と受電コイル２２との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電および受電を行う。言い換えると、送電コイル１２に電圧が加わると、送電コイル１２と受電コイル２２との間には磁気的な結合が生じ、送電コイル１２から受電コイル２２へ電力が供給される。
【００４０】
以上の構成からなる本実施形態の非接触給電装置によれば、駐車スペース２にその送電コイル１２に対して受電コイル２２がほぼ正対する適正な給電ポジションに駐車した車両１が、パーキングブレーキの掛け忘れ等、何等かの理由で給電中に前後方向にずれ動いた場合、給電コイル１２に対して受電コイル２２が前後方向に位置ずれを生じる。
【００４１】
このとき、光電センサ３の投・受光器３Ａと反射板３Ｂとによる投光Ｌ１から反射光Ｌ２への反射回帰作用で求められる反射時間から、車両１の相対距離を測定して車両１の前後方向の位置ずれを検出する。この検出結果より、車両１の前後方向の位置ずれが、送電コイル１２に対する送電コイル２２の前後方向の位置ずれ許容範囲以上であった場合、制御部１４により直ちに警告あるいは給電停止を促して給電不良を誘発するのを回避することができる。
【００４２】
ここで、車両１の上述の前後方向のずれ動きは、受電コイル２２を搭載した車両後部の車幅方向の位置ずれを伴うこともあり、これにより、送電コイル１２に対する受電コイル２２の車幅方向の位置ずれが想定される。
【００４３】
このような場合、車両１の前後方向の位置ずれが、送電コイル１２に対する受電コイル２２の前後方向の位置ずれ許容範囲内にあっても、車幅方向の位置ずれ許容範囲外であった場合にはやはり給電不良を誘発してしまう。
【００４４】
しかし、反射板３Ｂは送電コイル１２に対する受電コイル２２の車幅方向の位置ずれ許
容範囲に相当する横幅寸法を備えているため、車両１がこの許容範囲を越えて車幅方向に位置ずれした場合には、光電センサ３がこれを直ちに検出する。
【００４５】
即ち、この車両１の車幅方向の位置ずれは反射板３Ｂからの反射光Ｌ２の光量の変化から検出され、反射板３Ｂが車幅方向に位置ずれして反射光Ｌ２の光量が正規位置における光量よりも減少すると、この光量の低減変化をもって車両１の車幅方向の位置ずれを検出する。
【００４６】
このように、送電コイル１２に対する給電コイル２２の前後方向およびまたは車幅方向の位置ずれを、反射型の光電センサ３により車両１の位置ずれとして速やかに検出して警告あるいは給電停止を促すことができる。
【００４７】
ここで、車両１が駐車スペース２の適正な給電ポイントに駐車してあっても、何等かの理由により車高が変化して送電コイル１２に対して受電コイル２２が上下方向に位置ずれすることも想定される。
【００４８】
この場合であっても、上述の反射板３Ｂは送電コイル１２に対する受電コイル２２の上下方向の位置ずれ許容範囲に相当する縦幅寸法を備えているため、車両１がこの許容範囲を越えて上下方向の位置ずれした場合には、光電センサ３がこれを直ちに検出して、上述と同様に速やかに警告あるいは給電停止を促せることができる。
【００４９】
本実施形態では上述の光電センサ３に加えて同様の光電センサ４を並設してあって、該光電センサ４の反射板４Ｂの面積を光電センサ３の反射板３Ｂの面積よりも小さく設定してある。
【００５０】
このため、これら反射型の光電センサ３，４の協働によって、送電コイル１２に対する受電コイル２２の位置ずれ、とりわけ、車幅方向および上下方向の位置ずれ監視を徹底することができる。
【００５１】
なお、本発明は上述の光電センサ３，４による送電コイル１２と受電コイル２２との位置ずれ検出作用、特に、前後方向および車幅方向の位置ずれ検出作用を有効利用して、駐車スペース２に対する車両１の後退移動の誘導規制手段を兼ねることもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１…車両
２…駐車スペース
３，４…光電センサ
３Ａ，４Ａ…投・受光器
３Ｂ，４Ｂ…反射板
１２…送電コイル（給電部）
２２…受電コイル（受電部）
【図１】
2014079029.tif 000003
【図２】
2014079029.tif 000004