(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に連なる一次コイルを、電気自動車の動力用蓄電装置に連なる二次コイルに電磁結合させてこの動力用蓄電装置を充電するシステムであって、
一次コイルと二次コイルとの位置関係を検出するコイル位置検出手段と、
駆動部を具備し、前記一次コイル及び二次コイルの両コイルのうちの少なくとも一方のコイルを任意の位置に移動するコイル移動手段と、
前記コイル位置検出手段の検出結果に基づいて上記コイル移動手段の駆動部を制御して上記両コイルを磁気的に結合する位置に案内する制御手段とを備え、
前記コイル位置検出手段は、３つの磁気センサが前記一次コイル側において当該一次コイルを囲む円を三等分するように配設され、
前記二次コイルを励磁し、前記３つの磁気センサにより検出した磁界強度の比較結果に基づき前記一次コイルと前記二次コイルとの位置関係を検出する構成であることを特徴とする電気自動車用充電システム。
【請求項２】
前記コイル移動手段は、駐車床面に設置されて一次コイルを支持するボディと、同ボディを所定の方向に直線移動させるＸ軸駆動手段と、同ボディを前記Ｘ軸駆動手段と直交する方向に直線移動させるＹ軸駆動手段とを備え、
前記３つの磁気センサのうち、２つの磁気センサは前記コイル移動手段における２つの直線移動方向の一方の方向に沿って並び、残りの１つの磁気センサは前記２つの直線移動方向の他方の方向に沿いかつ前記２つの磁気センサの中間位置を通過する直線上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電システム。
【請求項３】
前記コイル移動手段は、一次コイルを支持するボディと、このボディに設けられて同ボディを駐車床面上に走行させる同心状の１対の走行車輪と、前記制御手段によって制御され前記１対の走行車輪それぞれを駆動する１対の駆動機構とを備え、前記１対の走行車輪が同じように駆動されたときは直進し、違うように駆動すれば向きが変わるように構成され、
前記３つの磁気センサのうち、２つの磁気センサは前記１対の走行車輪の配列方向に沿って並び、残りの１つの磁気センサは前記直進方向に沿いかつ前記２つの磁気センサの中間位置を通過する直線上に配置されいることを特徴とする請求項１記載の電気自動車用充電システム。
【請求項４】
外部電源に連なる一次コイルを、電気自動車の動力用蓄電装置に連なる二次コイルに電磁結合させてこの動力用蓄電装置を充電するシステムであって、
一次コイルと二次コイルとの位置関係を検出するコイル位置検出手段と、
駆動部を具備し、前記一次コイル及び二次コイルの両コイルのうちの少なくとも一方のコイルを任意の位置に移動するコイル移動手段と、
前記コイル位置検出手段の検出結果に基づいて上記コイル移動手段の駆動部を制御して上記両コイルを磁気的に結合する位置に案内する制御手段とを備え、
前記コイル位置検出手段は、前記１次コイルを所定周波数で励磁し、前記二次コイルとの相互誘導作用による、前記一次コイルの負荷電流と励磁電圧との位相差に基づき前記一次コイルと前記二次コイルとの位置関係を検出する構成であることを特徴とする電気自動車用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車に充電するための充電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の充電システムとして実用化されている構成は図２８に示すようである。電気自動車１の車体には動力用バッテリーに接続された車両側コネクタ２が設けられ、ここに車外から給電コネクタ３が接続される。その給電コネクタ３は車両外に設置された充電用電源４からのケーブル５先端に設けられており、充電用電源４からの電力は両コネクタ２，３を通して動力用バッテリーに供給されて充電が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の充電システムでは、給電コネクタ３を充電設備から取り出し、これをケーブル５を引き出しながら自動車１側まで運び、そして車体のコネクタ蓋１ａを開けて車両側コネクタ２に接続するという作業が必要で、相当に面倒である。
しかも、従来の充電コネクタは端子を相互に嵌合接触させて通電路を確立する構成であるから、その嵌合操作の抵抗が大きく、比較的大きな力でコネクタの嵌合操作を行う必要があり、さらには、雨水等の水滴による電流リークの防止機能を施さなければならないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、その目的は、簡単に電気自動車の充電をすることができる電気自動車の充電システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
＜請求項１の発明＞
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、外部電源に連なる一次コイルを、電気自動車の動力用蓄電装置に連なる二次コイルに電磁結合させてこの動力用蓄電装置を充電するシステムであって、一次コイルと二次コイルとの位置関係を検出するコイル位置検出手段と、駆動部を具備し、前記一次コイル及び二次コイルの両コイルのうちの少なくとも一方のコイルを任意の位置に移動するコイル移動手段と、前記コイル位置検出手段の検出結果に基づいて上記コイル移動手段の駆動部を制御して上記両コイルを磁気的に結合する位置に案内する制御手段とを備え、前記コイル位置検出手段は、３つの磁気センサが前記一次コイル側において当該一次コイルを囲む円を三等分するように配設され、前記二次コイルを励磁し、前記３つの磁気センサにより検出した磁界強度の比較結果に基づき前記一次コイルと前記二次コイルとの位置関係を検出する構成であることを特徴とする。
【０００６】
かかる構成とすると、コイルの位置を検出しつつ、コイルを電磁結合位置に案内するので、コイル同士がズレた状態で電磁結合されることがない。よって、エネルギ伝達効率がよい充電作業を行える。
このような構成とすると、本来、電力伝送用として設けられている二次コイルを利用して両コイルの位置関係を検出することができるから、部品数を削減してコストを下げることができる。
【０００８】
このような構成では、３つの磁気センサが一次コイル側において当該一次コイルを囲む円を三等分するように配設されているので、各磁気センサにより検出される磁界強度の検出結果は両コイル間の距離や方向に応じて異なることとなる。従って、この異なった検出結果と磁気センサ同士の位置関係とから、演算により二次コイルとの間の位置関係を検出することができる。
＜請求項２の発明＞
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の電気自動車用充電システムにおいて、前記コイル移動手段は、駐車床面に設置されて一次コイルを支持するボディと、同ボディを所定の方向に直線移動させるＸ軸駆動手段と、同ボディを前記Ｘ軸駆動手段と直交する方向に直線移動させるＹ軸駆動手段とを備え、前記３つの磁気センサのうち、２つの磁気センサは前記コイル移動手段における２つの直線移動方向の一方の方向に沿って並び、残りの１つの磁気センサは前記２つの直線移動方向の他方の方向に沿いかつ前記２つの磁気センサの中間位置を通過する直線上に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
上記請求項２の構成とすると、２種類の駆動手段によって一次コイルを所要箇所に自由に移動させることができ、さらに直交座標形を構成するので、これらの駆動手段の制御手段における演算処理が容易である。
＜請求項３の発明＞
請求項３に係る発明は、上記請求項１記載の電気自動車用充電システムにおいて、前記コイル移動手段は、一次コイルを支持するボディと、このボディに設けられて同ボディを駐車床面上に走行させる同心状の１対の走行車輪と、前記制御手段によって制御され前記１対の走行車輪それぞれを駆動する１対の駆動機構とを備え、前記１対の走行車輪が同じように駆動されたときは直進し、違うように駆動すれば向きが変わるように構成され、前記３つの磁気センサのうち、２つの磁気センサは前記１対の走行車輪の配列方向に沿って並び、残りの１つの磁気センサは前記直進方向に沿いかつ前記２つの磁気センサの中間位置を通過する直線上に配置されいることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３の構成とすると、一次コイルを備えたボディが駐車床面上を二次コイルに向かって走行する。従って、既設の駐車施設に大掛かりな改造することなく採用することができる。
＜請求項４の発明＞
請求項４に係る発明は、外部電源に連なる一次コイルを、電気自動車の動力用蓄電装置に連なる二次コイルに電磁結合させてこの動力用蓄電装置を充電するシステムであって、一次コイルと二次コイルとの位置関係を検出するコイル位置検出手段と、駆動部を具備し、前記一次コイル及び二次コイルの両コイルのうちの少なくとも一方のコイルを任意の位置に移動するコイル移動手段と、前記コイル位置検出手段の検出結果に基づいて上記コイル移動手段の駆動部を制御して上記両コイルを磁気的に結合する位置に案内する制御手段とを備え、前記コイル位置検出手段は、前記１次コイルを所定周波数で励磁し、前記二次コイルとの相互誘導作用による、前記一次コイルの負荷電流と励磁電圧との位相差に基づき前記一次コイルと前記二次コイルとの位置関係を検出する構成であることを特徴とする電気自動車用充電システム。
請求項４の構成によれば、一次コイルを励磁すると、二次コイルとの間の磁気的結合度に応じて一次コイルに流れる電流位相が相違するから、励磁電圧と励磁電流との位相差を測定することで一次及び二次の各コイルの距離を検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、図１ないし図１４を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明にかかる充電システムを備えた駐車場に、電気自動車Ｅを進入させるところを示したものである。
この電気自動車Ｅは、動力用蓄電装置であるバッテリ２１を主電力供給源とし、これから電力を供給されて走行用モータや各種電気機器が機能する。このバッテリ２１には充電用回路２２を介して二次コイル２０が接続されており、その二次コイル２０に誘導された交流を整流に変換して充電されるようになっている。
【００１２】
二次コイル２０は、例えばフェライト製の磁芯に電線を巻回してなる偏平な円盤板状に形成され、例えば合成樹材料製の保護ケース内に収容されており、図２に示すように、磁芯の軸方向を垂直方向に向けて車体底部において地面に面するように取り付けてある。また、この二次コイル２０は、電気自動車Ｅに備えた操作部の操作に基づき所定の周波数で励磁されて位置検出用の交番磁界を形成するようになっている。
一方、駐車場の床面には、凹所Ａが形成され、その内部には一次コイル１０を移動可能に支持するコイル移動装置３０（コイル移動手段）が設けられている。この凹所Ａは、幅においては、上記電気自動車Ｅの左右両輪が跨ぐ程度の大きさで、長さにおいては、電気自動車Ｅの概ね半分ぐらいとなっている。
【００１３】
同凹所Ａ内のコイル移動装置３０は、図３に示すように、偏平箱状のボディ４０を駆動する方向が直交する二つのスライド駆動ユニット３１にて移動させるいわゆるＸ−Ｙテーブルを構成している。
以下、符号（３１ないし３７）にｘ，ｙを添えることにより、上記二つのスライド駆動ユニットを区別し、ｘ，ｙを添えない場合には両者を総称するものとしてその構成について説明をする。
スライド駆動ユニット３１は、平行となるように支持された一対のレール３２と、それぞれのレール３２上で低摩擦で直線移動するスライダ３３とを具備している。一対のレール３２の間には、それと平行となるようにボールネジ機構が設けられ、その雌ねじ部３４を上記スライダ３３にて支持された対象物に取付けるとともに、雄ねじ部３５をモータ３６の回転軸に連結させてある。また、モータ３６のハウジングは上記レール３２を支持する側に固定してあり、その駆動力は、上記スライダ３３に支持された対象物をレール３２に沿ってスライド移動させるように作用する。
【００１４】
前記コイル移動装置３０においては、一つのスライド駆動ユニットのレール３２ｘを凹所Ａ内の底面に固定してＸ軸駆動ユニット３１ｘとし、それと直交するようにもう一つのスライド駆動ユニットのレール３２ｙを上記Ｘ軸駆動ユニット３１ｘのスライダ３３ｘに支持してＹ軸駆動ユニット３１ｙとしてある。このＹ軸駆動ユニット３１ｙのスライダ３３ｙには薄箱状ボディ４０が支持されており、両駆動ユニット３１ｘ，３１ｙを動かすことによって同ボディ４０を駐車場の床面に対して任意の位置に移動できるようになっている。なお、このＸ軸駆動ユニット３１ｘの駆動方向は、図１に示すように、駐車場においては、電気自動車Ｅが進入する方向となっている（ここにおいて、便宜上、各駆動ユニットの方向を単にＸ方向、Ｙ方向と呼ぶこととする）。
【００１５】
このボディ４０は、図４に示すように、上面に円形開口４１を備えてその内側には一次コイル１０を設け、周縁には三つの磁気センサ５０（コイル位置検出手段）を配設してある。また、ボディ４０の内部には図５に示したモータ４２の駆動により伸縮可能なパンタグラフ４３が備えられ、その一端をボディ４０の底面に、他端を一次コイル１０の下面に取付け、図６に示すように、一次コイル１０を上下に移動可能としている。
一次コイル１０は、例えばフェライト製の磁芯に電線を巻回してなる偏平板状に形成され、例えば合成樹材料製の円形の保護ケース内に収容されている。この保護ケースの外径は、上記開口４１内に若干の隙間を設けて丁度収まる程度の大きさとなっている。すなわち、一次コイル１０と開口４１及び磁気センサを配設してある円は同心円となっている。また、後述詳細の三つの磁気センサ５０を結ぶ円（図３、図５中のＬ１）も開口４１と同心円を三等分するように配設してある。
【００１６】
前記パンタグラフ４３は、ギヤ４４，４５を一部に設けて左右対称に動くようにすることで、上下方向に伸縮可能とし、モータ４２をギヤの一つ連結させてその駆動力を伝える構成となっている。このモータ４２には、減速機４２ａが備えられていて適度な駆動力を発生できるようになっている。なお、本実施形態では、一次コイル１０の上下移動にパンタグラフ４３を用いたが、ボールネジを用いたものや、エアー駆動シリンダであってもよい。
前記三つの磁気センサ５０は、例えば、電線を巻回した小型コイルを合成樹脂材料でモールドしてなり、同小型コイルに誘導される起電力により磁界強さを検出できる。磁気センサ５０の一つは、一次コイル１０の中心を通るＹ方向の線（図３，図５中のＬ２）上に設けるようにして上述の通り、開口４１の周縁に三等分に配設してある。（以下、線Ｌ２上に位置するものを磁気センサ５０ａ、同磁気センサ５０ａから時計回りに残りの二つを磁気センサ５０ｂ，５０ｃと呼ぶこととする。）
このコイル位置検出の基本原理は以下のようである。
【００１７】
図７の模式図に示すように、電気自動車Ｅを駐車場に止め、その二次コイル２０を励磁して磁界を発生させると、二次コイル２０からの距離（図示Ｒ１，Ｒ２）が異なる磁気センサ（図示Ｓ１，Ｓ２）の間では検出する磁界強度が異なる。強く磁界強度を検出した磁気センサＳ１の方向にボディ４０を移動していくと、図８に示すように、各磁気センサＳ１，Ｓ２が二次コイル２０から均等距離（Ｒ１＝Ｒ２）の位置にし、検出する磁界強度が一致する。これを、本実施形態の三つの磁気センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃの間に適用すると、各センサの磁界強度が一致したとき、同三つの磁気センサを結ぶ円と同心円の一次コイル１０と二次コイル２０とが正対することとなる。
【００１８】
なお、磁気センサとしては上述したコイル形のものに限らず、ホール素子、磁気抵抗素子等を利用することもできる。
以上説明してきた一次コイル１０、三つの磁気センサ５０及び各部位のモータ（３６ｘ，３６ｙ，４２）の信号線または動力線は、図９のブロック図に示すように、前記外部電源装置１１内の主制御装置１２（制御手段）又は電源１３ａ〜１３ｅに連なっており（磁気センサはアンプ１４を介している）、磁気センサ５０が検出した信号を主制御装置１２で処理して各部位を動作せる。この主制御装置１２内におけるデータ処理のアルゴリズムを本実施形態の充電手順と併せて以下説明する。
【００１９】
電気自動車Ｅを駐車場に進入させ（図１）、凹所Ａを左右の車輪で跨ぐようにして駐車し（図１０）、電気自動車Ｅの操作部にて二次コイル２０を充電準備状態に切り替える。
すると、二次コイル２０が励磁されて駐車場内に所定の交番磁界が形成される。ここで、二次コイル２０と一次コイル１０とが正確に対面していなければ、三つの磁気センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃから二次コイル２０までの距離Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが異なり、磁気センサ５０が検知する磁界強度も異なることとなる。
この異なった検出結果は、主制御装置１２内で次のように比較され、その比較結果に基づきコイル移動装置３０が駆動される。
まず両コイルのＸ方向のズレを是正すべく、Ｘ方向に並んだ磁気センサ５０ｂ，５０ｃ間の比較がなされる。両磁気センサのうち、磁界強度を強く検出した磁気センサ５０ｃの方向に、その検出結果の差が無くなるまで一次コイル１０をＸ軸駆動ユニット３１ｘにて動かす。すると、図１１に示すように、一次コイル１０と二次コイル２０とが同じＹ方向に線上に位置したとき、すなわちＸ方向にズレがなくなったとき、両磁気センサ５０ｂ，５０ｃは二次コイル２０から同じ距離（Ｒｂ＝Ｒｃ）となり、Ｘ軸駆動ユニット３１ｘが停止する。
【００２０】
次に、Ｙ方向のズレを是正すべく、上記磁気センサ５０ｂ（５０ｃでもよい）と磁気センサ５０ａとの検出結果を比較し、上記方法と同様にしてＹ軸駆動ユニット３１ｙを駆動する。すると、図１２に示すように、一次コイル１０と二次コイル２０とが対面した位置で両磁気センサと二次コイル２０との距離が等しくなり、Ｙ軸駆動ユニット３１ｙが停止する。
この位置で、三つのセンサの検出結果が等しいことを主制御装置が確認したら（等しくない場合は再度位置合わせする）、図１３及び図１４に示すように、モータ４２を駆動してパンタグラフ４３を上方に延ばし、両コイルの保護ケース同士を当接させる。この際、モータ４２の電流値を主制御装置１２にフィードバックすることで、コイル同士の無理な押しつけがなされないようにする。また、この電流値のフィードバックにより、コイル同士の当接を認識したら一次コイル１０を励磁させる。電気自動車Ｅ側では一次コイル１０の磁界により二次コイル２０に発生した電圧から、充電準備が完了したことを充電用回路２２にて認識し、二次コイル２０の励磁を止めてバッテリ２１への充電がなされる。
【００２１】
バッテリ２１の充電が終了したら、再度二次コイル２０を励磁して磁界を発生させる。一次コイル１０側ではそれによる磁界の変化を上記センサ５０で感知し、励磁を終了すると共に一次コイル１０を下げ、以上をもって一台の電気自動車Ｅの充電作業を終了する。
続いて、他の電気自動車が駐車場に止められたら、同じようにして一次コイル１０と二次コイル２０とを電磁結合させて充電する。この際、磁気センサ５０が二次コイル２０の場所を検出するので、人手を介さず、あらゆる電気自動車に対応することができるため、例えば、充電用の駐車場を無人で運営することもできる。
【００２２】
＜第２実施形態＞
この実施形態は、コイル移動手段として一次コイルを搭載した自走車６０を用い、同一次コイルを二次コイルと電磁的に結合する位置に案内するシステムである。以下、その内容を図１５ないし図２５を参照して説明する。
図１５は、上記システムを備えた駐車場に電気自動車Ｅを進入させるところを示した示したものである。
上記駐車場の床面には、外部電源装置１１に連なる自走車６０が待機している。同自走車６０は、偏平箱形のカーボディ６１の下面側に、四つの車輪を設けて駐車床面上を走行できるようにしたものである。この四つの車輪は、図１６、図１７に示すように、大きめの前輪６２，６２と小さめの後輪６３，６３とからなり、前輪６２，６２においては、図１８に示すように、それぞれ別々に駆動できるようにモータ６４，６４が減速器６４ａ，６４ａを介して連結され、後輪６３，６３においては、自由に方向を変えられるように、キャスタが用いられている。従って、左右の前輪６２，６２を同じように駆動すれば自走車６０は直進し、違うように駆動すれば自走車６０は向きを変えることができる。
【００２３】
カーボディ６１上面には、図１９に示すように、開口６５が形成され、その中には一次コイル１０が、その周縁には三つの磁気センサ５０が三等分に配設されている。この一次コイル１０と磁気センサ５０の配置は、図１７に示すように、前記車輪の幅方向に中心線上（図示Ｍ）に対して左右対称に配置しており、三つの磁気センサ５０のうちの一つ（磁気センサ５０ａ）はその中心線上におけるカーボディ６１前方に位置している。また、カーボディ６１内には、第１実施形態と同様にパンタグラフ４３及びその駆動モータ４２が備えられ、一次コイル１０を上下に移動できるようになっている。
【００２４】
以上述べた、走行用モータ６４，６４、パンタグラフ４３の駆動用モータ４２及び一次コイル１０の動力線又は信号線は、カーボディ６１の背面から一束にまとめられて前記外部電源装置１１まで延びている。
なお、その他の構造に関しては、第１実施形態と同様であり、同一部位については同一符号を付すことで重複した説明は省略し、続いて上記充電システムの動作を説明する。
電気自動車Ｅを駐車場に進入させ、その奥の駐車床面に待機させてある自走車６０の手前当たりの適当な位置に駐車する（図２０，図２３）。そして、電気自動車Ｅの操作部にて二次コイル２０を充電準備状態に切り替えて位置検出用の交番磁界を形成させる。
【００２５】
すると、自走車６０に備えた三つの磁気センサ５０にも磁界が及び、それぞれが磁界の強度を検出する。この検出結果を主制御装置１２内で次のように比較し、その結果に基づきコイル移動装置３０が駆動する。
まず自走車６０を前進させる方向を決めるべく、カーボディ６１後方に並んだ二つの磁気センサ５０ｂ，５０ｃ（磁気センサ５０ａから時計回りに磁気センサ５０ｂ，５０ｃとする）の検出結果が比較される。そして、両センサのうち磁界強度を弱く検出した磁気センサ５０ｂの方の駆動輪である前輪６４をその強度差が無くなるまで前転させる。すると、図２１に示すように、自走車６０が二次コイル２０の方向に向いて止まる。
【００２６】
次に、磁気センサ５０ａとカーボディ６１後方の磁気センサ５０ｂ（５０ｃでもよい）との検出結果を比較し、両者の検出結果に差がなくなるまで左右の駆動輪を前転させて自走車６０を前進させる。すると、図２２、図２４に示すように、一次コイル１０と二次コイル２０とが対面する位置で止まる。
この位置で、パンタグラフ４３を上方に延ばして両コイルの保護ケース同士を当接させ（図２５）、以下前述した充電作業を行う。充電作業を終了したら、上述の逆順序をたどって駆動モータ６４，６４を動かし、自走車６０を元の場所に待機させる。続いて、他の電気自動車が駐車場に止められたら、同じようにして一次コイルと二次コイルとを電磁結合させて充電する。
【００２７】
このように、本実施形態では、電気自動車Ｅを自走車６０の手前当たりに止めればよく、駐車する際の制約が少ないため、駐車が容易となる。また、充電作業をしないときは、自走車６０を待機位置に下げることができ、充電設備にスペースを取られることがない。さらに、既設の駐車施設に大掛かりな改造することなく採用することができる。
＜他の実施形態＞
本発明は、前記両実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）コイル位置検出手段
上述したコイル位置検出手段は、磁気センサを用いてコイルの位置を検出しているが、例えば、二次コイル側に光源を設けると共に、一次コイル側には複数の光センサを設けて二次コイルの位置を検出するものであってもよい。あるいは、二次コイル側に電波の発信源を設けてそれに基づいてコイルの位置を検出するものでもよい。但し、磁界を用いたものであれば、充電用のコイルを利用して位置検出用の磁界を形成することができるので、新たに光源や電波の発信源等を設けずに済み、コストの削減ができる。
【００２８】
また、次に説明するように、磁気センサは複数に限らず、１個のみでも一次コイルを二次コイルとの結合位置に案内することができる。すなわち、磁気センサにより検出される磁界強度は二次コイルとの距離に反比例する。そこで、一次コイルを予め定めた方向に試験的に所定距離移動させ、その結果、磁気センサにより検出される磁界強度が弱くなれば１８０度反転させた方向に移動させ、強くなればその方向に移動させることで常に磁界強度が強くなる方向に移動させる。次に、９０度向きを変えた方向に試験的に移動させて上述のように磁界強度が強くなる方向を見つけてその方向に移動させることを繰り返せば、一次コイルはジグザグ状に二次コイルに接近して行き、ついには二次コイルとの結合位置に到達する。
【００２９】
さらに、次のようにすれば、一次コイルを位置検出用の磁気センサとして利用することも可能である。すなわち、電気自動車が駐車したところで、二次コイルを所定周波数で励磁して位置検出用の交番磁界を発生させる。この磁界が一次コイルに及ぶことにより、一次コイルには同一周波数の起電力が誘導され、その強さは二次コイルの一次コイルからの距離に反比例する。従って、一次コイルに誘導される誘導起電力を測定することにより二次コイルが形成する磁界強度を測定することができ、ひいては二次コイルからの距離を測定することができる。
また、次のようにすれば、二次コイルによって位置検出用の交番磁界を発生させることを省略することもできる。電気自動車が駐車したところで、一次コイルを所定周波数で励磁する。すると、一次コイルからの磁束が二次コイルに鎖交するから、二次コイルに誘導起電力を発生させる。このとき二次コイルに適当な負荷が接続してあれば、二次コイルに負荷電流が流れ、それに応じて相互誘導作用によって一次コイルにも負荷電流が流れる。この一次側負荷電流と励磁電圧との位相差は両コイルの結合度、すなわち両コイル間の距離によって異なり、両コイル間の距離が近くなるほど磁気結合度が高くなるから、一次側負荷電流と一次コイルの励磁電圧との位相差は少なくなる。従って、上記位相差を測定することにより両コイル間の距離が測定できるのである。
（２）コイル移動手段
上述したコイル移動手段の他に、例えば図２６に示すように、マニピュレータ７０を用い、その先端に一次コイル１０および磁気センサ５０等を設けてもよい。このようなものであれば、電気自動車Ｅ側の二次コイルが車体の側面や天井面に設けられているものでも、マニピュレータの取付け位置を変えて対応することができる。又、マニピュレータ自体の駆動軸数を増やせば、取付け位置を変えずに対応することもできる。
【００３０】
また、コイル移動手段では必ずしも一次コイル側のみを移動する構成でなくてもよい。例えば、図２７に示すように、電気自動車Ｅ側の二次コイル２０にもコイル移動手段である回動レバー８０を設けて、同二次コイル２０を移動させつつ、かつ、一次コイル１０も移動する用にしてもよい。さらに、大きな位置ズレは電気自動車Ｅ側のコイル移動手段にて行い、微妙な位置合わせは駐車場側のコイル移動手段で行うようなものなども考えられる。
（３）制御手段
上述した制御手段は、三つのセンサを二つづつ比較して、二段階（第１実施形態ではＸ，Ｙの二方向のズレ、第２実施形態では向きと距離）に分けて上記コイル移動手段を制御しているが、例えば、二段階に分けずに三つのセンサを一度に比較して連続的に制御したり、センサの移動とともに変化する検出結果に基づき、目的位置への最短経路を演算して位置決めするようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】電気自動車における二次コイルの取付状態を示す一部破断側面図である。
【図３】第１実施形態のコイル移動手段を示す斜視図である。
【図４】図３の  ＩＶ−ＩＶ断面における断面図である。
【図５】図４の  Ｖ−Ｖ断面における断面図である。
【図６】パンタグラフを延ばして一次コイルを上昇させた状態を示す斜視図である。
【図７】異なる距離に磁気センサａ，ｂが位置した状態を示す模式図である。
【図８】同じ距離に磁気センサａ，ｂが位置した状態を示す模式図である。
【図９】第１実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】コイル移動手段の一次コイルと電気自動車の二次コイルとが離れた状態を示す平面図である。
【図１１】同一次コイルと二次コイルとのＸ方向にズレを無くした状態を示す平面図である。
【図１２】同一次コイルと二次コイルとのＹ方向にズレを無くした状態を示す平面図である。
【図１３】同一次コイルと二次コイルとを当接させた状態を示す斜視図である。
【図１４】同一次コイルと二次コイルとを当接させた状態を示す側面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態を示す斜視図である。
【図１６】コイル移動手段である自走車を示す側面図である。
【図１７】同自走車を示す平面図である。
【図１８】図１６における  ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ断面図である。
【図１９】図１６における  ＸＶＩＩＩＩ−ＸＶＩＩＩＩ断面図である。
【図２０】自走車の一次コイルと電気自動車の二次コイルとが離れた状態を示す平面図である。
【図２１】自走車の向きを二次コイル側に向けた状態を示す平面図である。
【図２２】自走車を前進させて二次コイルの下方に一次コイルを移動した状態を示す平面図である。
【図２３】自走車の一次コイルと電気自動車の二次コイルとが離れた状態を示す側面図である。
【図２４】自走車を前進させて二次コイルの下方に一次コイルを移動した状態を示す側面図である。
【図２５】一次コイルと二次コイルとを当接させた状態を示す側面図である。
【図２６】他の実施形態としてコイル移動手段の第１変形例を示す斜視図である。
【図２７】他の実施形態としてコイル移動手段の第２変形例を示す斜視図である。
【図２８】従来の充電システムを示す側面図である。
【符号の説明】
１０…一次コイル
１１…外部電源装置
１２…主制御装置
２０…二次コイル
２１…バッテリ
３０…コイル移動装置
３１ｘ…Ｘ軸駆動ユニット
３１ｙ…Ｙ軸駆動ユニット
４０…ボディ
５０…磁気センサ
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…磁気センサ
６０…自走車
６１…カーボディ
６２…前輪
６３…後輪
【図１】
0003586955.tif 000002
【図２】
0003586955.tif 000003
【図３】
0003586955.tif 000004
【図４】
0003586955.tif 000005
【図５】
0003586955.tif 000006
【図６】
0003586955.tif 000007
【図７】
0003586955.tif 000008
【図８】
0003586955.tif 000009
【図９】
0003586955.tif 000010
【図１０】
0003586955.tif 000011
【図１１】
0003586955.tif 000012
【図１２】
0003586955.tif 000013
【図１３】
0003586955.tif 000014
【図１４】
0003586955.tif 000015
【図１５】
0003586955.tif 000016
【図１６】
0003586955.tif 000017
【図１７】
0003586955.tif 000018
【図１８】
0003586955.tif 000019
【図１９】
0003586955.tif 000020
【図２０】
0003586955.tif 000021
【図２１】
0003586955.tif 000022
【図２２】
0003586955.tif 000023
【図２３】
0003586955.tif 000024
【図２４】
0003586955.tif 000025
【図２５】
0003586955.tif 000026
【図２６】
0003586955.tif 000027
【図２７】
0003586955.tif 000028
【図２８】
0003586955.tif 000029