(57)【要約】【課題】従来の有線充電装置を置き換える代わりに、従来の有線充電装置を活用したまま有線充電および無線充電に対応する両用の充電装置とすることを可能とする車両用無線充電システムおよび車両用有線無線両用充電システムを提供する。【解決手段】車両用無線充電システムは、車両用有線充電システムの給電部から電力を受電する受電口を有し、車両用有線充電システムから受電口を通して供給される電力を、車両に非接触で給電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用有線充電システムの給電部から電力を受電する受電口を有し、
前記車両用有線充電システムから受電口を通して供給される電力を、車両に非接触で送電することを特徴とする、車両用無線充電システム。
【請求項２】
車両の有する受電ユニットが備える受電コイルに対して非接触で電力を送電する送電コイルを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用無線充電システム。
【請求項３】
車両の有する受電ユニットまたは車両側通信部と通信する、充電システム側通信部を備え、
前記充電システム側通信部は、車両側から受信した情報に応じた電力を供給することを特徴とする、請求項２に記載の車両用無線充電システム。
【請求項４】
前記充電システム側通信部は車両の有する受電ユニットまたは車両側通信部を介して車両側と通信を行い、車両側と前記車両用無線充電システムの双方の送受電が可能となったことを確認する送受電確認部を備え、
前記送受電確認部は、車両側と前記車両用無線充電システムの双方の送受電が可能である場合に送受電を可能とする信号を発することを特徴とする、請求項３に記載の車両用無線充電システム。
【請求項５】
前記車両用有線充電システムの前記給電部から交流電力または直流電力を受電し、受電した前記交流電力または前記直流電力を、電力を供給する車両に応じた交流電力に変換する電力変換部を有し、
前記送電コイルから車両の有する受電ユニットが備える受電コイルに送電することを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用無線充電システム。
【請求項６】
前記車両用無線充電システムは、
前記車両用有線充電システムの前記給電部が前記車両用無線充電システムの前記受電口から外されると車両移動防止装置を作動させて車両の移動を防止し、前記車両用有線充電システムの前記給電部が前記車両用無線充電システムの前記受電口に挿入されると前記車両移動防止装置を作動させて車両の移動を可能とする、車両移動防止制御部
を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用無線充電システム。
【請求項７】
課金情報通信部を有し、
前記課金情報通信部は、車両が所定の状態にあることを確認する車両状態確認部を備え、
前記車両状態確認部は車両が所定の状態にあることを確認すると車両状態確認信号を発し、
前記課金情報通信部は車両状態確認信号を受信したことに応じて課金システムアクティブ化信号を発すること
を特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用無線充電システム。
【請求項８】
車両用有線充電システム、請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用無線充電システム、有線充電制御部および無線充電制御部を備え、
前記有線充電制御部は、前記給電部を介して車両に対し行う有線充電を制御し、または、前記給電部とは異なる車両用給電部を備え前記車両用給電部を介して車両に対し行う有線充電を制御し、
前記無線充電制御部は、前記車両用無線充電システムにより行う無線充電を制御すること
を特徴とする、車両用有線無線両用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドオン型の無線充電システムおよび車両用有線無線両用充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電気自動車（ＥＶ）、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ、ＰＨＥＶ）の普及が後押しされている。
現在の有線充電方式では、コネクタの形状が異なるため、有線充電方式において複数の形状に対応するコネクタが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、現在は有線充電方式が主流であるが、今後は、スマートモビリティや自動運転などとの親和性がより高い無線充電方式が増加していくと考えられる。しかし、すべての電気自動車が無線充電方式に対応するとは考えられないため、充電方式には、有線充電方式と無線充電方式が混在する状況となると考えられている。
このため、有線充電および無線充電に対応する充電装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２０８１３号公報
【０００５】
【特許文献２】特許第５３８７５５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のコネクタは、あくまで同タイプの充電方式において、所定使用と異なる他仕様のコネクタに接続するためのものである。
また、例えば特許文献２に記載されるような、有線充電および無線充電に対応する充電装置を設置する場合は、従来の有線充電装置を置き換える必要がある。
他方、従来の有線充電装置とは別に、無線充電装置を設置することは、コストや設置場所の観点から不利である。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の有線充電装置を置き換える代わりに、従来の有線充電装置に無線充電装置を付加して、有線充電、無線充電の両用を可能とすることにより、従来の有線充電装置を活用したまま有線充電および無線充電に対応する両用の充電装置とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る車両用無線充電システムは、車両用有線充電システムの給電部から電力を受電する受電口を有し、車両用有線充電システムから受電口を通して供給される電力を、車両に非接触で送電することを特徴とする、車両用無線充電システムである。
従来の有線充電装置を置き換える代わりに、車両用有線充電システムに対して、車両用有線充電システムの給電部から受電口を通して供給される電力を車両に非接触で給電する車両用無線充電システムを付加することにより、従来の有線充電装置を活用したまま有線充電および無線充電に対応する両用の充電システムとすることができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係る車両用無線充電システムは、車両の有する受電ユニットが備える受電コイルに対して非接触で電力を送電する送電コイルを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用無線充電システムである。
本構成により、車両の有する受電ユニットが備える受電コイルに対して、送電コイルにより非接触で電力を送電することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る車両用無線充電システムは、車両の有する受電ユニットまたは車両側通信部と通信する、充電システム側通信部を備え、充電システム側通信部は、車両側からの受信した情報に応じた電力を供給することを特徴とする、請求項２に記載の車両用無線充電システムである。
本構成により、車両側の性能などに応じた電力を供給することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４に係る車両用無線充電システムは、充電システム側通信部は車両の有する受電ユニットまたは車両側通信部を介して車両側と通信を行い、車両側と車両用無線充電システムの  双方の送受電が可能となったことを確認する送受電確認部を備え、送受電確認部は、車両側と車両用無線充電システムの双方の送受電が可能である場合に送受電を可能とする信号を発することを特徴とする、請求項３に記載の車両用無線充電システムである。
車と車両用無線充電システムが互いに、メカニカルリレーなどのハード的なタイミングを含む、ステータスを確認し合いＯＫとなったら充電が始まる、などシーケンス上必要な諸データの通信が可能となる。
【００１２】
本発明の請求項５に係る車両用無線充電システムは、車両用有線充電システムの給電部から交流電力または直流電力を受電し、受電した交流電力または直流電力を、電力を供給する車両に応じた交流電力に変換する電力変換部を有し、送電コイルから車両の有する受電ユニットが備える受電コイルに送電することを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載の車両用無線充電システムである。
車両用有線充電システムから受け取った電力を交流電力として送電することで、無線電力伝送を可能とすることができる。
【００１３】
本発明の請求項６に係る車両用無線充電システムは、車両用有線充電システムの給電部が車両用無線充電システムの受電口から外されると車両移動防止装置を作動させて車両の移動を防止し、車両用有線充電システムの給電部が車両用無線充電システムの受電口に挿入されると車両移動防止装置を作動させて車両の移動を可能とする、車両移動防止制御部を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用無線充電システムである。
例えば、充電ケーブルなどの給電部が無線充電システムの受電口に正しく戻されない場合に、ロック板などの車両固定装置が作動し発車できなくなる構成とすることにより、次に車両が駐車した際も手動で戻す手間が発生しない。
【００１４】
本発明の請求項７に係る車両用無線充電システムは、課金情報通信部を有し、課金情報通信部は、車両が所定の状態にあることを確認する車両状態確認部を備え、車両状態確認部は車両が所定の状態にあることを確認すると車両状態確認信号を発し、課金情報通信部は車両状態確認信号を受信したことに応じて課金システムアクティブ化信号を発することを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用無線充電システムである。
事前の料金支払い、パスナンバー、充電カードなどにより充電システムをアクティブにする、あるいは、ＥＴＣ車載器のような車載器にカードを挿入しておいた場合に、駐車、位置合わせと同時に課金システムと通信し充電システムをアクティブ化するなど、充電システムと課金システムと連動させることができる。
【００１５】
本発明の請求項８に係る車両用有線無線両用充電システムは、車両用有線充電システム、請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用無線充電システム、有線充電制御部および無線充電制御部を備え、有線充電制御部は、給電部を介して車両に対し行う有線充電を制御し、または、給電部とは異なる車両用給電部を備え車両用給電部を介して車両に対し行う有線充電を制御し、無線充電制御部は、車両用無線充電システムにより行う無線充電を制御することを特徴とする、車両用有線無線両用充電システムである。
車両用有線充電システムと車両用無線充電システムとを、互いに独立したシステムが給電部を介して接続されたシステムとすることにより、従来の車両用有線充電システムの設計を活用できるなど、設計が容易となり、また、システムの修理や交換に際して車両用有線充電システムと車両用無線充電システムのいずれかのみを修理・交換するだけで対応できるなど、メンテナンスも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】車両用有線無線両用充電システムの充電状況の例である。
【図２】車両用無線充電システムの構成例を示す。
【図３】充電開始前通信のフローを示す。
【図４】充電のフローを示す。
【図５】車両移動防止制御部による制御のフローを示す。
【図６】課金情報通信部のフローを示す。
【図７】車両用有線無線両用充電システムの構成例を示す。
【図８】車両用有線無線両用充電システムの構成例を示す。
【図９】充電開始前通信のフローを示す。
【図１０】車両用無線充電システムと車両用有線充電システムを一体に構成する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例における、車両用無線充電システム１００を備えた車両用有線無線両用充電システム３００の充電状況の例を示す。
【００１８】
車両用無線充電システム１００は、車両用有線充電システム２００の給電部２０１から電力を受電する受電口１０１、車両４００の有する受電ユニット４１０が備える受電コイル４１１に対して非接触で電力を送電する送電コイル１０２を有する。本実施例において、給電部２０１は給電プラグである。
【００１９】
車両は受電ユニット４１０を備え、受電ユニット４１０は受電制御部４１２、受電コイル４１１、車両側通信部４１３を備える。
送電コイル１０２は、車両用有線充電システム２００から受電口１０１を通して供給される電力を、車両４００の有する受電ユニット４１０が備える受電コイル４１１に対して非接触で電力を送電する。
【００２０】
図２は、車両用無線充電システム１００の構成例を示す。
１０３で示されるのは、車両４００の有する受電ユニット４１０と通信する充電システム側通信部であり、充電システム側通信部１０３は、車両側から受信した情報に応じた電力を供給するものである。
【００２１】
１０４で示されるのは送受電確認部である。通信部は車両４００の有する受電ユニット４１０を介して車両側と通信を行い、車両側と車両用充電システムの双方の送受電が可能となったことを確認する。そして、送受電確認部１０４は、車両側と車両用無線充電システム側の双方の送受電が可能である場合に送受電を可能とする信号を発する。
【００２２】
１０５で示されるのは、電力変換部である。電力変換部１０５は、車両用有線充電システム２００の給電部２０１から受電した交流電力または直流電力を、無線により電力を供給するための周波数の交流に変換する。これにより、例えば、交流による有線普通充電に対応した電力を給電部２０１から受電し無線普通充電を行い、また、直流による有線急速充電に対応した電力を給電部２０１から受電し無線急速充電を行う構成とすることができる。
【００２３】
図３は、充電前通信のフローを示す。
車両用無線充電システム１００は車両に対し自身の供給電圧および供給可能電流を宣言する（ステップＳ３０１）。車両側はその範囲内で必要な充電電流を車両用無線充電システム１００にリクエストする（ステップＳ３０１）。
【００２４】
車両用無線充電システム１００が車両側より必要な充電電流のリクエストを受けると（ステップＳ３０２）、車両４００の無線充電に必要なデータ通信を行い、車両側と車両用無線充電システム側が互いに、メカニカルリレーなどのハード的なタイミングを含むステータスを確認し合う（ステップＳ３０３）。そして、確認の結果が充電可能となるものであれば（ステップＳ３０４）、送受電確認部１０４は、車両側と車両用無線充電システム側の双方の送受電が可能である場合に送受電を可能とする信号を発する（ステップＳ３０５）。
【００２５】
電力変換部１０５は、車両用有線充電システム２００の給電部２０１から受電した交流電力または直流電力を、電力を供給する車両に応じた交流電力に変換する。変換された交流電力は、送電コイル１０２から車両４００の有する受電ユニット４１０が備える受電コイル４１１に送電される。
【００２６】
図４は、充電のフローを示す。本実施例では、通常充電および急速充電のいずれかを選択する。具体的には、電力変換部１０５は急速充電であるかを確認する（ステップＳ４０１）。急速充電の場合、直流電力が車両用有線充電システム２００から無線充電システムに送電され、電力変換部１０５は、受電した直流電力を、電力を供給する車両に応じた交流電力に変換する（ステップＳ４０１）。そして充電が完了したかを確認し、完了している場合は充電のフローを終了する（ステップＳ４０２）。また、急速充電でない場合、つまり、通常充電の場合、交流電力のままの状態で車両用有線充電システム２００から車両用無線充電システム１００に送電され、電力変換部１０５は、受電した交流電力を、電力を供給する車両に応じた交流電力に変換する（ステップＳ４０３）。そして充電が完了したかを確認し、完了している場合は充電のフローを終了する（ステップＳ４０４）。
【００２７】
車両用無線充電システム１００は、図１に示されるように、車両移動防止制御部１０６および車両移動防止装置１０７を備える。車両移動防止制御部１０６は、本実施例ではロック板である。
図５は、車両移動防止制御部１０６による制御のフローを示す。車両移動防止制御部１０６は、車両用有線充電システム２００の給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１から外されると車両移動防止装置１０７を作動させて車両４００の移動を防止し、車両用有線充電システム２００の給電部２０１が無線充電システムの受電口１０１に挿入されると車両移動防止装置１０７を作動させて車両４００の移動を可能とする。
【００２８】
より詳細に説明すると、車両移動防止制御部が稼働すると（ステップＳ５０１）、センサーにより車両移動防止装置１０７上に車両が存在することを感知した場合（ステップＳ５０２、ステップＳ５０３）、車両用有線充電装置２００の給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１に挿入された状態であるか否かを検知する（ステップＳ５０４）。
【００２９】
車両用有線充電システム２００の給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１に挿入された状態であると検知した場合は（ステップＳ５０５）、車両移動防止装置１０７が車両移動防止状態であるときには（ステップＳ５０６）車両移動防止装置１０７を作動させ車両移動可能状態として車両４００の移動を可能とし（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１に戻る。また、車両移動防止装置１０７が車両移動可能状態であるときには車両移動防止装置１０７を作動させず引き続き車両移動可能状態とし、ステップＳ５０１に戻る。
【００３０】
車両用有線充電システム２００の給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１から外されている状態であると検知した場合は、車両移動防止装置１０７が車両移動防止状態になければ（ステップＳ５０８）車両移動防止装置１０７を作動させて車両移動防止状態とし（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０１に戻る。また、車両移動防止装置１０７が車両移動防止状態であれば（ステップＳ５０８）、車両移動防止装置１０７を作動させず引き続き車両移動防止状態とし、ステップＳ５０１に戻る。
【００３１】
センサーにより車両移動防止装置１０７上に車両が存在することを感知しなかった場合（ステップＳ５０３）、車両移動防止装置１０７が車両の移動を防止する車両移動防止状態であれば（ステップＳ５１０）、車両移動防止状態を解除し（ステップＳ５１１）、ステップＳ５０１に戻る。また、車両移動防止装置１０７が車両移動防止状態でなければ（ステップＳ５１０）、車両移動防止装置１０７を作動させず車両の移動を可能とする車両移動解除状態とし、ステップＳ５０１に戻る。
【００３２】
本構成により、例えば、充電ケーブルなどの給電部２０１が無線充電システムの受電口１０１に正しく戻されない場合に、ロック板などの車両移動防止装置１０７が作動し車両が移動できない。このため、充電ケーブルなどの給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１に正しく戻されないまま車両が移動してしまい次に来た車両が車両用無線充電システム１００を利用しようとしても給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１に挿入されていない、という事態が避けられ、次に車両が駐車した際も手動で戻す手間が発生しない。
【００３３】
車両用無線充電システム１００は、課金情報通信部１２０を有する。課金情報通信部１２０は、車両が所定の状態にあることを確認する車両状態確認部１２１を備える。
【００３４】
図６は課金情報通信部１２０のフローを示す。
車両状態確認部１２１は車両が所定の状態にあることを確認する（ステップＳ６０１）。車両が所定の状態にある場合には（ステップＳ６０２）、車両状態確認信号を発し（ステップＳ６０３）、課金情報通信部１２０は車両状態確認信号を受信すると課金システムアクティブ化信号を発する（ステップＳ６０４）。そして、課金情報通信終了信号を受信している場合にはフローを終了し、受信していない場合にはステップＳ６０１に戻る（ステップＳ６５）。
【００３５】
事前の料金支払い、パスナンバー、充電カードなどにより充電システムをアクティブにする、あるいは、ＥＴＣ車載器のような車載器にカードを挿入しておいた場合に、駐車、位置合わせと同時に課金システムと通信し充電システムをアクティブ化するなど、充電システムと課金システムと連動させることができる。
【００３６】
以上の実施例では、主に車両用無線充電システム１００について説明しているが、車両用有線充電システム２００と組み合わせることにより、車両用有線無線充電システムとすることができることは言うまでもない。
【００３７】
図７は車両用有線無線充電システムの構成例である。
車両用有線無線充電システムは有線充電制御部２１０および無線充電制御部１１０を備える。
車両用有線充電システム２００は、給電部２０１を介して車両４００に対し行う有線充電を制御し、無線充電制御部１１０は、車両用無線充電システム１００により行う無線充電を制御する。
【００３８】
本例においては、有線電力供給部２２０からの電力を供給する給電部２０１が、車両用無線充電システム１００の充電口に接続されている間は無線充電制御部１１０が動作し、給電部２０１が車両用無線充電システム１００の充電口に接続されていない間は有線充電制御部２１０が動作するように構成されている。ただし、無線充電の際も車両用有線充電システム２００側からは自動で給電が行われている。あるいは、無線充電制御部１１０が動作する間、自動的に有線充電制御部２１０も動作するものとしてもよい。
【００３９】
有線充電は、車両用無線充電システム１００の受電口１０１に接続される給電部２０１とは別に設けられた、車両用給電部２０２を介して行う構成とすることもできる。
【００４０】
図８は、車両用有線無線充電システムの別の構成例である。
車両用有線充電システム２００は、車両用無線充電システム１００の受電口１０１に接続される給電部２０１とは異なる車両用給電部２０２を備える。そして、有線充電制御部２１０は、車両用給電部２０２を介して車両に対し行う有線充電を制御し、無線充電制御部１１０は、車両用無線充電システム１００により行う無線充電を制御する。ただし、無線充電の際も車両用有線充電システム２００側からは自動で給電が行われている。あるいは、無線充電制御部１１０が動作する間、自動的に有線充電制御部２１０も動作するものとしてもよい。
【００４１】
以上の例においては、車両用無線充電システム１００は、車両用有線充電システム２００に付加する態様が例示されているが、車両用無線充電システム１００と車両用有線充電システム２００を一体に構成してもよい。
【００４２】
図９は、車両用無線充電システム１００と車両用有線充電システム２００を一体に構成する例である。車両用無線充電システム１００と車両用有線充電システム２００は、車両用有線充電システム２００の給電部２０１が車両用無線充電システム１００の受電口１０１に接続される形式で一体化され、両システムはケーシング３０１内に格納されている。本実施例では、無線充電の際も車両用有線充電システム２００側からは自動で給電が行われる構成であるが、無線充電制御部１１０が動作する間、自動的に有線充電制御部２１０も動作する構成としてもよい。
【００４３】
上記図７、図８に記載された例においては、有線充電制御部２１０は車両用有線充電システム２００に、無線充電制御部１１０は車両用無線充電システム１００に設けられているが、車両用有線無線両用充電システム３００において、有線充電制御部２１０と無線充電制御部１１０は、車両用有線無線両用充電システム３００の同じ部位に設けられても、また、一つの充電制御部として設けられても良い。
【００４４】
図１０は、有線充電制御部２１０と無線充電制御部１１０が一つの充電制御部３１０として構成した例である。
【００４５】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
例えば、車両４００の備える受電ユニット４１０は、車両側通信部４１３および受電コイル４１１を含む構成としてもよく、あるいは、車両側通信部４１３または受電コイル４１１と別体の構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００  車両用無線充電システム
１０１  受電口
１０２  送電コイル
１０３  充電システム側通信部
１０４  送受電確認部
１０５  電力変換部
１０６  車両移動防止制御部
１０７  車両移動防止装置
１１０  無線充電制御部
１２０  課金情報通信部
１２１  車両状態確認部
２００  車両用有線充電システム
２０１  給電部
２０２  車両用給電部
２１０  有線充電制御部
２２０  有線電力供給部
３００  車両用有線無線両用充電システム
３０１  ケーシング
３１０  充電制御部
４００  車両
４１０  受電ユニット
４１１  受電コイル
４１２  受電制御部
４１３  車両側通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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