(57)【要約】【課題】車両用非接触充電システムにおいて電動車両の充電池の保護を図る。【解決手段】バッテリ８から供給された電力により電気モータ６を駆動して走行駆動する車両２に設けられた受電部３と、車両２の外部の所定の充電区間に設けられた給電部５と、を備え、給電部５から受電部３へ互いに非接触状態で電力を供給する車両用非接触充電システム１であって、受電部３からバッテリ８への給電線１１を開閉する開閉器１２を備え、非接触充電コントロールユニット２０は、車両２が電気モータ６の駆動により充電区間を走行中には、受電部３からバッテリ８への電力供給を規制するように開閉器１２を作動制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電池から供給された電力により電気モータを駆動して走行駆動する電動車両に設けられた受電部と、前記電動車両の外部の所定の充電区間に設けられた給電部と、を備え、前記給電部から前記受電部へ互いに非接触状態で電力を供給する車両用非接触充電システムであって、
前記電動車両の位置を検出する位置検出部と、
前記受電部から前記充電池への電力供給路を開閉する開閉部と、
前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記電気モータの駆動により前記充電区間を走行する場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を規制するように前記開閉部を作動制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用非接触充電システム。
【請求項２】
前記電動車両が走行停止状態であることを検出する停止検出部を備え、
前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記電動車両が走行停止状態である場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用非接触充電システム。
【請求項３】
前記電動車両は、エンジンを搭載したハイブリッド車であり、電気モータにより走行駆動する第１の走行駆動モードと、前記電気モータを駆動せずに前記エンジンにより走行駆動する第２の走行駆動モードに切り換える走行モード切換制御部を備え、
前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記第２の走行駆動モードにより走行駆動中である場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用非接触充電システム。
【請求項４】
前記電動車両の減速走行中に前記電気モータにより回生発電させる回生発電制御部を備え、
前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記回生発電している場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用非接触充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に搭載される充電池を充電する車両用非接触充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等の電動車両における充電池を充電するシステムとして、車両に設けた受電装置と、車外に設けた給電装置とを対向させ、受電装置と給電装置とを非接触状態で給電装置から受電装置に電力を供給する非接触充電システムが提案されている。
例えば、特許文献１には、荷物を運搬する電動車両に対し走行経路に配置された給電装置から非接触状態で電力を供給し、電動車両の充電池を充電させるシステムが開示されている。特許文献１における非接触充電システムでは、給電装置が走行経路に比較的長い区間配置され、電動車両の停止時だけでなく走行中においても充電可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、道路等に給電装置を配置して、電気自動車等の電動車両が給電装置を配置した区間を走行する際に充電させる車両用非接触充電システムが検討されてきている。
しかしながら、車両走行中に充電させる車両用非接触充電システムにおいては、給電装置を配置した道路を走行中に電動車両の充電を行うと、電動車両に搭載した充電池に対し充電すると同時に、充電池から走行駆動用に大量の電力を出力する可能性がある。したがって、このように充電をしながら大量の電力を出力する状態では、充電池に対し過度な負荷を掛け、充電池の劣化を早める虞がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電動車両の走行中に充電を行う車両用非接触充電システムにおいて、充電池の保護を図ることができる車両用非接触充電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用非接触充電システムは、充電池から供給された電力により電気モータを駆動して走行駆動する電動車両に設けられた受電部と、前記電動車両の外部の所定の充電区間に設けられた給電部と、を備え、前記給電部から前記受電部へ互いに非接触状態で電力を供給する車両用非接触充電システムであって、前記電動車両の位置を検出する位置検出部と、前記受電部から前記充電池への電力供給路を開閉する開閉部と、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記電気モータの駆動により前記充電区間を走行する場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を規制するように前記開閉部を作動制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、好ましくは、前記電動車両が走行停止状態であることを検出する停止検出部を備え、前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記電動車両が走行停止状態である場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御するとよい。
また、好ましくは、前記電動車両は、エンジンを搭載したハイブリッド車であり、電気モータにより走行駆動する第１の走行駆動モードと、前記電気モータを駆動せずに前記エンジンにより走行駆動する第２の走行駆動モードに切り換える走行モード切換制御部を備え、前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記第２の走行駆動モードにより走行駆動中である場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御するとよい。
【０００８】
また、好ましくは、前記電動車両の減速走行中に前記電気モータにより回生発電させる回生発電制御部を備え、前記制御部は、前記電動車両が前記充電区間に位置している際に、前記回生発電している場合には、前記受電部から前記充電池への電力供給を許容するように前記開閉部を作動制御するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電動車両が電気モータの駆動により充電区間を走行している際には、受電部から充電池への電力供給が規制され、車両が充電区間において停車中に充電が可能となる。したがって、充電池から電気モータへ電力を出力すると同時に充電池へ充電することが規制される。これにより充電池の保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の車両用非接触充電システムの構成図である。
【図２】本実施形態の非接触充電コントロールユニットにおける車両用非接触充電システムの作動判定要領を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した車両用非接触充電システムの一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態の車両用非接触充電システム１の構成図である。図２は、本実施形態の非接触充電コントロールユニット２０における車両用非接触充電システム１の作動判定要領を示すフローチャートである。
図１に示すように、本発明の実施形態の車両用非接触充電システム１は、車両２（電動車両）に設けられた受電部３と、道路４等の地上側に設けられた給電部５とを備えている。
【００１２】
車両２は、走行駆動源として電気モータ６及びエンジン７を備えたハイブリッド車である。
車両２には、バッテリ８（充電池）が搭載されており、例えばＥＶモードのように、バッテリ８から電力を供給して電気モータ６を駆動して車両２を走行駆動する走行モードが可能となっている。なお、このバッテリ８から電力を供給して電気モータ６を駆動して車両２を走行駆動する走行モードが、本発明の第１の走行駆動モードに該当する。
【００１３】
また、エンジン７は図示しないクラッチを介して車両２の走行駆動輪の駆動軸に機械的に接続されており、クラッチを接続するとともに電気モータ６の駆動を停止してエンジン７のみにより走行駆動する走行モードが可能である。なお、この電気モータ６の駆動を停止してエンジン７のみにより走行駆動する走行モードが、本発明の第２の走行駆動モードに該当する。
【００１４】
また、エンジン７の出力軸には発電機９が接続されており、エンジン７により発電機９を駆動して発電し、バッテリ８への充電が可能となっている。
更に、本実施形態の車両２は、減速走行中に走行輪の回転により電気モータ６を駆動して回生発電（回生ブレーキ)させ、この回生発電により車両２を制動させるとともにバッテリ８を充電することが可能である。
【００１５】
車両２には、当該車両２の総合的な制御を行うためのメインコントロールユニット１０（停止検出部、走行モード切換制御部、回生発電制御部）が備えられている。メインコントロールユニット１０は、車両２の走行速度、アクセル操作等に基づく要求駆動トルク、走行モードの切り換えスイッチの操作等に基づいて、電気モータ６、発電機９、エンジン７の作動制御を行うとともに、クラッチの作動制御をして走行モードの切り替えを行う。なお、このメインコントロールユニット１０による走行モードの切り換え制御が本発明の走行モード切換制御部に該当する。また、メインコントロールユニット１０において回生発電を実行させる制御が回生発電制御部に該当する。
【００１６】
給電部５は、道路４等の上面に配置され例えば電磁コイルを備えている。給電部５は、例えば高速道路の所定区間のように道路４の比較的長距離の区間に設けられている。
受電部３は、車両２の下部に設けられ、道路４に面して配置されている。受電部３は、例えば電磁コイルを備えており、車両２が給電部５を備えた所定区間（充電区間）に位置し、受電部３と給電部５とが対向した非接触状態で、給電部５から電力が供給される。
【００１７】
なお、給電部５及び受電部３については、例えば国際公開ＷＯ２０１５−０６８４７６号公報に記載された公知の非接触充電システムにおける給電回路及び受電回路を採用すればよく、詳細な説明は省略する。
本実施形態の車両用非接触充電システム１において、車両２には、受電部３からバッテリ８に電力を供給する給電線１１(電力供給路)を開閉する電磁駆動の開閉器１２（開閉部）を備えている。開閉器１２は、非接触充電コントロールユニット２０（制御部）により作動制御される。
【００１８】
また、車両２には、バッテリ８の充電率ＳＯＣを測定する充電率測定部１３と、車両用非接触充電システム１による充電指示を行う設定部１４が備えられている。
設定部１４は、表示部及び非接触充電システム起動スイッチ等の操作部を備え、車両２の運転者が視認及び操作可能な位置に配置されている。非接触充電システム起動スイッチは、車両用非接触充電システム１によるバッテリ８の充電を許可するスイッチである。設定部１４は、車両２に設けられたナビゲーションシステム１５（位置検出部）の操作画面に表示可能にして構成してもよいし、表示画面及び操作装置を独立して設けてもよい。
【００１９】
非接触充電コントロールユニット２０は、車両用非接触充電システム１によるバッテリ８の充電制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成されている。
非接触充電コントロールユニット２０には、ナビゲーションシステム１５から車両２の現在位置と給電部５の設置位置情報（非接触充電エリア位置情報）、充電率測定部１３からバッテリ８の充電率ＳＯＣ、設定部１４から設定操作情報、メインコントロールユニット１０から車両２の運転情報が入力され、設定部１４への表示及び開閉器１２の作動制御を行う。
【００２０】
図２は、本実施形態の非接触充電コントロールユニット２０における車両用非接触充電システム１による充電制御の作動判定要領を示すフローチャートである。
非接触充電コントロールユニット２０は、車両電源ＯＮ時に本制御を繰り返し実行する。
始めにステップＳ１０では、設定部１４から非接触充電システム起動スイッチがＯＮとなっているか否かを判別する。非接触充電システム起動スイッチがＯＮの場合には、ステップＳ２０に進む。非接触充電システム起動スイッチがＯＦＦの場合には、ステップＳ８０に進む。
【００２１】
ステップＳ２０では、充電率測定部１３からバッテリ８の充電率ＳＯＣを入力し、当該充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣ1以下であるか否かを判別する。この所定値ＳＯＣ1は、バッテリ８の充電を必要とする上限値付近に設定すればよい。充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣ1以下である場合には、ステップＳ３０に進む。充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣ1より高い場合には、ステップＳ８０に進む。
【００２２】
ステップＳ３０では、ナビゲーションシステム１５より車両位置情報と非接触充電エリア位置情報を入力して、現在の車両２が給電部５が備えられた充電区間である非接触充電エリア内であるか否か、即ち車両２が充電区間に位置しているか否かを判別する。車両２が非接触充電エリア内である場合には、ステップＳ４０に進む。非接触充電エリア内でない場合には、ステップＳ８０に進む。
【００２３】
ステップＳ４０では、メインコントロールユニット１０からから車両速度を入力し、車両２が停車中であるか否かを判別する。停車中である場合には、ステップＳ７０に進む。停車中でない、即ち車両走行中である場合には、ステップＳ５０に進む。
ステップＳ５０では、メインコントロールユニット１０から回生ブレーキ作動情報を入力し、回生ブレーキ作動中（回生発電中）であるか否かを判別する。回生ブレーキ作動中である場合には、ステップＳ７０に進む。回生ブレーキ作動中でない場合には、ステップＳ６０に進む。
【００２４】
ステップＳ６０では、メインコントロールユニット１０から車両２の走行モード情報を入力し、走行モードがエンジン７のみにより走行駆動する走行モードであるか否かを判別する。エンジン７のみの走行モードである、即ちエンジン７のみで走行中である場合には、ステップＳ７０に進む。エンジン７のみの走行モードでない、即ちエンジン７のみで走行中でない場合には、ステップＳ８０に進む。
【００２５】
ステップＳ７０では、開閉器１２をＯＮにして、車両用非接触充電システム１による非接触充電、即ち給電部５から受電部３を経由してバッテリ８に電力を供給し、バッテリ８を充電させる。そして、本ルーチンを終了する。
ステップＳ８０では、開閉器１２をＯＦＦにして、車両用非接触充電システム１による充電を停止させる。そして、本ルーチンを終了する。
【００２６】
以上のように、本実施形態の車両用非接触充電システム１では、道路４には非接触充電エリア(給電部５)が比較的長い区間設けられ、車両２の走行中に充電可能な構成となっている。車両用非接触充電システム１においては、車両２が非接触充電エリアに位置し、かつ車両２のバッテリ８の充電率ＳＯＣが所定値ＳＯＣ1以下に低下した場合に非接触充電を実行させる。
【００２７】
但し、本実施形態においては、車両停車中、回生ブレーキ作動中、エンジン７のみで走行中のいずれかに該当する場合にのみ開閉器１２をＯＮにして非接触充電が許可される。
これは、停車中である場合、回生ブレーキ作動中である場合、エンジン７のみで走行中である場合のいずれも、バッテリ８から電気モータ６に電力を供給して電気モータ６を駆動し走行させている状態ではないためである。このように、バッテリ８から電力を出力していない状態では非接触充電が許可される。一方、車両停車中、回生ブレーキ作動中、エンジン７のみで走行中のいずれにも該当しない場合には、バッテリ８から電力を出力しているものとして、非接触充電が禁止される。
【００２８】
バッテリ８から電力を出力すると同時に電力を入力して充電させるとバッテリ８の劣化を早める虞があるが、本実施形態では、バッテリ８から電力を出力して走行している状態で非接触充電による充電が規制されるので、バッテリ８の劣化を抑制することが可能となる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
例えば、図２に示す車両用非接触充電システムの作動判定制御において、ステップＳ４０における停車中であるか否か、ステップＳ５０における回生ブレーキ作動中であるか否か、ステップＳ６０におけるエンジン７のみ走行中であるか否かの３つの判定制御のうち、いずれか１つ、またはいずれか２つを行ってもよい。
また、上記ステップＳ４０、Ｓ５０、Ｓ６０における判定以外に、バッテリ８から電気モータ６に電力を出力して走行駆動しているか否かを判別する制御を、上記ステップＳ４０〜Ｓ６０の制御の代わりに、あるいは加えて行ってもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、ハイブリッド車に本発明を採用しているが、エンジン７を有しない電気自動車においても本発明を適用することができる。本発明は、車両走行中に充電可能な非接触充電システムの受電装置を備えた電動車両に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  車両用非接触充電システム
２  車両（電動車両）
３  受電部
５  給電部
６  電気モータ
８  バッテリ（充電池）
１０  メインコントロールユニット（停止検出部、走行モード切換制御部、回生発電制御部）
１２  開閉器（開閉部）
１５  ナビゲーションシステム（位置検出部）
２０  非接触充電コントロールユニット（制御部）
【図１】
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【図２】
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