(57)【要約】【課題】本発明は、走行中における車両のバッテリ充電を利用して、車両の走行に費やす電力負担を軽減可能とした車両の非接触式充電装置を提供する。【解決手段】本発明の非接触式充電装置は、車両の走行中、車両が給電デバイス３３の給電コイル部３７を通過する際に給電コイル部から磁界を受ける受電コイル部１５と、受電コイル部に作用する磁界により発生する電流をバッテリ９へ導く電線部４１とを有する車両の非接触式充電装置であって、受電コイル部とバッテリとの間の電線部分４１ａとが、車両の車幅方向に沿って延びるように配置され、車両進行方向に作用する特定方向の磁界を発生可能とした特定磁界発生部２３と、特定磁界発生部を流れる電流の方向を特定方向の磁界を発生する向きに規定する電流方向規定手段２７とを有するものとした。【選択図】図２
2019129646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行中、車両が車外の給電デバイスの給電コイル部を通過する際に前記給電コイル部から磁界を受ける受電コイル部と、前記受電コイル部に作用する磁界により発生する電流をバッテリへ導く電線部とを有する車両の非接触式充電装置であって、
前記受電コイル部と前記バッテリとの間の電線部分とが、前記車両の車幅方向に沿って延びるように配置され、車両進行方向に作用する特定方向の磁界を発生可能とした特定磁界発生部と、
前記特定磁界発生部を流れる電流の方向を前記特定方向の磁界を発生する向きに規定する電流方向規定手段と
を有することを特徴とする車両の非接触式充電装置。
【請求項２】
前記給電コイル部は、交流が供給され、
前記受電コイル部は、前記給電コイル部が作用する磁界にしたがい交流が発生され、
前記電流方向規定手段は、前記受電コイル部からの交流を、前記特定磁界発生部において前記車両進行方向へ作用する特定方向の磁界を生ずる向きに規定しながら整流する整流回路部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の非接触式充電装置。
【請求項３】
前記整流回路部は、交流の全波形を整流するものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車両の非接触式充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車外から非接触で車両のバッテリへ充電する車両の非接触式充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリの電力で走行を可能とした電動自動車（含むハイブリッド自動車）では、バッテリの充電が求められる。
そこで、従来から非接触式充電という手法で、車両のバッテリへ充電させる技術が提案されている。
こうした非接触式充電装置の多くは、特許文献１にも開示されているように車両が駐車する駐車スペースを利用して給電デバイスの給電コイル部を設け、車両に給電コイル部と組み合う受電コイル部を設けた構造を採用している。そして、車両の駐車時に給電コイル部と充電コイル部とを対向させ、車両が駐車している時間を利用して、車外の給電コイル部から供給される電力が車両の充電コイル部を通じ、バッテリに充電されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２００３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、こうした非接触式充電装置は、車両が駐車（停車を含む）していないと、充電が行えないので、利便性に難点がある。
そこで、車両の走行中、車両の充電が行えるよう、道路に給電デバイスの給電コイル部を複数設けて給電領域を形成しておき、車両の走行に伴い受電コイル部が給電領域を通過する際に、給電コイル部から受電コイル部を通じて、電力をバッテリへ充電させることが考えられる。
【０００５】
一方、バッテリの電力で走行が行われる車両は、車両の走行に費やす電力の負担が大きく、できるだけ電力負担を抑えることが課題となっている。
そこで、本発明の目的は、走行中、車両のバッテリに充電する機会を利用して、このときの充電電力により車両の走行に費やす電力負担を軽減可能とした車両の非接触式充電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、車両の走行中、車両が車外の給電デバイスの給電コイル部を通過する際に給電コイル部から磁界を受ける受電コイル部と、受電コイル部に作用する磁界により発生する電流をバッテリへ導く電線部とを有する車両の非接触式充電装置であって、受電コイル部とバッテリとの間の電線部分とが、車両の車幅方向に沿って延びるように配置され、車両進行方向に作用する特定方向の磁界を発生可能とした特定磁界発生部と、特定磁界発生部を流れる電流の方向を特定方向の磁界を発生する向きに規定する電流方向規定手段とを有するものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両走行中、車両の受電コイル部が給電コイル部を通過する際、給電コイル部に供給される電力が、受電コイル部を通じてバッテリに充電される。この充電の際、受電コイル部とバッテリとの間に形成された特定磁界発生部には、車両進行方向へ作用する特定方向の磁界を発生する向きで電流が流れる。これにより、車両には、車両を進行方向へ推進させる推進力が発生され、車両の走行を助ける。
【０００８】
それ故、走行中に実施されるバッテリ充電の機会を利用して、充電電力により車両の走行に費やす電力負担が軽減でき、車両の航続距離の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る態様となる車両の非接触式充電装置を示す斜視図。
【図２】同非接触式充電装置の要部となる回路部の構成を示す斜視図。
【図３】同回路部を流れる電流の流れを説明する回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図１〜図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は車両の非接触式充電装置を示している。
図１に示される車両は、例えば、車体１の後部に後輪３(車輪)を駆動する三相モータ５とインバータ７とが搭載され、車体１の下部に大容量のバッテリ９が搭載された電動車両である。つまり、同車両は、バッテリ９の直流電力をインバータ７で所定の周波数の三相交流に変換され、同交流が三相モータ５へ供給されることにより走行が行われるものである。
【００１１】
この車体１のルーフ部１ａには、受電ユニット１１が据え付けられる。受電ユニット１１は、例えば平盤状の筐体１３内に受電コイル部１５と整流回路部１７とを収めて構成される。
一方、図１に示されるように車両が走行する道路３１の一部には、給電デバイス３３が設けられる。非接触式充電装置は、この車外の給電デバイス３３と車両に搭載した受電ユニット１１との組み合わせから構成される。
【００１２】
給電デバイス３３は、例えば道路３１の一部の路側帯３１ａに、ポール３５を道路３１に沿って複数本、並んで立設し、各ポール３５の上部に、給電コイル部３７を収めた給電ユニット３８を据え付けて構成される。ちなみに各給電コイル部３７へは、いずれも同じ周期で、高電圧の交流が供給される。
各給電ユニット３８の給電コイル部３７は、供給される交流によって発生する磁界が上下の向きとなるよう巻回したコイルから構成される。各給電コイル部３７は、従来の構造を踏襲している。各給電ユニット３８は、道路３１の中央側へ張り出し、道路３１を走行する車両上部の受電ユニット１１と接近可能な位置に配置される。こうした道路３１に沿って並んだ給電コイル部３７群から、道路３１の一部に、車両上方から給電可能とした所定長の給電領域αを形成している。
【００１３】
他方、受電ユニット１１の受電コイル部１５は、図２（ａ）に拡大して示されるように給電コイル部３７と同様の外形を有するコイル部から構成され、給電コイル部３７の直下を近接対向しながら通過する際、給電コイル部３７から磁界を受ける。同受電コイル部１５は、受電コイル部１５に作用する磁界が上下の向きとなるよう巻回したコイル部から構成される。
【００１４】
受電コイル部１５の各端部は、電線部４１および上記整流回路部１７を介して、上記バッテリ９に接続される。これにより、給電コイル部３７および受電コイル部１５間での電磁誘導により発生する受電コイル部１５からの交流が、電線部４１を通じ、整流回路部１７で直流に整流されながらバッテリ９へ導かれる。つまり、給電ユニット３８に供給される電力がバッテリ９へ充電される構成となっている。
【００１５】
整流回路部１７は、４つのダイオード２１ａ〜２１ｄを組み合わせて構成され、交流の全波形を整流するブリッジ回路部１７ａから構成される。このブリッジ回路部１７ａのうち受電コイル部１５と接続された接続部分１５ａと、バッテリ９と接続された接続部分９ａとの間の電線部分４１ａは、車両の車幅方向に沿って一直線に延びるように配設される。この受電コイル部１５とバッテリ９との間に配設された電線部分４１ａ、すなわち車両の進行方向と直交する向きに一直線に延びた電線部分４１ａから、車両進行方向に作用する磁界が発生可能な特定磁界発生部２３を構成している。
【００１６】
電線部分４１ａは、車両進行方向に向かう他の電線部分よりも長く定められていて、特定磁界発生部２３において、できるだけ強大な磁界が確保されるものとしている。
ブリッジ回路部１７ａの４つのダイオード２１ａ〜２１ｄの向きは、給電コイル部３７において発生する磁界の向きに基づき、予め電線部分４１ａにおいて車両進行方向の磁界が発生される電流の向きに規定されている。
【００１７】
つまり、整流回路部１７は、特定磁界発生部２３において、車両進行方向へ作用する特定方向の磁界を生ずる向きに電流の流れを規定しながら整流が行われる。この整流回路部１７により、特定磁界発生部２３を流れる電流の向きを規定する電流方向規定回路部２７（電流方向規定手段に相当）を構成している。これにより、給電コイル部３７と受電コイル部１５間で行われる充電の間（走行中）、特定磁界発生部２３において車両進行方向へ作用する特定方向の磁界が発生され続けられるようにしている。
【００１８】
つぎに、このように構成された非接触式充電装置の作用について説明する。
例えば車両が、バッテリ９の電力で三相モータ５が駆動され走行しているとする。このとき、バッテリ９の充電のため、車両を、給電コイル部３７が並んだ給電領域αを通過するとする。
すると、車両の走行により給電コイル部３７の直下を受電コイル部１５が通過する際に、受電コイル部１５は、給電コイル部３７から上下方向の磁界を受ける。これにより、受電コイル部１５は、電磁誘導作用により交流が発生する。この交流が整流回路部１７で整流されて、バッテリ９へ供給される。これにより、バッテリ９は充電される。
【００１９】
このとき車両には、車幅方向に沿って延びる電線部分４１ａで構成される特定磁界発生部２３が形成されている。また整流回路部１７は、予め車両の進行方向へ向かう作用力を発生させる向きで電流が流れながら整流が行われるようにしてある。
このため特定磁界発生部２３には、流れる電流により、車両の進行方向へ向かう推進力が発生される。
【００２０】
詳しくは、給電コイル部３７の磁界を受電コイル部１５で受けている間、図３（ａ）に示されるように例えば受電コイル部１５で発生する磁界の向きが上方の向きＸときは、電線部４１（特定磁界発生部２３）には、車両進行方向へ向かう作用力が発生する磁界方向へ電流が流れる。ここでは電流は、矢印ｓのように車幅方向一方から他方へ向かう方向に規定されながら流れる。つまり、同電流の流れにて整流が行われる。
【００２１】
また反対に図３（ｂ）に示されるように例えば受電コイル部１５で発生する磁界の向きが下方の向きＹのときは、電線部４１（特定磁界発生部２３）には、反対方向、すなわち矢印Ｔのように車両進行方向へ向かう作用力が発生する方向となる車幅方向他方から一方へ向かう方向に切り換わりながら整流が行われる。
これにより、図１（ｂ）に示されるように受電コイル部１５に発生する交流は、図２（ｃ）に示されるように全波形に整流されてバッテリ９へ導かれる。
【００２２】
つまり、車両の車幅方向に延びる電線部４１（特定磁界発生部２３）には、車両が給電領域αを通過するまでの間、車両進行方向へ向かう作用力が発生する向きで電流が流れ続ける。これにより、わずかながら車体１には、図２中の矢印Ｚのように進行方向へ推進させる推進力が発生され、バッテリ９の電力で走行している車両を助ける。
したがって、本実施形態のように走行中に実施されるバッテリ充電の機会を利用して、車両に進行方向へ推進させる推進力Ｚが発生されるようにしたことにより、走行中に費やす電力負担を軽減することができ、車両の航続距離の向上が図れる。
【００２３】
特に整流回路部１７の構成を活用して電流の向きを規定したので、容易、かつ安価なコストで、車両に加わる推進力を発生させることができる。
そのうえ、整流回路部１７には交流の全波形を整流する構成を用いたことにより、バッテリ９の充電には影響を与えることはなく、推進力Ｚをもたらしながら効率よく充電を続けることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、予め給電コイル部に発生する交流の磁界に基づき、一義的に電線部を流れる電流の向きに規制する構成を用いたが、給電コイル部に発生する交流の磁界が変わる場合に備え、例えば図１（ａ）中に二点鎖線で示されるように電線部分４１ａにおける磁界の向きを検出するセンサ５１を設け、受電コイル部１５と整流回路部１７との間に通電の向きを切換え可能とした切り換え部５３を設け、ＥＣＵ（図示しない）にてセンサ５１の検出から磁界の向きを判定して、ＥＣＵの指示により車両進行方向に作用力が発生する磁界の向きとなるよう、受電コイル部１５から整流回路部１７へ通電させるようにしてもよい。このようにすると、確実に推進力Ｚが確保できる。
【００２５】
むろん、本発明は、一実施形態のような電磁誘導式の充電装置でなく、他の手法の非接触式充電装置に適用しても、交流でなく直流を用いて非接触充電を行う充電装置にも適用してもよい。
また一実施形態では、車体のルーフ部に受電コイル部を設けて充電にした例を挙げたが、これに限らず。車体の下部に受電コイル部を設け、路面に給電コイル部を設けて充電する充電装置にも適用してもよく、各コイル部の設置の仕方には限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２６】
１  車体
９  バッテリ
１５  受電コイル部
１７  整流回路部
２３  特定磁界発生部
２７  電流方向規定回路部（電流方向規定手段）
３３  給電デバイス
３７  給電コイル部
４１ａ  電線部分
【図１】
2019129646.tif 000003
【図２】
2019129646.tif 000004
【図３】
2019129646.tif 000005