(57)【要約】【課題】車両充電システム及び外部充電装置に関し、外部充電の利便性，充電効率を改善する。【解決手段】車両２０の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガン２６と、車両２０の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口４４と、を自動接続する車両充電システムで、第一駆動部３，第二駆動部４，第三駆動部５を設ける。第一駆動部３は、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように車両２０を自動運転で充電口４４の上方に移動させる。第二駆動部４は、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態で充電口４４を駆動し、充電口４４を充電ガン２６に正対させる。第三駆動部５は、充電口４４に正対した充電ガン２６を下方向に駆動し、充電ガン２６を充電口４４に接続する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガンと、前記車両の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口と、を自動接続する車両充電システムであって、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部と、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部と、
前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部と、
を備えることを特徴とする、車両充電システム。
【請求項２】
前記第二駆動部が、前記駐車場の前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに前記充電口を駆動する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両充電システム。
【請求項３】
前記充電口の近傍に設けられ、上方の映像を撮影するカメラを備え、
前記第二駆動部が、前記映像を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、請求項１または２記載の車両充電システム。
【請求項４】
前記充電ガンの周囲に配置された複数の光源を備え、
前記第二駆動部が、前記光源の光を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、請求項３記載の車両充電システム。
【請求項５】
前記充電ガンが、駆動装置に支持された基部と、前記充電口に差し込まれるコネクタ部と、前記基部と前記コネクタ部との間に介装されて前記コネクタ部を前記基部に対して弾性的に支持する弾性支持部と、を有する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の車両充電システム。
【請求項６】
自動運転機能を有し、上下方向に出没可能な充電ガンを下面に具備する車両の外部充電装置であって、
前記車両の駐車場の路面に埋設され、少なくとも水平面内を移動可能に設けられ、前記車両の外部充電に際し前記充電ガンに接続される充電口と、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部と、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部と、
前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部と、
を備えたことを特徴とする、外部充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の充電ガン及び路面の充電口を自動接続する車両充電システム及び外部充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非接触式の外部充電装置（ワイヤレス充電装置）を搭載した車両に自動運転制御を適用することで、車載バッテリーの外部充電を効率よく実施する技術が検討されている。すなわち、車両の下面に取り付けられた受電コイルと路面に埋設された給電コイルとが近接するように車両位置を自動的に制御した上で、電磁誘導や磁気共鳴を利用して給電コイル側から受電コイル側へと送電する技術である。外部充電時の車両の動きを全自動化することで、路面側の給電コイルに対する、車両側の受電コイルの位置合わせ精度が向上し、充電効率が改善されうる（特許文献１参照）。
【０００３】
一方、車両を自動運転で移動させる代わりに、給電装置を移動させることによって位置合わせを実施することも提案されている。例えば、給電コイルが内蔵された自走ロボットを車両の下面に移動させ、受電コイルと給電コイルとの位置合わせをした上で給電コイルに交流電圧を印加することで車載のバッテリーを充電する技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2016-141161号公報
【特許文献２】特開2013-198187号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非接触式の外部充電装置は、有線接続式の外部充電装置と比較して伝送出力が小さく、多数の車両を短時間で充電するのには適さない。例えば、高速道路に付設されるサービスエリアやパーキングエリアの中には、数百台の車両を収容可能な駐車場を擁したものがあり、多数の車両を短時間で効率よく外部充電を実施する能力が求められる。このように、大規模な駐車場に非接触式の外部充電装置を適用した場合、外部充電の行列待ちのために滞在時間がむやみに長くなってしまうおそれがある。
【０００６】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、車両の外部充電の利便性，充電効率を改善することのできる車両充電システム及び外部充電装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）開示の車両充電システムは、車両の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガンと、前記車両の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口と、を自動接続する車両充電システムである。本システムは、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部を備える。さらに、前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部を備える。
【０００８】
（２）前記第二駆動部が、前記駐車場の前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに前記充電口を駆動することが好ましい。
（３）前記充電口の近傍に設けられ、上方の映像を撮影するカメラを備え、前記第二駆動部が、前記映像を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させることが好ましい。
（４）前記充電ガンの周囲に配置された複数の光源を備え、前記第二駆動部が、前記光源の光を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させることが好ましい。
（５）前記充電ガンが、駆動装置に支持された基部と、前記充電口に差し込まれるコネクタ部と、前記基部と前記コネクタ部との間に介装されて前記コネクタ部を前記基部に対して弾性的に支持する弾性支持部と、を有することが好ましい。
【０００９】
（６）開示の外部充電装置は、自動運転機能を有し、上下方向に出没可能な充電ガンを下面に具備する車両の外部充電装置である。本装置は、前記車両の駐車場の路面に埋設され、少なくとも水平面内を移動可能に設けられ、前記車両の外部充電に際し前記充電ガンに接続される充電口を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させる第一駆動部を備える。また、前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させる第二駆動部を備える。また、前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する第三駆動部を備える。
【発明の効果】
【００１０】
自動運転で充電ガンを充電口の近傍まで移動させた上で、充電口を充電ガンに正対させ、その後に充電ガンを下方向に駆動して接続することで、充電ガンと充電口との位置合わせ精度を向上させることができる。これにより、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。したがって、車両の外部充電の利便性，充電効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の車両充電システムにおける駐車エリアを示す平面図である。
【図２】外部充電装置を説明するための図である。
【図３】車両充電システムのブロック構成図である。
【図４】充電ガン及び充電口を説明するための図である。
【図５】充電ガンの構造を説明するための図である。
【図６】充電口の構造を説明するための図である。
【図７】車両充電システムの動作説明のためのシーケンス図である。
【図８】充電ガンの接続に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施形態としての外部充電装置及びその外部充電装置が適用された車両充電システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１３】
［１．施設の構成］
図１は、本実施形態の車両充電システムにおける駐車エリア１０の平面図である。駐車エリア１０は、例えば高速道路のパーキングエリア（PA），サービスエリア（SA），道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などの駐車場内に設けられる。この駐車エリア１０は、路面に描かれた白線により、待機エリア１１，充電エリア１２，完了エリア１３の三つに区画される。それぞれのエリア１１〜１３には、複数の車両２０が駐停車するのに十分な広さが与えられ、複数の駐停車枠（ロット）が設けられる。
【００１４】
待機エリア１１は、充電前の車両２０が待機する区画である。待機エリア１１には、駐車エリア１０の入口が設けられる。完了エリア１３は、充電後の車両２０が滞在する区画である。完了エリア１３には、駐車エリア１０の出口が設けられる。充電エリア１２は、複数の外部充電装置４０が設置された区画である。外部充電装置４０とは、車両２０に搭載されたバッテリー２５（駆動用バッテリー）の外部充電を実施すべく、車両２０に電力を供給する給電装置である。本実施形態の外部充電は、車両２０に設けられた充電ガン２６と、駐車エリア１０の路面に設けられた充電口４４とを接続した状態で実施される。また、本実施形態における外部充電の対象車両は、自動運転機能を有する車両２０であって、上下方向に出没可能な充電ガン２６を下面に具備する車両２０である。
【００１５】
上記の外部充電装置４０や車両２０の自動運転の動作は、管理装置１によって管理される。管理装置１は、車両２０の乗員（ユーザー）が所持しているスマートフォン３０（通信端末装置）との無線通信を利用して車両２０の自動運転制御を実施するとともに、充電ガン２６及び充電口４４の接続動作を含む外部充電制御を実施する。なお、スマートフォン３０は、所定の認証手続き（アカウント認証）や接続手続き（ペアリング）を通して、そのスマートフォン３０を所持している乗員の車両２０にあらかじめ紐付けられているものとする。
【００１６】
ここで、駐車エリア１０内における車両２０の動き及び制御の流れを説明する。まず、車両２０の乗員が待機エリア１１内の任意の駐停車枠に車両２０を止め、スマートフォン３０を用いて外部充電の実施を管理装置１に申請する。管理装置１は、充電対象となる車両２０の現充電量を確認し、乗員が希望する充電量（目標充電量）を考慮して、充電スケジュール（充電開始時刻や目標充電量）を設定し、その充電スケジュールを乗員に提示する。その後、乗員は降車して商業施設，トイレ，娯楽施設などに移動してもよいし、車内で休憩してもよい。これ以後、車両２０の位置や制御状態は管理装置１によって自動的に管理される。
【００１７】
充電開始時刻になると、管理装置１が車両２０を自動運転で待機エリア１１から充電エリア１２へと移動させる。このとき、車両２０の充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように、車両２０の動きが制御される。これにより、車両２０が充電口４４の上方に移動する。続いて、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態で、今度は充電口４４が駆動される。このとき、充電口４４が充電ガン２６に正対するように、充電口４４の位置及び角度が微調整される。
【００１８】
その後、充電ガン２６が下方向に駆動され、充電ガン２６と充電口４４とが接続されて、外部充電が実施される。ここで充電された電力量があらかじめ設定された目標充電量に達したら、管理装置１が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へと自動運転で移動させ、充電が完了したことを乗員のスマートフォン３０に送信する。これを受けて、乗員が完了エリア１３に駐車している車両２０に乗車し、駐車エリア１０から退場する。
【００１９】
本実施形態の外部充電装置４０は、図２に示すように、充電エリア１２の駐停車枠内の路面に埋設されたケース４８内に収納された充電口４４を有する。この充電口４４は、ケース４８内において水平面内を移動可能に設けられる。充電口４４の移動可能な方向は、駐停車枠を基準として、車両２０の前後方向，左右方向，ヨー回転方向の三種類である。充電口４４の位置は、充電エリア１２の駐停車枠の近傍に設置された給電制御装置４１（電子制御装置）によって制御される。
【００２０】
図２中ではケース４８が駐停車枠内における前後方向の端辺に沿って配置されているが、ケース４８の位置や大きさはこれに限定されない。例えば、駐停車枠内の全体を充電口４４の可動範囲とすべく、ケース４８のサイズを拡大してもよい。ただし、二通りの駐車方向を使い分けることによって、車両２０に対する充電口４４の相対位置を変更することが可能であることから、充電口４４の可動範囲は、充電エリア１２に設けられる駐停車枠の面積を半分以上占めるような範囲に設定すれば十分である。
【００２１】
［２．ハードウェア構成］
図３は、車両充電システムのブロック構成図である。このシステムには、管理装置１，場内カメラ８，車両２０，スマートフォン３０，外部充電装置４０が含まれる。管理装置１は、駐車エリア１０内に存在する車両２０や外部充電装置４０を管理する機能を持った電子計算機（コンピューター）である。また、場内カメラ８は、駐車エリア１０内に存在する車両２０の位置や駐車状態を監視するためのビデオカメラであり、駐車エリア１０内の複数箇所に設けられる。
【００２２】
管理装置１には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、管理装置１は、ネットワーク７を介して場内カメラ８，車両２０，スマートフォン３０，外部充電装置４０などと通信する機能を併せ持つ。ネットワーク７は、例えば通信事業者の無線通信網（キャリア網）やインターネットを利用して形成された有線又は無線の通信網の総称である。
【００２３】
車両２０は、バッテリー２５の電力で駆動力を発生させる駆動用モータが搭載された電動車両（電気自動車，プラグインハイブリッド自動車など）であり、自動運転機能を備えたものである。バッテリー２５は、リチウムイオン二次電池，ニッケル水素電池などの二次電池であり、外部充電装置４０による外部充電が可能とされる。また、車両２０の下面には開閉自在のリッド２７が設けられ、その内側に外部充電用の充電ガン２６が設けられる。充電ガン２６は上下方向に出没可能に設けられ、例えば図４に示すように、車両２０の下面のうち後端部に近い位置に内蔵される。
【００２４】
車両２０の走行時には充電ガン２６がリッド２７よりも上方（車内側）に収納された状態となり、リッド２７は閉鎖されている。一方、外部充電時にはリッド２７が開放され、充電ガン２６がリッド２７よりも下方へと伸張し、充電口４４に接続される。充電ガン２６及びリッド２７は、駆動装置２８によって駆動される。駆動装置２８は、充電ガン２６及びリッド２７を駆動するためのアクチュエーター（モーター，シリンダーなど）を含む。なお、充電ガン２６及び充電口４４の構造については後述する。
【００２５】
車両２０の自動運転時の制御対象となる装置は、駆動源７１，ブレーキ装置７２，操舵装置７３などであり、自動運転の状態は、自動運転制御装置２２（電子制御装置，コンピュータ）によって制御される。また、この車両２０には、測位装置２３と通信装置２４とが設けられる。測位装置２３は、GNSS（Global Navigation Satellite System，全球測位衛星システム）や車速センサー，舵角センサー，ヨーレイトセンサーなどの検出情報に基づいて、車両２０の位置を計測するための電子制御装置である。
【００２６】
通信装置２４は、ネットワーク７を介して管理装置１やスマートフォン３０と通信を行うための電子制御装置である。外部充電制御装置２１，自動運転制御装置２２，測位装置２３，通信装置２４のそれぞれは、独立した電子制御装置として設けられてもよいし、一体の電子制御装置として設けられてもよい。なお、ここでいう電子制御装置には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。
【００２７】
スマートフォン３０は、車両２０の乗員が所持する携帯型の通信装置であり、電子計算機（コンピューター）としての機能を併せ持つ。周知の通り、スマートフォン３０には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、このスマートフォン３０には、入出力制御装置３１，通信装置３２，ディスプレイ３３，タッチパネル３４が内蔵される。ディスプレイ３３に表示される情報やタッチパネル３４への操作入力情報は、入出力制御装置３１によって制御される。通信装置３２は、ネットワーク７を介して管理装置１や車両２０と通信を行うための電子制御装置である。
【００２８】
本実施形態では、車両２０の乗員が外部充電の申請をするために、あるいは車両２０の充電状態を確認するためにスマートフォン３０が用いられる。スマートフォン３０の通信対象には、少なくとも車両２０が含まれていればよい。すなわち、スマートフォン３０と管理装置１との間の情報交換は、車両２０を介して実現してもよいし、ネットワーク７経由で直接的な接続を実現してもよい。なお、スマートフォン３０の代わりに、携帯電話機，タブレット端末，ノートパソコン，音楽プレーヤー，携帯型ゲーム機などの電子機器類（ガジェット）を用いることも可能である。
【００２９】
外部充電装置４０には、給電制御装置４１，通信装置４２，電源４３，充電口４４，充電口リッド４５，駆動装置４６，カメラ４７が設けられる。給電制御装置４１は、充電口４４の位置を制御する機能と、充電ガン２６が充電口４４に接続された状態で充電（給電）を実施する機能とを併せ持つ電子計算機（コンピューター）である。給電制御装置４１には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。給電制御装置４１は駆動装置４６に制御信号を送信し、駆動装置４６が充電口４４の上下方向の位置や充電口リッド４５の開閉状態を変更する。駆動装置４６は、充電口４４及び充電口リッド４５を駆動するためのアクチュエーター（モーター，シリンダーなど）を含む。
【００３０】
通信装置４２は、ネットワーク７を介して管理装置１と通信を行うための電子制御装置である。外部充電装置４０は、少なくとも管理装置１との間で情報交換できるものであればよい。したがって、無線通信の代わりに有線（ケーブル）で管理装置１に接続される装置構成としてもよい。電源４３は、車両２０のバッテリー２５に供給される電力を蓄える二次電池、あるいはバッテリー２５の充電に適した大きさの電圧，電流を出力する給電装置である。
【００３１】
図５に、充電ガン２６の周辺構造を例示する。充電ガン２６にはコネクタ部５１，基部５２，弾性支持部５３が設けられる。コネクタ部５１は、充電口４４に差し込まれる部位（充電口４４と嵌合する部位）であり、円筒状の外形を有する。コネクタ部５１の先端面（下端面）には、充電口４４のコネクタ形状に対応する凹凸が形成される。基部５２は、コネクタ部５１よりも上方で駆動装置２８に支持される部位である。また、弾性支持部５３は、コネクタ部５１と基部５２との間に介装されて、コネクタ部５１を基部５２に対して弾性的に支持する部位である。弾性支持部５３の具体例としては、スプリング（ばね）やゴムなどが挙げられる。充電ガン２６に弾性支持部５３を形成しておくことで、コネクタ部５１と充電口４４との接続時におけるガタつきや位置の誤差が吸収され、しっかりと接続されやすくなる。
【００３２】
コネクタ部５１の周面には、位置調節用の光源６１〜６３が設けられる。これらの光源６１〜６３は、例えばレーザー光源やLED光源である。光源６１〜６３から発せられる光は、コネクタ部５１と充電口４４との接続時におけるパイロット信号として利用される。光源６１〜６３のレイアウトは任意であるが、各光源６１〜６３がコネクタ部５１を囲む正三角形の頂点をなすように配置することが好ましい。また、三つの光源６１〜６３のうち、車両２０の前方側に位置するものを他のものと異なる色に発光させて、レイアウトの向きを把握しやすくしてもよい。
【００３３】
図６に、充電口４４の周辺構造を例示する。充電口４４の下方には駆動装置４６が設けられる。駆動装置４６は、充電口４４を水平面内で自由自在に移動させる機能を持つ。充電口４４の移動可能な方向は、図６中に黒矢印で示すように、前後方向，左右方向，ヨー回転方向である。また、充電口４４と充電ガン２６との接続面にはインターロックスイッチ４９が設けられ、充電口４４の中央にはカメラ４７が設けられる。インターロックスイッチ４９は、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことを検知するスイッチである。
【００３４】
カメラ４７は、充電ガン２６を充電口４４に接続する際に、充電口４４の位置や向きを確認するためのビデオカメラである。もしも充電ガン２６の向き（挿入角度）が充電口４４に対して垂直であれば、カメラ４７の撮影画像（映像）中の光源６１〜６３を結んで描画される三角形が正三角形となる。一方、充電ガン２６の向きが充電口４４に対して傾斜していれば、その傾斜に応じて撮影画像中の三角形が歪んだ形状（例えば不等辺三角形）となる。
【００３５】
本実施形態ではカメラ４７が充電口４４の中央に配置されているため、充電ガン２６が充電口４４の正面に位置するときに、光源６１〜６３を結んで描画される三角形が撮像画像中の中央に配置される。一方、充電ガン２６が充電口４４の正面からずれているときには、撮像画像中の中央から外れた位置に三角形が現れる。このように、三つの光源６１〜６３を利用することで、充電口４４に対する充電ガン２６の相対的な位置及び向きが精度よく把握され、位置合わせが容易となる。
【００３６】
［３．ソフトウェア構成］
管理装置１の記憶装置には、車両２０の自動運転制御と外部充電制御とを実施するためのソフトウェア（プログラム）がインストールされる。本実施形態では、おもに外部充電のための自動接続制御について詳述し、外部充電制御や自動運転制御については説明を適宜省略する。管理装置１には、情報取得部２，第一駆動部３，第二駆動部４，第三駆動部５，充電管理部６が設けられる。これらは、おもに接続制御に関する機能を便宜的に分類して示したものであり、個々の要素を独立したプログラムとして記述してもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合プログラムとして記述してもよい。これらのプログラムは、メモリやストレージに記憶され、プロセッサによって実行される。あるいは、これらのプログラムが光学ディスクや半導体メモリなどの記録媒体（リムーバブルメディア）に記録され、記録媒体ドライブを介してメモリ上に読み込まれた上で実行される。
【００３７】
情報取得部２は、駐車エリア１０内の車両２０に関する各種情報を取得するものである。ここでは、場内カメラ８で撮影された画像に基づき、駐車エリア１０内の各エリア１１〜１３に位置する各車両２０の台数及び位置の情報が検出される。駐車エリア１０内の各所にレーダー装置を設置しておき、そのレーダー装置を用いて各車両２０の位置の情報を検出してもよい。あるいは、各車両２０が自力で検出した位置情報（例えば、車両２０の測位装置２３で検出されたGNSS測位情報）を各車両２０に提示させてもよい。また、情報取得部２は、待機エリア１１に入場した車両２０の乗員が所持するスマートフォン３０との通信により、外部充電の申請とともに、車両２０の現充電量，目標充電量，希望充電量などの情報を取得する。車両２０の現充電量，目標充電量，希望充電量などの情報は、外部充電のスケジューリングのために使用される。
【００３８】
第一駆動部３は、車両２０の外部充電に際し、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように車両２０を自動運転で充電口４４の上方に移動させるものである。第一駆動部３は、外部充電のスケジュールが開始され車両２０が待機エリア１１から充電エリア１２に自動運転で移動させる際に、車両２０側の充電ガン２６を路面側の充電口４４に近づける機能を持つ。ここでいう「近傍」とは、車両２０の駐車位置の誤差や製造誤差などの累積を考慮して、充電口４４の中央から三方向の各軸について例えば±50[mm]程度の範囲とする。また、充電ガン２６が充電口４４の近傍となる位置で車両２０が停止した後、第一駆動部３はリッド２７を開放し、充電口４４までの垂直距離が所定距離（例えば50[mm]程度）となる位置まで充電ガン２６を下降させるとともに、光源６１〜６３を点灯させる。
【００３９】
第二駆動部４は、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態で充電口４４を駆動して、充電口４４を充電ガン２６に正対させるものである。すなわち、路面が水平であるとすると、充電口４４が充電ガン２６の鉛直下方に来るように、充電口４４の位置が微調整される。この微調整は、カメラ４７の撮影画像に基づいて実施される。本実施形態では、光源６１〜６３の光に基づいて充電口４４の位置が微調整される。充電口４４の微調整の範囲は、上記の近傍（±50[mm]程度の範囲）よりもやや広めの範囲とすることが望ましく、例えばコネクタ部５１の中心位置から三方向の各軸について±100[mm]程度の範囲とする。
【００４０】
第三駆動部５は、充電口４４に正対した充電ガン２６を下方向に駆動し、充電ガン２６を充電口４４に接続するものである。このとき、仮に充電ガン２６と充電口４４との間に僅かな位置ずれがあったとしても、そのずれは弾性支持部５３によって吸収される。充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合すると、インターロックスイッチ４９がオンになり、自動接続制御が完了する。その後、外部充電が開始されることになる。
【００４１】
充電管理部６は、自動接続制御が完了した車両２０に対し、外部充電装置４０に外部充電を実施させるものである。外部充電は、車両２０の現充電量と目標充電量とに基づいて実施される。本実施形態の充電管理部６は、充電中は常にバッテリー２５の現充電量を監視し、少なくとも充電された電力量が目標充電量に達するまで外部充電を実施する。目標充電量が充電された後は、車両２０を完了エリア１３に移送させる自動運転が実施される。
【００４２】
［４．シーケンス図］
図７は、車両２０が駐車エリア１０に入場してから退場するまでの制御の流れを説明するためのシーケンス図である。車両２０が駐車エリア１０内に入場すると、駐車エリア１０に設置された場内カメラ８で車両２０の動きが捕捉され、管理装置１に認識される。車両２０の乗員は、待機エリア１１の好きな駐停車枠に車両２０を駐車し、外部充電の実施をスマートフォン３０で管理装置１に申請する。この申請時には、例えば車両２０を駐車した場所の情報（駐停車枠の番号）やナンバープレートなどの情報が管理装置１に送信される。
【００４３】
申請を受けた管理装置１は、乗員から送信された駐停車枠の番号や場内カメラ８の映像などから、そのスマートフォン３０に紐付けられた車両２０の存在を確認する。充電対象となる車両２０が認識された場合、管理装置１は車両２０に対して各種情報の提示を要求し、車両２０の型式，年式，バッテリー２５の電池容量，電費，現充電量，目標充電量などの情報を取得する。この時点で外部充電の申請が正式に管理装置１に受諾され、充電スケジュール（充電開始時刻，充電完了時刻）及び目標充電量の情報がスマートフォン３０に伝達される。その後、乗員は車両２０を離れ、駐車エリア１０に隣接する商業施設，娯楽施設などで過ごしてもよい。
【００４４】
充電開始時刻になると、充電エリア１２の駐停車枠に空きがあることを条件として、管理装置１が車両２０にドアロックスイッチの施錠状態やセレクトレバーの操作位置などに関する情報を請求する。車両２０がこれらの情報を管理装置１に伝達すると、管理装置１は自動運転の実施条件が成立することを確認した上で、車両２０の自動運転制御を開始する。これにより、車両２０は待機エリア１１から充電エリア１２の空いている駐停車枠へと移動する。また、管理装置１は、自動運転制御が開始されたことをスマートフォン３０に連絡する。
【００４５】
駐停車枠の近傍では、第一駆動部３により、充電ガン２６が充電口４４の近傍に来るように車両２０の動きが制御される。なお、車両２０の充電ガン２６の位置は、車両２０の型式，年式に基づいて特定してもよいし、車両２０ごとにあらかじめ登録された位置を用いてもよい。車両２０が充電エリア１２の駐停車枠に到着し、車両２０の充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態になると、管理装置１は車両２０のリッド２７を開放させ、充電ガン２６を下降させ、光源６１〜６３を点灯させる。
【００４６】
その後、充電口４４を充電ガン２６に正対させる制御信号が第二駆動部４から出力され、外部充電装置４０の駆動装置４６が駆動される。外部充電装置４０は、カメラ４７の撮影画像中の光源６１〜６３が正三角形の頂点となるように、充電口４４の位置を微調整する。充電口４４が充電ガン２６に対する正対位置まで移動すると、外部充電装置４０が管理装置１に微調整の完了を報告する。これを受けて第三駆動部５は、充電ガン２６を下方向に駆動し、充電ガン２６を充電口４４に接続する。インターロックスイッチ４９がオンになると、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことが管理装置１に報告される。
【００４７】
その後、充電管理部６が外部充電装置４０に外部充電を実施させる。充電された電力量があらかじめ設定された目標充電量に達したら、管理装置１が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へと移動させ、充電が完了したことを乗員のスマートフォン３０に送信する。これを受けて、乗員が完了エリア１３に駐車している車両２０に乗車し、駐車エリア１０から退場する。車両２０が駐車エリア１０から退場したことは、場内カメラ８の画像に基づいて管理装置１に認識される。これにより、車両２０に対する管理装置１の管理業務が終了する。
【００４８】
［５．フローチャート］
図８は、自動接続制御の手順を例示するフローチャートである。このフローの内容は、乗員が外部充電の実施を申請してから外部充電が実施されるまでの制御内容に対応する。まず、車両２０の乗員が待機エリア１１に車両２０を停車させ、スマートフォン３０で外部充電の実施を申請する。その申請を管理装置１が受信すると（ステップＡ１）、管理装置１は車両２０に各種情報（車両２０の型式及び年式，バッテリー２５の電池容量，電費，現充電量，目標充電量など）の提示を要求し、それらの情報を取得する（ステップＡ２）。
【００４９】
管理装置１は、現充電量や目標充電量に基づいて充電スケジュールを設定し、乗員に提示する（ステップＡ３）。充電エリア１２の駐停車枠に空きがあれば、直ちに外部充電が可能である旨の連絡がなされる。一方、充電エリア１２の駐停車枠に空きがない場合には、その時点で充電している各車両２０の充電状況に応じた充電開始時刻が設定され、乗員に提示される。
【００５０】
自動運転を開始するにあたり、管理装置１は車両２０のドアロックが施錠状態であることを確認するとともに（ステップＡ４）、充電エリア１２の駐停車枠に空きがあることを確認する（ステップＡ５）。その後、車両２０を自動運転で充電エリア１２に移送する（ステップＡ６）。車両２０が駐停車枠の近傍に到着すると、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置するように、車両２０の動きが制御される（ステップＡ７）。
【００５１】
また、充電ガン２６が充電口４４の近傍に位置する状態になると、今度は充電口４４が駆動され、充電ガン２６に正対するように位置合わせされる（ステップＡ８）。このとき、充電口４４の位置は光源６１〜６３の光に基づいて微調整される。充電口４４が充電ガン２６に正対した状態になると、充電ガン２６が下方向に駆動され、充電ガン２６と充電口４４とが接続される（ステップＡ９）。このとき、インターロックスイッチ４９がオンになり、充電ガン２６が充電口４４に正しく嵌合したことが確認されて、外部充電が実施される（ステップＡ１０）。
【００５２】
なお、充電口４４の位置を微調整しているときに所定時間以上が経過した場合には、何らかの不具合があるものと判断して、位置の微調整を中止してもよい。この場合、管理装置１が車両２０にエラー信号を送信し、車両２０から警告音を発生させてもよい。また、充電ガン２６を上方向に駆動してリッド２７を閉鎖してもよいし、充電口リッド４５を閉鎖してもよい。
【００５３】
［６．作用，効果］
（１）上述の実施形態では、車両２０を自動運転で移動させて充電ガン２６を充電口４４の近傍まで移動させた上で、充電口４４を充電ガン２６に正対させている。このように、車両２０を駆動する第一の位置合わせと、充電口４４を駆動する第二の位置合わせとを併用することで、充電ガン２６と充電口４４との位置合わせ精度（接続精度）を向上させることができる。つまり、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。したがって、効率的に外部充電を実施することができるとともに、利便性を向上させることができる。
【００５４】
（２）上述の実施形態では、図６に示すように、充電口４４が前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに移動可能とされている。これにより、駐停車枠に対する車両２０の位置，角度のずれに対し、充電口４４を精度よく充電ガン２６に正対させることができる。したがって、自動接続の精度を向上させることができる。特に、ヨー回転方向に移動可能（回転可能）であることから、車両２０が駐停車枠に対して斜めに駐車した場合であっても、充電口４４に充電ガン２６を正しい向きで嵌合させることができる。
【００５５】
（３）上述の実施形態では、図６に示すように、充電口４４の近傍に充電ガン２６の周囲を撮影するカメラ４７が設けられる。これにより、充電ガン２６に対する充電口４４の相対位置を精度よく把握することができ、充電ガン２６の自動接続をより容易にすることができる。特に、上述の実施形態では、カメラ４７が充電口４４の中央に配置されているため、充電ガン２６に正対する位置を精度よく把握することができ、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。
【００５６】
（４）上述の実施形態では、図５に示すように、充電ガン２６（コネクタ部５１の周囲）に配置された複数の光源６１〜６３の光を利用して駆動装置４６を駆動している。このように、複数の光源６１〜６３から発せられる光をパイロット信号として利用することで、充電ガン２６に対する充電口４４の相対位置を精度よく把握することができ、充電ガン２６の自動接続をより容易にすることができる。特に、上述の実施形態では、光源６１〜６３がコネクタ部５１を囲む正三角形の頂点をなすように配置されているため、充電口４４と充電ガン２６との位置ずれを簡単に把握することができる。つまり、充電ガン２６に対する充電口４４の相対的な位置及び向きの把握精度を向上させることができ、簡素な構成で位置合わせ精度を改善することができる。
【００５７】
（５）上述の実施形態の充電ガン２６には、図５に示すように、コネクタ部５１，基部５２，弾性支持部５３が設けられる。弾性支持部５３は、基部５２に対してコネクタ部５１を弾性的に支持するように機能する。これにより、充電口４４に対する充電ガン２６の相対位置や向きが僅かにずれていたとしても、そのずれを吸収した上で接続することができる。したがって、自動接続の精度を向上させることができるとともに、自動接続にかかる時間を短縮することができる。
【００５８】
［７．変形例］
上述の実施形態では、高速道路のパーキングエリアやサービスエリアに設けられる駐車エリア１０の車両充電システムや外部充電装置４０について詳述したが、駐車エリア１０の設置場所はこれらに限定されず、道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などの駐車場内に設けることが可能である。少なくとも、第一駆動部３，第二駆動部４，第三駆動部５を設けることで、上述の実施形態と同様の作用，効果が実現されうる。
【００５９】
上述の実施形態では、カメラ４７で撮影された映像に基づいて充電口４４の位置が微調整されているが、カメラ４７の代わりに場内カメラ８を用いてもよい。あるいは、車両２０の下面を確認するためのカメラを車両２０に設け、その画像を用いてもよい。また、通常のビデオカメラの代わりに、赤外線カメラや暗視カメラを使用することも考えられる。少なくとも充電ガン２６と充電口４４との相対位置を把握するためのセンサーや手段を用いることで、上述の実施形態と同様の作用，効果が実現されうる。
【００６０】
［８．付記］
上述の実施例，変形例に関して、以下の付記を開示する。
（付記１〜５：車両充電システムの制御方法）
（付記１）
車両の下面から上下方向に出没可能に設けられた充電ガンと、前記車両の駐車場の路面に沿って少なくとも水平面内を移動可能に設けられた充電口と、を自動接続する車両充電システムの制御方法において、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置するように前記車両を自動運転で前記充電口の上方に移動させ、
前記充電ガンが前記充電口の近傍に位置する状態で前記充電口を駆動し、前記充電口を前記充電ガンに正対させ、
前記充電口に正対した前記充電ガンを下方向に駆動し、前記充電ガンを前記充電口に接続する
ことを特徴とする、車両充電システムの制御方法。
【００６１】
（付記２）
前記駐車場の前後方向，左右方向，ヨー回転方向のそれぞれに前記充電口を駆動する
ことを特徴とする、付記１記載の車両充電システムの制御方法。
（付記３）
前記充電口の近傍に設けられたカメラで撮影された上方の映像を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、付記１または２記載の車両充電システムの制御方法。
【００６２】
（付記４）
前記充電ガンの周囲に配置された複数の光源の光を用いて前記充電口を前記充電ガンに正対させる
ことを特徴とする、付記３記載の車両充電システムの制御方法。
（付記５）
前記充電ガンに、前記駆動装置に支持された基部と、前記充電口に差し込まれるコネクタ部と、前記基部と前記コネクタ部との間に介装されて前記コネクタ部を前記基部に対して弾性的に支持する弾性支持部と、を設ける
ことを特徴とする、付記１〜４の何れか１項に記載の車両充電システムの制御方法。
【符号の説明】
【００６３】
１  管理装置
２  情報取得部
３  第一駆動部
４  第二駆動部
５  第三駆動部
６  充電管理部
２０  車両
２６  充電ガン
２７  リッド
２８  駆動装置
３０  スマートフォン
４０  外部充電装置
４４  充電口
４５  充電口リッド
４６  駆動装置
４７  カメラ
６１〜６３  光源
【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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