(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された受電装置と、
前記車両との間でペアリング処理を行なった後に、前記受電装置に非接触で送電する送電装置と、
前記車両が接触したことを示す接触信号を前記送電装置に送信する車止めとを備え、
前記車両は、前記車両が前記車止めに接触した場合に変化する車両状態量を前記送電装置に無線通信により送信し、
前記送電装置は、前記車止めから前記接触信号を受信した時に前記車両から受信した前記車両状態量が変化した場合に、当該車両とのペアリング処理を行なう、非接触送電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の非接触送電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地中に埋設された送電装置から、ハイブリッド車または電気自動車等の車両に搭載された受電装置へと非接触で送電する非接触送電システムの開発が進められている。たとえば特開２０１３−１５４８１５号公報（特許文献１）、特開２０１３−１４６１５４号公報（特許文献２）、特開２０１３−１４６１４８号公報（特許文献３）、特開２０１３−１１０８２２号公報（特許文献４）、および特開２０１３−１２６３２７号公報（特許文献５）は非接触送電技術を開示する。
【０００３】
非接触送電においては、まず、送電装置（または充電スタンド）と車両（受電装置）との間の無線通信が確立される。その後、送電装置と車両への非接触送電に適した位置に車両が駐車しているか否かが判定される。車両が適切な位置に駐車している場合に、当該車両が送電対象の車両であると特定され、当該車両と送電装置とを紐付けるペアリング処理が実施される（たとえば特開２０１３−２４７７９６号公報（特許文献６）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１２６３２７号公報
【特許文献６】特開２０１３−２４７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
送電装置による無線通信が可能な範囲（通信範囲）はある程度広い。そのため、たとえば複数台分の駐車スペースに複数の送電装置がそれぞれ設けられている場合には、ある送電装置の通信範囲内に複数台の車両が存在する可能性がある。よって、その送電装置の周囲を走行中の他の車両との間で無線通信が確立したり、他の駐車スペースに駐車した車両との間で無線通信が確立したりする可能性が考えられる。したがって、送電装置と、その送電装置から車両への非接触送電に適した位置（その送電装置に対応する適切な位置）に駐車した車両との間でペアリング処理を適切に実施することが求められる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触送電システムにおいて、送電装置と、その送電装置に対応する適切な位置に駐車した車両との間でペアリング処理を適切に実施可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある局面に従う非接触送電システムは、車両に搭載された受電装置と、車両との間でペアリング処理を行なった後に、受電装置に非接触で送電する送電装置と、車両が接触したことを示す接触信号を送電装置に送信する車止めとを備える。車両は、車両が車止めに接触した場合に変化する車両状態量を送電装置に無線通信により送信する。送電装置は、車止めから接触信号を受信した時に車両から受信した車両状態量が変化した場合に、当該車両とのペアリング処理を行なう。
【０００８】
上記構成によれば、走行中の車両が車止めに接触して停止したことを示す車両状態量（たとえば車速または加速度）の変化と、車両が車止めに接触したことを示す車止めからの接触信号とを用いて、ペアリング処理が実施される。より詳細に説明すると、車速および加速度は、車両の駐車操作中（走行中）には正または負の値であるが、車両が停止すると０に変化する。したがって、送電装置は、車両が車止めに接触したことを示す接触信号（たとえば圧力センサからの信号）を車止めから受信した時に車両の車両状態量が変化した場合に、車両が車止めに接触して適切な位置に駐車したとしてペアリング処理を行なう。よって、上記構成によれば、送電装置と、その送電装置に対応する適切な位置に駐車した車両との間でペアリング処理を適切に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る非接触送電システムの全体構成図である。
【図２】車両、送電装置、および車止めの構成をより詳細に示すブロック図である。
【図３】本実施の形態におけるペアリング処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１１】
＜非接触送電システムの構成＞
図１は、実施の形態１に係る非接触送電システムの全体構成図である。非接触送電システム１においては、充電ステーション２から車両１０に非接触での送電が行なわれる。充電ステーション２には、たとえば３台分の駐車スペースＰ１〜Ｐ３が設けられている。駐車スペースＰ１〜Ｐ３の地中には、車両へと非接触で送電するための送電装置２０１〜２０３がそれぞれ埋設されている。また、駐車スペースＰ１〜Ｐ３には、車止め３０１〜３０３がそれぞれ設けられている。
【００１２】
図１には車両１０が駐車スペースＰ１に駐車しようとする様子が一例として示されている。車両１０は、受電装置１００およびバッテリ２０（いずれも図２参照）を搭載した車両であり、たとえばハイブリッド車または電気自動車である。
【００１３】
非接触送電システム１における非接触送電では、まず、たとえば車両１０が駐車スペースＰ１に駐車する際に、車両１０と送電装置２０１との間で無線通信が確立される。さらに、駐車スペースＰ１内の非接触送電に適した位置（送電装置２０１上方の適切な位置）に車両１０が駐車すると、車両１０と送電装置２０１との間のペアリング処理が完了する。その後、商用電源等の系統電源３００から送電装置２０１へと供給された電力が受電装置１００に電磁誘導の原理により非接触で送電されてバッテリ２０（いずれも図２参照）に充電される。
【００１４】
なお、図１では３台分の駐車スペースＰ１〜Ｐ３が設けられる例が示されているが、本発明はより一般的に、１台または複数台分の駐車スペースが設けられる場合に適用可能である。駐車スペースＰ１〜Ｐ３の構成は同等であるため、以下では駐車スペースＰ１（すなわち送電装置２０１および車止め３０１）について代表的に説明する。
【００１５】
図２は、車両１０、送電装置２０１、および車止め３０１の構成をより詳細に示すブロック図である。車両１０は、受電装置１００と、バッテリ２０と、車速センサ３０と、加速度センサ４０と、空気圧センサ５０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）６０とを備える。受電装置１００は、受電部１１０と、通信部１２０とを含む。送電装置２０１は、送電部２１０と、通信部２２０と、カメラ２３０と、制御部２４０とを含む。車止め３０１は、圧力センサ３０１Ａを含む。
【００１６】
受電部１１０は、図示しない受電コイルを含む。受電コイルは、送電部２１０の送電コイル（後述）から非接触で受電する。受電部１１０により受電された交流電力は直流電力に変換され、かつ、直流電力の電圧が所定の電圧に変換される。なお、受電コイルにおける導線の巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）および結合係数κが大きくなるように適宜設計される。
【００１７】
通信部１２０は、たとえばＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronic  Engineers）８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格に準拠した通信モジュールを含み、送電装置２０１の通信部２２０と無線通信を行なうことが可能に構成される。この無線通信により、送電装置２０１から受電装置１００へと非接触で送電するための送電制御に用いられる各種情報が送受信される。また、この無線通信を用いて車両１０と送電装置２０１とのペアリング処理（後述）が行なわれる。
【００１８】
バッテリ２０は、たとえばニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池（図示せず）等を含み、受電部１１０により受電された電力を蓄える。車両１０においては、バッテリ２０に蓄えられた電力を用いてモータ（図示せず）を駆動させることによって車両１０の走行駆動力が生成される。
【００１９】
車速センサ３０は、車両１０の速度（車速）Ｖを検出する。加速度センサ４０は、車両１０の加速度Ｇを検出する。空気圧センサ５０は、車両１０のタイヤの空気圧Ｐを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ６０に出力する。
【００２０】
ＥＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報および各センサ（車速センサ３０および加速度センサ４０等）からの情報に基づいて、車両１０の各機器（受電部１１０および通信部１２０等）を制御する。
【００２１】
送電部２１０は、図示しない送電コイルを含む。送電コイルは、系統電源３００の交流電力を基に生成された送電電力の供給を受けることにより磁界を形成し、形成された磁界を通じて受電部１１０の受電コイル（図示せず）に非接触で送電する。なお、送電コイルにおける導線の巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）および結合係数κが大きくなるように適宜設計される。
【００２２】
通信部２２０は、受電装置１００の通信部１２０と同様に、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格に準拠した通信モジュールを含み、受電装置１００の通信部１２０と無線通信を行なうことが可能に構成される。
【００２３】
カメラ２３０は、たとえばＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（Charge-Coupled  Device）イメージセンサ等の撮像素子（図示せず）を含んで構成される。カメラ２３０は、制御部２４０による制御に応じて、送電部２１０と受電部１１０との間に存在する異物（たとえば金属片または動物など送電時に存在してはならないもの）を撮影する。ただし、カメラ２３０は、本発明に必須の構成要素ではない。
【００２４】
制御部２４０は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（図示せず）からの情報に基づいて、送電装置２０１の各機器（送電部２１０、通信部２２０およびカメラ２３０等）を制御する。なお、制御部２４０は、充電スタンド２（図１参照）内に設けられてもよい。
【００２５】
圧力センサ３０１Ａは、車両１０が車止め３０１に接触したことを検出する。車止め３０１の制御部（図示せず）は、車両１０が車止め３０１に接触すると、図示しない通信部を介して、車両１０が車止め３０１に接触したことを示す接触信号Ｓｃを送電装置２０１の通信部２２０へと送信する。なお、接触信号Ｓｃの送信は、無線通信により行なってもよいし有線通信により行なってもよい。
【００２６】
＜ペアリング処理＞
以上のように構成された非接触送電システム１においては、上述のように、車両１０（受電装置１００）と送電装置２０１との間の無線通信が確立された状態において、送電装置２０１と車両１０への非接触送電に適した位置（すなわち送電装置２０１上方の適切な位置）に車両１０が駐車しているか否かが判定される。そして、車両１０が適切な位置に駐車している場合に、送電対象の車両が車両１０であると特定する処理が実施される。この処理は、車両１０と送電装置２０１との「ペアリング処理」とも称される。ペアリング処理の完了後に送電装置２０１から車両１０への送電制御が実行される。
【００２７】
ここで、送電装置２０１（通信部２２０）による無線通信が可能な範囲は、図１に破線で示すように、ある程度広い。そのため、駐車スペースＰ１の周囲を走行中の他の車両との間で無線通信が確立したり、他の駐車スペースＰ２，Ｐ３に駐車した車両（たとえば図１に破線で示す車両１０Ａ）との間で無線通信が確立したりする可能性が考えられる。したがって、送電装置２０１と、送電装置２０１上方の適切な位置に駐車した車両１０との間でペアリング処理を実施することが求められる。
【００２８】
そこで、本実施の形態においては、駐車操作中の車両１０が車止め３０１に接触して停止したことを示す車両１０からの信号と、車両１０が車止め３０１に接触したことを示す車止め３０１からの信号（接触信号Ｓｃ）とを用いて、ペアリング処理を実施する構成を採用する。
【００２９】
より詳細に説明すると、車速Ｖおよび加速度Ｇは、車両１０の駐車操作中（走行中）には正または負の値であるが、車両１０が停止すると０に変化する。また、車両１０のタイヤが車止め３０１に接触することにより、タイヤの空気圧Ｐは、タイヤが車止め３０１に接触してない場合と比べて高くなる。したがって、送電装置２０１は、車止め３０１の圧力センサ３０１Ａから車両１０が車止め３０１に接触したことを示す接触信号Ｓｃを受信した時に車両１０の車速Ｖ、加速度Ｇまたは空気圧Ｐ（車両状態量）が変化した場合に、車両１０が車止め３０１に接触して送電装置２０１上方の適切な位置に駐車したとして、ペアリング処理を行なう。
【００３０】
図３は、実施の形態１におけるペアリング処理を説明するためのフローチャートである。図３に示すフローチャートは、所定の周期毎または所定の条件が成立する度にメインルーチンから呼び出されて実行される。また、これらのフローチャートに含まれる各ステップ（Ｓと略す）は、基本的には車両１０のＥＣＵ６０、または送電装置２０１の制御部２４０によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部または全部がＥＣＵ６０または制御部２４０内に作製されたハードウェア（電子回路）によって実現されてもよい。
【００３１】
なお、図３では、車両１０のＥＣＵ６０によって実行される一連の処理を左側に示し、送電装置２０１の制御部２４０によって実行される一連の処理を中央に示し、車止め３０１の制御部（図示せず）によって実行される一連の処理を右側に示す。各フローチャートに示す一連の処理の開始時には、送電装置２０１と車両１０との間で無線通信が確立された状態であるとする。
【００３２】
また、図３では、本発明に係る「車両状態量」として車速Ｖを用いる例を説明するが、車速Ｖに代えてまたは車速Ｖに加えて、加速度Ｇまたはタイヤの空気圧Ｐを用いてもよい。すなわち、車速Ｖ、加速度Ｇおよび空気圧Ｐのうちの少なくとも１つを用いればよい。
【００３３】
Ｓ１１において、車両１０のＥＣＵ６０は、車速Ｖを通信部１２０を介して送電装置２０１に送信する。車速Ｖは、車両１０の駐車操作中には正（前進駐車の場合）または負（後進駐車の場合）であるが、車両１０が停止すると０に変化する。
【００３４】
Ｓ３１において、車止め３０１（の制御部）は、車両１０が車止め３０１に接触したか否かを圧力センサ３０１Ａにより検出する。車両１０が車止め３０１に接触した場合（Ｓ３１においてＹＥＳ）、車止め３０１は、接触信号Ｓｃを送電装置２０１に送信する。車両１０が車止め３０１に接触していない場合（Ｓ３１においてＮＯ）には、車止め３０１は、接触信号Ｓｃを送信することなく処理をメインルーチンへと戻す。
【００３５】
Ｓ２１において、送電装置２０１の制御部２４０は、車止め３０１から接触信号Ｓｃを受信したか否かを判定する。接触信号Ｓｃを受信していない場合（Ｓ２１においてＮＯ）、制御部２４０は、以下の処理をスキップして処理をメインルーチンへと戻す。
【００３６】
接触信号Ｓｃを受信した場合（Ｓ２１においてＹＥＳ）、制御部２４０は、接触信号Ｓｃの受信時に車両１０から受信した車速Ｖが変化したか否かをさらに判定する（Ｓ２２）。接触信号Ｓｃの受信前と受信後とで車速Ｖが変化した場合、すなわち車速Ｖが正または負の状態（車速Ｖの絶対値が正の状態）から０に変化した場合（Ｓ２２においてＹＥＳ）に、制御部２４０は、送電対象の車両が車両１０であると特定する。さらに、制御部２４０は、送電装置２０１上方の適切な位置に車両１０が駐車したことを、通信部２２０を介して車両１０に通知する（Ｓ２３）。そして、制御部２４０は、送電装置２０１側のペアリング処理を完了する（Ｓ２４）。
【００３７】
Ｓ１２において、車両１０のＥＣＵ６０は、送電装置２０１からの通知を受けたかどうかを判定する。通知を受けた場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６０は、車両１０側のペアリング処理を完了する（Ｓ１３）。
【００３８】
なお、接触信号Ｓｃを受信したものの車速Ｖが正または負の状態から０に変化していない場合（Ｓ２２においてＮＯ）には、制御部２４０は、送電装置２０１上方の適切な位置に車両１０が駐車していないとして、車両１０への通知を行なうことなく処理をメインルーチンへと戻す。また、送電装置２０１からの通知を受けていない場合（Ｓ１２においてＮＯ）、ＥＣＵ６０は、ペアリング処理を完了することなく処理をメインルーチンへと戻す。これにより、所定の周期毎または所定の条件が成立する度に一連の処理が繰り返され、車両１０から送電装置２０１へと車速Ｖが送信される（Ｓ１１）。
【００３９】
以上のように、本実施の形態によれば、駐車操作中の車両１０が車止め３０１に接触して停止したことを示す車両状態量（車速Ｖ、加速度Ｇまたは空気圧Ｐ）の変化と、車両１０が車止め３０１に接触したことを示す車止め３０１からの接触信号Ｓｃとを用いて、ペアリング処理が実施される。
【００４０】
車両状態量の変化を用いず、接触信号Ｓｃのみを用いてペアリング処理を実施することも考えられる。しかしながら、この場合には、車両１０の接触以外に起因する衝撃が車止め３０１に与えられること（たとえば何者かが車止め３０１を蹴る等の行為）により、車両１０が送電装置２０１上方に駐車していないにもかかわらずペアリング処理が実施されてしまう可能性がある。本実施の形態によれば、車両状態量の変化および接触信号Ｓｃの両方を用いることで、車両１０が車止め３０１に接触して適切な位置に駐車されたことを担保できるので、上記のような行為に起因する誤ったペアリング処理（不正なペアリング処理）を防止することができる。よって、送電装置２０１と、その送電装置２０１に対応する適切な位置に駐車した車両１０との間でペアリング処理を適切に実施することができる。
【００４１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
１  非接触送電システム、１０  車両、２０  バッテリ、３０  車速センサ、４０  加速度センサ、５０  空気圧センサ、１００  受電装置、１１０  受電部、１２０，２２０  通信部、２０１〜２０３  送電装置、２１０  送電部、２３０  カメラ、２４０  制御部、３００  系統電源、３０１〜３０３  車止め、３０１Ａ  圧力センサ、Ｐ１〜Ｐ３  駐車スペース。
【図１】
0006459998.tif 000002
【図２】
0006459998.tif 000003
【図３】
0006459998.tif 000004