(57)【要約】      （修正有）【課題】送電装置を簡易な構造にしつつ、車両と送電装置とを自動的に接触させる受電部を提供する。【解決手段】車両１は、受電部３０と、受電部をタイヤ２０のトレッド面に沿って回動させるためのアクチュエータ３４とを備える。送電装置２は、車両の駐車スペースにおかれた送電パッド１３０を備える。タイヤが送電パッドの上に載ると、受電部はアクチュエータによって回動され、タイヤと送電パッドとの間に挟まれた状態で送電パッドに接触する。【選択図】図１
2017093042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車スペース上に置かれた送電パッドから受電可能な車両であって、
受電部と、
前記受電部を前記車両のタイヤのトレッド面に沿って回動させるためのアクチュエータとを備え、
前記受電部は、前記車両の駐車時に前記タイヤが前記送電パッドの上に載る際に前記アクチュエータによって回動され、前記タイヤと前記送電パッドとの間に挟まれた状態で前記送電パッドに接触する、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、特に、車両外部の送電装置から受電可能な車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−１７２７４３号公報（特許文献１）には、車両外部の送電装置から車両に電力を供給する車両給電システムが開示されている。車両は受電側カプラを有する。送電装置は、送電側カプラと、送電側カプラを上昇させるための上昇機構と、駐車時にタイヤに踏まれる位置に設置されたペダルとを有する。駐車時に車両のタイヤがペダルを踏むと、上昇機構によって送電側カプラがゆっくりと受電側カプラに向かって上昇し、受電側カプラに連結される。これにより、駐車時に車両と送電装置とが自動的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７２７４３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３６４４９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１００５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された車両給電システムにおいては、送電部（送電側カプラ）を上昇させる機構を送電装置に設ける必要があるため、送電装置の構造が複雑になってしまうことが懸念される。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電装置を簡易な構造にしつつ、車両と送電装置とを自動的に接触させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両は、駐車スペース上に置かれた送電パッドから受電可能な車両であって、受電部と、受電部を車両のタイヤのトレッド面に沿って回動させるためのアクチュエータとを備える。受電部は、車両の駐車時にタイヤが送電パッドの上に載る際にアクチュエータによって回動され、タイヤと送電パッドとの間に挟まれた状態で送電パッドに接触する。
【０００７】
上記構成によれば、タイヤが送電パッドの上に載る際、受電部は、アクチュエータによって回動され、タイヤと送電パッドとの間に挟まれた状態で送電パッドに接触する。そのため、送電パッドを受電部に向けて上昇させる機構を送電装置側に設けることなく、受電部を送電パッドに接触させることができる。その結果、送電装置を簡易な構造にしつつ、車両と送電装置（送電パッド）とを自動的に接触させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両給電システムの全体構成図である。
【図２】受電部の回動動作を模式的に示す図である。
【図３】車両側のＥＣＵが行なう処理手順を示すフローチャートである。
【図４】送電装置側のＥＣＵが行なう処理手順を示すフローチャートである。
【図５】送電パッドの斜視図である。
【図６】送電パッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１０】
＜車両給電システムの全体構成＞
図１は、この発明の実施の形態による車両１が適用される車両給電システムの全体構成図である。この車両給電システムは、車両１と、駐車スペースに設けられた送電装置２とを備える。車両１は、前輪の左右のタイヤ１０（左前タイヤ１０Ｌ、右前タイヤ１０Ｒ）と、後輪の左右のタイヤ２０（左後タイヤ２０Ｌ、右後タイヤ２０Ｒ）と、左右のタイヤ２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ対応して設けられる２つの受電部３０（左後タイヤ用の受電部３０Ｌ、右後タイヤ用の受電部３０Ｒ）と、２つの受電部３０に接続された充電器４０と、電池５０と、負荷６０と、通信部７０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic  Control  Unit）８０とを備える。
【００１１】
送電装置２は、電源装置１００と、ＥＣＵ１１０と、通信部１２０と、左右のタイヤ２０にそれぞれ対応して設けられる２つの送電パッド１３０（左後タイヤ用の送電パッド１３０Ｌ、右後タイヤ用の送電パッド１３０Ｒ）と、２つの送電パッド１３０にそれぞれ対応して設けられる２本の電力ケーブル１４０（左後タイヤ用の送電パッドに接続される電力ケーブル１４０Ｌ、右後タイヤ用の送電パッドに接続される電力ケーブル１４０Ｒ）とを備える。
【００１２】
車両１は、駐車スペース上に置かれた送電パッド１３０から受電可能に構成される。以下、車両１および送電装置２の構成について詳しく説明する。
【００１３】
なお、上述した左右２つの受電部３０は基本的に同じ構造である。左右２つの送電パッドも基本的に同じ構造である。左右２本の電力ケーブルも基本的に同じ構造である。そのため、以下において受電部３０、送電パッド１３０および電力ケーブル１４０について説明する際には、特に必要な場合を除き、左右を区別することなく説明する。
【００１４】
＜＜車両の構成＞＞
上述のように、車両１は、受電部３０と、充電器４０と、電池５０と、負荷６０と、通信部７０と、ＥＣＵ８０とを備える。
【００１５】
受電部３０は、後輪のタイヤ２０の周辺部に設けられる。受電部３０は、受電電極３１と、受電電極アーム３２とを備える。受電電極アーム３２は、タイヤ２０のトレッド面に沿って円弧状に形成される。受電電極３１は、受電電極アーム３２の一方の端部の外周側表面から突起している。
【００１６】
受電部３０は、タイヤ２０のトレッド面に沿う方向に回動可能に支持される。車両１は、受電部３０を回動させるための構成として、ピニオンギヤ３３と、アクチュエータ（モータ）３４とを備える。受電電極アーム３２の外周側表面には、ピニオンギヤ３３と噛み合うラックギヤ（図示せず）が設けられる。アクチュエータ３４によってピニオンギヤ３３が回転される（矢印Ａ参照）と、受電電極アーム３２がタイヤ２０のトレッド面に沿う方向（矢印Ｂ参照）に回動される。
【００１７】
受電部３０は、受電電極３１が送電パッド１３０（より詳しくは図６に示す送電電極１３３）と接触することによって、電源装置１００の交流電力を送電パッド１３０から受電し、充電器４０へ出力する。
【００１８】
充電器４０は、受電部３０によって受電された交流電力を整流して電池５０へ出力する。これにより、車載の電池５０が車両外部の電源装置１００から供給される電力によって充電される。充電器４０は、たとえばダイオードを用いたブリッジ回路と昇圧のためのＤＣＤＣコンバータとを含んで構成される。なお、電源装置１００が直流電源である場合には、この充電器４０は必要なく、受電部３０を図示しないリレーを介して電池５０に接続すればよい。
【００１９】
電池５０は、負荷６０に供給するための電力を蓄える再充電可能な二次電池（たとえば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池など）である。電池５０の出力電圧は、図示しない補機バッテリの出力電圧（たとえば１２ボルト程度）よりも高い電圧（たとえば３００ボルト程度）である。なお、電池５０に代えて、キャパシタなどの蓄電装置を採用することも可能である。
【００２０】
負荷６０は、電池５０に蓄えられる電力を消費する電気機器である。負荷６０は、ＥＣＵ８０からの制御信号によって制御される。特に図示しないが、負荷６０は、たとえば、電池５０から電力を受けるインバータ、およびインバータによって駆動されて車両１の駆動力を発生するモータジェネレータなどを含む。なお、モータジェネレータが発電した回生電力は、電池５０に蓄えられる。
【００２１】
通信部７０は、送電装置２側の通信部１２０と無線通信可能に構成される。通信部７０は、ＥＣＵ８０からの制御信号によって制御される。
【００２２】
ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ８０は、各センサおよび通信部７０からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１の各種機器を制御する。
【００２３】
＜＜送電装置の構成＞＞
上述のように、送電装置２は、電源装置１００と、ＥＣＵ１１０と、通信部１２０と、送電パッド１３０と、電力ケーブル１４０とを備える。
【００２４】
電源装置１００は、駐車スペースの地面に対して固設された交流電源である。電源装置１００は、車両１へ供給するための交流電力を、電力ケーブル１４０を介して送電パッド１３０へ供給する。なお、電源装置１００は、直流電源であってもよい。
【００２５】
送電パッド１３０は、駐車スペースの地面上に置かれる。送電パッド１３０が置かれる位置は、車両１が駐車スペースに駐車する際にタイヤ２０が載る位置に調整される。
【００２６】
図１には、受電部３０の受電電極３１がタイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれる位置まで回動されている状態が示されている。この状態において、送電パッド１３０は車両１の受電部３０と接触し、電源装置１００からの交流電力を受電部３０へ供給する。
【００２７】
通信部１２０は、車両１側の通信部７０と無線通信可能に構成される。通信部１２０は、ＥＣＵ１１０からの制御信号によって制御される。
【００２８】
ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。ＥＣＵ１１０は、各センサおよび通信部１２０からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて車両１に供給する電力を制御する。
【００２９】
送電パッド１３０には、図示しない感圧センサが設けられている。この感圧センサは、送電パッド１３０にかかる圧力を検出し、その結果をＥＣＵ１１０に出力する。ＥＣＵ１１０は、感圧センサの出力に基づいて、送電パッド１３０の上にタイヤ２０が載っているかを判定することができる。
【００３０】
＜車両の受電部の回動動作＞
図２は、送電パッド１３０が置かれた駐車スペースに車両１が駐車する際の受電部３０の回動動作を模式的に示す図である。図２（Ａ）は、受電部３０が回動される前の初期状態を示す。図２（Ｂ）は、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったことによって受電部３０が回動され始めた状態を示す。図２（Ｃ）は、受電部３０が回動されてタイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれた状態を示す。
【００３１】
図２（Ａ）に示すように、受電部３０が初期状態である場合、受電部３０はタイヤ２０に接していない状態で、タイヤ２０と地面との接触部分（タイヤ２０の最下部）よりも高い位置に支持される。
【００３２】
タイヤ２０が後進方向に回転し、図２（Ｂ）に示すように送電パッド１３０の上に載ると、その旨が送電パッド１３０に設けられた感圧センサによって検出される。ＥＣＵ１１０は、感圧センサによってタイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったこと（より具体的には、タイヤ２０Ｌ，２０Ｒがそれぞれ送電パッド１３０Ｌ，１３０Ｒの上に載ったこと）が検出されたことをトリガとして、通信部１２０から車両１に向けてタイヤ接触信号（タイヤ２０Ｌ，２０Ｒがそれぞれ送電パッド１３０Ｌ，１３０Ｒの上に載ったことを示す信号）を出力する。
【００３３】
このタイヤ接触信号を車両１の通信部７０が受信すると、車両１側のＥＣＵ８０は、アクチュエータ３４を駆動してピニオンギヤ３３を図２（Ｂ）の矢印Ａ１に示す方向に回転させ始める。これに伴なって、受電部３０が図２（Ｂ）の矢印Ｂ１に示す方向（受電電極３１が送電パッド１３０に近づく方向）に回動され始める。
【００３４】
そして、受電電極３１が送電パッド１３０に接触する位置まで回動されると、受電電極アーム３２の端部がタイヤ２０に巻き込まれ、図２（Ｃ）に示すようにタイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれた状態で送電パッド１３０に接触する。この状態になると、受電部３０の回動が停止されるとともに車両１が停止（駐車）され、送電パッド１３０から受電部３０への通電が開始される。
【００３５】
図３は、送電パッド１３０が置かれた駐車スペースに車両１が駐車する際に車両１側のＥＣＵ８０が行なう処理手順を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ８０は、上述のタイヤ接触信号（タイヤ２０Ｌ，２０Ｒがそれぞれ送電パッド１３０Ｌ，１３０Ｒの上に載ったことを示す信号）を送電装置２から受信したか否かを判定する。
【００３７】
タイヤ接触信号を受信していない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ８０は、タイヤ接触信号を受信するまでＳ１０の処理を繰り返す。
【００３８】
タイヤ接触信号を受信した場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、Ｓ１１にて、アクチュエータ３４を駆動してピニオンギヤ３３を図２（Ｂ）の矢印Ａ１に示す方向に回転させる。これにより、受電部３０が図２（Ｂ）の矢印Ｂ１に示す方向に回動される。
【００３９】
ＥＣＵ８０は、受電電極３１がタイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれる位置まで受電部３０を回動させた後、受電部３０の回動を停止するとともに車両１を停止（駐車）させる。この際、ＥＣＵ８０は、車両１が停止した旨を示す信号（以下「車両停止信号」という）を通信部７０から送電装置２側に送信する。
【００４０】
その後、ＥＣＵ８０は、Ｓ１２にて、送電パッド１３０から受電部３０への通電が開始されたか否かを判定する。通電が開始されていない場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ８０は、通電が開始されるまでＳ１２の処理を繰り返す。
【００４１】
通電が開始された場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、Ｓ１３にて、充電器４０を作動させて電池５０の充電を開始する。その後、ＥＣＵ８０は、Ｓ１４にて電池５０の充電が停止されたか否か（電池５０が満充電状態になったか否か）を判定する。電池５０の充電が停止されると（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、電池５０の充電が停止された旨を示す信号（以下「充電停止信号」ともいう）を送電装置２側に送信した後、処理を終了させる。
【００４２】
図４は、送電パッド１３０が置かれた駐車スペースに車両１が駐車する際に送電装置２側のＥＣＵ１１０が行なう処理手順を示すフローチャートである。Ｓ２０にて、ＥＣＵ１１０は、送電パッド１３０に設けられた感圧センサの出力に基づいて、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったか否か（タイヤ２０Ｌ，２０Ｒがそれぞれ送電パッド１３０Ｌ，１３０Ｒの上に載ったか否か）を判定する。タイヤ２０が送電パッド１３０に載っていない場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ１１０はＳ２０の処理を繰り返す。
【００４３】
タイヤ２０が送電パッド１３０に載った場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、Ｓ２１にて、上述のタイヤ接触信号を通信部１２０から車両１に向けて送信する。
【００４４】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ１１０は、車両１が停止したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１１０は、車両１側から上述の車両停止信号を受信した場合に、車両１が停止したと判定する。なお、感圧センサの出力に基づいて送電パッド１３０におけるタイヤ２０との接触位置を検出可能であれば、当該接触位置が所定時間変化しない場合に車両１が停止したと判定するようにしてもよい。車両１が停止していない場合（Ｓ２２にてＮＯ）、ＥＣＵ１１０はＳ２２の判定を繰り返す。
【００４５】
車両１が停止した場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、Ｓ２３にて、電源装置１００から車両１への通電を開始する。その後、ＥＣＵ１１０は、Ｓ２４にて、電池５０の充電が停止されたか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１１０は、車両１側から上述の充電停止信号を受信した場合に、電池５０の充電が停止されたと判定する。電池５０の充電が停止されると（Ｓ２４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は処理を終了させる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態による車両１においては、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載る際、受電部３０がアクチュエータ３４によって回動され、タイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれた状態で送電パッド１３０に接触する。そのため、送電パッド１３０を車両１に向けて上昇させる機構を送電装置２側に設けることなく、受電部３０を送電パッド１３０に自動的に接触させることができる。その結果、送電装置２を簡易な構造にしつつ、車両１の駐車時に受電部３０と送電パッド１３０とを自動的に接触させることができる。
【００４７】
特に、受電部３０は、タイヤ２０から伝達される車両１の重量によって送電パッド１３０に押し付けられる。そのため、受電部３０と送電パッド１３０とが十分な接触圧力で接触される。これにより、受電部３０と送電パッド１３０との接続を固定するための構造を別途設けることなく、受電部３０と送電パッド１３０とが接続された状態をしっかりと維持することができる。
【００４８】
＜送電パッドの構成＞
図５は、送電パッド１３０の斜視図である。図６は、送電パッド１３０の断面図である。図５および図６を参照して、本実施の形態による送電パッド１３０の構成について説明する。
【００４９】
図５に示されるように、送電パッド１３０の上面（タイヤ２０が載る面）はほぼ正方形状に形成される。送電パッド１３０の上面の幅ＬＰは、タイヤ２０の幅ＬＴよりも大きい値に設定されている。そのため、駐車時において、ユーザは、高度な運転テクニックを使うことなく簡単にタイヤ２０を送電パッド１３０の上面のいずれかの位置に載せることができる。
【００５０】
送電パッド１３０の上面は絶縁性を有するカバー１３１で覆われている。カバー１３１には、複数の細かい円状の孔部１３２が全面に渡って規則的に配列されている。孔部１３２の各々の直径は、受電電極アーム３２の端部から突起する受電電極３１がちょうど挿入可能な程度の小さい値に調整されている。図６に示されるように、電力ケーブル１４０に接続される送電電極１３３は、カバー１３１の内側（下部）に設けられている。そのため、通電中にユーザがタイヤ２０が載っていない部分のカバー１３１を足で踏んだり手で触れたりしても、ユーザが送電電極１３３に触れることが防止される。
【００５１】
さらに、車両１側の受電電極３１がカバー１３１に設けられた複数の孔部１３２のいずれに挿入されても、受電電極３１が送電電極１３３に接触する。そのため、ユーザは、タイヤ２０を送電パッド１３０の上に載せるという簡単な運転を行なうだけで、受電電極３１を送電電極１３３に接触させることができる。すなわち、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載る限り、受電電極３１を送電電極１３３に接触させることができるので、車両１の駐車位置が多少ずれたとしても車両１と送電パッド１３０（送電装置２）とを接続して電池５０の充電を行なうことができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態においては、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載る際、受電部３０がアクチュエータ３４によって回動され、タイヤ２０と送電パッド１３０との間に挟まれた状態で送電パッド１３０に接触する。そのため、送電パッド１３０を車両１に向けて上昇させる機構を送電装置２側に設けることなく、受電部３０を送電パッド１３０に接触させることができる。その結果、送電装置２を簡易な構造にしつつ、駐車時に車両１と送電パッド１３０（送電装置２）とを自動的に接触させることができる。
【００５３】
＜変形例＞
上述の実施の形態はたとえば以下のように変形することができる。
【００５４】
（１）  車両１が送電装置２から受電するには、送電装置２が交流を出力する場合であっても直流を出力する場合であっても、少なくとも２つの受電部３０（電極）が必要になる。
【００５５】
上述の実施の形態においては、２つの受電部３０を、それぞ左後タイヤ２０Ｌおよび右後タイヤ２０Ｒの周辺部に設ける場合を例示した。しかしながら、２つの受電部３０の位置はこれに限定されない。
【００５６】
たとえば、２つの受電部３０を、それぞれ左前タイヤ１０Ｌおよび右前タイヤ１０Ｒの周辺部に設けるようにしてもよい。あるいは、２つの受電部３０を、それぞれ左前タイヤ１０Ｌおよび左後タイヤ２０Ｌの周辺部に設けるようにしてもよい。あるいは、２つの受電部３０を、それぞれ右前タイヤ１０Ｒおよび右後タイヤ２０Ｒの周辺部に設けるようにしてもよい。
【００５７】
（２）  上述の実施の形態においては、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったことを送電装置側（送電パッド１３０）に設けられた感圧センサによって検出する場合を例示した。しかしながら、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったことを検出する手法はこれに限定されない。たとえば、タイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったことを検出可能なカメラあるいはセンサを車両１側に設け、このカメラあるいはセンサによってタイヤ２０が送電パッド１３０の上に載ったことを検出するようにしてもよい。
【００５８】
（３）  上述の実施の形態においては、送電パッド１３０の上面（タイヤ２０が載る面）に複数の細かい円状の孔部１３２が配列されたカバー１３１を設け、その孔部１３２に挿入可能な受電電極３１を受電部３０に設ける場合を例示した。しかしながら、送電パッド１３０および受電部３０の形状はこのような形状に限定されない。
【００５９】
たとえば、送電パッド１３０のカバー１３１に、複数の細かい円状の孔部１３２ではなく、受電部３０の受電電極アーム３２の端部が挿入可能な程度の大きさの１つの矩形状の孔部を設けるようにしてもよい。このように変形しても、駐車時にユーザが受電電極アーム３２の端部を送電パッド１３０の矩形状の孔部に入れるように運転することで、受電電極アーム３２の端部を送電パッド１３０の送電電極１３３に接触させることができる。なお、このように変形する場合には、受電電極アーム３２の端部から突起する受電電極３１を取り除くことができる。
【００６０】
また、たとえば、送電パッド１３０の上面の幅ＬＰをタイヤ２０の幅ＬＴよりも小さくした上で、カバー１３１を省略することも可能である。このように変形する場合にも、受電電極アーム３２の端部から突起する受電電極３１を取り除くことができる。
【００６１】
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】
【００６２】
１  車両、２  送電装置、１０，２０  タイヤ、３０  受電部、３１  受電電極、３２  受電電極アーム、３３  ピニオンギヤ、３４  アクチュエータ、４０  充電器、５０  電池、６０  負荷、８０  ＥＣＵ（車両側）、７０，１２０  通信部、１００  電源装置、１１０  ＥＣＵ（送電装置側）、１３０  送電パッド、１３１  カバー、１３２  孔部、１３３  送電電極、１４０  電力ケーブル。
【図１】
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【図２】
2017093042.tif 000004
【図３】
2017093042.tif 000005
【図４】
2017093042.tif 000006
【図５】
2017093042.tif 000007
【図６】
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