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JP2024004217A - Contactless charging system - Google Patents

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JP2024004217A
JP2024004217A JP2022103757A JP2022103757A JP2024004217A JP 2024004217 A JP2024004217 A JP 2024004217A JP 2022103757 A JP2022103757 A JP 2022103757A JP 2022103757 A JP2022103757 A JP 2022103757A JP 2024004217 A JP2024004217 A JP 2024004217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
unit
transmission efficiency
vehicle
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022103757A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
壮一朗 志村
Soichiro Shimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

【課題】車両が非接触充電を行う際に充電効率を高めること。【解決手段】車両に設けられた受電ユニットと地上に設けられた送電ユニットとの間で非接触により電力を送電し、車両に搭載されたバッテリを充電する非接触充電システムであって、非接触充電時に、受電ユニットと送電ユニットとの間の伝送効率と、受電ユニットと送電ユニットとの相対的な位置関係とを含む実測情報とを記憶部に格納し、記憶部に格納された実測情報を用いて伝送効率の高い車両位置を算出し、その算出した車両位置を目標駐車位置に設定する。【選択図】図5[Problem] To improve charging efficiency when a vehicle performs non-contact charging. [Solution] A contactless charging system that charges a battery mounted on a vehicle by transmitting power contactlessly between a power receiving unit installed in a vehicle and a power transmitting unit installed on the ground. During charging, actual measurement information including the transmission efficiency between the power reception unit and the power transmission unit and the relative positional relationship between the power reception unit and the power transmission unit is stored in the storage unit, and the actual measurement information stored in the storage unit is The vehicle position with high transmission efficiency is calculated using the above-described method, and the calculated vehicle position is set as the target parking position. [Selection diagram] Figure 5

Description

本発明は、非接触充電システムに関する。 The present invention relates to a contactless charging system.

特許文献1には、地上側の送電コイルと車両側の受電コイルとを備える非接触充電システムにおいて、車両を給電スペースに駐車させる最中に伝送効率が一番よい位置を探し、その位置に車両が移動したことを運転者に報知することが開示されている。 Patent Document 1 describes a non-contact charging system that includes a power transmission coil on the ground side and a power reception coil on the vehicle side, in which a position with the best transmission efficiency is searched for while the vehicle is parked in a power supply space, and the vehicle is placed at that position. It is disclosed that the driver is notified that the vehicle has moved.

特開2017-093129号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-093129

特許文献1に記載の構成では、伝送効率が一番よい位置は伝送効率の位置微分値がゼロとなる位置に設定されている。しかしながら、伝送効率の位置微分値がゼロになるところ、すなわち極大値を検出しても、極大値が複数あるときには最初に検出した極大値が伝送効率の最大値とは限らない。そのため、伝送効率が最大となる位置に駐車することが難しい場合がある。 In the configuration described in Patent Document 1, the position with the best transmission efficiency is set to the position where the positional differential value of the transmission efficiency is zero. However, even if the positional differential value of the transmission efficiency becomes zero, that is, the local maximum value is detected, when there are multiple local maximum values, the first detected local maximum value is not necessarily the maximum value of the transmission efficiency. Therefore, it may be difficult to park at a position where transmission efficiency is maximized.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、車両が非接触充電を行う際に充電効率を高めることができる非接触充電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a contactless charging system that can improve charging efficiency when a vehicle performs contactless charging.

本発明は、車両に設けられた受電ユニットと地上に設けられた送電ユニットとの間で非接触により電力を送電し、前記車両に搭載されたバッテリを充電する非接触充電システムであって、非接触充電時に、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの間の伝送効率と、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの相対的な位置関係とを含む実測情報とを記憶部に格納し、前記記憶部に格納された実測情報を用いて前記伝送効率の高い車両位置を算出し、その算出した車両位置を目標駐車位置に設定することを特徴とする。 The present invention is a non-contact charging system that non-contactly transmits power between a power receiving unit provided on a vehicle and a power transmitting unit provided on the ground to charge a battery mounted on the vehicle. During contact charging, actual measurement information including transmission efficiency between the power receiving unit and the power transmitting unit and a relative positional relationship between the power receiving unit and the power transmitting unit is stored in a storage unit; The present invention is characterized in that the vehicle position with high transmission efficiency is calculated using the stored actual measurement information, and the calculated vehicle position is set as the target parking position.

本発明では、非接触充電時に取得した実測情報を用いて伝送効率の高い位置を目標駐車位置に設定するので、その目標駐車位置に車両が駐車することにより充電効率を高めることができる。 In the present invention, since a position with high transmission efficiency is set as a target parking position using actual measurement information acquired during non-contact charging, charging efficiency can be increased by parking the vehicle at the target parking position.

図1は、実施形態における非接触充電システムを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a non-contact charging system in an embodiment. 図2は、前後方向の位置ずれを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining positional deviation in the front-rear direction. 図3は、位置検出方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the position detection method. 図4は、非接触充電の制御フローを示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of non-contact charging. 図5は、目標駐車位置の算出フローを示すフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart showing the calculation flow of the target parking position. 図6は、伝送効率データベースの作成フローを示すフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of creating a transmission efficiency database. 図7は、伝送効率データベースの構造を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the structure of the transmission efficiency database.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における非接触充電システムについて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the non-contact charging system in embodiment of this invention is demonstrated concretely. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

図1は、実施形態における非接触充電システムを模式的に示す図である。非接触充電システム1は、地上に設けられた送電ユニット10と、車両2に設けられた受電ユニット20とを備える。非接触充電システム1は、送電ユニット10が設置された駐車スペースに車両2が駐車した状態において、送電ユニット10から受電ユニット20に非接触で伝送された電力を車両2の駆動用バッテリ30に充電するシステムである。車両2は、走行用モータを搭載した電動車両であって、受電ユニット20と、駆動用バッテリ30と、充電制御部40と、伝送効率データベース50とを備える。車両2は非接触給電による外部充電が可能な電動車両である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a non-contact charging system in an embodiment. The non-contact charging system 1 includes a power transmission unit 10 provided on the ground and a power reception unit 20 provided in the vehicle 2. The non-contact charging system 1 charges the driving battery 30 of the vehicle 2 with electric power transmitted from the power transmitting unit 10 to the power receiving unit 20 in a non-contact manner when the vehicle 2 is parked in a parking space where the power transmitting unit 10 is installed. It is a system that The vehicle 2 is an electric vehicle equipped with a driving motor, and includes a power receiving unit 20, a driving battery 30, a charging control section 40, and a transmission efficiency database 50. The vehicle 2 is an electric vehicle that can be externally charged by non-contact power supply.

送電ユニット10は、電力を送るための送電コイル11を備えた非接触充電地上ユニット(GA)である。図2に示すように、送電ユニット10は非接触充電スタンド3などの駐車スペースに設けられている。送電ユニット10は、送電コイル11と、第1無線機12と、第1制御部13と、第1電力検出部14と、位置検出部15とを備える。 The power transmission unit 10 is a contactless charging ground unit (GA) equipped with a power transmission coil 11 for transmitting electric power. As shown in FIG. 2, the power transmission unit 10 is provided in a parking space such as a non-contact charging station 3. The power transmission unit 10 includes a power transmission coil 11 , a first radio device 12 , a first control section 13 , a first power detection section 14 , and a position detection section 15 .

送電コイル11は、地上に設けられた非接触送電用のコイルである。送電コイル11は、車両2に搭載された受電コイル21との間で非接触式送電を行う。送電コイル11には系統からの電力が供給される。 The power transmission coil 11 is a coil for contactless power transmission provided on the ground. The power transmitting coil 11 performs contactless power transmission with a power receiving coil 21 mounted on the vehicle 2. Power transmission coil 11 is supplied with power from the grid.

第1無線機12は、受電ユニット20とデータ通信を行うための無線機である。第1無線機12は、車両2に搭載された第2無線機22との間で無線通信を行う。第1無線機12と第2無線機22とが無線通信により情報を送受信することにより、地上側の送電ユニット10と車両側の受電ユニット20とがデータ通信を行うことになる。 The first radio device 12 is a radio device for performing data communication with the power receiving unit 20. The first radio device 12 performs wireless communication with a second radio device 22 mounted on the vehicle 2. When the first radio device 12 and the second radio device 22 transmit and receive information through wireless communication, the power transmission unit 10 on the ground side and the power reception unit 20 on the vehicle side perform data communication.

第1制御部13は、地上側の送電コイル11から車両側の受電コイル21への非接触式送電を制御する。第1制御部13は、受電ユニット20からの指令信号に応じて非接触充電の開始と非接触充電の終了とを制御する。この指令信号は第1無線機12により受信される。第1制御部13は第1無線機12により受信した指令信号に基づいて送電コイル11を制御する。 The first control unit 13 controls contactless power transmission from the power transmission coil 11 on the ground side to the power reception coil 21 on the vehicle side. The first control unit 13 controls the start and end of non-contact charging in response to a command signal from the power receiving unit 20. This command signal is received by the first radio device 12. The first control unit 13 controls the power transmission coil 11 based on the command signal received by the first radio device 12 .

第1電力検出部14は、送電コイル11が非接触で送電した電力を検出する。第1電力検出部14は、非接触充電の開始から終了までの間、すなわち充電中に送電された電力(送電電力)を検出する。 The first power detection unit 14 detects the power transmitted by the power transmission coil 11 in a non-contact manner. The first power detection unit 14 detects the power transmitted from the start to the end of non-contact charging, that is, during charging (transmitted power).

位置検出部15は、車両側の受電ユニット20の中心位置と地上側の送電ユニット10の中心位置との前後方向の位置ずれ、および横方向の位置ずれを検出可能な位置検知システムである。位置検出方法としては、例えば図3に示すように、車両側の受電ユニット20に取り付けられた複数のLED25を、地上側の送電ユニット10に取り付けたカメラ16で撮影し、送電ユニット10の中心位置と受電ユニット20の中心位置との距離を算出する方法がある。この場合、位置検出部15は、送電ユニット10の前後方向および横方向の中心位置に配置されたカメラ16を含んで構成される。受電ユニット20は、車幅方向の両側に設けられて車両前後方向に並んで配置された二列のLED25を含んで構成される。 The position detection unit 15 is a position detection system that can detect a longitudinal positional deviation and a lateral positional deviation between the center position of the power receiving unit 20 on the vehicle side and the center position of the power transmission unit 10 on the ground side. As a position detection method, for example, as shown in FIG. 3, a plurality of LEDs 25 attached to the power receiving unit 20 on the vehicle side are photographed by a camera 16 attached to the power transmitting unit 10 on the ground side, and the center position of the power transmitting unit 10 is detected. There is a method of calculating the distance between the center position of the power receiving unit 20 and the center position of the power receiving unit 20. In this case, the position detection unit 15 is configured to include a camera 16 disposed at the center position of the power transmission unit 10 in the longitudinal direction and the lateral direction. The power receiving unit 20 is configured to include two rows of LEDs 25 provided on both sides in the vehicle width direction and arranged side by side in the vehicle longitudinal direction.

例えば図2に示すように、位置検出部15は、前後方向の位置ずれとして、地上側の送電ユニット10の中心位置に対する車両側の受電ユニット20の中心位置の位置ずれを検知する。位置検出部15は送電ユニット10と受電ユニット20との位置ずれを検知すると、その位置ずれ量を示す信号を第1制御部13に出力する。第1制御部13は位置検出部15からの信号に基づいて送電ユニット10と受電ユニット20との前後方向の位置ずれ量、および横方向の位置ずれ量を取得する。この位置ずれ量の情報は、受電ユニット20と送電ユニット10との相対的な位置関係を表すものである。 For example, as shown in FIG. 2, the position detection unit 15 detects the positional deviation of the center position of the power receiving unit 20 on the vehicle side with respect to the center position of the power transmission unit 10 on the ground side as the positional deviation in the front-rear direction. When the position detection unit 15 detects a positional deviation between the power transmission unit 10 and the power reception unit 20, it outputs a signal indicating the amount of positional deviation to the first control unit 13. The first control unit 13 obtains the amount of positional deviation in the front-rear direction and the amount of positional deviation in the lateral direction between the power transmission unit 10 and the power reception unit 20 based on the signal from the position detection unit 15. This positional shift amount information represents the relative positional relationship between the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 10.

また、送電ユニット10には、個体識別子である製造番号が付与されている。例えば非接触充電スタンド3には、複数の駐車スペースが設けられており、各駐車スペースに送電ユニット10が設けられている。非接触充電時に、送電ユニット10は識別子である製造番号を含む情報を無線通信により受電ユニット20に送信する。 Further, the power transmission unit 10 is given a serial number which is an individual identifier. For example, the non-contact charging station 3 is provided with a plurality of parking spaces, and each parking space is provided with a power transmission unit 10. During non-contact charging, the power transmitting unit 10 transmits information including the serial number, which is an identifier, to the power receiving unit 20 by wireless communication.

受電ユニット20は、電力を受けるための受電コイル21を備えた非接触充電車載ユニット(VA)である。図2に示すように、受電ユニット20は車両2の下部に設けられている。受電ユニット20は、受電コイル21と、第2無線機22と、第2制御部23と、第2電力検出部24とを備える。 The power receiving unit 20 is a non-contact charging vehicle unit (VA) including a power receiving coil 21 for receiving electric power. As shown in FIG. 2, the power receiving unit 20 is provided at the bottom of the vehicle 2. The power reception unit 20 includes a power reception coil 21 , a second radio 22 , a second control section 23 , and a second power detection section 24 .

受電コイル21は、車両2に搭載された非接触受電用のコイルであり、車両2の下部に設けられている。受電コイル21は、送電コイル11から非接触式送電された電力を受け取る。車両2は、受電コイル21により受け取った電力を駆動用バッテリ30に充電する。 The power reception coil 21 is a coil for non-contact power reception mounted on the vehicle 2, and is provided at the lower part of the vehicle 2. The power receiving coil 21 receives power transmitted from the power transmitting coil 11 in a non-contact manner. The vehicle 2 charges the driving battery 30 with the power received by the power receiving coil 21.

第2無線機22は、送電ユニット10とデータ通信を行うための無線機である。第2無線機22は、送電ユニット10に設けられた第1無線機12との間で無線通信を行う。 The second radio device 22 is a radio device for performing data communication with the power transmission unit 10. The second radio device 22 performs wireless communication with the first radio device 12 provided in the power transmission unit 10.

第2制御部23は、地上側の送電コイル11から非接触式送電された電力を車両側の受電コイル21で受電する制御を実行する。第2制御部23は、非接触充電の開始と非接触充電の終了とを制御する。第2制御部23は、非接触充電の開始と終了とを制御するための指令信号を第2無線機22から第1無線機12に送信させる通信制御を実行するとともに、受電コイル21を制御する。非接触充電システム1では、第1制御部13と第2制御部23とを含む制御部が、地上側の送電ユニット10と車両側の受電ユニット20との間の電力伝送を制御するように構成されている。 The second control unit 23 executes control such that the power receiving coil 21 on the vehicle side receives electric power transmitted in a non-contact manner from the power transmitting coil 11 on the ground side. The second control unit 23 controls the start of non-contact charging and the end of non-contact charging. The second control unit 23 executes communication control to cause the second radio device 22 to transmit a command signal for controlling the start and end of non-contact charging to the first radio device 12, and also controls the power receiving coil 21. . In the non-contact charging system 1, a control unit including a first control unit 13 and a second control unit 23 is configured to control power transmission between the power transmission unit 10 on the ground side and the power reception unit 20 on the vehicle side. has been done.

第2電力検出部24は、受電コイル21が非接触で受電した電力を検出する。第2電力検出部24は、非接触充電の開始から終了までの間、すなわち充電中に受電された電力(受電電力)を検出する。 The second power detection unit 24 detects the power received by the power receiving coil 21 in a non-contact manner. The second power detection unit 24 detects the power received from the start to the end of non-contact charging, that is, during charging (received power).

駆動用バッテリ30は、車両2に搭載された走行用モータに電力を供給する。駆動用バッテリ30は、走行用モータに供給するための電力を蓄えることができる二次電池により構成されている。 The driving battery 30 supplies electric power to a driving motor mounted on the vehicle 2. The driving battery 30 is constituted by a secondary battery that can store electric power to be supplied to the driving motor.

充電制御部40は、受電コイル21が受電した電力を駆動用バッテリ30に充電する充電制御を実行する。また、充電制御部40は、非接触充電の開始と終了とを判断するための制御部として機能する。充電制御部40には第2制御部23からの信号が入力される。充電制御部40は、第2制御部23からの信号に基づいて非接触充電を開始するか否かを判定するとともに、非接触充電を終了するか否かを判定することができる。 The charging control unit 40 executes charging control to charge the driving battery 30 with the power received by the power receiving coil 21. Further, the charging control unit 40 functions as a control unit for determining the start and end of non-contact charging. A signal from the second control section 23 is input to the charging control section 40 . The charging control unit 40 can determine whether to start non-contact charging based on the signal from the second control unit 23, and can also determine whether to end non-contact charging.

また、充電制御部40は、非接触充電時の伝送効率を算出する。充電制御部40は、伝送効率を算出する伝送効率算出部を含んで構成されている。伝送効率は、送電コイル11の送電電力に対する受電コイル21の受電電力の比である。両電力は非接触充電中に実測したものである。送電電力は、充電中に第1電力検出部14で検出した実測値である。受電電力は、充電中に第2電力検出部24で検出した実測値である。 The charging control unit 40 also calculates the transmission efficiency during non-contact charging. The charging control section 40 is configured to include a transmission efficiency calculation section that calculates transmission efficiency. The transmission efficiency is the ratio of the power received by the power receiving coil 21 to the power transmitted by the power transmitting coil 11. Both powers were actually measured during non-contact charging. The transmitted power is an actual value detected by the first power detection unit 14 during charging. The received power is an actual value detected by the second power detection unit 24 during charging.

第1電力検出部14により検出された送電電力の情報は、第1電力検出部14から第1制御部13に入力されて、第1無線機12から車両側の第2無線機22に送信される。第2無線機22が第1無線機12からの信号を受信することにより、充電制御部40は送電電力の情報を取得することができる。 Information on the transmitted power detected by the first power detection section 14 is input from the first power detection section 14 to the first control section 13, and is transmitted from the first radio device 12 to the second radio device 22 on the vehicle side. Ru. When the second radio device 22 receives the signal from the first radio device 12, the charging control unit 40 can acquire information on the transmitted power.

第2電力検出部24により検出された受電電力の情報は、第2電力検出部24から第2制御部23に入力されて、第2制御部23から充電制御部40に送信される。第2制御部23と充電制御部40とはCAN通信ライン60を介して通信可能に接続されている。第2制御部23は、第2無線機22により受信した送電電力の情報を充電制御部40に送信する。充電制御部40は、第2制御部23からの信号を受信することにより、受電電力の情報および送電電力の情報を取得する。 Information on the received power detected by the second power detection section 24 is input from the second power detection section 24 to the second control section 23 and transmitted from the second control section 23 to the charging control section 40 . The second control section 23 and the charging control section 40 are communicably connected via a CAN communication line 60. The second control unit 23 transmits information on the transmitted power received by the second radio device 22 to the charging control unit 40 . The charging control unit 40 obtains information on received power and information on transmitted power by receiving a signal from the second control unit 23 .

そして、充電制御部40は、伝送効率算出部により算出した伝送効率を伝送効率データベース50に格納する。その際、充電制御部40は、充電時に算出した伝送効率と、充電時に位置検出部15で検出した位置ずれ量とをセットにしてデータベースに格納する。充電制御部40は、この情報の格納を充電時に毎回行い、取得したデータ群を伝送効率データベース50と呼ぶものとする。つまり、充電制御部40は非接触充電時に、伝送効率と位置ずれ量とを含む実測情報を伝送効率データベース50に格納する。 Then, the charging control unit 40 stores the transmission efficiency calculated by the transmission efficiency calculation unit in the transmission efficiency database 50. At this time, the charging control unit 40 stores the transmission efficiency calculated at the time of charging and the positional deviation amount detected by the position detection unit 15 at the time of charging as a set in the database. The charging control unit 40 stores this information every time charging is performed, and the acquired data group is referred to as a transmission efficiency database 50. That is, the charging control unit 40 stores actual measurement information including the transmission efficiency and the amount of positional deviation in the transmission efficiency database 50 during non-contact charging.

伝送効率データベース50は、実測した電力伝送効率(=伝送効率)を記憶する記憶部である。伝送効率は送電ユニット10に依存するため、伝送効率データベース50に伝送効率の情報を格納するときには送電ユニット10の製造番号を確認し、製造番号ごとにデータベースを作成する。さらに、伝送効率は駆動用バッテリ30の充電率(SOC)にも依存するため、伝送効率データベース50に伝送効率の情報を格納するときには、SOCごとにデータベースを作成する。 The transmission efficiency database 50 is a storage unit that stores actually measured power transmission efficiency (=transmission efficiency). Since transmission efficiency depends on the power transmission unit 10, when storing transmission efficiency information in the transmission efficiency database 50, the serial number of the power transmission unit 10 is checked, and a database is created for each serial number. Furthermore, since the transmission efficiency also depends on the charging rate (SOC) of the drive battery 30, when storing transmission efficiency information in the transmission efficiency database 50, a database is created for each SOC.

このように構成された非接触充電システム1では、予め実測しておいた車両前後方向と横方向の電力伝送効率に基づき推定した伝送効率最大となる位置(伝送効率最大位置)を目標駐車位置とする。充電制御部40は、伝送効率データベース50の中で伝送効率が最も高い位置、もしくは補間処理によって求めた伝送効率が最も高い位置を伝送効率最大位置に設定する。充電制御部40は、設定した伝送効率最大位置を目標駐車位置に設定する。つまり、車両2が非接触充電スタンド3に駐車するときに、予め実測しておいた電力伝送効率データから伝送効率が最大となる駐車位置を算出し、その算出された位置を目標駐車位置とする。これにより、充電効率を最大とすることが可能となる。 In the non-contact charging system 1 configured in this way, the target parking position is the position where the transmission efficiency is maximized (the maximum transmission efficiency position), which is estimated based on the power transmission efficiency in the longitudinal direction and the lateral direction of the vehicle, which has been actually measured in advance. do. The charging control unit 40 sets the position with the highest transmission efficiency in the transmission efficiency database 50 or the position with the highest transmission efficiency determined by interpolation processing as the maximum transmission efficiency position. The charging control unit 40 sets the set maximum transmission efficiency position as the target parking position. That is, when the vehicle 2 parks at the non-contact charging station 3, the parking position where the transmission efficiency is maximum is calculated from the power transmission efficiency data measured in advance, and the calculated position is set as the target parking position. . This makes it possible to maximize charging efficiency.

ここで、非接触充電システム1の制御部により実施される制御構成について説明する。 Here, a control configuration implemented by the control unit of the non-contact charging system 1 will be explained.

まず、図4を参照して、非接触充電制御の開始から終了までの流れについて説明する。図4は、非接触充電の制御フローを示すフローチャート図である。 First, with reference to FIG. 4, the flow from the start to the end of non-contact charging control will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of non-contact charging.

非接触充電システム1の制御部は、駐車時に位置検知システムを起動させ、受電ユニット20と送電ユニット10との位置ずれ量を検出する(ステップS11)。ステップS11では、受電ユニット20と送電ユニット10とのデータ通信によって、第2制御部23による指令信号に応じて位置検出部15が起動して、送電ユニット10に対する受電ユニット20の前後方向の位置ずれ量および横方向の位置ずれ量が検出される。 The control unit of the non-contact charging system 1 activates the position detection system when parking, and detects the amount of positional deviation between the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 10 (step S11). In step S11, the position detection section 15 is activated in response to a command signal from the second control section 23 through data communication between the power reception unit 20 and the power transmission unit 10, and the position detection section 15 is activated in response to a command signal from the second control section 23, and the position detection section 15 detects a longitudinal positional deviation of the power reception unit 20 with respect to the power transmission unit 10. amount and the amount of lateral displacement are detected.

目標駐車位置を目指して自動もしくは手動で駐車する(ステップS12)。ステップS12では、伝送効率データベース50に格納された伝送効率に基づいて算出された目標駐車位置が用いられる。自動の場合、自動運転制御により車両2が目標駐車位置に自動で駐車する。手動の場合は、目標駐車位置をインパネ等に表示して運転者に報知し、運転者による操作に応じて目標駐車位置へと手動で駐車する。 The vehicle is automatically or manually parked toward the target parking position (step S12). In step S12, the target parking position calculated based on the transmission efficiency stored in the transmission efficiency database 50 is used. In the case of automatic parking, the vehicle 2 is automatically parked at the target parking position by automatic driving control. In the case of manual parking, the target parking position is displayed on an instrument panel or the like to notify the driver, and the vehicle is manually parked at the target parking position in accordance with the driver's operation.

駐車完了後は位置ずれ量が位置ずれ許容値以下であることを判定する(ステップS13)。ステップS13では、車両2が駐車した状態において、送電ユニット10の中心位置に対する受電ユニット20の中心位置の位置ずれ量が位置ずれ許容値以下であることが判定される。位置ずれ許容値は、予め設定された所定値である。位置ずれ許容値は、前後方向の位置ずれ量に対する許容値と、横方向の位置ずれ量に対する許容値として用いることができる。この場合、前後方向と横方向とで同じ値の位置ずれ許容値を設定してもよく、前後方向と横方向とで異なる値の位置ずれ許容値を設定してもよい。そして、駐車完了後の位置ずれ量が位置ずれ許容値よりも大きいと判定された場合、この制御ルーチンはステップS14には移行せず、駐車位置が目標駐車位置から許容値よりもずれていることを運転者に報知するなどして、ステップS11にリターンすることができる。 After parking is completed, it is determined that the positional deviation amount is less than or equal to the positional deviation allowable value (step S13). In step S13, it is determined that the positional deviation amount of the center position of the power receiving unit 20 with respect to the center position of the power transmission unit 10 is equal to or less than the positional deviation tolerance value in a state where the vehicle 2 is parked. The positional deviation tolerance value is a predetermined value set in advance. The positional deviation tolerance value can be used as a tolerance value for the amount of positional deviation in the front-rear direction and a tolerance value for the amount of positional deviation in the lateral direction. In this case, the positional deviation tolerance value may be set to the same value in the front-rear direction and the lateral direction, or the positional deviation tolerance value may be set to a different value in the front-rear direction and the lateral direction. If it is determined that the positional deviation amount after parking is completed is larger than the positional deviation tolerance value, this control routine does not proceed to step S14, and it is determined that the parking position has deviated from the target parking position by more than the tolerance value. It is possible to notify the driver, etc., and then return to step S11.

駐車完了後の位置ずれ量が位置ずれ許容値以下であると判定された場合、非接触充電システム1の制御部は、地上側の送電コイル11に電流を流し、非接触充電を開始する(ステップS14)。ステップS14では、車両側の充電制御部40により非接触充電が開始したことが判断される。ステップS14において、第1電力検出部14が送電電力の実測を開始するとともに、第2電力検出部24が受電電力の実測を開始する。また、受電コイル21が受電した電力の駆動用バッテリ30への供給が開始される。 If it is determined that the amount of positional deviation after parking is completed is less than or equal to the permissible positional deviation value, the control unit of the non-contact charging system 1 supplies current to the power transmission coil 11 on the ground side and starts non-contact charging (step S14). In step S14, the charging control unit 40 on the vehicle side determines that non-contact charging has started. In step S14, the first power detection unit 14 starts measuring the transmitted power, and the second power detection unit 24 starts measuring the received power. Furthermore, supply of the power received by the power receiving coil 21 to the driving battery 30 is started.

そして、駆動用バッテリ30への充電が進み、満充電であることを判定する(ステップS15)。ステップS15では、駆動用バッテリ30のSOCに基づいて満充電であるか否かが判定される。充電制御部40は、駆動用バッテリ30を流れる電流を検出する電流センサから入力された信号に基づいて駆動用バッテリ30のSOCを算出する。そして、充電制御部40は充電中にSOCが上昇して満充電であることを示すSOC(閾値)に到達した際に駆動用バッテリ30は満充電であると判定する。充電制御部40は、非接触充電が順調に進み、満充電であると判定された場合に充電を終了する。ステップS15の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 Then, the charging of the driving battery 30 progresses and it is determined that it is fully charged (step S15). In step S15, it is determined whether the drive battery 30 is fully charged based on the SOC. The charging control unit 40 calculates the SOC of the driving battery 30 based on a signal input from a current sensor that detects the current flowing through the driving battery 30. Then, the charging control unit 40 determines that the driving battery 30 is fully charged when the SOC increases during charging and reaches the SOC (threshold value) indicating that the battery is fully charged. The charging control unit 40 ends the charging when it is determined that the non-contact charging progresses smoothly and the battery is fully charged. After executing the process of step S15, this control routine ends.

次に、図5を参照して、目標駐車位置の算出方法について説明する。図5は、目標駐車位置の算出フローを示すフローチャート図である。 Next, a method for calculating the target parking position will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a flowchart showing the calculation flow of the target parking position.

充電制御部40は、送電ユニット10の製造番号と駆動用バッテリ30の現在のSOCとを確認し、伝送効率データベース50の中に、この製造番号および現在のSOCに合致したデータの数が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS21)。ステップS21では、車両2が非接触充電スタンド3に駐車する際、送電ユニット10から送信された製造番号の情報と、充電制御部40により算出された現在のSOCの情報とを用いて、これらの情報に合致したデータが伝送効率データベース50の中にいくつあるか確認される。製造番号と現在のSOCに合致するデータ数が所定値以上であれば伝送効率最大位置の推定精度が一定レベル以上確保できていると充電制御部40は判断し、この制御ルーチンはステップS22に移行する。一方、条件が不成立の場合、この制御ルーチンはステップS24に移行する。 The charging control unit 40 checks the serial number of the power transmission unit 10 and the current SOC of the drive battery 30, and sets a predetermined number of data in the transmission efficiency database 50 that match the serial number and the current SOC. It is determined whether or not it is the above (step S21). In step S21, when the vehicle 2 parks at the non-contact charging station 3, the serial number information transmitted from the power transmission unit 10 and the current SOC information calculated by the charging control unit 40 are used to It is checked how many pieces of data that match the information exist in the transmission efficiency database 50. If the number of data matching the serial number and the current SOC is greater than or equal to a predetermined value, the charging control unit 40 determines that the estimation accuracy of the maximum transmission efficiency position has been secured at a certain level or higher, and the control routine moves to step S22. do. On the other hand, if the condition is not satisfied, the control routine moves to step S24.

製造番号と現在のSOCに合致するデータ数が所定値以上であると判定された場合(ステップS21:Yes)、充電制御部40は、伝送効率データベース50に格納されたデータを用いて伝送効率最大位置を算出する(ステップS22)。伝送効率最大位置は、伝送効率データベース50の中で伝送効率が最も高い位置とする。もしくは、伝送効率最大位置は、位置ずれ量の前後方向、横方向に補間処理をして求めた伝送効率最大位置とすることも可能である。 If it is determined that the number of data that matches the serial number and the current SOC is greater than or equal to the predetermined value (step S21: Yes), the charging control unit 40 uses the data stored in the transmission efficiency database 50 to maximize the transmission efficiency. The position is calculated (step S22). The maximum transmission efficiency position is the position in the transmission efficiency database 50 that has the highest transmission efficiency. Alternatively, the maximum transmission efficiency position may be determined by interpolating the amount of positional deviation in the longitudinal and lateral directions.

充電制御部40は、ステップS22で算出した伝送効率最大位置を目標駐車位置に設定する(ステップS23)。ステップS23の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 The charging control unit 40 sets the maximum transmission efficiency position calculated in step S22 as the target parking position (step S23). After carrying out the process of step S23, this control routine ends.

製造番号と現在のSOCに合致するデータ数が所定値未満であると判定された場合(ステップS21:No)、充電制御部40は、設計上、伝送効率が最大になる位置(伝送効率最大位置設計値)を目標駐車位置に設定する(ステップS24)。伝送効率データベース50に格納されたデータ数が十分でない場合、伝送効率最大位置の精度不足が懸念されるため、目標駐車位置にこれを設定しない。この場合、ステップS24において、設計値にて推定した伝送効率最大となる位置(伝送効率最大位置設計値)を目標駐車位置とする。伝送効率最大位置設計値は、例えば前後方向の位置ずれ量がゼロであり、かつ横方向の位置ずれ量がゼロである位置とする。ステップS24の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 If it is determined that the number of data that matches the serial number and the current SOC is less than the predetermined value (step S21: No), the charging control unit 40 selects the position where the transmission efficiency is maximum (transmission efficiency maximum position) based on the design. design value) is set as the target parking position (step S24). If the number of data stored in the transmission efficiency database 50 is not sufficient, there is a concern that the accuracy of the maximum transmission efficiency position may be insufficient, so this is not set as the target parking position. In this case, in step S24, the position at which the transmission efficiency is maximized (the maximum transmission efficiency position design value) estimated using the design value is set as the target parking position. The maximum transmission efficiency position design value is, for example, a position where the amount of positional deviation in the longitudinal direction is zero and the amount of positional deviation in the lateral direction is zero. After executing the process of step S24, this control routine ends.

次に、図6を参照して、伝送効率データベース50に格納されるデータ群の作成方法について説明する。図6は、伝送効率データベースの作成フローを示すフローチャート図である。図6に示す制御は、充電制御部40により実施される。 Next, a method for creating a data group to be stored in the transmission efficiency database 50 will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of creating a transmission efficiency database. The control shown in FIG. 6 is performed by the charging control section 40.

充電制御部40は、非接触充電が開始されたか否かを判定する(ステップS31)。ステップS31では、車両2が駐車した状態において、送電コイル11から受電コイル21への非接触式送電が開始された否かが判定される。 The charging control unit 40 determines whether non-contact charging has been started (step S31). In step S31, it is determined whether or not non-contact power transmission from the power transmitting coil 11 to the power receiving coil 21 has been started while the vehicle 2 is parked.

非接触充電が開始されていないと判定された場合(ステップS31:No)、この制御ルーチンは終了する。伝送効率データベース50に格納する伝送効率は充電時に実測するため、充電が開始されていない場合には処理を終了する。 If it is determined that non-contact charging has not been started (step S31: No), this control routine ends. Since the transmission efficiency stored in the transmission efficiency database 50 is actually measured during charging, the process ends if charging has not started.

非接触充電が開始されたと判定された場合(ステップS31:Yes)、充電制御部40は伝送効率を算出する(ステップS32)。ステップS32では、送電コイル11による送電電力に対する受電コイル21による受電電力の割合が伝送効率として算出される。 When it is determined that non-contact charging has started (step S31: Yes), the charging control unit 40 calculates the transmission efficiency (step S32). In step S32, the ratio of the power received by the power receiving coil 21 to the power transmitted by the power transmitting coil 11 is calculated as the transmission efficiency.

そして、充電制御部40は、ステップS32で算出した伝送効率を、前後方向の位置ずれ量および横方向の位置ずれ量と、送電ユニット10の製造番号と、現在のSOCとに関連付けて伝送効率データベース50に格納する(ステップS33)。ステップS33では、前後方向の位置ずれ量および横方向の位置ずれ量と、使用している送電ユニット10の製造番号と、駆動用バッテリ30の現在のSOCが取得される。そして、これらの状態ごとに、ステップS32で算出した伝送効率を伝送効率データベース50に格納する。つまり、少なくとも伝送効率と位置ずれ量とを含む実測情報が伝送効率データベース50に格納される。仮に、以前に取得したデータが既に格納されていた場合には、図7に示すように、今回取得したデータを含めて平均処理を行い、データ数と合わせて格納する。この処理については平均処理に限らず、最新データの反映率を大きくして算出してもよい。ステップS33の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 Then, the charging control unit 40 associates the transmission efficiency calculated in step S32 with the amount of positional deviation in the longitudinal direction and the amount of positional deviation in the lateral direction, the serial number of the power transmission unit 10, and the current SOC and databases the transmission efficiency. 50 (step S33). In step S33, the amount of displacement in the longitudinal direction and the amount of displacement in the lateral direction, the serial number of the power transmission unit 10 in use, and the current SOC of the drive battery 30 are acquired. Then, for each of these states, the transmission efficiency calculated in step S32 is stored in the transmission efficiency database 50. That is, actual measurement information including at least the transmission efficiency and the amount of positional deviation is stored in the transmission efficiency database 50. If previously acquired data has already been stored, as shown in FIG. 7, averaging processing is performed including the currently acquired data, and the data is stored together with the number of data. This processing is not limited to averaging processing, and calculation may be performed by increasing the reflection rate of the latest data. After executing the process of step S33, this control routine ends.

以上説明した通り、実施形態によれば、充電効率が最大となる位置に駐車可能になる。非接触充電システム1では、充電効率最大値を従来技術の外挿ではなく、内挿予測しているため、充電効率を高めることができる。また、非接触充電システム1では、地上側の送電ユニット10の前後方向だけでなく、横方向の伝送効率も考慮しているため、充電効率を高めることができる。また、非接触充電システム1では、伝送効率を実測するときは、車両2が移動しながらではなく、車両2が停車中に行っているため、充電効率を高めることができる。 As explained above, according to the embodiment, it is possible to park at a position where charging efficiency is maximized. In the non-contact charging system 1, since the maximum charging efficiency is predicted by interpolation instead of extrapolation as in the conventional technology, charging efficiency can be improved. In addition, in the non-contact charging system 1, the charging efficiency can be improved because the transmission efficiency in the lateral direction as well as in the front-rear direction of the power transmission unit 10 on the ground side is taken into consideration. Moreover, in the non-contact charging system 1, when actually measuring the transmission efficiency, the charging efficiency is measured not while the vehicle 2 is moving but while the vehicle 2 is stopped.

また、伝送効率を左右する因子の影響を除外でき、伝送効率最大位置の推定精度が上がる。さらに、伝送効率データベース50のデータ不足による伝送効率最大位置の推定精度の悪化を回避できる。 Furthermore, the influence of factors that influence transmission efficiency can be excluded, increasing the accuracy of estimating the position of maximum transmission efficiency. Furthermore, deterioration in the estimation accuracy of the maximum transmission efficiency position due to insufficient data in the transmission efficiency database 50 can be avoided.

1 非接触充電システム
2 車両
10 送電ユニット
11 送電コイル
12 第1無線機
13 第1制御部
14 第1電力検出部
15 位置検出部
20 受電ユニット
21 受電コイル
22 第2無線機
23 第2制御部
24 第2電力検出部
30 駆動用バッテリ
40 充電制御部
50 伝送効率データベース
1 Non-contact charging system 2 Vehicle 10 Power transmission unit 11 Power transmission coil 12 First radio device 13 First control section 14 First power detection section 15 Position detection section 20 Power receiving unit 21 Power receiving coil 22 Second radio device 23 Second control section 24 Second power detection section 30 Driving battery 40 Charging control section 50 Transmission efficiency database

Claims (1)

車両に設けられた受電ユニットと地上に設けられた送電ユニットとの間で非接触により電力を送電し、前記車両に搭載されたバッテリを充電する非接触充電システムであって、
非接触充電時に、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの間の伝送効率と、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの相対的な位置関係とを含む実測情報とを記憶部に格納し、
前記記憶部に格納された実測情報を用いて前記伝送効率の高い車両位置を算出し、その算出した車両位置を目標駐車位置に設定する
ことを特徴とする非接触充電システム。
A contactless charging system that charges a battery mounted on the vehicle by transmitting power in a non-contact manner between a power reception unit installed on a vehicle and a power transmission unit installed on the ground,
During non-contact charging, actual measurement information including transmission efficiency between the power receiving unit and the power transmitting unit and a relative positional relationship between the power receiving unit and the power transmitting unit is stored in a storage unit;
A non-contact charging system, characterized in that the vehicle position with high transmission efficiency is calculated using the measured information stored in the storage unit, and the calculated vehicle position is set as a target parking position.
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