JP5577128B2 - Contactless charging system - Google Patents
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Description
この発明は、例えば電気自動車に用いられる非接触充電システムに関するものである。 The present invention relates to a non-contact charging system used for an electric vehicle, for example.
例えば、非接触充電システムによりバッテリの充電を行う電気自動車にあっては、所定の位置に車両を駐車し、地上側に設けられた1次コイルと、車両側に設けられた2次コイルとを対向させてこれら1次コイルと2次コイルとを電磁結合させ、バッテリの充電を行うようになっている。ここで、1次コイルと2次コイルとは、対向させる際の位置ズレによる充電効率の低下が著しい。しかしながら、利用者は運転しながら1次コイル、および2次コイルの位置を正確に把握することが困難である。 For example, in an electric vehicle that charges a battery by a non-contact charging system, the vehicle is parked at a predetermined position, and a primary coil provided on the ground side and a secondary coil provided on the vehicle side are provided. The primary coil and the secondary coil are electromagnetically coupled with each other so as to charge the battery. Here, the primary coil and the secondary coil are remarkably deteriorated in charging efficiency due to misalignment when facing each other. However, it is difficult for the user to accurately grasp the positions of the primary coil and the secondary coil while driving.
このため、車両に設けられている2次コイルの両端に、それぞれ磁気センサを設けると共に、これら2次コイル、および磁気センサを一体的に車両の左右方向に向かって移動させるモータを設け、1次コイルに対する2次コイルの左右の位置ズレが磁気センサによって検出可能に構成した技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
これによれば、磁気センサの検出出力に応答してモータを駆動し、2次コイルを左右に移動させ、2次コイルを1次コイルに丁度重ね合わせることができる。これにより、1次コイルから2次コイルへの充電効率を最も高いレベルで保持しようとしている。
For this reason, a magnetic sensor is provided at each end of a secondary coil provided in the vehicle, and a motor for integrally moving the secondary coil and the magnetic sensor in the left-right direction of the vehicle is provided. A technique has been disclosed in which a left-right positional shift of a secondary coil with respect to a coil can be detected by a magnetic sensor (for example, see Patent Document 1).
According to this, the motor can be driven in response to the detection output of the magnetic sensor, the secondary coil can be moved left and right, and the secondary coil can be just superimposed on the primary coil. As a result, the charging efficiency from the primary coil to the secondary coil is maintained at the highest level.
しかしながら、上述の従来技術にあっては、磁気センサの検出出力に基づいて2次コイルと1次コイルとの位置を合わせるので、磁気センサの取り付け位置精度や磁気センサの検出精度によって1次コイルに対する2次コイルの位置が変わってしまう。つまり、2次コイルを1次コイルに丁度重ね合わせることができているか否かの確認ができず、1次コイルから2次コイルへの充電効率を最も高いレベルで確実に保持することが困難であるという課題がある。 However, in the above-described prior art, the positions of the secondary coil and the primary coil are aligned based on the detection output of the magnetic sensor, so the accuracy relative to the primary coil depends on the mounting position accuracy of the magnetic sensor and the detection accuracy of the magnetic sensor. The position of the secondary coil changes. In other words, it is difficult to confirm whether or not the secondary coil can be superimposed on the primary coil, and it is difficult to reliably maintain the charging efficiency from the primary coil to the secondary coil at the highest level. There is a problem that there is.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、1次コイルから2次コイルへの充電効率を最も高いレベルで確実に保持することが可能な非接触充電システムを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a non-contact charging system capable of reliably maintaining the charging efficiency from the primary coil to the secondary coil at the highest level. Is.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、電磁誘導により電力を供給するための1次コイル(例えば、実施形態における1次コイル5)を有する送電装置(例えば、実施形態における送電装置6)と、車両(例えば、実施形態における電気自動車2)に搭載され、前記送電装置と電磁結合して電力を受け取る2次コイル(例えば、実施形態における2次コイル31)を有する受電装置(例えば、実施形態における受電装置32)と、前記1次コイルを移動させる駆動装置(例えば、実施形態における駆動装置7)と、前記車両の幅と長さに基づいて前記1次コイルの移動範囲を特定する範囲特定装置(例えば、実施形態における範囲特定装置8)と、前記範囲特定装置により特定された範囲内において、前記1次コイルから前記2次コイルへの充電効率を算出すると共に、この算出結果が最大となる最適位置を判断する制御装置(例えば、実施形態における制御装置34)とを備え、前記駆動装置は、前記範囲特定装置により特定された前記移動範囲内で、前記1次コイルを一方向に直線移動可能、かつ前記一方向と直交する直交方向に直線移動可能に構成され、前記制御装置は、前記一方向で前記充電効率が最大になる位置と、前記直交方向で前記充電効率が最大になる位置とに基づいて、前記最適位置を判断し、前記駆動装置は、前記制御装置による判断結果に基づいて、前記1次コイルを前記最適位置に移動させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is a power transmission device (for example, an embodiment) having a primary coil (for example, the
このように構成することで、2次コイルの充電効率を制御装置により検出しながら、駆動装置を用いて充電効率が最も効率よく行われる最適位置に1次コイルを移動させることができる。このため、2次コイルが最も効率よく電力を受け取ることが可能な位置に、1次コイルを確実に移動させることができる。
また、制御装置は、駆動装置が1次コイルを特定の範囲の一方向に移動させているときに、一方向の移動範囲で充電効率が最大となる位置を特定する。そして、駆動装置は、一方向の移動範囲で充電効率が最大となる位置において、一方向と直交する直交方向に1次コイルを移動させる。このとき、制御装置は、一方向と直交する方向の移動範囲で充電効率が最大となる位置を特定する。
By comprising in this way, a primary coil can be moved to the optimal position where charging efficiency is most efficiently performed using a drive device, detecting the charging efficiency of a secondary coil with a control apparatus. For this reason, a primary coil can be reliably moved to the position where a secondary coil can receive electric power most efficiently.
Further, the control device specifies a position where the charging efficiency becomes maximum in the moving range in one direction when the driving device moves the primary coil in one direction in the specific range. And a drive device moves a primary coil to the orthogonal direction orthogonal to one direction in the position where charging efficiency becomes the maximum in the movement range of one direction. At this time, the control device specifies a position where the charging efficiency is maximized in a moving range in a direction orthogonal to one direction.
請求項2に記載した発明は、前記制御装置は、前記1次コイルを流れる電流値と、前記2次コイルを流れる電流値とに基づいて、前記充電効率を算出することを特徴とする。
The invention described in
このように構成することで、1次コイルを流れる電流値に対する2次コイルの誘導電流値を算出し、この算出結果を充電効率として設定することができる。 By comprising in this way, the induced current value of the secondary coil with respect to the current value which flows through a primary coil can be calculated, and this calculation result can be set as charging efficiency.
請求項3に記載した発明は、前記1次コイル、および前記2次コイルは、それぞれ平面視円形状に形成された平面コイルであることを特徴とする。
The invention described in
このように構成することで、2次コイルに対する1次コイルの位置を容易に合わせることができる。すなわち、各コイルの平面の向きによって1次コイルと2次コイルとの相対位置関係がずれることを防止でき、これによる充電効率の変化を防止することができる。 By comprising in this way, the position of the primary coil with respect to a secondary coil can be match | combined easily. That is, the relative positional relationship between the primary coil and the secondary coil can be prevented from being shifted depending on the orientation of the plane of each coil, and a change in charging efficiency due to this can be prevented.
請求項1に記載した発明によれば、2次コイルの充電効率を制御装置により検出しながら、駆動装置を用いて充電効率が最も効率よく行われる最適位置に1次コイルを移動させることができる。このため、2次コイルが最も効率よく電力を受け取ることが可能な位置に、1次コイルを確実に移動させることができる。よって、1次コイルから2次コイルへの充電効率を最も高いレベルで確実に行うことが可能になる。
また、制御装置は、一方向と直交する方向の移動範囲で充電効率が最大となる位置を特定することができるので、充電効率が最大となる正確な位置を速やかに特定することができる。
According to the first aspect of the present invention, the primary coil can be moved to the optimum position where the charging efficiency is most efficiently performed using the driving device while the charging efficiency of the secondary coil is detected by the control device. . For this reason, a primary coil can be reliably moved to the position where a secondary coil can receive electric power most efficiently. Therefore, the charging efficiency from the primary coil to the secondary coil can be reliably performed at the highest level.
Moreover, since the control apparatus can specify the position where the charging efficiency is maximized in the moving range in the direction orthogonal to the one direction, it is possible to quickly specify the exact position where the charging efficiency is maximized.
請求項2に記載した発明によれば、1次コイルを流れる電流値に対する2次コイルの誘導電流値を算出し、この算出結果を充電効率として設定することができる。このため、無駄な過電流を1次コイルに供給することを防止できるので、送電装置の負荷を抑制でき、この結果、送電装置の劣化を防止することができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to calculate the induced current value of the secondary coil with respect to the current value flowing through the primary coil, and set the calculation result as the charging efficiency. For this reason, since it can prevent supplying useless overcurrent to a primary coil, the load of a power transmission apparatus can be suppressed, As a result, degradation of a power transmission apparatus can be prevented.
請求項3に記載した発明によれば、2次コイルに対する1次コイルの位置を容易に合わせることができる。すなわち、各コイルの平面の向きによって1次コイルと2次コイルとの相対位置関係がずれることを防止でき、これによる充電効率の変化を防止することができる。このため、充電効率を向上させることができる。
According to the invention described in
(非接触充電システム)
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、電気自動車2の側面側からみた非接触充電システム1の概略構成図、図2は、電気自動車2の下側からみた非接触充電システム1の概略構成図である。なお、以下の説明において、電気自動車2の進行方向前方を単に前方、進行方向後方を単に後方、電気自動車2の幅方向を左右方向などと表現して説明する場合がある。
図1、図2に示すように、非接触充電システム1は、例えば電気自動車2等に搭載されているバッテリ20の充電を行うためのものであって、電気自動車2の内部に搭載される車両側充電装置3と、例えば駐車場等の電気自動車2の外部に設けられる駐車設備側充電装置4とを備えている。
(Non-contact charging system)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the non-contact charging system 1 viewed from the side of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the non-contact charging system 1 is for charging a
電気自動車2は、モータ21や減速機22などの動力伝達部を収容したモータユニット23と、モータ21を駆動させるためのインバータ24、およびVCU(コンバータ)25と、インバータ24、およびVCU25を冷却する冷媒を循環させるためのEWP(電動冷却水ポンプ)26と、冷媒を冷却するためのラジエータ27と、駆動系から出力される電圧を降圧してバッテリ20に供給するためのダウンバータ(コンバータ)28と、バッテリ20に対して非接触充電システム1を用いて充電する際、電圧変換器として使用されるチャージャ29と、電気自動車2の車体2aの床下一面に配されたバッテリ20とを備えている。
The
(車両側充電装置)
車両側充電装置3は、駐車設備側充電装置4から供給される電力を受け取る2次コイル(受電コイル)31を有する受電装置32と、駐車設備側充電装置4との情報の送受信を行うための車両側送受信部33と、非接触充電システム1の種々の制御を行う制御装置34とを備えている。
2次コイル31は、例えば絶縁された単線を同一平面上に渦巻き状に巻くことによって、平面視円形状に形成された平面コイルである。2次コイル31は、駐車設備側充電装置4に設けられている後述の1次コイル(給電コイル)5と電磁結合した際、1次コイル5から供給される電力を受け取ることができるようになっている。
(Vehicle charging device)
The vehicle
The
制御装置34は、2次コイル31が受け取る電力(充電エネルギ)を検出している。また、制御装置34は、駐車設備側充電装置4から1次コイル5が出力している電力(放電エネルギ)の情報を車両側送受信部33を介して取得し、2次コイル31の充電効率(充電エネルギと放電エネルギとの比率)を算出している。そして、制御装置34によって算出された充電効率を信号として、車両側送受信部33を介して駐車設備側充電装置4に送信する。
The
なお、本実施形態では、充電効率とは、充電エネルギと放電エネルギとの比率のことを意味する他、1次コイル5からの電磁誘導の影響により2次コイル31に生じる誘導電流(電流値)や誘起電圧(電圧値)、これら誘導電流や誘起電圧に基づいて算出される電力、電圧値と周波数に基づいて算出される実効値のことを総称して充電効率ということとする。
つまり、制御装置34によって算出される充電効率とは、2次コイル31に生じる電流値や電圧値を検出すること、および電力、実効値を算出することも含む。ここで、以下の説明においては、説明を簡単にするために、充電効率という文言に代えて電流、電圧、電力という文言を適宜用いて説明する。
In the present embodiment, the charging efficiency means the ratio between the charging energy and the discharging energy, and the induced current (current value) generated in the
That is, the charging efficiency calculated by the
(駐車設備側充電装置)
駐車設備側充電装置4は、車両側充電装置3に電力を供給するための1次コイル5を有する送電装置6と、1次コイル5を移動させる駆動装置7と、1次コイル5の移動範囲W(図4(a)参照)を特定する範囲特定装置8と、これら駆動装置7、および範囲特定装置8を制御する制御部13と、車両側充電装置3との情報の送受信を行うための駐車設備側送受信部14とを備えている。
1次コイル5は、例えば絶縁された単線を同一平面上に渦巻き状に巻くことによって、平面視円形状に形成された平面コイルである。1次コイル5は、所定の高周波電流が印加されて磁界を発生するように構成されている。
(Parking equipment side charging device)
The parking facility
The
駆動装置7は、一端に送電装置6を支持可能なアーム部9を有している。アーム部9は、電気自動車2の前後方向に沿って伸縮自在、例えばテレスコープ状に構成されたものであって、駆動装置7によって駆動する。また、アーム部9は、電気自動車2の左右方向に沿って移動可能に設けられている。これにより、送電装置6は、地上Jと車体2aとの間を、前後方向に沿って移動可能、かつ左右方向に沿って移動可能になっている。
なお、駆動装置7は、テレスコープ状のアーム部9を有するように構成されている場合に限られるものではなく、送電装置6を前後方向に沿って移動可能、かつ左右方向に沿って移動可能に構成してあればよい。
The
The driving
範囲特定装置8は、電気自動車2の幅を検出可能な輪止め10を備えている。輪止め10は、電気自動車2の移動を規制するためのものであって、電気自動車2のタイヤ11が接触する部位にタイヤ検出センサ12が設けられている。このタイヤ検出センサ12は、タイヤ11の位置を検出するためのものである。タイヤ検出センサ12は、さまざまな電気自動車2の車種に対応可能なように、左右のタイヤ11に対応する位置に複数設けられている。そして、輪止め10に、例えば前輪の左右のタイヤ11が接触すると、タイヤ検出センサ12によって前輪の左右のタイヤ11の間の距離が検出されるようになっている。
タイヤ検出センサ12としては、例えばリミットスイッチ等の接触式センサ、光電センサ、またはタッチパネル等、さまざまなセンサを用いることが可能である。
The
As the
また、輪止め10には、範囲特定装置8に設けられている算出部8aに信号を送信するための送信部15が設けられている。この送信部15と駐車設備側送受信部14とを介して、タイヤ検出センサ12による検出結果が信号として算出部8aに出力される。
算出部8aは、タイヤ検出センサ12による検出結果に基づいて電気自動車2の幅を算出するためのものである。また、算出部8aは、算出された電気自動車2の幅に基づいて、電気自動車2の前後方向の長さを算出する。
Further, the
The
算出部8aは、タイヤ検出センサ12による検出結果に基づいて電気自動車2の幅を算出するためのものであって、範囲特定装置8内に設けられている。算出部8aは、タイヤ検出センサ12から入力された信号に基づいて、車体2aの幅を算出する。また、算出部8aは、算出された車体2aの幅に基づいて、車体2aの前後方向の長さを算出する。
The
車体2aの前後方向の長さの算出方法としては、例えば車体2aの幅から決定される最大法定長さを車体2aの前後方向の長さとして算出する方法がある。また、算出部8aに、例えば車体2aの幅と車体2aの長さを対応付けたテーブルを設け、算出された車体2aの幅でテーブルを参照し、車体2aの前後方向の長さを取得する方法としてもよい。
この他に、車両側充電装置3の制御装置34に予め電気自動車2の車種情報を記憶しておき、この車種情報を駐車設備側送受信部14を介して算出部8aに出力してもよい。この場合、算出部8aは、入力された車種情報に基づいて車体2aの前後方向の長さデータを得ることができる。
As a method for calculating the length in the front-rear direction of the
In addition, the vehicle type information of the
さらに、算出部8aは、算出した車体2aの幅と長さとに基づいて、1次コイル5の移動範囲W(図4(a)参照)を特定する。
なお、車両側充電装置3からの電気自動車2の車種情報に基づいて、車体2aの前後方向の長さデータを得る場合、車種情報から車体2aの幅データを得ることも可能である。しかしながら、1次コイル5の移動範囲Wを決定するにあたって、電気自動車2のタイヤ11が輪止め10に接触した位置を認識する必要がある。このため、車体2aの幅は、タイヤ検出センサ12からの出力信号に基づいて算出することが望ましい。
Furthermore, the
In addition, when obtaining length data in the front-rear direction of the
制御部13は、範囲特定装置8の算出部8aにより特定された移動範囲Wに基づいて駆動装置7に信号を出力し、1次コイル5の移動範囲を制御するようになっている。また、制御部13は、1次コイル5が出力している電力(放電エネルギ)を信号として、駐車設備側送受信部14を介して車両側充電装置3の制御装置34に送信している。
さらに、制御部13には、車両側充電装置3の制御装置34により算出された充電効率が信号として駐車設備側送受信部14を介して入力される。
The
Furthermore, the charging efficiency calculated by the
ここで、車両側充電装置3の制御装置34は、範囲特定装置8で特定された1次コイル5の移動範囲W内における充電効率の最大値を判断し、この判断結果を信号として駐車設備側充電装置4の制御部13に出力するようになっている。
制御部13は、車両側充電装置3の制御装置34から出力されている判断結果に基づいて駆動装置7に信号を出力し、充電効率が最大となるように1次コイル5の位置を調整し、特定の位置に1次コイル5を移動させる。そして、1次コイル5と2次コイル31とを電磁結合させ、電気自動車2のバッテリ20に充電を行う。
Here, the
The
(1次コイルの位置調整手順)
より具体的に、図3〜図5に基づいて1次コイル5の位置調整手順について説明する。
図3は、1次コイル5の位置調整手順について示すフローチャート、図4は、1次コイル5の位置調整の動作説明図であって、(a)〜(f)は、各ステップでの状態を示す。また、図5は、縦軸を2次コイル31が受ける誘導電流とし、横軸を1次コイル5の移動量とした場合の誘導電流の変化を示すグラフであって、(a)〜(c)は各ステップの誘導電流の変化を示す。
なお、以下の説明において、車両側充電装置3の制御装置34が2次コイル31に生じる誘導電流を検出する場合について説明する。しかしながら、前述したように、誘起電圧を検出してもよいし、駐車設備側充電装置4から1次コイル5の出力値情報を取得して充電効率、電力、実効値を算出するようにしてもよい。
(Primary coil position adjustment procedure)
More specifically, the procedure for adjusting the position of the
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for adjusting the position of the
In addition, in the following description, the case where the
まず、図3、図4(a)に示すように、例えば非接触充電システム1が設置されている駐車場に電気自動車2を入庫し、輪止め10にタイヤ11が接触した位置で電気自動車2を停止させる。このとき、例えば、電気自動車2の前方から入庫した場合、輪止め10に設けられているタイヤ検出センサ12により、前輪の左右のタイヤ11の位置が検出される。
First, as shown in FIGS. 3 and 4A, for example, the
タイヤ11の位置が検出されると、範囲特定装置8の算出部8aによって、1次コイル5の移動範囲Wが特定される(図3におけるステップS101)。
続いて、駐車設備側充電装置4は、1次コイル5に高周波電流を印加する(図3におけるステップS102)。
次に、駆動装置7を駆動させ、例えば、図4(b)におけるA地点からB地点に至る間の1ライン分、電気自動車2の前後方向に沿って1次コイル5を移動させる(図3におけるステップS103)。
When the position of the
Subsequently, the parking facility
Next, the
ここで、1次コイル5の前後方向のスタート位置は、移動範囲Wのうち、輪止め10側端(図4(b)における左側端)に設定することが望ましい。このように設定することで、1ライン全体に亘って1次コイル5を移動させるにあたって、1次コイル5を往復動させる必要がなくなる。つまり、往路、または復路の何れか一方の移動だけで1ライン全体に亘って1次コイル5を走査させることができる。
また、1次コイル5の左右方向のスタート位置は、移動範囲Wのうち、右側端(図4(b)における上側端)、または下側端(図4(b)における下側端)の何れか一端側に設定することが望ましい。このように設定することで、左右方向の移動を最小限に抑えることが可能になる。
Here, it is desirable to set the start position of the
Further, the start position of the
続いて、ステップS103において1次コイル5を電気自動車2の前後方向に沿って移動させると同時に、1次コイル5と2次コイル31とが電磁結合され、2次コイル31に誘導電流が生じているか否かの判断を行う(図3におけるステップS104)。
ステップS104における判断が「No」、つまり、1次コイル5と2次コイル31との間の距離が電磁結合不能な距離である場合、図5(a)に示すように、2次コイル31には何ら誘導電流が生じず、車両側充電装置3の制御装置34によって誘導電流が検出されることがない。このため、駆動装置7によりアーム部9の左右方向の位置を2ライン目に変更する(図3におけるステップS105)。
Subsequently, in step S103, the
If the determination in step S104 is “No”, that is, if the distance between the
そして、再びステップS103に戻り、1次コイル5を電気自動車2の前後方向に沿って移動させる。このとき、前回のステップS103における1次コイル5の移動方向が車体2aの前方から後方に向かう方向であった場合、今回のステップS103における1次コイル5の移動方向は、車体2aの後方から前方に向かう方向になる。これらを1次コイル5の移動するラインを変えながら繰り返し行う。
なお、各ラインの間隔、つまり、ステップS105におけるアーム部9の左右方向の1回のずれ量は、例えば、約1cm程度となるように設定することが望ましい。
And it returns to step S103 again and the
In addition, it is desirable to set the interval between the lines, that is, the amount of one-time deviation of the
一方、ステップS104における判断が「Yes」、つまり、1次コイル5と2次コイル31との間の距離が電磁結合可能な距離である場合、図5(b)に示すように、2次コイル31に誘導電流が生じ、車両側充電装置3の制御装置34によって誘導電流が検出される。
このとき、1次コイル5を移動範囲W内で前後方向全体に移動させることにより、つまり、例えば、図4(c)におけるC地点からD地点に至る間まで1次コイル5を移動させることにより、1ライン上の誘導電流のピーク値(極)を得ることができる。
On the other hand, if the determination in step S104 is “Yes”, that is, if the distance between the
At this time, the
制御装置34は、誘導電流のピーク値を1次コイル5の前後方向における最適位置として判断し、この判断結果を信号として駐車設備側充電装置4の制御部13に出力する。そして、制御部13は、制御装置34からの出力信号に基づいて駆動装置7に信号出力する。駆動装置7は、制御部13からの信号出力に基づいて、1次コイル5を誘導電流のピーク値が検出された前後方向の最適位置に移動させる(図3におけるステップS106、図4(d)参照)。
The
1次コイル5の前後方向における最適位置が決定した後、駆動装置7によって1次コイル5を左右に移動させる(図3におけるステップS107、図4(e)参照)。
そして、ステップS107において1次コイル5を電気自動車2の左右方向に沿って移動させると同時に、2次コイル31に流れる誘導電流にピーク値が存在しているか否かの判断を行う(図3におけるステップS108)。
After the optimum position of the
In step S107, the
ここで、ステップS108における判断が「No」、つまり、2次コイル31に流れる誘導電流のピーク値が変化しない場合、先のステップS106による判断が誤判断であると判断し、再びステップS103に戻る。そして、再び1次コイル5を前後方向に沿って移動させる。
Here, if the determination in step S108 is “No”, that is, if the peak value of the induced current flowing in the
一方、ステップS108における判断が「Yes」、つまり、図4(e)、図5(c)に示すように、例えばE地点からF地点に至る間まで左右方向に移動させ、2次コイル31に流れる誘導電流のピーク値が検出された場合、制御装置34は、このピーク値を1次コイル5の左右方向における最適位置として判断する。
すなわち、1次コイル5の前後方向における最適位置と、左右方向における最適位置とが決定することにより、2次コイル31に流れる誘導電流の最大値が検出される最適位置Pが決定する。この最適位置Pを最大限効率よく充電作業を行うことができる位置として判断する。
On the other hand, the determination in step S108 is “Yes”, that is, as shown in FIGS. 4 (e) and 5 (c), the
That is, the optimum position P in which the maximum value of the induced current flowing in the
そして、制御装置34は、判断結果を信号として駐車設備側充電装置4の制御部13に出力する。制御部13は、制御装置34からの出力信号に基づいて駆動装置7に信号出力する。駆動装置7は、制御部13からの信号出力に基づいて、誘導電流のピーク値が検出された最適位置Pに1次コイル5を移動させる(図3におけるステップS106、図4(f)参照)。
And the
これにより、1次コイル5の位置調整が完了する(図3におけるステップS110)。1次コイル5の位置調整が完了すると、2次コイル31に効率よく誘導電流が生じる。この誘導電流は、電気自動車2に搭載されているダウンバータ28やチャージャ29によって整流され、バッテリ20に蓄電される。
Thereby, the position adjustment of the
(効果)
したがって、上述の実施形態によれば、車両側充電装置3に、2次コイル31に生じる誘導電流を検出し、かつこの誘導電流のピーク値を検出可能な制御装置34を設ける一方、駐車設備側充電装置4に、制御装置34からの信号出力に基づいて1次コイル5を移動させる駆動装置7を設けるので、2次コイル31が最も効率よく電力を受け取ることが可能な最適位置Pに1次コイル5を確実に移動させることができる。このため、最大限に高いレベルで効率よく電気自動車2のバッテリ20に充電を行うことが可能になる。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, the vehicle-
また、制御装置34によって、1次コイル5の出力に対する2次コイル31の充電効率を算出するように構成すれば、送電装置6の負荷を抑制でき、送電装置6(1次コイル5)の劣化を防止することも可能になる。
さらに、駐車設備側充電装置4に設けられている駆動装置7によって、1次コイル5を前後方向、左右方向の2方向に移動可能に構成しているので、前後方向における2次コイル31の誘導電流のピーク値と、左右方向における2次コイル31の誘導電流のピーク値に基づいて、容易に1次コイル5の最適位置Pを判断することができる。このため、1次コイル5を速やかに最適位置Pに移動させることができ、充電作業時間を短縮することが可能になる。
Moreover, if it comprises so that the charging efficiency of the
Further, since the
そして、駐車設備側充電装置4に1次コイル5の移動範囲Wを特定するための範囲特定装置8を設けることにより、1次コイル5を無駄に移動させる必要がなく、充電作業効率をさらに向上させることが可能になる。
また、範囲特定装置8に輪止め10を設けることにより、簡素な構造で車体2aの幅を検出することが可能になる。この結果、範囲特定装置8の構造を簡素化でき、非接触充電システム1の製造コストを低減することが可能になる。
Further, by providing the parking facility
Further, by providing the
さらに、1次コイル5、および2次コイル31を、それぞれ平面視円形状に形成された平面コイルとすることにより、2次コイル31に対する1次コイル5の位置を容易に合わせることができる。すなわち、各コイル5,31の平面の向きによって1次コイル5と2次コイル31との相対位置関係がずれることを防止でき、これによる充電効率の変化を防止することができる。このため、充電効率を向上させることができる。
Furthermore, the
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態における1次コイル5の位置調整手順では、駆動装置7により1次コイル5を前後方向に移動させる際、2次コイル31に生じる誘導電流が検出されたラインで1次コイル5の前後方向における最適位置を決定し、この後、1次コイル5を左右方向に移動させる場合について説明した。
しかしながら、これに限られるものではなく、まず、範囲特定装置8によって特定された移動範囲W全体に亘って1次コイル5の前後方向の誘導電流を検出し、この後、移動範囲W全体に亘って1次コイル5の左右方向の誘導電流を検出した後、1次コイル5の最適位置Pを判断するように構成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the position adjustment procedure of the
However, the present invention is not limited to this. First, an induced current in the front-rear direction of the
また、上述の実施形態では、1次コイル5、および2次コイル31がそれぞれ平面視円形状に形成された平面コイルである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、1次コイル5、および2次コイル31を、例えば平面視多角形状に形成してもよい。この場合、前述したように、範囲特定装置8によって特定された移動範囲W全体に亘って1次コイル5を前後左右に移動させる必要がある。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where the
さらに、上述の実施形態における1次コイル5の位置調整手順では、範囲特定装置8に設けられた輪止め10により、タイヤ11の位置を検出し、この検出結果に基づいて1次コイル5の移動範囲Wを特定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、車両側充電装置3の制御装置34に、予め2次コイル31の車体2aに対する位置情報を記憶させ、タイヤ検出センサ12によってタイヤ11の位置を検出したタイミングで、範囲特定装置8に2次コイル31の位置情報を送信するように構成してもよい。このように構成することで、2次コイル31、およびこの周辺を移動範囲Wとして特定することも可能になる。すなわち、移動範囲Wをさらに限定することが可能になり、より効率よく1次コイル5を移動させることができる。
Furthermore, in the position adjustment procedure of the
そして、上述の実施形態では、車両側充電装置3に制御装置34を設ける一方、駐車設備側充電装置4に制御部13を設けた場合について説明した。しかしながら、駐車設備側充電装置4側に制御装置34を設けてもよいし、車両側充電装置3側に制御部13を設けてもよい。この場合、制御装置34に、駆動装置7や範囲特定装置8の制御を行う制御部13の機能をもたせるように構成してもよい。
And in the above-mentioned embodiment, while providing the
また、上述の実施形態では、範囲特定装置8の輪止め10に送信部15を設け、この送信部15を介して範囲特定装置8の検出結果を算出部8aに出力する場合について説明した(図1参照)。しかしながら、これに限られるものではなく、輪止め10に送信部15を設けずに、輪止め10のタイヤ検出センサ12と算出部8aとを直接電気的に接続するように構成してもよい。この場合、タイヤ検出センサ12と算出部8aと電気的に接続するためのハーネス(不図示)を、例えば地下に埋設すればよい。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the
1…非接触充電システム 2…電気自動車(車両) 2a…車体 3…車両側充電装置 4…駐車設備側充電装置 5…1次コイル 6…送電装置 7…駆動装置 8…範囲特定装置 8a…算出部 9…アーム部 10…輪止め 12…タイヤ検出センサ 13…制御部 31…2次コイル 32…受電装置 34…制御装置 P…最適位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
車両に搭載され、前記送電装置と電磁結合して電力を受け取る2次コイルを有する受電装置と、
前記1次コイルを移動させる駆動装置と、
前記車両の幅と長さに基づいて前記1次コイルの移動範囲を特定する範囲特定装置と、
前記範囲特定装置により特定された範囲内において、前記1次コイルから前記2次コイルへの充電効率を算出すると共に、この算出結果が最大となる最適位置を判断する制御装置とを備え、
前記駆動装置は、前記範囲特定装置により特定された前記移動範囲内で、前記1次コイルを一方向に直線移動可能、かつ前記一方向と直交する直交方向に直線移動可能に構成され、
前記制御装置は、前記一方向で前記充電効率が最大になる位置と、前記直交方向で前記充電効率が最大になる位置とに基づいて、前記最適位置を判断し、
前記駆動装置は、前記制御装置による判断結果に基づいて、前記1次コイルを前記最適位置に移動させることを特徴とする非接触充電システム。 A power transmission device having a primary coil for supplying power by electromagnetic induction;
A power receiving device mounted on a vehicle and having a secondary coil that electromagnetically couples with the power transmitting device to receive power;
A driving device for moving the primary coil;
A range specifying device for specifying a moving range of the primary coil based on the width and length of the vehicle;
A controller for calculating charging efficiency from the primary coil to the secondary coil within a range specified by the range specifying device, and determining an optimum position where the calculation result is maximized;
The drive device is configured to linearly move the primary coil in one direction and linearly move in an orthogonal direction orthogonal to the one direction within the moving range specified by the range specifying device,
The control device determines the optimum position based on a position where the charging efficiency is maximized in the one direction and a position where the charging efficiency is maximized in the orthogonal direction,
The drive device moves the primary coil to the optimum position based on a determination result by the control device.
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