車両用無線充電装置
【課題】車両用無線充電装置において、駐車場の一次側コイルと車両の二次側コイルとの間の相対位置の検出を、簡易な構成により実現できること。
【解決手段】本発明に係る車両用無線充電装置は、充電用一次側コイルと、充電用二次側コイルと、センサ用二次側コイルと、位置算出部とを備える。前記充電用一次側コイルは、駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する。前記充電用二次側コイルは、前記車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する。前記センサ用二次側コイルは、前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場においてコイルから無線により電力を受電する。前記位置算出部は、前記充電用二次側コイル及び前記センサ用二次側コイル各々により得られる電力の強度の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【解決手段】本発明に係る車両用無線充電装置は、充電用一次側コイルと、充電用二次側コイルと、センサ用二次側コイルと、位置算出部とを備える。前記充電用一次側コイルは、駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する。前記充電用二次側コイルは、前記車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する。前記センサ用二次側コイルは、前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場においてコイルから無線により電力を受電する。前記位置算出部は、前記充電用二次側コイル及び前記センサ用二次側コイル各々により得られる電力の強度の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた二次側コイルが、駐車場に設けられた一次側コイルから無線により電力を受電し、その電力を車両のバッテリへ充電する車両用無線充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリが搭載された電動車両が普及しつつある。また、電動車両の外部から電動車両のバッテリへ無線により充電を行う車両用無線充電装置が知られている。例えば、特許文献１には、共鳴法による送電を行う車両用無線充電装置が示されている。共鳴法による送電においては、車両に設けられた二次側コイルが、駐車場に設けられた一次側コイルに対し、磁場の共鳴によって磁気的に結合されることにより、一次側コイルから無線により電力を受電する。共鳴法による送電の詳細は、非特許文献１に示されている。前記共鳴法による送電を採用することにより、数キロワットの電力を数メートル先まで送電することが可能となる。
【０００３】
一般に、車両用無線充電装置において、一次側コイルと二次側コイルとの間の位置関係が、理想的な位置関係から大きくずれるほど、充電の効率がより悪化する。ここで、前記共鳴法による送電は、一次側コイルと二次側コイルとの位置のずれの大きさに応じて送電効率が悪化する程度が、他の方法に対して比較的小さい。しかしながら、前記共鳴法による送電においても、一次側コイルと二次側コイルとの位置のずれは小さい方がより好ましい。
【０００４】
従って、車両用無線充電装置が設けられた駐車場において、電動車両を目標位置へ誘導することは、充電時間の短縮及び省電力化のために重要である。そして、電動車両を目標位置へ誘導するためには、駐車場の一次側コイルと車両の二次側コイルとの間の相対位置を検出し、その相対位置の情報を運転者に通知することが有効である。
【０００５】
一方、特許文献２には、路面に設けられた複数の磁気マーカと、車両に設けられた複数の磁気センサとを用いて、磁気マーカの位置を基準とする車両の位置を検出する技術について示されている。特許文献２に示される技術では、路面に配列された複数の磁気マーカが発する磁界各々の強度が、車両に配列された複数の磁気センサにより検出される。そして、検出された磁界の強度の分布を、予め用意された磁界の強度のマップと照合することにより、車両の位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【特許文献２】特開平９−２９２２３６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Andre Kurs 他、"Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances"、Science Vol. 317. no. 5834、pp.83-86、2007年7月6日、URL: http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示される車両の位置検出装置は、正しい位置検出のために、駐車場の地面に配列される多数の磁気マーカと、車両に配列される多数の磁気センサとが必要である。そのため、車両用無線充電装置に、特許文献２の技術が採用された場合、部品点数が増え、装置の構成が複雑になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、車両用無線充電装置において、駐車場の一次側コイルと車両の二次側コイルとの間の相対位置の検出を、簡易な構成により実現できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る車両用無線充電装置は、充電用一次側コイルと、充電用二次側コイルと、充電部と、センサ用二次側コイルと、第１電力検出部と、第２電力検出部と、位置算出部と、情報出力部と、を備える。前記充電用一次側コイルは、駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発するコイルである。前記充電用二次側コイルは、前記車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電するコイルである。前記充電部は、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する。前記センサ用二次側コイルは、前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するコイルである。前記第１電力検出部は、前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する。前記第２電力検出部は、前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する。前記位置算出部は、前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する。
【００１１】
また、前記第１の発明に係る車両用無線充電装置は、センサ用一次側コイルと磁場出力切替部とを更に備えることが考えられる。前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部は、前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える。この場合、前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１２】
例えば、前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場への前記車両の進入方向において前記充電用一次側コイルよりも上流側に配置される。また、前記センサ用二次側コイルは、前記車両が前記充電用二次側コイル及び前記充電用一次側コイルが相互に対向する目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイルに対向する位置に配置される。そして、前記位置算出部は、前記充電用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部の検出結果と、前記センサ用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する。
【００１３】
また、第２の発明に係る車両用無線充電装置は、前記充電用一次側コイルと、前記充電用二次側コイルと、前記充電部と、前記センサ用一次側コイルと、前記磁場出力切替部と、前記位置算出部と、前記情報出力部とを備える。第２の発明における前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１４】
また、第２の発明に係る車両用無線充電装置も、前記第１の発明に係る車両用無線充電装置と同様に、前記センサ用二次側コイルと前記第２電力検出部とを、更に備えることが考えられる。この場合、前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１５】
また、第１の発明に係る車両用無線充電装置又は第２の発明に係る車両用無線充電装置が、動作モード切替部を更に備えることが考えられる。前記動作モード切替部は、当該車両用無線充電装置の動作モードを、前記充電部による前記充電池への充電が行われない状況下で、前記位置検出部が前記電力検出部の検出結果を用いて前記相対位置を算出する位置検出モードと、前記充電部による前記充電池への充電が行われる充電モードと、に切り替える。
【００１６】
また、第１の発明及び第２の発明において、前記充電用二次側コイルが、二次側自己共振コイルと二次側電磁誘導コイルとを備えることが考えられる。前記二次側自己共振コイルは、前記充電用一次側コイルに対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記充電用一次側コイルから電力を受電するコイルである。前記二次側電磁誘導コイルは、電磁誘導により前記二次自己共振コイルから電力を受電するコイルである。また、前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報の画像を前記車両に設けられた表示部に出力することが考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明及び第２の発明によれば、車両用無線充電装置が元々備えている駐車場の充電用一次側コイル及び車両の充電用二次側コイルが、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置の検出にも兼用される。また、前記磁場出力切替部が採用されることにより、インバータ回路などを備えた電力供給部を、前記充電用一次側コイルに対する電力供給の用途と前記センサ用一次側コイルに対する電力供給の用途とに共用することが可能となる。その結果、車両用無線充電装置において、前記一次側充電用コイルと前記二次側充電用コイルとの間の相対位置の検出を、簡易な構成により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用無線充電装置１の概略構成図である。
【図２】車両用無線充電装置１における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図３】車両用無線充電装置１における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用無線充電装置２の概略構成図である。
【図５】車両用無線充電装置２における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図６】車両用無線充電装置２における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る車両用無線充電装置３の概略構成図である。
【図８】車両用無線充電装置３における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図９】車両用無線充電装置３における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図１０】車両用無線充電装置３におけるコイルの配置の一例を表す図である。
【図１１】二次側コイルの電流と一次側コイルから二次側コイルまでの距離との関係を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明の第１から第３までの実施形態に係る車両用無線充電装置１〜３は、車両に設けられた二次側コイルにより、駐車場に設けられた一次側コイルから無線によって電力を受電し、その電力を車両のバッテリへ充電する。また、前記車両用無線充電装置１〜３において、車両に設けられた二次側コイルは、駐車場に設けられた一次側コイルに対して磁場の共鳴によって磁気的に結合されることにより、一次側コイルから無線により電力を受電する。以下、第１実施形態に係る車両用無線充電装置１、第２実施形態に係る車両用無線充電装置２及び第３実施形態に係る車両用無線充電装置３は、それぞれ充電装置１、充電装置２及び充電装置３と略して記載されている。
【００２０】
＜第１実施形態＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る充電装置１の構成について説明する。図１に示されるように、前記充電装置１は、車両８が進入する駐車場９及びその近くに設置された送電側装置１０ａと、車両８に設けられた受電側装置２０ａとを備えている。図１において、前記駐車場９への前記車両８の概ねの進入方向９１が、矢印によって示されている。なお、図１に示される前記進入方向９１は、矩形状の駐車場９の一方の短辺から他方の短辺へ向かう直線に沿う方向であるが、矩形状の駐車場９の長辺における一方の短辺に近い部分から他方の短辺へ向かう曲線に沿う方向であることも考えられる。
【００２１】
前記送電側装置１０ａは、充電用一次側コイル１１と、高周波電力生成部１３と、給電制御部１４とを備えている。また、前記受電側装置２０ａは、充電用二次側コイル２１と、センサ用二次側コイル２２と、充電回路２３と、バッテリ２４と、演算回路２５と、第１電流計２６と、第２電流計２７とを備えている。また、前記車両８には、前記受電側装置２０ａの他に、情報出力用のデバイスとして表示パネル３１及びスピーカ３２が設けられている。なお、前記車両８は、動力源となるモータ及びそのモータの駆動回路などの他の構成要素も備えているが、それらの構成要素は図１において省略されている。
【００２２】
前記高周波電力生成部１３は、例えば商用電源などの交流電源１５から供給される電力を高周波数の電力へ変換し、その高周波数の電力を前記充電用一次側コイル１１へ供給する装置である。前記高周波電力生成部１３は、駐車場９又はその近くに設置される。例えば、前記高周波電力生成部１３は、１〜１００ＭＨｚ程度の周波数の交流電力を生成する。
【００２３】
前記充電用一次側コイル１１は、駐車場９内に設けられ、高周波数の電力が供給されることにより、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。例えば、前記充電用一次側コイル１１は、前記駐車場９の地面に埋設される。
【００２４】
前記給電制御部１４は、前記高周波電力生成部１３の作動及び停止を切り替える制御を行う装置である。前記給電制御部１４により、前記充電用一次側コイル１１による磁場出力の開始及び停止が制御される。
【００２５】
一方、前記充電用二次側コイル２１は、前記車両８に搭載され、前記充電用一次側コイル１１から無線により電力を受電するコイルである。図１は、車両８が駐車場９内の予め定められた目標位置に停止された状態を表している。車両８が駐車場９内の前記目標位置に停止された状態において、前記充電用二次側コイル２１は、前記充電用一次側コイル１１に対向して位置する。例えば、車両８が前記目標位置に停止された状態において、前記充電用二次側コイル２１と前記充電用一次側コイル１１とが同軸上に位置する。その状態が、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１への送電の効率が最も高い状態である。
【００２６】
前記充電回路２３は、前記充電用二次側コイル２１により得られる高周波数の電力を前記バッテリ２４の仕様に合った直流電力へ変換し、その直流電力を前記バッテリ２４に供給することにより、前記バッテリ２４への充電を行う装置である。例えば、前記充電回路２３は、前記高周波数の電力を整流する整流回路、又は前記充電用二次側コイル２１により得られる高周波数の交流電圧を、前記バッテリ２４の仕様に合った直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路などである。
【００２７】
また、前記バッテリ２４は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの充電可能な二次電池である。前記バッテリ２４に蓄えられた電力は、車両８の車輪駆動用のモータ、及びその他の電装部品に供給される。
【００２８】
前記センサ用二次側コイル２２は、駐車場９において高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するコイルである。本実施形態においては、前記センサ用二次側コイル２２は、前記充電用一次側コイル１１から電力を受電する。前記センサ用二次側コイル２２は、車両８における前記充電用二次側コイル２１と異なる位置に設けられる。
【００２９】
前記充電用二次側コイル２１は、車両８が駐車場９における予め定められた目標位置に駐車されたときに、前記充電用一次側コイル１１と同軸上で対向する。図１に示される例では、前記充電用二次側コイル２１は、車両８の底面における車幅方向の中央付近に固定されている。また、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８の底面における車幅方向の一方に偏った位置、即ち、前記充電用二次側コイル２１の位置よりも左側面又は右側面に近い位置に固定されている。なお、図１に示されるコイルの配置は一例であり、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における車幅方向の中心線に対して左右対称の位置に配置される場合など、他の配置が採用されることも考えられる。
【００３０】
本実施形態において、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２各々への無線での電力の伝送は、共鳴法による送電である。そのため、前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２は、それぞれ自己共振コイルと電磁誘導コイルとを備えている。
【００３１】
即ち、前記充電用一次側コイル１１は、前記高周波電力生成部１３に接続された充電用の一次側電磁誘導コイル１１２と、その一次側電磁誘導コイル１１２から電磁誘導によって電力を受電する充電用の一次側自己共振コイル１１１とを備えている。
【００３２】
また、前記充電用二次側コイル２１は、充電用の二次側自己共振コイル２１１と充電用の二次側電磁誘導コイル２１２とを備えている。充電用の前記二次側自己共振コイル２１１は、充電用の前記一次側自己共振コイル１１１に対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記一次側自己共振コイル１１１から電力を受電するコイルである。また、充電用の前記二次側電磁誘導コイル２１２は、電磁誘導により充電用の前記二次自己共振コイル２１１から電力を受電するコイルである。この二次側電磁誘導コイル２１２により得られた電力は、有線伝送により前記充電回路２３へ供給される。
【００３３】
同様に、前記センサ用二次側コイル２２は、センサ用の二次側自己共振コイル２２１とセンサ用の二次側電磁誘導コイル２２２とを備えている。センサ用の前記二次側自己共振コイル２２１は、充電用の前記一次側自己共振コイル１１１に対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記一次側自己共振コイル１１１から電力を受電するコイルである。また、センサ用の前記二次側電磁誘導コイル２２２は、電磁誘導によりセンサ用の前記二次自己共振コイル２２１から電力を受電するコイルである。
【００３４】
前記共鳴法による送電が採用された場合、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２各々との位置のずれの大きさに応じて送電効率が悪化する程度は、他の方法が採用される場合よりも小さい。
【００３５】
なお、電磁誘導による送電により、比較的大きな電力を数百ミリメートル先まで送電できる技術が実用化されつつある。そのような技術を用いることにより、電磁誘導による送電が、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１への電力送電の手法として採用されることも考えられる。
【００３６】
前記第１電流計２６は、前記充電用二次側コイル２１により得られる電力の強度を表す指標として、前記充電用二次側コイル２１に流れる電流を検出する。この第１電流計２６は、前記第１電力検出部の一例である。また、前記第２電流計２７は、前記センサ用二次側コイル２２により得られる電力の強度を表す指標として、前記センサ用二次側コイル２２に流れる電流を検出する。この第２電流計２７は、前記第２電力検出部の一例である。
【００３７】
前記演算回路２５は、車両８に設けられた各種センサの検出結果に基づいて各種の情報処理及びデバイスの制御を行う回路であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ（Micro Processor Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサを備えている。
【００３８】
より具体的には、前記演算回路２５は、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果を入力し、それら検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２２との間の相対位置を算出する位置算出処理を実行する。さらに、前記演算回路２５は、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１及び前記スピーカ３２を通じて出力する誘導情報出力処理を実行する。
【００３９】
また、前記演算回路２５は、前記充電回路２３を制御することにより、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電を行うか否かを切り替える機能を備えている。そして、前記演算回路２５は、当該車両用無線充電装置１の動作モードを、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電が行われない状況下で、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７の検出電流を用いて前記位置算出処理及び前記誘導情報出力処理を実行する位置検出モードと、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電が行われる充電モードとに切り替える。
【００４０】
例えば、前記演算回路２５は、車両８の居室内に設けられた車両誘導開始ボタンなどの操作部に対する操作を検知した場合に、動作モードを前記位置検出モードへ移行させる。また、前記演算回路２５は、車両８の居室内に設けられた充電開始ボタンなどの操作部に対する操作を検知した場合に、動作モードを前記充電モードへ移行させる。
【００４１】
一方、車両８が駐車場９に進入し始めたことを検知する進入検知センサが、車両８に設けられている場合が考えられる。この場合、前記演算回路２５が、前記進入検知センサの検知結果に応じて、自動的に動作モードを前記位置検出モードへ移行させることが考えられる。前記進入検知センサは、例えば、駐車場９に設けられた無線信号出力部から出力される無線信号を検知する無線信号受信装置などである。前記無線信号は、例えば、赤外線信号又は電波信号などである。
【００４２】
また、前記進入検知センサ及びその進入検知センサの検知信号を車両８に無線送信する信号送信部が駐車場９に設けられ、前記信号送信部から送信される前記無線信号を受信する信号受信部が、車両８に設けられている場合も考えられる。この場合、前記演算回路２５が、前記信号受信部で受信された前記進入検知センサの検知結果に応じて、自動的に動作モードを前記位置検出モードへ移行させることが考えられる。
【００４３】
また、前記演算回路２５が、以下に例示するように、前記位置検出モードにおいて算出された前記相対位置に基づいて、前記位置検出モードから前記充電モードへの動作モードの移行を自動的に行うことも考えられる。例えば、前記演算回路２５は、前記位置検出処理により算出された前記相対値に基づいて、前記充電用二次側コイル２１が前記充電用一次側コイル１１に対して予め定められた許容範囲内に存在するか否かを判別する。そして、前記演算回路２５は、前記充電用二次側コイル２１が前記許容範囲内に存在すると判別し、かつ、車輪駆動用のモータが停止している場合に、動作モードを前記充電モードへ移行させる。
【００４４】
以上に示したように、前記演算回路２５が、各種センサの検知結果に基づいて動作モードを自動的に移行させる実施形態も考えられる。なお、前記演算回路２５は、前記位置算出部、前記情報出力部及び前記動作モード切替部の一例である。
【００４５】
次に、図１１及び図２を参照しつつ、前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図１１は、一次側コイルとの磁場の共鳴により二次側コイルに発生する電流と、一次側コイルから二次側コイルまでの距離との関係を表す模式図である。なお、第１実施形態においては、前記充電用一次側コイル１１が前記一次側コイルに相当し、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２が、前記二次側コイルに相当する。
【００４６】
図１１に示されるように、前記二次側コイルに生じる電流は、前記二次側コイルが、前記一次側コイルに対して最も接近する目標状態から遠ざかるほど、レベルが低下する一定の特性を有している。そこで、前記演算回路２５が備える不揮発性メモリには、前記二次側コイルに発生する電流と、前記一次側コイルから前記二次側コイルまでの距離との関係を表す距離換算情報を、数式データ又はルックアップテーブルなどの参照データとして、予め記憶される。なお、前記距離換算情報におけるコイル間の距離は、車両８が移動する平面内における前記一次側コイルから前記二次側コイルまでの距離である。
【００４７】
図２は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図２は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００４８】
前記充電装置１における前記演算回路２５は、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７により検出された電流値各々を前記距離換算情報に適用することにより、前記充電用二次側コイル２１の中心位置２１ｐを基点とする距離Ｌ１１と、前記センサ用二次側コイル２２の中心位置２２ｐを基点とする距離Ｌ１２とを算出する。前記距離Ｌ１１は、前記中心位置２１ｐから前記充電用一次側コイル１１の中心位置３１ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ１２は、前記中心位置２２ｐから前記充電用一次側コイル１１の中心位置３１ｐまでの距離である。また、車両８における２つの中心位置２１ｐ，２２ｐの位置は既知である。
【００４９】
そして、前記演算回路２５は、車両８を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置２１ｐを中心とする半径Ｌ１１の円弧２１ａと、前記中心位置２２ｐを中心とする半径Ｌ１２の円弧２２ａとの交点３１ｐの座標を算出する。ここで、車両８を基準とする２次元の座標系は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置を基準とする座標系であるとも言える。
【００５０】
さらに、前記演算回路２５は、車両８を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置２１ｐの座標と前記交点３１ｐの座標との偏差を、前記相対位置として算出する。車両８を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置２１ｐを原点、車両８の車幅方向及び前後方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００５１】
なお、理論上、２つの円弧２１ａ，２２ａの交点は、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、駐車場９へ進入する車両８の進行方向側に存在する。例えば、図１に示される例では、前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、車両８の後方側に存在する。従って、前記演算回路２５は、前記円弧２１ａ及び前記円弧２２ａの範囲を、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、交点算出に用いる駐車場９へ進入する車両８の進行方向側に限定する。これにより、１つの前記充電用一次側コイル１１の位置が特定される。
【００５２】
図３は、前記充電装置１における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。図３に例示される前記車両誘導情報は、車両８の画像８ｇ、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に対応するように配置された画像情報である。その画像情報において、各画像は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２を基準とする座標系の中で配置される。
【００５３】
また、図３に示されるように、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。なお、この場合の移動方向及び移動量の情報は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２を基準とする座標系に基づく情報である。
【００５４】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。
【００５５】
車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００５６】
さらに、前記充電装置１においては、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記車両用無線充電装置１は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る充電装置２の構成について説明する。前記充電装置２は、図１に示された前記充電装置１と比較して、一部の構成要素のみが異なる。図４において、図１に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、前記充電装置２における前記充電装置１と異なる点についてのみ説明する。
【００５８】
前記充電装置２は、前記充電装置１における前記受電側装置２０ａから前記センサ用二次側コイル２２及び前記第２電流計２７が取り除かれた受電側装置２０ｂを備えている。さらに、前記充電装置２は、前記充電装置１における前記送電側装置１０ａに対し、センサ用一次側コイル１２及び磁場出力切替部１６が追加された送電側装置１０ｂを備えている。これらの点が、前記充電装置２における前記充電装置１と異なる点である。なお、前記センサ用一次側コイル１２は、前記充電用一次側コイル１１と同様の構成を備えている。
【００５９】
前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１と異なる位置に配置され、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部１６は、前記充電用一次側コイル１１による磁場の出力と前記センサ用一次側コイル１２による磁場の出力とを切り替える。
【００６０】
より具体的には、前記磁場出力切替部１６は、前記高周波電力生成部１３から出力される高周波数の電力を、前記充電用一次側コイル１１及び前記センサ用一次側コイル１２のいずれに供給するかを切り替える。即ち、前記高周波電力生成部１３は、前記充電用一次側コイル１１に対する電力供給の用途と、前記センサ用一次側コイル１２に対する電力供給の用途とに共用される。例えば、前記磁場出力切替部１６は、前記給電制御部１４からの制御信号に従って、電力の供給先の切り替えを行う。
【００６１】
そして、前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記磁場出力切替部１６により切り替えられた磁場に対応した前記第１電流計２６の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の相対位置を算出する前記位置算出処理を行う。
【００６２】
次に、図５を参照しつつ、前記充電装置２における前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図５は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記センサ用一次側コイル１２及び前記充電用二次側コイル２１の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図５は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００６３】
前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の磁場が出力されたとき、及び前記センサ用一次側コイル１２の磁場が出力されたときの各々における前記第１電流計２６の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐを基点とする距離Ｌ２１と、前記センサ用一次側コイル１２の中心位置１２ｐを基点とする距離Ｌ２２とを算出する。前記距離Ｌ２１は、前記中心位置１１ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３２ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ２２は、前記中心位置１２ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３２ｐまでの距離である。また、駐車場９における２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの相対位置は既知である。
【００６４】
そして、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐを中心とする半径Ｌ２１の円弧１１ａと、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ２２の円弧１２ａとの交点３２ｐの座標を算出する。ここで、駐車場９を基準とする２次元の座標系は、駐車場９における２つの一次側コイル１１，１２の位置を基準とする２次元の座標系であるとも言える。
【００６５】
さらに、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐの座標と前記交点３２ｐの座標との偏差を、前記相対位置として算出する。駐車場９を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置１１ｐを原点、駐車場９への車両８の進入方向９１に平行な方向及びその方向に直行する方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００６６】
ところで、車両８の位置は、前記磁場出力切替部１６による磁場の出力の切り替えの期間に変化し得る。しかしながら、駐車動作中の車両８はごく低い速度で移動するため、前記磁場出力切替部１６が、ごく短時間のうちに磁場の出力の切り替えを行えば、車両８の位置変化を無視できる。例えば、前記磁場出力切替部１６が、磁場の出力の切り替えを５〜２００ミリ秒程度の周期で行うことが考えられる。
【００６７】
また、前記演算回路２５が、車両８の移動速度と、車両８のステアリング角度とに基づいて、前記磁場出力切替部１６による磁場の出力の切り替えの期間における車両８の前記進入方向９１における位置の変化を推定することも考えられる。この場合、前記演算回路２５は、前記距離換算情報に基づき得られる距離を、前記位置の変化の推定結果に基づいて補正する。
【００６８】
なお、理論上、２つの円弧１１ａ，１２ａの交点は、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電用二次側コイル２１は、前記充電用一次側コイル１１の位置に対し、前記進入方向９１における上流側に存在する。従って、前記演算回路２５は、交点算出に用いる前記円弧１１ａ及び前記円弧１２ａの範囲を、前記充電用一次側コイル１１の位置に対し、前記進入方向９１の上流側の範囲に限定する。これにより、１つの前記充電用二次側コイル２１の位置が特定される。
【００６９】
図６は、前記充電装置２における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。図５に例示される前記車両誘導情報は、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に対応するように配置された画像情報である。その画像情報において、各画像は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１及び前記センサ用一次側コイル１２を基準とする座標系の中で配置される。
【００７０】
また、図６に示されるように、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。なお、この場合の移動方向及び移動量の情報は、駐車場９を基準とする座標系に基づく情報である。
【００７１】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。
【００７２】
前記充電装置２が採用された場合においても、車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００７３】
さらに、前記充電装置２においても、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記充電装置２は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００７４】
＜第３実施形態＞
次に、図７を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る充電装置３の構成について説明する。前記充電装置３は、図１に示された前記充電装置１及び図４に示された前記充電装置２と比較して、一部の構成要素のみが異なる。図７において、図１及び図４に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、前記充電装置３における前記充電装置１及び前記充電装置２と異なる点についてのみ説明する。
【００７５】
前記充電装置３は、前記充電装置１における前記受電側装置２０ａと、前記充電装置２における前記送電側装置１０ｂとを備えている。即ち、前記充電装置３は、前記充電装置１の構成において、前記送電側装置１０ａが、前記充電装置２の前記送電側装置１０ｂに置き換えられた構成を備えていると言える。また、前記充電装置３は、前記充電装置２の構成において、前記受電側装置２０ｂが、前記充電装置１の受電側装置２０ａに置き換えられた構成を備えているとも言える。
【００７６】
前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１と異なる位置に配置され、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部１６は、前記充電用一次側コイル１１による磁場の出力と前記センサ用一次側コイル１２による磁場の出力とを切り替える。
【００７７】
また、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８が前記充電用二次側コイル２１及び前記充電用一次側コイル１１が相互に対向する前記目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイル１２に対向する位置に配置される。そして、前記充電装置３における前記演算回路２５は、前記磁場出力切替部１６により切り替えられた磁場に対応した前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の前記相対位置を算出する。
【００７８】
例えば、前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９への車両８の進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置される。このように、前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９への車両８の進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置され、かつ、車両８が前記目標位置に停止した状態において、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１とが対向し、前記センサ用一次側コイル１２と前記センサ用二次側コイル２２とが対向する場合、以下に示すような状況が生じる。
【００７９】
即ち、車両８が前記目標位置へ向けて進行する過程において、前記センサ用一次側コイル１２の磁場の範囲内に、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の両方が存在し、かつ、前記充電用一次側コイル１１の磁場の範囲内に、前記充電用二次側コイル２１が存在する状況が、比較的早い時点で発生する。
【００８０】
そこで、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６の検出結果と、前記センサ用一次側コイル１２から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する。これにより、車両８が前記目標位置へ向けて進行する過程において、比較的早い時点から前記相対位置の算出が可能となる。
【００８１】
次に、図８を参照しつつ、前記充電装置３における前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図８は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記センサ用一次側コイル１２、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図８は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００８２】
前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記センサ用一次側コイル１２の磁場が出力されたときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記センサ用一次側コイル１２の中心位置１２ｐを基点とする２つの距離Ｌ３１，Ｌ３２を算出する。前記距離Ｌ３１は、前記中心位置１２ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ３２は、前記中心位置１２ｐから前記センサ用二次側コイル２２の中心位置３２ｐまでの距離である。
【００８３】
また、前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の磁場が出力されたときの前記第１電流計２６の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐを基点とする距離Ｌ３３を算出する。前記距離Ｌ３３は、前記中心位置１１ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐまでの距離である。また、駐車場９における２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの位置関係は既知である。ここで、２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの間の距離をＬ０とする。
【００８４】
そして、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐを中心とする半径Ｌ３３の円弧３３ａと、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ３１の円弧３１ａとの交点３１ｐの座標を、前記充電用二次側コイル２１の中心位置として算出する。さらに、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ３２の円弧３２ａと、前記交点３１ｐを中心とする半径Ｌ０の円弧３０ａとの交点３２ｐの座標を、前記センサ用二次側コイル２２の中心位置として算出する。
【００８５】
駐車場９を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置１１ｐを原点、駐車場９への車両８の進入方向９１に平行な方向及びその方向に直行する方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００８６】
なお、理論上、前記交点３１ｐ，３２ｐは、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電装置１，２の場合と同様に、前記進入方向９１と、一次側の２つのコイル１１，１２の位置関係と、二次側の２つのコイル２１，２２の位置関係とを考慮し、前記円弧３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３の範囲を限定すれば、２つの前記交点３１ｐ，３２ｐの位置は、それぞれ１カ所に特定される。また、磁場の切り替え期間における車両８の位置の変化の問題は、前記充電装置２において説明した方法により解消される。
【００８７】
以上のようにして算出される前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐ、及び前記センサ用二次側コイル２２の中心位置３２ｐは、駐車場９を基準とする座標系により表され、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐとの相対的な位置を表しているといえる。前記充電装置３における前記演算回路２５は、以上のようにして前記相対位置を算出する。しかも、前記充電装置３においては、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の両方の位置が算出される。そのため、前記充電装置３においては、駐車場９における車両８の向きも特定される。
【００８８】
図９は、前記充電装置３における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記充電装置３における前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された充電用の２つのコイル１１，２１の位置及び駐車場９における車両８の向きに関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。
【００８９】
図９に例示される前記車両誘導情報は、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された位置に対応するように配置された画像情報である。さらに、図９に例示される前記車両誘導情報においては、駐車場９の画像９ｇ及び車両８の画像８ｇが、駐車場９における車両８の位置及び向きがわかるように表されている。なお、図９においては、各画像が、駐車場９を基準とする座標系の中で配置される。
【００９０】
また、図９には示されていないが、前記充電装置３においても、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。
【００９１】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。また、前記充電装置３においては、前記演算回路２５が、駐車場９の前記目標位置に停車された車両８に対する現状の車両８の左右方向の傾きの情報を出力することも可能である。
【００９２】
前記充電装置３が採用された場合においても、車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００９３】
さらに、前記充電装置３においても、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記充電装置３は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００９４】
ところで、図７及び図８に示された例では、前記センサ用一次側コイル１２は、前記進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置されているが、その他の配置が採用されることも考えられる。また、磁場の出力の切り替えに応じて得られる前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７の検出結果の中から、前記位置算出処理に用いるものとして選択される前記検出結果の組合せは、他の組合せであってもよい。
【００９５】
例えば、前記センサ用一次側コイル１２が、前記進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１と同等の位置に配置される場合が考えられる。そして、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８が前記目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイル１１に対向する位置に配置されているものとする。この場合、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果と、前記センサ用一次側コイル１２から磁場が出力されているときの前記第２電流計２７の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出できる。なお、この場合の前記相対位置の算出方法は、図８に示された例と同様である。
【００９６】
また、図２，図５及び図７に基づき説明した前記相対位置の算出方法の例は、あくまで一例であり、基本的な幾何学的演算に基づく他の方法によっても、前記相対位置の算出が可能である。
【００９７】
また、以上に示した各実施形態において、前記センサ用一次側コイル１２及び前記センサ用二次側コイル２２が、それぞれ１つずつ設けられた例が示されたが、他の例も考えられる。
【００９８】
例えば、前記充電装置１において、２つ以上の前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における異なる位置に設けられ、前記相対位置が、車両８における３つ以上の二次側のコイル各々の電流検出値に基づいて算出される例が考えられる。この場合、前記演算回路２５が、３つ以上の電流値検出値の中から、電流値の高いもの２つを選択し、選択した電流値を用いて前記位置算出処理を行うことが考えられる。或いは、前記演算回路２５が、２つの電流値の組合せごとに算出される前記相対位置の平均値を、最終的な前記相対位置として算出することも考えられる。
【００９９】
同様に、前記充電装置２において、２つ以上の前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９における異なる位置に設けられ、前記相対位置が、駐車場９における３つ以上の一次側コイル各々の磁場に対応する前記第１電流計２６の検出値に基づいて算出される例が考えられる。
【０１００】
同様に、前記充電装置３において、２つ以上の前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９における異なる位置に設けられ、それらに対応する２つ以上の前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における異なる位置に設けられた例も考えられる。この場合、前記相対位置は、駐車場９における３つ以上の一次側コイル各々の磁場の出力に対応して得られる３つ以上の二次側コイル各々の電流の検出値に基づいて算出される。
【０１０１】
前記充電装置１，３において、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の一方又は両方が、車両８のタイヤホイールに設けられることが考えられる。同様に、前記充電装置２において、前記充電用二次側コイル２１が、車両８のタイヤホイールに設けられることが考えられる。
【０１０２】
図１０は、前記充電装置３におけるコイルの配置の一例を表す図である。図１０に示される例は、前記充電用二次側コイル２１が車両８のタイヤホイールに配置され、前記センサ用二次側コイル２２が、車両８の底面に配置された例である。この場合、前記充電用二次側コイル２１は、タイヤホイールにおいて縦方向に起立した状態で配置される。また、前記センサ用二次側コイル２２は、前述した実施形態と同様に、車両８の底面において横方向に寝かされた状態で配置される。
【０１０３】
前記充電用二次側コイル２１がタイヤホイールに配置された構成としては、以下の構成が考えられる。例えば、前記充電用二次側コイル２１全体がタイヤホイールに配置されることが考えられる。この場合、前記充電用二次側コイル２１が、タイヤホイールに対して相対的に回転自在に支持されることが考えられる。これは、前記充電用二次側コイル２１が、回転するタイヤホイールに対して従動しないように支持されることを意味する。これにより、タイヤホイールが回転しても、前記充電用二次側コイル２１と前記充電回路２３とが電気的に接続された状態が保持される。
【０１０４】
また、前記充電用二次側コイル２１における前記二次側自己共振コイル２１１のみがタイヤホイールに支持され、前記二次側電磁誘導コイル２１２が、車両８の本体におけるタイヤホイールに対向する位置に支持されることも考えられる。
【０１０５】
一方、前記充電用二次側コイル２１に対応する前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１に対向するように、駐車場９において縦方向に起立した状態で保持されている。図１０に示されるようなコイルの配置により、地面から車両８の底面までの高さが高い場合であっても、充電の際の前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の距離を狭めることができる。その結果、充電の効率がより高まる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、車両用無線充電装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１〜３ 車両用無線充電装置（充電装置）
８ 車両
９ 駐車場
１０ａ，１０ｂ 送電側装置
１１ 充電用一次側コイル
１２ センサ用一次側コイル
１３ 高周波電力生成部
１４ 給電制御部
１５ 交流電源
１６ 磁場出力切替部
２０ａ，２０ｂ 受電側装置
２１ 充電用二次側コイル
２２ センサ用二次側コイル
２３ 充電回路
２４ バッテリ
２５ 演算回路
２６ 電流計
２７ 電流計
３１ 表示パネル
３２ スピーカ
９１ 進入方向
１１１ 一次側自己共振コイル
１１２ 一次側電磁誘導コイル
２１１，２２１ 二次側自己共振コイル
２１２，２２２ 二次側電磁誘導コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた二次側コイルが、駐車場に設けられた一次側コイルから無線により電力を受電し、その電力を車両のバッテリへ充電する車両用無線充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、電気自動車及びハイブリッド自動車など、大容量のバッテリが搭載された電動車両が普及しつつある。また、電動車両の外部から電動車両のバッテリへ無線により充電を行う車両用無線充電装置が知られている。例えば、特許文献１には、共鳴法による送電を行う車両用無線充電装置が示されている。共鳴法による送電においては、車両に設けられた二次側コイルが、駐車場に設けられた一次側コイルに対し、磁場の共鳴によって磁気的に結合されることにより、一次側コイルから無線により電力を受電する。共鳴法による送電の詳細は、非特許文献１に示されている。前記共鳴法による送電を採用することにより、数キロワットの電力を数メートル先まで送電することが可能となる。
【０００３】
一般に、車両用無線充電装置において、一次側コイルと二次側コイルとの間の位置関係が、理想的な位置関係から大きくずれるほど、充電の効率がより悪化する。ここで、前記共鳴法による送電は、一次側コイルと二次側コイルとの位置のずれの大きさに応じて送電効率が悪化する程度が、他の方法に対して比較的小さい。しかしながら、前記共鳴法による送電においても、一次側コイルと二次側コイルとの位置のずれは小さい方がより好ましい。
【０００４】
従って、車両用無線充電装置が設けられた駐車場において、電動車両を目標位置へ誘導することは、充電時間の短縮及び省電力化のために重要である。そして、電動車両を目標位置へ誘導するためには、駐車場の一次側コイルと車両の二次側コイルとの間の相対位置を検出し、その相対位置の情報を運転者に通知することが有効である。
【０００５】
一方、特許文献２には、路面に設けられた複数の磁気マーカと、車両に設けられた複数の磁気センサとを用いて、磁気マーカの位置を基準とする車両の位置を検出する技術について示されている。特許文献２に示される技術では、路面に配列された複数の磁気マーカが発する磁界各々の強度が、車両に配列された複数の磁気センサにより検出される。そして、検出された磁界の強度の分布を、予め用意された磁界の強度のマップと照合することにより、車両の位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０６１３６号公報
【特許文献２】特開平９−２９２２３６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Andre Kurs 他、"Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances"、Science Vol. 317. no. 5834、pp.83-86、2007年7月6日、URL: http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示される車両の位置検出装置は、正しい位置検出のために、駐車場の地面に配列される多数の磁気マーカと、車両に配列される多数の磁気センサとが必要である。そのため、車両用無線充電装置に、特許文献２の技術が採用された場合、部品点数が増え、装置の構成が複雑になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、車両用無線充電装置において、駐車場の一次側コイルと車両の二次側コイルとの間の相対位置の検出を、簡易な構成により実現できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る車両用無線充電装置は、充電用一次側コイルと、充電用二次側コイルと、充電部と、センサ用二次側コイルと、第１電力検出部と、第２電力検出部と、位置算出部と、情報出力部と、を備える。前記充電用一次側コイルは、駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発するコイルである。前記充電用二次側コイルは、前記車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電するコイルである。前記充電部は、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する。前記センサ用二次側コイルは、前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するコイルである。前記第１電力検出部は、前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する。前記第２電力検出部は、前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する。前記位置算出部は、前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する。
【００１１】
また、前記第１の発明に係る車両用無線充電装置は、センサ用一次側コイルと磁場出力切替部とを更に備えることが考えられる。前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部は、前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える。この場合、前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１２】
例えば、前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場への前記車両の進入方向において前記充電用一次側コイルよりも上流側に配置される。また、前記センサ用二次側コイルは、前記車両が前記充電用二次側コイル及び前記充電用一次側コイルが相互に対向する目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイルに対向する位置に配置される。そして、前記位置算出部は、前記充電用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部の検出結果と、前記センサ用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する。
【００１３】
また、第２の発明に係る車両用無線充電装置は、前記充電用一次側コイルと、前記充電用二次側コイルと、前記充電部と、前記センサ用一次側コイルと、前記磁場出力切替部と、前記位置算出部と、前記情報出力部とを備える。第２の発明における前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１４】
また、第２の発明に係る車両用無線充電装置も、前記第１の発明に係る車両用無線充電装置と同様に、前記センサ用二次側コイルと前記第２電力検出部とを、更に備えることが考えられる。この場合、前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する。
【００１５】
また、第１の発明に係る車両用無線充電装置又は第２の発明に係る車両用無線充電装置が、動作モード切替部を更に備えることが考えられる。前記動作モード切替部は、当該車両用無線充電装置の動作モードを、前記充電部による前記充電池への充電が行われない状況下で、前記位置検出部が前記電力検出部の検出結果を用いて前記相対位置を算出する位置検出モードと、前記充電部による前記充電池への充電が行われる充電モードと、に切り替える。
【００１６】
また、第１の発明及び第２の発明において、前記充電用二次側コイルが、二次側自己共振コイルと二次側電磁誘導コイルとを備えることが考えられる。前記二次側自己共振コイルは、前記充電用一次側コイルに対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記充電用一次側コイルから電力を受電するコイルである。前記二次側電磁誘導コイルは、電磁誘導により前記二次自己共振コイルから電力を受電するコイルである。また、前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報の画像を前記車両に設けられた表示部に出力することが考えられる。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明及び第２の発明によれば、車両用無線充電装置が元々備えている駐車場の充電用一次側コイル及び車両の充電用二次側コイルが、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置の検出にも兼用される。また、前記磁場出力切替部が採用されることにより、インバータ回路などを備えた電力供給部を、前記充電用一次側コイルに対する電力供給の用途と前記センサ用一次側コイルに対する電力供給の用途とに共用することが可能となる。その結果、車両用無線充電装置において、前記一次側充電用コイルと前記二次側充電用コイルとの間の相対位置の検出を、簡易な構成により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用無線充電装置１の概略構成図である。
【図２】車両用無線充電装置１における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図３】車両用無線充電装置１における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用無線充電装置２の概略構成図である。
【図５】車両用無線充電装置２における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図６】車両用無線充電装置２における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る車両用無線充電装置３の概略構成図である。
【図８】車両用無線充電装置３における２つの充電用コイルの位置検出方法を表す模式図である。
【図９】車両用無線充電装置３における車両誘導のための情報出力の画面を例示する図である。
【図１０】車両用無線充電装置３におけるコイルの配置の一例を表す図である。
【図１１】二次側コイルの電流と一次側コイルから二次側コイルまでの距離との関係を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明の第１から第３までの実施形態に係る車両用無線充電装置１〜３は、車両に設けられた二次側コイルにより、駐車場に設けられた一次側コイルから無線によって電力を受電し、その電力を車両のバッテリへ充電する。また、前記車両用無線充電装置１〜３において、車両に設けられた二次側コイルは、駐車場に設けられた一次側コイルに対して磁場の共鳴によって磁気的に結合されることにより、一次側コイルから無線により電力を受電する。以下、第１実施形態に係る車両用無線充電装置１、第２実施形態に係る車両用無線充電装置２及び第３実施形態に係る車両用無線充電装置３は、それぞれ充電装置１、充電装置２及び充電装置３と略して記載されている。
【００２０】
＜第１実施形態＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る充電装置１の構成について説明する。図１に示されるように、前記充電装置１は、車両８が進入する駐車場９及びその近くに設置された送電側装置１０ａと、車両８に設けられた受電側装置２０ａとを備えている。図１において、前記駐車場９への前記車両８の概ねの進入方向９１が、矢印によって示されている。なお、図１に示される前記進入方向９１は、矩形状の駐車場９の一方の短辺から他方の短辺へ向かう直線に沿う方向であるが、矩形状の駐車場９の長辺における一方の短辺に近い部分から他方の短辺へ向かう曲線に沿う方向であることも考えられる。
【００２１】
前記送電側装置１０ａは、充電用一次側コイル１１と、高周波電力生成部１３と、給電制御部１４とを備えている。また、前記受電側装置２０ａは、充電用二次側コイル２１と、センサ用二次側コイル２２と、充電回路２３と、バッテリ２４と、演算回路２５と、第１電流計２６と、第２電流計２７とを備えている。また、前記車両８には、前記受電側装置２０ａの他に、情報出力用のデバイスとして表示パネル３１及びスピーカ３２が設けられている。なお、前記車両８は、動力源となるモータ及びそのモータの駆動回路などの他の構成要素も備えているが、それらの構成要素は図１において省略されている。
【００２２】
前記高周波電力生成部１３は、例えば商用電源などの交流電源１５から供給される電力を高周波数の電力へ変換し、その高周波数の電力を前記充電用一次側コイル１１へ供給する装置である。前記高周波電力生成部１３は、駐車場９又はその近くに設置される。例えば、前記高周波電力生成部１３は、１〜１００ＭＨｚ程度の周波数の交流電力を生成する。
【００２３】
前記充電用一次側コイル１１は、駐車場９内に設けられ、高周波数の電力が供給されることにより、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。例えば、前記充電用一次側コイル１１は、前記駐車場９の地面に埋設される。
【００２４】
前記給電制御部１４は、前記高周波電力生成部１３の作動及び停止を切り替える制御を行う装置である。前記給電制御部１４により、前記充電用一次側コイル１１による磁場出力の開始及び停止が制御される。
【００２５】
一方、前記充電用二次側コイル２１は、前記車両８に搭載され、前記充電用一次側コイル１１から無線により電力を受電するコイルである。図１は、車両８が駐車場９内の予め定められた目標位置に停止された状態を表している。車両８が駐車場９内の前記目標位置に停止された状態において、前記充電用二次側コイル２１は、前記充電用一次側コイル１１に対向して位置する。例えば、車両８が前記目標位置に停止された状態において、前記充電用二次側コイル２１と前記充電用一次側コイル１１とが同軸上に位置する。その状態が、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１への送電の効率が最も高い状態である。
【００２６】
前記充電回路２３は、前記充電用二次側コイル２１により得られる高周波数の電力を前記バッテリ２４の仕様に合った直流電力へ変換し、その直流電力を前記バッテリ２４に供給することにより、前記バッテリ２４への充電を行う装置である。例えば、前記充電回路２３は、前記高周波数の電力を整流する整流回路、又は前記充電用二次側コイル２１により得られる高周波数の交流電圧を、前記バッテリ２４の仕様に合った直流電圧へ変換するＡＣ／ＤＣコンバータ回路などである。
【００２７】
また、前記バッテリ２４は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの充電可能な二次電池である。前記バッテリ２４に蓄えられた電力は、車両８の車輪駆動用のモータ、及びその他の電装部品に供給される。
【００２８】
前記センサ用二次側コイル２２は、駐車場９において高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するコイルである。本実施形態においては、前記センサ用二次側コイル２２は、前記充電用一次側コイル１１から電力を受電する。前記センサ用二次側コイル２２は、車両８における前記充電用二次側コイル２１と異なる位置に設けられる。
【００２９】
前記充電用二次側コイル２１は、車両８が駐車場９における予め定められた目標位置に駐車されたときに、前記充電用一次側コイル１１と同軸上で対向する。図１に示される例では、前記充電用二次側コイル２１は、車両８の底面における車幅方向の中央付近に固定されている。また、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８の底面における車幅方向の一方に偏った位置、即ち、前記充電用二次側コイル２１の位置よりも左側面又は右側面に近い位置に固定されている。なお、図１に示されるコイルの配置は一例であり、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における車幅方向の中心線に対して左右対称の位置に配置される場合など、他の配置が採用されることも考えられる。
【００３０】
本実施形態において、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２各々への無線での電力の伝送は、共鳴法による送電である。そのため、前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２は、それぞれ自己共振コイルと電磁誘導コイルとを備えている。
【００３１】
即ち、前記充電用一次側コイル１１は、前記高周波電力生成部１３に接続された充電用の一次側電磁誘導コイル１１２と、その一次側電磁誘導コイル１１２から電磁誘導によって電力を受電する充電用の一次側自己共振コイル１１１とを備えている。
【００３２】
また、前記充電用二次側コイル２１は、充電用の二次側自己共振コイル２１１と充電用の二次側電磁誘導コイル２１２とを備えている。充電用の前記二次側自己共振コイル２１１は、充電用の前記一次側自己共振コイル１１１に対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記一次側自己共振コイル１１１から電力を受電するコイルである。また、充電用の前記二次側電磁誘導コイル２１２は、電磁誘導により充電用の前記二次自己共振コイル２１１から電力を受電するコイルである。この二次側電磁誘導コイル２１２により得られた電力は、有線伝送により前記充電回路２３へ供給される。
【００３３】
同様に、前記センサ用二次側コイル２２は、センサ用の二次側自己共振コイル２２１とセンサ用の二次側電磁誘導コイル２２２とを備えている。センサ用の前記二次側自己共振コイル２２１は、充電用の前記一次側自己共振コイル１１１に対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記一次側自己共振コイル１１１から電力を受電するコイルである。また、センサ用の前記二次側電磁誘導コイル２２２は、電磁誘導によりセンサ用の前記二次自己共振コイル２２１から電力を受電するコイルである。
【００３４】
前記共鳴法による送電が採用された場合、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２各々との位置のずれの大きさに応じて送電効率が悪化する程度は、他の方法が採用される場合よりも小さい。
【００３５】
なお、電磁誘導による送電により、比較的大きな電力を数百ミリメートル先まで送電できる技術が実用化されつつある。そのような技術を用いることにより、電磁誘導による送電が、前記充電用一次側コイル１１から前記充電用二次側コイル２１への電力送電の手法として採用されることも考えられる。
【００３６】
前記第１電流計２６は、前記充電用二次側コイル２１により得られる電力の強度を表す指標として、前記充電用二次側コイル２１に流れる電流を検出する。この第１電流計２６は、前記第１電力検出部の一例である。また、前記第２電流計２７は、前記センサ用二次側コイル２２により得られる電力の強度を表す指標として、前記センサ用二次側コイル２２に流れる電流を検出する。この第２電流計２７は、前記第２電力検出部の一例である。
【００３７】
前記演算回路２５は、車両８に設けられた各種センサの検出結果に基づいて各種の情報処理及びデバイスの制御を行う回路であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うＭＰＵ（Micro Processor Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサを備えている。
【００３８】
より具体的には、前記演算回路２５は、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果を入力し、それら検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２２との間の相対位置を算出する位置算出処理を実行する。さらに、前記演算回路２５は、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１及び前記スピーカ３２を通じて出力する誘導情報出力処理を実行する。
【００３９】
また、前記演算回路２５は、前記充電回路２３を制御することにより、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電を行うか否かを切り替える機能を備えている。そして、前記演算回路２５は、当該車両用無線充電装置１の動作モードを、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電が行われない状況下で、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７の検出電流を用いて前記位置算出処理及び前記誘導情報出力処理を実行する位置検出モードと、前記充電回路２３による前記バッテリ２４への充電が行われる充電モードとに切り替える。
【００４０】
例えば、前記演算回路２５は、車両８の居室内に設けられた車両誘導開始ボタンなどの操作部に対する操作を検知した場合に、動作モードを前記位置検出モードへ移行させる。また、前記演算回路２５は、車両８の居室内に設けられた充電開始ボタンなどの操作部に対する操作を検知した場合に、動作モードを前記充電モードへ移行させる。
【００４１】
一方、車両８が駐車場９に進入し始めたことを検知する進入検知センサが、車両８に設けられている場合が考えられる。この場合、前記演算回路２５が、前記進入検知センサの検知結果に応じて、自動的に動作モードを前記位置検出モードへ移行させることが考えられる。前記進入検知センサは、例えば、駐車場９に設けられた無線信号出力部から出力される無線信号を検知する無線信号受信装置などである。前記無線信号は、例えば、赤外線信号又は電波信号などである。
【００４２】
また、前記進入検知センサ及びその進入検知センサの検知信号を車両８に無線送信する信号送信部が駐車場９に設けられ、前記信号送信部から送信される前記無線信号を受信する信号受信部が、車両８に設けられている場合も考えられる。この場合、前記演算回路２５が、前記信号受信部で受信された前記進入検知センサの検知結果に応じて、自動的に動作モードを前記位置検出モードへ移行させることが考えられる。
【００４３】
また、前記演算回路２５が、以下に例示するように、前記位置検出モードにおいて算出された前記相対位置に基づいて、前記位置検出モードから前記充電モードへの動作モードの移行を自動的に行うことも考えられる。例えば、前記演算回路２５は、前記位置検出処理により算出された前記相対値に基づいて、前記充電用二次側コイル２１が前記充電用一次側コイル１１に対して予め定められた許容範囲内に存在するか否かを判別する。そして、前記演算回路２５は、前記充電用二次側コイル２１が前記許容範囲内に存在すると判別し、かつ、車輪駆動用のモータが停止している場合に、動作モードを前記充電モードへ移行させる。
【００４４】
以上に示したように、前記演算回路２５が、各種センサの検知結果に基づいて動作モードを自動的に移行させる実施形態も考えられる。なお、前記演算回路２５は、前記位置算出部、前記情報出力部及び前記動作モード切替部の一例である。
【００４５】
次に、図１１及び図２を参照しつつ、前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図１１は、一次側コイルとの磁場の共鳴により二次側コイルに発生する電流と、一次側コイルから二次側コイルまでの距離との関係を表す模式図である。なお、第１実施形態においては、前記充電用一次側コイル１１が前記一次側コイルに相当し、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２が、前記二次側コイルに相当する。
【００４６】
図１１に示されるように、前記二次側コイルに生じる電流は、前記二次側コイルが、前記一次側コイルに対して最も接近する目標状態から遠ざかるほど、レベルが低下する一定の特性を有している。そこで、前記演算回路２５が備える不揮発性メモリには、前記二次側コイルに発生する電流と、前記一次側コイルから前記二次側コイルまでの距離との関係を表す距離換算情報を、数式データ又はルックアップテーブルなどの参照データとして、予め記憶される。なお、前記距離換算情報におけるコイル間の距離は、車両８が移動する平面内における前記一次側コイルから前記二次側コイルまでの距離である。
【００４７】
図２は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図２は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００４８】
前記充電装置１における前記演算回路２５は、前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７により検出された電流値各々を前記距離換算情報に適用することにより、前記充電用二次側コイル２１の中心位置２１ｐを基点とする距離Ｌ１１と、前記センサ用二次側コイル２２の中心位置２２ｐを基点とする距離Ｌ１２とを算出する。前記距離Ｌ１１は、前記中心位置２１ｐから前記充電用一次側コイル１１の中心位置３１ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ１２は、前記中心位置２２ｐから前記充電用一次側コイル１１の中心位置３１ｐまでの距離である。また、車両８における２つの中心位置２１ｐ，２２ｐの位置は既知である。
【００４９】
そして、前記演算回路２５は、車両８を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置２１ｐを中心とする半径Ｌ１１の円弧２１ａと、前記中心位置２２ｐを中心とする半径Ｌ１２の円弧２２ａとの交点３１ｐの座標を算出する。ここで、車両８を基準とする２次元の座標系は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置を基準とする座標系であるとも言える。
【００５０】
さらに、前記演算回路２５は、車両８を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置２１ｐの座標と前記交点３１ｐの座標との偏差を、前記相対位置として算出する。車両８を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置２１ｐを原点、車両８の車幅方向及び前後方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００５１】
なお、理論上、２つの円弧２１ａ，２２ａの交点は、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、駐車場９へ進入する車両８の進行方向側に存在する。例えば、図１に示される例では、前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、車両８の後方側に存在する。従って、前記演算回路２５は、前記円弧２１ａ及び前記円弧２２ａの範囲を、前記充電用二次側コイル２１の位置に対し、交点算出に用いる駐車場９へ進入する車両８の進行方向側に限定する。これにより、１つの前記充電用一次側コイル１１の位置が特定される。
【００５２】
図３は、前記充電装置１における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。図３に例示される前記車両誘導情報は、車両８の画像８ｇ、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に対応するように配置された画像情報である。その画像情報において、各画像は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２を基準とする座標系の中で配置される。
【００５３】
また、図３に示されるように、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。なお、この場合の移動方向及び移動量の情報は、車両８における前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２を基準とする座標系に基づく情報である。
【００５４】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。
【００５５】
車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００５６】
さらに、前記充電装置１においては、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記車両用無線充電装置１は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る充電装置２の構成について説明する。前記充電装置２は、図１に示された前記充電装置１と比較して、一部の構成要素のみが異なる。図４において、図１に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、前記充電装置２における前記充電装置１と異なる点についてのみ説明する。
【００５８】
前記充電装置２は、前記充電装置１における前記受電側装置２０ａから前記センサ用二次側コイル２２及び前記第２電流計２７が取り除かれた受電側装置２０ｂを備えている。さらに、前記充電装置２は、前記充電装置１における前記送電側装置１０ａに対し、センサ用一次側コイル１２及び磁場出力切替部１６が追加された送電側装置１０ｂを備えている。これらの点が、前記充電装置２における前記充電装置１と異なる点である。なお、前記センサ用一次側コイル１２は、前記充電用一次側コイル１１と同様の構成を備えている。
【００５９】
前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１と異なる位置に配置され、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部１６は、前記充電用一次側コイル１１による磁場の出力と前記センサ用一次側コイル１２による磁場の出力とを切り替える。
【００６０】
より具体的には、前記磁場出力切替部１６は、前記高周波電力生成部１３から出力される高周波数の電力を、前記充電用一次側コイル１１及び前記センサ用一次側コイル１２のいずれに供給するかを切り替える。即ち、前記高周波電力生成部１３は、前記充電用一次側コイル１１に対する電力供給の用途と、前記センサ用一次側コイル１２に対する電力供給の用途とに共用される。例えば、前記磁場出力切替部１６は、前記給電制御部１４からの制御信号に従って、電力の供給先の切り替えを行う。
【００６１】
そして、前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記磁場出力切替部１６により切り替えられた磁場に対応した前記第１電流計２６の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の相対位置を算出する前記位置算出処理を行う。
【００６２】
次に、図５を参照しつつ、前記充電装置２における前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図５は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記センサ用一次側コイル１２及び前記充電用二次側コイル２１の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図５は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００６３】
前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の磁場が出力されたとき、及び前記センサ用一次側コイル１２の磁場が出力されたときの各々における前記第１電流計２６の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐを基点とする距離Ｌ２１と、前記センサ用一次側コイル１２の中心位置１２ｐを基点とする距離Ｌ２２とを算出する。前記距離Ｌ２１は、前記中心位置１１ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３２ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ２２は、前記中心位置１２ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３２ｐまでの距離である。また、駐車場９における２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの相対位置は既知である。
【００６４】
そして、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐを中心とする半径Ｌ２１の円弧１１ａと、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ２２の円弧１２ａとの交点３２ｐの座標を算出する。ここで、駐車場９を基準とする２次元の座標系は、駐車場９における２つの一次側コイル１１，１２の位置を基準とする２次元の座標系であるとも言える。
【００６５】
さらに、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐの座標と前記交点３２ｐの座標との偏差を、前記相対位置として算出する。駐車場９を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置１１ｐを原点、駐車場９への車両８の進入方向９１に平行な方向及びその方向に直行する方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００６６】
ところで、車両８の位置は、前記磁場出力切替部１６による磁場の出力の切り替えの期間に変化し得る。しかしながら、駐車動作中の車両８はごく低い速度で移動するため、前記磁場出力切替部１６が、ごく短時間のうちに磁場の出力の切り替えを行えば、車両８の位置変化を無視できる。例えば、前記磁場出力切替部１６が、磁場の出力の切り替えを５〜２００ミリ秒程度の周期で行うことが考えられる。
【００６７】
また、前記演算回路２５が、車両８の移動速度と、車両８のステアリング角度とに基づいて、前記磁場出力切替部１６による磁場の出力の切り替えの期間における車両８の前記進入方向９１における位置の変化を推定することも考えられる。この場合、前記演算回路２５は、前記距離換算情報に基づき得られる距離を、前記位置の変化の推定結果に基づいて補正する。
【００６８】
なお、理論上、２つの円弧１１ａ，１２ａの交点は、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電用二次側コイル２１は、前記充電用一次側コイル１１の位置に対し、前記進入方向９１における上流側に存在する。従って、前記演算回路２５は、交点算出に用いる前記円弧１１ａ及び前記円弧１２ａの範囲を、前記充電用一次側コイル１１の位置に対し、前記進入方向９１の上流側の範囲に限定する。これにより、１つの前記充電用二次側コイル２１の位置が特定される。
【００６９】
図６は、前記充電装置２における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。図５に例示される前記車両誘導情報は、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された前記相対位置に対応するように配置された画像情報である。その画像情報において、各画像は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１及び前記センサ用一次側コイル１２を基準とする座標系の中で配置される。
【００７０】
また、図６に示されるように、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。なお、この場合の移動方向及び移動量の情報は、駐車場９を基準とする座標系に基づく情報である。
【００７１】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。
【００７２】
前記充電装置２が採用された場合においても、車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００７３】
さらに、前記充電装置２においても、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記充電装置２は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００７４】
＜第３実施形態＞
次に、図７を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る充電装置３の構成について説明する。前記充電装置３は、図１に示された前記充電装置１及び図４に示された前記充電装置２と比較して、一部の構成要素のみが異なる。図７において、図１及び図４に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、前記充電装置３における前記充電装置１及び前記充電装置２と異なる点についてのみ説明する。
【００７５】
前記充電装置３は、前記充電装置１における前記受電側装置２０ａと、前記充電装置２における前記送電側装置１０ｂとを備えている。即ち、前記充電装置３は、前記充電装置１の構成において、前記送電側装置１０ａが、前記充電装置２の前記送電側装置１０ｂに置き換えられた構成を備えていると言える。また、前記充電装置３は、前記充電装置２の構成において、前記受電側装置２０ｂが、前記充電装置１の受電側装置２０ａに置き換えられた構成を備えているとも言える。
【００７６】
前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９における前記充電用一次側コイル１１と異なる位置に配置され、高周波数で磁力が変動する磁場を発するコイルである。また、前記磁場出力切替部１６は、前記充電用一次側コイル１１による磁場の出力と前記センサ用一次側コイル１２による磁場の出力とを切り替える。
【００７７】
また、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８が前記充電用二次側コイル２１及び前記充電用一次側コイル１１が相互に対向する前記目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイル１２に対向する位置に配置される。そして、前記充電装置３における前記演算回路２５は、前記磁場出力切替部１６により切り替えられた磁場に対応した前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の前記相対位置を算出する。
【００７８】
例えば、前記センサ用一次側コイル１２は、駐車場９への車両８の進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置される。このように、前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９への車両８の進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置され、かつ、車両８が前記目標位置に停止した状態において、前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１とが対向し、前記センサ用一次側コイル１２と前記センサ用二次側コイル２２とが対向する場合、以下に示すような状況が生じる。
【００７９】
即ち、車両８が前記目標位置へ向けて進行する過程において、前記センサ用一次側コイル１２の磁場の範囲内に、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の両方が存在し、かつ、前記充電用一次側コイル１１の磁場の範囲内に、前記充電用二次側コイル２１が存在する状況が、比較的早い時点で発生する。
【００８０】
そこで、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６の検出結果と、前記センサ用一次側コイル１２から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する。これにより、車両８が前記目標位置へ向けて進行する過程において、比較的早い時点から前記相対位置の算出が可能となる。
【００８１】
次に、図８を参照しつつ、前記充電装置３における前記演算回路２５による前記位置算出処理の具体例について説明する。図８は、車両８が駐車場９における前記目標位置へ向かう途中における、前記充電用一次側コイル１１、前記センサ用一次側コイル１２、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の位置関係の一例が模式的に表された図である。なお、図８は、上方から各コイルを見たときの模式図である。
【００８２】
前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記センサ用一次側コイル１２の磁場が出力されたときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記センサ用一次側コイル１２の中心位置１２ｐを基点とする２つの距離Ｌ３１，Ｌ３２を算出する。前記距離Ｌ３１は、前記中心位置１２ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐまでの距離である。同様に、前記距離Ｌ３２は、前記中心位置１２ｐから前記センサ用二次側コイル２２の中心位置３２ｐまでの距離である。
【００８３】
また、前記充電装置２における前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の磁場が出力されたときの前記第１電流計２６の電流の検出値を、図１１に基づき説明した前記距離換算情報に適用する。これにより、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐを基点とする距離Ｌ３３を算出する。前記距離Ｌ３３は、前記中心位置１１ｐから前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐまでの距離である。また、駐車場９における２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの位置関係は既知である。ここで、２つの中心位置１１ｐ，１２ｐの間の距離をＬ０とする。
【００８４】
そして、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１１ｐを中心とする半径Ｌ３３の円弧３３ａと、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ３１の円弧３１ａとの交点３１ｐの座標を、前記充電用二次側コイル２１の中心位置として算出する。さらに、前記演算回路２５は、駐車場９を基準とする２次元の座標系において、前記中心位置１２ｐを中心とする半径Ｌ３２の円弧３２ａと、前記交点３１ｐを中心とする半径Ｌ０の円弧３０ａとの交点３２ｐの座標を、前記センサ用二次側コイル２２の中心位置として算出する。
【００８５】
駐車場９を基準とする２次元の座標系は、例えば、前記中心位置１１ｐを原点、駐車場９への車両８の進入方向９１に平行な方向及びその方向に直行する方向のうちの一方をＸ軸、他方をＹ軸とする座標系であることが考えられる。
【００８６】
なお、理論上、前記交点３１ｐ，３２ｐは、２カ所存在し得る。しかしながら、前記充電装置１，２の場合と同様に、前記進入方向９１と、一次側の２つのコイル１１，１２の位置関係と、二次側の２つのコイル２１，２２の位置関係とを考慮し、前記円弧３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３の範囲を限定すれば、２つの前記交点３１ｐ，３２ｐの位置は、それぞれ１カ所に特定される。また、磁場の切り替え期間における車両８の位置の変化の問題は、前記充電装置２において説明した方法により解消される。
【００８７】
以上のようにして算出される前記充電用二次側コイル２１の中心位置３１ｐ、及び前記センサ用二次側コイル２２の中心位置３２ｐは、駐車場９を基準とする座標系により表され、前記充電用一次側コイル１１の中心位置１１ｐとの相対的な位置を表しているといえる。前記充電装置３における前記演算回路２５は、以上のようにして前記相対位置を算出する。しかも、前記充電装置３においては、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の両方の位置が算出される。そのため、前記充電装置３においては、駐車場９における車両８の向きも特定される。
【００８８】
図９は、前記充電装置３における車両誘導のための情報出力の画面の一例である。前記充電装置３における前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記位置算出処理により算出された充電用の２つのコイル１１，２１の位置及び駐車場９における車両８の向きに関する情報を、車両誘導情報として前記表示パネル３１に出力する。
【００８９】
図９に例示される前記車両誘導情報は、前記充電用二次側コイル２１の画像２１ｇ及び前記充電用一次側コイル１１の画像１１ｇが、前記位置算出処理により算出された位置に対応するように配置された画像情報である。さらに、図９に例示される前記車両誘導情報においては、駐車場９の画像９ｇ及び車両８の画像８ｇが、駐車場９における車両８の位置及び向きがわかるように表されている。なお、図９においては、各画像が、駐車場９を基準とする座標系の中で配置される。
【００９０】
また、図９には示されていないが、前記充電装置３においても、前記演算回路２５は、前記誘導情報としての画像情報に、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する情報を含めることもできる。
【００９１】
また、前記演算回路２５は、前記誘導情報出力処理において、前記充電用二次側コイル２１を前記充電用一次側コイル１１に対向する目標位置まで移動させるための車両８の移動方向及び移動量を通知する音声情報を、前記車両誘導情報として前記スピーカ３２へ出力する。また、前記充電装置３においては、前記演算回路２５が、駐車場９の前記目標位置に停車された車両８に対する現状の車両８の左右方向の傾きの情報を出力することも可能である。
【００９２】
前記充電装置３が採用された場合においても、車両８の運転者は、前記誘導情報出力処理によって提示される前記誘導情報を参照することにより、車両８が円滑に前記目標位置へ向かうようにハンドル操作を行うことが容易となる。しかも、車両８の車輪に当接する位置決め用の車輪止めが、駐車場９に突設される必要がない。
【００９３】
さらに、前記充電装置３においても、車両用無線充電装置が元々備えている前記充電用一次側コイル１１、前記充電用二次側コイル２２及び前記高周波電力生成部１３が、前記相対位置の検出にも兼用される。その結果、前記充電装置３は、前記相対位置の検出を簡易な構成により実現することができる。
【００９４】
ところで、図７及び図８に示された例では、前記センサ用一次側コイル１２は、前記進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１よりも上流側に配置されているが、その他の配置が採用されることも考えられる。また、磁場の出力の切り替えに応じて得られる前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７の検出結果の中から、前記位置算出処理に用いるものとして選択される前記検出結果の組合せは、他の組合せであってもよい。
【００９５】
例えば、前記センサ用一次側コイル１２が、前記進入方向９１において前記充電用一次側コイル１１と同等の位置に配置される場合が考えられる。そして、前記センサ用二次側コイル２２は、車両８が前記目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイル１１に対向する位置に配置されているものとする。この場合、前記演算回路２５は、前記充電用一次側コイル１１から磁場が出力されているときの前記第１電流計２６及び前記第２電流計２７各々の検出結果と、前記センサ用一次側コイル１２から磁場が出力されているときの前記第２電流計２７の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出できる。なお、この場合の前記相対位置の算出方法は、図８に示された例と同様である。
【００９６】
また、図２，図５及び図７に基づき説明した前記相対位置の算出方法の例は、あくまで一例であり、基本的な幾何学的演算に基づく他の方法によっても、前記相対位置の算出が可能である。
【００９７】
また、以上に示した各実施形態において、前記センサ用一次側コイル１２及び前記センサ用二次側コイル２２が、それぞれ１つずつ設けられた例が示されたが、他の例も考えられる。
【００９８】
例えば、前記充電装置１において、２つ以上の前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における異なる位置に設けられ、前記相対位置が、車両８における３つ以上の二次側のコイル各々の電流検出値に基づいて算出される例が考えられる。この場合、前記演算回路２５が、３つ以上の電流値検出値の中から、電流値の高いもの２つを選択し、選択した電流値を用いて前記位置算出処理を行うことが考えられる。或いは、前記演算回路２５が、２つの電流値の組合せごとに算出される前記相対位置の平均値を、最終的な前記相対位置として算出することも考えられる。
【００９９】
同様に、前記充電装置２において、２つ以上の前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９における異なる位置に設けられ、前記相対位置が、駐車場９における３つ以上の一次側コイル各々の磁場に対応する前記第１電流計２６の検出値に基づいて算出される例が考えられる。
【０１００】
同様に、前記充電装置３において、２つ以上の前記センサ用一次側コイル１２が、駐車場９における異なる位置に設けられ、それらに対応する２つ以上の前記センサ用二次側コイル２２が、車両８における異なる位置に設けられた例も考えられる。この場合、前記相対位置は、駐車場９における３つ以上の一次側コイル各々の磁場の出力に対応して得られる３つ以上の二次側コイル各々の電流の検出値に基づいて算出される。
【０１０１】
前記充電装置１，３において、前記充電用二次側コイル２１及び前記センサ用二次側コイル２２の一方又は両方が、車両８のタイヤホイールに設けられることが考えられる。同様に、前記充電装置２において、前記充電用二次側コイル２１が、車両８のタイヤホイールに設けられることが考えられる。
【０１０２】
図１０は、前記充電装置３におけるコイルの配置の一例を表す図である。図１０に示される例は、前記充電用二次側コイル２１が車両８のタイヤホイールに配置され、前記センサ用二次側コイル２２が、車両８の底面に配置された例である。この場合、前記充電用二次側コイル２１は、タイヤホイールにおいて縦方向に起立した状態で配置される。また、前記センサ用二次側コイル２２は、前述した実施形態と同様に、車両８の底面において横方向に寝かされた状態で配置される。
【０１０３】
前記充電用二次側コイル２１がタイヤホイールに配置された構成としては、以下の構成が考えられる。例えば、前記充電用二次側コイル２１全体がタイヤホイールに配置されることが考えられる。この場合、前記充電用二次側コイル２１が、タイヤホイールに対して相対的に回転自在に支持されることが考えられる。これは、前記充電用二次側コイル２１が、回転するタイヤホイールに対して従動しないように支持されることを意味する。これにより、タイヤホイールが回転しても、前記充電用二次側コイル２１と前記充電回路２３とが電気的に接続された状態が保持される。
【０１０４】
また、前記充電用二次側コイル２１における前記二次側自己共振コイル２１１のみがタイヤホイールに支持され、前記二次側電磁誘導コイル２１２が、車両８の本体におけるタイヤホイールに対向する位置に支持されることも考えられる。
【０１０５】
一方、前記充電用二次側コイル２１に対応する前記充電用一次側コイル１１は、前記充電用二次側コイル２１に対向するように、駐車場９において縦方向に起立した状態で保持されている。図１０に示されるようなコイルの配置により、地面から車両８の底面までの高さが高い場合であっても、充電の際の前記充電用一次側コイル１１と前記充電用二次側コイル２１との間の距離を狭めることができる。その結果、充電の効率がより高まる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、車両用無線充電装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１〜３ 車両用無線充電装置（充電装置）
８ 車両
９ 駐車場
１０ａ，１０ｂ 送電側装置
１１ 充電用一次側コイル
１２ センサ用一次側コイル
１３ 高周波電力生成部
１４ 給電制御部
１５ 交流電源
１６ 磁場出力切替部
２０ａ，２０ｂ 受電側装置
２１ 充電用二次側コイル
２２ センサ用二次側コイル
２３ 充電回路
２４ バッテリ
２５ 演算回路
２６ 電流計
２７ 電流計
３１ 表示パネル
３２ スピーカ
９１ 進入方向
１１１ 一次側自己共振コイル
１１２ 一次側電磁誘導コイル
２１１，２２１ 二次側自己共振コイル
２１２，２２２ 二次側電磁誘導コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する充電用一次側コイルと、車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する充電用二次側コイルと、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する充電部と、を備えた車両用無線充電装置であって、
前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するセンサ用二次側コイルと、
前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第１電力検出部と、
前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第２電力検出部と、
前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する情報出力部と、
を備えることを特徴とする車両用無線充電装置。
【請求項２】
前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するセンサ用一次側コイルと、
前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える磁場出力切替部と、を更に備え、
前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する、
請求項１に記載の車両用無線充電装置。
【請求項３】
前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場への前記車両の進入方向において前記充電用一次側コイルよりも上流側に配置され、
前記センサ用二次側コイルは、前記車両が前記充電用二次側コイル及び前記充電用一次側コイルが相互に対向する目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイルに対向する位置に配置され、
前記位置算出部は、前記充電用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部の検出結果と、前記センサ用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する、
請求項２に記載の車両用無線充電装置。
【請求項４】
駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する充電用一次側コイルと、車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する充電用二次側コイルと、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する充電部と、を備えた車両用無線充電装置であって、
前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するセンサ用一次側コイルと、
前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える磁場出力切替部と、
前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第１電力検出部と、
前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する情報出力部と、
を備えることを特徴とする車両用無線充電装置。
【請求項５】
前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するセンサ用二次側コイルと、
前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第２電力検出部と、を更に備え、
前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する、
請求項４に記載の車両用無線充電装置。
【請求項６】
当該車両用無線充電装置の動作モードを、前記充電部による前記充電池への充電が行われない状況下で、前記位置検出部が前記電力検出部の検出結果を用いて前記相対位置を算出する位置検出モードと、前記充電部による前記充電池への充電が行われる充電モードと、に切り替える動作モード切替部を更に備える、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【請求項７】
前記充電用二次側コイルは、
前記充電用一次側コイルに対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記充電用一次側コイルから電力を受電する二次側自己共振コイルと、
電磁誘導により前記二次自己共振コイルから電力を受電する二次側電磁誘導コイルと、を備える、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【請求項８】
前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報の画像を前記車両に設けられた表示部に出力する、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【請求項１】
駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する充電用一次側コイルと、車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する充電用二次側コイルと、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する充電部と、を備えた車両用無線充電装置であって、
前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するセンサ用二次側コイルと、
前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第１電力検出部と、
前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第２電力検出部と、
前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する情報出力部と、
を備えることを特徴とする車両用無線充電装置。
【請求項２】
前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するセンサ用一次側コイルと、
前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える磁場出力切替部と、を更に備え、
前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する、
請求項１に記載の車両用無線充電装置。
【請求項３】
前記センサ用一次側コイルは、前記駐車場への前記車両の進入方向において前記充電用一次側コイルよりも上流側に配置され、
前記センサ用二次側コイルは、前記車両が前記充電用二次側コイル及び前記充電用一次側コイルが相互に対向する目標位置に駐車されたときに、前記センサ用一次側コイルに対向する位置に配置され、
前記位置算出部は、前記充電用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部の検出結果と、前記センサ用一次側コイルから磁場が出力されているときの前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果と、を用いて前記相対位置を算出する、
請求項２に記載の車両用無線充電装置。
【請求項４】
駐車場に設けられ、磁力が変動する磁場を発する充電用一次側コイルと、車両に設けられ、前記充電用一次側コイルから無線により電力を受電する充電用二次側コイルと、前記車両に設けられ、前記充電用二次側コイルにより得られる電力を充電池へ充電する充電部と、を備えた車両用無線充電装置であって、
前記駐車場における前記充電用一次側コイルと異なる位置に設けられ、磁力が変動する磁場を発するセンサ用一次側コイルと、
前記充電用一次側コイルによる磁場の出力と前記センサ用一次側コイルによる磁場の出力とを切り替える磁場出力切替部と、
前記充電用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第１電力検出部と、
前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報を出力する情報出力部と、
を備えることを特徴とする車両用無線充電装置。
【請求項５】
前記車両における前記充電用二次側コイルと異なる位置に設けられ、前記駐車場において磁力が変動する磁場を発するコイルから無線により電力を受電するセンサ用二次側コイルと、
前記センサ用二次側コイルにより得られる電力の強度を検出する第２電力検出部と、を更に備え、
前記位置算出部は、前記磁場出力切替部により切り替えられた磁場に対応した前記第１電力検出部及び前記第２電力検出部各々の検出結果を用いて、前記充電用一次側コイルと前記充電用二次側コイルとの間の相対位置を算出する、
請求項４に記載の車両用無線充電装置。
【請求項６】
当該車両用無線充電装置の動作モードを、前記充電部による前記充電池への充電が行われない状況下で、前記位置検出部が前記電力検出部の検出結果を用いて前記相対位置を算出する位置検出モードと、前記充電部による前記充電池への充電が行われる充電モードと、に切り替える動作モード切替部を更に備える、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【請求項７】
前記充電用二次側コイルは、
前記充電用一次側コイルに対し磁場の共鳴により磁気的に結合されることによって前記充電用一次側コイルから電力を受電する二次側自己共振コイルと、
電磁誘導により前記二次自己共振コイルから電力を受電する二次側電磁誘導コイルと、を備える、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【請求項８】
前記情報出力部は、前記位置算出部により算出された前記相対位置の情報の画像を前記車両に設けられた表示部に出力する、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の車両用無線充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６０５１５（Ｐ２０１１−１６０５１５Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８３８１（Ｐ２０１０−１８３８１）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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