JP2013121209A - 非接触受電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受電に悪影響を及ぼす虞がある付着異物を除去することが可能な非接触受電装置を提供する。
【解決手段】操作部に対する受電開始の操作を受け付けた場合、実際の受電を開始する前に、カバー１０の下面に対して吐出口２２１から洗浄液を吐出すると共に、受電コイル１１を覆うカバー１０の下面をワイパーアーム２１１に取着されたワイパーブレード２１２が拭うようにする。その後、前記下面を介する電磁誘導又は磁気共鳴の作用により、外部から受電コイル１１に高周波電力が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁誘導又は磁気共鳴によってコイルに誘起される電力を受電する非接触受電装置に関する。

近年、環境に優しい高燃費の車両としてＨＶ（Hybrid Vehicle ；ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric vehicle ；電気自動車）が急速に普及している。これらの車両は、何れも駆動輪を駆動するモータと、該モータに電力を供給する二次電池とを備える。ＨＶの中でも充電の外部インタフェースを有するＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle ）とＥＶとでは、車外から二次電池に対する充電が行われる。

一方、車両、携帯端末等の移動体が備える二次電池に対して、充電ケーブルを用いずに充電する方法として、非接触充電が近年着目されている。非接触充電を実現する方式の中では、電磁誘導又は磁気共鳴を用いる非放射型の方式と、電磁波を用いる放射型の方式とが主流であり、特に移動体では非放射型の方式が有力視されている。

さて、例えば非放射型の方式により車両の二次電池に対して非接触充電を行う場合、車両側の受電用コイルが内装された部位の外側に金属製の小物、泥、水滴等の異物が付着していると、充電電力の伝送効率が低下する虞がある。

これに対し、特許文献１では、充電電力を供給する電源装置側の一次コイル近傍に設けた温度センサの検出信号と、所定の高温側設定信号との比較結果に基づいて、一次コイルを駆動する高周波発信回路の出力を連続モードから間欠モードに切り替えることにより、二次側に供給する充電電力を異物の混入時に低減する充電装置が開示されている。また、特許文献２では、一次側充電回路の一次コイルに併設された検出コイルに発生する起電力が、金属製の異物の影響を受けて、二次側制御回路の制御に基づく所定パターンで変動しなくなったときに、一次コイルの出力を弱磁界にすることにより、異物の付着による発熱を防止する充電装置が開示されている。

特開２００６−１１５５９２号公報 特開２００２−３４１６９号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された技術は、何れも付着している異物をそのままにして充電電力を低減するものであり、受電に際して積極的に異物を排除できるものではなかった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受電に悪影響を及ぼす虞がある付着異物を除去することが可能な非接触受電装置を提供することにある。

本発明に係る非接触受電装置は、電磁誘導又は磁気共鳴により外部から供給される電力をコイルで受電する非接触受電装置であって、前記コイルを覆っており、前記電磁誘導又は磁気共鳴に係る一面を有するカバーと、前記一面を拭う１又は複数のワイパーとを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、コイルを覆うカバーの一面を１又は複数のワイパーが拭うようにしてあり、前記一面を介する電磁誘導又は磁気共鳴の作用により、外部からコイルに電力が供給される。
これにより、カバーにおいて電磁誘導又は磁気共鳴が作用する一面がワイパーで拭われる。

本発明に係る非接触受電装置は、前記電力の受電開始の指示を受け付ける受付部を備え、前記ワイパーは、前記受付部が前記指示を受け付けた場合、前記電力の受電の開始前に前記一面を拭うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、受電開始の指示を受け付けた場合、実際の受電を開始する前にワイパーでカバーの一面を拭う。
これにより、ワイパーの作動によって受電に悪影響が及ぶことが防止される。

本発明に係る非接触受電装置は、前記一面に洗浄液を吐出する吐出口を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、カバーの一面に対して吐出口から洗浄液を吐出する。
これにより、コイルのカバーの一面に付着した異物が、ワイパーの作動によって洗い流される。

本発明に係る非接触受電装置は、前記ワイパーは、前記一面に沿って揺動するワイパーアーム及び該ワイパーアームに支持されており、前記一面に当接するワイパーブレードを有し、前記ワイパーアームの所定部位に前記吐出口を設けてあることを特徴とする。

本発明にあっては、コイルのカバーの一面に当接するワイパーブレードを支持しつつカバーの一面に沿って揺動するワイパーアームが、所定部位から洗浄液を吐出する。
これにより、洗浄液がカバーの一面に広がるように吐出されると共に、ワイパーブレードによる拭き取りに際して、吐出された洗浄液が効率的に利用されるようになる。

本発明によれば、コイルを覆うカバーのうち、電磁誘導又は磁気共鳴が作用する一面がワイパーによって拭われる。
従って、受電に悪影響を及ぼす虞がある付着異物を除去することが可能となる。

本発明に係る受電装置の構成を示すブロック図である。 受電装置が搭載された車両を模式的に示す底面図である。 ワイパー及びウォッシャの作動を制御する受電制御部の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係る受電装置の構成を示すブロック図である。図中１は受電装置であり、受電装置１は、外部の送電装置６が備える送電コイル６１と電磁誘導又は磁気共鳴によって結合される受電コイル１１と、該受電コイル１１が受電した交流電圧をダイオードブリッジで整流する整流部１２とを備える。整流部１２が整流した直流電圧は、外部の充電器４に供給され、充電器４が二次電池５を充電する。

受電装置１は、また、該受電装置１全体を制御しており、マイクロコンピュータからなる受電制御部２０を備える。受電制御部２０は、ワイパーモータ２１，ウォッシャポンプ２２及び１２Ｖの直流電源間を接続／切断するリレー２３，２４と、送電装置６が備える通信部７１との間でブルートゥース（Bluetooth；登録商標 ）等による無線通信を行うための通信部２５と、外部の操作部３に対して行われる受電開始の操作を受電開始の指示として受け付けるための受付部２６と、充電器４とに接続されている。ワイパーモータ２１は、その駆動力が、後述するワイパーアーム２１１（図２参照）に伝達される。ウォッシャポンプ２２は、後述する吐出口２２１（図２参照）に対して、図示しないウォッシャタンクから洗浄液を供給する。

操作部３に対する受電開始の操作が受付部２６を介して受電制御部２０に受け付けられた場合、受電制御部２０は、実際の受電をまだ開始していない間に、リレー２３，２４をオンさせてワイパーモータ２１，ウォッシャポンプ２２を相異なる時間だけ作動させ、その後、送電装置６が備える通信部７１に対して、例えば車両情報を通信部２５経由で送信する。車両情報を受信した通信部７１は、その旨を送電制御部７０に通知すると共に、通信部２５に対して応答信号を返信する。

車両情報を通知された送電制御部７０は、交流電源８から供給される交流電力を高周波電力に変換して送電コイル６１に供給する高周波インバータ６２に対して、高周波電力の生成指令を与える。高周波インバータ６２で生成された高周波電力は、送電コイル６１を介して非接触で受電コイル１１に供給される。

一方の受電装置１では、通信部２５を介して上述の応答信号を受信した受電制御部２０が、充電器４に対して充電の開始指令を与える。充電器４が二次電池５を充電している間、整流部１２から充電器４に供給される電力に係る情報（電圧、電流等）が、充電器４から受電制御部２０に与えられる。受電制御部２０は、これらの情報を、通信部２５，７１を介して送電制御部７０に随時送信する。

二次電池５が満充電状態となった場合、充電器４は充電を停止すると共に、充電停止信号を受電制御部２０に与える。これを受けて受電制御部２０は、通信部２５，７１を介して充電停止信号を送電制御部７０に送信する。充電停止信号を受信した送電制御部７０は、高周波インバータ６２に対して高周波電力の生成停止指令を与える。これにより、送電コイル６１への高周波電力の供給が停止される。

次に、ワイパーの動作について説明する。
図２は、受電装置１が搭載された車両を模式的に示す底面図である。図中１００は電気自動車からなる車両１００であり、車両１００は、車体の底部１０１の略中央部に受電コイル１１を備える。受電コイル１１は、底部１０１と平行な面内で渦巻状に巻回されており、円板状の一面が底部１０１から車外に露出するカバー１０に覆われている。

尚、受電コイルを備える位置は、底部１０１の略中央部に限定されず、例えば前輪１１１，１１１の間であってもよい。また、受電コイル１１は、巻軸を水平方向に向けたコイルバネ状のものであってもよい。カバー１０は、例えば、受電コイル１１を合成樹脂でモールドしたときのモールド部そのものであってもよい。

カバー１０より前輪１１１，１１１寄りの底部１０１には、ワイパーモータ２１の駆動力が伝達されてカバー１０の下面（一面）に沿って所定の角度で往復運動（揺動）するワイパーアーム２１１が設けられている。ワイパーアーム２１１は、該ワイパーアーム２１１の長手方向と交差する方向に往復運動するものであってもよい。ワイパーアーム２１１には、カバー１０の下面に当接して該下面を拭うワイパーブレード２１２が支持されている。

カバー１０より前輪１１１，１１１寄りの底部１０１には、また、ウォッシャポンプ２２によって図示しないウォッシャタンクから供給された洗浄液をカバー１０の下面に吐出する吐出口２２１が設けられている。ワイパーアーム２１１、ワイパーブレード２１２、ワイパーモータ２１、並びに該ワイパーモータ２１を駆動する回路及びその駆動力を伝達する機構によってワイパーが構成される。また、吐出口２２１、ウォッシャタンク、ウォッシャポンプ２２、及び該ウォッシャポンプ２２を駆動する回路によってウォッシャが構成される。

尚、一般の車両のフロントウィンドウに設けられているワイパーのように、ワイパーブレードが装着されたワイパーフレームを、短いワイパーアームの先端に着脱可能に支持するようにしてもよい。また、吐出口２２１をワイパーアーム２１１の所定部位に（例えば、長手方向の中央部に１つ、又は長手方向に等間隔に複数個）設けるようにしてもよい。更に、カバー１０の下面が長円形、矩形等の場合には、前記下面の長手方向に複数のワイパーを設けてもよい。

上述したワイパーが作動する場合、ワイパーアーム２１１が、カバー１０の下面との重なりがない定位置から往復運動を開始すると共に、吐出口２２１からカバー１０の下面に向けて洗浄液が吐出される。これにより、洗浄液がワイパーブレード２１２に押し流されるようにカバー１０の下面に行き渡って該下面を洗浄すると共に、ワイパーブレード２１２の摩擦力によって付着物が拭い取られる。洗浄液の吐出が終了した後にも、ワイパーアーム２１１が往復運動を続けることにより、カバー１０の下面に残留した洗浄液が拭い取られる。その後、ワイパーアーム２１１の往復運動は、上記の定位置で停止する。

以下では、上述した受電装置１の受電制御部２０の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。
図３は、ワイパー及びウォッシャの作動を制御する受電制御部２０の処理手順を示すフローチャートである。以下に示す処理は、受電制御部２０のマイクロコンピュータに内蔵するＲＯＭに予め格納されている制御プログラムに従って、マイクロコンピュータの図示しないＣＰＵにより実行される。受電制御部２０は、非接触による受電が可能になったときに図３の処理を起動させる。

図３の処理が起動した場合、受電制御部２０のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという）は、受付部２６を用いて、操作部３に対する受電開始の操作があったか否かを判定し（Ｓ１０）、操作があるまで待機する（Ｓ１０：ＮＯ）。受電開始の操作があった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、リレー２４をオンさせてウォッシャポンプ２２を作動させる（Ｓ１１）と共に、リレー２３をオンさせてワイパーモータ２１を作動させる（Ｓ１２）。これにより、吐出口２２１から洗浄液が吐出されると共に、ワイパーアーム２１１が往復運動を開始する。その後、ＣＰＵは、マイクロコンピュータに内蔵されたタイマ（以下、単にタイマという）に計時を開始させ（Ｓ１３）、更に、所定の時間Ｔ１が経過したか否かを判定して（Ｓ１４）、経過するまで待機する（Ｓ１４：ＮＯ）。

時間Ｔ１が経過した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、リレー２４をオフさせてウォッシャポンプ２２を先に停止させる（Ｓ１５）と共に、再びタイマに計時を開始させ（Ｓ１６）、更に、所定の時間Ｔ２が経過したか否かを判定して（Ｓ１７）、経過するまで待機する（Ｓ１７：ＮＯ）。時間Ｔ２が経過した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵは、リレー２３をオフさせてワイパーモータ２１を停止させる（Ｓ１８）と共に、実際の受電を開始させて（Ｓ１９）図３の処理を終了する。具体的には、通信部７１に対して車両情報を通信部２５経由で送信することにより、送電コイル６１から受電コイル１１に対する電力の供給が開始される。

以上のように本実施の形態によれば、受電コイルを覆うカバーの下面を１又は複数のワイパーが拭うようにしてあり、前記下面を介する電磁誘導又は磁気共鳴の作用により、外部から受電コイルに高周波電力が供給される。
これにより、カバーにおいて電磁誘導又は磁気共鳴が作用する下面がワイパーで拭われる。
従って、受電に悪影響を及ぼす虞がある付着異物を除去することが可能となる。

また、受電開始の操作を受電開始の指示として受け付けた場合、実際の受電を開始する前にワイパーでカバーの下面を拭う。
従って、ワイパーの作動によって受電に悪影響が及ぶのを防止することが可能となる。

更に、カバーの下面に対して吐出口から洗浄液を吐出する。
従って、受電コイルのカバーの下面に付着した異物を、ワイパーの作動によって洗い流すことが可能となる。

更にまた、受電コイルのカバーの下面に当接するワイパーブレードを支持しつつカバーの下面に沿って揺動するワイパーアームが、所定部位から洗浄液を吐出する。
従って、洗浄液をカバーの一面に広がるように吐出させると共に、ワイパーブレードによる拭き取りに際して、吐出された洗浄液が効率的に利用されるようにすることが可能となる。

尚、本実施の形態にあっては、受電開始の操作を受け付けた場合、実際の受電を開始する前にワイパー及びウォッシャを作動させたが、これに限定されるものではなく、受電を行っていないときに、随時ワイパー及びウォッシャを作動させるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１００ 車両
１ 受電装置（非接触受電装置）
１０ カバー
１１ 受電コイル（コイル）
２１ ワイパーモータ（ワイパーの一部）
２１１ ワイパーアーム（ワイパーの一部）
２１２ ワイパーブレード（ワイパーの一部）
２２ ウォッシャポンプ
２２１ 吐出口
２６ 受付部
３ 操作部
４ 充電器
５ 二次電池
６ 送電装置

Claims (4)

1. 電磁誘導又は磁気共鳴により外部から供給される電力をコイルで受電する非接触受電装置であって、
   前記コイルを覆っており、前記電磁誘導又は磁気共鳴に係る一面を有するカバーと、
   前記一面を拭う１又は複数のワイパーと
   を備えることを特徴とする非接触受電装置。
2. 前記電力の受電開始の指示を受け付ける受付部を備え、
   前記ワイパーは、前記受付部が前記指示を受け付けた場合、前記電力の受電の開始前に前記一面を拭うようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の非接触受電装置。
3. 前記一面に洗浄液を吐出する吐出口を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触受電装置。
4. 前記ワイパーは、前記一面に沿って揺動するワイパーアーム及び該ワイパーアームに支持されており、前記一面に当接するワイパーブレードを有し、
   前記ワイパーアームの所定部位に前記吐出口を設けてあること
   を特徴とする請求項３に記載の非接触受電装置。

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