JP2014035746A - 非接触充電システムにおける駐車支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のドライバーが送電部から受電部が受信する電力強度を容易に確認しながら自動車を最適な位置に駐車することができる駐車支援装置を提供する。
【解決手段】駐車エリアから車両への相対位置を示す車両位置情報を用いて、駐車エリアへ車両を案内する第１の駐車支援部と、第１の駐車支援部によって駐車エリアへ車両が案内された後、この案内された駐車エリアの給電設備から車両が受信する電力の強度を用いて、駐車エリア内における効率的な給電ポイントをさらに案内する第２の駐車支援部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駐車支援装置に関し、より特定的には、非接触充電システムを利用する車両に搭載される駐車支援装置に関する。

周知のように、自動車の運転にあまり自信がないドライバーであっても、簡単に駐車場に自動車を駐車できるようにするための運転支援技術が、様々に開発されて利用されている。
また、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車などのように、バッテリーに蓄電した電力を駆動用モータに与えて動力に変換する車両も普及しつつある。

このプラグインハイブリッド自動車や電気自動車などのバッテリーへの充電は、典型的には、自宅のガレージや電気スタンドなどの、いわゆる駐車エリアに設けられたインフラ側となる給電設備を介して行われる。特に近年、給電設備から自動車のバッテリーへの充電は、電源コードや送電ケーブルなどを用いた有線接続だけではなく、無線による非接触で充電する技術も開発されている。

非接触で充電する技術を利用する一例としては、次のようなシステムが考えられる。
予め設備として、駐車エリアの地面に送電部（送電コイルなど）を設置し、自動車の底面に受電部（受電コイルなど）を設置しておく。バッテリーへの充電は、自動車を駐車エリア内に停めて、送電部に交流電流を供給する。この送電部に供給した交流電流は、電磁誘導によって受電部に交流電流を発生させる。そして、受電部に発生した交流電流をバッテリーへ与えることで、非接触による充電が行われる。

特開２０１１−０１５５４９号公報

電源コードや送電ケーブルなどの有線で給電設備と自動車とを接続する場合には、駐車エリア内における自動車の駐車位置をそれほど気にする必要がなかった。しかし、給電設備と自動車とを非接触で接続する場合には、駐車エリア内における自動車の駐車位置が重要になってくる。ここで、送電部と受電部との左右方向の位置ずれは、駐車エリアの白線枠などの目印で小さく抑えられるので、送電部と受電部との前後方向の位置ずれが特に重要となる。

ところが、ドライバーは、駐車エリアの地面に設置された送電部の位置も、自動車の底面に設置された受電部の位置も、詳しく把握できていない。このため、駐車エリア内における自動車の駐車位置によっては、送電部と受電部との前後方向の位置ずれが大きくなり、バッテリーへの充電が効率的に行われないおそれがある。

このような課題に対して、上述した特許文献１に記載された駐車支援システムでは、送電部と受電部との位置関係を、２つのマーク（補助画像）で表示すると共に、送電部と受電部との距離を数値で表示（距離表示）している。この２つの表示により、特許文献１に記載された駐車支援システムでは、駐車エリアにおける自動車の最適な駐車位置を支援している。

本発明は、上記の技術内容をさらに発展させたものであり、自動車のドライバーが送電部から受電部が受信する電力強度を容易に確認しながら自動車を最適な位置に駐車することができる駐車支援装置を開示するものである。

本発明は、非接触充電システムを搭載した車両に用いられる駐車支援装置に向けられている。
そして、上記目的を達成するために、本発明の駐車支援装置は、駐車エリアから車両への相対位置を示す車両位置情報を用いて、この駐車エリアへ車両を案内する第１の駐車支援部と、第１の駐車支援部によって駐車エリアへ車両が案内された後、この案内された駐車エリアの給電設備から車両が受信する電力の強度を用いて、駐車エリア内における効率的な給電ポイントをさらに案内する第２の駐車支援部とを備えている。

上述した本発明の駐車支援装置によれば、自動車のドライバーは、送電部と受電部との位置関係を把握していなくても、装置から提供される案内を確認しながらバッテリー充電が効率的に実行される最適な位置に、自動車を簡単に駐車することができる。

本発明の一実施形態に係る駐車支援装置２０を含む非接触充電システム１全体の概略構成を示す図 図１に示した給電設備１０および駐車支援装置２０の詳細な構成を説明するための機能ブロック図 駐車エリア内に設置される給電設備１０の一部の構成に関する配置例を、路面に対して平行な状態で示した図 駐車支援装置２０で行われる第１の駐車支援の処理手順を説明するフローチャート 駐車支援装置２０で行われる第２の駐車支援の処理手順を説明するフローチャート 駐車位置メータおよび受信強度メータの一例を示す図 駐車位置メータおよび受信強度メータの一例を示す図 受信強度メータの一例を示す図

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置２０を含む非接触充電システム１全体の概略構成を示す図である。図１における非接触充電システム１は、給電設備１０と、駐車支援装置２０とを含んでいる。

給電設備１０は、自宅のガレージや電気充電スタンドなどの車両を駐停車できる場所（以下、駐車エリアと称する）に設けられるインフラ側の設備である。駐車支援装置２０は、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車など、バッテリーに蓄電した電力を駆動用モータに与えて動力に変換する車両に搭載される装置である。

図１に示す非接触充電システム１では、給電設備１０と駐車支援装置２０との間で無線通信を行い、車両の駐車エリアへの駐車支援および車両のバッテリーへの電力充電の両方を実現する。この非接触充電システム１を構成する本発明の駐車支援装置２０では、駐車案内を２段階で提供することによって、バッテリー充電を効率的に行える位置にドライバーが車両を駐車することができる駐車支援手法を実現する。
以下にその詳細を説明する。

１．構成の説明
図２は、図１に示した給電設備１０および駐車支援装置２０の詳細な構成を説明するための機能ブロック図である。図３は、駐車エリア内に設置される給電設備１０の一部の構成に関する配置例を、路面に対して平行な状態で示したものである。

まず、駐車エリアに設けられる給電設備１０の各構成を説明する。
給電設備１０は、アンテナ１１と、無線通信部１２と、車両検出部１３と、高周波電源部１４と、送電部１５と、制御部１８とを備えている。

無線通信部１２は、アンテナ１１を介した無線通信によって、車両に搭載された駐車支援装置２０との間で非接触充電に関する制御信号を送受信するための、通信インタフェースである。この無線通信部１２には、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers：米国電気電子学会）規格に準拠したＷｉＦｉやＺｉｇｂｅｅ（登録商標）などの通信メディアが用いられる。
車両検出部１３は、駐車エリア（典型的には、路面に白線で描かれた駐車枠、図３を参照）に車両が進入したか否かを検出するためのセンサである。この車両検出部１３には、例えば、圧力センサや赤外線センサなどが用いられる。図１および図３では、車両検出部１３が駐車エリア内における進入側の路面に埋設されている例を示している。
高周波電源部１４は、車両のバッテリーに充電する電力を生成するための高周波電流を発生させる。高周波電流の周波数は、例えば１ｋＨｚ〜数十ＭＨｚである。

送電部１５は、電線が巻かれたコイルを含む（Ｚ整合器を含む）。図１および図３では、送電部１５が駐車エリア内における中央付近の路面に埋設されている例を示している。送電部１５のコイル、つまり１次コイルに高周波電源部１４が発生させた高周波電流を印加することで磁界を変化させ、後述する駐車支援装置２０の受電部２４側のコイル、つまり２次コイルに誘導電流を発生させる。
制御部１８は、典型的には電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であり、アンテナ１１、無線通信部１２、車両検出部１３、高周波電源部１４、および送電部１５を制御する。

次に、車両に搭載される駐車支援装置２０の各構成を説明する。
駐車支援装置２０は、アンテナ２１と、無線通信部２２と、車両位置取得部２３と、受電部２４と、受信電力測定部２５と、非接触充電部２６と、バッテリー２７と、制御部２８と、案内部２９とを備えている。

無線通信部２２は、アンテナ２１を介した無線通信によって、駐車エリアに設けられた給電設備１０との間で非接触充電に関する制御信号を送受信するための、通信インタフェースである。この無線通信部２２には、上述の無線通信部１２と同様に、ＩＥＥＥ規格に準拠したＷｉＦｉやＺｉｇｂｅｅなどの通信メディアが用いられる。
車両位置取得部２３は、給電設備１０に対する車両の相対位置に関する情報を取得する。この車両位置取得部２３には、例えば車両の速度を検出したり走行距離を算出したりする車速パルス発生器や、距離センサ、およびＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）などが用いられる。

受電部２４は、電線が巻かれたコイルを含む（Ｚ整合器を含む）。図１では、受電部２４が車両の底面（フロアパネル下面）に設置されている例を示している。上述した給電設備１０の送電部１５の１次コイルによる磁界変化作用によって、この受電部２４の２次コイルに誘導電流が発生する。
受信電力測定部２５は、受電部２４で発生した誘導電流の強度を測定する。受信電力測定部２５で測定された電力強度の情報は、車両の駐車エリアへの駐車支援に利用される。

非接触充電部２６は、受電部２４で発生した誘導電流をバッテリー２７に出力して電力を蓄えるための電気回路であり、整流器、ＤＣ／ＤＣコンバータ、およびセンサなどを含む。バッテリー２７は、再充電可能な直流電源であり、例えばリチウムイオンやニッケル水素などの２次電池である。
案内部２９は、ディスプレイやスピーカなどの情報出力装置であり、車両位置取得部２３で取得した車両位置情報に基づいて車両の駐車エリアへの駐車案内を画面表示や音声出力したり、受信電力測定部２５で測定した電力強度に基づいて車両の駐車エリア内でのさらに詳細な駐車案内を画面表示や音声出力したりする。
制御部２８は、典型的には電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、アンテナ２１、無線通信部２２、車両位置取得部２３、受電部２４、受信電力測定部２５、非接触充電部２６、および案内部２９を制御する。

駐車支援装置２０において、アンテナ２１、無線通信部２２、車両位置取得部２３、制御部２８、および案内部２９は、第１の駐車支援部として機能する。また、駐車支援装置２０において、受電部２４、受信電力測定部２５、制御部２８、および案内部２９は、第２の駐車支援部として機能する。

２．駐車支援の内容
図４〜図８を参照して、駐車支援の内容を具体的に説明する。なお、以下の説明では、駐車支援装置２０の案内部２９がディスプレイであって、ドライバーへの車両駐車案内を画面で表示する場合を一例に挙げている。
図４は、駐車支援装置２０で行われる第１の駐車支援の処理手順を説明するフローチャートである。図５は、駐車支援装置２０で行われる第２の駐車支援の処理手順を説明するフローチャートである。図６および図７は、駐車位置メータおよび受信強度メータの一例を示す図である。図８は、受信強度メータの一例を示す図である。

（１）第１の駐車支援
図４に示す第１の駐車支援は、図３に示した車両検出部１３によって車両が検出された場合に開始される。例えば、車両検出部１３が圧力センサであれば、駐車エリア内に進入してきた車両の重量（例えば車輪乗り上げ）を検出したとき（図６（ａ）を参照）、車両検出部１３が赤外線センサであれば、駐車エリア内に進入してきた車両のボディ（例えばリアバンパー）を検出したときである。

車両検出部１３によって駐車エリア内に進入してきた車両が検出されると、制御部１８は、車両を検出したことを示す車両検出信号、車両検出部１３から駐車エリアに設けられた送電部１５までの距離Ｄ１（図３を参照）、および車両検出部１３から駐車エリアの進入許容位置（例えば輪止め位置）までの距離Ｄ２（図３を参照）を含んだ情報を、無線通信部１２およびアンテナ１１を介して送信する。

駐車支援装置２０は、給電設備１０から送信された情報を、アンテナ２１および無線通信部２２を介して受信する（図４、ステップＳ４１）。制御部２８は、無線通信部２２で受信された情報および車両における受電部２４の位置に基づいて、駐車エリア内における車両の現在位置および最適な駐車位置をドライバーに示す駐車位置メータを作成し、案内部２９に表示させる（図４、ステップＳ４２）。

第１の駐車支援に関わる画面表示である駐車位置メータの一例を、図６に示す。図６の例では、距離Ｄ２を等間隔に複数の位置ブロック（図では７つの位置ブロック）に分割し、車両の現在位置を網掛け表示している。さらに、距離Ｄ１と受電部２４との関係から求まる最適な駐車位置、具体的には送電部１５の位置と受電部２４の位置とが垂直方向に重なる位置ブロックを、太枠表示で強調している（図では上から６番目の位置ブロックとなる）。

ドライバーが車両を動かすと、車両位置取得部２３、本実施形態では車速パルス発生器が、車速パルス間隔に基づいて走行距離Ｄｘを算出する（図４、ステップＳ４３）。制御部２８は、車両位置取得部２３が算出した走行距離Ｄｘを監視し、走行距離Ｄｘが駐車位置メータの位置ブロック１つ分（１目盛り分）に達する毎に（図４、ステップＳ４４）、駐車位置メータにおける車両の現在位置の網掛け表示を１位置ブロックずつ移動させる（図４、ステップＳ４５）。この際、車両のシフトポジションに応じて、網掛け表示を移動させる方向を制御することが行われる。すなわち、シフトポジションが後退「Ｒ」であれば、駐車位置メータの網掛けされた位置ブロックを下側（後退側）に移動させ、それ以外のシフトポジション（「Ｄ」、「Ｂ」、「Ｌ」など）であれば、駐車位置メータの網掛けされた位置ブロックを上側（前進側）に移動させる。

上記ステップＳ４３〜Ｓ４５の処理が繰り返された結果、車両が最適な駐車位置（太枠表示の位置ブロック）に来ると、駐車位置メータによる第１の駐車支援処理が終了する（図４、ステップＳ４６）。なお、車両が最適な駐車位置に来る前にドライバーの意思などで駐車行為が完了した場合にも、当然第１の駐車支援処理が終了する。

（２）第２の駐車支援
車両が最適な駐車位置に来ると、第１の駐車支援処理が終了して第２の駐車支援処理が開始される。この第２の駐車支援処理では、駐車支援装置２０は、受電部２４において送電部１５から送信される電力の受信を開始する（図５、ステップＳ５１）。受信電力測定部２５は、受電部２４で受信された電力の強度（レベル）を測定すると共に、受電部２４（２次コイル）と送電部１５（１次コイル）との位置ずれ方向を検出する（図５、ステップＳ５２）。制御部２８は、受信電力測定部２５で測定した電力強度およびコイルの位置ずれに基づいて、最適な駐車位置内における充電効率が最も高い位置（給電ポイント）をドライバーに示す受信強度メータを作成し、案内部２９に表示させる（図５、ステップＳ５３）。

第２の駐車支援に関わる画面表示である受信強度メータの一例を、図７および図８に示す。図７および図８の例では、最適な駐車位置である太枠表示の位置ブロック内をさらに複数の位置ブロック（図では５つの位置ブロック）に分割し、受信強度に応じた網掛け表示を行っている。例えば、図８に示すように、受信強度が最大となる位置では分割した複数の位置ブロックの全てを網掛けし、最大受信強度から小さくなる毎に受信強度メータの網掛け表示を１位置ブロックずつ移動させる（図５、ステップＳ５４）。１位置ブロックの変化量は、送電部１５と受電部２４との前後位置ずれに対する受信強度マップから決定すればよい。なお、この際にもやはり、車両のシフトポジションに応じて網掛け表示を移動させる方向を制御することが行われる。すなわち、シフトポジションが後退「Ｒ」であれば、受信強度メータの位置ブロックを下側（後退側）に移動させ、それ以外のシフトポジション（「Ｄ」、「Ｂ」、「Ｌ」など）であれば、受信強度メータの位置ブロックを上側（前進側）に移動させる。

上記ステップＳ５１〜Ｓ５４の処理が繰り返されることによって、ドライバーは充電効率が最も高い位置（給電ポイント）に車両を駐車することができる。これにより、受信強度メータによる第２の駐車支援処理が終了する（図５、ステップＳ５５）。なお、車両が充電効率が最も高い駐車位置に来る前にドライバーの意思などで駐車行為が完了した場合にも、当然第２の駐車支援処理が終了する。

以上のように、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置２０によれば、第１の駐車支援処理によって、送電部１５と受電部２４とが近づく駐車位置まで車両をまず大まかに案内し、次に受電部２４によって受信される電力強度に応じて、送電部１５と受電部２４とが垂直方向に重なる駐車位置まで、車両を詳細に案内する。
これにより、自動車のドライバーは、送電部と受電部との位置関係を把握していなくても、装置から提供される案内（電力強度）を確認しながらバッテリー充電が効率的に実行される最適な位置に、自動車を簡単に駐車することができる。

また、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置２０によれば、終始電力強度レベルだけで駐車支援を行わずに、最初に給電設備１０の車両検出部１３と駐車支援装置２０の車両位置検出部２３とによって受電部２４を送電部１５にある程度近づけてから、次に電力強度レベルによる駐車支援を行う。
このため、送電部１４が埋設された駐車エリアが複数あるような無線通信範囲が重複する駐車場において、どの駐車エリアに対して電力強度による駐車支援が行われているのか分からないといった現象を回避することができる。

なお、上記実施形態で説明した画面表示による案内は、一例であって発明を限定するものではない。例えば、画面表示を利用する場合には、車両の現在位置や受信強度のレベルを表示するにあたって、位置ブロックの大きさや色彩を変えて表示してもよいし、位置ブロックを透過や点滅させて表示してもよい。
また、音声出力を利用する場合には、車両の最適な駐車位置や受信強度のレベルをドライバーに知らせるにあたって、出力音の音程や強弱に変化を持たせてもよいし、音の出力間隔に変化を持たせてもよい。

本発明の駐車支援装置は、非接触充電システムを利用する車両に利用可能であり、特に車両のドライバーが給電部と受電部との位置関係を容易に確認しながら車両を最適な位置に駐車したい場合などに有用である。

１ 非接触充電システム
１０ 給電設備
１１、２１ アンテナ
１２、２２ 無線通信部
１３ 車両検出部
１４ 高周波電源部
１５ 送電部
１８、２８ 制御部
２０ 駐車支援装置
２３ 車両位置取得部
２４ 受電部
２５ 受信電力測定部
２６ 非接触充電部
２７ バッテリー
２９ 案内部

Claims (1)

1. 非接触充電システムを搭載した車両に用いられる駐車支援装置であって、
   駐車エリアから車両への相対位置を示す車両位置情報を用いて、当該駐車エリアへ車両を案内する第１の駐車支援部と、
   前記第１の駐車支援部によって前記駐車エリアへ車両が案内された後、当該案内された駐車エリアの給電設備から車両が受信する電力の強度を用いて、前記駐車エリア内における効率的な給電ポイントをさらに案内する第２の駐車支援部とを備える、駐車支援装置。

Images