JP2020162301A - Non-contact power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、非接触電力伝送システムに関する。 The present disclosure relates to a non-contact power transfer system.
従来から非接触電力伝送システムについて提案されている。たとえば、特開2012−209882号公報に記載された非接触電力伝送システムは、車両と、送電装置とを備える。車両は、受電装置と、車両後方を撮像する撮像装置とを含む。受電装置は車両の底面に配置されている。車両は、撮像装置が撮像した画像に基づいて、受電装置が送電装置の上方に位置するように移動する。そして、受電装置が送電装置の上方に配置された後、送電装置から受電装置に電力が送電される。 Conventionally, a non-contact power transmission system has been proposed. For example, the non-contact power transmission system described in JP2012-209882A includes a vehicle and a power transmission device. The vehicle includes a power receiving device and an imaging device that images the rear of the vehicle. The power receiving device is located on the bottom surface of the vehicle. The vehicle moves so that the power receiving device is located above the power transmission device based on the image captured by the imaging device. Then, after the power receiving device is arranged above the power transmitting device, power is transmitted from the power transmitting device to the power receiving device.
上記の非接触電力伝送システムにおいては、車両が送電装置に近づき、送電装置が車両の下面側に入り込むと、送電装置は、撮像装置で撮像できなくなる。その結果、送電装置が車両の下方に入り込んだ後においては、送電装置および受電装置を正確に位置合わせすることが困難となる。 In the above-mentioned non-contact power transmission system, when the vehicle approaches the power transmission device and the power transmission device enters the lower surface side of the vehicle, the power transmission device cannot be imaged by the image pickup device. As a result, it becomes difficult to accurately align the power transmission device and the power reception device after the power transmission device has entered the lower part of the vehicle.
そこで、本願発明者は、たとえば、受電装置の下面に複数のマーカを設け、送電装置に当該マーカを撮像する撮像装置が配置されたシステムについて検討した。 Therefore, the inventor of the present application has studied, for example, a system in which a plurality of markers are provided on the lower surface of the power receiving device and an imaging device for imaging the markers is arranged on the power transmission device.
このシステムにおいては、たとえば、複数のマーカは車幅方向に互いに間隔をあけて配置されており、当該マーカを撮像装置が撮像することで送電装置および受電装置の位置関係を把握する。本願発明者は、撮像装置が撮像したマーカの間隔に基づいて、ヨー角の有無を判定することが可能であるかについて検討した。 In this system, for example, a plurality of markers are arranged at intervals in the vehicle width direction, and the image pickup device captures the markers to grasp the positional relationship between the power transmission device and the power reception device. The inventor of the present application examined whether it is possible to determine the presence or absence of the yaw angle based on the distance between the markers imaged by the imaging device.
そして、発明者等は、送電装置に対して受電装置がヨー角を有している場合と、ヨー角がない場合とのいずれの場合においても、各マーカの間隔は等間隔となることを見出した。その結果、発明者等は、撮像したマーカの間隔が等間隔か否かでは、送電装置して受電装置がヨー角を有しているかを判定することは困難であることを見出した。 Then, the inventors have found that the intervals between the markers are equal regardless of whether the power receiving device has a yaw angle with respect to the power transmission device or there is no yaw angle. It was. As a result, the inventors have found that it is difficult to determine whether or not the power transmission device has a yaw angle based on whether or not the images of the markers are evenly spaced.
本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、第1コイルユニットおよび第2コイルユニットの間で電力伝送が行われる非接触電力伝送システムにおいて、第1コイルユニットおよび第2コイルユニットのヨー角の有無を判定することができる非接触電力伝送システムを提供することである。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is in a non-contact power transmission system in which power is transmitted between the first coil unit and the second coil unit. It is an object of the present invention to provide a non-contact power transmission system capable of determining the presence or absence of a yaw angle of a unit and a second coil unit.
本開示に係る非接触電力伝送システムは、第1コイルユニットと、第1コイルユニットから電力を受電する第2コイルユニットと制御部とを備えた非接触電力伝送システムである。上記第1コイルユニットは、第1コイルと、第1コイルを収容する第1ケースと、第1ケースに設けられた撮像装置とを含む。上記第2コイルユニットは、第2コイルと、第2コイルを収容する第2収容ケースと、第2収容ケースに設けられたマーカ列とを含む。上記マーカ列は、第1配列方向に第1間隔をあけて配列する複数の第1単位マーカを含む第1単位マーカ列と、第1配列方向と交差する第2配列方向に第2間隔をあけて配列する複数の第2単位マーカを含む第2単位マーカ列とを含む。上記制御部は、撮像装置が撮像した第1単位マーカの間隔と、撮像装置が撮像した第2単位マーカの間隔とから第1コイルユニットおよび第2コイルユニットのヨー角度の有無を判定する。 The non-contact power transmission system according to the present disclosure is a non-contact power transmission system including a first coil unit, a second coil unit that receives power from the first coil unit, and a control unit. The first coil unit includes a first coil, a first case accommodating the first coil, and an image pickup device provided in the first case. The second coil unit includes a second coil, a second accommodating case accommodating the second coil, and a marker array provided in the second accommodating case. The marker sequence includes a first unit marker sequence including a plurality of first unit markers arranged with a first interval in the first array direction, and a second interval in the second array direction intersecting the first array direction. Includes a second unit marker sequence containing a plurality of second unit markers arranged in a row. The control unit determines the presence or absence of the yaw angle of the first coil unit and the second coil unit from the interval of the first unit marker imaged by the imaging device and the interval of the second unit marker imaged by the imaging device.
上記の非接触電力伝送システムによれば、撮像装置が撮像した第1単位マーカの間隔と、撮像装置が撮像した第2単位マーカの間隔を比較することで第1コイルユニットおよび第2コイルユニットのヨー角の有無を判定することができる。 According to the above-mentioned non-contact power transmission system, the distance between the first unit marker imaged by the image pickup device and the distance between the second unit marker imaged by the image pickup device are compared to obtain the first coil unit and the second coil unit. The presence or absence of the yaw angle can be determined.
本開示に係る非接触電力伝送システムによれば、第1コイルユニットおよび第2コイルユニットのヨー角の有無を判定することができる。 According to the non-contact power transmission system according to the present disclosure, it is possible to determine the presence or absence of the yaw angle of the first coil unit and the second coil unit.
図1から図11を用いて、本実施の形態に係る非接触電力伝送システムについて説明する。図1から図11に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 The non-contact power transmission system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 11. Of the configurations shown in FIGS. 1 to 11, the same or substantially the same configuration is designated by the same reference numerals and duplicated description will be omitted.
図1は、非接触電力伝送システム1を模式的に示す模式図である。非接触電力伝送システム1は、車両2に搭載されたコイルユニット3と、コイルユニット4とを備える。なお、コイルユニット3は、受電側のコイルユニットであり、コイルユニット4は、送電側のコイルユニットである。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a non-contact
車両2は、車両本体5と、ECU7と、通信機8と、バッテリ10と、保護部材46,47とを含み、車両本体5はフロアパネル6を含む。フロアパネル6は、車両2の下面を形成する金属製の板状部材である。コイルユニット3は、フロアパネル6の下面に配置されている。バッテリ10は、フロアパネル6の下面に配置されている。ECU7は、車両2内に搭載されている。コイルユニット3は、送電ECU17と、通信機8と通信可能な通信機18とを含む。
The
保護部材46および保護部材47は、フロアパネル6の下面に設けられている。保護部材46はコイルユニット3の前方に間隔をあけて配置されており、保護部材47はコイルユニット3の後方に間隔をあけて配置されている。保護部材46,47は、たとえば、路面に置かれた障害物などからコイルユニット3を保護する。
The
図2は、非接触電力伝送システム1を模式的に示すブロック図である。コイルユニット3は、フィルタ11と、整流器12と、受電コイル13と、キャパシタ14とを含む。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the non-contact
フィルタ11は、充電リレー15を通して、バッテリ10に電気的に接続されている。整流器12は、フィルタ11に電気的に接続されている。受電コイル13およびキャパシタ14は、互いに電気的に直列に接続されている。受電コイル13の一端はキャパシタ14に電気的に接続されており、受電コイル13の他端は整流器12に電気的に接続されている。
The
キャパシタ14の一方の電極は受電コイル13に電気的に接続されており、キャパシタ14の他方の電極は整流器12に電気的に接続されている。
One electrode of the
コイルユニット4は、フィルタ20と、変換器21と、送電コイル22と、キャパシタ23とを含む。フィルタ20は、外部に設けられた外部電源16に接続されている。変換器21は、たとえば、コンバータおよびインバータを含む。変換器21は、フィルタ20に電気的に接続されている。送電コイル22およびキャパシタ23は、互いに電気的に直列に接続されている。送電コイル22の一端はキャパシタ23に接続されており、送電コイル22の他端は変換器21に接続されている。キャパシタ23の一方の電極は、送電コイル22に接続されており、キャパシタ23の他方の電極は、変換器21に接続されている。
The
上記のように構成された非接触電力伝送システム1において、コイルユニット4からコイルユニット3に電力を送電する際には、コイルユニット3がコイルユニット4の上方に位置合わせされるように車両2が移動する。
In the non-contact
そして、外部電源16からフィルタ20に交流電力が供給され、フィルタ20は供給された交流電力からノイズを除去する。変換器21にはフィルタ20から交流電力が供給され、変換器21は供給された交流電力の電圧および周波数を調整して、送電コイル22およびキャパシタ23に供給する。送電コイル22に交流電流が流れることで、送電コイル22の周囲に電磁界が形成される。
Then, AC power is supplied from the
受電コイル13は、送電コイル22の周囲に形成された電磁界を通して電力を受電する。整流器12は、受電コイル13から供給される交流電力を直流電力に変換する。フィルタ11は、整流器12から供給される直流電力からノイズを除去して、バッテリ10に供給する。
The
図3は、コイルユニット4を上方から平面視したときの平面図である。コイルユニット4は、収容ケース25と、撮像装置26とを含む。
FIG. 3 is a plan view of the
収容ケース25は、たとえば、樹脂などによって形成されている。収容ケース25は、上下方向に薄い直方体形状に形成されている。撮像装置26は、たとえば、カメラであり、撮像装置26は、収容ケース25の上面の中央に設けられている。
The
図4は、コイルユニット3を下方から視たときの底面図である。コイルユニット3は、収容ケース30と、マーカ列31,41とを含む。収容ケース30は、たとえば、樹脂などによって形成されている。収容ケース30は、上下方向に薄い直方体形状に形成されている。収容ケース30は下面36を含む。
FIG. 4 is a bottom view of the
下面36は長方形形状に形成されており、下面36の外周辺は、前辺37Fと、後辺37Bと、右側辺38Rと、左側辺38Lとを含む。
The
保護部材46は前辺37Fに沿って延びており、保護部材46およびコイルユニット3の間には、隙間50が形成されている。なお、隙間50は、車幅方向に延びるように形成されている。
The
保護部材47は、後辺37Bに沿って延びており、保護部材47およびコイルユニット3の間には、隙間51が形成されている。隙間51も車幅方向に延びるように形成されている。
The
マーカ列31は、隙間50に設けられており、マーカ列41は隙間51に設けられている。
The
マーカ列41は、マーカ列31と同様に形成されている。そこで、主に、マーカ列31の構成について詳細に説明する。
The
マーカ列31は、V字形状に形成されており、マーカ列31は最も前方に位置する頂点部39を含む。頂点部39は、車幅方向においてコイルユニット3の中央の前方に位置している。マーカ列31は単位マーカ列32および単位マーカ列33を含む。
The
単位マーカ列32は、頂点部39から後辺37Bに向かうにつれて、左側辺38Lに近づくように延びるように形成されており、単位マーカ列32は、配列方向D1に延びるように形成されている。単位マーカ列32は間隔を設けられた複数の単位マーカ34を含む。なお、車幅方向における単位マーカ34の間隔を間隔P1とする。
The
単位マーカ列33は、頂点部39から後辺37Bに向かうにつれて、右側辺38Rに近づくように延びるように形成されており、単位マーカ列33は、配列方向D2に延びるように形成されている。単位マーカ列33は、配列方向D2に間隔をあけて設けられた複数の単位マーカ35を含む。配列方向D2は、配列方向D1に対して交差する方向である。なお、車幅方向における単位マーカ35の間隔を間隔P2とすると、間隔P1と間隔P2とは実質的に同じである。
The
マーカ列41は、単位マーカ列42および単位マーカ列43を含む。マーカ列41は、V字形状に形成されており、マーカ列41は最も後方に位置する頂点49を含む。頂点49、車幅方向においてコイルユニット3の中央の後方に位置している。マーカ列41は、単位マーカ列42および単位マーカ列43を含む。
The
単位マーカ列42は、頂点49から前辺37Fに向かうにつれて、左側辺38Lに向かうように延びており、単位マーカ列43は、頂点49から前辺37Fに向かうにつれて、右側辺38Rに向かうにように延びている。
The
なお、単位マーカ列42は間隔をあけて配置された複数の単位マーカ44を含み、単位マーカ列43は間隔をあけた配置された複数の単位マーカ45を含む。なお、車幅方向において、単位マーカ44同士の間隔と、単位マーカ45同士の間隔とは実質的に同じである。
The
図5は、コイルユニット4およびコイルユニット3を上方から視たときの平面図である。なお、この図5においては、コイルユニット4およびコイルユニット3は、互いに車両の前後方向D3に離れている状態である。具体的には、マーカ列31の頂点部39は、撮像装置26に対して、前後方向D3の後方に位置している。
FIG. 5 is a plan view of the
ここで、仮想直線L1は、前辺37Fおよび後辺37Bを通ると共に、頂点部39を通ると共に、前後方向D3に延びる仮想直線である。
Here, the virtual straight line L1 is a virtual straight line that passes through the
仮想直線L2は、コイルユニット3およびコイルユニット4が位置合わせされた状態において、仮想直線L1が位置する仮想直線である。なお、本実施の形態においては、仮想直線L2は、撮像装置26を通る。ヨー角θは、仮想直線L1および仮想直線L2の交差角度である。
The virtual straight line L2 is a virtual straight line in which the virtual straight line L1 is located in a state where the
なお、図5に示す状態においては、コイルユニット3およびコイルユニット4を上方から平面視した状態において、仮想直線L1と、仮想直線L2とは重なり合っており、ヨー角θは、0度である。
In the state shown in FIG. 5, the virtual straight line L1 and the virtual straight line L2 overlap each other when the
図6は、図5に示す状態において、撮像装置26でマーカ列31を撮像した画像を模式的に示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view schematically showing an image of the
図5に示すようなコイルユニット3およびコイルユニット4の位置関係(ヨー角θ=0度)のときには、単位マーカ列32の単位マーカ34同士の間隔P3と、単位マーカ列33の単位マーカ35同士の間隔P4は、略一致している。
When the
図7は、コイルユニット4およびコイルユニット3を上方から視たときの平面図である。この図7に示す状態は、コイルユニット4に対してコイルユニット3が回転した状態であり、ヨー角θが0度よりも大きい状態である。
FIG. 7 is a plan view of the
図8は、図7に示す状態において、撮像装置26でマーカ列31を撮像した画像を模式的に示す模式図である。撮像装置26が撮像した画像において、単位マーカ列32の単位マーカ34同士の間隔P3は、単位マーカ列33の単位マーカ35同士の間隔P4よりも小さくなる。
FIG. 8 is a schematic view schematically showing an image obtained by capturing the
図9は、コイルユニット4およびコイルユニット3を上方から視たときの平面図である。この図9に示す状態は、コイルユニット4に対してコイルユニット3が回転した状態であり、ヨー角θが0度よりも小さい状態である。
FIG. 9 is a plan view of the
図10は、図9に示す状態において、撮像装置26でマーカ列31を撮像した画像を模式的に示す模式図である。この図10に示すように、単位マーカ列32の単位マーカ34同士の間隔P3は、単位マーカ列33の単位マーカ35同士の間隔P4よりも大きくなる。
FIG. 10 is a schematic view schematically showing an image of the
このように、撮像装置26がマーカ列31を撮像したときの、単位マーカ列32の単位マーカ34同士の間隔P3と、単位マーカ列33の単位マーカ35同士の間隔P4とからコイルユニット3のヨー角θの有無を判断することができる。
In this way, the yaw of the
図11は、コイルユニット4に対してコイルユニット3がヨー角を有しているか否かを判断する制御フローである。なお、コイルユニット4がコイルユニット3に対してヨー角を有しているか否かを判断するタイミングとしては、たとえば、コイルユニット3をコイルユニット4に位置合わせする過程などで実施される。
FIG. 11 is a control flow for determining whether or not the
車両2のECU7は、通信機8を通してコイルユニット4に要求信号を送信する(ステップS10)。コイルユニット4の送電ECU17は通信機18を通して要求信号を受信したと判断すると(ステップS20にてYes)、送電ECU17は撮像装置26を起動する(ステップS21)。
The
そして、送電ECU17は、撮像装置26が撮像した画像データを通信機18を通して車両2に送信する(ステップS22)。
Then, the
ECU7は、撮像装置26が撮像した画像データを受信すると(ステップS11)、ECU7は、受信した画像データから単位マーカ列32の間隔P3と、単位マーカ列33の間隔P4とが同じであるかを判断する(ステップS12)。
When the
そして、間隔P3と間隔P4が同じであると判断すると(ステップS12にてYes)、ECU7は、ヨー角θが0度であると判定する(ステップS14)。
Then, when it is determined that the interval P3 and the interval P4 are the same (Yes in step S12), the
その一方で、ECU7は、間隔P3と間隔P4とが異なると判断すると(ステップS12にてNo)、ECU7は、間隔P3が間隔P4よりも小さいか否かを判断する(ステップS13)。
On the other hand, when the
そして、間隔P3が間隔P4よりも小さいと判断すると(ステップS13にてYes)、ECU7は、ヨー角θが0度よりも大きいと判定する(ステップS15)。その一方で、間隔P3が間隔P4よりも大きいと判断すると(ステップS13にてNo)、ECU7は、ヨー角θが0よりも小さいと判定する。
Then, when it is determined that the interval P3 is smaller than the interval P4 (Yes in step S13), the
なお、上記の実施の形態においては、ECU7が画像データに基づいて、ヨー角θの有無を判断しているが、送電ECU17が撮像装置26が撮像した画像データに基づいて、ヨー角θの有無を判断するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
今回開示された実施の形態はすべ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。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
1 非接触電力伝送システム、2 車両、3,4 コイルユニット、5 車両本体、6 フロアパネル、7 ECU、8,18 通信機、10 バッテリ、11,20 フィルタ、12 整流器、13 受電コイル、14,23 キャパシタ、15 充電リレー、16 外部電源、21 変換器、22 送電コイル、25,30 収容ケース、26 撮像装置、31,41 マーカ列、32,33,42,43 単位マーカ列、34,35,44,45 単位マーカ、36 下面、37B 後辺、37F 前辺、38L 左側辺、38R 右側辺、39 頂点部、46,47 保護部材、49 頂点、50,51 隙間、D1,D2 配列方向、D3 前後方向、17 送電ECU、 L1,L2 仮想直線、P1,P2,P3,P4 間隔。 1 Non-contact power transmission system, 2 vehicles, 3, 4 coil units, 5 vehicle bodies, 6 floor panels, 7 ECUs, 8, 18 communicators, 10 batteries, 11, 20 filters, 12 rectifiers, 13 power receiving coils, 14, 23 Capacitors, 15 Charging relays, 16 External power supplies, 21 Converters, 22 Power transmission coils, 25,30 storage cases, 26 Imaging devices, 31,41 Marker rows, 32,33,42,43 Unit marker rows, 34,35, 44,45 unit marker, 36 lower surface, 37B rear side, 37F front side, 38L left side, 38R right side, 39 apex, 46,47 protective member, 49 apex, 50,51 gap, D1, D2 arrangement direction, D3 Front-back direction, 17 power transmission ECU, L1, L2 virtual straight line, P1, P2, P3, P4 interval.
Claims (1)
車両に搭載されており、前記第1コイルユニットから電力を受電する第2コイルユニットと、
制御部とを備え、
前記第1コイルユニットは、第1コイルと、前記第1コイルを収容する第1ケースと、前記第1ケースに設けられた撮像装置とを含み、
前記第2コイルユニットは、第2コイルと、前記第2コイルを収容する第2収容ケースと、前記第2収容ケースに設けられたマーカ列とを含み、
前記マーカ列は、
第1配列方向に第1間隔をあけて配列する複数の第1単位マーカを含む第1単位マーカ列と、
前記第1配列方向と交差する第2配列方向に第2間隔をあけて配列する複数の第2単位マーカを含む第2単位マーカ列と、
を含み、
前記制御部は、前記撮像装置が撮像した前記第1単位マーカの間隔と、前記撮像装置が撮像した第2単位マーカの間隔とから前記第1コイルユニットおよび前記第2コイルユニットのヨー角度の有無を判定する、非接触電力伝送システム。 With the first coil unit
The second coil unit, which is mounted on the vehicle and receives electric power from the first coil unit,
Equipped with a control unit
The first coil unit includes a first coil, a first case accommodating the first coil, and an image pickup apparatus provided in the first case.
The second coil unit includes a second coil, a second accommodating case accommodating the second coil, and a marker array provided in the second accommodating case.
The marker sequence is
A first unit marker sequence including a plurality of first unit markers arranged at a first interval in the first arrangement direction, and
A second unit marker sequence including a plurality of second unit markers arranged at a second interval in the second arrangement direction intersecting the first arrangement direction, and
Including
The control unit determines the presence or absence of the yaw angle of the first coil unit and the second coil unit based on the interval between the first unit markers imaged by the imaging device and the interval between the second unit markers imaged by the imaging device. A non-contact power transmission system that determines.
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