JP5504009B2 - 電気自動車 - Google Patents

Description

この発明は、非接触式の充電システムによりバッテリ充電を行う電気自動車に関し、特に電気自動車の床下に配置される受電部と地面に配置された給電部との位置合わせに係るものである。

従来、非接触式の充電システムによりバッテリ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て、車両側に設けられた受電部を地上にある給電部と対向させて充電を行うようになっている。これら受電部と給電部とは、対向させる際の位置ずれによる充電効率の低下が著しいが、利用者は運転しながら受電部および給電部の位置を正確に把握することができなかった。そこで近年、車両の幅方向の位置を検知することで車両に設けられた受電部と充電器に設けられた給電部との位置ズレを検知して利用者に報知することで、車両の位置ズレを解消させて、充電部と給電部との位置が充電可能な位置になったことが検知されると充電を開始するものある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１８２２１２号公報

しかしながら、従来のシステムでは、給電部の場所が一義的に決まっているため、例えば、車両側の受電部の配置を移動してしまった場合、受電部と給電部との位置関係が把握できなくなってしまい、位置合わせに係る利用者の負担が増加すると共に充電効率が低下してしまう虞がある。
そして、従来のシステムでは、全ての電気自動車で受電部の配置統一が要求されるため、装置レイアウトの自由度が低下しまうという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非接触式の充電を行う受電部の配置自由度を向上しつつ正確且つ容易に受電部と給電部との位置合わせが可能な電気自動車を提供するものである。

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、走行モータ（例えば、実施形態における走行モータ２）と、前記走行モータへ供給される電力を蓄電する蓄電装置（例えば、実施形態における高圧バッテリ６）と、床下に配置された受電部（例えば、実施形態における受電コイル８）と、車室内に設けられるモニタ（例えば、実施形態におけるモニタ１７）に車両の走行情報を表示するナビゲーションシステム（例えば、実施形態におけるナビゲーションシステム１６）とを備えた非接触充電式の電気自動車（例えば、実施形態における電気自動車１，１００）において、前記受電部近傍または前記受電部と一体的に設けられ、前記床下に路面方向を向いて設置される床下カメラ（例えば、実施形態における床下カメラ１２、第１床下カメラ１２ａ、第２床下カメラ１２ｂ）と、路上に配置される給電部（例えば、実施形態における給電コイル９）の接近を検知する接近検知手段（例えば、実施形態における接近検知手段２０）と、前記接近検知手段により前記給電部への接近を検知した場合に、前記モニタに前記床下カメラの映像を写すように切り換えるモニタ表示情報切り換え手段（例えば、実施形態におけるモニタ表示情報切り換え手段２１）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記モニタが、前記受電部の仮想位置（例えば、実施形態におけるターゲットマーク２５）を表示することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の発明において、前記モニタが、前記仮想位置から前記給電部までのズレ量を表示することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の発明において、車両後方を撮影するバックビューカメラ（例えば、実施形態におけるバックビューカメラ１１）を設け、該バックビューカメラにより撮影された映像範囲と、前記床下カメラにより撮影された映像範囲との少なくとも一部が重なっていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項４に記載の発明において、前記接近検知手段は、前記バックビューカメラにより前記給電部の映像が捉えられなくなった場合、又は、前記床下カメラにより前記給電部の映像を捉えた場合に、該給電部の接近を検知することを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、請求項４に記載の発明において、前記モニタは、シフト位置が後退の位置にある場合に、表示領域を分割して前記バックビューカメラと前記床下カメラとの映像を同時に表示することを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、走行モータと、前記走行モータへ供給される電力を蓄電する蓄電装置と、床下に配置された受電部と、車室内に設けられるモニタに車両の走行情報を表示するナビゲーションシステムとを備えた非接触充電式の電気自動車において、前記受電部と一体的に設けられ、前記床下に路面方向を向いて設置される床下カメラを備え、前記モニタは、前記床下カメラの映像を表示するとともに、前記受電部位置を前記モニタ上で把握するための表示を行うことを特徴とする。

請求項８に記載した発明は、請求項７に記載の発明において、前記モニタは、前記床下カメラにおける前記受電部の仮想位置を表示することを特徴とする。

請求項９に記載した発明は、請求項７又は８に記載の発明において、前記モニタは、前記受電部と路上に配置される給電部との水平方向におけるズレ量を表示することを特徴とする。

請求項１０に記載した発明は、請求項７乃至９の何れか一項に記載の発明において、路上に配置される給電部の接近を検知する接近検知手段と、該接近検知手段により前記給電部への接近を検知した場合に、前記モニタに前記床下カメラの映像を写すように切り換えるモニタ表示情報切り換え手段とを備えることを特徴とする。

請求項１１に記載した発明は、請求項７乃至１０の何れか一項に記載の発明において、前記モニタの表示を前記床下カメラの映像に切換える切換操作手段を備えることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、床下に受電部が配置され、接近検知手段によって路上の給電部への接近が検知された場合に、モニタ表示情報切り換え手段によって床下カメラの映像をナビゲーションシステムのモニタに映すように切り換えることで、ユーザはモニタの映像を視認しながら受電部が給電部と対向するように操舵して誘導することができる。したがって、車両の床下における受電部の配置自由度が向上するため、車両の床下における装置レイアウトの自由度を向上させることができる効果がある。
さらに、ユーザが、モニタの映像を視認しながら受電部と給電部との位置合わせを容易に行うことができるので、利用者の負担を軽減するとともに、受電部と給電部とを正確に位置合わせすることができるので、充電効率の低下を防止することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、仮想位置と給電部との位置をモニタ上で一致させることで受電部と給電部とが対向配置されるため、より確実な位置あわせが可能となり更なるユーザの負担軽減を図ることができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、請求項２の効果に加え、仮想位置と給電部との位置ズレをユーザがズレ量として認識可能なため、より正確に位置あわせを行うことができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１乃至３の何れか一項の効果に加え、バックビューカメラ１１と床下カメラとの撮影範囲の一部が重なっていることで、バックビューカメラにより撮影される給電部をモニタで視認しながら車両を後退させ、車両に給電部が徐々に接近してバックビューカメラの撮影エリア外に給電部が出てしまったときには、当該給電部が床下カメラの撮影エリア内にあるので、ユーザが給電部を見失うことを抑制してスムーズに給電部と受電部との位置あわせを行うことができる効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、請求項４の効果に加え、バックビューカメラにより給電部の映像が捉えられなくなった場合や床下カメラによって給電部の映像を捉えた場合に、給電部が車両に接近したことを検知できるので、モニタの映像から給電部を見失うことなしに受電部と給電部との位置決めをスムーズに行うことができる効果がある。

請求項６に記載した発明によれば、請求項４の効果に加え、車両のシフト位置が後退の位置にある場合に、モニタの表示領域が分割されて、バックビューカメラの映像と、床下カメラの映像とが同時に表示されるため、ユーザが各カメラの映像により円滑に給電部を追跡することができるため、安全に受電部と給電部との位置決めを行うことができる効果がある。

請求項７に記載した発明によれば、床下に受電部が配置され、ユーザはモニタの映像を視認しながら受電部が給電部と対向するように操舵して誘導することができるため、車両の床下における受電部の配置自由度が向上し、したがって、車両の床下における装置レイアウトの自由度を向上させることができる効果がある。
さらに、ユーザが、モニタに表示される床下カメラの映像における受電部の仮想位置もしくは受電部と路上に配置される給電部の水平方向におけるズレ量を視認しながら受電部と給電部との位置合わせを容易に行うことができるので、利用者の負担を軽減するとともに、受電部と給電部とを正確に位置合わせすることができ、したがって、充電効率の低下を防止することができる効果がある。

請求項８に記載した発明によれば、請求項７の効果に加え、仮想位置と給電部との位置をモニタ上で一致させることで受電部と給電部とが対向配置されるため、より確実な位置あわせが可能となり更なるユーザの負担軽減を図ることができる効果がある。

請求項９に記載した発明によれば、請求項７又は８の効果に加え、仮想位置と給電部との位置ズレをユーザがズレ量として認識可能なため、より正確に位置あわせを行うことができる効果がある。

請求項１０に記載した発明によれば、請求項７乃至９の何れか一項の効果に加え、接近検知手段によって路上の給電部への接近が検知された場合に、モニタ表示情報切り換え手段によって床下カメラの映像をナビゲーションシステムのモニタに映すように自動的に切り換えられるので、ユーザの負担を軽減することができる効果がある。

請求項１１に記載した発明によれば、請求項７乃至１０の何れか一項の効果に加え、ユーザが床下カメラの映像を見たいと思うときにモニタの表示を切換操作手段により切換えることができるので、利便性の向上を図ることができる効果がある。

本発明の第１実施形態における電気自動車の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における電気自動車の位置決めＥＣＵの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態におけるモニタに表示されるバックビューカメラの映像の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態におけるモニタに表示される床下カメラの映像の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における位置決めＥＣＵの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における電気自動車の概略構成を示す側面図である。 本発明の第２実施形態におけるズレ量が規定値よりも大きい場合の床下カメラの映像の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるズレ量が規定値以下の場合の床下カメラの映像の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態における図５に相当するフローチャートである。 本発明の第３実施形態における図６に相当する側面図である。 本発明の第３実施形態における図１０のＡ方向から見た矢視図である。 本発明の第３実施形態における図５に相当するフローチャートである。 本発明の第４実施形態における電気自動車の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態における図５に相当するフローチャートである。 本発明の第４実施形態における電気自動車の遷移を示す説明図である。 本発明の第１実施形態の他の実施例におけるモニタの表示例を示す図である。 本発明の第１，２実施形態の他の実施例におけるモニタの表示例を示す図である。 本発明の第１，２実施形態の他の実施例における床下カメラの配置を示す下面図である。 本発明の第１〜第４実施形態の他の実施例におけるズレ量の表示例を示す図である。

次に、この発明の実施形態における電気自動車について図面を参照しながら説明する。
図１、図２は、この実施形態の電気自動車１の概略構成を示している。
電気自動車１は、走行モータ（ＭＯＴ）２を備え、この走行モータ２の駆動力がギヤ（不図示）を介して左右の駆動輪４，４に配分されて伝達されるようになっている。また電気自動車１の減速時に駆動輪４，４から走行モータ２側に駆動力が伝達されると、走行モータ２が発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

走行モータ２は、例えばＤＣブラスレスモータ等とされ、この走行モータ２の駆動及び発電を制御するインバータ（不図示）に接続されている。インバータには、走行モータ２と電力の授受を行う高圧バッテリ６が接続されている。
高圧バッテリ６は、後部座席下やフロアパネルの近傍に配置されており、非接触式の充電を行う受電ユニット（不図示）が接続されている。この受電ユニットは、フロアパネルの下面等の床下に取り付けられた受電コイル８を備え、電磁誘導によって受電コイル８に生じる電力を直流変換して高圧バッテリ６の充電を行う。ここで、床下とは、フロアパネルよりも下方を意味する。

駐車場などの車室外には非接触式の充電により高圧バッテリ６を充電するための充電設備（不図示）が設けられ、所定の駐車エリアの地面（路面）に給電コイル９が埋設などにより設置されている。受電コイル８と給電コイル９とを対向配置した状態で給電コイル９に交流電流を流すと、給電コイル９からの電磁誘導の影響により受電コイル８に交流電流が流れる。

電気自動車１は、車両後方を撮影するバックビューカメラ（ＣＣＤ＿Ｒｒ）１１と、車両下方を撮影する床下カメラ（ＣＣＤ＿ＵＮＤ）１２とを備えている。これらカメラはＣＣＤ等のカメラであって、それらの撮影データを位置決めＥＣＵ１５へ出力する。床下カメラ１２は主に駐車エリア内の地面に設置された給電コイル９を撮影するためのカメラであり、略鉛直下方を向いて設置されている。バックビューカメラ１１は、運転者から視認が困難な車両後方のやや下側を向いて設置される。なお、床下カメラ１２の配置は、受電コイル８の近傍であればよいが、電気自動車１が駐車エリアに後退しながら進入する頻度が高いことから、車両の床下に設置される受電コイル８の幅方向略中央の車両前方側に隣接配置されるのが好ましい。

位置決めＥＣＵ１５は、受電コイル８と給電コイル９との位置合わせ操作を支援すべく、ナビゲーションシステム１６のモニタ１７の表示制御を行い、充電コイルと給電コイル９との位置あわせを行う際に、モニタ１７の表示を、通常のナビゲーション画面から床下カメラ１２やバックビューカメラ１１の映像へ切り換えて表示する制御を行う。モニタ１７は、例えば車室内のセンターコンソール上方等に設置される。
また位置決めＥＣＵ１５には、シフト位置を検知するシフトポジションセンサ１８が接続され、シフト位置、例えば後退（例えば、「Ｒ」）や前進（例えば「Ｄ」）等を検知可能になっている。ここで、上記ナビゲーションシステム１６は、通常時は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号等に基づき車両の現在位置を求め、車両の現在位置と予め記憶している地図データとによりマップマッチングの処理を実行し、例えば操作者の入力操作などに応じて設定された目的地に対して経路探索や経路誘導などの処理を実行する。そして、経路誘導に係る映像や音声をモニタ１７およびスピーカ（図示略）により出力させる。

位置決めＥＣＵ１５は、電気自動車１へ給電コイル９が接近したことを検出する接近検知手段２０と、該接近検知手段２０の検知結果に基づきモニタ１７を切り換え制御するモニタ表示情報切り換え手段２１を備えている。
接近検知手段２０は、バックビューカメラ１１や床下カメラ１２の映像から画像処理により給電コイル９を抽出することで給電コイル９を検出する。また接近検知手段２０は、例えば、電気自動車１の後退時に、バックビューカメラ１１によって捉えられていた給電コイル９の映像が撮影範囲を外れた場合や、床下カメラ１２により給電コイル９の映像を捉えた場合に、電気自動車１へ給電コイル９が接近したことを検出する。ここで、給電コイル９の接近検知は様々な手法を用いることができ、例えば、給電コイル９に近距離通信が可能な無線装置を取り付けて、給電コイル９と電気自動車１側の無線装置との回線が確立されたと判定された場合に、接近検知手段２０によって給電コイル９の接近を検出するようにしてもよい。

モニタ表示情報切り換え手段２１は、接近検知手段２０により給電コイル９の接近が検出されると、ナビゲーションシステム１６のモニタ１７の表示を、通常のナビゲーション画面から床下カメラ１２の映像へ切り換える制御を行う。なお、モニタ表示情報切り換え手段２１により、例えば、バックビューカメラ１１で給電コイル９の映像が捉えられた時点でモニタ１７の表示をバックビューカメラ１１の映像に一旦切り換え、給電コイル９の接近が検出された時点でさらに床下カメラ１２の映像に切り換える制御を行うようにしてもよい。また、床下カメラ１２の映像へ切り換えるためのボタン等の切換操作手段を設けて接近検知手段２０の検知結果に関わらずユーザにより切換操作手段が操作された際にモニタ表示情報切り換え手段２１によってモニタ１７の表示を床下カメラ１２の映像に切り換えるようにしてもよい。このように切換操作手段を設けた場合、ユーザが床下カメラ１２の映像を見たいと思うときにモニタ１７の表示を切換えることができるので利便性向上を図ることができる。

図３はバックビューカメラ１１により給電コイル９の映像を捉えている場合のモニタ映像の一例を示している。図３に示すモニタ１７には、白線で区画された駐車エリアＡへ電気自動車１を誘導するためのラダー状の誘導線Ｌが表示される。この誘導線Ｌは、車幅位置を示す前後誘導線Ｌａと、車両後端からの距離を示す左右誘導線Ｌｂとで構成されており、これら前後誘導線Ｌａと左右誘導線Ｌｂとを基準にしてユーザが映像を視認することによって、自車位置に対する駐車エリアＡの各位置が把握し易くなっている。

一方、図４は床下カメラ１２により給電コイル９の映像を捉えている場合のモニタ映像の一例を示している。この図４に示すように、床下カメラ１２の映像に切り換えられた場合、モニタ１７には、位置決めＥＣＵ１５の表示制御によって受電コイル８の位置に相当する仮想位置であるターゲットマーク２５がモニタ１７の略中央に表示される。ターゲットマーク２５が給電コイル９に重なるようにユーザが電気自動車１を運転して操舵および後退させ、ターゲットマーク２５の位置と給電コイル９の位置とがモニタ１７上で一致すると、実際の受電コイル８の中心と給電コイル９の中心とが互いに鉛直方向に存在して対向した状態になる。受電コイル８の配置は車種や仕様によって異なる場合があるため、自車の受電コイル８の位置に応じたターゲットマーク２５の位置の情報が予め不揮発性のメモリなどの記憶手段（不図示）に記憶されている。

位置決めＥＣＵ１５は、床下カメラ１２の映像を表示する際に、モニタ１７の画面隅部に、ターゲットマーク２５の中心位置２６と給電コイル９の映像の中心位置２７との水平方向のズレ量（例えば、○○ｃｍなど）を表示する。このズレ量は、上述した位置決めＥＣＵ１５により検出された給電コイル９の位置と予め設定された受電コイル８（又はターゲットマーク２５）の位置とに基づき算出される。位置決めＥＣＵ１５は算出されたズレ量が予め設定されたズレ量の規定値よりも小さくなると、ナビゲーションシステム１６のモニタ１７やスピーカ（不図示）により受電コイル８と給電コイル９とが適正に対向した旨の報知出力（例えば、モニタ１７への「ＯＫ」表示など）を実施する。

この実施形態における電気自動車１は上述した構成を備えており、次にこの電気自動車１の位置決めＥＣＵ１５による制御処理について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、通常のナビゲーションシステム１６の画面がモニタ１７へ表示された状態で、シフトポジションセンサ１８の検出結果に基づきシフト位置がリバース（Ｒ）すなわち、後退位置にあるか否かを判定する（ステップＳ００１）。シフト位置が後退ではない場合には（ステップＳ００１でＮｏ）、給電コイル９が接近しているか否かを判定して（ステップＳ００２）、接近していない場合には（ステップＳ００２でＮｏ）通常のナビゲーションシステム１６の画面の表示を継続し再度シフト位置を判定し、給電コイル９が接近している場合には（ステップＳ００２でＹｅｓ）前進により給電コイル９が車体に接近しているので、モニタ１７の表示を切り換えて床下カメラ１２で撮影された映像を表示する（ステップＳ００４）。

一方、シフト位置が後退にあると判定された場合は（ステップＳ００１でＹｅｓ）、モニタ表示をバックビューカメラ１１の映像に切り換え（ステップＳ００３）、給電コイル９が接近しているか否かを判定する（ステップＳ００４）。給電コイル９が接近していない場合は（ステップＳ００４でＮｏ）接近するまでモニタ１７へバックビューカメラ１１の映像を表示し、給電コイル９が接近している場合には（ステップＳ００４でＹｅｓ）、モニタ１７の表示をバックビューカメラ１１の映像から床下カメラ１２の映像へ切り換える（ステップＳ００５）。

次いで、受電コイル８の位置を示すターゲットマーク２５と給電コイル９の位置とのズレ量を算出し（ステップＳ００６）、このズレ量の情報をモニタ１７へ表示する（ステップＳ００７）。また、ズレ量が規定値以下でない場合には（ステップＳ００８）上述したズレ量算出（ステップＳ００６）に戻り上述した処理を繰り返す。一方、ズレ量が予め設定された規定値以下になった場合（ステップＳ００８でＹｅｓ）、受電コイル８と給電コイル９とが適正に対向配置された旨を、モニタ１７への「ＯＫ」表示やスピーカからの音声出力などによってユーザへ報知し（ステップＳ００９）、この一連の制御処理を一旦終了する。なお、図５のフローチャートでは、後退により電気自動車１を駐車エリアに進入させる際に、モニタ１７をバックビューカメラ１１の映像に一旦切り換え、その後に床下カメラ１２へ切り換える場合を一例にして説明したが、バックビューカメラ１１の映像に基づく接近検知を行わない場合は、バックビューカメラ１１の映像への切り換えを省略してもよい。

したがって、上述した第１実施形態の電気自動車１によれば、受電コイル８が電気自動車１の床下に配置され、接近検知手段２０によって地面の給電コイル９への接近が検知されると、モニタ表示情報切り換え手段２１によって床下カメラ１２の映像をナビゲーションシステム１６のモニタ１７に映すように切り換えることで、ユーザがモニタ１７の映像を視認しながら受電コイル８が給電コイル９と対向するように電気自動車１を転舵および、後退又は前進させて誘導することができるため、受電コイル８の配置が電気自動車１の床下であれば比較的自由に配置を決定することができ、この結果、装置レイアウトの自由度を向上することができる。

さらに、ユーザがモニタ１７の映像を視認しながら受電コイル８と給電コイル９との位置合わせを容易に行うことができるので、利用者の負担を軽減するとともに、受電コイル８と給電コイル９とを正確に位置合わせすることができるので、充電効率の低下を防止することができる。

そして、受電コイル８の仮想位置であるターゲットマーク２５と給電コイル９との位置をモニタ１７上で一致させることで受電コイル８と給電コイル９とが対向配置されるため、より確実な位置あわせが可能となり更なるユーザの負担軽減を図ることができる。

また、ズレ量をモニタ１７の画面上に表示することで、ターゲットマーク２５の中心位置と給電コイル９との中心位置との水平方向のズレ量を、ユーザが数値として認識可能になるため、より正確な位置合わせを行うことができる。

次に、この発明の第２実施形態における電気自動車１について図面を参照しながら説明する。なお、この第２実施形態は、常に駐車エリアＡへ後退しながら進入する場合を想定し、床下カメラ１２とバックビューカメラ１１との撮影範囲の最適化を図ったものである。この第２実施形態における電気自動車１の構成については、上述した第１実施形態の図２を援用して第１実施形態と同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略する（以下、第３実施形態も同様）。

図６に示すように、電気自動車１の床下には、受電コイル８と、高圧バッテリ６と、床下カメラ１２とが設置されている。また、電気自動車１の車体後部にはバックビューカメラ１１が設置され、車室内にはナビゲーションシステム１６のモニタ１７が設置されている。バックビューカメラ１１は、斜め下後方を向いて設置され、その撮影範囲（図６中鎖線で示す）が略鉛直下方から略水平後方までの範囲となっている。

床下カメラ１２は、受電コイル８の幅方向略中央の車両前方側に配置され、バックビューカメラ１１と同様に斜め下後方を向いて設置されている。また床下カメラ１２の撮影範囲（図６中鎖線で示す）は、受電コイル８の前方側の下方から、バックビューカメラ１１の撮影範囲の車両前後方向における前方側の前部と重る範囲まで設定される。つまり、図７に示すように、電気自動車１が後退しながら駐車エリアへ進入する際、地面に設置された給電コイル９が車体の下方に入り込む直前に、給電コイル９の映像がバックビューカメラ１１と床下カメラ１２との両方で捉えられることとなる。

次に第２実施形態の位置決めＥＣＵ１５による、制御処理について図９のフローチャートを参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同一処理については同一符号を付して重複する説明を省略する（以下、第３実施形態のフローチャートも同様）。
まず、位置決めＥＣＵ１５（図２参照）は、シフトポジションセンサ１８により後退位置が検出されると（ステップＳ００１でＹｅｓ）、モニタ１７をバックビューカメラ１１の映像に切り換えて（ステップＳ００３）、例えば、バックビューカメラ１１により捉えられた給電コイル９を画像処理により検出して車体への給電コイル９の接近が接近検知手段２０により検知されると（ステップＳ００４でＹｅｓ）、モニタ表示情報切り換え手段２１によってモニタ１７の映像をバックビューカメラ１１から床下カメラ１２に切り換えることとなる（ステップＳ００５）。

また、位置決めＥＣＵ１５は、第１実施形態と同様に、モニタ１７の床下カメラ１２の映像に、受電コイル８の鉛直下方の地面上に仮想位置を示すターゲットマーク２５を表示させ（図７参照）、さらに、このターゲットマーク２５の中心と給電コイル９の中心との現在のズレ量を算出して（ステップＳ００６）モニタ１７の隅部に表示させ（ステップＳ００７）、図８に示すように、ターゲットマーク２５と給電コイル９との各中心位置が略一致してズレ量が規定値以下となったときに（ステップＳ００８でＹｅｓ）、ナビゲーションシステム１６のモニタ１７やスピーカを介して受電コイル８と給電コイル９とが適正に対向した旨の報知出力を行う（ステップＳ００９）。

したがって、上述した第２実施形態の電気自動車１によれば、とりわけバックビューカメラ１１と床下カメラ１２とを撮影範囲の一部が重なるように配置していることで、バックビューカメラ１１により撮影される給電コイル９をモニタ１７で視認しながら電気自動車１を後退させ、給電コイル９が電気自動車１に徐々に接近してバックビューカメラ１１の撮影エリアから外れてしまったときには、当該給電コイル９が床下カメラ１２の撮影エリア内にあるので、モニタ１７の表示をバックビューカメラ１１の映像から床下カメラ１２の映像に切り換えた際にユーザが給電コイル９を見失うことを抑制してスムーズに給電コイル９と受電コイル８との位置合わせを行うことができる。

次に、この発明の第３実施形態の電気自動車１について図１０、図１１を参照しながら説明する。なお、この第３実施形態は、第２実施形態の構成に、第２床下カメラ１２ｂを追加したものである。

図１０、図１１に示すように、この第３実施形態の電気自動車１には、車両後部の床下に受電コイル８が設置され、この受電コイル８の幅方向略中央の車両前後方向にそれぞれ第１床下カメラ１２ａと第２床下カメラ１２ｂとが設置されている。第１床下カメラ１２ａは、上述した第２実施形態の床下カメラ１２と同様に、受電コイル８の前方側に斜め下後方を向いて設置されている。第２床下カメラ１２ｂは、受電コイル８に対して第１床下カメラ１２ａと車両前後方向で対称な位置に斜め下前方を向いて設置されている。つまり、この第２床下カメラ１２ｂの撮影範囲は、第１床下カメラ１２ａと車両前後方向で略対称な範囲となる。なお、この実施形態の電気自動車１では、受電コイル８を車両後部の床下に配置する一例を示しているが、この配置に限られるものではない。

位置決めＥＣＵ１５は、接近検知手段２０によって給電コイル９の接近を検知し、このときのシフトポジションセンサ１８の検出結果に基づき、シフトが後退位置にある場合には、モニタ１７をバックビューカメラ１１の映像から第１床下カメラ１２ａの映像へ切り換える一方、シフトが前進位置（例えば、「Ｄ」など）にある場合には、モニタ１７を通常のナビゲーション画面から第２床下カメラ１２ｂの映像へ切り換える。ここで、電気自動車１が前進しながら給電コイル９に接近する場合には、ユーザはフロントウィンドウガラス越しに給電コイル９を目視することができるため、フロントビューカメラ（不図示）の映像をモニタ１７へ表示する制御を行わない。

第３実施形態の電気自動車１は上記構成を備えており、次にこの電気自動車１の動作について図１２のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、通常のナビゲーションシステム１６の画面がモニタ１７へ表示された状態で、給電コイル９の探索を開始し（ステップＳ１０１）、給電コイル９が車体に接近しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

給電コイル９に接近していないと判定された場合は（ステップＳ１０２でＮｏ）、給電コイル９の探索を継続し、接近していると判定された場合は（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、シフトポジションセンサ１８の検出結果に基づき電気自動車１が駐車エリアへ進入する方向が前進によるものかを判定する（ステップＳ１０３）。前進による進入ではない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、電気自動車１が後退しながら駐車エリアへ進入するので、第１床下カメラ１２ａの映像をモニタ１７へ表示させる一方、前進による進入である場合は（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、第２床下カメラ１２ｂの映像をモニタ１７へ表示させる。
そして、第１の実施形態のステップＳ００６〜Ｓ００９と同様のズレ量に係る制御処理を行った後、この一連の制御処理を一旦終了する。

したがって、上述した第３実施形態の電気自動車１によれば、斜め下後方を向いた第１床下カメラ１２ａおよび斜め下前方を向いた第２床下カメラ１２ｂをそれぞれ設けて、電気自動車１の進行方向に応じて切り換えて撮影することで、電気自動車１が給電コイル９に接近する際に電気自動車１の進行方向が前進および後退の何れの場合であっても、迅速に給電コイル９の映像を捉えてモニタ１７へ表示することができる。

次にこの発明の第４実施形態における電気自動車１００について図面を参照しながら説明する。なお、この第４実施形態における電気自動車１００は、上述した第１実施形態の構成に、自立走行により自動的に駐車エリアへ誘導するいわゆる自動パーキングアシストシステムを設けて、上述した受電コイル８および給電コイル９の位置あわせを自動化するものである。よって上述した各実施形態の電気自動車１と同一部分に同一符号を付して説明する。

図１３は、第４実施形態における電気自動車１００の概略構成を示している。電気自動車１００は、第１実施形態と同様に、走行モータ２を備えており、この走行モータ２は駆動及び発電を制御するインバータ５に接続されている。インバータ５は、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備し、パルス幅変調による制御が行われる。

インバータ５は、駆動時に走行モータ２に供給される供給電力や、回生作動による発電時に走行モータ２から出力される出力電力の授受を行う高圧バッテリ６に接続されている。またインバータ５は、電子制御装置であるＥＶ＿ＭＧＥＣＵ３７からの制御指令を受けて走行モータ２の駆動および発電を制御し、例えば走行モータ２の駆動時には、ＥＶ＿ＭＧＥＣＵ３７から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ６から出力される直流電力を３相のＰＷＭ出力に変換して走行モータ２を駆動制御する一方、走行モータ２の発電時には、走行モータ２から出力される３相の交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ６を充電制御する。

高圧バッテリ６は、後部座席下や車両の床下などに配置され、電磁誘導によって受電コイル８に生じた電力を直流変換して高圧バッテリ６の充電を行う受電ユニット（不図示）が接続されている。一方、所定の駐車エリアＡの地面には、第１実施形態と同様に、給電コイル９が設置され、受電コイル８と給電コイル９とが適正に対向配置されて給電コイル９に交流電流が流されると電磁誘導によって受電コイル８に交流電流が流れる。

電気自動車１は、電動パワーステアリング装置（以下、単にＥＰＳと称す）を構成する操舵補助を行うＤＣブラスレスモータ等のＥＰＳ用モータ３０と、このＥＰＳ用モータ３０の駆動制御をパルス幅変調（ＰＷＭ）などにより制御するＥＰＳ用インバータ３１と、その駆動制御を行うＥＰＳ_ＥＣＵ３２と、フィードバック制御用のステアリングセンサ３３（ＳＴＲＧ＿ＳＥＮＳ）とを備える。電気自動車１は、ＥＰＳ用モータ３０の駆動によりユーザによる操舵なしで転舵が可能となっている。

さらにＥＰＳ用インバータ３１には低圧バッテリである１２Ｖバッテリ３４が接続されており、１２Ｖバッテリ３４と高圧バッテリ６との間には、高圧から低圧、低圧から高圧にそれぞれ電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ（Ｄ／Ｖ）３５が介装されている。１２Ｖバッテリ３４は、このＤＣ／ＤＣコンバータ３５によって高圧系からの電圧変換により充電可能となっている。

電気自動車１００は、さらに自動的に後退による駐車エリアへの進入を行う自動パーキングアシストシステムを構成する自動パーキングアシストＥＣＵ３６搭載している。自動パーキングアシストシステムは、駐車エリアＡの目標物例えば、白線や壁に対する自車の相対的な位置を検知するために電気自動車１００の周囲を撮影する複数のＣＣＤ等のカメラを備えている。ここで、駐車エリアである自宅のガレージや車庫などの周囲に目標物がない場合には、白線テープなどの簡易なもので予め区画すればよく、また、自宅の場合は、予め周囲状況や給電コイル９の位置などの情報を入力しておくのが好ましい。

複数のカメラは、上述したバックビューカメラ１１、床下カメラ１２に加えて、車体の前方と左右を撮影可能なカメラを含み、その撮影データが自動パーキングアシストＥＣＵ３６へ入力される。自動パーキングアシストＥＣＵ３６は、入力された床下カメラ１２の映像を位置決めＥＣＵ１５へ出力する。ここで、この第４実施形態の床下カメラ１２は上述した第１実施形態又は第２実施形態の床下カメラ１２と同様の構成であり、電気自動車１００の床下に設置される受電コイル８の幅方向略中央の車両前方側に隣接配置される。なお、図１３のブロック図では、図示都合上、車体の床下を撮影する床下カメラ１２および、車体の後方を撮影するバックビューカメラ１１のみを示し、他のカメラを省略している。

位置決めＥＣＵ１５は、上述した第１実施形態と同様に、シフトポジションセンサ１８が接続され、接近検知手段２０とモニタ表示情報切り換え手段２１とをそれぞれ備えている。位置決めＥＣＵ１５は、電気自動車１００の後退時に接近検知手段２０により給電コイル９の接近が検出されると、モニタ表示情報切り換え手段２１によりナビゲーションシステム１６のモニタ１７を床下カメラ１２の映像に切り換える制御を行う。また位置決めＥＣＵ１５には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）の制動制御を行うＡＢＳ＿ＥＣＵ３９を介してＡＢＳセンサ（ＳＥＮＳ）４０が接続され、このＡＢＳセンサ４０により検出される自車の車輪速の情報が入力されると、この車輪速の情報を自動パーキングアシストＥＣＵ３６へ出力する。なお、図１３では、図示都合上、接近検知手段２０とモニタ表示情報切り換え手段２１とを省略している

また位置決めＥＣＵ１５は、床下カメラ１２の映像に基づき、給電コイル９（ターゲットマーク２５）の中心位置と受電コイル８の中心位置との水平方向のズレ量を算出して、このズレ量を床下カメラ１２の映像を表示する際のモニタ１７の隅部に表示し、ユーザからの誘導要求が位置決めスイッチ（ＳＷ）３８から入力されている場合には、このズレ量の情報を自動パーキングアシストＥＣＵ３６へ出力する。

自動パーキングアシストＥＣＵ３６は、ズレ量の情報が位置決めＥＣＵ１５から入力されると、このズレ量が、予め設定された所定のズレ量以下となるような車両軌道を求め、この軌道に沿って電気自動車１００が後退して停車するようにＥＶ＿ＭＧＥＣＵ３７およびＥＰＳ_ＥＣＵ３２へ制御指令を出力して、電気自動車１００のモータ走行および転舵制御を行う。ここで、自動パーキングアシストＥＣＵ３６は、電気自動車１００が後退しているときにステアリングセンサ３３およびＡＢＳセンサ４０の検出結果に基づき車輪速および舵角のフィードバック制御を行っている。

第４実施形態における電気自動車１００は上述した構成を備えており、次に、この自動パーキングアシストＥＣＵ３６を利用した位置決めＥＣＵ１５の制御処理について図１４のフローチャートおよび図１５を参照しながら説明する。ここで、図１５は、フローチャートに対応した電気自動車１００の動き示した図であり、それぞれ図中の矢印で示した順番に電気自動車１００の制御状態が遷移する。なお、図１５の説明では、電気自動車１００の各状態を、図１５左上、図１５右上、図１５左中、図１５右中、図１５左下、および、図１５右下と称して説明する。

まず、図１５左上に示すように電気自動車１００が駐車場内に進入し、ＡＢＳセンサ４０により検出される車輪速の情報に基づき電気自動車１００が停止したか否かを判定すると共に位置決めスイッチ３８が操作されたか否かを判定する（ステップＳ３０１およびステップＳ３０２）。電気自動車１００が停止していない又は位置決めスイッチ３８が操作されていないと判定された場合には（ステップＳ３０１でＮｏ又はステップＳ３０２でＮｏ）、これらの判定処理を繰り返し、図１５右上に示すように電気自動車１００が停止し、且つ、位置決めスイッチ３８の操作がされたと判定された場合には（ステップＳ３０１でＹｅｓ且つステップＳ３０２でＹｅｓ）、位置決め条件として駐車位置などを認識して（ステップＳ３０４）、パーキングアシスト制御を開始して（ステップＳ３０５）、図１５左中に示すように、図１５中白線で区画された一の駐車エリアＡへ電気自動車１００が収まるように軌道Ｒに沿って電気自動車１００を自動で後退させる。ここで、パーキングアシスト制御を開始するための位置決め条件としては、電気自動車１００の後方に駐車エリアＡが存在し、駐車エリアＡの長手方向に対して電気自動車１００の長手方向が略垂直になっていることが必要となる。

次いで、電気自動車１００への給電コイル９の接近が検出されたか否かを判定し（ステップＳ３０５）、給電コイル９の接近が検出されない場合には、パーキングアシストの制御処理を継続し（ステップＳ３０５でＮｏ）、一方、図１５右中に示すように駐車エリアＡ内に給電コイル９が存在しており給電コイル９の接近が検出された場合には、受電コイル８と給電コイル９との位置決めを開始して（ステップＳ３０６）、図１５左下に示すようにモニタ１７の表示を床下カメラ１２の映像へ切り換える。

そして、上述した第１実施形態のステップＳ００６と同様に、受電コイル８の位置を示すターゲットマーク２５と給電コイル９の位置とのズレ量を算出し（ステップＳ３０７）、ズレ量が規定値以下となったか否かを判定する（ステップＳ３０８）。ズレ量が規定値以下となっていない場合には、ズレ量の算出（ステップＳ３０７）に戻り上述した処理を繰り返し、ズレ量が規定値以下となった時点で図１５右下に示すように、電気自動車１００を停止させて駐車完了の報知（モニタ１７へのＯＫ表示等）を行う（ステップＳ３０９）。

したがって、上述した第４実施形態の電気自動車１００によれば、ユーザが駐車場内において所定の位置決め条件を満たすように電気自動車１００を停車させて、位置決めスイッチ３８を操作するだけで、自動パーキングアシストＥＣＵ３６によって走行モータ２とＥＰＳ用モータ３０とが駆動制御されて、受電コイル８と給電コイル９との配置が最適位置となるように電気自動車１００が移動されて停車されるので、ユーザの負担を増加すること無しに充電効率を向上させて省エネルギー化を図ることができる。

なお、この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態では受電コイル８および給電コイル９を用いて非接触式の充電を行う場合について説明したが、地面の送電電極および車両床下の受電電極間でマイクロ波を用いて送電する非接触式の充電を行う電気自動車についても適用可能である。

また、上述した第１実施形態では、モニタ１７の画面にターゲットマーク２５を表示する場合について説明したが、この構成に限られず、例えば、図１６に示すようにターゲットマーク２５を省略してもよい。この場合も、ユーザはズレ量を見ながら給電コイル９がモニタ１７の略中央位置となるように電気自動車１を移動させることで、受電コイル８と給電コイル９とを対向させることが可能になる。

さらに、上述した第１実施形態および第２実施形態における他の実施例として、モニタ１７の画面を分割して、例えば図１７に示すように、バックビューカメラ１１の映像と床下カメラ１２の映像とを同時に表示可能なように構成してもよい。このように構成することで、シフト位置が後退の位置にある場合に、モニタ１７の表示領域が分割され、ユーザがバックビューカメラ１１の映像と床下カメラ１２の映像とが同時に視認可能になるためユーザがバックビューカメラ１１および床下カメラ１２の各映像で捉えられた給電コイル９を円滑に追跡することができるため、安全に受電コイル８と給電コイル９との位置決めを行うことができる。

さらに、上述した第１実施形態および第２実施形態では、床下カメラ１２を受電コイル８の近傍に配置した場合について説明したが、図１８に示すように、受電コイル８と一体的に設けるようにしてもよい。
そして、上述した第１〜第４実施形態では、モニタ１７にズレ量を数値で表示する場合について説明したが、ユーザがズレ量を認識できる表示であれば数値表示に限られず、例えば図１９に示すように、色の濃淡や色の変化によりズレ量を表示するようにしてもよい。図１９では色が濃くなるほど接近すなわち、ズレ量が少なくなる一例を示している。
また、接近検知手段２０を設けて給電コイル９の接近を検知した場合にモニタ表示情報切換手段２１によりモニタ１７の表示を床下カメラ１２又は床下カメラ１２ａ，１２ｂの映像へ自動的に切り換える場合について説明したが、切換操作手段を設けた場合には接近検知手段２０を省略するようにしてもよい。

また、上記第４実施形態の電気自動車１００では自動パーキングアシストシステムを搭載する場合について説明したが、自動パーキングアシストシステムに限られず、ユーザが操作すること無しに電気自動車の走行モータ２および操舵モータの駆動制御により車両を移動可能な自立走行システムを用いても同様に自動的に受電コイル８と給電コイル９との位置あわせを行いバッテリの充電を効率よく行うことが可能となる。

１，１００ 電気自動車
２ 走行モータ
６ 高圧バッテリ（蓄電装置）
８ 受電コイル（受電部）
９ 給電コイル（給電部）
１１ バックビューカメラ
１２ 床下カメラ
１２ａ 第１床下カメラ
１２ｂ 第２床下カメラ
１６ ナビゲーションシステム
１７ モニタ
２０ 接近検知手段
２１ モニタ表示情報切り換え手段
２５ ターゲットマーク

Claims (11)

1. 走行モータと、
   前記走行モータへ供給される電力を蓄電する蓄電装置と、
   床下に配置された受電部と、
   車室内に設けられるモニタに車両の走行情報を表示するナビゲーションシステムとを備えた非接触充電式の電気自動車において、
   前記受電部近傍または前記受電部と一体的に設けられ、前記床下に路面方向を向いて設置される床下カメラと、
   路上に配置される給電部の接近を検知する接近検知手段と、
   前記接近検知手段により前記給電部への接近を検知した場合に、前記モニタに前記床下カメラの映像を写すように切り換えるモニタ表示情報切り換え手段とを備えることを特徴とする電気自動車。
2. 前記モニタは、前記受電部の仮想位置を表示することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記モニタは、前記仮想位置から前記給電部までのズレ量を表示することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
4. 車両後方を撮影するバックビューカメラを設け、
   該バックビューカメラにより撮影された映像範囲と、前記床下カメラにより撮影された映像範囲との少なくとも一部が重なっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気自動車。
5. 前記接近検知手段は、前記バックビューカメラにより前記給電部の映像が捉えられなくなった場合、又は、前記床下カメラにより前記給電部の映像を捉えた場合に、該給電部の接近を検知することを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
6. 前記モニタは、シフト位置が後退の位置にある場合に、表示領域を分割して前記バックビューカメラと前記床下カメラとの映像を同時に表示することを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
7. 走行モータと、
   前記走行モータへ供給される電力を蓄電する蓄電装置と、
   床下に配置された受電部と、
   車室内に設けられるモニタに車両の走行情報を表示するナビゲーションシステムとを備えた非接触充電式の電気自動車において、
   前記受電部と一体的に設けられ、前記床下に路面方向を向いて設置される床下カメラを備え、
   前記モニタは、前記床下カメラの映像を表示するとともに、前記受電部位置を前記モニタ上で把握するための表示を行うことを特徴とする電気自動車。
8. 前記モニタは、前記床下カメラにおける前記受電部の仮想位置を表示することを特徴とする請求項７に記載の電気自動車。
9. 前記モニタは、前記受電部と路上に配置される給電部との水平方向におけるズレ量を表示することを特徴とする請求項７または８に記載の電気自動車。
10. 路上に配置される給電部の接近を検知する接近検知手段と、
    該接近検知手段により前記給電部への接近を検知した場合に、前記モニタに前記床下カメラの映像を写すように切り換えるモニタ表示情報切り換え手段とを備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の電気自動車。
11. 前記モニタの表示を前記床下カメラの映像に切換える切換操作手段を備えることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の電気自動車。

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