JP2018137954A - 車両及び電力伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】送電装置から車両への電力伝送中にＰロック装置がパーキングロック状態から非パーキングロック状態に切替えられたときに、電流が上限値を超過する等の問題が生じるのを抑制する。
【解決手段】受電部１１０は、送電部２３０から非接触で受電するように構成される。ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０から出力される電気信号に従ってＰロック装置４８を制御するように構成される。受電部１１０により受電が行なわれている場合に、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０により非Ｐレンジが選択されると、送電停止指令を送電装置２００へ送信し、電力が所定値以下となった後、パーキングロックを解除するようにＰロック装置４８を制御する。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両及び電力伝送システムに関し、特に、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両、及び送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムに関する。

車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムが知られている（たとえば特許文献１〜６参照）。このような電力伝送システムにおいては、一般的に、車軸の回転がロックされるパーキングロック状態とパーキングロック状態が解除された非パーキングロック状態とを機械的に切替可能なパーキングロック装置がパーキングロック状態であることが、送電装置から受電装置への電力伝送が行なわれる条件とされる。

たとえば、特開２０１５−１００２２８号公報（特許文献１）には、このような電力伝送システムにおいて、車両のシフトレンジ検知部が検知したシフトレンジがパーキングレンジ（Ｐレンジ）ではない場合、すなわちパーキングロック装置が非パーキングロック状態である場合には、車両から送電装置へ送電停止指令が送信され、送電装置から受電装置への電力伝送が停止されることが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−１００２２８号公報 特開２０１３−１５４８１５号公報 特開２０１３−１４６１５４号公報 特開２０１３−１４６１４８号公報 特開２０１３−１１０８２２号公報 特開２０１３−１２６３２７号公報

特許文献１に記載の技術は、送電装置から受電装置への電力伝送中にパーキングロック装置がパーキングロック状態から非パーキングロック状態に切替えられると、送電装置から受電装置への電力伝送を停止するというものである。しかしながら、パーキングロック装置が非パーキングロック状態に切替えられると、車両は移動可能となるため、非パーキングロック状態への切替に応じて伝送電力が十分に低下する前に車両が移動する可能性がある。送電装置から受電装置への電力伝送中に車両が移動すると、送電部と受電部との間の結合係数が急変し（急激に低下）、その結果、送電装置において電流が上限値を超過する等の問題が生じ得る。そのため、このような状況についても各種電気部品を保護するために電気部品が大型化する可能性がある。

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両において、送電装置から受電装置への電力伝送中にパーキングロック装置がパーキングロック状態から非パーキングロック状態に切替えられたときに、電流が上限値を超過する等の問題が生じるのを抑制することである。

また、本開示の他の目的は、送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、送電装置から受電装置への電力伝送中にパーキングロック装置がパーキングロック状態から非パーキングロック状態に切替えられたときに、電流が上限値を超過する等の問題が生じるのを抑制することである。

本開示の車両は、車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両であって、受電部と、通信部と、操作部と、パーキングロック装置と、制御装置とを備える。受電部は、送電装置の送電部から非接触で受電するように構成される。通信部は、送電装置と通信するように構成される。操作部は、車軸の回転がロックされるパーキングロック状態とパーキングロック状態が解除された非パーキングロック状態とのいずれかを運転者が選択可能に構成される。パーキングロック装置は、パーキングロック状態と非パーキングロック状態とを機械的に切替可能に構成される。制御装置は、操作部から出力される電気信号に従ってパーキングロック装置を制御するように構成される。そして、パーキングロック状態において受電部により受電が行なわれている場合に、制御装置は、操作部により非パーキングロック状態が選択されると、受電装置への送電の停止を指示する第１の指令を通信部によって送電装置へ送信し、送電装置から受電装置へ伝送される電力が所定値以下となった後、パーキングロック状態から非パーキングロック状態へ切替えるようにパーキングロック装置を制御する。

また、本開示の電力伝送システムは、車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムである。送電装置は、受電装置へ非接触で送電するように構成された送電部を備える。車両は、受電部と、第１の通信部と、操作部と、パーキングロック装置と、制御装置とを備える。受電部は、送電部から非接触で受電するように構成される。第１の通信部は、送電装置と通信するように構成される。操作部は、パーキングロック状態と非パーキングロック状態とのいずれかを運転者が選択可能に構成される。パーキングロック装置は、パーキングロック状態と非パーキングロック状態とを機械的に切替可能に構成される。制御装置は、操作部から出力される電気信号に従ってパーキングロック装置を制御するように構成される。パーキングロック状態において受電部により受電が行なわれている場合に、制御装置は、操作部により非パーキングロック状態が選択されると、受電装置への送電の停止を指示する第１の指令を第１の通信部によって送電装置へ送信し、送電装置から受電装置へ伝送される電力が所定値以下となった後、パーキングロック状態から非パーキングロック状態へ切替えるようにパーキングロック装置を制御する。

上記の車両及び電力伝送システムにおいては、パーキングロック状態と非パーキングロック状態とのいずれかを運転者が選択可能な操作部から出力される電気信号に従ってパーキングロック装置が制御される。このような構成は、たとえば、検出されたシフトレバーの位置に応じてシフトレンジ（ＤレンジやＲレンジ等）を電気制御により切替える所謂シフトバイワイヤシステムとともに実現され得る。そして、この車両及び電力伝送システムにおいては、パーキングロック状態において受電部により受電が行なわれている場合に、操作部により非パーキングロック状態が選択されると、送電の停止を指示する第１の指令が送電装置へ送信され、伝送電力が十分に低下した後に、パーキングロック装置が非パーキングロック状態へ切替えられる。このように、この車両及び電力伝送システムによれば、伝送電力が十分に低下した後にパーキングロック装置が非パーキングロック状態へ切替えられるので、車両が移動することにより送電部と受電部との間の結合係数が急変しても、電流が上限値を超過する等の問題は生じない。

上記の車両において、車両は、蓄電装置をさらに備えてもよい。蓄電装置は、受電部により受電された電力を蓄える。そして、制御装置は、受電部により受電された電力による蓄電装置の充電が完了すると、受電装置への送電の停止を指示する第２の指令を通信部によって送電装置へ送信するようにしてもよい。ここで、第１の指令に従って送電電力を低下させるときの電力低下速度は、第２の指令に従って送電電力を低下させるときの電力低下速度よりも速い。

また、上記の電力伝送システムにおいて、車両は、蓄電装置をさらに備え、送電装置は、電源部と、電源制御装置と、第２の通信部とをさらに備えてもよい。蓄電装置は、受電部により受電された電力を蓄える。電源部は、送電部へ供給される送電電力を生成するように構成される。電源制御装置は、電源部を制御する。第２の通信部は、車両の第１の通信部と通信するように構成される。そして、制御装置は、受電部により受電された電力による蓄電装置の充電が完了すると、受電装置への送電の停止を指示する第２の指令を第１の通信部によって送電装置へ送信するようにしてもよい。電源制御装置は、第２の通信部によって第２の指令を受信すると、第１の電力低下速度で送電電力が低下するように電源部を制御し、第２の通信部によって第１の指令を受信すると、第１の電力低下速度よりも速い第２の電力低下速度で送電電力が低下するように電源部を制御するようにしてもよい。

上記の車両及び電力伝送システムにおいては、操作部により非パーキングロック状態が選択されたことによる送電停止時の電力低下速度（第２の電力低下速度）は、蓄電装置の充電が完了したことによる送電停止時の電力低下速度（第１の電力低下速度）よりも速い。これにより、操作部により非パーキングロック状態が選択された場合は、速やかに電力が低下し、その結果、パーキングロック装置が非パーキングロック状態に速やかに切替えられる。したがって、この車両及び電力伝送システムによれば、電力伝送を中断して早期に車両を移動させたいユーザの要望に応えることができる。

本開示の実施の形態に従う電力伝送システムの全体構成を示した図である。 図１に示す送電部及び受電部の回路構成の一例を示した図である。 外部充電時にＨＶ−ＥＣＵにより実行される処理の手順を説明するフローチャートである。 図３のステップＳ８０において実行されるパーキングロック解除処理の手順を説明するフローチャートである。 図１に示す電源ＥＣＵにおいて、車両からの送電停止指示に応じて実行される処理の手順を説明するフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本開示の実施の形態に従う電力伝送システムの全体構成を示した図である。図１を参照して、電力伝送システムは、車両１と、送電装置２００とを備える。車両１は、シフト制御システム１０を含む。シフト制御システム１０は、シフトレンジ（パーキングレンジ（Ｐレンジ）、走行レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ブレーキレンジ（Ｂレンジ）等）を電気制御により切替えるシフトバイワイヤシステムとして機能する。シフト制御システム１０は、シフト操作装置２０と、ＨＶ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、通信装置３２と、パーキングＥＣＵ（Ｐ−ＥＣＵ）４０と、アクチュエータ４２と、エンコーダ４６と、パーキングロック装置（Ｐロック装置）４８とを含む。シフト制御システム１０は、図示しないスタートスイッチ等がユーザによりオンされた場合に起動し、スタートスイッチ等がオフされた場合に停止する。

シフト操作装置２０は、シフトゲート２２と、シフトレバー２４と、パーキングスイッチ（Ｐスイッチ）２６とを含む。シフトレバー２４は、たとえばモーメンタリ式のレバーであり、ユーザによる非操作時には「Ｍ」ポジションに維持され、ユーザによる操作時にシフトゲート２２に沿って移動される。なお、モーメンタリ式のシフトレバーの構造及び動作については、周知の技術であるので詳細な説明は行なわない。

シフトゲート２２には、上記の「Ｍ」ポジションの他に、前進走行レンジ（Ｄレンジ）を選択するための「Ｄ」ポジション、後進走行レンジ（Ｒレンジ）を選択するための「Ｒ」ポジション、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）を選択するための「Ｎ」ポジション、ブレーキレンジ（Ｂレンジ）を選択するための「Ｂ」ポジション等が設けられる。シフトレバー２４が操作されると、シフトレバー２４により選択されたポジションを示す信号ＳＰがＨＶ−ＥＣＵ３０へ送信される。

Ｐスイッチ２６は、車軸の回転が機械的にロックされるＰレンジを選択するためのスイッチである。ユーザは、Ｐスイッチ２６を操作することによって、Ｐレンジ以外のレンジ（上述のＤレンジやＲレンジ等であり、以下では包括的に「非Ｐレンジ」とも称する。）からＰレンジに切替えることができる。Ｐスイッチ２６が操作されると、Ｐレンジが選択されたことを示す信号ＳＰがＨＶ−ＥＣＵ３０へ送信される。

Ｐレンジが選択されている場合にシフトレバー２４が操作されると、シフトレバー２４により選択されたポジションを示す信号ＳＰがＨＶ−ＥＣＵ３０へ送信される。すなわち、Ｐレンジが選択されている場合に、ユーザは、シフトレバー２４を操作することによって、シフトレバー２４により選択されたポジションのレンジ（非Ｐレンジ）を選択することができる。

なお、Ｐレンジを選択するための「Ｐ」ポジションをシフトゲート２２に設け、シフトレバー２４の操作によってＰレンジを選択するようにしてもよい。或いは、シフトゲート２２及びシフトレバー２４に代えて、「Ｄ」ポジション、「Ｒ」ポジション、「Ｎ」ポジション、「Ｂ」ポジション等を選択するためのシフトスイッチを設けてもよい。

ＨＶ−ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、シフト操作装置２０からの信号ＳＰに基づいてシフト制御システム１０の動作を統括的に管理する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０からの信号ＳＰに基づいて、シフト操作装置２０において、Ｐレンジが選択されているのか、それとも非ＰレンジであるＤレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ及びＢレンジのいずれかが選択されているのかを検出する。

ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｄレンジ、Ｒレンジ及びＢレンジのいずれかが選択されている場合には、Ｐロック装置４８を非パーキングロック状態（Ｐロック装置４８によるパーキングロックが解除された状態）にすることを指示する信号（非Ｐ指令信号）をＰ−ＥＣＵ４０へ出力するとともに、車両情報（アクセル開度や車速等）に基づいて要求トルクを演算し、選択されているレンジ及び要求トルクに応じたトルク指令をＰＣＵ１４０（後述）へ出力する。なお、Ｎレンジが選択されている場合にも、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、非Ｐ指令信号をＰ−ＥＣＵ４０へ出力する。Ｐレンジが選択されている場合には、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｐロック装置４８をパーキングロック状態にすることを指示する信号（Ｐ指令信号）をＰ−ＥＣＵ４０へ出力する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｐロック装置４８によるパーキングロック中に、車両外部の送電装置２００による蓄電装置１３０の充電（以下「外部充電」と称する。）が要求されると、通信装置３２（後述）を通じて送電装置２００へ送電開始指令を送信する。また、外部充電により蓄電装置１３０のＳＯＣ（State Of Charge）が所定量に到達する等して蓄電装置１３０の充電が完了すると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、通信装置３２を通じて送電装置２００へ送電停止指令を送信する。なお、外部充電の要求は、たとえば、図示しない非接触充電スイッチをユーザが操作することによりなされる。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、外部充電の実行中に、シフト操作装置２０により非Ｐレンジが選択されると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、通信装置３２を通じて送電装置２００へ、送電を速やかに停止するための緊急停止指令を送信する。そして、受電部１１０による受電電力が十分に低下（たとえば略０）したことが確認されると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、非Ｐ指令信号をＰ−ＥＣＵ４０へ出力する。この点については、後ほど詳しく説明する。

通信装置３２は、送電装置２００の通信装置２５０と無線通信するように構成される。通信装置３２は、電力伝送の開始／停止（緊急停止を含む。）を指示する指令を送電装置２００へ送信したり、受電部１１０による受電状況（受電電圧や受電電流、受電電力等）を送電装置２００へ送信したりする。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、ＨＶ−ＥＣＵ３０と相互に通信可能に構成される。Ｐ−ＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０からＰ指令信号又は非Ｐ指令信号を受けると、その受けたＰ指令信号又は非Ｐ指令信号、及びエンコーダ４６（後述）の検出信号に基づいて、Ｐロック装置４８を駆動するためのアクチュエータ４２の動作を制御する。

アクチュエータ４２は、たとえばスイッチドリラクタンスモータ（以下「ＳＲモータ」と称する。）によって構成され、Ｐ−ＥＣＵ４０からの制御信号に応じてＰロック装置４８を駆動する。具体的には、アクチュエータ４２は、Ｐ−ＥＣＵ４０からＰ指令信号を受けると、Ｐロック装置４８がパーキングロック状態（車軸の回転をロックした状態）となるようにＰロック装置４８を駆動する。一方、アクチュエータ４２は、Ｐ−ＥＣＵ４０から非Ｐ指令信号を受けると、Ｐロック装置４８が非パーキングロック状態（パーキングロックが解除された状態）となるようにＰロック装置４８を駆動する。なお、この実施の形態では、アクチュエータ４２はモータにより構成されるものとしているが、アクチュエータ４２は油圧によって構成されてもよい。

エンコーダ４６は、アクチュエータ４２と一体的に回転し、ＳＲモータの回転状況を検出する。エンコーダ４６は、たとえば、Ａ相、Ｂ相及びＺ相の信号を出力するロータリーエンコーダである。

Ｐ−ＥＣＵ４０は、エンコーダ４６から出力される信号を取得してＳＲモータの回転状況を把握し、ＳＲモータを駆動するための通電の制御を行なう。また、Ｐ−ＥＣＵ４０は、Ｐロック装置４８がパーキングロック状態である場合にはＰ検出信号をＨＶ−ＥＣＵ３０へ出力し、Ｐロック装置４８が非パーキングロック状態である場合には非Ｐ検出信号をＨＶ−ＥＣＵ３０へ出力する。

車両１は、受電部１１０と、整流部１２０と、蓄電装置１３０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ（Power Control Unit））１４０と、モータジェネレータ（ＭＧ（Motor Generator））１５０とをさらに含む。

受電部１１０は、送電装置２００の送電部２３０（後述）から出力される電力（交流）を、接点を介さずに磁界を通じて非接触で受電するように構成される。たとえば、受電部１１０は、送電部２３０から非接触で受電するための共振回路を含む（図示せず）。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。

整流部１２０は、受電部１１０によって受電された交流電力を整流して蓄電装置１３０へ出力するように構成される。整流部１２０は、たとえば、整流器とともに平滑用のキャパシタを含んで構成される。

蓄電装置１３０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池を含んで構成される。蓄電装置１３０は、整流部１２０から出力される電力を蓄える。そして、蓄電装置１３０は、その蓄えられた電力をＰＣＵ１４０へ供給する。蓄電装置１３０として電気二重層キャパシタ等も採用可能である。なお、図示していないが、整流部１２０と蓄電装置１３０との間には、外部充電時にオンされる充電リレーが設けられる。

ＰＣＵ１４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０によって制御され、蓄電装置１３０とモータジェネレータ１５０との間で電力変換を行なう。ＰＣＵ１４０は、蓄電装置１３０から電力を受けてモータジェネレータ１５０を駆動するインバータや、インバータに供給される直流電圧のレベルを調整するコンバータ等を含んで構成される。

モータジェネレータ１５０は、交流電動機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１５０は、ＰＣＵ１４０に含まれるインバータによって駆動され、駆動軸（図示せず）を駆動する。また、モータジェネレータ１５０は、車両の制動時には駆動輪の回転力を受けて発電する。モータジェネレータ１５０によって発電された電力は、ＰＣＵ１４０を通じて蓄電装置１３０に蓄えられる。

一方、送電装置２００は、電源部２２０と、送電部２３０と、電源ＥＣＵ２４０と、通信装置２５０とを含む。電源部２２０は、電源ＥＣＵ２４０によって制御され、系統電源２１０から供給される電力を、所定の周波数（たとえば数十ｋＨｚ）を有する交流の送電電力に変換し、送電部２３０へ出力するように構成される。電源部２２０は、たとえば、力率改善（ＰＦＣ（Power Factor Correction））回路やインバータ等を含んで構成される。

送電部２３０は、電源部２２０から送電電力を受け、送電部２３０の周囲に生成される磁界を通じて、車両１の受電部１１０へ非接触で送電するように構成される。たとえば、送電部２３０は、受電部１１０へ非接触で送電するための共振回路を含む（図示せず）。共振回路は、コイルとキャパシタとによって構成され得るが、コイルのみで所望の共振状態が形成される場合には、キャパシタを設けなくてもよい。

電源ＥＣＵ２４０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、送電装置２００における各種機器の制御を行なう。たとえば、電源ＥＣＵ２４０は、通信装置２５０（後述）を通じて車両１から送電開始指令を受信すると、所定の周波数を有する送電電力を電源部２２０が生成するように電源部２２０を制御する。

また、電源ＥＣＵ２４０は、通信装置２５０を通じて車両１から送電停止指令を受信すると、送電電力の出力を停止するように電源部２２０を制御する。さらに、電源ＥＣＵ２４０は、通信装置２５０を通じて車両１から緊急停止指令を受信した場合にも、送電電力の出力を停止するように電源部２２０を制御する。ここで、電源ＥＣＵ２４０は、送電停止指令に従って送電電力の出力を停止させるときは、所定の第１の電力低下速度で送電電力が低下するように電源部２２０を制御し、緊急停止指令に従って送電電力の出力を停止させるときは、第１の電力低下速度よりも速い第２の電力低下速度で送電電力が低下するように電源部２２０を制御する。この点についても、後ほど詳しく説明する。

通信装置２５０は、車両１の通信装置３２と無線通信するように構成される。通信装置２５０は、電力伝送の開始／停止（緊急停止を含む。）を指示する指令や、受電部１１０による受電状況等を車両１から受信する。

図２は、図１に示した送電部２３０及び受電部１１０の回路構成の一例を示した図である。図２を参照して、送電部２３０は、コイル２３２と、キャパシタ２３４とを含む。キャパシタ２３４は、コイル２３２に直列に接続されてコイル２３２と共振回路を形成する。キャパシタ２３４は、送電部２３０の共振周波数を調整するために設けられる。コイル２３２及びキャパシタ２３４によって構成される共振回路の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

受電部１１０は、コイル１１２と、キャパシタ１１４とを含む。キャパシタ１１４は、コイル１１２に直列に接続されてコイル１１２と共振回路を形成する。キャパシタ１１４は、受電部１１０の共振周波数を調整するために設けられる。コイル１１２及びキャパシタ１１４によって構成される共振回路のＱ値も、１００以上であることが好ましい。

なお、送電部２３０及び受電部１１０の各々において、キャパシタは、コイルに並列に接続されてもよい。また、キャパシタを備えることなく所望の共振周波数を達成できる場合には、キャパシタを備えない構成としてもよい。

なお、特に図示しないが、コイル２３２，１１２の構造は特に限定されない。たとえば、送電部２３０と受電部１１０とが正対する場合に、送電部２３０と受電部１１０とが並ぶ方向に沿う軸に巻回される渦巻形状やらせん形状のコイルをコイル２３２，１１２の各々に採用することができる。或いは、送電部２３０と受電部１１０とが正対する場合に、送電部２３０と受電部１１０とが並ぶ方向を法線方向とするフェライト板に電線を巻回して成るコイルをコイル２３２，１１２の各々に採用してもよい。

再び図１を参照して、この実施の形態においては、シフト操作装置２０は、シフトレバー２４及びＰスイッチ２６の操作に応じた信号ＳＰをＨＶ−ＥＣＵ３０へ出力し、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０からの信号ＳＰに基づいて、ＰＣＵ１４０を制御したり、Ｐロック装置４８を制御するための指令（Ｐ指令／非Ｐ指令）を生成したりする。すなわち、この実施の形態では、シフト操作装置２０から出力される電気信号（信号ＳＰ）に従ってＰＣＵ１４０やＰロック装置４８が制御されるシフトバイワイヤシステムが採用されている。

また、この実施の形態では、車両外部の送電装置２００によって車載の蓄電装置１３０を充電する外部充電が可能であり、外部充電システムとしては、送電装置２００の送電部２３０から車両１の受電部１１０へ、接点を介することなく磁界を通じて非接触で電力が伝送される非接触充電システムが採用されている。

このような非接触充電システムにおいては、Ｐロック装置によるパーキングロック中（Ｐレンジ選択）であることが外部充電の実行条件とされる。したがって、外部充電の実行中（送電装置から車両への電力伝送中）にシフトレバー操作に応じてＰロック装置によるパーキングロックが解除された場合に、外部充電（電力伝送）を停止することが考えられる。

しかしながら、パーキングロックが解除されると、車両は移動可能となるため、パーキングロックの解除に応じて伝送電力が十分に低下する前に車両が移動する可能性がある。電力伝送中に車両が移動すると、送電部と受電部との間の結合係数が急激に低下し、その結果、送電装置において電流が上限値を超過する等の問題が生じ得る。そのため、このような状況についても各種電気部品を保護するために電気部品が大型化する可能性がある。

そこで、この実施の形態に従う電力伝送システムにおいては、Ｐロック装置４８によるパーキングロック中に外部充電が行なわれている場合に、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されると、速やかな送電停止を指示する緊急停止指令が車両１から送電装置２００へ送信され、伝送電力が十分に低下（たとえば略０）した後に、Ｐロック装置４８によるパーキングロックが解除される。すなわち、この電力伝送システムでは、シフト操作装置２０の操作に応じてＰロック装置４８が電気制御されるシフトバイワイヤシステムが採用されているところ、シフトレバー２４の操作に連動してＰロック装置４８によるパーキングロックが直ちに解除されるのではなく、伝送電力が十分に低下してからパーキングロックが解除される。したがって、この電力伝送システムによれば、伝送電力が十分に低下する前の車両移動により結合係数が急変して電流が上限値を超過する等の問題は生じない。

また、この実施の形態に従う電力伝送システムにおいては、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されたことにより送電が停止される場合の電力低下速度（第２の電力低下速度）は、外部充電が完了したことにより送電が通常停止される場合の電力低下速度（第１の電力低下速度）よりも速い。これにより、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジが選択された場合は速やかに電力が低下し、その結果、Ｐロック装置４８によるパーキングロックが速やかに解除される。したがって、外部充電を中断して早期に車両１を移動させたいユーザの要望に応えることができる。

図３は、外部充電時にＨＶ−ＥＣＵ３０により実行される処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば、外部充電の実行に先立って送電装置２００の送電部２３０と車両１の受電部１１０との位置合わせが完了すると実行される。

図３を参照して、送電装置２００と車両１との位置合わせが完了すると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、ユーザによるパーキングロック操作が有ったか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０からの信号ＳＰに基づいて、シフト操作装置２０のＰスイッチ２６がユーザにより操作されたか否かを判定する。

パーキングロック操作が有ったものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｐロック装置４８をパーキングロック状態にすることを指示する信号（Ｐ指令信号）をＰ−ＥＣＵ４０へ出力する。Ｐ−ＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０からＰ指令信号を受けると、Ｐ指令に従ってアクチュエータ４２を駆動する。その結果、Ｐロック装置４８は、パーキングロック状態となる（ステップＳ２０）。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、外部充電の要求が有ったか否かを判定する（ステップＳ３０）。たとえば、ユーザが操作可能な図示しない非接触充電スイッチが設けられ、非接触充電スイッチがユーザにより操作された場合に外部充電の要求が有ったものとすることができる。

そして、非接触充電スイッチがユーザにより操作される等して外部充電の要求が有ったものと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、送電装置２００から車両１への送電の開始を指示する送電開始指令を、通信装置３２を通じて送電装置２００へ出力する（ステップＳ４０）。これにより、送電装置２００の送電部２３０から車両１の受電部１１０へ送電が開始され、送電装置２００による蓄電装置１３０の充電（外部充電）が開始される。

外部充電の実行中、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、ユーザによるパーキングロックの解除操作が有ったか否かを判定する（ステップＳ５０）。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、シフト操作装置２０からの信号ＳＰに基づいて、シフト操作装置２０のシフトレバー２４をユーザが操作することにより非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されたか否かを判定する。

パーキングロックの解除操作は無いものと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、外部充電が完了したか否かを判定する（ステップＳ６０）。たとえば、蓄電装置１３０のＳＯＣが所定量に到達すると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は外部充電が完了したものと判定する。

外部充電は完了していないと判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ステップＳ５０へ処理が戻され、パーキングロックの解除操作の有無が再び監視される。そして、ステップＳ６０において外部充電が完了したものと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、送電装置２００から車両１への送電の停止を指示する送電停止指令（通常停止指令）を、通信装置３２を通じて送電装置２００へ出力する（ステップＳ７０）。これにより、送電装置２００の送電部２３０から車両１の受電部１１０への送電が停止され、外部充電が終了する。

一方、ステップＳ５０においてパーキングロックの解除操作が有ったものと判定されると、すなわち、外部充電中にシフトレバー２４が操作されて非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、以下に示されるパーキングロック解除処理を実行する（ステップＳ８０）。

図４は、図３のステップＳ８０において実行されるパーキングロック解除処理の手順を説明するフローチャートである。図４を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、受電部１１０による受電電力がしきい値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。このしきい値Ｐｔｈは、受電電力が十分に低下（たとえば略０）したか否かを判定するための判定値である。受電電力は、たとえば、受電電圧及び受電電力をそれぞれ検出する図示しない電圧センサ及び電流センサの検出値に基づいて算出される。

なお、受電電力に基づく判定に代えて、送電装置２００から出力される送電電力がしきい値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定してもよい。この場合、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、送電装置２００から通信装置３２を通じて受信される送電電力の検出値を上記の判定に用いることができる。

ステップＳ１１０において受電電力がしきい値Ｐｔｈよりも大きいと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、送電装置２００から車両１への送電を速やかに停止することを指示する緊急停止指令を、通信装置３２を通じて送電装置２００へ出力する（ステップＳ１２０）。すなわち、パーキングロックの解除操作に応じて送電を停止する場合は、外部充電の完了に応じて送電を停止する場合（図３のステップＳ７０）よりも送電が速やかに停止するように、緊急停止指令が送電装置２００へ出力される。

緊急停止指令が送電装置２００へ出力されると、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、受電部１１０による受電電力がしきい値Ｐｔｈ以下であるか否かを再び判定する（ステップＳ１３０）。なお、この場合についても、受電電力に基づく判定に代えて、送電電力がしきい値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定してもよい。

そして、受電電力がしきい値Ｐｔｈ以下になると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、Ｐロック装置４８を非パーキングロック状態にすることを指示する信号（非Ｐ指令信号）をＰ−ＥＣＵ４０へ出力する。Ｐ−ＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ３０から非Ｐ指令信号を受けると、非Ｐ指令に従ってアクチュエータ４２を駆動する。その結果、Ｐロック装置４８によるパーキングロックが解除される（ステップＳ１４０）。

なお、ステップＳ１１０において受電電力はしきい値Ｐｔｈ以下であると判定された場合は（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、充電電力は既に十分に低下しているので、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、ステップＳ１２０，Ｓ１３０を実行することなくステップＳ１４０へ処理を移行し、Ｐロック装置４８によるパーキングロックが解除される。

なお、上記では、ステップＳ１３０において、受電電力（或いは送電電力）がしきい値Ｐｔｈ以下になるとパーキングロックを解除するものとしたが、電力に基づく判定に代えて、たとえば、ステップＳ１２０において緊急停止指令が送電装置２００へ出力されてから所定時間が経過したら電力が十分に低下したものとしてパーキングロックを解除してもよい。

図５は、図１に示した電源ＥＣＵ２４０において、車両１からの送電停止指示に応じて実行される処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、少なくとも送電装置２００から車両１への送電中に所定時間毎に繰り返し実行される。

図５を参照して、電源ＥＣＵ２４０は、車両１から通信装置２５０を通じて緊急停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この緊急停止指令は、図４のステップＳ１２０において車両１から送電装置２００へ送信されるものである。

緊急停止指令の受信が確認されない場合は（ステップＳ２１０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ２４０は、車両１から通信装置２５０を通じて通常停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この通常停止指令は、たとえば、図３のステップＳ７０において車両１から送電装置２００へ送信されるものである。

ステップＳ２２０において通常停止指令が受信されたものと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、電源ＥＣＵ２４０は、所定の第１の電力低下速度で送電電力を停止するように電源部２２０を制御する（ステップＳ２３０）。なお、ステップＳ２２０において通常停止指令の受信が確認されない場合は（ステップＳ２２０においてＮＯ）、リターンへと処理が移行される。

一方、ステップＳ２１０において緊急停止指令が受信されたものと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、電源ＥＣＵ２４０は、第１の電力低下速度よりも速い所定の第２の電力低下速度で送電電力を停止するように電源部２２０を制御する（ステップＳ２４０）。これにより、パーキングロックの解除操作に応じて緊急停止指令に従い送電の停止が要求される場合には、外部充電の完了等に応じて通常停止指令に従い送電の停止が要求される場合に比べて、速い電力低下速度で送電が停止される。

以上のように、この実施の形態においては、シフトレバー２４の操作に連動してＰロック装置４８によるパーキングロックが直ちに解除されるのではなく、伝送電力（充電電力或いは送電電力）が十分に低下してからパーキングロックが解除される（パーキングロック状態から非パーキングロック状態に切替えられる）。したがって、この実施の形態によれば、伝送電力が十分に低下する前の車両１の移動により送電部２３０と受電部１１０との間の結合係数が急変して電流が上限値を超過する等の問題は生じない。

また、この実施の形態においては、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されたことにより送電が停止される場合の電力低下速度（第２の電力低下速度）は、外部充電が完了したことにより送電が通常停止される場合の電力低下速度（第１の電力低下速度）よりも速い。これにより、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジが選択された場合は、速やかに電力が低下してパーキングロックが速やかに解除される。したがって、この実施の形態によれば、外部充電を中断して早期に車両１を移動させたいユーザの要望に応えることができる。

なお、上記の実施の形態においては、シフトレバー２４の操作に応じて非Ｐレンジ（非パーキングロック状態）が選択されたことにより送電が停止される場合の電力低下速度（第２の電力低下速度）は、外部充電が完了したことにより送電が通常停止される場合の電力低下速度（第１の電力低下速度）よりも速いものとしたが、このように電力低下速度に差異を設けることは必須ではなく、たとえば、第２の電力低下速度は第１の電力低下速度と同じであってもよい。

なお、上記において、通信装置３２は、本開示における「通信部」及び「第１の通信部」の一実施例に対応し、シフト操作装置２０は、本開示における「操作部」の一実施例に対応する。また、Ｐロック装置４８は、本開示における「パーキングロック装置」の一実施例に対応し、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、本開示における「制御装置」の一実施例に対応する。さらに、電源ＥＣＵ２４０は、本開示における「電源制御装置」の一実施例に対応し、通信装置２５０は、本開示における「第２の通信部」の一実施例に対応する。

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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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すべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両、１０ シフト制御システム、２０ シフト操作装置、２２ シフトゲート、２４ シフトレバー、２６ Ｐスイッチ、３０ ＨＶ−ＥＣＵ、３２，２５０ 通信装置、４０ Ｐ−ＥＣＵ、４２ アクチュエータ、４６ エンコーダ、４８ Ｐロック装置、１１０ 受電部、１１２，２３２ コイル、１１４，２３４ キャパシタ、１２０ 整流部、１３０ 蓄電装置、１４０ ＰＣＵ、１５０ モータジェネレータ、２００ 送電装置、２１０ 系統電源、２２０ 電源部、２３０ 送電部、２４０ 電源ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 車両外部の送電装置から非接触で受電する受電装置を搭載した車両であって、
   前記送電装置の送電部から非接触で受電するように構成された受電部と、
   前記送電装置と通信するように構成された通信部と、
   車軸の回転がロックされるパーキングロック状態と前記パーキングロック状態が解除された非パーキングロック状態とのいずれかを運転者が選択可能に構成された操作部と、
   前記パーキングロック状態と前記非パーキングロック状態とを機械的に切替可能に構成されたパーキングロック装置と、
   前記操作部から出力される電気信号に従って前記パーキングロック装置を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記パーキングロック状態において前記受電部により受電が行なわれている場合に、
   前記制御装置は、
   前記操作部により前記非パーキングロック状態が選択されると、前記受電装置への送電の停止を指示する第１の指令を前記通信部によって前記送電装置へ送信し、
   前記送電装置から前記受電装置へ伝送される電力が所定値以下となった後、前記パーキングロック状態から前記非パーキングロック状態へ切替えるように前記パーキングロック装置を制御する、車両。
2. 前記受電部により受電された電力を蓄える蓄電装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記受電部により受電された電力による前記蓄電装置の充電が完了すると、前記受電装置への送電の停止を指示する第２の指令を前記通信部によって前記送電装置へ送信し、
   前記第１の指令に従って送電電力を低下させるときの電力低下速度は、前記第２の指令に従って送電電力を低下させるときの電力低下速度よりも速い、請求項１に記載の車両。
3. 車両外部の送電装置から車両に搭載された受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、
   前記送電装置は、前記受電装置へ非接触で送電するように構成された送電部を備え、
   前記車両は、
   前記送電部から非接触で受電するように構成された受電部と、
   前記送電装置と通信するように構成された第１の通信部と、
   車軸の回転がロックされるパーキングロック状態と前記パーキングロック状態が解除された非パーキングロック状態とのいずれかを運転者が選択可能に構成された操作部と、
   前記パーキングロック状態と前記非パーキングロック状態とを機械的に切替可能に構成されたパーキングロック装置と、
   前記操作部から出力される電気信号に従って前記パーキングロック装置を制御するように構成された制御装置とを備え、
   前記パーキングロック状態において前記受電部により受電が行なわれている場合に、
   前記制御装置は、
   前記操作部により前記非パーキングロック状態が選択されると、前記受電装置への送電の停止を指示する第１の指令を前記第１の通信部によって前記送電装置へ送信し、
   前記送電装置から前記受電装置へ伝送される電力が所定値以下となった後、前記パーキングロック状態から前記非パーキングロック状態へ切替えるように前記パーキングロック装置を制御する、電力伝送システム。
4. 前記車両は、前記受電部により受電された電力を蓄える蓄電装置をさらに備え、
   前記送電装置は、
   前記送電部へ供給される送電電力を生成するように構成された電源部と、
   前記電源部を制御する電源制御装置と、
   前記第１の通信部と通信するように構成された第２の通信部とをさらに備え、
   前記制御装置は、前記受電部により受電された電力による前記蓄電装置の充電が完了すると、前記受電装置への送電の停止を指示する第２の指令を前記第１の通信部によって前記送電装置へ送信し、
   前記電源制御装置は、
   前記第２の通信部によって前記第２の指令を受信すると、第１の電力低下速度で送電電力が低下するように前記電源部を制御し、
   前記第２の通信部によって前記第１の指令を受信すると、第１の電力低下速度よりも速い第２の電力低下速度で送電電力が低下するように前記電源部を制御する、請求項３に記載の電力伝送システム。

Images