JP7698121B2 - 無線給電システム - Google Patents

Description

本発明は、後付けで適用可能とする無線給電システムに関する。

大容量のリチウムイオン電池を駆動用バッテリとし、駆動用バッテリに蓄積された電力で走行用のモータを駆動する電動モビリティが普及し始めている。バッテリを駆動エネルギー源とする電動モビリティは、電気自動車のみならず、無人搬送車、フォークリフト、所謂ドローン等の飛行体、電気推進船等の水上モビリティ等を含む。これらの電動モビリティに搭載された駆動用バッテリへの給電方法として、電力ケーブル経由ではなく、無線によって給電する無線給電システムが実用化されている。

有線による給電システムでは、高速給電が可能であるメリットがある一方で、無線給電では、固定された給電コイルの場所に合わせた駐停車さえできれば、ユーザの作業なしに給電を開始できるというメリットがある。

ユーザにとっては、電動モビリティが有線及び無線のいずれでも充電可能であり、給電設備の種類に応じて選択できることが望ましい。

電動モビリティに搭載されている蓄電池への給電方法を、有線給電と無線給電との両方に対応させることは種々提案されている。特許文献１には、有線給電と無線給電とを同時に動作させて大電力の授受を可能とする電気自動車が開示されている。特許文献２には、有線給電用の接続プラグと無線給電用の受電コイルとを両方有し、有線給電と無線給電とのいずれで給電するかを切り替えるスイッチが設けられていることが示されている。

特開２０２３－０２８０２８号公報 特表２０１９－５３１６８０号公報

特許文献１，２に開示されているように、電動モビリティの製造時点から、有線給電と無線給電との両方に対応させていれば、人を乗せる電動モビリティとしての安全性の保証は、製造メーカによって実施可能である。しかしながら、有線給電のみの機能を備えた電動モビリティに対し、無線給電システムを後付けで適用することは、技術的には可能ではあっても、モビリティ内蔵の制御機器の改造や電気系の改造が必要になると、電動モビリティの安全性担保が失われる。

本開示は、電動モビリティの製造者による安全性担保に支障をきたすことなく、後付けで適用可能とする無線給電システムを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態の無線給電システムは、電動モビリティに取り付けられる受電コイルと、前記電動モビリティの有線給電用のレセプタクルに接続されるコネクタと、前記受電コイル及びコネクタに接続され、前記受電コイルにて受電する電力を、前記レセプタクルを介して前記電動モビリティに搭載されている蓄電池へ供給可能に変換する電力変換部とを備える。

本開示の無線給電システムでは、前記受電コイルを前記電動モビリティの外面に取り付ける場合、前記受電コイルのカバーの外寸は、前記電動モビリティの保安基準にて規定されている突出が可能な寸法以内とし、前記受電コイル、コネクタ及び電力変換部の総重量は、前記電動モビリティの保安基準にて規定されている重量以内とするとよい。保安基準は、各国により制定されており、例えば、
（１）アメリカ：連邦自動車安全基準（Federal Motor Vehicle Safety Standards）
（２）欧州：ＥＥＣ指令（European Economic Community Directive）
（３）中国：中国国家標準規格（National Standards of the People's Republic of China）
（４）カナダ：カナダ自動車安全基準（Canada Motor Vehicle Safety Standards）
などがあり、前記電動モビリティの運用される国ごと規定値は異なる。

これにより、自動車部品を装着した場合であっても構造等変更検査が不要であると規定されている寸法内に収まるため、電動モビリティの安全性について再度検査を行なう必要がない。

本開示によれば、電動モビリティの製造者による安全性担保に支障をきたすことなく、後付けで適用可能となる。

第１実施形態の無線給電システムの概要図である。 第１実施形態の無線給電システムの構成を示すブロック図である。 無線給電システムによる給電処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の無線給電システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の無線給電システムによる給電処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の無線給電システムによる給電処理の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態の無線給電システムの構成を示すブロック図である。 第３実施形態の無線給電システムによる給電処理の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態の無線給電システムによる給電処理の一例を示すフローチャートである。

本開示をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の無線給電システム１００の概要図である。無線給電システム１００は、有線給電用の充電口Ｒ（インレットともいう）を有する電動モビリティ（例えば電気自動車）Ｍに取り付けられて使用される。無線給電システム１００は、無線給電非対応の電動モビリティＭに適用される。図１及び以下の説明では、電動モビリティＭは、ＥＶ（Electric Vehicle）トラックを例にして説明するが、これに限らず、電気自動車、無人搬送車、フォークリフト、ロボット、所謂ドローン等の飛行体、電気推進船等の水上モビリティであってもよい。

無線給電システム１００は、電動モビリティＭの充電口Ｒに接続されるコネクタ（プラグ）１２と、電動モビリティＭの後面に取り付けられた受電コイル１３と、コネクタ１２及び受電コイル１３の間に接続される本体１１とを含む。本体１１は、図１に示すように電動モビリティＭの例えば側面に設けられており、受電コイル１３、本体１１及びコネクタ１２にはカバー１３０，１４が設けられている。

受電コイル１３が設けられる箇所は、車体の後方に限らず、側面であってもよいし、車体の底面であってもよいし、車体の内側であってもよい。受電コイル１３のカバー１３０の厚み方向の外寸は、保安基準にて規定されている突出が可能な寸法以内である。例えば、カバー１３０のコイル軸方向の外寸は、電動モビリティＭの車体について、自動車部品を装着した場合であっても構造等変更検査が不要であると規定されている寸法（±３センチメートル）の範囲内である。受電コイル１３のカバー１３０のコイル軸方向の外寸（厚み）は、電動モビリティＭの側面の外側に取り付けてもよいように、２センチメートル以下としてもよい。また受電コイル１３は、車体外面ではなく、電動モビリティＭの外殻を形成する構造体（例えばドア）の内側に、外側へ向かって設けられてもよい。この場合は、受電コイル１３と給電コイルとの間の給電距離が長くなってしまうものの、受電コイル１３の設置によって車体外側に突出しないため、寸法に制限は設けなくてよい。

保安基準にて規定されている突出が可能な寸法として挙げた上述の具体的な数値は、各国における保安基準に準じて読み替えられる。後述の電動モビリティＭの重量に応じた規定についても同様にして、各国又は地域における保安基準に準じるように読み替えられる。

本体１１が設けられる箇所は、電動モビリティＭの車体の内外のいずれでもよい。本体１１は、荷台スペースに配置されるとよい。車体の外側に取り付けられる受電コイル１３と、外側に一部を露出可能に設けられる充電口Ｒに嵌合させたコネクタ１２と接続されることから、図１に示すように車体の側面に取り付けられてもよい。本体１１のカバー１４は、本体１１が側面外側に設けられる場合、保安基準にて規定されている突出が可能な寸法、即ち２ｃｍ以下とされることが好ましい。

コネクタ１２は、充電口Ｒに常時的に接続されて使用される。コネクタ１２は、コネクタ１２が接続された状態で充電口Ｒのカバーを閉めることができるような形状を有していることが好ましい。

図１に示すように本体１１，コネクタ１２、受電コイル１３を、無線給電非対応の電動モビリティＭに取り付けても安全性再評価が不要となるように、無線給電システム１００全体の重量は、電動モビリティＭの大きさに応じて、保安基準にて規定されている装着状態の重量が＋５０ｋｇ以内（検査対象軽自動車、小型自動車）、若しくは、１００ｋｇ以内（普通自動車、大型特殊自動車）であることが望ましい。

受電コイル１３の取り付け位置は、送電装置（図示せず）の高さに応じて決められてよい。送電装置は、ＥＶトラックである電動モビリティＭが停車した際に受電コイル１３と対向するように、水平方向に軸を有する送電コイルと、本体１１に設けられる制御部（充電制御部）１１０（図２参照）と通信が可能な通信部とを含んで構成される。送電装置は、鉛直方向に軸を有して地面に埋められた送電コイルを含んで構成されてもよい。

図２は、第１実施形態の無線給電システム１００の構成を示すブロック図である。無線給電システム１００は、本体１１と、コネクタ１２と、受電コイル１３とを含む。

電動モビリティＭの充電口Ｒに接続されるコネクタ１２は、電力を伝送する電力線ＰＬ１と、車載充電制御装置と送電装置との間の信号を授受するための信号線ＳＬ１と、コネクタ１２の各機構と制御部１１０との間の信号を授受するための信号線ＳＬ２とを含む。コネクタ１２は、充電口Ｒに嵌合する筒状のソケット１２１と、ソケット１２１の外周面から突出可能なラッチ（係止部）１２２とを含む。コネクタ１２は、ラッチ１２２をロック／アンロックするロック機構１２３と、ラッチ１２２をソケット１２１の内側に強制的に退避させる退避機構１２４とを含む。ラッチ１２２は、ソケット１２１の特定の箇所に設けられた凹部内の圧縮バネによって付勢されてソケット１２１から突出可能である。退避機構１２４は初期的に、ソケット１２１の凹部の開口を塞いでソケット１２１を内部に退避させた状態である。退避機構１２４は、信号線ＳＬ２を介して制御部１１０から与えられる信号に基づき、ソケット１２１の凹部の開口を開放し、ラッチ１２２が突出することを許容する。退避機構１２４は、図２に示す構造に限らず、ラッチ１２２等の係止部が充電口Ｒと係合されないように機能するものであれば他の構造であってもよい。例えばラッチ１２２をソケット１２１の内側に引き込むソレノイドスイッチを有してもよい。

また退避機構１２４は、ソケット１２１の一部又は全部を充電口Ｒから退避する構造であってもよい。更に、コネクタ１２と充電口Ｒとの間を係止する係止部は、ソケット１２１に設けられるラッチ１２２に限られず、充電口Ｒに設けられたラッチであってもよい。この場合、例えばコネクタ１２は、充電口Ｒのラッチが嵌合する嵌合部（凹部）を、ソケット１２１の外周に設ける。この場合、退避機構１２４は、嵌合部から充電口Ｒ側へラッチを押し出して退避させる機構として実現されてもよいし、ラッチを押し出すと共にソケット１２１の一部又は全部を充電口Ｒから退避させる構造であってもよい。

本体１１は、制御部１１０と、電力変換部１１１とを含む。電力変換部１１１は、受電コイル１３と電力線ＰＬ２を介して接続される。電力変換部１１１は、受電コイル１３にて受電した高周波電力を整流回路１１２で整流して直流電流へ変換し、平滑化する。電力変換部１１１は、整流回路１１２から出力される直流電流を、制御部１１０からの制御に基づき、インバータ（又はコンバータ）１１３によって電動モビリティＭ側から求められる、直流を含む周波数や電圧の電力へ変換し、コネクタ１２の電力線ＰＬ１から出力する。

制御部１１０は、本体１１内で電力変換部１１１と接続されている。制御部１１０は、インバータ１１３のＯＮ／ＯＦＦを制御し、インバータ１１３からの出力を制御する。制御部１１０は、送電装置との間で送受信する情報に基づき、信号線ＳＬ１を介して車載充電制御装置との間で給電に係る規定の通信を行なう。具体的には、制御部１１０は、例えば、CHAdeMO（登録商標）やNACS(North American Charging Standard)等によって車載充電制御装置との間で充電率、充電電圧、充電電流等の情報を授受して送電装置から電動モビリティＭに搭載される蓄電池への電力供給を制御する。

制御部１１０は、内部にプロセッサ１１４、メモリ１１５及び無線通信部１１６を備える。制御部１１０は、自身及び無線通信部１１６を起動可能な程度の起動電力の蓄電部を備えているとよい。プロセッサ１１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、又はＭＰＵ（Micro Processing Unit ）等を用いる。プロセッサ１１４は、メモリ１１５に記憶してある制御プログラムＰ１を読み出して充電に関する制御処理を実現する。

メモリ１１５は、不揮発性メモリを用いる。メモリ１１５には、制御プログラムＰ１が記憶されている。制御プログラムＰ１は、制御部１１０の製造時にメモリ１１５に組み込まれている。制御プログラムＰ１は、コンピュータ（プロセッサ）により読み取り可能な記録媒体に記録されているものを、プロセッサ１１４が読み取ってメモリ１１５に記憶したものであってもよい。

無線通信部１１６は、図示しない送電装置との無線通信を実現する。無線通信部１１６は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）により通信する。無線通信部１１６はBluetooth（登録商標）によって通信してもよい。無線通信部１１６による無線通信の規格はＷｉＦｉやBluetoothに限らないが、近距離無線通信であることが好ましい。

このように構成される無線給電システム１００を、電動モビリティＭの所有者が、電動モビリティＭに取り付ける。所有者は、コネクタ１２を電動モビリティＭの充電口Ｒに接続させ、充電口Ｒのカバーを閉じる。無線給電システム１００は、電力の供給を受けずに起動していない状態では、退避機構１２４により、ラッチ１２２が充電口Ｒの内面に設けられた係止部と係り合わない。これにより、車載充電制御装置が、充電プラグが充電口Ｒに挿入されたままであると判断することを回避する。

このように取り付けられた無線給電システム１００は、無線による給電を以下のように実現する。図３は、無線給電システム１００による給電処理の一例を示すフローチャートである。

制御部１１０のプロセッサ１１４は、受電コイル１３で受電を開始できるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１においてプロセッサ１１４は、車載充電制御装置から、信号線ＳＬ１を介して充電制御指示を受けたか否かによって、受電を開始できるか否かを判断してもよい。車載充電制御装置は、停車させた電動モビリティＭの運転席において運転者から、充電開始の操作を受けるか、電動モビリティＭの起動スイッチのＯＦＦ操作（例えば、電動モビリティＭに備えられたイグニッションスイッチのＯＦＦ操作）を受けたことによって、充電を開始させることができる。これを制御部１１０にて検知して以下の処理を開始するようにしてもよい。

ステップＳ１０１においてプロセッサ１１４は、例えば、図示しない内蔵スイッチのＯＮにより起動し、電力受電を開始できると判断してもよい。この例では、無線給電を行なおうとする運転者、又は、給電のオペレータが、電動モビリティＭを、給電可能な位置に停車させた状態で無線給電システム１００のスイッチ（図示せず）をＯＮにする操作を行なう。

ステップＳ１０１においてプロセッサ１１４は、送電装置の送電コイルから発せされている微小電波を、受電コイル１３で受信できるか否かに応じて、給電可能な位置に停車されたことを自動的に検知して開始できると判断してもよい。この例において、制御部１１０は、送電コイルからの微小電波によって蓄電部からの電力の供給をＯＮとする起動回路を有する。制御部１１０は、加速度センサを内蔵し、停車していることを確認できた場合のみ、受電を開始できるか否かを判断するようにしてもよい。

プロセッサ１１４は、受電コイル１３で受電を開始できないと判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理を終了する。所定の待機時間が経過するとステップＳ１０１の処理を再開する。

プロセッサ１１４は、受電コイル１３で受電を開始できると判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、無線通信部１１６により、送電装置との通信接続を試行し（ステップＳ１０２）、通信が可能か否かを判断する（ステップＳ１０３）。プロセッサ１１４は、Ｓ１０３において、メモリ１１５に記憶してある認証用のデータ（登録された車両番号、制御部１１０自身のシリアル番号等）を送電装置へ送信し、送電装置側で通信相手を認証できるようにしてもよい。

プロセッサ１１４は、通信が確立され、通信が可能と判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、退避機構１２４を収容してラッチ１２２を突出させて充電口Ｒに係止させ、ロックする（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４によってプロセッサ１１４は、車載充電制御装置に、充電口Ｒに有線給電用のプラグが接続された場合と同様の処理を実行させる。

ステップＳ１０３にて通信が可能でないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、プロセッサ１１４は、無線給電できないと判断してエラーで終了する。

ラッチ１２２のロック後、プロセッサ１１４は、充電準備信号を車載充電制御装置へ信号線ＳＬ１を介して出力する（ステップＳ１０５）。プロセッサ１１４は、送電装置からの送電開始許可を、無線通信部１１６により送電装置へ通知する（ステップＳ１０６）。無線給電では、受電コイル１３にて受電できる出力電圧の上昇に、有線給電と比較して時間を要するところ、先に送電開始許可して出力電力を上昇（プリチャージ）させておくことで、制御部１１０は、ステップＳ１０８以降の出力上昇に間に合うようにインバータ１１３からの出力を制御できる。

プロセッサ１１４は、ステップＳ１０５で出力した充電準備信号に応じて車載充電制御装置から許可信号を受信すると（ステップＳ１０７）、有線給電の所定のプロトコルに準じた所定のシーケンス（充電開始処理）を、車載充電制御装置との間で実行する（ステップＳ１０８）。所定のプロトコルは例えば上述したCHAdeMO等である。ステップＳ１０８においてプロセッサ１１４は、車載充電制御装置との間の処理が停止しないように、インバータ１１３の出力を上昇させる。

これによりプロセッサ１１４は、給電を開始（継続）する（ステップＳ１０９）。給電を開始させた制御部１１０は、受電コイル１３にて受電できる電力で、自身の蓄電部を蓄電するとよい。

プロセッサ１１４は、満充電となるなどして車載充電制御装置側で充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０においてプロセッサ１１４は、車載充電制御装置から終了が通知されたか否かを判断してもよい。ステップＳ１１０においてプロセッサ１１４は、車載充電制御装置から得られる充電率が所定率に達したか否かを判断してもよい。ステップＳ１１０においてプロセッサ１１４は、受電コイル１３にて受電ができない、即ちインバータ１１３にて必要となる電流、電圧の電力を出力できないと判断される場合、充電を完了（中断）したと判断してもよい。充電が完了していないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、プロセッサ１１４は処理をステップＳ１０９へ戻す。

充電が完了したと判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、プロセッサ１１４は、車載充電制御装置との間で所定のシーケンス（充電終了処理）を実行する（Ｓ１１１）。プロセッサ１１４は、ラッチ１２２のロックを解除し（ステップＳ１１２）、退避機構１２４を作動させてラッチ１２２を退避させる（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１２の処理は所定の充電終了処理のシーケンスに含まれてよい。プロセッサ１１４は、送電装置との無線による通信接続を切断し（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

図３に示した処理手順は一例であって、これに限らない。例えば、ステップＳ１０１の処理の開始は、別途電動モビリティＭから停車の通知を受けて起動するようにしてもよい。また、ラッチ１２２のロックの解除や、退避機構１２４の作動、収容などのタイミングは、給電中にラッチ１２２をロックできれば、他のタイミングであってもよい。

充電が完了した後、コネクタ１２のラッチ１２２は充電口Ｒと係合されていないので、電動モビリティＭの車載充電制御装置側で充電プラグが差されたままと判断されることを回避し、無線給電システム１００が取り付けられたまま電動モビリティＭの運転が可能である。その他、制御部１１０は、車載充電制御装置にて、プラグが差されたままと判断しないように、信号線ＳＬ１に特定の信号を出力（キャンセル）し続けるなどの処理を実行してもよい。

このようにして、無線給電システム１００を電動モビリティＭに取り付けることによって、無線給電が可能である。電動モビリティＭに搭載されている充電制御装置は、有線給電と同様のシーケンスによって給電装置と情報を送受信して電力を受け、車載蓄電池への充電が可能である。したがって、電動モビリティＭを、無線給電を実現するために電気系統を改造したり、充電制御装置のソフトウェアを変更したり、スイッチで切り替えたりする必要がない。無線給電システム１００は、電動モビリティＭに積載されるのみで、重量増加や寸法変化は車両検査が必要とならない範囲で収まる。したがって、電動モビリティＭの製造者による安全担保をそのまま維持して無線給電が実現可能となる。なお、第１実施形態に示した例において、電動モビリティＭの所有者、運転者、又は給電のオペレータは、有線給電を行なう場合には、充電口Ｒのカバーを開けてコネクタ１２を外し、有線給電用の給電装置からのプラグを充電口Ｒへ挿入して有線給電を実施できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、コネクタ１２を充電口Ｒに挿入させたまま、有線給電も可能な構成とする。図４は、第２実施形態の無線給電システム３００の構成を示すブロック図である。第２実施形態に示す無線給電システム３００のうち、第１実施形態の無線給電システム１００と共通する構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態の無線給電システム３００は、本体１と、コネクタ１２と、受電コイル１３とを含む。無線給電システム３００では、本体１とコネクタ１２との間に、検知部１１７が設けられている。検知部１１７は、電力変換部１１１及び有線用充電口（有線用コネクタ）１１８の両方に分岐接続されている。

検知部１１７は、電力線ＰＬ１を分岐し、電力変換部１１１と、有線用充電口１１８とのいずれか一方に接続する第１スイッチ７０を含む。第１スイッチ７０は例えば、Ｃ接点リレーによって構成され、ＯＦＦ状態では、有線用充電口１１８を介して受電するように接続されている。第１スイッチ７０は、制御部（切替制御部）１１０によりＯＮ及びＯＦＦが切り替えられる。

検知部１１７は、有線用充電口１１８に有線給電用のプラグが接続されているかを検知し、制御部１１０へ出力する。

本体１１には、ディスプレイ又はＬＥＤランプ等の出力部が設けられており、無線給電実行中か、有線給電実行中かを、制御部１１０が出力してもよい。

図５及び図６は、第２実施形態の無線給電システム３００による給電処理の一例を示すフローチャートである。図５及び図６のフローチャートに示す処理手順のうち、第１実施形態の図３のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態では、通信が可能と判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、有線用充電口１１８に、検知部１１７により、有線給電用のプラグが接続されていることを検知しているか否かを判断する（ステップＳ１２１）。

有線給電用のプラグが接続されていることが検知されていないと判断された場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、プロセッサ１１４は、検知部１１７の第１スイッチ７０をＯＮとして、有線用充電口１１８への接続を無効化し（ステップＳ１２２）、ラッチ１２２を係止させてロックする（Ｓ１０４）。

第２実施形態では、無線給電によって充電が完了した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、プロセッサ１１４は、所定の充電終了シーケンスを実行する（Ｓ１１１）。プロセッサ１１４は、ラッチ１２２のロックを解除し（Ｓ１１２）、ラッチ１２２を退避させ（Ｓ１１３）、送電装置との通信接続を切断した後（Ｓ１１４）、検知部１１７の第１スイッチ７０をＯＦＦに戻し（ステップＳ１２３）、処理を終了する。

第２実施形態において、プロセッサ１１４は、ステップＳ１２１において有線給電用のプラグが接続されていることが検知されたと判断した場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、有線給電の実施がされ（ステップＳ１２４）、処理を終了する。この場合、無線給電システム３００の制御部１１０としての処理は休止する。

ステップＳ１０３にて通信が可能でないと判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、プロセッサ１１４は、有線給電用のプラグが接続されていることを検知しているか否かを判断する（ステップＳ１２５）。ステップＳ１２５において、有線給電用のプラグが接続されていることが検知されたと判断した場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２４へ処理を進める。

ステップＳ１２５において、有線給電用のプラグについても、接続されていることが検知されていないと判断された場合（Ｓ１２５：ＮＯ）、プロセッサ１１４は、給電できないと判断してエラーで終了する。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第２実施形態と異なる手法で、コネクタ１２を充電口Ｒに挿入させたまま、有線給電も可能な構成とする。図７は、第３実施形態の無線給電システム１００の構成を示すブロック図である。第３実施形態に示す無線給電システム１００のうち、第１実施形態の無線給電システム１００と共通する構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第１実施形態及び第２実施形態では図示及び説明を省略したが、コネクタ１２の信号線ＳＬ１は、車載充電制御装置とのＣＡＮ（Controller Area Network）通信又はその他の通信を行なうための通信線以外に、車載充電制御装置との間で所定のプロトコルに基づく情報の授受をするための信号線ＳＬ１１，ＳＬ１２，…を含む。信号線ＳＬ１に含まれる複数の信号線ＳＬ１１，ＳＬ１２，…のうちの１本である信号線ＳＬ１１は、コネクタ１２が充電口Ｒに接続されたことを確認するための線である。信号線ＳＬ１１のコネクタ１２内部の先端は、接続確認用端子Ｔ１と呼ばれ、コネクタ１２が充電口Ｒに接続されると、電動モビリティＭ側の高電位（例えば１２Ｖ）と接続される。

信号線ＳＬ１１の基端は、コネクタ１２内に設けられた基準電位（例えば０Ｖ）に、所定の抵抗１２５及び第２スイッチ１２６を介して接続されている。第２スイッチ１２６は、制御部１１０からの指示により導通／非導通が切り替えられる。

車載充電制御装置は、接続確認用端子Ｔ１に接続される充電口Ｒ側の信号線が、コネクタ１２に設けられている基準電位と、抵抗１２５を介して導通した場合、充電口Ｒの所定の接点の電位が特定の値となるため、これを検知してコネクタ１２の充電口Ｒへの挿入を検知できる。コネクタ１２の接続確認用端子Ｔ１が、電動モビリティＭの車載充電制御装置に設けられている高電位と導通可能となっている状態で、第２スイッチ１２６をＯＮとすると、車載充電制御装置はコネクタ１２が充電口Ｒに接続されたと検知できる。逆に、第２スイッチ１２６をＯＦＦとした状態では、コネクタ１２内の信号線ＳＬ１１の基端側は基準電位から浮く。コネクタ１２の接続確認用端子Ｔ１が、電動モビリティＭの車載充電制御装置に設けられている高電位と導通可能となっている状態であっても、第２スイッチ１２６をＯＦＦとした状態では、充電口Ｒの所定の接点の電位は低下せず、車載充電制御装置は、コネクタ１２が充電口Ｒに接続されていないと検知する。

第３実施形態において制御部１１０は、電動モビリティＭの起動スイッチのＯＮ及びＯＦＦの状態を検知できる。

図８及び図９は、第３実施形態の無線給電システム１００による給電処理の一例を示すフローチャートである。図８及び図９のフローチャートに示す処理手順のうち、第１実施形態の図３のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については、同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、送電装置との通信が可能と判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１１０のプロセッサ１１４は、電動モビリティＭの起動スイッチのＯＦＦを検知できたか否かを判断する（ステップＳ１３１）。ステップＳ１３１においてプロセッサ１１４は、電動モビリティＭの起動スイッチのＯＦＦではなく、電動モビリティＭの停止を検知できれば、即ち、駆動用の蓄電池への充電が可能な状態となったことを検知できればよい。電動モビリティＭの起動スイッチのＯＦＦを検知出来ないと判断した場合（Ｓ１３１：ＮＯ）、ＯＮ状態のまま充電はできないので、受電コイル１３で受電を開始できないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）と同様に、処理を終了する。

プロセッサ１１４は、電動モビリティＭの起動スイッチのＯＦＦを検知できたと判断した場合（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、第２スイッチ１２６をＯＮ状態とする（ステップＳ１３２）。第２スイッチ１２６は、電動モビリティＭの起動スイッチの状態を取得する回路と連動し、電動モビリティＭの起動スイッチがＯＦＦのときにＯＮとなり、電動モビリティＭの起動スイッチがＯＮのときにＯＦＦとなるようにしてもよい。ステップＳ１３２により、電動モビリティＭの車載充電制御装置は、コネクタ１２が充電口Ｒに挿入されたことを検知できる。

プロセッサ１１４は、その後、充電準備信号を車載充電制御装置へ出力し（Ｓ１０５）、事前に出力を上昇させるプリチャージ、所定のプロトコルに基づく予備動作を含むステップＳ１０６－Ｓ１１０の処理を実行する。プロセッサ１１４は、充電が完了したと判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、所定の充電終了シーケンスを実行し（Ｓ１１１）、第２スイッチ１２６をＯＦＦ状態とする（ステップＳ１３３）。ステップＳ１３３の処理により、接続確認用端子Ｔ１と接続される電動モビリティＭ側の接続ピンの通電が解除される。したがって、電動モビリティＭの車載充電制御装置は、コネクタ１２が充電口Ｒから離脱したと検知できる。これにより、電動モビリティＭ側では、電動モビリティＭの起動スイッチをＯＮとすることが可能となる。この処理に前後して、プロセッサ１１４は、送電装置との無線による通信接続を切断し（Ｓ１１４）、処理を終了する。

ステップＳ１１０においてプロセッサ１１４は、給電対象の蓄電池の充電率が所定率に達した場合など、車載充電制御装置側で充電が完了したか否かを判断するが、これに限らない。蓄電池の満充電容量が１００～２００ｋＷｈを超えるような大型の電動モビリティＭでは、１０ｋＷの電力値で充電を続けたとしても１０～２０時間程度を要する。過度の長時間の充電は安全のため回避されることが望ましいため、所定の時間で一度、充電を停止させる必要がある。このため、プロセッサ１１４は、ステップＳ１１０にて車載充電制御装置側で充電が完了していないと判断されたとしても、連続充電時間が所定の時間（例えば１０時間）に到達したか否かを判断するとよい。この判断は、車載充電制御装置側で判断されてもよい。所定の時間に到達した場合、プロセッサ１１４は、送電装置からの送電を継続させたまま、ステップＳ１１１及びステップＳ１３３の処理を実行後、第２スイッチをＯＮとし（Ｓ１３２）、ステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理により充電を再開する。あるいは、送電装置若しくは外部からの指示に応じて、又は、制御部１１０に設けられた操作部などを介した停止指示に基づき、ステップＳ１１０の判断以外で充電を停止できてもよい。

このように、電動モビリティＭがもともと備えている有線による給電が可能な構成を阻害することなしに、後付けの無線給電システム１００によって、無線給電も有線給電も選択可能である。

上述のように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。本発明の範囲は、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。

１００，３００ 無線給電システム
１１ 本体
１２ コネクタ
１３ 受電コイル
１１０ 制御部
１１１ 電力変換部
１１４ プロセッサ
１１５ メモリ
１１６ 無線通信部
１２２ ラッチ（係止部）
１２４ 退避機構

Claims (10)

1. 電動モビリティに取り付けられる受電コイルと、
   前記電動モビリティの有線給電用の充電口に接続されるコネクタと、
   前記受電コイル及び前記コネクタに接続され、前記受電コイルにて受電する電力を、前記充電口を介して前記電動モビリティに搭載されている蓄電池へ供給可能に変換する電力変換部と、
   前記コネクタを介して前記電動モビリティ内の車載充電制御装置と通信し、さらに、前記受電コイルに対し送電する送電装置と無線通信する無線通信部を含み、前記電力変換部を制御する制御部と
   を備える無線給電システム。
2. 前記受電コイルは、前記電動モビリティの外面に取り付けられ、
   前記受電コイルのカバーの外寸は、前記電動モビリティの保安基準にて規定されている突出が可能な寸法以内である
   請求項１に記載の無線給電システム。
3. 前記受電コイルは、前記電動モビリティの外殻の内側に、外側へ向けて取り付けられる
   請求項１に記載の無線給電システム。
4. 前記受電コイル、前記コネクタ及び前記電力変換部の総重量は、前記電動モビリティの保安基準にて規定されている重量以内である
   請求項１に記載の無線給電システム。
5. 前記コネクタは、前記充電口に係止される係止部を有し、
   前記制御部は、
   前記受電コイルにて受電した電力による前記蓄電池への充電中を除き、前記コネクタの係止部が前記充電口に係止されないように前記コネクタの係止部を退避させる退避機構を制御する
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線給電システム。
6. 前記コネクタは、前記充電口に設けられる係止部に係止され、
   前記制御部は、
   前記受電コイルにて受電した電力による前記蓄電池への充電中を除き、前記コネクタが前記充電口の係止部に係止されないよう退避機構を制御する
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線給電システム。
7. 有線給電用のプラグからの給電を受け付ける有線用コネクタと、
   前記有線用コネクタへの入力を前記コネクタに出力するか、前記電力変換部の出力を前記コネクタの出力に接続するかを切り替える第１スイッチと、
   前記有線用コネクタに前記有線給電用のプラグが接続された場合、前記有線用コネクタへの入力を前記コネクタに出力するよう前記第１スイッチを制御する切替制御部と
   を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線給電システム。
8. 前記制御部は、前記電動モビリティの有線給電用の前記充電口に含まれる信号線を介して前記電動モビリティ内の車載充電制御装置と通信し、
   前記制御部は、
   前記受電コイルでの受電を開始できるか否かを判断し、
   受電を開始できると判断した場合に、前記送電装置に送電開始許可を通知し、
   前記車載充電制御装置との間で有線給電の所定のプロトコルに準じた所定の充電開始処理を実行する
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線給電システム。
9. 前記制御部は、前記コネクタが前記充電口に接続された状態で、前記電動モビリティの起動スイッチのＯＦＦを検知し、且つ、前記電動モビリティが給電可能な位置に停車したことを検知した場合に、受電を開始できると判断する
   請求項８に記載の無線給電システム。
10. 前記コネクタ内に、前記コネクタ内における接続確認用端子と基準電位との間の導通／非導通を切り替える第２スイッチを備え、
    前記電動モビリティの起動スイッチのＯＦＦを検知した場合に前記第２スイッチを導通に切り替え、
    充電が終了した場合、前記第２スイッチを非導通に切り替える
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線給電システム。

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