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公開番号2021020492
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210218
出願番号2019136607
出願日20190725
発明の名称車両
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人明成国際特許事務所
主分類B60W 20/13 20160101AFI20210122BHJP(車両一般)
要約【課題】車両において、送電装置から送電される電力を最大限に受電することにより、発電部による発電量を抑えることができる技術を提供する。
【解決手段】車両200,200bは、走路RSに敷設される送電装置100から電力を受電する受電装置205と、内燃機関または燃料電池を用いた発電部から供給される電力E21,E21bと、受電装置を介して供給される電力E1とによって充電される車両電源230と、前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合に、前記発電部を制御して、前記発電部から前記車両電源に供給される電力を低減させる車両制御装置290と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
車両(200,200b)であって、
走路(RS)に敷設される送電装置(100)から電力を受電する受電装置(205)と、
内燃機関または燃料電池を用いた発電部から供給される電力(E21,E21b)と、前記受電装置を介して供給される電力(E1)とによって充電される車両電源(230)と、
前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合に、前記発電部を制御して、前記発電部から前記車両電源に供給される電力を低減させる車両制御装置(290)と、を備える、
車両。
続きを表示(約 840 文字)【請求項2】
請求項1に記載の車両であって、
前記車両制御装置は、前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合に、前記発電部から前記車両電源に供給される電力が、下記式(1)によって求められる発電用容量EC1以下になるように前記発電部を制御する、
車両。
EC1=Emax−E1 ・・・式(1)
Emax:車両制御装置によって設定される車両電源に充電し得る電力の最大値
E1:送電装置から受電装置を介して受電し得る電力
【請求項3】
請求項2に記載の車両であって、
前記E1の値が前記Emax以上である場合、前記車両制御装置は、前記発電部を制御して、前記車両電源への電力の供給を停止させる、
車両。
【請求項4】
請求項2または請求項3に記載の車両であって、
更に、前記車両電源から走行用電力(E22)を供給される駆動モータ(240)を備え、
前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合であって、さらに、前記駆動モータが前記車両の減速時に前記車両電源を充電する回生電力(E20)を発生させる場合には、前記車両制御装置は、前記発電部から前記車両電源に供給される電力が下記式(2)によって求められる発電用容量EC2以下になるように前記発電部を制御する、
車両。
EC2=EC1−E20 ・・・式(2)
【請求項5】
請求項4に記載の車両であって、
前記E20の値が前記EC1以上である場合、前記車両制御装置は、前記発電部を制御して、前記車両電源への電力の供給を停止させる、
車両。
【請求項6】
請求項1に記載の車両であって、
前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合に、
前記車両制御装置は、前記発電部を制御して、前記車両電源への電力の供給を停止させる、
車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、車両に関する。
続きを表示(約 7,400 文字)【背景技術】
【0002】
走路に敷設された送電装置から受電装置を介して電力を受電して車両電源に充電を行う車両が知られている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−244532号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、燃料電池車両やハイブリッド車両のように、減速時の回生エネルギや車両に備えられる動力源を利用して車両電源の充電を行う車両に対する送電装置の適用について充分に検討されていない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【0006】
本開示の一形態によれば、車両(200,200b)が提供される。この車両は、走路(RS)に敷設される送電装置(100)から電力を受電する受電装置(205)と、内燃機関または燃料電池を用いた発電部から供給される電力(E21,E21b)と、前記受電装置を介して供給される電力(E1)とによって充電される車両電源(230)と、前記受電装置が前記送電装置から電力を受電する場合に、前記発電部を制御して、前記発電部から前記車両電源に供給される電力を低減させる車両制御装置(290)と、を備える。
【0007】
この形態の車両によれば、車両制御装置によって、送電装置から電力を受電する場合に、発電部によって発電される電力が低減される。車両電源では、送電装置から送電され得る電力の供給量に対して、発電部によって発電される電力の供給量の比率が小さくなる。車両の走行時において送電装置から送電され得る電力の消費量に対して、発電部によって発電される電力の消費量の比率を小さくすることによって、発電部による発電に用いられる燃料の消費を抑えた状態で車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1実施形態の車両と送電装置との構成を表す説明図。
車両制御装置が実行する充電制限制御を表すフローチャート。
車両の走行状態と充電制限制御との関係を表す説明図。
第2実施形態の車両と送電装置との構成を表す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
A.第1実施形態:
図1に示すように、給電システム300は、車両200の走路である道路RSに敷設される送電装置100と、道路RSを走行する車両200に搭載される受電装置205とを含む。給電システム300において、送電装置100は、受電装置205を介して、走行中の車両200に非接触で電力を供給する。送電装置100は、複数の送電共振回路110と、複数の送電回路120と、電源回路130と、受電コイル位置検出部140と、送電制御装置150と、無線通信装置170とを備える。
【0010】
送電共振回路110は、道路RSの延伸方向に沿って道路RSに埋設されている。送電共振回路110は、送電コイルおよび共振コンデンサを含む。
【0011】
電源回路130は、直流電力を送電回路120に供給する。送電回路120は、電源回路130から供給される直流電力を交流電力に変換して、送電共振回路110の送電コイルに供給する。
【0012】
受電コイル位置検出部140は、車両200の底部に設置された受電コイルの位置を検出する。複数の送電回路120は、受電コイル位置検出部140で検出された受電コイルの位置に応じて、受電共振回路210に近い1つ以上の送電共振回路110を用いて送電を実行する。受電コイル位置検出部140は、例えば、複数の送電回路120における送電電力や送電電流の大きさから受電コイルの位置を検出してもよく、車両200の位置を検出する位置センサや測距装置を利用して受電コイルの位置を検出してもよい。
【0013】
送電制御装置150は、周知のマイクロプロセッサやメモリを備え、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することで送電装置100の動作を制御する。送電制御装置150は、車両200に送電を行う際には、送電回路120を制御して送電を実行する。送電制御装置150は、無線通信装置170を介して、道路RS上の車両200との路車間通信を行う。本実施形態において、送電制御装置150は、道路RS上の車両200の識別情報を取得する。送電制御装置150は、送電装置100が識別情報を取得した車両200の受電装置205に送電共振回路110による送電を実行している状態(以下、「送電状態」とも呼ぶ)である場合には、無線通信装置170を介して、送電状態であることを車両200に通知する。
【0014】
車両200は、本実施形態において、内燃機関260と駆動モータ240との原動機を搭載するハイブリッド車両である。車両200は、更に、受電装置205と、メインバッテリ230と、駆動モータ240と、駆動軸250と、内燃機関260と、無線通信装置280と、車両制御装置290とを備える。受電装置205は、受電共振回路210と受電回路220とを含んでいる。
【0015】
受電共振回路210は、受電コイルおよび共振コンデンサを含み、送電共振回路110との間の電磁誘導によって受電コイルに誘導された交流電力を受電する装置である。受電回路220は、受電共振回路210から出力される交流電力を直流電力E1に変換する回路である。直流電力E1は、送電装置100から受電装置205を介して受電し得る電力を表す。より具体的には、直流電力E1は、送電装置100によって送電し得る電力と、車両200の受電装置205によって受電可能な電力とのうち小さい方の電力である。送電装置100によって送電し得る電力とは、例えば、送電回路120や送電共振回路110によって実現される送電電力の設計値を表し、送電装置100ごとに異なる。車両200は、送電装置100によって送電し得る電力を、後述する無線通信によって送電装置100から取得する。車両200の受電装置205によって受電可能な電力とは、受電回路220や受電共振回路210によって実現される受電電力の設計値を表し、車両200ごとに異なる。車両200の受電装置205によって受電可能な電力は、後述する車両制御装置290のメモリに予め記憶されている。受電回路220から出力される直流電力E1は、メインバッテリ230の充電に利用される。受電回路220から出力される直流電力E1は、図示しない補機バッテリの充電に利用されてもよく、駆動モータ240の駆動、空調装置や電動パワーステアリング装置といった補機の駆動に利用されてもよい。
【0016】
メインバッテリ230は、駆動モータ240を駆動するための直流電力を出力する2次電池である。メインバッテリ230を、車両電源とも呼ぶ。駆動モータ240は、モータまたはジェネレータとして動作する。駆動モータ240は、モータとして動作する場合には、メインバッテリ230から走行用電力として供給される直流電力E22を用いて駆動軸250を駆動するための駆動力P22を発生させる。直流電力E22は、インバータ回路によって3相交流電力に変換されてよい。駆動モータ240は、車両200の減速時にジェネレータとして動作し、減速時の制動力P20を利用して、メインバッテリ230に回生電力E20を供給する。回生電力E20は、ジェネレータとしての駆動モータ240が出力する3相交流電力をインバータ回路によって変換される直流電力である。
【0017】
内燃機関260は、レシプロエンジンやロータリエンジンといった一般的な車両用エンジンである。内燃機関260は、ガソリンやディーゼル燃料といった液体燃料の燃焼により動力を取り出す原動機として機能する。より具体的には、内燃機関260は、本実施形態において、駆動軸250を駆動するための駆動力P3と、駆動モータ240を発電機として駆動するための駆動力P21とを発生させる。駆動力P21により駆動モータ240から出力された3相交流電力は、図示しないインバータ回路によって直流電力E21に変換されてメインバッテリ230に供給される。すなわち、本実施形態の車両200では、内燃機関260と駆動モータ240とが、メインバッテリ230に直流電力E21を供給する発電部として機能する。
【0018】
無線通信装置280は、送電装置100の無線通信装置170との無線通信により路車間通信を行う装置である。無線通信装置280は、車両200が送電装置100による送電状態であることの通知を受信した場合には、その結果を車両制御装置290に出力する。無線通信装置280は、車速や操舵量などの車両200の運転状況や、車両200の周囲の状況に関する情報を送電装置100に送信してもよく、他車両との車車間通信を行って状況情報を交換してもよい。
【0019】
車両制御装置290は、周知のマイクロプロセッサやメモリを備え、マイクロプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することで、内燃機関260や駆動モータ240の制御、メインバッテリ230の残容量の管理を含む車両200内の各部の制御を実行する。本実施形態において、車両制御装置290は、送電装置100からの送電を受ける送電状態である場合には、駆動モータ240を制御してメインバッテリ230に供給される直流電力E21を制限する充電制限制御を実行する。
【0020】
図2を用いて、車両制御装置290が実行する充電制限制御の詳細について説明する。図2に示す充電制限制御は、例えば車両200のイグニションキーをオンにすることにより開始する。
【0021】
車両制御装置290は、車両200が送電状態であるか否かを判定する(ステップS10)。より具体的には、車両制御装置290は、路車間通信によって送電装置100の無線通信装置170から無線通信装置280を介して送電状態であることが通知されているか否かを確認する。車両制御装置290は、送電状態の通知が確認されない場合に、車両200が送電状態でないと判定し(S10:NO)、発電部による発電、すなわち内燃機関260を利用したメインバッテリ230への充電を制限することなく、内燃機関260と駆動モータ240とを制御して(ステップS12)、処理をNEXTに抜ける。
【0022】
車両制御装置290は、送電状態の通知を確認すると、車両200が送電状態であると判定し(S10:YES)、後述するように、発電部による発電、すなわち内燃機関260を利用したメインバッテリ230への充電を制限する(ステップS14)。車両制御装置290は、逐次に送電状態の通知を確認して送電状態が継続しているか否かを確認する(ステップS16)。車両制御装置290は、送電状態であることの通知が確認されない場合、送電装置100からの受電が終了したと判定し(S16:YES)、処理をステップS12に移行する。送電状態が継続している場合(S16:NO)、車両制御装置290は、処理をステップS14に戻す。
【0023】
図3を用いて、ステップS14で車両制御装置290が実行する発電部による充電を制限する制御について説明する。図3の横軸は時間軸を示している。図3に示した時間t1から時間t5までの各期間では、車両200の走行状態が異なる。具体的には、車両200は、時間t1から時間t2までの期間において停車状態であり、時間t2から時間t3までの期間において加速状態であり、時間t3から時間t4までの期間において巡航状態であり、時間t4から時間t5までの期間において減速状態であり、時間t5以降において停車状態である。図3に示す各期間において、送電装置100は、車両200に送電を実行する送電状態である。
【0024】
図3の縦軸は電力を示している。時間軸よりも上側には、車両200のメインバッテリ230に供給される電力の合計値(以下、電力RCとも呼ぶ)の変化が概念的に示されている。縦軸に示される電力Emaxは、メインバッテリ230に充電し得る電力の最大値である。電力Emaxは、車両制御装置290によって、メインバッテリ230のSOC(state of charge)や車両200の走行環境に応じて適宜に設定される。車両制御装置290は、メインバッテリ230に供給する電力を電力Emax以下となるように制御する。電力Emaxは、例えば、メインバッテリ230のSOCが高い場合や、車両200の走行環境が低温環境または高温環境にある場合には、メインバッテリ230の劣化を抑制するために、より低い電力で設定される。図3には、技術の理解を容易にするため、メインバッテリ230へ充電される電力ごとに異なるハッチングが施されている。図3の時間軸よりも下側には、車両200の走行時に駆動モータ240によって消費される電力MPを概念的に示している。
【0025】
時間t1から時間t2において、車両200は、駆動モータ240によって走行に利用される電力はゼロである。メインバッテリ230には送電装置100から受電装置205を介して直流電力E1が充電され得る。上述したように、電力E1は、送電装置100によって送電し得る電力と、車両200の受電装置205によって受電可能な電力とのうち小さい方の電力である。車両制御装置290は、送電装置100によって送電し得る電力を無線通信装置280による路車間通信により送電装置100から取得し、メモリ内に予め記憶された受電装置205によって受電可能な電力と比較して、小さい方の電力を電力E1として設定する。
【0026】
車両制御装置290は、内燃機関260の制御により駆動モータ240を発電機として駆動させて交流電力を発生させる。交流電力は、図示しないインバータ回路によって直流電力E21に変換されてメインバッテリ230に供給される。これにより、メインバッテリ230には、電力E1と、電力E21とを足し合わせた電力ER3が充電される。本実施形態において、車両制御装置290は、発電部を制御して、メインバッテリ230に供給される直流電力E21を低減させる。より具体的には、車両制御装置290は、発電部である内燃機関260と駆動モータ240とを制御して駆動力P21を調整し、メインバッテリ230に供給される直流電力E21が発電用容量EC1以下になるように制限する。発電用容量EC1は、下記式(1)によって求められる。
EC1=Emax−E1 ・・・式(1)
【0027】
発電用容量EC1は、メインバッテリ230に充電し得る電力の最大値である電力Emaxから電力E1を差し引いて算出される。本実施形態において、車両制御装置290は、後述する発電用容量EC2と同一の電力である直流電力E21をメインバッテリ230に供給するように、内燃機関260と駆動モータ240とを制御する。車両制御装置290は、発電用容量EC1と同一の電力を発電するように、発電部を制御してもよい。車両制御装置290は、送電装置100から受電し得る電力E1が電力Emax以上である場合には、発電部を利用した発電を停止させる。
【0028】
時間t2から時間t3において、車両制御装置290は、車両200の加速のために、メインバッテリ230の電力E22分を消費して駆動モータ240を駆動させる。図3に、加速時に消費される電力E22を電力E22Aとして概念的に示す。電力E22Aの消費により、メインバッテリ230に供給される電力RCは、電力ER1となる。同様に、時間t3から時間t4において、車両制御装置290は、メインバッテリ230の電力E22Bを消費して駆動モータ240を駆動させて車両200を巡航させる。図3に、巡航時に消費される電力E22を電力E22Bとして概念的に示す。電力E22Bの消費により、メインバッテリ230に供給される電力RCは、電力ER2となる。
【0029】
時間t4から時間t5までの車両200の減速時において、駆動モータ240は、ジェネレータとして動作してメインバッテリ230に回生電力E20を供給する。本実施形態において、車両制御装置290は、車両200の減速時に駆動モータ240が回生電力E20を発生させる場合には、さらに、発電部の発電によってメインバッテリ230に供給される直流電力E21が下記式(2)によって求められる発電用容量EC2以下となるように発電部による発電を制御する。
EC2=EC1−E20 ・・・式(2)
【0030】
発電用容量EC2は、メインバッテリ230に充電し得る電力の最大値である電力Emaxから、電力E1および回生電力E20を差し引いて算出される。本実施形態において、車両200の減速時に発電部の発電によってメインバッテリ230に供給される直流電力E21は、発電用容量EC2と同一の電力値である。すなわち、図3に示すように、メインバッテリ230に充電される電力の総和である電力ER4と、電力Emaxとが略同一である。直流電力E21は、発電用容量EC2よりも小さい電力に制限されてもよい。車両制御装置290は、送電装置100から受電し得る電力E1と回生電力E20との総和が電力Emax以上である場合には、発電部を利用した発電を停止させる。
(【0031】以降は省略されています)

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