車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両
【課題】車両の外部を撮影する撮影装置による送電ユニットの認識精度を向上させて給電設備に対する車両の駐車精度を向上させる。
【解決手段】車両１００の制御装置は、給電設備２００と車両１００との間の距離がＬ１よりも大きいとき、カメラ１２０によって撮影される画像に基づいて給電設備２００の駐車枠を認識し、上記の距離がＬ１以下になると、送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて送電ユニット２２０を認識し、さらに上記の距離がＬ２（＜Ｌ１）以下になると、送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて送電ユニット２２０を認識する。そして、制御装置は、これらの認識結果に基づいて駐車支援制御を実行する。
【解決手段】車両１００の制御装置は、給電設備２００と車両１００との間の距離がＬ１よりも大きいとき、カメラ１２０によって撮影される画像に基づいて給電設備２００の駐車枠を認識し、上記の距離がＬ１以下になると、送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて送電ユニット２２０を認識し、さらに上記の距離がＬ２（＜Ｌ１）以下になると、送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて送電ユニット２２０を認識する。そして、制御装置は、これらの認識結果に基づいて駐車支援制御を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両に関し、特に、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−９７３４５号公報（特許文献１）は、簡便に充電を行なうことが可能となる駐車支援装置を開示する。この駐車支援装置は、車両の周囲状況を表示する表示部および車両の目標駐車位置を入力する入力部を含むタッチディスプレイと、目標駐車位置に応じた経路を算出して駐車支援制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、所定の条件下で車両に設けられた車両側電力授受部と地上に設けられた機器の機器側電力授受部との位置合わせ支援制御をさらに行なう。好ましくは、駐車支援装置は、車両の周囲状況を撮影するバックモニタカメラをさらに備える。そして、制御装置は、撮影した周囲状況の目標駐車位置付近に機器側電力授受部を示す識別子が存在する場合に、識別子の位置を認識して位置合わせ支援制御を行なう。
【０００３】
この駐車支援装置によれば、運転者が簡便に充電を行なうことが可能となり、充電を行なうことに対する煩雑感が減る。その結果、充電が必要な車両を普及させるのにも寄与できるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９７３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、充電が必要な車両へ給電設備から給電を行なう方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。
【０００６】
このうち、共鳴法は、一対の共鳴器（たとえば一対の自己共振コイル）を電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である。
【０００７】
このような非接触タイプの給電方法においては、効率的な給電を行なうために、給電設備の送電ユニットと車両に搭載される受電ユニットとの位置合わせが重要である。すなわち、給電設備から車両への給電に共鳴法のような非接触タイプの給電方法を用いる場合には、給電効率を高めるために、給電設備に対する車両の駐車精度が重要である。
【０００８】
しかしながら、車両の外部を撮影する撮影装置の画像を用いて給電設備への駐車支援制御を行なう場合、給電設備の送電ユニットが地面に埋設されることの多い非接触タイプの給電設備においては、送電ユニットを撮影装置で認識できない可能性がある。送電ユニットの上部に発光体等を設けることも考えられるが、耐故障や耐環境等を考慮すると得策とは言えない可能性もある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両において、車両の外部を撮影する撮影装置による送電ユニットの認識精度を向上させて給電設備に対する車両の駐車精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、車両の駐車支援装置は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、撮影装置と、誘導制御部とを備える。撮影装置は、車両の外部を撮影する。誘導制御部は、撮影装置によって撮影された画像に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両を制御する。送電ユニットは、撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの側面の画像に基づいて送電ユニットを認識し、給電設備と車両との間の距離が第１の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの上面の画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１１】
好ましくは、誘導制御部は、第１の距離よりも大きい予め定められた第２の距離よりも給電設備と車両との間の距離が大きいときは、給電設備から車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠へ車両を誘導するように車両を制御する。
【００１２】
さらに好ましくは、駐車枠は、路面上に表示される。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が第２の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された画像に基づいて駐車枠を認識する。
【００１３】
また、この発明によれば、車両の駐車支援装置は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、撮影装置と、誘導制御部とを備える。撮影装置は、車両の外部を撮影する。誘導制御部は、撮影装置によって撮影された画像に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両を制御する。給電設備から車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠が路面上に表示される。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された画像に基づき認識される駐車枠へ車両を誘導するように車両を制御し、給電設備と車両との間の距離が第１の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１４】
好ましくは、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が、第１の距離以下であり、かつ、第１の距離よりも小さい第２の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの側面の画像に基づいて送電ユニットを認識し、給電設備と車両との間の距離が第２の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの上面の画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１５】
好ましくは、送電ユニットは、給電コイルと、カバーとを含む。給電コイルは、受電ユニットへ電力を送出するためのものである。カバーは、給電コイルを上部から覆うように設けられ、撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。そして、誘導制御部は、撮影装置によって撮影されたカバーの画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１６】
また、この発明によれば、電動車両は、上述したいずれかの駐車支援装置と、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニットと、受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から電力を受けて走行トルクを発生する電動機とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、車両から給電設備までの距離が離れているときも近いときも、撮影装置の画像に基づいて送電ユニットを確実に認識できるので、撮影装置による送電ユニットの認識精度を向上させて給電設備に対する車両の駐車精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。
【図２】車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。
【図３】カメラによって送電ユニットが画像認識されるときの、車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための第１の図である。
【図４】カメラによって送電ユニットが画像認識されるときの、車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための第２の図である。
【図５】送電ユニットの外観図である。
【図６】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図７】図１に示す車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。
【図８】図７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図９】図７に示す制御装置により実行される駐車支援制御の全体フローチャートである。
【図１０】図９に示す、画像情報に基づく駐車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９に示す、受電状況に基づく停車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】送電ユニットの他の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。図１を参照して、車両給電システム１０は、車両１００と、給電設備２００とを備える。車両１００は、受電ユニット１１０と、カメラ１２０と、通信部１３０とを含む。
【００２１】
受電ユニット１１０は、車両１００の車体底面に設けられ、給電設備２００の送電ユニット２２０（後述）から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、自己共振コイル（後述）を含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。カメラ１２０は、車両１００の外部を撮影する。一例として、カメラ１２０は、車両１００の車体後部に設けられ、車両１００と送電ユニット２２０との位置関係を検知するために車両後方を撮影する。通信部１３０は、車両１００と給電設備２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２２】
給電設備２００は、電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、通信部２４０とを含む。電源装置２１０は、たとえば系統電源から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１ＭＮｚ〜１０数ＭＨｚである。
【００２３】
送電ユニット２２０は、駐車場の床面に固設され、電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、車両１００の受電ユニット１１０と同様の自己共振コイルを含み、受電ユニット１１０の自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。
【００２４】
この送電ユニット２２０は、車両１００と送電ユニット２２０との間に距離があってもカメラ１２０により送電ユニット２２０を認識できるように、車両１００のカメラ１２０によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。すなわち、送電ユニット２２０は、地面に完全に埋没することなく、地表面よりも上部に突出した少なくとも一つの側面と上面とを有する。通信部２４０は、給電設備２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２５】
この車両給電システム１０においては、給電設備２００において電源装置２１０から送電ユニット２２０へ高周波の電力が供給され、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと車両１００の受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルとが電磁場を介して共鳴することにより、給電設備２００から車両１００へ非接触で給電される。ここで、この車両給電システム１０においては、車両１００を給電設備２００（送電ユニット２２０）へ誘導する駐車支援制御が実行される。この実施の形態においては、駐車支援制御は、大きく分けて２段階で行なわれる。
【００２６】
第１段階においては、カメラ１２０により撮影される画像に基づいて、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。このカメラ１２０の撮影画像に基づく第１段階は、さらに３つの段階に分けられる。
【００２７】
すなわち、車両１００と給電設備２００との間の距離が予め定められたＬ１よりも大きいとき、給電設備２００に設けられた駐車枠（路上に描かれた白線等）がカメラ１２０によって撮影され、その撮影された画像に基づいて駐車枠が画像認識される。そして、その駐車枠の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００２８】
車両１００と給電設備２００との間の距離がＬ１以下になると、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００２９】
さらに、車両１００と給電設備２００との間の距離が予め定められたＬ２（＜Ｌ１）以下になると、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００３０】
送電ユニット２２０に対して予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、第１段階から第２段階に切替わる。この第２段階では、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への送電が行なわれ、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて送電ユニット２２０へ車両１００が誘導される。詳しくは、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離が推定され、その推定結果に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。
【００３１】
なお、この第２段階時に送電ユニット２２０から送出される電力の大きさは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの完了後に送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ供給される電力よりも小さく設定される。上記第２段階時に送電ユニット２２０から電力を送出するのは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせのためであり、本格的な給電を行なう際の大電力は不要だからである。
【００３２】
図２は、車両１００の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。図２を参照して、送電ユニット２２０から車両１００が遠方にあるとき（図２の（Ａ））、給電設備２００に設けられた駐車枠２５０が車体後部に設けられるカメラ１２０（図示せず）によって撮影され、その撮影された画像に基づいて駐車枠２５０が画像認識される。そして、その駐車枠２５０の画像認識結果に基づいて車両１００が誘導される。
【００３３】
送電ユニット２２０に対して車両１００が所定の距離まで近づくと（図２の（Ｂ））、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００３４】
図３，４は、カメラ１２０によって送電ユニット２２０が画像認識されるときの、車両１００の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。図３を参照して、送電ユニット２２０に対して車両１００がある程度離れている場合には（中距離）、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて、送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ向けて車両１００が誘導される。
【００３５】
図４を参照して、送電ユニット２２０に対して車両１００が近づいた場合には（近距離）、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて、送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ向けて車両１００が誘導される。
【００３６】
図５は、送電ユニット２２０の外観図である。図５を参照して、送電ユニット２２０は、図示されない車両１００のカメラ１２０によって認識可能な少なくとも一つの側面２２１および上面２２２を有する。側面２２１と上面２２２とは、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて識別可能なように、たとえば色差が設けられる。
【００３７】
なお、送電ユニット２２０を保護するために、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルの上部から覆うようにカバーを設け、そのカバーの側面および上面を上記側面２２１および上面２２２とするのが好ましい。
【００３８】
次に、共鳴法による送電の原理について説明する。
図６は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図６を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００３９】
一例として、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１ＭＨｚ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を供給する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００４０】
なお、図１との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図１の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図１の送電ユニット２２０に対応する。
【００４１】
図７は、図１に示した車両１００の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図７を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。また、車両１００は、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とをさらに含む。さらに、車両１００は、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信部１３０と、ディスプレイ１８２と、駐車支援スイッチ（以下「ＰＡ（Parking Assist）スイッチ」とも称する。）１８４と、給電要求スイッチ１８６とをさらに含む。
【００４２】
この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００４３】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、たとえば、満充電状態に対する百分率で示される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。
【００４４】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００４５】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００４６】
蓄電装置１５０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やニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される充電電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能である。
【００４７】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路から成る。インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。
【００４８】
二次自己共振コイル１１２は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電設備２００の一次自己共振コイル（図示せず）と電磁場を介して共鳴することにより給電設備２００から受電する。なお、二次自己共振コイル１１２の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。この二次自己共振コイル１１２については、給電設備２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイル１１２の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００４９】
二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。
【００５０】
整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。
【００５１】
ディスプレイ１８２は、駐車支援制御の実行時、カメラ１２０によって撮影された画像の情報を制御装置１８０から受け、その受けた画像情報を表示する。このディスプレイ１８２には、たとえば、カーナビゲーション装置のディスプレイを用いることができる。
【００５２】
制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。
【００５３】
また、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされると、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像の情報をカメラ１２０から受けるとともに、その受けた画像情報をディスプレイ１８２へ出力する。さらに、制御装置１８０は、電圧センサ１９０によって検出される電圧ＶＨの検出値を電圧センサ１９０から受ける。そして、制御装置１８０は、これらのデータに基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するように、後述の方法により駐車支援制御を実行する。
【００５４】
駐車支援制御により送電ユニット２２０と車両１００の受電ユニット１１０との位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、通信部１３０を介して給電設備２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電が開始される。
【００５５】
ＰＡスイッチ１８４は、カメラ１２０およびディスプレイ１８２を用いた駐車支援を利用者が要求するためのスイッチである。また、給電要求スイッチ１８６は、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を利用者が要求するためのスイッチである。
【００５６】
図８は、図７に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。図８を参照して、制御装置１８０は、駐車支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、ステアリングＥＣＵ４２０と、車両ＥＣＵ４３０と、モータ制御ＥＣＵ４４０と、充電ＥＣＵ４５０とを含む。
【００５７】
駐車支援ＥＣＵ４１０は、図示されないＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされると、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するための駐車支援制御を実行する。
【００５８】
具体的には、駐車支援ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０から受ける画像情報をディスプレイ１８２へ出力するとともに、その画像情報に基づいて駐車枠２５０（図２）や送電ユニット２２０を認識する。さらに、駐車支援ＥＣＵ４１０は、その画像認識された駐車枠２５０や送電ユニット２２０に基づいて車両１００と送電ユニット２２０との位置関係（おおよその距離および向き）を認識する。
【００５９】
そして、駐車支援ＥＣＵ４１０は、駐車枠２５０や送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路を算出し、所定速度で車両１００が後退するように車両ＥＣＵ４３０へ後退指令を出力するとともに、送電ユニット２２０へ適切な向きで車両１００が誘導されるようにステアリングＥＣＵ４２０へ操舵指令を出力する。
【００６０】
また、駐車支援ＥＣＵ４１０は、予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、その旨を車両ＥＣＵ４３０へ通知する。一例として、送電ユニット２２０に車両１００が近づくことによってカメラ１２０の撮影範囲から送電ユニット２２０が所定量外れる位置を、上記の予め定められた位置とすることができる。ステアリングＥＣＵ４２０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から受ける操舵指令に基づいて、実際にステアリングの自動制御を行なう。
【００６１】
車両ＥＣＵ４３０は、通常の走行が行なわれるときは、アクセルペダル／ブレーキペダルの操作状況や車両の走行状況等に応じて、モータ制御ＥＣＵ４４０へ制御指令を出力する。
【００６２】
駐車支援制御時においては、車両ＥＣＵ４３０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から後退指令を受けると、所定速度で車両が後退するようにモータジェネレータ１７４（図７）を駆動するための信号を生成してモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。
【００６３】
そして、予め定められた位置まで車両１００が誘導されたことを示す通知を駐車支援ＥＣＵ４１０から受けると、車両ＥＣＵ４３０は、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）する。これにより、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。
【００６４】
具体的には、車両ＥＣＵ４３０は、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離の推定結果に基づいて、車両１００の減速や停止を指示する指令をモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。そして、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが完了し、車両１００が停止すると、車両ＥＣＵ４３０は、蓄電装置１５０を充電するための給電指令を通信部１３０を介して給電設備２００へ送信するとともに、蓄電装置１５０の充電の開始を指示する指令を充電ＥＣＵ４５０へ出力する。
【００６５】
モータ制御ＥＣＵ４４０は、車両ＥＣＵ４３０からの指令に基づいて、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を制御する。詳しくは、モータ制御ＥＣＵ４４０は、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を駆動するための信号を生成してそれぞれインバータ１６４，１６６および昇圧コンバータ１６２へ出力する。
【００６６】
充電ＥＣＵ４５０は、車両ＥＣＵ４３０から充電開始指令を受けると、システムメインリレーＳＭＲ２へ出力される信号ＳＥ２を活性化することによってシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、充電ＥＣＵ４５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、蓄電装置１５０の充電が実行される。
【００６７】
図９は、図７に示した制御装置１８０により実行される駐車支援制御の全体フローチャートである。図９を参照して、制御装置１８０は、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。これらのスイッチがオンされていないと判定されたときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１８０は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ６０へ処理を移行する。
【００６８】
ステップＳ１０においてＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０の画像情報に基づく駐車支援制御を実行する（ステップＳ２０）。なお、この画像情報に基づく駐車支援制御の詳細については、後ほど説明する。
【００６９】
送電ユニット２２０が車両１００の車体下部に入り込むことによって、カメラ１２０により送電ユニット２２０を認識不可能な距離にまで車両１００が送電ユニット２２０に近づくと、制御装置１８０は、受電ユニット１１０による受電状況に基づく停車支援制御を実行する（ステップＳ３０）。なお、この受電状況に基づく停車支援制御の詳細についても、後ほど説明する。
【００７０】
そして、停車支援制御により送電ユニット２２０と車両１００の受電ユニット１１０との位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、停止指令を生成し、車両１００を停止させる（ステップＳ４０）。車両１００が停止すると、制御装置１８０は、給電設備２００へ給電指令を送信し、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を開始する（ステップＳ５０）。
【００７１】
図１０は、図９に示した、画像情報に基づく駐車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて駐車枠２５０を画像認識し、その認識結果に基づいて車両１００の駐車位置を決定する（ステップＳ１１０）。そして、制御装置１８０は、その決定された駐車位置へ車両１００を誘導するための経路を算出し、カメラ１２０の画像情報に基づいて、上述の駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０による自動操舵運転を実行する（ステップＳ１２０）。この自動操舵運転の実行中、制御装置１８０は、駐車枠２５０の認識を更新する（ステップＳ１３０）。
【００７２】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。なお、このＬ１は、カメラ１２０により送電ユニット２２０の側面２２１（図５）を認識可能な距離に設定される。送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ１以上であると判定されたときは（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１３０へ処理が戻される。
【００７３】
ステップＳ１４０において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて、送電ユニット２２０の側面２２１を画像認識する（ステップＳ１５０）。そして、制御装置１８０は、画像認識された送電ユニット２２０の側面２２１の画像の大きさ（面積）に基づいて、車両１００から送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ１６０）。
【００７４】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ２（＜Ｌ１）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１７０）。なお、このＬ２は、送電ユニット２２０の側面２２１よりも上面２２２（図５）をカメラ１２０によって容易に認識可能な距離に設定される。送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ２以上である判定されたときは（ステップＳ１７０においてＮＯ）、ステップＳ１５０へ処理が戻される。
【００７５】
ステップＳ１７０において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ２よりも小さいと判定されると（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて、送電ユニット２２０の上面２２２を画像認識する（ステップＳ１８０）。そして、制御装置１８０は、画像認識された送電ユニット２２０の上面２２２の画像の大きさ（面積）に基づいて、車両１００から送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ１９０）。
【００７６】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ３（＜Ｌ２）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２００）。なお、このＬ３は、送電ユニット２２０が車両１００の車体下部に入り込むことによって、カメラ１２０により送電ユニット２２０を認識不可能となる距離に設定される。
【００７７】
ステップＳ２００において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ３以上であると判定されたときは（ステップＳ２００においてＮＯ）、ステップＳ１８０へ処理が戻される。一方、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ３よりも小さいと判定されると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、図９に示したメインルーチンへ処理が返される。
【００７８】
図１１は、図９に示した、受電状況に基づく停車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１１を参照して、この停車支援制御が開始されると、制御装置１８０は、減速指令を生成し、上記自動操舵運転時の速度よりも低い所定速度に車両１００を減速させる（ステップＳ２１０）。次いで、制御装置１８０は、電圧センサ１９０（図７）の電圧検出値によって示される給電設備２００からの受電電圧に基づいて、予め準備されるマップ等を用いて送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ２２０）。
【００７９】
そして、制御装置１８０は、電圧センサ１９０により検出される受電電圧が予め定められたしきい値を超えたか否かを判定し（ステップＳ２３０）、受電電圧がしきい値を超えたと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、図９に示したメインルーチンへ処理が返される。
【００８０】
以上のように、この実施の形態においては、給電設備２００に対して車両１００が遠方にあるときは、カメラ１２０の画像に基づいて給電設備２００の駐車枠２５０（図２）が認識され、その駐車枠２５０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御が実行される。また、給電設備２００に車両１００が近づくと、カメラ１２０の画像に基づいて送電ユニット２２０の側面２２１が認識され、さらに近づくと送電ユニット２２０の上面２２２が認識され、送電ユニット２２０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御が実行される。これにより、車両１００から給電設備２００までの距離が離れているときも近いときも、カメラ１２０の画像に基づいて駐車位置を確実に認識できる。したがって、この実施の形態によれば、給電設備２００に対する車両１００の駐車精度が向上する。
【００８１】
なお、送電ユニット２２０の外観については、側面２２１と上面２２２とをカメラ１２０により識別可能であればよく、図５に示した外観に代えて、たとえば、図１２に示すような市松模様としてもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態においては、給電設備２００に対して車両１００が遠方にあるとき、カメラ１２０の画像に基づいて給電設備２００の駐車枠２５０（図２）を認識し、駐車枠２５０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御を実行するものとしたが、ディスプレイ１８２（図７）上でユーザが駐車位置を決定可能とし、その決定された駐車位置へ車両１００を誘導するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記においては、給電設備２００に対して車両１００が後方駐車されることを前提にカメラ１２０が車両後部に配設されるものとしたが、給電設備２００に対して車両１００が前方駐車される場合には、カメラ１２０は車両前部に配設されてもよい。
【００８４】
また、上記においては、共鳴法を用いて給電設備２００から車両１００へ非接触で送電するものとしたが、給電設備２００から車両１００への送電手法は、必ずしも共鳴法に限定されるものではなく、その他の非接触送電手法である、電磁誘導を用いた送電や、マイクロ波を用いた送電であってもよい。
【００８５】
また、上記においては、車両１００として、動力分割装置１７７によりエンジン１７６の動力を分割して駆動輪１７８とモータジェネレータ１７２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ１７２を駆動するためにのみエンジン１７６を用い、モータジェネレータ１７４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１７６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。
【００８６】
さらに、この発明は、エンジン１７６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１５０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１６２を備えない車両や、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を備えない車両にも適用可能である。
【００８７】
なお、上記において、カメラ１２０は、この発明における「撮影装置」の一実施例に対応し、制御装置１８０の駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０は、この発明における「誘導制御部」の一実施例を形成する。
【００８８】
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、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。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 車両給電システム、１００ 車両、１１０ 受電ユニット、１１２，３４０ 二次自己共振コイル、１１４，３５０ 二次コイル、１２０ カメラ、１３０，２４０ 通信部、１４０ 整流器、１４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１８２ ディスプレイ、１８４ ＰＡスイッチ、１８６ 給電要求スイッチ、１９０ 電圧センサ、２００ 給電設備、２１０ 電源装置、２２０ 送電ユニット、２２１ 側面、２２２ 上面、３１０ 高周波電源、３２０ 一次コイル、３３０ 一次自己共振コイル、３６０ 負荷、４１０ 駐車支援ＥＣＵ、４２０ ステアリングＥＣＵ、４３０ 車両ＥＣＵ、４４０ モータ制御ＥＣＵ、４５０ 充電ＥＣＵ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の駐車支援装置およびそれを備える電動車両に関し、特に、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−９７３４５号公報（特許文献１）は、簡便に充電を行なうことが可能となる駐車支援装置を開示する。この駐車支援装置は、車両の周囲状況を表示する表示部および車両の目標駐車位置を入力する入力部を含むタッチディスプレイと、目標駐車位置に応じた経路を算出して駐車支援制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、所定の条件下で車両に設けられた車両側電力授受部と地上に設けられた機器の機器側電力授受部との位置合わせ支援制御をさらに行なう。好ましくは、駐車支援装置は、車両の周囲状況を撮影するバックモニタカメラをさらに備える。そして、制御装置は、撮影した周囲状況の目標駐車位置付近に機器側電力授受部を示す識別子が存在する場合に、識別子の位置を認識して位置合わせ支援制御を行なう。
【０００３】
この駐車支援装置によれば、運転者が簡便に充電を行なうことが可能となり、充電を行なうことに対する煩雑感が減る。その結果、充電が必要な車両を普及させるのにも寄与できるとされる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９７３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、充電が必要な車両へ給電設備から給電を行なう方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。
【０００６】
このうち、共鳴法は、一対の共鳴器（たとえば一対の自己共振コイル）を電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である。
【０００７】
このような非接触タイプの給電方法においては、効率的な給電を行なうために、給電設備の送電ユニットと車両に搭載される受電ユニットとの位置合わせが重要である。すなわち、給電設備から車両への給電に共鳴法のような非接触タイプの給電方法を用いる場合には、給電効率を高めるために、給電設備に対する車両の駐車精度が重要である。
【０００８】
しかしながら、車両の外部を撮影する撮影装置の画像を用いて給電設備への駐車支援制御を行なう場合、給電設備の送電ユニットが地面に埋設されることの多い非接触タイプの給電設備においては、送電ユニットを撮影装置で認識できない可能性がある。送電ユニットの上部に発光体等を設けることも考えられるが、耐故障や耐環境等を考慮すると得策とは言えない可能性もある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両において、車両の外部を撮影する撮影装置による送電ユニットの認識精度を向上させて給電設備に対する車両の駐車精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、車両の駐車支援装置は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、撮影装置と、誘導制御部とを備える。撮影装置は、車両の外部を撮影する。誘導制御部は、撮影装置によって撮影された画像に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両を制御する。送電ユニットは、撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの側面の画像に基づいて送電ユニットを認識し、給電設備と車両との間の距離が第１の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの上面の画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１１】
好ましくは、誘導制御部は、第１の距離よりも大きい予め定められた第２の距離よりも給電設備と車両との間の距離が大きいときは、給電設備から車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠へ車両を誘導するように車両を制御する。
【００１２】
さらに好ましくは、駐車枠は、路面上に表示される。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が第２の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された画像に基づいて駐車枠を認識する。
【００１３】
また、この発明によれば、車両の駐車支援装置は、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、撮影装置と、誘導制御部とを備える。撮影装置は、車両の外部を撮影する。誘導制御部は、撮影装置によって撮影された画像に基づいて、送電ユニットへ車両を誘導するように車両を制御する。給電設備から車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠が路面上に表示される。そして、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された画像に基づき認識される駐車枠へ車両を誘導するように車両を制御し、給電設備と車両との間の距離が第１の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１４】
好ましくは、誘導制御部は、給電設備と車両との間の距離が、第１の距離以下であり、かつ、第１の距離よりも小さい第２の距離よりも大きいとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの側面の画像に基づいて送電ユニットを認識し、給電設備と車両との間の距離が第２の距離以下のとき、撮影装置によって撮影された送電ユニットの上面の画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１５】
好ましくは、送電ユニットは、給電コイルと、カバーとを含む。給電コイルは、受電ユニットへ電力を送出するためのものである。カバーは、給電コイルを上部から覆うように設けられ、撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。そして、誘導制御部は、撮影装置によって撮影されたカバーの画像に基づいて送電ユニットを認識する。
【００１６】
また、この発明によれば、電動車両は、上述したいずれかの駐車支援装置と、車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニットと、受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から電力を受けて走行トルクを発生する電動機とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、車両から給電設備までの距離が離れているときも近いときも、撮影装置の画像に基づいて送電ユニットを確実に認識できるので、撮影装置による送電ユニットの認識精度を向上させて給電設備に対する車両の駐車精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。
【図２】車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。
【図３】カメラによって送電ユニットが画像認識されるときの、車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための第１の図である。
【図４】カメラによって送電ユニットが画像認識されるときの、車両の位置と駐車支援制御との関係を説明するための第２の図である。
【図５】送電ユニットの外観図である。
【図６】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図７】図１に示す車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。
【図８】図７に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図９】図７に示す制御装置により実行される駐車支援制御の全体フローチャートである。
【図１０】図９に示す、画像情報に基づく駐車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９に示す、受電状況に基づく停車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】送電ユニットの他の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態による車両の駐車支援装置が適用される車両給電システムの全体構成図である。図１を参照して、車両給電システム１０は、車両１００と、給電設備２００とを備える。車両１００は、受電ユニット１１０と、カメラ１２０と、通信部１３０とを含む。
【００２１】
受電ユニット１１０は、車両１００の車体底面に設けられ、給電設備２００の送電ユニット２２０（後述）から送出される電力を非接触で受電するように構成される。詳しくは、受電ユニット１１０は、自己共振コイル（後述）を含み、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより送電ユニット２２０から非接触で受電する。カメラ１２０は、車両１００の外部を撮影する。一例として、カメラ１２０は、車両１００の車体後部に設けられ、車両１００と送電ユニット２２０との位置関係を検知するために車両後方を撮影する。通信部１３０は、車両１００と給電設備２００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２２】
給電設備２００は、電源装置２１０と、送電ユニット２２０と、通信部２４０とを含む。電源装置２１０は、たとえば系統電源から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して送電ユニット２２０へ出力する。電源装置２１０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１ＭＮｚ〜１０数ＭＨｚである。
【００２３】
送電ユニット２２０は、駐車場の床面に固設され、電源装置２１０から供給される高周波電力を車両１００の受電ユニット１１０へ非接触で送出するように構成される。詳しくは、送電ユニット２２０は、車両１００の受電ユニット１１０と同様の自己共振コイルを含み、受電ユニット１１０の自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより受電ユニット１１０へ非接触で送電する。
【００２４】
この送電ユニット２２０は、車両１００と送電ユニット２２０との間に距離があってもカメラ１２０により送電ユニット２２０を認識できるように、車両１００のカメラ１２０によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有する。すなわち、送電ユニット２２０は、地面に完全に埋没することなく、地表面よりも上部に突出した少なくとも一つの側面と上面とを有する。通信部２４０は、給電設備２００と車両１００との間で通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２５】
この車両給電システム１０においては、給電設備２００において電源装置２１０から送電ユニット２２０へ高周波の電力が供給され、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルと車両１００の受電ユニット１１０に含まれる自己共振コイルとが電磁場を介して共鳴することにより、給電設備２００から車両１００へ非接触で給電される。ここで、この車両給電システム１０においては、車両１００を給電設備２００（送電ユニット２２０）へ誘導する駐車支援制御が実行される。この実施の形態においては、駐車支援制御は、大きく分けて２段階で行なわれる。
【００２６】
第１段階においては、カメラ１２０により撮影される画像に基づいて、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。このカメラ１２０の撮影画像に基づく第１段階は、さらに３つの段階に分けられる。
【００２７】
すなわち、車両１００と給電設備２００との間の距離が予め定められたＬ１よりも大きいとき、給電設備２００に設けられた駐車枠（路上に描かれた白線等）がカメラ１２０によって撮影され、その撮影された画像に基づいて駐車枠が画像認識される。そして、その駐車枠の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００２８】
車両１００と給電設備２００との間の距離がＬ１以下になると、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００２９】
さらに、車両１００と給電設備２００との間の距離が予め定められたＬ２（＜Ｌ１）以下になると、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路が算出され、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００３０】
送電ユニット２２０に対して予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、第１段階から第２段階に切替わる。この第２段階では、送電ユニット２２０から受電ユニット１１０への送電が行なわれ、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて送電ユニット２２０へ車両１００が誘導される。詳しくは、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との間の距離が推定され、その推定結果に基づいて送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。
【００３１】
なお、この第２段階時に送電ユニット２２０から送出される電力の大きさは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせの完了後に送電ユニット２２０から受電ユニット１１０へ供給される電力よりも小さく設定される。上記第２段階時に送電ユニット２２０から電力を送出するのは、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせのためであり、本格的な給電を行なう際の大電力は不要だからである。
【００３２】
図２は、車両１００の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。図２を参照して、送電ユニット２２０から車両１００が遠方にあるとき（図２の（Ａ））、給電設備２００に設けられた駐車枠２５０が車体後部に設けられるカメラ１２０（図示せず）によって撮影され、その撮影された画像に基づいて駐車枠２５０が画像認識される。そして、その駐車枠２５０の画像認識結果に基づいて車両１００が誘導される。
【００３３】
送電ユニット２２０に対して車両１００が所定の距離まで近づくと（図２の（Ｂ））、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、給電設備２００へ向けて車両１００が誘導される。
【００３４】
図３，４は、カメラ１２０によって送電ユニット２２０が画像認識されるときの、車両１００の位置と駐車支援制御との関係を説明するための図である。図３を参照して、送電ユニット２２０に対して車両１００がある程度離れている場合には（中距離）、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の側面の画像に基づいて、送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ向けて車両１００が誘導される。
【００３５】
図４を参照して、送電ユニット２２０に対して車両１００が近づいた場合には（近距離）、カメラ１２０によって撮影された送電ユニット２２０の上面の画像に基づいて、送電ユニット２２０が画像認識される。そして、その送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて、送電ユニット２２０へ向けて車両１００が誘導される。
【００３６】
図５は、送電ユニット２２０の外観図である。図５を参照して、送電ユニット２２０は、図示されない車両１００のカメラ１２０によって認識可能な少なくとも一つの側面２２１および上面２２２を有する。側面２２１と上面２２２とは、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて識別可能なように、たとえば色差が設けられる。
【００３７】
なお、送電ユニット２２０を保護するために、送電ユニット２２０に含まれる自己共振コイルの上部から覆うようにカバーを設け、そのカバーの側面および上面を上記側面２２１および上面２２２とするのが好ましい。
【００３８】
次に、共鳴法による送電の原理について説明する。
図６は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図６を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００３９】
一例として、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１ＭＨｚ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を供給する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００４０】
なお、図１との対応関係については、二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０が図１の受電ユニット１１０に対応し、一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０が図１の送電ユニット２２０に対応する。
【００４１】
図７は、図１に示した車両１００の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図７を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。また、車両１００は、二次自己共振コイル１１２と、二次コイル１１４と、整流器１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と、システムメインリレーＳＭＲ２と、電圧センサ１９０とをさらに含む。さらに、車両１００は、制御装置１８０と、カメラ１２０と、通信部１３０と、ディスプレイ１８２と、駐車支援スイッチ（以下「ＰＡ（Parking Assist）スイッチ」とも称する。）１８４と、給電要求スイッチ１８６とをさらに含む。
【００４２】
この車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載する。エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００４３】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、たとえば、満充電状態に対する百分率で示される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。
【００４４】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００４５】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００４６】
蓄電装置１５０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やニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２から供給される充電電力を蓄えるほか、モータジェネレータ１７２，１７４によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力を昇圧コンバータ１６２へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能である。
【００４７】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、制御装置１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１６２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１５０から出力される電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路から成る。インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、制御装置１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。なお、インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。
【００４８】
二次自己共振コイル１１２は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電設備２００の一次自己共振コイル（図示せず）と電磁場を介して共鳴することにより給電設備２００から受電する。なお、二次自己共振コイル１１２の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。この二次自己共振コイル１１２については、給電設備２００の一次自己共振コイルとの距離や、一次自己共振コイルおよび二次自己共振コイル１１２の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイルと二次自己共振コイル１１２との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００４９】
二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１２と磁気的に結合可能である。この二次コイル１１４は、二次自己共振コイル１１２により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１４０へ出力する。なお、二次自己共振コイル１１２および二次コイル１１４は、図１に示した受電ユニット１１０を形成する。
【００５０】
整流器１４０は、二次コイル１１４によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２は、制御装置１８０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１４０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、制御装置１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４２と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電路を遮断する。電圧センサ１９０は、整流器１４０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４２との間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を制御装置１８０へ出力する。
【００５１】
ディスプレイ１８２は、駐車支援制御の実行時、カメラ１２０によって撮影された画像の情報を制御装置１８０から受け、その受けた画像情報を表示する。このディスプレイ１８２には、たとえば、カーナビゲーション装置のディスプレイを用いることができる。
【００５２】
制御装置１８０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へ出力する。そして、車両の走行時、制御装置１８０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。
【００５３】
また、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされると、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像の情報をカメラ１２０から受けるとともに、その受けた画像情報をディスプレイ１８２へ出力する。さらに、制御装置１８０は、電圧センサ１９０によって検出される電圧ＶＨの検出値を電圧センサ１９０から受ける。そして、制御装置１８０は、これらのデータに基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するように、後述の方法により駐車支援制御を実行する。
【００５４】
駐車支援制御により送電ユニット２２０と車両１００の受電ユニット１１０との位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、通信部１３０を介して給電設備２００へ給電指令を送信するとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、制御装置１８０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電が開始される。
【００５５】
ＰＡスイッチ１８４は、カメラ１２０およびディスプレイ１８２を用いた駐車支援を利用者が要求するためのスイッチである。また、給電要求スイッチ１８６は、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を利用者が要求するためのスイッチである。
【００５６】
図８は、図７に示した制御装置１８０の機能ブロック図である。図８を参照して、制御装置１８０は、駐車支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、ステアリングＥＣＵ４２０と、車両ＥＣＵ４３０と、モータ制御ＥＣＵ４４０と、充電ＥＣＵ４５０とを含む。
【００５７】
駐車支援ＥＣＵ４１０は、図示されないＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされると、カメラ１２０から受ける画像情報に基づいて、給電設備２００の送電ユニット２２０（図１）へ車両１００を誘導するための駐車支援制御を実行する。
【００５８】
具体的には、駐車支援ＥＣＵ４１０は、カメラ１２０から受ける画像情報をディスプレイ１８２へ出力するとともに、その画像情報に基づいて駐車枠２５０（図２）や送電ユニット２２０を認識する。さらに、駐車支援ＥＣＵ４１０は、その画像認識された駐車枠２５０や送電ユニット２２０に基づいて車両１００と送電ユニット２２０との位置関係（おおよその距離および向き）を認識する。
【００５９】
そして、駐車支援ＥＣＵ４１０は、駐車枠２５０や送電ユニット２２０の画像認識結果に基づいて目標駐車位置までの経路を算出し、所定速度で車両１００が後退するように車両ＥＣＵ４３０へ後退指令を出力するとともに、送電ユニット２２０へ適切な向きで車両１００が誘導されるようにステアリングＥＣＵ４２０へ操舵指令を出力する。
【００６０】
また、駐車支援ＥＣＵ４１０は、予め定められた位置まで車両１００が誘導されると、その旨を車両ＥＣＵ４３０へ通知する。一例として、送電ユニット２２０に車両１００が近づくことによってカメラ１２０の撮影範囲から送電ユニット２２０が所定量外れる位置を、上記の予め定められた位置とすることができる。ステアリングＥＣＵ４２０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から受ける操舵指令に基づいて、実際にステアリングの自動制御を行なう。
【００６１】
車両ＥＣＵ４３０は、通常の走行が行なわれるときは、アクセルペダル／ブレーキペダルの操作状況や車両の走行状況等に応じて、モータ制御ＥＣＵ４４０へ制御指令を出力する。
【００６２】
駐車支援制御時においては、車両ＥＣＵ４３０は、駐車支援ＥＣＵ４１０から後退指令を受けると、所定速度で車両が後退するようにモータジェネレータ１７４（図７）を駆動するための信号を生成してモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。
【００６３】
そして、予め定められた位置まで車両１００が誘導されたことを示す通知を駐車支援ＥＣＵ４１０から受けると、車両ＥＣＵ４３０は、受電ユニット１１０の受電状況に基づいて車両１００の速度を制御（減速／停止）する。これにより、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが行なわれる。
【００６４】
具体的には、車両ＥＣＵ４３０は、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との距離の推定結果に基づいて、車両１００の減速や停止を指示する指令をモータ制御ＥＣＵ４４０へ出力する。そして、送電ユニット２２０と受電ユニット１１０との位置合わせが完了し、車両１００が停止すると、車両ＥＣＵ４３０は、蓄電装置１５０を充電するための給電指令を通信部１３０を介して給電設備２００へ送信するとともに、蓄電装置１５０の充電の開始を指示する指令を充電ＥＣＵ４５０へ出力する。
【００６５】
モータ制御ＥＣＵ４４０は、車両ＥＣＵ４３０からの指令に基づいて、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を制御する。詳しくは、モータ制御ＥＣＵ４４０は、モータジェネレータ１７２，１７４および昇圧コンバータ１６２を駆動するための信号を生成してそれぞれインバータ１６４，１６６および昇圧コンバータ１６２へ出力する。
【００６６】
充電ＥＣＵ４５０は、車両ＥＣＵ４３０から充電開始指令を受けると、システムメインリレーＳＭＲ２へ出力される信号ＳＥ２を活性化することによってシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、充電ＥＣＵ４５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を駆動するための信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ１４２へ出力する。これにより、蓄電装置１５０の充電が実行される。
【００６７】
図９は、図７に示した制御装置１８０により実行される駐車支援制御の全体フローチャートである。図９を参照して、制御装置１８０は、ＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６が利用者によりオンされたか否かを判定する（ステップＳ１０）。これらのスイッチがオンされていないと判定されたときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１８０は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ６０へ処理を移行する。
【００６８】
ステップＳ１０においてＰＡスイッチ１８４および給電要求スイッチ１８６がオンされたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０の画像情報に基づく駐車支援制御を実行する（ステップＳ２０）。なお、この画像情報に基づく駐車支援制御の詳細については、後ほど説明する。
【００６９】
送電ユニット２２０が車両１００の車体下部に入り込むことによって、カメラ１２０により送電ユニット２２０を認識不可能な距離にまで車両１００が送電ユニット２２０に近づくと、制御装置１８０は、受電ユニット１１０による受電状況に基づく停車支援制御を実行する（ステップＳ３０）。なお、この受電状況に基づく停車支援制御の詳細についても、後ほど説明する。
【００７０】
そして、停車支援制御により送電ユニット２２０と車両１００の受電ユニット１１０との位置合わせが完了すると、制御装置１８０は、停止指令を生成し、車両１００を停止させる（ステップＳ４０）。車両１００が停止すると、制御装置１８０は、給電設備２００へ給電指令を送信し、給電設備２００による蓄電装置１５０の充電を開始する（ステップＳ５０）。
【００７１】
図１０は、図９に示した、画像情報に基づく駐車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて駐車枠２５０を画像認識し、その認識結果に基づいて車両１００の駐車位置を決定する（ステップＳ１１０）。そして、制御装置１８０は、その決定された駐車位置へ車両１００を誘導するための経路を算出し、カメラ１２０の画像情報に基づいて、上述の駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０による自動操舵運転を実行する（ステップＳ１２０）。この自動操舵運転の実行中、制御装置１８０は、駐車枠２５０の認識を更新する（ステップＳ１３０）。
【００７２】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。なお、このＬ１は、カメラ１２０により送電ユニット２２０の側面２２１（図５）を認識可能な距離に設定される。送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ１以上であると判定されたときは（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１３０へ処理が戻される。
【００７３】
ステップＳ１４０において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて、送電ユニット２２０の側面２２１を画像認識する（ステップＳ１５０）。そして、制御装置１８０は、画像認識された送電ユニット２２０の側面２２１の画像の大きさ（面積）に基づいて、車両１００から送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ１６０）。
【００７４】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ２（＜Ｌ１）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１７０）。なお、このＬ２は、送電ユニット２２０の側面２２１よりも上面２２２（図５）をカメラ１２０によって容易に認識可能な距離に設定される。送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ２以上である判定されたときは（ステップＳ１７０においてＮＯ）、ステップＳ１５０へ処理が戻される。
【００７５】
ステップＳ１７０において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ２よりも小さいと判定されると（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、制御装置１８０は、カメラ１２０によって撮影された画像に基づいて、送電ユニット２２０の上面２２２を画像認識する（ステップＳ１８０）。そして、制御装置１８０は、画像認識された送電ユニット２２０の上面２２２の画像の大きさ（面積）に基づいて、車両１００から送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ１９０）。
【００７６】
次いで、制御装置１８０は、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離が予め定められたＬ３（＜Ｌ２）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２００）。なお、このＬ３は、送電ユニット２２０が車両１００の車体下部に入り込むことによって、カメラ１２０により送電ユニット２２０を認識不可能となる距離に設定される。
【００７７】
ステップＳ２００において、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ３以上であると判定されたときは（ステップＳ２００においてＮＯ）、ステップＳ１８０へ処理が戻される。一方、送電ユニット２２０と車両１００との間の距離がＬ３よりも小さいと判定されると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、図９に示したメインルーチンへ処理が返される。
【００７８】
図１１は、図９に示した、受電状況に基づく停車支援制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１１を参照して、この停車支援制御が開始されると、制御装置１８０は、減速指令を生成し、上記自動操舵運転時の速度よりも低い所定速度に車両１００を減速させる（ステップＳ２１０）。次いで、制御装置１８０は、電圧センサ１９０（図７）の電圧検出値によって示される給電設備２００からの受電電圧に基づいて、予め準備されるマップ等を用いて送電ユニット２２０までの距離を推定する（ステップＳ２２０）。
【００７９】
そして、制御装置１８０は、電圧センサ１９０により検出される受電電圧が予め定められたしきい値を超えたか否かを判定し（ステップＳ２３０）、受電電圧がしきい値を超えたと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、図９に示したメインルーチンへ処理が返される。
【００８０】
以上のように、この実施の形態においては、給電設備２００に対して車両１００が遠方にあるときは、カメラ１２０の画像に基づいて給電設備２００の駐車枠２５０（図２）が認識され、その駐車枠２５０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御が実行される。また、給電設備２００に車両１００が近づくと、カメラ１２０の画像に基づいて送電ユニット２２０の側面２２１が認識され、さらに近づくと送電ユニット２２０の上面２２２が認識され、送電ユニット２２０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御が実行される。これにより、車両１００から給電設備２００までの距離が離れているときも近いときも、カメラ１２０の画像に基づいて駐車位置を確実に認識できる。したがって、この実施の形態によれば、給電設備２００に対する車両１００の駐車精度が向上する。
【００８１】
なお、送電ユニット２２０の外観については、側面２２１と上面２２２とをカメラ１２０により識別可能であればよく、図５に示した外観に代えて、たとえば、図１２に示すような市松模様としてもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態においては、給電設備２００に対して車両１００が遠方にあるとき、カメラ１２０の画像に基づいて給電設備２００の駐車枠２５０（図２）を認識し、駐車枠２５０へ車両１００を誘導するように駐車支援制御を実行するものとしたが、ディスプレイ１８２（図７）上でユーザが駐車位置を決定可能とし、その決定された駐車位置へ車両１００を誘導するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記においては、給電設備２００に対して車両１００が後方駐車されることを前提にカメラ１２０が車両後部に配設されるものとしたが、給電設備２００に対して車両１００が前方駐車される場合には、カメラ１２０は車両前部に配設されてもよい。
【００８４】
また、上記においては、共鳴法を用いて給電設備２００から車両１００へ非接触で送電するものとしたが、給電設備２００から車両１００への送電手法は、必ずしも共鳴法に限定されるものではなく、その他の非接触送電手法である、電磁誘導を用いた送電や、マイクロ波を用いた送電であってもよい。
【００８５】
また、上記においては、車両１００として、動力分割装置１７７によりエンジン１７６の動力を分割して駆動輪１７８とモータジェネレータ１７２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ１７２を駆動するためにのみエンジン１７６を用い、モータジェネレータ１７４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１７６が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。
【００８６】
さらに、この発明は、エンジン１７６を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１５０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１６２を備えない車両や、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４２を備えない車両にも適用可能である。
【００８７】
なお、上記において、カメラ１２０は、この発明における「撮影装置」の一実施例に対応し、制御装置１８０の駐車支援ＥＣＵ４１０およびステアリングＥＣＵ４２０は、この発明における「誘導制御部」の一実施例を形成する。
【００８８】
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、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。
【符号の説明】
【００８９】
１０ 車両給電システム、１００ 車両、１１０ 受電ユニット、１１２，３４０ 二次自己共振コイル、１１４，３５０ 二次コイル、１２０ カメラ、１３０，２４０ 通信部、１４０ 整流器、１４２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０ 蓄電装置、１６２ 昇圧コンバータ、１６４，１６６ インバータ、１７２，１７４ モータジェネレータ、１７６ エンジン、１７７ 動力分割装置、１７８ 駆動輪、１８０ 制御装置、１８２ ディスプレイ、１８４ ＰＡスイッチ、１８６ 給電要求スイッチ、１９０ 電圧センサ、２００ 給電設備、２１０ 電源装置、２２０ 送電ユニット、２２１ 側面、２２２ 上面、３１０ 高周波電源、３２０ 一次コイル、３３０ 一次自己共振コイル、３６０ 負荷、４１０ 駐車支援ＥＣＵ、４２０ ステアリングＥＣＵ、４３０ 車両ＥＣＵ、４４０ モータ制御ＥＣＵ、４５０ 充電ＥＣＵ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、
前記車両の外部を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて、前記送電ユニットへ前記車両を誘導するように前記車両を制御する誘導制御部とを備え、
前記送電ユニットは、前記撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有し、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの側面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第１の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの上面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、車両の駐車支援装置。
【請求項２】
前記誘導制御部は、前記第１の距離よりも大きい予め定められた第２の距離よりも前記給電設備と前記車両との間の距離が大きいときは、前記給電設備から前記車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠へ前記車両を誘導するように前記車両を制御する、請求項１に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項３】
前記駐車枠は、路面上に表示されており、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第２の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて前記駐車枠を認識する、請求項２に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項４】
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、
前記車両の外部を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて、前記送電ユニットへ前記車両を誘導するように前記車両を制御する誘導制御部とを備え、
前記給電設備から前記車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠が路面上に表示されており、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づき認識される前記駐車枠へ前記車両を誘導するように前記車両を制御し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第１の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、車両の駐車支援装置。
【請求項５】
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が、前記第１の距離以下であり、かつ、前記第１の距離よりも小さい第２の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの側面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第２の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの上面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、請求項４に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項６】
前記送電ユニットは、
前記受電ユニットへ電力を送出するための給電コイルと、
前記給電コイルを上部から覆うように設けられ、前記撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有するカバーとを含み、
前記誘導制御部は、前記撮影装置によって撮影された前記カバーの画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両の駐車支援装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の駐車支援装置と、
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニットと、
前記受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を受けて走行トルクを発生する電動機とを備える電動車両。
【請求項１】
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、
前記車両の外部を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて、前記送電ユニットへ前記車両を誘導するように前記車両を制御する誘導制御部とを備え、
前記送電ユニットは、前記撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有し、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの側面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第１の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの上面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、車両の駐車支援装置。
【請求項２】
前記誘導制御部は、前記第１の距離よりも大きい予め定められた第２の距離よりも前記給電設備と前記車両との間の距離が大きいときは、前記給電設備から前記車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠へ前記車両を誘導するように前記車両を制御する、請求項１に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項３】
前記駐車枠は、路面上に表示されており、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第２の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて前記駐車枠を認識する、請求項２に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項４】
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を受電ユニットにより非接触で受電して蓄電装置に蓄電可能な車両の駐車支援装置であって、
前記車両の外部を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて、前記送電ユニットへ前記車両を誘導するように前記車両を制御する誘導制御部とを備え、
前記給電設備から前記車両が受電可能な駐車位置を示す駐車枠が路面上に表示されており、
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が予め定められた第１の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づき認識される前記駐車枠へ前記車両を誘導するように前記車両を制御し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第１の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、車両の駐車支援装置。
【請求項５】
前記誘導制御部は、前記給電設備と前記車両との間の距離が、前記第１の距離以下であり、かつ、前記第１の距離よりも小さい第２の距離よりも大きいとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの側面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識し、前記給電設備と前記車両との間の距離が前記第２の距離以下のとき、前記撮影装置によって撮影された前記送電ユニットの上面の画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、請求項４に記載の車両の駐車支援装置。
【請求項６】
前記送電ユニットは、
前記受電ユニットへ電力を送出するための給電コイルと、
前記給電コイルを上部から覆うように設けられ、前記撮影装置によって認識可能な少なくとも一つの側面と上面とを有するカバーとを含み、
前記誘導制御部は、前記撮影装置によって撮影された前記カバーの画像に基づいて前記送電ユニットを認識する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両の駐車支援装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の駐車支援装置と、
車両外部に設けられる給電設備の送電ユニットから送出される電力を非接触で受電するように構成された受電ユニットと、
前記受電ユニットによって受電された電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を受けて走行トルクを発生する電動機とを備える電動車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５２４３（Ｐ２０１２−５２４３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８０９０（Ｐ２０１０−１３８０９０）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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