特許 6948150 車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6948150

(24)【登録日】2021年9月22日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20210930BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20210930BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20210930BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20210930BHJP

   B60M 7/00 20060101ALI20210930BHJP

   B60L 5/00 20060101ALI20210930BHJP

   B60L 53/00 20190101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 301D

   H02J50/10

   H02J50/80

   H02J50/40

   H02J7/00 P

   B60M7/00 X

   B60L5/00 B

   B60L53/00

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-86238(P2017-86238)

(22)【出願日】2017年4月25日

(65)【公開番号】特開2018-85912(P2018-85912A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2020年4月8日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0156385

(32)【優先日】2016年11月23日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 宇 寧

(72)【発明者】

【氏名】楊 眞 明

(72)【発明者】

【氏名】崔 奎 英

(72)【発明者】

【氏名】金 駿 ホ

(72)【発明者】

【氏名】呂 寅 勇

(72)【発明者】

【氏名】梁 時 薫

(72)【発明者】

【氏名】車 載 銀

(72)【発明者】

【氏名】李 岱 雨

(72)【発明者】

【氏名】梁 珍 榮

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／０６３５０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５１８０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５０６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０５４４９８７３（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００１３６６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００ − ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ − ７／３６

Ｈ０２Ｊ ５０／００ −５０／９０

Ｂ６０Ｍ ７／００

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ −１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ −５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

印加された電気的信号に対応する磁場を発生させて車両に無線で電力を供給するための充電コイルを備える車両充電装置であって、
前記充電コイルのコイル構造を環形に形成する第１コイル及び第２コイルと前記第１コイル及び前記第２コイルを交差させて８字形に形成するための第３コイル及び第４コイルとの各部分から成る前記充電コイルと、
前記充電コイルのコイル構造を変更するための第１スイッチ及び第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチに制御信号を伝送する制御部と、
前記車両と互いに通信可能な通信部と、を備え、
前記第１スイッチは、選択的に前記第１コイルの一端末と前記第２コイルの一端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続して前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続するように構成され、
前記第２スイッチは、選択的に前記第１コイルの他端末と前記第２コイルの他端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続して前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続するように構成され、
前記通信部は、前記充電コイルで生成された磁場によって電流が誘導される前記車両の信号誘導部のコイル構造に関する情報及び前記車両の信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧に関する情報を前記車両から受信し、
前記制御部は、前記車両から受信した前記信号誘導部のコイル構造に関する情報及び前記電圧に関する情報に基づいて、前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの電気的な接続を決定することを特徴とする車両充電装置。

【請求項2】

前記制御部は、ユーザの操作又は前記車両の信号誘導部のコイル構造に関する情報を含む予め定義された設定に基づいて前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの電気的な接続を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両充電装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるように、
前記第１スイッチが、前記第１コイルの一端末と前記第２コイルの一端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続して前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続するように制御し、
前記第２スイッチが、前記第１コイルの他端末と前記第２コイルの他端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続して前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続するように制御することを特徴とする請求項２に記載の車両充電装置。

【請求項4】

前記制御部は、受信した前記電圧が基準値を超えた場合、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの電気的な接続を維持するように決定することを特徴とする請求項１に記載の車両充電装置。

【請求項5】

前記制御部は、受信した前記電圧が基準値を超えない場合、
前記第１スイッチが前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続して前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続するように制御し、
前記第２スイッチが前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続して前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続するように制御することを特徴とする請求項４に記載の車両充電装置。

【請求項6】

印加された電気的信号に対応する磁場を発生させて車両に無線で電力を供給するための充電コイルを備える車両充電装置と、
前記車両充電装置の充電コイルで生成された磁場によって電流が誘導される信号誘導部が設けられた前記車両と、を有し、
前記車両充電装置は、
前記充電コイルのコイル構造を環形に形成する第１コイル、及び第２コイルと前記第１コイル及び前記第２コイルを交差させて８字形に形成するための第３コイル及び第４コイルとの各部分から成る前記充電コイルと、
前記充電コイルのコイル構造を変更するための第１スイッチ及び第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチに制御信号を伝送する制御部と、
前記車両と互いに通信可能な通信部と、を含み、
前記第１スイッチは、選択的に前記第１コイルの一端末と前記第２コイルの一端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続して前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続するように構成され、
前記第２スイッチは、選択的に前記第１コイルの他端末と前記第２コイルの他端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続して前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続するように構成され、
前記車両充電装置の通信部は、前記充電コイルで生成された磁場によって電流が誘導される前記車両の信号誘導部のコイル構造に関する情報及び前記車両の信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧に関する情報を前記車両から受信し、
前記車両充電装置の制御部は、車両から受信した前記信号誘導部のコイル構造に関する情報及び前記電圧に関する情報に基づいて、前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの電気的な接続を決定することを特徴とする車両充電システム。

【請求項7】

前記前記車両充電装置の充電コイルは、前記充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるように、前記第１コイルの一端末が前記第２コイルの一端末に電気的に接続されて前記第１コイルの他端末が前記第２コイルの他端末に電気的に接続されるか、又は前記第１コイルの一端末が前記第３コイルの一端末に電気的に接続されて前記第２コイルの一端末が前記第４コイルの一端末に電気的に接続されると共に前記第１コイルの他端末が前記第４コイルの他端末に電気的に接続されて前記第２コイルの他端末が前記第３コイルの他端末に電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の車両充電システム。

【請求項8】

前記車両の信号誘導部は、円形構造又は８字形構造のコイルを含むことを特徴とする請求項６に記載の車両充電システム。

【請求項9】

印加された電気的信号に対応する磁場を発生させる車両充電装置から無線で電力を受信する車両の少なくとも１つの位置に設けられたコイルを備える車両であって、
前記車両充電装置の充電コイルで生成された磁場によって前記車両に設けられたコイルに電流が誘導されるように構成された信号誘導部と、
前記信号誘導部の誘導電流又は誘導起電力の大きさを測定する測定部と、
測定された前記誘導電流又は誘導起電力の大きさに基づいて前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造を判断する制御部と、
前記車両充電装置と互いに通信可能な通信部と、を備え、

前記制御部は、前記誘導電流又は誘導起電力の大きさと予め定義された値とを比較し、前記誘導電流又は誘導起電力の大きさが予め定義された値よりも小さい場合、前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるようにするためのコイル構造変更命令を生成し、
前記通信部は、前記信号誘導部のコイル構造の情報及び前記信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧に関する情報を含む前記コイル構造変更命令を前記車両充電装置に伝送することを特徴とする車両。

【請求項10】

印加された電気的信号に対応する磁場を発生させる車両充電装置から無線で電力を受信する車両の少なくとも１つの位置に設けられたコイルを備える車両の充電方法であって、
前記車両充電装置の充電コイルは、前記充電コイルのコイル構造を環形に形成する第１コイル及び第２コイルと前記第１コイル及び前記第２コイルを交差させて８字形に形成するための第３コイル及び第４コイルとの各部分から成り、
前記車両の充電方法は、
前記車両により、前記車両充電装置の充電コイルで生成された磁場によって前記車両に設けられたコイルに電流が誘導されるように構成された信号誘導部のコイル構造を判断する段階と、
前記車両充電装置により、前記信号誘導部のコイル構造に関する情報を前記車両から受信する段階と、
前記車両充電装置により、前記車両から受信した前記信号誘導部のコイル構造に関する情報に基づいて、前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造が前記車両の信号誘導部のコイル構造と同一になるように前記充電コイルのコイル構造を設定する段階と、を有し、
前記充電コイルのコイル構造を設定する段階は、
前記信号誘導部のコイル構造が第１構造の場合、前記車両充電装置に設けられた前記第１コイルの両端末を前記第２コイルの両端末にそれぞれ電気的に接続する段階と、
前記信号誘導部のコイル構造が第２構造の場合、前記第１コイルの一端末を前記第３コイルの一端末に電気的に接続して前記第１コイルの他端末を前記第４コイルの他端末に電気的に接続すると共に、前記第２コイルの一端末を前記第４コイルの一端末に電気的に接続して前記第２コイルの他端末を前記第３コイルの他端末に電気的に接続する段階と、を含むことを特徴とする車両の充電方法。

【請求項11】

前記車両の信号誘導部のコイル構造を判断する段階は、
ユーザから前記車両の信号誘導部のコイル構造に関する入力情報を受信し、受信した前記入力情報に基づいて前記車両の信号誘導部のコイル構造を判断する段階と、
予め定義された設定に基づいて前記車両の信号誘導部のコイル構造を判断する段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両の充電方法。

【請求項12】

印加された電気的信号に対応する磁場を発生させる車両充電装置から無線で電力を受信する車両の少なくとも１つの位置に設けられたコイルを備える車両の充電方法であって、
前記車両充電装置の充電コイルは、前記充電コイルのコイル構造を環形に形成する第１コイル及び第２コイルと前記第１コイル及び前記第２コイルを交差させて８字形に形成するための第３コイル及び第４コイルとの各部分から成り、
前記車両充電装置は、前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造を第１構造又は第２構造に設定するための第１スイッチ及び第２スイッチを含み、
前記車両の充電方法は、
前記車両充電装置により、前記車両充電装置の充電コイルに設けられた第１スイッチ及び第２スイッチを動作させて前記充電コイルのコイル構造を前記第１構造又は前記第２構造に設定する段階と、
前記車両充電装置により、前記車両に設けられた信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧に関する情報を前記車両から受信する段階と、
前記車両充電装置により、前記車両から受信した前記信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧が基準値を超えたか否かを判断し、判断結果に基づいて前記車両充電装置の充電コイルのコイル構造が前記車両に設けられた信号誘導部のコイル構造と同一になるように前記充電コイルのコイル構造を設定する段階と、を有し、
前記充電コイルのコイル構造を設定する段階は、
前記車両から受信した前記信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧が基準値を超えた場合、前記充電コイルのコイル構造を前記第１構造又は前記第２構造に維持する段階と、 前記車両から受信した前記信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧が基準値を超えない場合、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを動作させ、前記充電コイルのコイル構造を前記第１構造から前記第２構造に変更するか、又は前記充電コイルのコイル構造を前記第２構造から前記第１構造に変更する段階と、を含むことを特徴とする車両の充電方法。

【請求項13】

前記第１構造は、前記車両充電装置に設けられた前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが前記第１コイルの両端末を前記第２コイルの両端末にそれぞれ電気的に接続するように設定され、
前記第２構造は、前記第１スイッチが前記第１コイルの一端末を前記第３コイルの一端末に電気的に接続して前記第２スイッチが前記第１コイルの他端末を前記第４コイルの他端末に電気的に接続すると共に、前記第１スイッチが前記第２コイルの一端末を前記第４コイルの一端末に電気的に接続して前記第２スイッチが前記第２コイルの他端末を前記第３コイルの他端末に電気的に接続するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載の車両の充電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法（Ａ ｖｅｈｉｃｌｅ、 ａｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ｃｈａｒｇｉｎｇ ａ ｖｅｈｉｃｌｅ、 ａ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｎｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅｒｅｏｆ）に係り、より詳しくは、磁場によって信号が誘導されるコイル構造とは無関係に、車両を適切に無線充電することができる車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両は、道路や線路を走行しながら移動可能な装置を意味しており、このような車両としては、例えば、三輪又は四輪自動車や、モーターサイクルなどの二輪自動車や、建設機械、自転車又は線路上に配置されたレール上を走行する列車などがある。

【0003】

車両は、車体に設けられた１つ以上の車輪を回転させて道路や線路を走行するものである。車両は、多様な方法を用いて車輪回転のための動力を得ることができる。例えば、車両は、ガソリンやディーゼルのような化石燃料を燃焼させて熱エネルギを獲得し、その獲得した熱エネルギを機械エネルギに変換することで、車輪回転に必要な動力を得ることができる。また、他の例として、車両は、車両内のバッテリに充電された電気エネルギを機械エネルギに変換することで、車輪回転に必要な動力を得てもよい。このように電気エネルギを用いて動力を得る車両を電気自動車と言う。電気自動車は、電気エネルギだけを用いて動力を獲得する通常の電気自動車（ＥＶ、 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、化石燃料の燃焼によるエネルギと電気エネルギのうちの少なくとも１つを用いて動力を獲得するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、 Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、又は燃焼エネルギと電気エネルギの両者を用い、外部から電気エネルギを受けて保存することができるプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ、 Ｐｌｕｇ−ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１８７７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的とするところは、磁場によって信号が誘導されるコイル構造とは無関係に、車両を適切に無線充電することができる車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

車両充電装置は、第１コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第２コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第２コイルの他端末と選択的に接続される第３コイルと、一端末が前記第２コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続されて前記第３コイルと交差するように設けられた第４コイルと、を含むことを特徴とする。

【0007】

前記第１コイルの一端末と前記第２コイルの一端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続する第１スイッチをさらにを含むことを特徴とする。

【0008】

前記第１スイッチは、前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とが電気的に接続されると、前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続することを特徴とする。

【0009】

前記第１コイルの他端末と前記第２コイルの他端末とを電気的に接続するか、又は前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続する第２スイッチをさらに含むことを特徴とする。

【0010】

前記第２スイッチは、前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とが電気的に接続されると、前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続することを特徴とする。

【0011】

前記第１スイッチ及び前記第２スイッチに制御信号を伝送する制御部をさらに含むことを特徴とする。

【0012】

前記制御部は、ユーザの操作又は予め定義された設定に基づいて前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作を制御することを特徴とする。

【0013】

前記予め定義された設定は車両に設けられ、前記第１コイルないし第４コイルのうちの少なくとも１つに流れる電流によって充電される信号誘導部のコイル構造を含むことを特徴とする。

【0014】

前記制御部は、前記第１スイッチが前記第１コイルの一端末と前記第２コイルの一端末とを電気的に接続するように制御し、前記第２スイッチが前記第１コイルの他端末と前記第２コイルの他端末とを電気的に接続するように制御することを特徴とする。

【0015】

前記車両充電装置は、車両と通信可能な通信部をさらに含むことを特徴とするができる。

【0016】

前記通信部は、前記車両の信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧に関する情報を受信し、前記制御部は、前記電圧に関する情報に基づいて前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作を決定することを特徴とする。

【0017】

前記制御部は、受信した前記電圧が基準値を超えると、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作を維持するように決定することを特徴とする。

【0018】

前記制御部は、受信した前記電圧が基準値を超えないと、前記第１スイッチが前記第１コイルの一端末と前記第３コイルの一端末とを電気的に接続して前記第２コイルの一端末と前記第４コイルの一端末とを電気的に接続するように制御し、前記第２スイッチが前記第１コイルの他端末と前記第４コイルの他端末とを電気的に接続して前記第２コイルの他端末と前記第３コイルの他端末とを電気的に接続するように制御することを特徴とする。

【0019】

また、車両充電システムは、印加された電気的信号に対応する磁場を発生させる車両充電装置と、前記磁場によって電流が誘導される信号誘導部が設けられた車両と、を含み、前記車両充電装置は、第１コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第２コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続されて他端末が前記第２コイルの他端末と選択的に接続される第３コイルと、一端末が前記第２コイルの一端末と選択的に接続されて他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第４コイルと、を含むことを特徴とする。

【0020】

前記車両充電装置及び車両は互いに通信可能であって、前記車両は、前記信号誘導部の構造に関する情報及び前記信号誘導部に誘導された電気的信号の電圧のうちの少なくとも１つを前記車両充電装置に伝達することを特徴とする。

【0021】

前記第１コイルの一端末は、前記信号誘導部の構造によって前記第２コイルの一端末と接続されるか、又は前記第３コイルの一端末と接続されることを特徴とする。

【0022】

前記信号誘導部は、円形構造又は８字形構造のコイルを含むことを特徴とする。

【0023】

また、車両は、車両の少なくとも１つの位置に設けられた第１コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第２コイルと、一端末が前記第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第２コイルの他端末と選択的に接続される第３コイルと、一端末が前記第２コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第４コイルを含むことを特徴とする。

【0024】

また、車両は、車両充電装置の充電コイルから生成された磁場により誘導電流が流れる信号誘導部と、前記信号誘導部の誘導電流又は誘導起電力の大きさを測定する測定部と、前記誘導電流又は誘導起電力の大きさと予め定義された値とを比較し、前記誘導電流又は誘導起電力の大きさが予め定義された値より小さい場合、コイル構造変更命令を生成する制御部と、前記コイル構造変更命令を前記車両充電装置に伝送する通信部を含むことを特徴とする。

【0025】

また、車両の充電方法は、車両の信号誘導部の構造を判断する段階と、前記信号誘導部の構造が第１構造の場合、車両充電装置に設けられた第１コイルの両端末を第２コイルの両端末とそれぞれ接続する段階と、前記信号誘導部の構造が第２構造の場合、第１コイルの一端末を第３コイルの一端末に接続し、第１コイルの他端末を第４コイルの他端末に接続し、第２コイルの一端末を第４コイルの一端末に接続し、第２コイルの他端末を第３コイルの他端末に接続し、前記第３コイル及び前記第４コイルが互いに交差して設けられた段階を含むことを特徴とする。

【0026】

前記車両の信号誘導部の構造を判断する段階は、ユーザから前記車両の信号誘導部の構造に関する入力情報を受信し、入力情報に基づいて前記車両の信号誘導部の構造を判断する段階と、予め定義された設定に基づいて前記車両の信号誘導部の構造を判断する段階とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする。

【0027】

また、車両の充電方法は、車両充電装置の磁場発生部の第１スイッチ及び第２スイッチが動作して磁場発生部が第１構造又は第２構造に設定される段階と、車両から前記車両に設けられた信号誘導部の電圧に関する情報を受信する段階と、
前記信号誘導部の電圧が基準値を超えると、前記磁場発生部が前記第１構造又は前記第２構造を維持する段階と、前記信号誘導部の電圧が基準値を超えないと、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが動作し、前記磁場発生部の構造を第１構造から第２構造に変換するか、又は前記磁場発生部の構造を第２構造から第１構造に変換する段階を含むことを特徴とする。

【0028】

前記第１構造は車両充電装置に設けられた第１スイッチ及び第２スイッチが第１コイルの両端末を第２コイルの両端末とそれぞれ接続して設定され、前記第２構造は第１コイルの一端末を第３コイルの一端末に接続し、第１コイルの他端末を第４コイルの他端末に接続し、第２コイルの一端末を第４コイルの一端末に接続し、第２コイルの他端末を第３コイルの他端末に接続して設定されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0029】

本発明の車両、車両充電装置、車両充電システム及び車両充電方法によれば、磁場によって信号が誘導されるコイル構造とは無関係に車両を適切に無線充電することができる。

また、車両及び車両充電装置のうちの少なくとも１つのコイル構造を多様に変換することができるので、互い異なるコイル構造の車両を同一の車両充電装置を用いて充電するか、又は同一の車両が互いに異なったコイル構造の車両充電装置を用いて充電することができる。
また、車両のコイル構造に対応して互い異なった複数の充電装置を設ける必要がないので、充電インフラの建設コストを節減する効果が得られる。
さらに、車両充電装置のコイル構造とは無関係に、車両のコイル構造を適切に変化させることで、車両のバッテリを充電可能とするか、又はより迅速に充電可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】車両充電システムの一実施形態を説明するための図である。

【図2】車両充電システムの一実施形態におけるブロック図である。

【図3】車両充電装置のコイルの一実施形態を示す図である。

【図4】車両充電装置の各スイッチの動作を説明するための第１図である。

【図5】図４に示すように、スイッチが動作する場合、車両充電装置のコイルから発生した磁場の一例を示す図である。

【図6】図４に示すように、スイッチが動作する場合、車両充電装置のコイルから発生した磁場の他の一例を示す図である。

【図7】車両充電装置の各スイッチの動作を説明するための第２図である。

【図8】図７に示すようにスイッチが動作する場合に車両充電装置のコイルから発生する磁場の一例を示す図である。

【図9】図７に示すようにスイッチが動作する場合に車両充電装置のコイルから発生する磁場の他の一例を示す図である。

【図10】車両に設けられた信号誘導部の一実施形態を示す図である。

【図11】図１０に示した実施形態によって車両に設けられた信号誘導部と車両充電装置との間の磁場の一例を示す図である。

【図12】車両に設けられた信号誘導部の他の実施形態を示す図である。

【図13】図１２に示した実施形態によって車両に設けられた信号誘導部と車両充電装置との間の磁場の一例を示す図である。

【図14】車両充電方法の一実施形態を示す図である。

【図15】車両充電方法の他の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図１〜図１３を参照しながら車両、車両充電システム及び車両充電装置の一実施形態について説明する。
図１は、車両充電システムの一実施形態を説明するための図であり、図２は車両充電システムの一実施形態におけるブロック図である。
図１及び図２に示すように、車両充電システム１は、信号誘導部１１０及びバッテリ１３０を含む車両１００と、信号誘導部１１０に誘導電流が流れるようにすることで車両１００を充電させる車両充電装置２００とを含む。
車両１００は道路や線路を走行可能に設けられているもので、例えば、二輪ないし四輪自動車、建設機械や列車などを含む。ここで四輪自動車は、セダンのような一般の乗用車だけでなく、トラックやバスなどのような大型車両も含む。
車両１００は充電区域２９０に移動して充電区域２９０に停車又は駐車することができる。車両１００が充電区域２９０に位置する場合、車両１００に設けられたバッテリ１３０は車両充電装置２００及び信号誘導部１１０によって充電される。車両充電区域２９０は駐車場や車両充電所の一区域を含む。また、車両充電区域２９０は、その他に車両１００の充電のために設けられた各種場所を含む。

【0032】

一実施形態によれば、車両１００は、信号誘導部１１０とバッテリ１３０を含む。

信号誘導部１１０は、車両１００の一地点に設けられる。例えば、車両１００が充電区域２９０に停車する際に、信号誘導部１１０が車両充電装置２００の磁場発生部２１０に隣接するように配置されるように車両１００底面に設けられる。
信号誘導部１１０は、コイルを用いて実現することができる。コイルは、外形上に所定構造を有する。例えば、コイルは、円形構造でもよく、コイルの一部が折曲して形成された三角形構造、四角形構造、又はそれ以上の多角形構造で実現されてもよい。以下、説明の便宜上、円形構造は、三角形構造、四角形構造、又はそれ以上の多角形構造を含むものとして定義する。他の例として、コイルは、一例に８字形構造を有していてもよい。８字形構造のコイルは、１つのループコイルの中端を捩ることにより実現することができ、又は円形のコイル２つを互いに並べて配置して実現してもよい。
また、信号誘導部１１０は、図３に示すように、可変構造のコイルを用いて実現してもよい。なお、これについては後述する。

【0033】

上述のように、コイルは車両１００の底面に配置することができ、この場合、コイルは充電区域２９０の底面と平行であるか、又はこれに近似するように車両１００の底面に配置してもよい。
信号誘導部１１０が車両充電装置２００の磁場発生部２１０によって生成された磁場に露出されると、電磁誘導現象によって信号誘導部１１０には磁場の変化に対応する電流が流れることになる。信号誘導部１１０に流れる電流は、導線や回路を経由してバッテリ１３０に伝達される。
バッテリ１３０は、電気エネルギを蓄電して車両１００の各部品に必要な電気エネルギを供給するように設けられる。

【0034】

例えば、バッテリ１３０は車両１００のモータ（図示せず）に電気エネルギを供給し、モータは供給された電気エネルギを機械エネルギに変換した後、変速機などを介して車両１００の車輪に伝達する。これにより車両１００は走行に必要な動力を獲得できる。また、バッテリ１３０は、車両１００内に設けられた各種電磁装置、一例として、車両用表示装置や計器盤などに電気エネルギを供給する。その他にもバッテリ１３０は、車両１００の多様な部品に必要な電気エネルギを供給する。
バッテリ１３０は、例えば、リチウムチタンバッテリ、リチウムポリマーバッテリ、リチウムイオンバッテリ又はリチウムエアバッテリのようなリチウム系バッテリや、鉛バッテリや、ニッケルカドミウムバッテリや、ナトリウム塩化ニッケルバッテリなど多様な種類のバッテリのうちの少なくとも１つを用いて実現することができる。

【0035】

バッテリ１３０には、信号誘導部１１０で誘導された電流が印加されバッテリ１３０は充電される。
車両１００は、一実施形態によれば、保存部１２０、車両制御部１５０及び通信部１７０のうちの少なくとも１つをさらに含む。保存部１２０、車両制御部１５０及び通信部１７０は、互いに導線や回路、又は無線通信装置を用いて互いに通信可能に設けられる。保存部１２０、車両制御部１５０及び通信部１７０のうちの一部は設計者の選択によって省略可能である。
車両制御部１５０は、車両１００の各種動作を制御することができるように設けられている。例えば、車両制御部１５０は、通信部１７０又は保存部１２０などの動作を制御するか、車両１００内に設けられた表示装置や、計器盤や、各種放送受信装置などの動作を制御することができる。また車両制御部１５０は、モータの固定子に印加される電流の大きさを調節することで、モータの動作を多様に制御することができる。

【0036】

車両制御部１５０は、信号誘導部１１０に誘導された誘導電流又は誘導起電力が適切であるか否かを判断する。もし、信号誘導部１１０が可変構造のコイルを用いて実現されて誘導電流又は誘導起電力が適切でない場合であれば、制御部１５０は信号誘導部１１０に制御信号を伝送して信号誘導部１１０がコイル構造を変更するように制御する。もし、車両充電装置２００の磁場発生部２１０が可変的な場合であれば、制御部１５０は、コイル構造変更命令を生成し、生成されたコイル構造変更命令が充電管理部２８０に伝送されるようにしてもよい。
また、信号誘導部１１０が可変構造のコイルを用いて実現された場合、車両制御部１５０は、充電管理部２８０が伝送した充電コイル２２０のコイル構造に関する情報を受信し、受信した情報に基づいて信号誘導部１１０に制御信号を伝送して信号誘導部１１０がコイル構造を変更するように制御してもよい。

【0037】

車両制御部１５０は、少なくとも１つの半導体チップ及び関連部品を用いて実現されるプロセッサを採用して実現してもよい。プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ、 Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ、 Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を含んでいてもよい。また、各種演算及び処理を行うために別に設けられた多様な種類のプロセッサが制御部７０として採用されてもよい。
保存部１２０は、車両１００の動作に必要な多様なデータを一時的、又は非一時的に保存するように設けられる。例えば、保存部１２０は、信号誘導部１１０の誘導電流及び誘導起電力の比較に用いられる基準値を保存することができる。保存部１２０は、車両制御部１５０に保存されたデータを伝達することができ、車両制御部１５０は、伝達されたデータに基づいて車両１００に関連した各種制御信号を生成することができる。

【0038】

保存部１２０は、半導体保存装置や、磁気ドラム保存装置や、磁気ディスク保存装置など多様な種類の保存装置を用いて実現することができる。
保存部１２０は、主記憶装置及び補助記憶装置のうちの少なくとも１つを含むことができ、主記憶装置は、ＳＲＡＭやＤＲＡＭのようなラム（ＲＡＭ）を採用して実現することができる。補助記憶装置は、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ、 Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）や、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ、 Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）や、コンパクトディスク、レーザディスク、磁気テープ、光磁気ディスク及び／又はフロッピーディスクのように、データを保存可能な多様な保存媒体を用いて実現することができる。
通信部１７０は、車両１００外部に設けられた通信装置、一例として、充電管理部２８０の通信部２８１と通信可能に設けられている。通信部１７０は、通信チップとアンテナなどを用いて実現することができる。

【0039】

例えば、通信部１７０は、車両制御部１５０で生成した制御信号を通信可能な形態に変換した後、車両１００の外部に放射して充電管理部２８０の通信部２８１に伝送することができる。また、通信部１７０は、充電管理部２８０から伝送される信号を受信してもよい。通信部１７０によって受信した信号は、実施形態によって、車両制御部１５０及び信号誘導部１１０のうちの少なくとも１つに伝達することができる。
通信部１７０は、所定の無線通信技術を用いて、充電管理部２８０の通信部２８１と通信を行うことができる。無線通信技術は、近距離通信技術及び移動通信技術のうちの少なくとも１つを用いて実現することができる。ここで、近距離通信技術は、ワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）、ワイファイダイレクト（Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ）、ジグビー（ｚｉｇｂｅｅ）、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、低電力ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）又は近距離無線通信（ＮＦＣ、Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などを用いていてもよい。また、移動通信技術は、３ＧＰＰ、３ＧＰＰ２又はＷｉＭＡＸ系列などの各種移動通信標準を採用してもよい。

【0040】

車両１００は、信号誘導部１１０の誘導電流や、誘導起電力（すなわち、電圧）や、又はバッテリの充電電圧を測定するための測定部１５１をさらに含む。測定部１５１は、通常の電流測定器や電圧測定器などを用いて実現できる。測定部１５１は、少なくとも１つの回路や導線を介して、信号誘導部１１０、信号誘導部１１０とバッテリ１３０を接続する回路や導線及びバッテリ１３０のうちの少なくとも１つと直接的、又は間接的に接続できるように設けられる。
測定部１５１で測定された誘導起電力や、バッテリ１３０の充電電圧や、誘導電流の大きさは、車両制御部１５０に伝達される。車両制御部１５０は、誘導起電力や、バッテリ１３０の充電電圧や、誘導電流の大きさの受信に応じて、保存部１２０から基準値を獲得し、測定された誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさと基準値とを互いに比較することができる。

【0041】

測定した誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさが基準値より小さい場合は、車両制御部１５０は適切に充電が行われてないと判断し、コイル構造変更命令を生成して通信部１７０に伝達する。通信部１７０は、コイル構造変更命令を通信可能な形態に変換した後、充電管理部２８０の通信部２８１に伝送する。測定した誘導起電力や誘導電流の大きさが基準値より大きい場合は、車両制御部１５０は充電が適切に行われていると判断する。判断結果は、必要に応じて車両１００の通信部１７０及び充電管理部２８０の通信部２８１を経由して充電管理部２８０の制御部２８３に伝達される。
誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさと比較される基準値は、設計者の選択によって任意に定義される。基準値は、信号誘導部１１０のコイルの形態や、材料や、断面積や、又は全体的な大きさ、バッテリ１３０の種類などによって多様に定義することができる。

【0042】

他の実施形態によれば、測定部１５１で測定された誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさは、通信部１７０に伝達され、通信部１７０は、誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさを充電管理部２８０に伝達することができる。充電管理部２８０の制御部２８３は、受信した誘導起電力、バッテリ１３０の充電電圧又は誘導電流の大きさに基づいて第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０のうちの少なくとも１つに対する制御信号を生成することができる。
車両充電装置２００は、図１及び図２に示すように、磁場発生部２１０と充電管理部２８０を含む。
磁場発生部２１０は、磁場を発生させて車両１００の信号誘導部１１０に、磁場に対応する電流が流れるようにする。磁場発生部２１０から発生する磁場は、電源印加部２８５により印加される電流によって変更される。
磁場発生部２１０は、充電コイル（図３の２２０）を用いて実現することができる。

【0043】

信号誘導部１１０が円形構造又は８字形構造のコイルを用いて実現され、磁場発生部２１０が変形可能な充電コイル２２０を用いて実現された場合、信号誘導部１１０の円形又は８字形構造のコイルは、磁場発生部２１０の変形可能な充電コイル２２０より相対的に小さい大きさを有することができる。すなわち、信号誘導部１１０の円形又は８字形構造のコイルの全体の幅及び／又は長さは、磁場発生部２１０の変形可能な充電コイル２２０の全体の幅及び／又は長さより相対的に小さくてもよい。
磁場発生部２１０は充電区域２９０に設けられ、充電区域２９０の底面と平行であるか、又はこれに近似するように充電区域２９０に設けられる。磁場発生部２１０は、充電区域２９０に埋め立てられて設けられてもよい。また、他の実施形態によれば、磁場発生部２１０は充電区域２９０の底面の上部に設けられてもよい。磁場発生部２１０が充電区域２９０の底面の上部に設けられた場合、磁場発生部２１０の毀損を防止するために、磁場発生部２１０は金属や合成樹脂などの材質で生産された別途のハウジング（図示せず）内部に収納されて充電区域２９０に設けられてもよい。
なお、磁場発生部２１０の詳細な実施形態については後述する。

【0044】

充電管理部２８０は、磁場発生部２１０を動作させるか、又は磁場発生部２１０が適切に車両１００を充電するように制御する機能を行うことができる。
充電管理部２８０は、図１に示すように、充電区域２９０及び／又は充電区域２９０周辺の所定位置に設けられる。
充電管理部２８０は、充電区域２９０や周辺位置に埋め立てられて設けてもよい。他の実施形態によれば、充電管理部２８０は充電区域２９０や周辺位置の底面上部で外部に露出されるように設けてもよい。
充電管理部２８０が外部に露出して設けられた場合、充電管理部２８０は、ユーザインタフェース（図示せず）をさらに含んでいてもよい。ユーザインタフェースは、入力部（図示せず）及び／又は出力部（図示せず）を含むことができる。入力部は、充電に関連した各種情報や命令をユーザから受信できるように設けられる。例えば、入力部は、車両１００の信号誘導部１１０の構造に関する情報をユーザから受信してもよい。入力部は、物理ボタンや、タッチスクリーンや、バーコードリーダや、又はその他の多様な入力装置を用いて実現することができる。出力部は、車両１００の充電に関連した各種情報を視覚的、又は聴覚的に出力することができる。出力部は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、 Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、有機発光ダイオード（ＬＥＤ、 Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイなどのような各種ディスプレイパネルを用いて実現してもよい。

【0045】

図２に示すように、充電管理部２８０は、通信部２８１、制御部２８３、電源印加部２８５及び保存部２８７を含む。これらの２８１、２８３、２８５、２８７のうちの一部は、実施形態によって省略できる。
通信部２８１は、車両充電装置２００外部に設けられた通信部、一例として車両１００の通信部１７０と通信できるように設けられている。
例えば、通信部２８１は、車両１００の通信部１７０からコイル構造変更命令を受信するか、測定された誘導電流及び／又は誘導起電力の大きさに関する情報を受信することができる。また、他の例として、通信部２８１は、磁場発生部２１０の構造に関する情報を車両１００の通信部１７０に伝送することができる。
通信部２８１は、車両１００の通信部１７０の説明と同じく又は同様に、多様な無線通信技術を用いて通信を行うことができる。
制御部２８３は、充電管理部２８０の全般的な動作を制御することができる。
制御部２８３は、磁場発生部２１０を制御して磁場発生部２１０の構造が変更されるようにするか、又は磁場発生部２１０の構造が維持されるようにしてもよい。この場合、制御部２８３は、車両１００に設けられた信号誘導部１１０の構造と磁場発生部２１０の構造が同一であるか、又は互いに対応するように磁場発生部２１０の構造を維持又は変更することができる。

【0046】

制御部２８３は、車両１００から伝送されたコイル構造変更命令を解釈し、磁場発生部２１０に対する制御信号を生成して磁場発生部２１０の構造を変更してもよい。
また、他の実施形態によれば、制御部２８３は、車両１００から伝送された誘導電流、誘導起電力又はバッテリ１３０の充電電圧の大きさを予め定義した基準値と比較し、比較結果に基づいて磁場発生部２１０の構造を維持又は変更するか否かを決定することができる。もし、比較結果誘導電流、誘導起電力又はバッテリ１３０の充電電圧が予め定義された基準値を超えると、制御部２８３は、現在の磁場発生部２１０の構造を維持することができる。逆に、誘導電流、誘導起電力又はバッテリ１３０の充電電圧が予め定義された基準値より小さければ、制御部２８３は、磁場発生部２１０の構造変更に対する制御信号、一例として、第１構造に関連した制御信号や第２構造に関連した制御信号に対応する制御信号を生成し、生成された制御信号を磁場発生部２１０、一例として、第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０に伝送し、磁場発生部２１０の構造が変更されるようにしてもよい。

【0047】

また他の実施形態によれば、制御部２８３は、ユーザの入力部の操作によって車両１００の信号誘導部１１０の構造が入力されると、現在の磁場発生部２１０の構造を判断し、現在の磁場発生部２１０の構造と入力された車両１００の信号誘導部１１０の構造とを比較することができる。現在の磁場発生部２１０の構造と入力された車両１００の信号誘導部１１０の構造とが互いに同一であるか、又は対応可能なものであれば、制御部２８３は、現在の磁場発生部２１０の構造を維持することができる。逆に、現在の磁場発生部２１０の構造と入力された車両１００の信号誘導部１１０の構造とが互いに異なれば、磁場発生部２１０の構造変更に対する制御信号を生成し、磁場発生部２１０が構造を変更するように制御することができる。
制御部２８３は、保存部２８７に保存された車両充電のためのコイル構造に関する標準に関する情報や、地域情報を閲覧し、現在の磁場発生部２１０の構造が標準に適合するか、又は特定地域の車両１００に用いられる信号誘導部１１０の構造と同一であるか対応する場合には、現在の磁場発生部２１０の構造が維持されるようにする。逆に、現在の磁場発生部２１０の構造が標準に適合しないか、又は特定地域の車両１００の信号誘導部１１０の構造と互いに異なる場合には、制御部２８３は、磁場発生部２１０の構造を変更するための制御信号を生成する。

【0048】

車両充電装置２００の磁場発生部２１０のコイル２２０の構造が可変的でない場合は、制御部２８３は、通信部２８１を制御して磁場発生部２１０の構造に関する情報を車両１００に伝送できるようにしてもよい。車両１００の信号誘導部１１０のコイル構造が可変的である場合は、車両１００の制御部１５０は、信号誘導部１１０の構造が磁場発生部２１０のコイル２２０の構造と同一であるか、又は対応するように、信号誘導部１１０のコイル構造を維持するか、又はコイル構造を変更することができる。
制御部２８３は、車両制御部１５０と同様に、プロセッサを用いて実現可能であって、プロセッサは、中央処理装置やマイクロコントローラユニットを含むことができる。
保存部２８７は、充電管理部２８０の動作に必要な各種データを一時的又は非一時的に保存することができる。例えば、保存部２８７は、誘導電流又は誘導起電力の大きさと比較される基準値を保存することができる。また、保存部２８７は、車両充電のためのコイル構造に関する標準に関する情報や、車両充電装置２００が設けられた地域に関する情報をさらに保存してもよい。

【0049】

保存部２８７は、上述のように、半導体保存装置や、磁気ドラム保存装置や、磁気ディスク保存装置など多様な保存装置を用いて実現することができる。
電源印加部２８５は、外部の電源、一例として、常用電源９から電力を受け、磁場発生部２１０に電気的信号を印加することができる。電源印加部２８５は、必要に応じて供給された電力に対するフィルタリングを行うか、印加された電圧を昇圧するか、又は降圧するか、又は交流電流の周波数を変更するように、磁場発生部２１０の適切な動作のために必要な多様な動作を行うことができる。

【0050】

以下、車両充電装置２００のコイル２２０について具体的に説明する。以下に説明するコイル２２０の構造及び動作は、同一又は一部変形を経て車両１００の信号誘導部１１０に適用してもよい。
図３は、車両充電装置のコイルの一実施形態を示す図である。
磁場発生部２１０は、充電コイル２２０を用いて実現することができ、充電コイル２２０は、図３に示すように、第１コイル２２１と、第２コイル２２３と、第３コイル２２５と、第４コイル２２７と、第１スイッチ２３０と、第２スイッチ２４０とを含む。
第１コイル２２１は、一端末が第１スイッチ２３０と接続され、他端末が第２スイッチ２４０と接続されるように設けられる。第１コイル２２１は、設計者の選択により多様な形状を有することができる。例えば、第１コイル２２１は、少なくとも一回以上折曲された図形、一例として、一辺が存在しない四角形の形状を有していてもよく、又は半円の形状を有していてもよい。

【0051】

第２コイル２２３は、一端末が第１スイッチ２３０と接続され、他端末が第２スイッチ２４０と接続されるように設けられる。第２コイル２２３は、設計者の選択によって多様な形状を有することができる。、第２コイル２２３は、第１コイル２２１と対称な形状を有していてもよい。第１コイル２２１と第２コイル２２３の両端末周辺は直線又はそれと類似に設けられ、これらは互いに平行であるか、又は略平行に設けられる。
第３コイル２２５は、一端末が第１スイッチ２３０と接続され、他端末が第２スイッチ２４０と接続されるように設けられる。第３コイル２２５は、直線又は曲線の形状を有することができる。第３コイル２２５は、実施形態によって、第１コイル２２１及び第２コイル２２３の各端の周辺と直交するか、又は近似に直交するように設けられていてもよい。
第４コイル２２７は、一端末が第１スイッチ２３０と接続され、他端末が第２スイッチ２４０と接続されるように設けられる。第４コイル２２７は、直線又は曲線の形状を有することができる。第４コイル２２７も、実施形態によって、第１コイル２２１及び第２コイル２２３の端末の周辺と直交するか、又は略直交するように設けられていてもよい。

【0052】

第４コイル２２７は、第３コイル２２５と少なくとも１つの地点で交差するように設けられる。この場合、第３コイル２２５と第４コイル２２７との間の短絡を防止するために、第３コイル２２５と第４コイル２２７は一定距離離隔されていてもよく、又は所定の絶縁体により被覆されていてもよい。実施形態によって、第３コイル２２５と第４コイル２２７との間に別途の絶縁体がさらに配置されていてもよい。
第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は、必要に応じて、それぞれのコイル２２１ないし２１７が互いに接続されるようにするか、又は接続されないようにすることで、充電コイル２２０が互い異なった複数の構造、一例として、第１構造又は第２構造を有するようにしてもよい。

【0053】

設計者の選択によって、第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は対称的に配置されてもよい。
第１スイッチ２３０は、図４に示すように、第１コイル２２１と第２コイル２２３とを接続するようにするか、又は図５に示すように、第１コイル２２１と第３コイル２２５とを接続し、第２コイル２２３と第４コイル２２７とを接続するように設けられる。この場合、第１スイッチ２３０により第１コイル２２１の一端末は、第２コイル２２３の一端末及び第３コイル２２５の一端末のうちのいずれか１つと選択的に接続でき、第２コイル２２３の一端末は、第１コイル２２１の一端末及び第４コイル２２７の一端末のうちのいずれか１つと選択的に接続できる。

【0054】

第２スイッチ２４０は、図４に示すように、第１スイッチ２３０とは互いに異なった位置に配置され、第１コイル２２１と第２コイル２２３を接続するようにするか、又は図５に示すように、第１コイル２２１と第３コイル２２５とを接続し、第２コイル２２３と第４コイル２２７を接続するように設けられる。言い替えれば、第１スイッチ２３０により第１コイル２２１の他端末は、第２コイル２２３の他端末及び第４コイル２２７の他端末のうちのいずれか１つと選択的に接続され、第２コイル２２３の他端末は、第１コイル２２１の他端末及び第３コイル２２５の他端末のうちのいずれか１つと選択的に接続されることができる。
第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は、制御部２８３の制御によりそれぞれのコイル２２１ないし２１７を相互接続させるか、又は接続させないようにする。
図４は、車両充電装置の各スイッチの動作を説明するための第１図である。図５は、図４に示すように、スイッチが動作する場合、車両充電装置のコイルから発生した磁場の一例を示す図であり、図６は、図４に示すように、スイッチが動作する場合、車両充電装置のコイルから発生した磁場の他の一例を示す図である。

【0055】

例えば、図４に示すように、第１スイッチ２３０は、第１コイル２２１の一端末と電気的に接続された第１切換部２３１と第２コイル２２３の一端末と電気的に接続された第２切換部２３３とを含む。また、第２スイッチ２４０は、第１コイル２２１の他端末と電気的に接続された第３切換部２４１と第２コイル２２３の他端末と電気的に接続された第４切換部２４３とを含む。
制御部２８３からコイル２２０の第１構造に関連した制御信号が第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０に入力されると、第１スイッチ２３０の第１切換部２３１及び第２切換部２３３は互いに電気的に接続され、これにより第１コイル２２１の一端末と第２コイル２２３の一端末とは電気的に接続される。また、第２スイッチ２４０の第３切換部２４１及び第４切換部２４３は互いに電気的に接続され、これにより第１コイル２２１の他端末と第２コイル２２３の他端末も電気的に接続される。

【0056】

この場合、第１コイル２２１及び第２コイル２２３は、第３コイル２２５及び第４コイル２２７と互いに電気的に接続されない。よって、図５及び図６に示すように、電流Ｉ１、Ｉ２が第３コイル２２５及び第４コイル２２７には流れず、第１コイル２２１及び第２コイル２２３だけに流れることになる。
これにより充電コイル２２０は、図５及び図６に示すように、円形構造の充電コイル２２０ａと同一となる。
電源印加部２８５に印加された電流Ｉ１、Ｉ２は交流電流であってもよい。よって、円形構造の充電コイル２２０ａでは互いに逆方向の電流Ｉ１、Ｉ２が電流Ｉ１、Ｉ２の大きさを変更しながら順に流れることになる。第１電流Ｉ１が流れる場合に円形構造の充電コイル２２０ａでは、図５に示すように、第１電流Ｉ１の変化に対応して第１方向の磁場Ｂ１１が生成される。第２電流Ｉ２が流れる場合に円形構造の充電コイル２２０ａでは、図６に示すように、第２電流Ｉ２の変化に対応して第１方向の逆方向である第２方向の磁場Ｂ１２が生成される。

【0057】

図７は、車両充電装置の各スイッチの動作を説明するための第２図であり、図８は、図７に示すようにスイッチが動作する場合に車両充電装置のコイルから発生する磁場の一例を示す図である。図９は、図７に示すようにスイッチが動作する場合に車両充電装置のコイルから発生する磁場の他の一例を示す図である。
もし、制御部２８３からコイル２２０の第２構造に関連した制御信号が第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０に伝達されると、第１スイッチ２３０の第１切換部２３１は、第３コイル２２５と電気的に接続され、これにより第１コイル２２１の一端末と第３コイル２２５の一端末とが電気的に接続される。第１スイッチ２３０の第２切換部２３３は、第４コイル２２７と電気的に接続され、第２コイル２２３の一端末と第４コイル２２７の一端末とが電気的に接続される。
また、第２スイッチ２４０の第３切換部２４１は、第４コイル２２７と電気的に接続されて第１コイル２２１の他端末と第４コイル２２７の他端末とが電気的に接続され、第４切換部２４３は、第３コイル２２５と電気的に接続されて第２コイル２２３の他端末が第３コイル２２５の他端末と電気的に接続される。

【0058】

したがって、第１コイル２２１、第２コイル２２３、第３コイル２２５及び第４コイル２２７は、全てが互いに電気的に接続され、電源印加部２８５から印加された電流が第１コイル２２１、第２コイル２２３、第３コイル２２５及び第４コイル２２７を全て経由して流れることになる。
この場合、充電コイル２２０は、図８及び図９に示すように、８字形構造の充電コイル２２０ｂと同一となる。
電源印加部２８５から印加された電流Ｉ１、Ｉ２は交流電流であってもよく、８字形構造の充電コイル２２０ｂには、互いに逆方向の電流Ｉ３、Ｉ４が大きさを変更しながら順に流れることになる。８字形構造の充電コイル２２０ｂは、２つの円形コイルが第１区域及び第２区域に並べて配置されたように磁場Ｂ２１ないしＢ２４を生成する。
第３電流Ｉ３が流れる場合、８字形構造の充電コイル２２０ｂの第１区域では、第１方向の磁場Ｂ２１が生成され、第２区域では、第１方向の逆方向である第２方向の磁場Ｂ２２が生成される。もし、第３電流Ｉ３と逆方向に第４電流Ｉ４が流れると、８字形構造の充電コイル２２０ｂの第１区域では、第３電流Ｉ３が流れる場合とは逆に第２方向の磁場Ｂ２３が生成されて第２区域では第１方向の磁場Ｂ２４が生成される。

【0059】

このように第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０の動作により充電コイル２２０は第１構造の充電コイル２２０ａを実現してもよく、また第２構造の充電コイル２２０ｂを実現してもよい。
したがって、信号誘導部１１０が特定の構造や形状のコイル、一例として円形構造のコイルや８字構造のコイルを有する場合でも、信号誘導部１１０の構造に対応して磁場発生部２１０のコイル構造２２０の形状を変更することで、磁場発生部２１０から発生した磁場によって信号誘導部１１０に適切な誘導電流が流れる。

【0060】

以上、第１スイッチ２３０が第１切換部２３１及び第２切換部２３３を含み、第２スイッチ２４０が第３切換部２４１及び第４切換部２４２を含む実施形態について説明したが、第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０の構造がこれに限定されない。第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は、それぞれ上述のように、それぞれのコイル（２２１ないし２２７）が接続されるように形成された回路構造を用いて実現してもよく、この場合にトランジスタなどの回路部品が用いられてもよい。また第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は、設計者の任意的選択によって互いに同じ構造を有していてもよく、又は互い異なった構造を有していてもよい。
図３ないし図９を参照しながら説明した磁場発生部２１０の構造及び構成は、信号誘導部１１０においても同一であるか、又は一部変形を介して適用することができる。
言い替えれば、信号誘導部１１０は、例えば図３に示すように、配置された複数のコイルと複数のスイッチを含むことができ、複数のコイルのそれぞれは複数のスイッチの動作により互いに接続されるか、又は互いに接続が遮断される。

【0061】

より具体的に、信号誘導部は、第１コイルと、一端末が第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が第１コイルの他端末と選択的に接続される第２コイルと、一端末が第１コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が第２コイルの他端末と選択的に接続される第３コイルと、一端末が前記第２コイルの一端末と選択的に接続され、他端末が前記第１コイルの他端末と選択的に接続される第４コイルと、第１コイルを第２コイル及び第３コイルのうちのいずれか１つと接続し、第２コイルを第１コイル及び第４コイルのうちのいずれか１つと接続する第１スイッチと、第１コイルを第２コイル及び第４コイルのうちのいずれか１つと接続し、第２コイルを第１コイル及び第３コイルのうちのいずれか１つと接続する第２スイッチとを含む。

【0062】

上述のように、第１スイッチ及び第２スイッチの動作により信号誘導部１１０は第１構造のコイル又は第２構造のコイルに切換られる。よって、磁場発生部２１０が可変不可能な構造のコイル、一例として第１構造のコイル及び第２構造のコイルのうちのいずれか１つで実現された場合でも、信号誘導部１１０の第１スイッチ及び第２スイッチを動作させるか、又は維持させることで、信号誘導部１１０のコイル構造が磁場発生部２１０のコイル構造と同一であるか、又は対応することができる。これにより車両１００のバッテリ１３０は適切に充電可能となる。

【0063】

以下、車両１００の信号誘導部１１０の構造による磁場発生部２１０の具体的な動作について説明する。
図１０は、車両に設けられた信号誘導部の一実施形態を示す図であり、図１１は、図１０に示した実施形態によって車両に設けられた信号誘導部と車両充電装置との間の磁場の一例を示す図である。
図１０に示すように、車両１００の底面には信号誘導部１１０が設けられる。車両１００がセダンのような乗用車である場合は、信号誘導部１１０が１つだけ車両１００の底面に設けられる。車両１００がトラックやバスのように大型車両である場合は、車両１００の底面には複数の信号誘導部１１０が設けられる。
車両１００の底面に設けられた信号誘導部１１０が円形構造のコイル１１１の場合、第１スイッチ２３０及び第２スイッチ２４０は、制御信号によって第１コイル２２１の両端末と第２コイル２２３の対応される両端末を互いに接続して磁場発生部２１０のコイルを、図５に示すように、第１構造、すなわち円形構造のコイル２２０ａに変換させる。

【0064】

この場合、信号誘導部１１０が円形構造のコイル１１１であるか否かは、ユーザがユーザインタフェースを介して入力した情報に基づいて判断してもよく、標準や地域情報を参照して判断してもよく、また信号誘導部１１０の誘導電流及び／又は誘導起電力の大きさに基づいて判断してもよい。信号誘導部１１０が円形構造のコイル１１１であるか否かは、車両制御部１５０及び充電管理部２８０の制御部２８３のうちの少なくとも１つによって実行可能である。
磁場発生部２１０が円形構造のコイル２２０ａに変換されると、図１１に示すように、磁場発生部２１０のコイル構造が信号誘導部１１０のコイル構造と同一となる。
電流が印加されると、磁場発生部２１０の円形構造のコイル２２０ａの内側と外側には磁場Ｂ１、Ｂ２が生成される。内側と外側に生成された磁場Ｂ１、Ｂ２は互いに逆方向を向かくようになる。生成された磁場Ｂ１、Ｂ２は、電流の印加方向によって略円形構造のコイル１１１が配置された方向を向くか又は略円形構造のコイル１１１が配置された方向と逆方向を向く。

【0065】

磁場Ｂ１、Ｂ２の生成により信号誘導部１１０の円形構造のコイル１１１には誘導電流が流れることになる。上述のように、磁場発生部２１０のコイル構造と信号誘導部１１０のコイル構造が互いに同一なので、信号誘導部１１０の円形構造のコイル１１１には、発生した磁場Ｂ１、Ｂ２に対応して相対的に適正な大きさの誘導電流及び誘導電圧が誘導される。
これにより、信号誘導部１１０と電気的に接続されたバッテリ１３０は、より迅速かつ安定的に充電することができる。
図１２は、車両に設けられた信号誘導部の他の実施形態を示す図であり、図１３は、図１２に示した実施形態によって車両に設けられた信号誘導部と車両充電装置との間の磁場の一例を示す図である。
図１２に示すように、車両１００の底面には８字形構造のコイルを含む少なくとも１つの信号誘導部１１０が設けられる。８字形構造のコイルは、２つの円形コイル１１３、１１５を並べて配置することで、実現してもよい。信号誘導部１１０は、車両１００の大きさによって複数個が車両１００の底面に設けられてもよい。

【0066】

このように車両１００の底面に設けられた信号誘導部１１０が８字形構造のコイル１１１である場合、第１スイッチ２３０は、制御信号によって第１コイル２２１の一端末と第３コイル２２５の一端末とを接続し、第２コイル２２３の一端末と第４コイル２２７の一端末とを接続する。第２スイッチ２４０は、第１コイル２２１の他端末と第４コイル２２７の他端末とを接続し、第２コイル２２３の他端末と第３コイル２２５の他端末とを接続する。これにより磁場発生部２１０のコイルは、図８及び図９に示すように、第２構造のコイル、すなわち８字形構造のコイル２２０ｂに変換される。
磁場発生部２１０が８字形構造のコイル２２０ｂに変換されると、図１３に示すように、磁場発生部２１０のコイル構造が信号誘導部１１０のコイル構造と同一となる。

【0067】

磁場発生部２１０に電流が印加されると、磁場発生部２１０の第１区域及び第２区域には互いに逆方向の磁場Ｂ３、Ｂ４がそれぞれ生成され、逆方向の磁場Ｂ３、Ｂ４によって信号誘導部１１０のそれぞれの円形コイル１１３、１１５には誘導電流が流れる。上述のように、磁場発生部２１０のコイル構造と信号誘導部１１０のコイル構造が互いに同一なので、信号誘導部１１０のそれぞれの円形コイル１１３、１１５には相対的に適正な大きさの誘導電流及び誘導電圧が誘導され、バッテリ１３０の迅速かつ安定した充電を可能とする。
図１０ないし図１３において、車両１００の信号誘導部１１０の構造による磁場発生部２１０の可変する一例を説明したが、これは磁場発生部２１０の構造による信号誘導部１１０が可変する場合にも、同一、又は一部変形を有して応用可能である。

【0068】

次に、図１４及び図１５を参照しながら車両充電方法の多様な実施形態について説明する。以下、車両充電方法の多様な実施形態のうちの信号誘導部のコイル構造が固定的であって、磁場生成部のコイル構造が可変的である場合における車両充電方法の多様な実施形態について説明する。しかし、車両充電方法は、後述の実施形態に限定されない。後述の車両充電方法は、信号誘導部のコイル構造が可変的であって、磁場生成部のコイル構造が固定的である場合でも同一、又は一部変形を有して応用可能である。
図１４は、車両充電方法の一実施形態を示す図である。
図１４における車両充電方法の一実施形態によれば、まず信号誘導部が設けられた車両が充電区域に移動して充電区域に停車又は駐車する（１０００）。この場合、車両の信号誘導部と車両充電装置の磁場発生部は、互いに対向するように隣接して配置される。一方、車両充電装置の磁場発生部のコイルは、予め第１構造、一例として円形構造、又は第２構造、一例として８字形構造に設定されてもよい。

【0069】

車両が充電区域に駐車又は停車すると、ユーザの操作又は予め定義された設定に基づいて車両の信号誘導部のコイル構造が判断される（１００１）。車両のコイル構造の判断は、ユーザが入力した車両のコイル構造に関する情報に基づいて実行されてもよく、予め定義された標準や地域情報のように、予め定義された設定に基づいて実行されてもよい。車両のコイル構造の判断は、車両及び車両充電装置のうちの少なくとも１つによって実行可能である。
車両の信号誘導部のコイル構造が第１構造の場合であれば（１０１０の「はい」）、磁場生成部の第１スイッチ及び第２スイッチがそれぞれに接続された第１コイルと第２コイルとを互いに接続してコイルを第１構造、すなわち円形構造に変換する（１０１１）。磁場生成部のコイル構造が第１構造に設定されている場合であれば、第１スイッチ及び第２スイッチは別途の動作を行わず、磁場生成部のコイル構造は第１構造で維持される。
信号誘導部のコイル構造が第２構造であれば（１０１０の「いいえ」、１０２０の「はい」）、第１スイッチが動作して第１コイルの一端末と第３コイルの一端末を接続し、第２コイルの一端末と第４コイルの一端末とを接続する。また第２スイッチが動作して第１コイルの他端末と第４コイルの他端末とを接続し、第２コイルの他端末と第３コイルの他端末とを接続する（１０２１）。
これにより磁場生成部のコイル構造が第２構造、すなわち８字形構造に設定される。

【0070】

磁場生成部のコイル構造が車両の信号誘導部のコイル構造と互いに同一であるか、又は対応する場合、言い替えれば、磁場生成部のコイル構造と車両の信号誘導部のコイル構造が同様に第１構造であるか、又は第２構造であれば、磁場生成部には電流が印加され、信号誘導部には誘導起電力による誘導電流が流れて車両のバッテリに対する充電が開始される（１０３０）。
バッテリの充電は、バッテリの充電が完了するか（１０３１）、ユーザがバッテリの充電中断命令を車両充電装置に設けられたユーザインタフェースを介して入力するか、又は車両が充電区域から離脱した場合に終了する。
バッテリの充電が終了すると（１０３１の「はい」）、磁場生成部に対する電流印加も終了する（１０３２）。

【0071】

一方、一実施形態によれば、車両のコイル構造が第１構造でもなく、第２構造でもなければ（１０２０の「いいえ」）、車両充電装置のユーザインタフェースはエラー信号を視覚的又は聴覚的に表示してもよい（１０２２）。

【0072】

図１５は、車両充電方法の他の実施形態を示す図である。
図１５に示した車両充電方法によれば、まず信号誘導部が設けられた車両が充電区域に移動して充電区域で停車又は駐車する（１０４０）。この場合、車両の信号誘導部と車両充電装置の磁場発生部とが互いに隣接するように配置される。
車両が充電区域に停車又は駐車すると、磁場発生部の充電コイルに設けられた第１スイッチ及び第２スイッチは、それぞれに接続された第１コイルと第２コイルを互いに接続し、充電コイルが第１構造、すなわち円形構造を有する（１０４１）。実施形態によって、第１スイッチは、第１コイルの一端末と第３コイルの一端末とを接続して第２コイルの一端末と第４コイルの一端末とを接続し、第２スイッチは第１コイルの他端末と第４コイルの他端末とを接続して第２コイルの他端末と第３コイルの他端末とを接続し、充電コイルが第２構造、すなわち８字形構造を有するようにしてもよい。
車両充電装置に設けられた磁場発生部の充電コイルが第１構造に設定されるか、又は第２構造に設定されると、充電コイルには電流が印加される（１０４２）。

【0073】

充電コイルに電流が印加された後、電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧のうちの少なくとも１つが測定される（１０４３）。
電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧が予め定義された基準値を超えた場合（１０４３の「はい」）、充電が適切に実行されているものと判断する。言い替えれば、磁場発生部の充電コイル構造と信号誘導部のコイル構造が互いに同一であるか、又は対応されるものと判断する。このような判断は、車両及び車両充電装置のうちの少なくとも１つによって実行可能である。これにより第１スイッチ及び第２スイッチに対する制御信号は生成せず、電流印加が維持される（１０４４）。
電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧が予め定義された基準値に達していない場合（１０４３の「いいえ」）、磁場発生部の充電コイル構造が変更される（１０５０）。

【0074】

例えば、磁場発生部の充電コイルが第１構造に設定された場合であれば、第１スイッチ及び第２スイッチが動作して磁場発生部の充電コイルが第２構造に切換られる。この場合、車両や車両充電装置に設けられた制御部の制御により、第１スイッチは第１コイルの一端末と第３コイルの一端末を接続して第２コイルの一端末と第４コイルの一端末とを接続し、第２スイッチは第１コイルの他端末と第４コイルの他端末とを接続して第２コイルの他端末と第３コイルの他端末とを接続し、充電コイルが第２構造に変換される。
磁場発生部の充電コイルが第２構造に設定された場合は、第１スイッチ及び第２スイッチが動作して磁場発生部の充電コイルが第１構造に切換られる。
この場合、車両や車両充電装置に設けられた制御部の制御により、第１スイッチは、第１コイルの一端末と第２コイルの一端末とを接続し、第１コイルの他端末と第２コイルの他端末とを接続して充電コイルが第１構造に変換されるようにする。

【0075】

磁場発生部の充電コイル構造が変更されると、電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧を予め定義された基準値と再び比較する（１０５１）。
電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧が予め定義された基準値を超えると（１０５１の「はい」）、磁場発生部に電流を印加し、これにより車両のバッテリに対する充電が開始される（１０５２）。
実施形態によって、磁場発生部の充電コイル構造が変更されたにもかかわらず、電流誘導部の誘導電流、誘導起電力及びバッテリの充電電圧が予め定義された基準値より小さければ（１０５１の「いいえ」）、車両充電装置のユーザインタフェースは、エラー信号を視覚的又は聴覚的に出力してユーザにエラーが発生したことを知らせることができる（１０５３）。
上述のように、バッテリの充電は、バッテリの充電が完了するか（１０４５）、ユーザがバッテリの充電中断命令を車両充電装置に入力するか、又は車両が充電区域から離脱した場合のように、予め設定された状況が発生した場合に終了する。
バッテリの充電が終了すると（１０４５の「はい」）、磁場生成部に対する電流印加は終了する（１０４６）。

【符号の説明】

【0076】

１ 車両充電システム
１００ 車両
１１０ 信号誘導部
１２０ 保存部
１３０ バッテリ
１５０ 車両制御部
１５１ 測定部
１７０ 通信部
２００ 車両充電装置
２１０ 磁場発生部
２２０ 充電コイル
２３０ 第１スイッチ
２４０ 第２スイッチ
２８０ 充電管理部
２８１ 通信部
２８３ 制御部
２８５ 電源印加部
２８７ 保存部
２９０ 充電区域

【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13】

【図14】

【図15】