特開 2024-104987 充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104987

(43)【公開日】2024-08-06

(54)【発明の名称】充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20240730BHJP

   B60L 53/36 20190101ALI20240730BHJP

   B60L 53/37 20190101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

H02J7/00 301B

B60L53/36

B60L53/37

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023009466

(22)【出願日】2023-01-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102141

【弁理士】

【氏名又は名称】的場 基憲

(74)【代理人】

【識別番号】100137316

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 宏

(72)【発明者】

【氏名】堀 貴之

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA03

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC24

5H125BE02

5H125DD03

5H125EE61

(57)【要約】

【課題】電動車両の充電ポートと充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法を提供する。
【解決手段】充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法は、電動車両の充電ポートと充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法であって、位置合わせ工程と、位置合わせ工程の後に実行される接続工程を含む。位置合わせ工程においては、充電ポート及び充電コネクタを撮像する撮像装置からの位置合わせ用信号に基づいて、電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポートの位置を充電コネクタとの接続が可能な位置に合わせる。接続工程においては、撮像装置からの接続用信号に基づいて、電動車両が自動姿勢調整をするか又は充電コネクタが自動位置調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとを接続する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両の蓄電装置の充電ポートと前記蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法であって、
前記充電ポート及び前記充電コネクタを撮像する撮像装置からの位置合わせ用信号に基づいて、前記電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって前記充電ポートの位置を前記充電コネクタとの接続が可能な位置に合わせる位置合わせ工程と、
前記位置合わせ工程の後に実行され、前記撮像装置からの接続用信号に基づいて、前記電動車両が自動姿勢調整をするか又は前記充電コネクタが自動位置調整をすることによって前記充電ポートと前記充電コネクタとを接続する接続工程を含む
ことを特徴とする充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法。

【請求項2】

前記位置合わせ工程において、前記電動車両の自動位置・姿勢調整が、前記電動車両の自動駐車システムによる自動位置調整と、前記自動位置調整の後に実行される前記電動車両の四輪独立エアサスペンションによる自動姿勢調整を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法。

【請求項3】

前記接続工程において、前記充電コネクタの自動位置調整が、前記充電コネクタの自動直動による自動位置調整を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法。

【請求項4】

前記接続工程において、前記電動車両の自動姿勢調整が、前記電動車両の四輪独立エアサスペンションによる自動姿勢調整を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法。

【請求項5】

前記撮像装置が、前記充電器に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両と充電器との自動接続方法。

【請求項6】

前記接続工程の後に実行され、前記撮像装置からの充電用信号に基づいて、前記充電器が前記蓄電装置に充電する充電工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法に係り、さらに詳細には、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ユーザの違和感を抑制しつつ外部充電を円滑に行うことができる電動車両を開示している。この電動車両は、車両外部に設けられた外部電源から充電ケーブルを介して供給される電力による充電が可能な電動車両であって、蓄電装置と、充電インレットと、充電リッドと、充電リッドの制御装置を備える。この充電リッドの制御装置は、電動車両が外部電源から所定の範囲内に駐車した場合に、蓄電装置のＳＯＣが基準値を下回っているときには、充電リッドを開放する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１４６４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたような電動車両は、上述した所定の条件において充電リッドを自動で開放するだけであり、その後の充電インレットと充電ケーブルとの接続はユーザ自身が行わなければならない。

【0005】

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、所定の撮像装置からの所定の信号に基づいて、電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポートの位置を充電コネクタとの接続が可能な位置に合わせる位置合わせをし、電動車両が自動姿勢調整をするか又は充電コネクタが自動位置調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとを接続することにより、前記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0007】

すなわち、本発明の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法は、電動車両の蓄電装置の充電ポートと蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法である。
この充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法は、位置合わせ工程と、位置合わせ工程の後に実行される接続工程を含む。
位置合わせ工程においては、充電ポート及び充電コネクタを撮像する撮像装置からの位置合わせ用信号に基づいて、電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポートの位置を充電コネクタとの接続が可能な位置に合わせる。
接続工程においては、充電ポート及び充電コネクタを撮像する撮像装置からの接続用信号に基づいて、電動車両が自動姿勢調整をするか又は充電コネクタが自動位置調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとを接続する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、上述の撮像装置からの上述の信号に基づいて、電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポートの位置を充電コネクタとの接続が可能な位置に合わせる位置合わせをし、電動車両が自動姿勢調整をするか又は充電コネクタが自動位置調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとを接続することとしたため、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続する充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法の第１実施形態を実行可能な電動車両と充電器の構成を示す説明図である。

【図2】第１実施形態の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法の接続工程を示す説明図である。

【図3】第２実施形態の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法の接続工程を示す説明図である。

【図4】第１実施形態の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法の一例を示すフロー図である。

【図5】充電ポートと充電コネクタとの自動接続解除方法の一例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、図中の矢印Ｘは車両の前後方向を示し、矢印Ｙは車両の左右方向を示し、矢印Ｚは車両の上下方向を示す。さらに、図中矢印α、βγは、それぞれ矢印Ｘ、Ｙ、Ｚ回りの回転方向を示す。

【0011】

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態においては、電動車両１０は、充電ポート１３を有する二次電池などの蓄電装置１１を備えている。なお、充電ポート１３には、開放又は閉鎖可能な充電リッド１９が設けられている。また、図１中において、点線で示された電動車両１０のように電動車両１０が登録されている充電器２０の周辺にあるときには充電リッド１９が閉鎖されており、実線で示された電動車両１０のように電動車両１０が登録されている充電器２０の近傍にあるときには充電リッド１９が開放されている。また、電動車両１０と充電器２０とは無線通信などによって繋がれている。さらに、電動車両１０は、四輪独立エアサスペンション１５と、カメラなどの撮像装置１７を備えている。

【0012】

また、充電器２０は、充電コネクタ２１と、カメラなどの撮像装置２３を備えている。

【0013】

そして、電動車両１０が充電器２０の周辺にあるとき、充電ポート１３と充電コネクタ２１の双方を撮像することができる撮像装置２３からの位置合わせ用信号に基づいて、電動車両１０が自動駐車システムを利用した充電用自動駐車を実行することにより矢印Ａで示すように電動車両１０の位置が充電器２０の近傍に寄せられることにより、充電ポート１３の位置が充電コネクタ２１との接続が可能な位置に合わせられる。

【0014】

さらに、図２に示すように、位置合わせされた後に、撮像装置２３からの接続用信号に基づいて、充電コネクタ２１が矢印Ｂで示すように自動直動を実行することにより、充電ポート１３と充電コネクタ２１とが接続する。

【0015】

なお、矢印Ｘ方向の車両の調整は車両の前進後退、矢印Ｚ方向の車両の調整はエアサスペンションによる前後高さ、矢印Ｙ方向の充電器の調整は充電コネクタの前進後退で行うことができる。また、矢印Ｘ回りの回転方向の車両の調整はエアサスペンションによる左右の差、矢印Ｙ回りの回転方向の車両の調整はエアサスペンションによる前後の差、矢印Ｚ回りの回転方向の車両の調整は操舵で行うことができる。

【0016】

次に、本実施形態の利点について説明する。本実施形態によれば、撮像装置２３からの位置合わせ用信号に基づいて、電動車両１０が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポート１３の位置を充電コネクタ２１との接続が可能な位置に合わせる位置合わせをし、撮像装置２３からの接続用信号に基づいて、充電コネクタ２１が自動位置調整をすることによって充電ポート１３と充電コネクタ２１とを接続することとしたため、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続することができる。これにより、ユーザが充電コネクタを充電ポートに接続する作業から解放される。

【0017】

また、本実施形態によれば、接続工程において、充電コネクタの自動位置調整が、充電コネクタの自動直動による自動位置調整を含むので、上述の利点に加えて、充電ポート１３と充電コネクタ２１とが一直線上にあり、双方が所定の距離にあれば、充電ポート１３と充電コネクタ２１とを接続することができるという利点がある。また、電動車両の左方と右方において、エアサスペンションなどにより高低差を作ることができない場合においても、充電ポート１３と充電コネクタ２１とを接続することができるという利点がある。

【0018】

また、本実施形態によれば、固定された充電器２０に撮像装置２３が設けられているので、上述の利点に加えて、電動車両１０に撮像装置を設けた場合と異なり、視点を調整する必要がなく、撮像装置として簡素なものを用いることができるという利点がある。

【0019】

（第２実施形態）
図１に示すように、本実施形態においては、電動車両１０が充電器２０の周辺にあるとき、充電ポート１３と充電コネクタ２１の双方を撮像することができる撮像装置２３からの位置合わせ用信号に基づいて、電動車両１０が自動駐車システムを利用した充電用自動駐車を実行することにより矢印Ａで示すように電動車両１０の位置が充電器２０の近傍に寄せられ、次いで、電動車両１０が四輪独立エアサスペンション１５によって自動姿勢調整されることにより、充電ポート１３の位置が充電コネクタ２１との接続が可能な位置に合わせられる。

【0020】

さらに、図３に示すように、位置合わせされた後に、撮像装置２３からの接続用信号に基づいて、電動車両１０が四輪独立エアサスペンション１５によって矢印Ｃで示すように自動姿勢調整されることにより、アライメント機構２５を備えた充電器２０の充電コネクタ２１と充電ポート１３とが接続する。また、多少の振動はあっても、充電コネクタ２１と充電ポート１３との嵌合は外れないため、嵌合検知が完了したときに、自動姿勢調整を終了してもよい。

【0021】

なお、矢印Ｘ方向の車両の調整は車両の前進後退、矢印Ｚ方向の車両の調整はエアサスペンションによる前後高さ、矢印Ｙ方向の車両の調整はエアサスペンションによる左右の差（矢印α方向の調整と同時）で行うことができる。なお、矢印Ｙ方向の車両の調整においては、充電器の調整のためにバネなどを利用したアライメント機構が必要となる。また、矢印Ｘ回りの回転方向の車両の調整はエアサスペンションによる左右の差（矢印γ方向の調整と同時）で行うことができる。なお、矢印α方向の車両の調整においては、充電器の調整のためにバネなどを利用したアライメント機構が必要となる。また、矢印Ｙ回りの回転方向の車両の調整はエアサスペンションによる前後の差、矢印Ｚ回りの回転方向の車両の調整は操舵で行うことができる。

【0022】

次に、本実施形態の利点について説明する。本実施形態によれば、位置合わせ工程において、電動車両１０の自動位置・姿勢調整が、電動車両１０の自動駐車システムによる自動位置調整と、自動位置調整の後に実行される電動車両１０の四輪独立エアサスペンション１５による自動姿勢調整を含み、接続工程において、電動車両１０の自動姿勢調整が、電動車両１０の四輪独立エアサスペンション１５による自動姿勢調整を含むので、第１実施形態の利点に加えて、電動車両の左方（右方）の四輪独立エアサスペンションの高低差の制御により、電動車両をロールさせることによって、充電ポート１３と充電コネクタ２１とを接続することができる。また、嵌合した後であれば、多少の姿勢変化でも充電コネクタと充電ポートとの嵌合が外れにくいので、嵌合検知が完了したとき、自動姿勢調整を終了することで、自動姿勢調整に使用する電気量を低減し、電動車両の航続距離を延ばすことができるという利点がある。

【0023】

次に、本実施形態の充電ポートと充電コネクタとの自動接続方法の一例について説明する。図４に示すように、処理１（図４中においてＳ１と記載する。以下同様。）において、電動車両が、電動車両の自車位置が登録されている充電器の周辺であるかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ２に進み、ＮＯの場合はリターンに進む。

【0024】

Ｓ２において、電動車両が、充電器が利用可能であるかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ３に進み、ＮＯの場合はリターンに進む。

【0025】

Ｓ３において、電動車両が、電動車両の自車位置が充電用自動駐車を実行できる位置であるかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ４に進み、ＮＯの場合はリターンに進む。

【0026】

Ｓ４において、ユーザ又は電動車両が、自動充電接続を実行するかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ５に進み、ＮＯの場合はリターンに進む。

【0027】

Ｓ５において、電動車両が、電動車両の自車位置が充電用自動駐車を実行できる位置であるかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ６に進み、ＮＯの場合はＳ１１に進む。Ｓ１１において、”自車位置が不適切であるため、自動充電接続を実行できません。”とのアラートを出して、リターンに進む。

【0028】

Ｓ６において、電動車両が、充電用自動駐車を実行し、Ｓ７に進む。

【0029】

Ｓ７において、電動車両が、充電リッドを開放し、Ｓ８に進む。

【0030】

Ｓ８において、電動車両が、電動車両の四輪独立エアサスペンションによる自動姿勢調整を実行し、Ｓ９に進む。

【0031】

Ｓ９において、電動車両が、充電器接続を完了し、Ｓ１０に進む。

【0032】

Ｓ１０において、充電器が、充電を開始する。

【0033】

さらに、本実施形態において、接続工程の後に実行され、撮像装置からの充電用信号に基づいて、充電器が蓄電装置に充電する充電工程を更に含むようにすると、上述した利点に加えて、接続が正常であるかを撮像装置で判断した後に、充電を行うことができる。

【0034】

次に、充電ポートと充電コネクタとの自動接続解除方法の一例について説明する。図５に示すように、Ｓ２１において、充電を終了するかを判断する。ＹＥＳの場合はＳ２２に進み、ＮＯの場合はリターンに進む。

【0035】

Ｓ２２において、電動車両が、電動車両の四輪独立エアサスペンションによる自動姿勢調整を実行し、Ｓ２３に進む。

【0036】

Ｓ２３において、電動車両が、充電リッドを閉鎖し、Ｓ２４に進む。

【0037】

Ｓ２４において、電動車両が、充電器の接続解除を完了し、Ｓ２５に進む。

【0038】

Ｓ２５において、電動車両が、”発車準備が完了しました。走行を開始してください。”とのアラートを出して、リターンに進む。

【0039】

さらに、上述した実施形態において、充電工程の後に実行され、撮像装置の接続解除用信号に基づいて充電ポートと充電コネクタとの接続を解除する接続解除工程を更に含むようにすると、上述した利点に加えて、充電を終了した後に、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続解除することができる。これにより、ユーザが充電コネクタを充電ポートから接続解除する作業から解放される。

【0040】

以上、本発明を若干の実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【0041】

本発明においては、電動車両の蓄電装置の充電ポートと電動車両の蓄電装置に充電するための充電器の充電コネクタとを自動的に接続すべく、上述の撮像装置からの上述の信号に基づいて、電動車両が自動位置・姿勢調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとの位置合わせをし、電動車両が自動姿勢調整をするか又は充電コネクタが自動位置調整をすることによって充電ポートと充電コネクタとを接続することを骨子とする。

【0042】

従って、例えば、上述実施形態においては充電器２０に設けられた撮像装置２３を利用する場合を例示して説明したが、電動車両１０に設けられた撮像装置１７を利用することもできる。

【0043】

また、例えば、上述した電動車両の自動位置・姿勢調整中や電動車両の自動位置・姿勢調整をした後、撮像装置からの信号に基づいて、電動車両の自動駐車の実行による車両の位置調整を実行してもよい。

【0044】

さらに、例えば、上述した構成要素は、各実施形態に示した構成に限定されるものではなく、電動車両、充電器の仕様の細部を変更することが可能である。

【符号の説明】

【0045】

１０ 電動車両
１１ 蓄電装置
１３ 充電ポート
１５ 四輪独立エアサスペンション
１７ 撮像装置
１９ 充電リッド
２０ 充電器
２１ 充電コネクタ
２３ 撮像装置
２５ アライメント機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】