特表 2023-519111 充電インフラを制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-10

(54)【発明の名称】充電インフラを制御する方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230428BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20230428BHJP

   B25J 17/02 20060101ALI20230428BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20230428BHJP

   B60L 53/35 20190101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301A

B25J19/06

B25J17/02 G

H02J7/00 P

B60L53/14

B60L53/35

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2022549843

(86)(22)【出願日】2021-02-19

(85)【翻訳文提出日】2022-10-14

(86)【国際出願番号】 NL2021050115

(87)【国際公開番号】W WO2021167462

(87)【国際公開日】2021-08-26

(31)【優先権主張番号】2024952

(32)【優先日】2020-02-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NL

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521468682

【氏名又は名称】ロクシス ビー．ヴイ．

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＣＳＹＳ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｄｅｌｆｔｗｅｇ ６５，２２８９ ＢＡ Ｒｉｊｓｗｉｊｋ，ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(72)【発明者】

【氏名】ファン デア ヴェイデ，ヨハネス オーステン

(72)【発明者】

【氏名】ファン ドゥールツェン，カンター

(72)【発明者】

【氏名】バウマン，クレイン

【テーマコード（参考）】

3C707

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

3C707BS10

3C707DS01

3C707HS27

3C707HT11

3C707KS36

3C707KT03

3C707KT05

3C707MS14

3C707MS15

3C707MS27

3C707MS28

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503FA01

5G503FA06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC24

5H125DD02

5H125FF14

(57)【要約】

本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを制御する方法に関し、充電ステーションは、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、ロボットは、主基部、ならびに運動学的に、主基部とロボット側充電インタフェースとの間でコンプライアンスを実現するよう配置された、コンプライアンス組立体を備え、この方法は、順番に、ロボット側充電インタフェースが初期接続位置へ移動する、位置決め段階と、ロボット側充電インタフェースが、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立する、接続段階とを含み、位置決め段階において、コンプライアンスの値が位置決め介入値と比較され、コンプライアンスの値が位置決め介入値を超えると、位置決め命令が変更され、接続段階において、コンプライアンスの値が接続介入値と比較され、コンプライアンスの値が接続介入値を超えると、接続命令が変更され、位置決め介入値は、接続介入値とは異なる。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを制御する方法であって、前記充電ステーションが、前記車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、前記ロボットが、主基部、ならびに前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記ロボット側充電インタフェースを、前記主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、前記変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記ロボットが、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間のアクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、前記コンプライアンス組立体が、主フレームと前記ロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、前記方法が、順番に、前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両が前記充電ステーションに出入りできる、引戻し位置から、前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両側充電インタフェースの前に、好ましくは前記車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、前記ロボット側充電インタフェースが、前記初期接続位置から、前記車両側充電インタフェースとの充電接続を確立する、接続段階、前記車両が、前記ロボット側充電インタフェースを介して、充電電流によって充電される、充電段階、および前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両側充電インタフェースから外れ、前記引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階を含み、前記位置決め段階において、前記アクチュエータが、位置決め命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、コンプライアンスの値が位置決め介入値と比較され、前記コンプライアンスの値が前記位置決め介入値を超えると、前記位置決め命令が変更され、前記接続段階において、前記アクチュエータが、接続命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、前記コンプライアンスの値が接続介入値と比較され、前記コンプライアンスの値が前記接続介入値を超えると、前記接続命令が変更され、前記位置決め介入値が、前記接続介入値とは異なり、前記位置決め介入値が、前記接続介入値よりも小さい、方法。

【請求項2】

前記位置決め介入値が、前記接続介入値の５０％より小さい、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記位置決め介入値が、前記接続介入値の２５％より小さい、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記コンプライアンスの値が、前記位置決め介入値を超えると、前記アクチュエータの作動を停止するように、前記位置決め命令が変更される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記コンプライアンスの値が前記位置決め介入値を超えると、前記位置決め命令が打ち切られ、前記ロボット側充電インタフェースを前記引戻し位置に向かって引き戻すために、前記アクチュエータが、引戻し命令に従って給電される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記コンプライアンスの値が、前記接続介入値を超えると、前記アクチュエータの作動を停止するように、前記接続命令が変更される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記コンプライアンスの値が前記接続介入値を超えると、前記接続命令が打ち切られ、前記ロボット側充電インタフェースを前記引戻し位置に向かって、または前記初期接続位置へ引き戻すために、前記アクチュエータが、引戻し命令に従って給電される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記充電段階において、前記アクチュエータが、充電命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、前記充電命令が、前記コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にもってくるよう規定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記充電段階において、前記アクチュエータが、前記充電段階の開始時に、前記充電命令に従って給電され、好ましくは、前記充電段階の残りの期間、前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値と、前記の、より低い第２の充電介入値との間にある場合、前記アクチュエータがアイドリング状態である、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値を超えるか、または前記第２の充電介入値を下回ると、前記コンプライアンスの値を、前記第１の充電介入値と前記第２の充電介入値との間にもってくるために、前記充電命令に従って、前記アクチュエータが給電される、請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記位置決め段階、前記接続段階、および前記充電段階において、介入命令に従って、前記アクチュエータに給電することができ、前記コンプライアンスの値が監視され、前記コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、前記警告介入値を超えると、
－ 前記ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、前記車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ 前記ロボット側充電インタフェースを、前記車両側充電インタフェースから引き戻すこと
を含む群から選択される介入命令が開始される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

－ 前記位置決め段階において、前記警告介入値が前記位置決め介入値よりも高く、
－ 前記接続段階において、前記警告介入値が前記接続介入値よりも高く、ならびに／または
－ 前記充電段階において、前記警告介入値が、前記第１の充電介入値より高いか、もしくは第２の充電介入値より低い、または前記警告介入値が、前記第１の充電介入値よりも高い第１の警告介入値、および前記第２の充電介入値よりも低い第２の警告介入値を有する、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記位置決め段階が、前記車両側充電インタフェースの位置を判断するステップと、累積システム誤差を、前記車両側充電インタフェースの前記判断された位置に加算するか、または減算することによって、前記初期接続位置を判断するステップとを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラであって、前記充電ステーションが、前記車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、前記ロボットが、主基部、ならびに前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記ロボット側充電インタフェースを、前記主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、前記変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記ロボットが、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間の、アクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、前記コンプライアンス組立体が、主フレームと前記ロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、前記充電インフラが、少なくとも前記ロボットに動作可能に接続され、請求項１から１３のいずれか一項に記載の前記方法を実行するよう構成されている、コントローラをさらに備える、充電インフラ。

【請求項15】

前記コントローラが、電子コントローラであって、具体的には、前記コンプライアンスのストロークから、かつ／またはより具体的には、前記適用される個々の、または連結されたコンプライアンス組立体の、１つの方向（Ｌ）の前記コンプライアンスのストロークから、前記ロボット側充電インタフェースに作用する合力および／または合モーメントを判断するよう構成された、請求項１４に記載の充電インフラ。

【請求項16】

キャリアと充電インタフェースとの間の、６自由度のコンプライアンスのデータを取得または導出するセンサ、具体的には、前記コンプライアンスのストロークに対する距離センサ、および／または具体的には、力もしくは圧力センサを備える、請求項１４または１５に記載の充電インフラ。

【請求項17】

具体的には端部止めの当接を検出するよう配置および構成された、かつ／または特定の極端な状況で、最終的に主制御システムに介入するか、もしくは無効にするための、冗長制御システムの一部として機能するよう配置および構成されたスイッチ、具体的には端部スイッチを備える、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の充電インフラ。

【請求項18】

車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを制御する方法であって、前記充電ステーションが、前記車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、前記ロボットが、主基部、ならびに前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記ロボット側充電インタフェースを、前記主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、前記変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記ロボットが、前記主基部と前記ロボット側充電インタフェースとの間のアクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、前記コンプライアンス組立体が、主フレームと前記ロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、前記方法が、順番に、前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両が前記充電ステーションに出入りできる、引戻し位置から、前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両側充電インタフェースの前に、好ましくは前記車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、前記ロボット側充電インタフェースが、前記初期接続位置から、前記車両側充電インタフェースとの充電接続を確立する、接続段階、前記車両が、前記ロボット側充電インタフェースを介して、充電電流によって充電される、充電段階、および前記ロボット側充電インタフェースが、前記車両側充電インタフェースから外れ、前記引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階を含み、前記充電段階において、前記アクチュエータが、充電命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、前記充電命令が、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にもってくるよう規定する、方法。

【請求項19】

前記充電段階において、前記アクチュエータが、前記充電段階の開始時に、前記充電命令に従って給電され、好ましくは、前記充電段階の残りの期間、前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値と、前記の、より低い第２の充電介入値との間にある場合、前記アクチュエータがアイドリング状態である、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値を超えるか、または前記第２の充電介入値を下回ると、前記コンプライアンスの値を、前記第１の充電介入値と前記第２の充電介入値との間にもってくるために、前記充電命令に従って、前記アクチュエータが給電される、請求項１８または１９に記載の方法。

【請求項21】

前記位置決め段階、前記接続段階、および前記充電段階において、介入命令に従って、前記アクチュエータに給電することができ、前記コンプライアンスの値が監視され、前記コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、前記警告介入値を超えると、
－ 前記ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、前記車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ 前記ロボット側充電インタフェースを、前記車両側充電インタフェースから引き戻すこと
を含む群から選択される介入命令が開始される、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

－ 前記位置決め段階において、前記警告介入値が前記位置決め介入値よりも高く、
－ 前記接続段階において、前記警告介入値が前記接続介入値よりも高く、ならびに／または
－ 前記充電段階において、前記警告介入値が、前記第１の充電介入値より高いか、もしくは第２の充電介入値より低い、または前記警告介入値が、前記第１の充電介入値よりも高い第１の警告介入値、および前記第２の充電介入値よりも低い第２の警告介入値を有する、
請求項２１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションと、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットとを備える、充電インフラを制御する方法に関する。

【0002】

さらに、本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションと、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットとを備える、充電インフラに関する。

【背景技術】

【0003】

電動式車両は、頻繁に充電器に接続することにより、充電する必要がある。近年、たとえば、ロボット側充電インタフェースを車両側インタフェース内にもってくるようプログラムされた、動きが速く高精度のロボットを実装することにより、接続の確立を自動化する試みがなされてきた。しかし、この複雑なペグインホール作業には、充電インフラごとに非常に高精度で、よってコストが高いロボットの実装が必要であり、ロボットは、依然として、車両側充電インタフェースの位置のずれ、またはロボット側インタフェースと車両側インタフェースとの間の、物体との予期せぬ物理的接触など、不規則なものを安全に処理するのに適していない場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、ロボットを備えた充電インフラ、および上記のような不規則なものを安全に処理することができる、その充電インフラを制御する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１の態様によれば、本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを制御する方法を提供し、充電ステーションは、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、ロボットは、主基部、ならびに主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、ロボット側充電インタフェースを、主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、ロボットは、主基部とロボット側充電インタフェースとの間のアクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、コンプライアンス組立体は、主フレームとロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、この方法は、順番に、ロボット側充電インタフェースが、車両が充電ステーションに出入りできる引戻し位置から、ロボット側充電インタフェースが、車両側充電インタフェースの前に、好ましくは車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、ロボット側充電インタフェースが、初期接続位置から、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立する、接続段階、車両が、ロボット側充電インタフェースを介して、充電電流によって充電される、充電段階、およびロボット側充電インタフェースが、車両側充電インタフェースから外れ、引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階を含み、位置決め段階において、アクチュエータが、位置決め命令に従って給電され、コンプライアンスが監視され、コンプライアンスの値が位置決め介入値と比較され、コンプライアンスの値が位置決め介入値を超えると、位置決め命令が変更され、接続段階において、アクチュエータが、接続命令に従って給電され、コンプライアンスが監視され、コンプライアンスの値が接続介入値と比較され、コンプライアンスの値が接続介入値を超えると、接続命令が変更され、位置決め介入値は、接続介入値とは異なる。

【0006】

本発明による充電インフラは、ロボット側充電インタフェースを動かすアクチュエータを有するロボットと、アクチュエータの動きの一部分を吸収するために、アクチュエータと運動学的に直列である、コンプライアンス組立体とを備える。コンプライアンスは、アクチュエータが依然として給電されている間の、ロボット側インタフェースの、予期せぬ物理的なものとの衝突を迅速に吸収することができ、これにより、制御システムに、応答する時間が与えられ、またコンプライアンスを使用して、ロボットの誤差を受動的に補償することにより、ロボット側充電インタフェースは、車両側充電インタフェースと適切な充電接続を確立することができる。コンプライアンスの値は、位置決め段階の間、位置決め介入値と比較され、またコンプライアンスの値は、接続段階の間、位置決め介入値とは異なる接続介入値と比較される。したがって、ロボットは、位置決め段階の間、どんな予期せぬ衝突に対しても非常に高感度であり得る。一方接続段階の間に意図的な物理的接触がある場合、たとえば、接続の確立に伴う、ロボット側充電インタフェースと車両側充電インタフェースとの間の摩擦に打ち勝つが、締付けによる損傷を防ぐために、より高い値が許容され得る。これにより、公共エリアで安全に動作できるロボットを、実現することができる。

【0007】

一実施形態では、位置決め介入値は、接続介入値よりも小さい。

【0008】

実際上の実施形態では、位置決め介入値は、接続介入値の５０％より小さい。

【0009】

好ましい実際上の実施形態では、位置決め介入値は、接続介入値の２５％より小さい。

【0010】

一実施形態では、位置決め命令は、コンプライアンスの値が位置決め介入値を超えると、アクチュエータの作動を停止するよう変更され、これにより、ロボット側充電インタフェースが及ぼす圧縮力は、コンプライアンス組立体によって吸収される量に制限されたままである。

【0011】

一実施形態では、コンプライアンスの値が位置決め介入値を超えると、位置決め命令が打ち切られ、アクチュエータは、ロボット側充電インタフェースを引戻し位置に向かって引き戻すために、引戻し命令に従って給電される。

【0012】

一実施形態では、接続命令は、コンプライアンスの値が接続介入値を超えると、アクチュエータの作動を停止するように変更され、これにより、接続の確立に伴う、ロボット側充電インタフェースと車両側充電インタフェースとの間の摩擦に打ち勝つが、コンプライアンスの値が接続介入値を超えた場合に起こり得る締付けによる損傷を防ぐために、ロボット側充電インタフェースが及ぼす一定量の圧縮力が許容される。

【0013】

一実施形態では、コンプライアンスの値が接続介入値を超えると、接続命令が打ち切られ、アクチュエータは、ロボット側充電インタフェースを引戻し位置に向かって、または初期接続位置に引き戻すために、引戻し命令に従って給電される。

【0014】

一実施形態では、充電段階において、アクチュエータが、充電命令に従って給電され、コンプライアンスが監視され、充電命令は、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にもってくるよう規定する。具体的には、充電段階において、アクチュエータが、充電段階の開始時に、充電命令に従って給電され、好ましくは、充電段階の残りの期間、コンプライアンスの値が、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にある場合、アクチュエータはアイドリング状態である。コンプライアンス組立体は、この場合、コンプライアンスの値が、第１の充電介入値と第２の充電介入値との間になるように、釣合いが取られる。ロボット側充電インタフェースは、この場合、介入値を破ることなく、車両側充電インタフェースの予期せぬ動きに受動的に追従することができる。かかる予期せぬ動きは、たとえば、人が車両から降りることによって引き起こされる可能性がある。

【0015】

この一実施形態では、コンプライアンスの値が、第１の充電介入値を超えるか、または第２の充電介入値を下回ると、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と第２の充電介入値との間にもってくるために、充電命令に従ってアクチュエータが給電され、これにより、充電を、安全な形で続行することができる。

【0016】

一実施形態では、位置決め段階、接続段階、および充電段階において、介入命令に従って、アクチュエータに給電することができ、コンプライアンスの値が監視され、コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、警告介入値を超えると、以下を含む群から選択される介入命令が開始される。
－ ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ ロボット側充電インタフェースを、車両側充電インタフェースから引き戻すこと。

【0017】

一実施形態では、位置決め段階において、警告介入値は位置決め介入値よりも高く、接続段階において、警告介入値は接続介入値よりも高く、ならびに／または充電段階において、警告介入値は、第１の充電介入値より高いか、もしくは第２の充電介入値より低く、または警告介入値は、第１の充電介入値よりも高い第１の警告介入値、および第２の充電介入値よりも低い第２の警告介入値を有する。

【0018】

一実施形態では、位置決め段階は、車両側充電インタフェースの位置を判断するステップと、累積システム誤差を、車両側充電インタフェースの判断された位置に加算するか、または減算することによって、初期接続位置を判断するステップとを含む。発明者らは、これが、ロボット側充電インタフェースと車両側充電インタフェースとの間に物理的接触がないときで、ロボット側充電インタフェースが初期接続位置にあるか、または初期接続位置に接近しているときに、有益であることを発見したことに留意されたい。したがって、ロボット側充電インタフェースが初期接続位置に移動することで引き起こされる、車両の損傷が生じるのを防ぐことができる。

【0019】

第２の態様によれば、本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを制御する方法を提供し、充電ステーションが、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、ロボットが、主基部、ならびに主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、ロボット側充電インタフェースを、主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、ロボットが、主基部とロボット側充電インタフェースとの間のアクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、コンプライアンス組立体が、主フレームとロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、この方法が、順番に、ロボット側充電インタフェースが、車両が充電ステーションに出入りできる引戻し位置から、ロボット側充電インタフェースが、車両側充電インタフェースの前に、好ましくは車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、ロボット側充電インタフェースが、初期接続位置から、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立する、接続段階、車両が、ロボット側充電インタフェースを介して、充電電流によって充電される、充電段階、およびロボット側充電インタフェースが、車両側充電インタフェースから外れ、引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階を含み、充電段階において、アクチュエータが、充電命令に従って給電され、コンプライアンスが監視され、充電命令が、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にもってくるよう規定する。

【0020】

この一実施形態では、充電段階において、アクチュエータが、充電段階の開始時に、充電命令に従って給電され、好ましくは、充電段階の残りの期間、コンプライアンスの値が、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にある場合、アクチュエータはアイドリング状態である。

【0021】

このさらなる一実施形態では、コンプライアンスの値が、第１の充電介入値を超えるか、または第２の充電介入値を下回ると、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と第２の充電介入値との間にもってくるために、充電命令に従ってアクチュエータが給電される。

【0022】

一実施形態では、位置決め段階、接続段階、および充電段階において、介入命令に従って、アクチュエータに給電することができ、コンプライアンスの値が監視され、コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、警告介入値を超えると、以下を含む群から選択される介入命令が開始される。
－ ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ ロボット側充電インタフェースを、車両側充電インタフェースから引き戻すこと。

【0023】

一実施形態では、位置決め段階において、警告介入値は位置決め介入値よりも高く、接続段階において、警告介入値は接続介入値よりも高く、ならびに／または充電段階において、警告介入値は、第１の充電介入値より高いか、もしくは第２の充電介入値より低く、または警告介入値は、第１の充電介入値よりも高い第１の警告介入値、および第２の充電介入値よりも低い第２の警告介入値を有する。

【0024】

第３の態様によれば、本発明は、車両側充電インタフェースを有する車両を充電する充電ステーションを備える、充電インフラを提供し、充電ステーションが、車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを担持するロボットを備え、ロボットが、主基部、ならびに主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、ロボット側充電インタフェースを、主基部に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構を備え、変位機構が、少なくとも１つのアクチュエータであって、主基部とロボット側充電インタフェースとの間で、アクチュエータが作動時に変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された、少なくとも１つのアクチュエータを備え、ロボットが、主基部とロボット側充電インタフェースとの間の、アクチュエータと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体を備え、コンプライアンス組立体が、主フレームとロボット側充電インタフェースとの間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成され、充電インフラが、少なくともロボットに動作可能に接続され、本発明の第１の態様または第２の態様による方法を実行するよう構成されている、コントローラをさらに備える。

【0025】

第４の態様によれば、本発明は、コントローラまたはプロセッサによって実行されると、本発明の第３の態様による充電インフラに、本発明の第１の態様または第２の態様による方法を実行させる命令を有する、コンピュータ可読媒体を提供する。

【0026】

本明細書で説明および図示されている様々な態様および特徴は、可能な限り個々に適用され得る。こうした個々の態様、具体的には、添付の従属請求項で説明される態様および特徴は、分割特許出願の対象とすることができる。

【0027】

本発明を、以下の添付図面に示される例示的な実施形態に基づいて、説明することにする。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1A】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第１の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の側面図である。

【図1B】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第１の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の等角背面図である。

【図1C】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第１の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の等角正面図である。

【図2A】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第２の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の側面図である。

【図2B】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第２の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の等角図である。

【図3A】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第３の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の等角側面図である。

【図3B】電動式車両の車両側充電インタフェースとの充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェースを有する、本発明の第３の実施形態によるロボットを備える、充電ステーションの細部の等角背面図である。

【図4】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃに示されたロボット、図２Ａおよび図２Ｂに示されたロボット、または図３Ａおよび図３Ｂに示されたロボットの、コンプライアンス組立体の縦断面図である。

【図5A】充電接続を確立する直前に適切に整列された、図１Ｂ、図２Ｂ、および図３Ｂに示された、ロボット側充電インタフェースおよび車両側充電インタフェースの部分縦断面図である。

【図5B】充電接続を適切に確立した、図５Ａに示された、ロボット側充電インタフェースおよび車両側充電インタフェースの部分縦断面図である。

【図5C】ロボットの制御下で許容可能な誤差を補正している間の、図５Ａに示されたロボット側充電インタフェースおよび車両側充電インタフェースの部分縦断面図である。

【図5D】ロボットの制御下で許容可能な誤差を補正している間の、図５Ａに示されたロボット側充電インタフェースおよび車両側充電インタフェースの部分縦断面図である。

【図6A】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図6B】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図6C】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図6D】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図6E】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図6F】図４に示されたコンプライアンス組立体を用いた、充電接続の確立の監視、および充電接続の確立に対する、様々な起こり得る応答を示すグラフである。

【図7】以前の図によるロボットの、動作中に実行されるステップの流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、本発明の第１の実施形態による充電ステーション１を示している。充電ステーション１は、電動式車両１０、この例では乗用車を充電するための車両エリア２を有する。車両１０は、完全に電動式であってもよく、または電気式駆動が燃料燃焼と組み合わされた、ハイブリッド駆動装置を有していてもよい。車両１０は、車輪１２上の車両本体１１と、この例では、車両本体１１の右側の、後輪１２のうちの一方の上にある、車両本体１１によって担持される車両側充電インタフェース２０とを有する。

【0030】

図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃに示されているように、充電ステーション１は、車両側充電インタフェース２０との充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェース１００を有する、ロボット５０を備える。ロボット側充電インタフェース１００は、図示されていない充電器と電気的に接続されている。

【0031】

ロボット側充電インタフェース１００および車両側充電インタフェース２０の具体的なピン配置は、ＩＥＣ／ＳＡＥ規格などの公的な規格で説明されているような、どんな既知のタイプのものであってもよい。ロボット側充電インタフェース１００および車両側充電インタフェース２０は、いわゆるＭｅｎｎｅｋｅｓ、Ｙａｚａｋｉ、Ｓｃｈｕｋｏ、もしくはＣｏｍｂｏタイプの、または他の任意の電気自動車充電専用のコネクタであり得る。図１Ｂおよび図５Ａに示されているように、車両側充電インタフェース２０は、この例では、通常充電および高速充電の両方に対応するＣｏｍｂｏのＣＣＳ－２インレットである。車両側充電インタフェース２０は、周方向の内面２２へ内向きに連結された前面２１を備える。内面２２は、第１のソケット２４および第２のソケット３１が突出する底面２３に連結している。第１のソケット２４は、５つの凹んだ通常充電用コネクタ２７が延在する５つの第１のチャネル２６と、２つの制御用コネクタ２９が延在する２つの第２のチャネル２８とを有する、電気絶縁材料のソケット本体２５を備える。第２のソケット３１は、２つの高速充電用コネクタ３４が延在する２つの第３のチャネル３３を有する、電気絶縁材料のソケット本体３２を備える。内面２２およびソケット本体２５、３２は、一体に、ソケット２４、３１の周囲に溝３０を画定する。溝３０、第１のチャネル２６、第２のチャネル２８、および第３のチャネル３３は、設計により、第１のチャネル２６、第２のチャネル２８、および第３のチャネル３３に平行な、受容方向Ｒを有する。

【0032】

図１Ｃおよび図５Ａに示されているように、ロボット側充電インタフェース１００は、この例では、通常充電用のいわゆるＭｅｎｎｅｋｅｓタイプのもの（ＩＥＣ６２１９６に基づくタイプ２コネクタ）である。ロボット側充電インタフェース１００は、車両側充電インタフェース２０の溝３０と嵌合し、その内側にぴったり合うシールド１０１と、車両側充電インタフェース２０の第１のチャネル２６および第２のチャネル２８とそれぞれ嵌合し、その内側にぴったり合う、複数の第１のブッシュ１０２および第２のブッシュ１０３とを備える。ロボット側充電インタフェース１００は、ブッシュ１０２、１０３の内側に凹設され、充電接続が確立されると、車両側充電インタフェース２０のコネクタ２７、２９と電気的に接続される、充電コネクタを備える。シールド１０１、第１のブッシュ１０２、および第２のブッシュ１０３は、設計により、充電コネクタと平行な挿入方向Ｐを有する。挿入方向Ｐは、設計により、車両側充電インタフェース２０の受容方向Ｒと完全に平行であり、受容方向Ｒと整列している。

【0033】

車両側充電インタフェース２０およびロボット側充電インタフェース１００は、典型的には、最初の相互接触において、受容方向Ｒを斜めに横切る最大約０．１～０．３ミリメートルのわずかなずれ、または手動で互いに差し込んだときの最大１～２度のわずかな位置ずれしか許容しない、非常に厳密な嵌込みの幾何形状を有する。かかる最小の位置ずれは、充電インタフェース２０、１００の自己探索する形状の特徴のおかげで自動的に補正され、これにより、充電インタフェース２０、１００は適切に、相互に係合するようになる。車両側充電インタフェース２０のコネクタ２７、２９、３４、およびロボット側充電インタフェース１００のコネクタ１０２、１０３は、接触するコネクタ間で、上述のわずかな位置ずれがある場合でも、初期設定の嵌合シーケンスを強いるために、挿入方向Ｐおよび受容方向Ｒに相異なる長さまたは位置を有している場合がある。これにより、たとえば、電力接続が行われる前に、確実に接地接続または制御接続が確立される。車両側充電インタフェース２０は、車両側充電インタフェース１００への挿入方向Ｐに、適切な挿入のための設計深さに達すると終了する挿入ストロークにわたって、挿入される。車両側充電インタフェース２０およびロボット側充電インタフェース１００には、車両側充電インタフェース２０を、車両側充電インタフェースの設計深さで係止するための、遠隔制御係止部が設けられている。これは、高充電電流の印加中に、適切に接続された充電インタフェース２０、１００が外れるのを、物理的に防止するためである。

【0034】

充電ステーション１のロボット５０は、図１Ａに示されているように、この例では、地上の、車両エリア２の横の、車両側充電インタフェース２０に近い側部に配置された主フレーム５２を有する、概略的に示されている台座または主基部５１を備える。ロボット５０は、車両側充電インタフェース２０の場所によっては、車両１０のどちらの側部にでも、または前側もしくは後側に配置することができる。ロボット５０は、別法として、車両１０の底部側にある車両側充電インタフェース２０に届くように、床上もしくは床下に配置されるか、またはロボット５０は、車両１０の上側または屋根の上にある車両側充電インタフェース２０に届くように、車両１０の上方に吊り下げられている。

【0035】

図１Ａ～図１Ｃに示されているように、ロボット５０は、ロボット側充電インタフェース１００を担持するキャリア・フレーム６１を有する、可動キャリア６０を備える。ロボット５０は、主基部５１に対して、可動キャリア６０を、ひいてはロボット側充電インタフェース１００を動かすことができる、任意の構成であり得る。数学的に、ロボット側充電インタフェース１００の位置が関係付けられた、主基部５１に結合される、直交座標系Ｏが画定される。ロボット側充電インタフェース１００は、直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚ（横方向、縦方向、および垂直方向）のいずれかに平行移動でき、また主基部５１に対して、これらの軸を中心に回転できる（ピッチ、ロール、ヨー）ので、ロボットの特定の駆動チェーンの構成に応じて、合計６自由度（６－ＤＯＦ）以下である。

【0036】

ロボット５０は、この例では、直交座標系ＯのＺ軸に対応する、垂直の第１の軸Ｄを中心に回転するように、第１の回転アクチュエータ５３を介して主フレーム５２に接続された、ロボット基部５４を備える。ロボット５０は、主フレーム５２に対して、水平の第２の軸Ｅを中心に回転するように、一方の端部が第２の回転アクチュエータ５５を介して、ロボット基部５４に接続された、第１のロボット・アーム５６を備える。第１のロボット・アーム５６は、第２のアーム５８を、第１のアーム５６に対して、第３の水平の軸Ｆを中心に回転させるように、第１のロボット・アームの反対側の端部が、第３の回転アクチュエータ５７を介して、第２のロボット・アーム５８の一方の端部に接続されている。第２のロボット・アーム５８の反対側の端部は、可動キャリア６０を、第２のアーム５８に対して、水平の第４の軸Ｇを中心に、また互いに直交する第５の軸Ｈおよび第６の軸Ｊを中心に回転させるように、第４の回転アクチュエータ５９を介して、可動キャリア６０と接続されている。

【0037】

ロボット５０は、図４に最もよく示されているように、可動キャリア６０とロボット側充電インタフェース１００との間で直列であり、ひいてはロボット側充電インタフェース１００および駆動チェーンの回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９のうちの少なくとも１つと、運動学的に直列である、第１のコンプライアンス組立体９０ａを備える。数学的には、ロボット側充電インタフェース１００に結合され、コンプライアンスが関係付けられる、直交座標系Ｃが画定され、ここでＹ軸は、好ましくは挿入方向Ｐに平行である。コンプライアンス組立体９０ａは、駆動チェーンとロボット側充電インタフェース１００との間の機械的コンプライアンスを実現する。

【0038】

コンプライアンス組立体９０ａは、この例では、キャリア・フレーム６１に装着された外側チューブ９１と、この例では滑り軸受９３を用いて、外側チューブ９１の内部で直線的に案内される、接続ロッド９２とを備える。接続ロッド９２は、部分的に外側チューブ９１から突出し、第１のコンプライアンス組立体９０ａは、この例では、キャリア・フレーム６１に対する接続ロッド９２の所定の最も外側の位置を決定するために、滑り軸受９３の後ろに留まる、接続ロッド９２の端部にある端部止め９４、ならびにこの例ではバネである、可逆的な可撓性要素、具体的には、端部止め９４とキャリア・フレーム６１との間で、端部止め９４を滑り軸受９３に当接させ続けるよう付勢される、コイル・バネ９５を備える。接続ロッド９２は、この例では、コイル・バネ９５の付勢に打ち勝つ、所定の閾値の力を超えると、コイル・バネ９５を用いて、方向Ｌに可動キャリア６０へ向かって、コンプライアンスのストロークにわたり、弾力的かつ可逆的に滑動して戻ることができる。したがって、第１のコンプライアンス組立体９０ａは、方向Ｌへの第１のコンプライアンスを実現する。回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９は、ロボット側充電インタフェース１００に変位を加えて、コンプライアンス組立体９０ａの閾値の力を超えない限り、ロボット側充電インタフェース１００は回転アクチュエータに追従する。

【0039】

説明されている実施形態では、第１のコンプライアンス組立体９０ａは、滑り軸受９３へ、また滑り軸受９３に対して付勢されている。別法として、コイル・バネ９５または他の任意の弾力的な要素は、閾値の力を満たすことの有無にかかわらず、反対方向への弾力性をもたらし、これにより接続ロッド９２は、弾力的かつ可逆的に、可動キャリア６０に向かって押され、また可動キャリア６０から引き離され得る。両方の実施形態が、１自由度のコンプライアンスのストロークを実現する。

【0040】

図４に示されているように、第１のコンプライアンス組立体９０ａは、第１の電気ケーブル１１１を介して電気信号を供給するよう配置および構成された、概略的に示されている距離センサ１１０を備える。この電気信号は、可動キャリア・フレーム６１に対する端部止め９４の距離を、したがって、方向Ｌの第１のコンプライアンスの長さ、および方向Ｌに加えられる外部の力を示す。第１のコンプライアンス組立体９０ａは、第１のコンプライアンスの長さが最長に達した状況を示す、端部止め９４の当接を検出するよう配置および構成された、端部スイッチ１１５を備える。端部スイッチ１１５は、次いで、第２の電気ケーブル１１６を介して対応する信号を供給する。

【0041】

図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の第２の実施形態によるロボット２５０を備える充電ステーション２０１を示す。第１の実施形態に対応する部品には、同じ参照番号が与えられている。これ以降、差のある部分だけが論じられる。

【0042】

ロボット２５０は、可動キャリア６０とロボット側充電インタフェース１００との間に、複数の、この実施形態では６つの、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆを備える。図では、６つのコンプライアンス組立体のうちの３つだけが、詳細に示されている。可動キャリア６０は、キャリア・フレーム６１上に、同一平面内にあり３角形の構成で対を形成する、合計６つの脚支持体９７ａ～９７ｆを備える。ロボット２５０は、ロボット側充電インタフェース１００上に、同一平面内にあり、３角形の構成で対を形成する、合計６つの脚支持体９６ａ～９６ｆを備える。コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆの外側チューブ９１は、可動キャリア６０の脚支持体９７ａ～９７ｆと接続される、２自由度を有する自在回転継手として具現化される、第１の結合部９８を備える。コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆの接続ロッド９２は、充電インタフェース１００の脚支持体９６ａ～９６ｆと接続される、３自由度を有する自在回転継手として具現化される、第２の結合部９９を備える。６つのコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆは、この例では、ロボット側充電インタフェース１００と可動キャリア６０との間に、６自由度のコンプライアンスを実現する、６脚機構を形成する。別法として、組み立てられた６つのコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆが、ロボット側充電インタフェース１００と可動キャリア６０との間で、スチュワート・プラットフォームを形成する。したがって、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆは、互いに平行に、かつロボット側充電インタフェース１００および駆動チェーンの回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９のうちの少なくとも１つと直列に、構成される。個々のコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆ内のコイル・バネ９５は、たとえば、ロボット側充電インタフェース１００およびコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆに存在する様々な構成要素の、相異なる個々の重量に起因して不均一な重量分布となることによって、垂れ下がることなく、可動キャリア６０に対するロボット側充電インタフェース１００の初期設定位置を確保するために、相異なるインピーダンス、この例では相異なる剛性を有することができる。各コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆは、距離センサ１１０および端部スイッチ１１５が設けられている。回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９は、車両側充電インタフェース１００に変位を加え、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆのうちのどの１つに対しても閾値の力を超えない限り、車両側充電インタフェース１００は回転アクチュエータに追従する。

【0043】

図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の第３の実施形態による、ロボット３５０を備える充電ステーション３０１を示している。第１の実施形態に対応する部品には、同じ参照番号が与えられている。これ以降、差のある部分だけが論じられる。

【0044】

ロボット３５０は、この例では、車両エリア２の横の、車両側充電インタフェース２０に近い側にあるコンソール３によって支持された、主基部５１を備える。主基部５１は、主フレーム５２と、主フレーム５２上に、同一平面内にあり、３角形の構成で対を形成する、合計６つの脚支持体３５３ａ～３５３ｆとを備える。ロボット３５０は、キャリア・フレーム６１を有する可動キャリア６０と、キャリア・フレーム６１上に、同一平面内にあり、３角形の構成で対を形成する、合計６つの脚支持体３６４ａ～３６４ｆとを備え、脚支持体３６４ａ～３６４ｆの対間の距離は、主基部５１の脚支持体３５３ａ～３５３ｆの対間の距離よりも短い。キャリア６０は、ロボット側充電インタフェース１００を担持する。

【0045】

ロボット３５０は、この例では、主基部５１の脚支持体３５３ａ～３５３ｆと可動キャリア６０の脚支持体３６４ａ～３６４ｆとの間に延在する、６本の脚３７１ａ～３７１ｆとして具現化される合計６つの平行変位組立体を、主基部５１と可動キャリア６０との間に備える。脚３７１ａ～３７１ｆは、構造が同一であり、これ以降、第１の脚３７１ａを参照して詳細に説明される。

【0046】

第１の脚３７１ａは、２自由度を有する自在回転継手として具現化される第１の結合部３８８を介して、主基部５１の第１の脚の脚支持体３５３ａに接続された、第１の脚の底端部にある外側チューブ３８１を有する、直線運動アクチュエータ３８０を備える。直線運動アクチュエータ３８０は、この例では、外側チューブ３８１に装着された電気モータ３８３を有する。直線運動アクチュエータ３８０は、外側チューブ３８１の内部を直線状に案内され、外側チューブ３８１から部分的に突出する、駆動ロッド３８２を有する。駆動ロッド３８２は、たとえばスピンドルを介して、電気モータ３８３と動作可能に接続される。これにより駆動ロッド３８２は、図３Ａに示されているように、電気モータ３８３に給電することに応じて、第１の結合部３８８に対して方向Ｍに、変位ストロークにわたって、直線状に往復運動可能である。直線運動アクチュエータ３８０は、スピンドル上の回転センサまたは回転カウンタなど、外側チューブ３８１に対する駆動ロッド３８２の位置を測定する、内部センサを有する。したがって、各脚３７１ａ～３７１ｆは、かかるセンサを有する。

【0047】

脚３７１ａ～３７１ｆはそれぞれ、直線運動アクチュエータ３８０と直列に、それぞれのコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆを備え、外側チューブ９１は、駆動ロッド３８２に固定され、接続ロッド９２は、キャリア・フレーム６１上の脚支持体３６４ａ～３６４ｆに接続された、３自由度を有する自在回転継手として具現化される、それぞれの第２の結合部３９６を備える。個々の脚３７１ａ～３７１ｆのコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆのコイル・バネ９５は、たとえば、ロボット５０に存在する様々な構成要素の、相異なる個々の重量に起因して不均一な重量分布となることによって、垂れ下がることなく、ロボット側充電インタフェース１００の初期設定位置を確保するために、相互に異なるインピーダンス、この例では相異なる剛性を有することができる。

【0048】

６本の脚３７１ａ～３７１ｆは、この例では、主基部５１と可動キャリア６０との間に、６脚機構７０を形成する。別法として、組み立てられた６本の脚３７１ａ～３７１ｆが、スチュワート・プラットフォームを形成する。直線運動アクチュエータ３８０は、第１の結合部３８８と第２の結合部３９６との間に変位を加え、コンプライアンス組立体９０の閾値の力を超えない限り、可動キャリア６０、ひいては車両側充電インタフェース１００は、直線運動アクチュエータに追従する。これにより可動キャリア６０は、直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚ（横方向、縦方向、および垂直方向）に平行移動させることができ、またこれらの軸（ピッチ、ロール、ヨー）を中心に回転させることができるので、合計６自由度（６－ＤＯＦ）である。第１の結合部３８８と第２の結合部３９６との間に加えられた変位の一部は、閾値の力を超えると、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆによって可逆的に吸収され得る。

【0049】

代替的に、またはこれに追加して、可動キャリア６０は、図３Ａに示されているように、キャリア・フレーム６１とロボット側充電インタフェース１００との間に、上述の６自由度のコンプライアンスのデータを取得または導出する、圧力センサ・マトリックスなどのセンサ３６６を備える。

【0050】

上述の実施形態では、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３が、位置決めする実施形態を形成する。適用されるコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆは、回転アクチュエータまたはモータと直列に、コンプライアンスの実施態様を形成する。

【0051】

充電ステーション１、２０１、３０１は、充電ステーション１の動作を制御する、電子制御システムを備える。電子制御システムは、ステレオ・カメラを形成するビデオ・カメラもしくは複数のカメラなどの、１つもしくは複数の撮像検出器１３０、または充電ステーション１内の、車両の車両側充電インタフェース２０の位置を検出するＬＩＤＡＲ、レーダ、もしくはＬＥＤベースのセンサなどの、距離センサを備えることができる。したがって、撮像検出器１３０は、視覚システムの一部を形成する。撮像検出器１３０は、主基部５１などの基部に装着されてもよく、または図示のように、ロボット側充電インタフェース１００などのロボット５０によって担持されてもよい。

【0052】

制御システムは、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、または電気モータ３８３に接続され、給電して、回転アクチュエータまたは電気モータの回転を制御する、電子コントローラを備える。電子コントローラは、検出器１３０、第１の電気ケーブル１１１を介して距離センサ１１０、および第２の電気ケーブル１１６を介して端部スイッチ１１５に接続される。充電ステーション１、２０１、３０１は、端部スイッチ１１５に接続された冗長電子制御システムを備えることもでき、ここで上述の制御システムは、１次制御システムである。冗長制御システムは、最終的には、端部スイッチ１１５によって検出されるような特定の極端な状況で、主制御システムに介入するか、または無効にすることができる。制御システムは、充電器に接続され、ブッシュ１０２、１０３を介して充電を作動させ、たとえば、車両側充電インタフェース２０内部の接触するコネクタ、およびロボット側充電インタフェース２０の、嵌合順序を検出することによる、ロボット側充電インタフェース１００の車両側充電インタフェース２０への適切な挿入を示すフィードバックを、ロボット側充電インタフェースから受信することができる。電子コントローラは、車両側充電インタフェース１００とロボット側充電インタフェース１００との間の、遠隔制御係止部と通信し、係止部の実際の状態を判断するか、車両１０の充電中に、適切に挿入されたロボット側充電インタフェース１００を係止するか、または不適切もしくは不完全な挿入を検出することができる。

【0053】

電子コントローラは、充電ステーション１内の車両側充電インタフェース２０の、空間位置および向きを判断するよう構成される。これは、上述の視覚システムを用いて実行することができるか、駐車車両１０の特定の位置データを含む、既知の車両の車両側充電インタフェース１００の位置データを含む、データベースから導出できるか、または車両１０との通信によって、もしくは補助制御システムによって導出することができる。数学的に、車両側充電インタフェース２０に結合される座標系Ｓが画定され、３つの直交方向Ｘ、Ｙ、Ｚにおける車両側充電インタフェースの位置、およびＸ、Ｙ、Ｚ軸を中心とする任意の回転方向を判断する。ここでＹ軸は、好ましくは、受容方向Ｒに平行である。

【0054】

電子コントローラは、適用される個々のコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆの、方向Ｌのコンプライアンスのストロークから、ロボット側充電インタフェース１００に作用する合力および合モーメントを判断するよう構成される。数学的には、これは、以下の剛性マトリックスおよび座標系Ｃを用いて表される。
│Ｆ_ｘ│ │ｋ_ｘ ０ ０ ０ ０ ０ ││Δｘ│
│Ｆ_ｙ│ │０ ｋ_ｙ ０ ０ ０ ０ ││Δｙ│
│Ｆ_ｚ│＝│０ ０ ｋ_ｚ ０ ０ ０ ││Δｚ│
│Ｍ_ｘ│ │０ ０ ０ ｋ_ｒｘ ０ ０ ││ΔΦ│
│Ｍ_ｙ│ │０ ０ ０ ０ ｋ_ｒｙ ０ ││ΔΘ│
│Ｍ_ｚ│ │０ ０ ０ ０ ０ ｋ_ｒｚ││ΔΨ│

【0055】

この行列において、Ｆ_ｘ、Ｆ_ｙ、Ｆ_ｚは、ニュートン単位の、座標系の軸に沿った力成分、Ｍ_ｘ、Ｍ_ｙ、Ｍ_ｚは、ニュートンメートル単位の、座標系の軸を中心とするモーメント、Δｘ、Δｙ、Δｚは、メートル単位の変位成分、ΔΦ、ΔΘ、ΔΨは、ラジアン単位の回転成分であり、すべて座標系Ｃで表される。６自由度の剛性成分ｋ_ｘ、ｋ_ｙ、ｋ_ｚ、ｋ_ｒｘ、ｋ_ｒｙ、ｋ_ｒｚは、ニュートン／メートル単位で、またニュートンメートル／ラジアン単位で、適用されるコイル・バネ９５の剛性特性に関係し、特定の構成およびコンプライアンスのストロークの現在の値によって変わる。特定の構成においてコンプライアンスが制約され、これにより、適用されるコンプライアンスが最大である６自由度よりも少ない自由度を有する場合、実質的により高い剛性成分が適用される。

【0056】

ロボット側充電インタフェース１００に作用する、またはロボット５０、２５０、３５０によって充電インタフェース１００に加えられる力成分およびモーメント成分は、座標系Ｃの変位および回転方向で画定されるコンプライアンスのストロークと、定量的に関係する。以下の典型的な、定量的関係が適用される。

【0057】

下記の定量化は、座標系Ｃの方向ごとに、本発明による実施形態の剛性およびコンプライアンスのストロークがある、可能性がある剛性の範囲および可能性があるコンプライアンスのストロークの範囲を画定する。コンプライアンスのストロークは、それぞれメートルまたは度単位で表される。剛性は、それぞれ、キロニュートン／メートルおよびキロニュートンメートル／ラジアンで表される。
方向 剛性 ストローク
Ｘ ［０．２５，４０］ ［０．００５，０．１］
Ｙ ［０．２５，４０］ ［０．００５，０．１］
Ｚ ［０．２５，４０］ ［０．００５，０．１］
ＲＸ ［０．００５，６］ ［０．５，１５］
ＲＹ ［０．００５，６］ ［０．５，１５］
ＲＺ ［０．００５，６］ ［０．５，１５］

【0058】

下記の定量化は、座標系Ｃの方向ごとに、本発明による実施形態の剛性およびコンプライアンスのストロークがある、剛性の最大範囲およびコンプライアンスのストロークの最大範囲を画定する。コンプライアンスのストロークは、それぞれメートルまたは度単位で表される。剛性は、それぞれ、キロニュートン／メートルおよびキロニュートンメートル／ラジアンで表される。
方向 剛性 ストローク
Ｘ ［０．１，２００］ ［０．００２，０．２５］
Ｙ ［０．１，２００］ ［０．００２，０．２５］
Ｚ ［０．１，２００］ ［０．００２，０．２５］
ＲＸ ［０．００１，２４］ ［０．２５，３０］
ＲＹ ［０．００１，２４］ ［０．２５，３０］
ＲＺ ［０．００１，２４］ ［０．２５，３０］

【0059】

電子コントローラは、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆのフィードバックから、また視覚システムを使用することによって、座標系Ｏにおける、ロボット側充電インタフェース１００の位置および向きを判断するよう構成される。

【0060】

充電ステーション１は、電子コントローラと通信し、電子コントローラを構成する、遠隔コンピュータ・サーバを有する充電インフラの一部を形成する。電子制御システムには、電子コントローラのプロセッサによって実行されるソフトウェアがロードされ、これにより、充電ステーション１は、これ以降で説明されるような、以下の動作を実行する。

【0061】

充電ステーション１、２０１、３０１の動作の説明は、ロボット５０、２５０、３５０が完全な引戻し位置にあることから始まり、これによりロボット側充電インタフェース１００は、車両エリア２から引っ込められ、車両１０が充電ステーション１、２０１、３０１に入ることを可能にする、待機位置にある。図１Ａに概略的に示されているように、ロボット側充電インタフェース１００は、車両１０から、具体的には、車両エリア２に駐車される車両側充電インタフェース２０から、概略的に示された距離Ｑにある、この完全な引戻し位置にある。これ以降、第１の実施形態による充電ステーション１を参照して動作を説明し、第２および第３の実施形態による充電ステーション２０１、３０１との相違点を適宜説明する。図６Ａは、第１の実施形態による、充電ステーション１の唯一の、第１のコンプライアンス組立体９０ａによって実現される、または第２および第３の実施形態による、複数のコンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆによって実現される、たとえばミリメートル単位の第１のコンプライアンスの値Ｃ１を、縦軸に沿って示す図である。ここでは、例示の目的で、第１のコンプライアンス組立体９０ａおよび第２のコンプライアンス組立体９０ｂだけの、第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２がグラフに描かれている。横軸は、秒単位の、経過時間を示している。

【0062】

図６Ａの図では、コンプライアンスの特定の基準値がグラフに描かれている。図では、ノイズ閾値ＣＮは、ロボット５０、２５０、３５０の適切な機能に影響を与えないので、無視されるべき第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２の最大値を示す。コンプライアンスＣ１、Ｃ２のこうした小さな値は、通常、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆのうちの１つまたは複数を介してロボット側車両インタフェース１００に作用する、ロボット５０、２５０、３５０の駆動チェーンの振動によって引き起こされる可能性がある。他の値ＣＰ、ＣＣ、ＣＨ１、ＣＨ２は、これ以降で説明されるように、超過した場合に特定の介入をトリガする最大値または最小値を示す。

【0063】

これ以降で、最初に、図６Ａおよび図７を参照して、外部の影響によって、または係合する充電インタフェース２０と１００との間の障害物によって妨げられていない、理想的な充電サイクルについて説明する。

【0064】

第１のステップ３１０では、車両エリア２における特定の車両１０の存在が、撮像検出器１３０を用いて、他の任意の適切なセンサによって、車両１０と充電ステーション１との間の任意のタイプのデータ通信によって、任意のタイプの遠隔トリガ・システムによって、車両１０の運転者による登録によって、または充電ステーション１の現場の人間の操作者によって通知される。

【0065】

車両１０の存在または車両が近づいていることが通知されると、第２のステップ３２０で、充電ステーション１内での、車両側充電インタフェース２０の空間位置および向きが、撮像センサ１３０を用いて、もしくは既知の車両２０の車両側充電インタフェース２０の位置データを含むデータベースから判断されるか、車両２０との通信から導出されるか、または補助制御システムから取得される。これは、直交する３つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚにおける位置と、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を中心とした任意の回転方向とを含む。

【0066】

第３のステップ３３０では、車両側充電インタフェース２０に対するロボット側充電インタフェース１００の、対応する特定の初期接続位置が判断される。初期接続位置は、ロボット側充電インタフェース１００が、車両側充電インタフェース２０の前にあるが、まだ接触していない位置として画定される。初期接続位置は、車両側充電インタフェース２０の位置を判断し、続いてセンサおよびアクチュエータの誤差など、最大の累積システム誤差を、車両側充電インタフェース２０の判断した空間位置および向きから減算および／または加算することによって、判断される。初期接続位置において、数学的に、ロボット側充電インタフェース１００の任意の物理的部分と車両側充電インタフェース２０との間のユークリッド距離Ｔは、最大１０ミリメートル、好ましくは最大５ミリメートルである。ロボット側充電インタフェース１００は、初期接続位置において、車両側充電インタフェース２０と整列され、受容方向Ｒに対して横方向に位置ずれする距離は、最大５ミリメートル、好ましくは最大３ミリメートルである。ロボット側充電インタフェース１００は、初期接続位置において、最大３～５度、好ましくは２度、より好ましくは最大１度の角度ずれで、車両側充電インタフェース２０と整列される。こうしたずれは、これ以降に説明される、適用されるコンプライアンスの下で補正され得る、充電インタフェース２０、１００の自己検索する形状の特徴で許容されるずれよりも、大きい場合がある。初期接続位置では、人間の手など、間に物理的な障害物が存在することは、実際上不可能である。

【0067】

第４のステップ３４０において、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３が、個々に給電され、一方回転アクチュエータまたはモータの回転位置は、駆動チェーン内での、位置判断の最大の累積システム誤差を考慮しながら、ロボット側充電インタフェース１００を、判断された初期接続位置にもってくるよう制御される。

【0068】

第２のステップ３２０、第３のステップ３３０、および第４のステップ３４０は、充電インタフェース１００を初期接続位置にもってくるように、これらのステップが繰り返され得る、位置決め段階Ｐ１の一部を形成する。ロボット側充電インタフェース１００は、この位置決め段階Ｐ１では、車両１０に向かって、理想的には、ノイズ閾値ＣＮを超える値の、コンプライアンス組立体９０ａのどんなコンプライアンスのストロークもなしに、比較的大きな移動ストロークを生じさせる。位置決め段階Ｐ１は、撮像支援による位置決め段階Ｐ１Ｖと、それに続く視覚によらない位置決め段階Ｐ１Ｂとで構成され得る。ロボット側充電インタフェース１００は、撮像支援による位置決め段階Ｐ１Ｖでは、完全な引戻し位置から、撮像検出器１３０が、接近するロボット５０、２５０、３５０の一部の存在のせいで、もはや車両側充電インタフェース２０の位置を明確に判断できなくなる位置まで、移動される。

【0069】

第６のステップ３６０において、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３が、個々に給電され、一方回転アクチュエータまたはモータの回転位置は、ロボット側充電インタフェース１００を、図５Ａに示された初期接続位置から、図５Ｂに示された、車両側充電インタフェース２０に対するロボット側充電インタフェース１００の適切な最終係合位置にもってくるよう、制御される。充電インタフェース２０、１００が適切に係合した後、遠隔制御係止部が作動して係合状態を係止する。第６のステップ３６０は、接続段階Ｐ２の一部を形成する。ロボット側充電インタフェース１００の座標系Ｃは、数学的に、車両側充電インタフェース２０の座標系Ｓと同じ位置にある。

【0070】

接続段階Ｐ２の間、ロボット側充電インタフェース１００を、摩擦に打ち勝って、正確に嵌合する車両側充電インタフェース２０内にもってくるために、圧縮力が必要となるので、ある程度のコンプライアンスが期待される。接続段階Ｐ２の間、第１のコンプライアンスＣＷ１の値と第２のコンプライアンスＣＷ２の値との間で、若干の差異が生じる場合があり、この差異から、補正可能なずれが導出され、接続命令によって判断されたときと同様に、ずれの補正が誘導または検出される。たとえば、図５Ｃに示されるような第１の物理的接触２００は、ロボット側充電インタフェース１００を車両側充電インタフェース２０に対して、強制的に傾けるか、または滑動させることができる一方で、押す力が、主基部５１から付勢されたコイル・バネ９５を介して伝達される。コイル・バネ９５は、コイル・バネの所定の閾値の力を超えると圧縮することができ、これは、センサ６６、９６、１１０を用いて監視される。個々のコイル・バネ９５によってもたらされるコンプライアンスは、車両側充電インタフェースの自己探索する形状の特徴を用いて、ロボット側充電インタフェース１００の、車両側充電インタフェース２０に沿った方向Ｖへの滑動を誘導することができ、かつ／またはセンサ６６、９６、１１０の信号に基づいて、電気モータ３８３の補正のための起動が判断される。図５Ｃでは、図示されている位置ずれは、同じ平面内での平行移動および回転を含んでいる。６自由度すべてにおけるどんな位置ずれも、発生する可能性があり、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、３８３の、対応する補正措置によって、検出して補正できることが明らかであろう。これは、車両側充電インタフェース２０に対するロボット側充電インタフェース１００の、適切な、最終係合位置に到達するまで繰り返される。この繰返しでは、図５Ｄに示されているように、さらに物理的接触２０１が検出され、Ｗ方向への滑動を誘導することで補正され得る。この繰返しのおかげで、充電インタフェース２０、１００の自己探索する形状の特徴で許容されるずれよりも大きいずれを、補償することが可能である。ロボット５０のストロークは、第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２が、コンプライアンスのストロークの最大長さの約半分に相当する値となるように終了する。これにより、ロボット側充電インタフェース１００は、第１および第２の実施形態によるロボット５０、２５０では、弾力的に、可動キャリア６０に近づき、また可動キャリアから離れるよう動くことができ、第３の実施形態によるロボット３５０では、可動キャリア６０は、車両側充電インタフェース２０の動きに追従することができる。

【0071】

第８のステップ３８０では、充電が起動される。第８のステップ３８０は、充電段階Ｐ３の一部を形成する。車両１０は、充電段階Ｐ３の間、ロボット５０に対してわずかに動くので、コンプライアンスの値にいくらかの変化が生じる可能性がある。車両１０のわずかな動きは、乗降する乗員、または車両１０に作用する風によって引き起こされる可能性がある。

【0072】

第１０のステップ４００では、遠隔制御係止部が解除され、充電インタフェース２０、１００の係合が係止解除される。ロボット側充電インタフェース１００は、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、またはモータ３８３の対応する作動によって引き戻され、車両側充電インタフェース２０から切断される。第１０のステップ４００は、切断段階Ｐ４の一部を形成する。

【0073】

第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２は、充電段階Ｐ３の間、距離センサ１１０を用いて連続的に測定され、監視される。充電段階Ｐ３の間、ノイズ閾値ＣＮを下回る値のどんなコンプライアンスも、無視される。

【0074】

上記の理想的な充電サイクルにおいて、第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２は両方とも、位置決め段階Ｐ１の間、位置決め介入値ＣＰを下回ったままの値を有する。第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２は両方とも、接続段階Ｐ２の間、より高い接続介入値ＣＣを下回ったままの値を有する。第１のコンプライアンスＣ１と第２のコンプライアンスＣ２は、充電段階Ｐ３の間、たとえば接続介入値ＣＣに等しい第１の充電介入値ＣＨ１、およびたとえば位置決め介入値ＣＰより高く、接続介入値ＣＣより低い第２の充電介入値ＣＨ２の範囲内で、釣合いが取れたままである値を有する。

【0075】

これ以降で、図６Ａ～図６Ｅを参照して、充電ステーション１の安全な動作を可能にするために、電子制御システムが特定の介入を誘導する、いくつかのずれのシナリオについて論じる。

【0076】

図６Ｂは、位置決め段階Ｐ１の間に、第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、位置決め介入値ＣＰを超える値を有するシナリオを示している。この場合、予期せぬ物理的なもの、たとえば、ロボット５０、２５０、３５０と車両１０との間に立っている人との、衝突が起きたと結論付けられる。次いで、第５のステップ３５０で、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、またはモータ３８３は、停止されるか、またはロボット側充電インタフェース１００を、ロボット側充電インタフェースの完全な引戻し位置に引き戻すよう作動される。

【0077】

図６Ｃは、接続段階Ｐ２の開始時に、第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、接続介入値ＣＣを超える値を有するシナリオを示している。この場合、ロボット側充電インタフェース１００が、車両側充電インタフェース２０と、もはや適切に接続できない程度まで予想外に位置ずれしていると結論付けられる。加えられた圧縮力が、許容される挿入力を超えている。これは、たとえば、接続段階Ｐ２の間の、車両１０の予想外の動きによって引き起こされる可能性がある。次いで、第７のステップ３７０で、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、またはモータ３８３は、ロボット側充電インタフェース１００を、ロボット側充電インタフェースの完全な引戻し位置に向けて、または初期接続位置へ、引き戻すよう作動される。

【0078】

図６Ｄは、接続段階Ｐ２の開始時に、第１のコンプライアンスＣ１と第２のコンプライアンスＣ２との間に、大きな相互の差異が存在するシナリオを示している。この場合、ロボット側充電インタフェース１００が、車両側充電インタフェース２０に対して、予想外に回転したと結論付けられる。これは、たとえば、接続段階Ｐ２の間の、車両１０の予想外の動きによって引き起こされる可能性がある。次いで、第７のステップ３７０で、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３は、ロボット側充電インタフェース１００を、ロボット側充電インタフェースの完全な引戻し位置に向けて、または初期接続位置へ、引き戻すよう作動される。

【0079】

図６Ｅは、接続段階Ｐ２の間に、第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、接続介入値ＣＣを超える値を有するシナリオを示している。これは、たとえば、ロボット側充電インタフェース１００を車両側２０に挿入する間の、コネクタの妨害物によって引き起こされる可能性がある。次いで、第７のステップ３７０で、回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９、またはモータ３８３は、ロボット側充電インタフェース１００を、ロボット側充電インタフェースの完全な引戻し位置に向けて、または初期接続位置へ、引き戻すよう作動される。

【0080】

図６Ｆは、充電段階Ｐ３の間に、第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、第１の充電介入値ＣＣ１を超える値を有するか、または第２の充電介入値ＣＣ２を下回る値を有するシナリオを示している。これは、たとえば、多数の乗客が車両１０に乗り込み、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆによる安全な吸収の限界に達する程度まで、可動プラットフォーム６０に向けて車両側充電インタフェース２０を押すことに起因する、車両１０の激しい動きによって引き起こされる可能性がある。次いで、第９のステップ３９０において、第１または第２の実施形態によるロボット５０、２５０の回転アクチュエータ５３、５５、５７、５９が作動され、車両１０に対する可動プラットフォーム６０の位置を戻し、これにより第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２が、再び第１の充電介入値ＣＣ１と第２の充電介入値ＣＣ２との間で釣合いの取れた値を有するか、または第３の実施形態によるロボット３５０のモータ３８３が、コンプライアンス組立体９０ａ～９０ｆが同じ効果で再び釣合いを取るように、作動される。

【0081】

すべてのシナリオにおいて、第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２の値は、距離センサ１１０を用いて、第１の警告介入値ＣＷ１を超えるか、監視される。第１の警告介入値ＣＷ１は、位置決め介入値ＣＰ、接続介入値ＣＣ、および第１の充電介入値ＣＣ１よりも高い。第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、第１の介入値ＣＷ１を超える値を有する場合、位置決め段階Ｐ１または接続段階Ｐ２の間にアクティブになると、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、またはモータ３８３は直ちに停止され、充電段階Ｐ３の間にアクティブになると、充電電流は遮断される。第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、第１の介入値ＣＷ１を超える値を有する場合、音声警報または視覚警報がトリガされる。

【0082】

すべてのシナリオにおいて、第１のコンプライアンスＣ１および第２のコンプライアンスＣ２の値は、端部スイッチ１１５を用いて、第２の警告介入値ＣＷ２を超えるか、監視される。第２の警告介入値ＣＷ２は、第１の警告介入値ＣＷ１よりも高い。第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、第２の警告介入値ＣＷ２を超える値を有する場合、位置決め段階Ｐ１または接続段階Ｐ２の間にアクティブになると、回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、またはモータ３８３は直ちに停止され、充電段階Ｐ３の間にアクティブになると、充電電流は遮断される。第１のコンプライアンスＣ１または第２のコンプライアンスＣ２が、第２の警告介入値ＣＷ２を超える値を有する場合、音声警報または視覚警報がトリガされる。第１コンプライアンスＣ１または第２コンプライアンスＣ２が、第２の警告介入値ＣＷ２を超える値を有する場合、ロボット側充電インタフェース１００と車両側充電インタフェース２０とを係止する遠隔制御係止部が解除され、充電インタフェース２０、１００が、互いに受動的に外れるか、または回転アクチュエータ５３、５４、５６、５９、もしくはモータに適宜給電することにより、能動的に外されることが可能となる。

【0083】

実際には、第１の位置決め介入値は、第１の接続介入値の５０％以下、好ましくは２５％以下である。説明された実施形態では、第１の充電介入値ＣＨ１は、充電介入値ＣＣに等しい。

【0084】

上記の説明は、好ましい実施形態の動作を説明するために含まれており、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。上記の議論から、当業者には、本発明の範囲にさらに包含される多くの変形形態が明らかであろう。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両側充電インタフェース（２０）を有する車両を充電する充電ステーション（１）を備える、充電インフラを制御する方法であって、前記充電ステーション（１）が、前記車両側充電インタフェース（２０）との充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェース（１００）を担持するロボットを備え、前記ロボットが、
主基部（５１）、
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を、前記主基部（５１）に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構であって、前記変位機構が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、作動時に、変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）を備える、変位機構、ならびに
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェースとの間の、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体であって、前記コンプライアンス組立体が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成される、コンプライアンス組立体
を備え、前記方法が、順番に、
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両が前記充電ステーションに出入りできる、引戻し位置から、前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両側充電インタフェース（２０）の前に、好ましくは前記車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記初期接続位置から、前記車両側充電インタフェース（２０）との充電接続を確立する、接続段階、
－ 前記車両が、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を介して、充電電流によって充電される、充電段階、および
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両側充電インタフェース（２０）から外れ、前記引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階
を含み、
前記位置決め段階において、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、位置決め命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、コンプライアンスの値が位置決め介入値と比較され、前記コンプライアンスの値が前記位置決め介入値を超えると、前記位置決め命令が変更され、
前記接続段階において、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、接続命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、前記コンプライアンスの値が接続介入値と比較され、前記コンプライアンスの値が前記接続介入値を超えると、前記接続命令が変更され、
－ 前記位置決め介入値が、前記接続介入値とは異なり、および
－ 前記位置決め介入値が、前記接続介入値よりも小さい
ことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記位置決め介入値が、前記接続介入値の５０％より小さい、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記位置決め介入値が、前記接続介入値の２５％より小さい、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記コンプライアンスの値が、前記位置決め介入値を超えると、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つの作動を停止するように、前記位置決め命令が変更される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記コンプライアンスの値が前記位置決め介入値を超えると、前記位置決め命令が打ち切られ、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を前記引戻し位置に向かって引き戻すために、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、引戻し命令に従って給電される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記コンプライアンスの値が、前記接続介入値を超えると、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つの作動を停止するように、前記接続命令が変更される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記コンプライアンスの値が前記接続介入値を超えると、前記接続命令が打ち切られ、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を前記引戻し位置に向かって、または前記初期接続位置へ引き戻すために、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、引戻し命令に従って給電される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記充電段階において、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、充電命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、前記充電命令が、前記コンプライアンスの値を、第１の充電介入値と、より低い第２の充電介入値との間にもってくるよう規定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記充電段階において、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、前記充電段階の開始時に、前記充電命令に従って給電され、次いで好ましくは、前記充電段階の残りの期間、前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値と、前記の、より低い第２の充電介入値との間にある場合、アイドリング状態である、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値を超えるか、または前記第２の充電介入値を下回ると、前記コンプライアンスの値を、前記第１の充電介入値と前記第２の充電介入値との間にもってくるために、前記充電命令に従って、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）の少なくとも１つが給電される、請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記位置決め段階、前記接続段階、および前記充電段階において、介入命令に従って、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つに給電することができ、前記コンプライアンスの値が監視され、前記コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、前記警告介入値を超えると、
－ 前記ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、前記車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）を、前記車両側充電インタフェース（２０）から引き戻すこと
を含む群から選択される介入命令が開始される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

－ 前記位置決め段階において、前記警告介入値が前記位置決め介入値よりも高く、
－ 前記接続段階において、前記警告介入値が前記接続介入値よりも高く、ならびに／または
－ 前記充電段階において、前記警告介入値が、前記第１の充電介入値より高いか、もしくは第２の充電介入値より低い、または前記警告介入値が、前記第１の充電介入値よりも高い第１の警告介入値、および前記第２の充電介入値よりも低い第２の警告介入値を有する、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記位置決め段階が、前記車両側充電インタフェース（２０）の位置を判断するステップと、累積システム誤差を、前記車両側充電インタフェース（２０）の前記判断された位置に加算するか、または減算することによって、前記初期接続位置を判断するステップとを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

車両側充電インタフェース（２０）を有する車両を充電する充電ステーション（１）を備える、充電インフラであって、前記充電ステーション（１）が、前記車両側充電インタフェース（２０）との充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェース（１００）を担持するロボットを備え、前記ロボットが、
主基部（５１）、
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を、前記主基部（５１）に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構であって、前記変位機構が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェースとの間で、作動時に、変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）を備える、変位機構、ならびに
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェースとの間の、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体であって、前記コンプライアンス組立体が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成される、コンプライアンス組立体
を備え、前記充電インフラが、
少なくとも前記ロボットに動作可能に接続され、請求項１から１３のいずれか一項に記載の前記方法を実行するよう構成されている、コントローラ
をさらに備える、充電インフラ。

【請求項15】

前記コントローラが、電子コントローラであって、具体的には、前記コンプライアンスのストロークから、かつ／またはより具体的には、前記適用される個々の、または連結されたコンプライアンス組立体の、１つの方向（Ｌ）の前記コンプライアンスのストロークから、前記ロボット側充電インタフェース（１００）に作用する合力および／または合モーメントを判断するよう構成された、請求項１４に記載の充電インフラ。

【請求項16】

キャリア（６０）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間の、６自由度のコンプライアンスのデータを取得または導出するセンサ（３６６）、具体的には、前記コンプライアンスのストロークに対する距離センサ、および／または具体的には、力もしくは圧力センサを備える、請求項１４または１５に記載の充電インフラ。

【請求項17】

具体的には端部止めの当接を検出するよう配置および構成された、かつ／または特定の極端な状況で、最終的に主制御システムに介入するか、もしくは無効にするための、冗長制御システムの一部として機能するよう配置および構成されたスイッチ（１１５）、具体的には端部スイッチを備える、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の充電インフラ。

【請求項18】

車両側充電インタフェース（２０）を有する車両を充電する充電ステーション（１）を備える、充電インフラを制御する方法であって、前記充電ステーション（１）が、前記車両側充電インタフェース（２０）との充電接続を確立するための、ロボット側充電インタフェース（１００）を担持するロボットを備え、前記ロボットが、
主基部（５１）、
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、前記ロボット側充電インタフェース（１００）を、前記主基部（５１）に対して少なくとも３自由度で移動させる変位機構であって、前記変位機構が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、作動時に、変位ストロークにわたって変位を加えるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）を備える、変位機構、ならびに
前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェースとの間の、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つと運動学的に直列に配置されたコンプライアンス組立体であって、前記コンプライアンス組立体が、前記主基部（５１）と前記ロボット側充電インタフェース（１００）との間で、コンプライアンスのストロークにわたって、変位を弾力的に吸収または解放することによるコンプライアンスを実現するよう構成される、コンプライアンス組立体
を備え、前記方法が、順番に、
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両が前記充電ステーションに出入りできる、引戻し位置から、前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両側充電インタフェース（２０）の前に、好ましくは前記車両側充電インタフェースと整列される初期接続位置へ移動する、位置決め段階、
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記初期接続位置から、前記車両側充電インタフェース（２０）との充電接続を確立する、接続段階、
－ 前記車両が、前記ロボット側充電インタフェースを介して、充電電流によって充電される、充電段階、および
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）が、前記車両側充電インタフェース（２０）から外れ、前記引戻し位置に向かって引き戻される、切断段階
を含み、
前記充電段階において、前記少なくとも１つのアクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）が、充電命令に従って給電され、前記コンプライアンスが監視され、
前記充電命令が、コンプライアンスの値を、第１の充電介入値、およびより低い第２の充電介入値と比較することを規定し、前記充電命令が、前記コンプライアンスの値が前記第１および第２の充電介入値で規定される範囲外に移動すると変更され、これにより前記コンプライアンスの値が、前記少なくとも１つのアクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）を用いて、前記第１の充電介入値と、前記の、より低い第２の充電介入値との間で能動的に維持される
ことを特徴とする、方法。

【請求項19】

前記充電段階において、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが、前記充電段階の開始時に、前記充電命令に従って給電され、次いで好ましくは、前記充電段階の残りの期間、前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値と、前記の、より低い第２の充電介入値との間にある場合、アイドリング状態である、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記コンプライアンスの値が、前記第１の充電介入値を超えるか、または前記第２の充電介入値を下回ると、前記コンプライアンスの値を、前記第１の充電介入値と前記第２の充電介入値との間にもってくるために、前記充電命令に従って、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）の少なくとも１つが給電される、請求項１８または１９に記載の方法。

【請求項21】

前記位置決め段階、前記接続段階、および前記充電段階において、介入命令に従って、前記アクチュエータ（５３、５５、５７、５９、３８０）のうちの少なくとも１つが給電され、前記コンプライアンスの値が監視され、前記コンプライアンスの値が警告介入値と比較され、前記警告介入値を超えると、
－ 前記ロボット側充電インタフェースを通る充電電流を遮断すること
－ 音声警報をトリガすること
－ 視覚警報をトリガすること
－ 警報状態を、前記車両またはより上位の管理システムに通知すること
－ 機械式ブレークアウト解除をトリガすること、および
－ 前記ロボット側充電インタフェース（１００）を、前記車両側充電インタフェース（２０）から引き戻すこと
を含む群から選択される介入命令が開始される、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。

【国際調査報告】