JP2022190551A - 移動体及び移動体の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】非接触給電を希望する走行中の車両から、適切な時期に地上給電装置に対して信号を送信させることができるようにする。【解決手段】地上給電装置2から非接触で電力を受電する移動体3は、地上給電装置2から電力を受電する受電装置5と、地上給電装置2と通信を行う通信装置72と、他の移動体と車車間通信を行う車車間通信装置73と、前方を走行する他の移動体から、車車間通信装置73を介して当該他の移動体が地上給電装置2から電力を受電している旨の情報を受信した場合に、通信装置72を介して地上給電装置2に信号を送信する制御装置と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、移動体移動体及び移動体の制御方法に関する。
従来、磁界結合(電磁誘導)、電界結合、磁界共振結合(磁界共鳴)及び電界共振結合(電界共鳴)のような伝送方式を用いて、地面に設けられた地上給電装置から、走行中の車両に電力を非接触で伝送する非接触給電システムが知られている。このような非接触給電システムとして、特許文献1には、走行中の車両から地上給電装置に対して給電を要求する信号、ひいては接近を知らせる信号を無線送信し、その信号を受信した地上給電装置に、当該車両が通過するタイミングに合わせて電力を非接触で伝送させるように構成された非接触給電システムが開示されている。
しかしながら、走行中の車両から地上給電装置に対して、常時、信号を無線送信しなければならないと、当該信号を無線送信する通信装置を駆動し続ける必要があるので、消費電力が増大するおそれがある。
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、非接触給電を希望する走行中の車両から、適切な時期に地上給電装置に対して信号を送信させることができるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、地上給電装置から非接触で電力を受電する移動体であって、地上給電装置から電力を受電する受電装置と、地上給電装置と通信を行う通信装置と、他の移動体と車車間通信を行う車車間通信装置と、前方を走行する他の移動体から、車車間通信装置を介して当該他の移動体が地上給電装置から電力を受電している旨の情報を受信した場合に、通信装置を介して地上給電装置に信号を送信する制御装置と、を備える移動体が提供される。
また本発明の別の態様によれば、地上給電装置から非接触で電力を受電する移動体であって、地上給電装置から電力を受電する受電装置と、他の移動体と車車間通信を行う車車間通信装置と、地上給電装置から電力を受電している場合に、後方を走行する他の移動体に車車間通信装置を介して地上給電装置から電力を受電している旨の情報を送信する制御装置と、を備える移動体が提供される。
また本発明の別の態様によれば、地上給電装置から非接触で電力を受電する受電装置を備える移動体の制御方法であって、前方を走行する他の移動体から、当該他の移動体が地上給電装置から電力を受電している旨の情報を車車間通信によって受信した場合に、地上給電装置に対して送電準備を行わせるための信号を送信する、移動体の制御方法が提供される。
本発明のこれらの態様によれば、車車間通信を利用して前方の車両が地上給電装置から電力を受電していることを知ることでき、又は自車両が地上給電装置から電力を受電していることを後方の車両に知らせることができるので、非接触給電を希望する走行中の車両から適切な時期に地上給電装置に対して信号を送信させることができる。
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
<非接触給電システムの全体構成>
図1は、非接触給電システム1の構成を概略的に示す図である。非接触給電システム1は、地上給電装置2と、道路100上の走行する車両3とを有し、地上給電装置2から車両3へ磁界共振結合(磁界共鳴)による非接触電力伝送を行う。特に、本実施形態では、非接触給電システム1は、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から車両3への非接触電力伝送を行う。したがって、地上給電装置2は、車両3が走行しているときに、車両3へ非接触で電力を送電し、車両3は、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から非接触で電力を受電する。地上給電装置2は、非接触で車両3に送電するように構成された送電装置4を有し、車両3は、非接触で送電装置4から受電するように構成された受電装置5を有する。図1に示されるように、送電装置4は車両3が走行する道路100内(地中)に、例えば車両3が走行する車線の中央に、埋め込まれる。
図1は、非接触給電システム1の構成を概略的に示す図である。非接触給電システム1は、地上給電装置2と、道路100上の走行する車両3とを有し、地上給電装置2から車両3へ磁界共振結合(磁界共鳴)による非接触電力伝送を行う。特に、本実施形態では、非接触給電システム1は、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から車両3への非接触電力伝送を行う。したがって、地上給電装置2は、車両3が走行しているときに、車両3へ非接触で電力を送電し、車両3は、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から非接触で電力を受電する。地上給電装置2は、非接触で車両3に送電するように構成された送電装置4を有し、車両3は、非接触で送電装置4から受電するように構成された受電装置5を有する。図1に示されるように、送電装置4は車両3が走行する道路100内(地中)に、例えば車両3が走行する車線の中央に、埋め込まれる。
なお、走行中という用語は、車両3が走行のために道路上に位置する状態を意味する。したがって、走行中という用語は、車両3が実際にゼロよりも大きい任意の速度で走っている状態のみならず、例えば信号待ちなどによって道路上で停止している状態も含む。一方、車両3が道路上に位置していても、例えば駐停車されているような場合には、走行中には含まれない。
<地上給電装置の構成>
図1に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4に加えて、電源21及びコントローラ22を備える。電源21及びコントローラ22は、道路100内に埋め込まれてもよいし、道路100内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
図1に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4に加えて、電源21及びコントローラ22を備える。電源21及びコントローラ22は、道路100内に埋め込まれてもよいし、道路100内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
電源21は、送電装置4に電力を供給する。電源21は、例えば、単層交流電力を供給する商用交流電源である。なお、電源21は、三相交流電力を供給する他の交流電源であってもよいし、燃料電池のような直流電源であってもよい。
送電装置4は、電源21から供給された電力を車両3へ送る。送電装置4は、送電側整流回路41、インバータ42及び送電側共振回路43を有する。送電装置4では、電源21から供給される交流電力が送電側整流回路41において整流されて直流電流に変換され、この直流電流がインバータ42において交流電力に変換され、この交流電力が送電側共振回路43に供給される。
送電側整流回路41は、電源21及びインバータ42に電気的に接続される。送電側整流回路41は、電源21から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力をインバータ42に供給する。送電側整流回路41は例えばAC/DCコンバータである。
インバータ42は送電側整流回路41及び送電側共振回路43に電気的に接続される。インバータ42は、送電側整流回路41から供給された直流電力を、電源21の交流電力よりも高い周波数の交流電力(高周波電力)に変換し、高周波電力を送電側共振回路43に供給する。
送電側共振回路43は、コイル44及びコンデンサ45から構成される共振器を有する。コイル44及びコンデンサ45の各種パラメータ(コイル44の外径及び内径、コイル44の巻数、コンデンサ45の静電容量等)は、送電側共振回路43の共振周波数が所定の設定値になるように定められる。所定の設定値は、例えば10kHz~100GHzであり、好ましくは、非接触電力伝送用の周波数帯域としてSAE TIR J2954規格によって定められた85kHzである。
送電側共振回路43は、コイル44の中心が車線の中央に位置するように、車両3が通過する車線の中央に配置される。インバータ42から供給された高周波電力が送電側共振回路43に印加されると、送電側共振回路43は、送電するための交流磁界を発生させる。なお、電源21が直流電源である場合には、送電側整流回路41は省略されてもよい。
コントローラ22は、例えば汎用コンピュータであり、地上給電装置2の各種制御を行う。例えば、コントローラ22は、送電装置4のインバータ42に電気的に接続され、送電装置4による電力送信を制御すべくインバータ42を制御する。さらに、コントローラ22は、後述する地上側第1通信装置81及び地上側第2通信装置82を制御する。
図2は、コントローラ22及びコントローラ22に接続された機器の概略的な構成図である。コントローラ22は、通信インターフェース221、メモリ222及びプロセッサ223を備える。通信インターフェース221、メモリ222及びプロセッサ223は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース221は、地上給電装置2を構成する各種機器(例えば、インバータ42、後述する地上側センサ23、地上側第1通信装置81及び地上側第2通信装置82など)にコントローラ22を接続するためのインターフェース回路を有する。コントローラ22は、通信インターフェース221を介して他の機器と通信する。
メモリ222は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)等を有する。メモリ222は、プロセッサ223において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ223によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。メモリ222は、例えば、地上給電装置2にて給電を行う可能性のある車両の車両識別情報のリスト(以下、「識別情報リスト」という)及び給電中の車両3の車両識別情報を記憶する。
プロセッサ223は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ223は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ223は、メモリ222に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
また、図2に示されるように、地上給電装置2は、地上側センサ23を更に備える。地上側センサ23は、地上給電装置2の状態を検出する。本実施形態では、地上側センサ23は、例えば、送電装置4の各種機器(特に、送電側共振回路43、インバータ42及び送電側整流回路41)に流れる電流を検出する送電装置電流センサ、送電装置4の各種機器に加わる電圧を検出する送電装置電圧センサ、送電装置4の各種機器の温度を検出する送電装置温度センサ、送電装置4が埋め込まれた道路上の異物を検出する異物センサ、及び送電装置4が埋め込まれた道路上の生体を検出する生体センサを含む。地上側センサ23の出力は、コントローラ22に入力される。
なお、送電装置4は、車両3から電力を受電することができるように構成されてもよい。この場合、送電装置4は、後述する車両3の受電装置5と同様に、受電した電力を電源21に供給するための装置又は回路を有する。また、この場合、送電装置4は、車両3から電力を受電するのに、上述したコイル44及びコンデンサ45から構成される共振器を利用してもよい。
<車両の構成>
一方、車両3は、図1に示されるように、受電装置5に加えて、モータ31、バッテリ32、パワーコントロールユニット(PCU)33及び電子制御ユニット(ECU)34を有する。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(EV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HV)であってもよい。
一方、車両3は、図1に示されるように、受電装置5に加えて、モータ31、バッテリ32、パワーコントロールユニット(PCU)33及び電子制御ユニット(ECU)34を有する。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(EV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HV)であってもよい。
モータ31は、例えば交流同期モータであり、電動機及び発電機として機能する。モータ31は、電動機として機能するとき、バッテリ32に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ31の出力は減速機及び車軸を介して車輪30に伝達される。一方、車両3の減速時には車輪30の回転によってモータ31が駆動され、モータ31は発電機として機能して回生電力を発電する。
バッテリ32は、充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等から構成される。バッテリ32は車両3の走行に必要な電力(例えばモータ31の駆動電力)を蓄える。送電装置4から受電装置5が受電した電力が供給されると、バッテリ32が充電される。また、モータ31によって発電された回生電力がバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電される。バッテリ32が充電されると、バッテリ32の充電率(SOC:State Of Charge)が回復する。なお、バッテリ32は、車両3に設けられた充電ポートを介して地上給電装置2以外の外部電源によっても充電可能であってもよい。
PCU33はバッテリ32及びモータ31に電気的に接続される。PCU33は、インバータ、昇圧コンバータ及びDC/DCコンバータを有する。インバータは、バッテリ32から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ31に供給する。一方、インバータは、モータ31によって発電された交流電力(回生電力)を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ32に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がモータ31に供給されるときに、必要に応じてバッテリ32の電圧を昇圧する。DC/DCコンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ32の電圧を降圧する。
受電装置5は、送電装置4から受電し、受電した電力をバッテリ32に供給する。受電装置5は、受電側共振回路51、受電側整流回路54及び充電回路55を有する。
受電側共振回路51は、路面との距離が小さくなるように車両3の底部に配置される。本実施形態では、受電側共振回路51は、車幅方向において車両3の中央に配置される。受電側共振回路51は、送電側共振回路43と同様の構成を有し、コイル52及びコンデンサ53から構成される共振器を有する。コイル52及びコンデンサ53の各種パラメータ(コイル52の外径及び内径、コイル52の巻数、コンデンサ53の静電容量等)は、受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路43の共振周波数と一致するように定められる。なお、受電側共振回路51の共振周波数と送電側共振回路43の共振周波数とのずれ量が小さければ、例えば受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路43の共振周波数の±20%の範囲内であれば、受電側共振回路51の共振周波数は送電側共振回路43の共振周波数と必ずしも一致している必要はない。
図1に示されるように受電側共振回路51が送電側共振回路43と対向しているときに、送電側共振回路43によって交流磁界が生成されると、交流磁界の振動が、送電側共振回路43と同一の共振周波数で共鳴する受電側共振回路51に伝達される。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路51に誘導電流が流れ、誘導電流によって受電側共振回路51において誘導起電力が発生する。すなわち、送電側共振回路43は受電側共振回路51へ送電し、受電側共振回路51は送電側共振回路43から受電する。
受電側整流回路54は受電側共振回路51及び充電回路55に電気的に接続される。受電側整流回路54は、受電側共振回路51から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力を充電回路55に供給する。受電側整流回路54は例えばAC/DCコンバータである。
充電回路55は受電側整流回路54及びバッテリ32に電気的に接続される。特に、バッテリ32へは、リレー38を介して接続される。充電回路55は、受電側整流回路54から供給された直流電力をバッテリ32の電圧レベルに変換してバッテリ32に供給する。送電装置4から送電された電力が受電装置5によってバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電される。充電回路55は例えばDC/DCコンバータである。
ECU34は車両3の各種制御を行う。例えば、ECU34は、受電装置5の充電回路55に電気的に接続され、送電装置4から送信された電力によるバッテリ32の充電を制御すべく充電回路55を制御する。また、ECU34は、PCU33に電気的に接続され、バッテリ32とモータ31との間の電力の授受を制御すべくPCU33を制御する。さらに、ECU34は、後述する車両側第1通信装置71及び車両側第2通信装置72を制御する。
図3は、ECU34及びECU34に接続された機器の概略的な構成図である。ECU34は、通信インターフェース341、メモリ342及びプロセッサ343を有する。通信インターフェース341、メモリ342及びプロセッサ343は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース341は、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内ネットワークにECU34を接続するためのインターフェース回路を有する。ECU34は、通信インターフェース341を介して他の機器と通信する。
メモリ342は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)及び不揮発性の半導体メモリ(例えばROM)を有する。メモリ342は、プロセッサ343において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ343によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
プロセッサ343は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ343は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ343は、メモリ342に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
また、図3に示されるように、車両3は、GNSS受信機35、ストレージ装置36、複数の車両側センサ37及びリレー38を更に備える。GNSS受信機35、ストレージ装置36、車両側センサ37及びリレー38は車内ネットワークを介してECU34に電気的に接続される。
GNSS受信機35は、複数(例えば3つ以上)の測位衛星から得られる測位情報に基づいて、車両3の現在位置(例えば車両3の緯度及び経度)を検出する。具体的には、GNSS受信機35は、複数の測位衛星を捕捉し、測位衛星から発信された電波を受信する。そして、GNSS受信機35は、電波の発信時刻と受信時刻との差に基づいて測位衛星までの距離を算出し、測位衛星までの距離及び測位衛星の位置(軌道情報)に基づいて車両3の現在位置を検出する。GNSS受信機35の出力、すなわちGNSS受信機35によって検出された車両3の現在位置はECU34に送信される。このGNSS受信機35として、例えば、GPS受信機が用いられる。
ストレージ装置36は、データを記憶する。ストレージ装置36は、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体を備える。本実施形態では、ストレージ装置36は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路に関する情報に加えて、地上給電装置2の設置位置情報等の情報が含まれる。ECU34はストレージ装置36から地図情報を取得する。なお、ストレージ装置36には地図情報が含まれていなくてもよく、この場合、ECU34は車両側第1通信装置71を介して車両3の外部(例えば、後述するサーバ91)から地図情報を取得してもよい。
車両側センサ37は、車両3の状態を検出する。本実施形態では、車両側センサ37は、車両3の状態を検出するセンサとして、車両3の速度を検出する速度センサ、バッテリ32の温度を検出するバッテリ温度センサ、受電装置5の各種機器(特に、受電側共振回路51及び受電側整流回路54)の温度を検出する受電装置温度センサ、バッテリ32の充電電流値及び放電電流値を検出するバッテリ電流センサ、受電装置5の各種機器に流れる電流を検出する受電装置電流センサ、及び受電装置5の各種機器に加わる電圧を検出する受電装置電圧センサを含む。車両側センサ37の出力は、ECU34に入力される。
リレー38は、バッテリ32と受電装置5との間に配置されて、バッテリ32と受電装置5とを接続・遮断する。リレー38が接続されているときには受電装置5が受電した電力がバッテリ32に供給される。しかしながら、リレー38が遮断されているときには受電装置5からバッテリ32へ電流が流れず、よって受電装置5は実質的に受電することができなくなる。
なお、受電装置5は、地上給電装置2へ電力を送電することができるように構成されてもよい。この場合、受電装置5は、地上給電装置2の送電装置4と同様に、バッテリ32の電力を地上給電装置2へ送電するための構成を有する。また、この場合、受電装置5は、地上給電装置2へ電力を送電するのに、上述したコイル52及びコンデンサ53から構成される共振器を利用してもよい。
<通信システムの構成>
図1に示されるような非接触給電システム1において、地上給電装置2から車両3へ非接触電力伝送を行うためには、地上給電装置2は、非接触電力伝送の準備を行うために接近してきた車両3を検出する必要があり、接近してきた車両3を検出する方法としては、例えば、地上給電装置2付近を走行する車両3から車両識別情報(車両3を識別するための情報であって、例えば車両ID)を受信する方法が挙げられる。
図1に示されるような非接触給電システム1において、地上給電装置2から車両3へ非接触電力伝送を行うためには、地上給電装置2は、非接触電力伝送の準備を行うために接近してきた車両3を検出する必要があり、接近してきた車両3を検出する方法としては、例えば、地上給電装置2付近を走行する車両3から車両識別情報(車両3を識別するための情報であって、例えば車両ID)を受信する方法が挙げられる。
この方法では、車両3は、地上給電装置2に車両識別情報を送信することが必要になるが、この車両識別情報を、地上給電装置2に常時送信するようにすると、車両識別情報を送信するために必要な各種の機器を常時作動させなければならなくなるので、消費電力が増大し、結果として車両3の電費が悪化するおそれがある。したがって、適切な時期に、車両3から地上給電装置2に対して車両識別情報を送信できるようにすることが望ましい。
そこで本実施形態では、前方を走行する別の車両3(1台前を走行する別の車両3であってもよいし、複数台前を走行する別の車両3であってもよい)から車車間通信によって受信した他車両情報の中に、その別の車両3が地上給電装置2から電力を受電している旨の情報が含まれていれば、車両識別情報を狭域無線通信により車両3から地上給電装置2に送信することとした。そして、車両3が地上給電装置2から電力を受電しているときは、その車両3から後方を走行する一又は複数台の別の車両3に対して、車車間通信によって地上給電装置から電力を受電している旨の情報を含む自車両情報を送信することとした。
これにより、車両識別情報を地上給電装置2に常時送信しなくても、前方を走行する別の車両3が地上給電装置2から電力を受電している旨の情報が含まれた他車両情報を車車間通信によって受信したときに車両識別情報を送信すればよいので、車両3の電費の悪化を抑制することができる。
図5は、非接触給電システム1において用いられる通信システムの概略的な構成図である。図3及び図4に示されるように、車両3は、広域無線通信を行う車両側第1通信装置71と、狭域無線通信を行う車両側第2通信装置72と、車車間通信を行う車車間通信装置73と、を有する。これら車両側第1通信装置71、車両側第2通信装置72及び車車間通信装置73は、車内ネットワークを介してECU34に接続される。一方、図2及び図4に示されるように、地上給電装置2は、広域無線通信を行う地上側第1通信装置81と、狭域無線通信を行う地上側第2通信装置82とを有する。これら地上側第1通信装置81及び地上側第2通信装置82は、有線で電気的にコントローラ22に接続される。特に、本実施形態では、車両側第1通信装置71と地上側第1通信装置81とは広域無線通信を利用して直接的に又は間接的に一方向又は双方向の通信を行う。また、車両側第2通信装置72と地上側第2通信装置82とは、狭域無線通信を利用して直接的に一方向又は双方向の通信を行う。また、各車両3に搭載された車車間通信装置73同士は、車車間通信を利用して直接的に一方向又は双方向の通信を行う。
広域無線通信は、狭域無線通信に比べて通信距離が長い通信であり、具体的には例えば通信距離が10メートルから10キロメートルの通信である。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができ、例えば、3GPP、IEEEによって策定された4G、LTE、5G、WiMAX等の任意の通信規格に準拠した通信が用いられる。必要に応じて、この広域無線通信を利用して、車両識別情報と紐づけられた車両情報(例えば車両要求電力など)を、車両識別情報を狭域無線通信によって車両3から地上給電装置2に送信するよりも前に、車両3から地上給電装置2へ送信することができる。
本実施形態では、車両3の車両側第1通信装置71と、地上給電装置2の地上側第1通信装置81とは、サーバ91を介して通信を行う。具体的には、サーバ91は、光通信回線などで構成される通信ネットワーク92を介して、複数の無線基地局93に接続される。車両側第1通信装置71及び地上側第1通信装置81は、広域無線通信を用いて、無線基地局93と通信する。したがって、車両3の車両側第1通信装置71と、地上給電装置2の地上側第1通信装置81とは、広域無線通信を用いて通信を行う。
なお、地上側第1通信装置81は、通信ネットワーク92に有線で接続されていてもよい。したがって、地上側第1通信装置81は、無線でなく有線でサーバ91に接続されていてもよい。また、車両側第1通信装置71は、無線により直接、又は通信ネットワークを介して、サーバ91を介さずに地上側第1通信装置81と通信を行ってもよい。したがって、サーバ91は、車両3と広域無線通信により通信を行うと共に、地上給電装置2と無線又は有線で通信を行う。
図5は、サーバ91のハードウェア構成を概略的に示す図である。サーバ91は、図5に示されるように、外部通信モジュール911と、記憶装置912と、プロセッサ913とを備える。また、サーバ91は、キーボード及びマウスといった入力装置、及び、ディスプレイといった出力装置を有していてもよい。
外部通信モジュール911は、サーバ91外の機器(地上給電装置2、車両3など)と通信を行う。外部通信モジュール911は、サーバ91を通信ネットワーク92に接続するためのインターフェース回路を備える。外部通信モジュール911は、通信ネットワーク92及び無線基地局93を介して、複数の車両3及び地上給電装置2それぞれと通信可能に構成される。
記憶装置912は、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体を有する。記憶装置912は、プロセッサ913によって各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ913によって各種処理が実行されるときに使用される各種データを記憶する。また、本実施形態では、記憶装置912は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路に関する情報に加えて、地上給電装置2の設置位置情報等の情報が含まれる。
プロセッサ913は、一つ又は複数のCPU及びその周辺回路を有する。プロセッサ913は、GPU、又は論理演算ユニット若しくは数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ913は、サーバ91の記憶装置912に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行する。
狭域無線通信とは、広域無線通信に比べて通信距離が短い通信を示しており、具体的には例えば通信距離が10メートル未満である通信を示している。狭域無線通信としては、通信距離が短い種々の近距離無線通信を用いることができ、例えば、IEEE、ISO、IEC等によって策定された任意の通信規格(例えば、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標))に準拠した通信が用いられる。また、狭域無線通信を行うための技術としては、例えば、RFID(Radio Frequency Identification)、DSRC(dedicated Short Range Communication)等が用いられる。上述したように、本実施形態では、狭域無線通信を利用して、車両識別情報が、車両3から地上給電装置2へ送信される。
本実施形態では、車両3の車両側第2通信装置72と、地上給電装置2の地上側第2通信装置82とは、狭域無線通信により直接通信を行う。本実施形態では、車両側第2通信装置72は、車両識別情報を含む信号を送信し、地上側第2通信装置82は、車両識別情報を含む信号を受信する。
車両側第2通信装置72は、電波又は磁界を発生させるアンテナと、アンテナに電力又は電流を供給する送信回路とを有する。送信回路は、発振回路、変調回路及び増幅回路を有し、発振回路で生成された搬送波を、変調回路にて車両識別情報に応じて変調し、変調された搬送波を増幅回路によって増幅した交流電流(交流電力)を、アンテナに流す。この結果、アンテナにおいて、電波又は磁界が発生する。
地上側第2通信装置82は、電波又は磁界を受信するアンテナと、アンテナが受信した電波又は磁界から情報と取り出す受信回路とを有する。受信回路は、増幅回路及び復調回路を有し、アンテナで受信した電波又は磁界によって生成された微弱電流を増幅回路にて増幅し、増幅された信号を復調回路にて復調することで、信号に含まれていた情報(ここでは、車両識別情報)を取り出す。
なお、車両側第2通信装置72と地上側第2通信装置82との通信は、電波によって行われてもよいし、磁界によって(すなわち、電磁誘導によって)行われてもよい。特に、搬送波の周波数が低い場合(例えば、50Hz~50kHz)には、磁界によって通信が行われる。この場合、アンテナとしては、コイルが用いられる。
また、本実施形態では、車両側第2通信装置72は信号を送信し、地上側第2通信装置82は信号を受信するように構成される。しかしながら、車両側第2通信装置72は信号の送信に加えて受信を行うことができるように受信回路を有していてもよく、また、地上側第2通信装置82は信号の受信に加えて送信を行うことができるように送信回路を有していてもよい。
車両3の車車間通信装置73は、車両3(自車両)の周辺を走行する別の車両3(他車両)に搭載された車車間通信装置73との間で無線通信を行う装置である。車車間通信は、例えば、5.8GHz帯や700MHz帯など所定の周波数帯の電波を用いて行われる。本実施形態では、車両3は、地上給電装置2から電力を受電している旨の情報を、車車間通信によって送信する。なお、車車間通信によって、これ以外の情報、例えば現在位置情報などを、併せて又は別途に送信することもできる。
<フローチャート>
図6は、車両3のECU34において行われる処理、特に車両識別情報を送信する処理の一例について説明するフローチャートである。ECU34は、本ルーチンを所定の周期で繰り返し演算する。
図6は、車両3のECU34において行われる処理、特に車両識別情報を送信する処理の一例について説明するフローチャートである。ECU34は、本ルーチンを所定の周期で繰り返し演算する。
ステップS1において、ECU34は、前方を走行する別の車両3から車車間通信装置73を介して受信した他車両情報の中に、地上給電装置2から電力を受電している旨の情報(受電中情報)が含まれているか否かを判定する。ECU34は、他車両情報の中に地上給電装置2から電力を受電している旨の情報が含まれていれば、ステップS2の処理に進む。一方でECU34は、他車両情報の中に地上給電装置2から電力を受電している旨の情報が含まれていれば今回の処理を終了する。
ステップS2において、ECU34は、車両側第2通信装置72を介して、狭域無線通信を利用して地上側第2通信装置82に車両識別情報を送信する。
図7は、車両3のECU34において行われる処理、特に車車間通信によって自車両情報を送信する処理の一例について説明するフローチャートである。ECU34は、本ルーチンを所定の周期で繰り返し演算する。
ステップS11において、ECU34は、車両側センサ37(受電装置電流センサ及び受電装置電圧センサ)の出力に基づいて、受電装置5が地上給電装置2の送電装置4から電力を受電しているか否かを判定する。ECU34は、受電装置5が地上給電装置2の送電装置4から電力を受電していれば、ステップS12の処理に進む。一方でECU34は、受電装置5が地上給電装置2の送電装置4から電力を受電していなければ、今回の処理を終了する。
ステップS12において、ECU34は、車車間通信装置73を介して、後方を走行する一又は複数台の別の車両3に対して、車車間通信によって地上給電装置2から電力を受電している旨の情報(受電中情報)を含む自車両情報を送信する。
以上説明した本実施形態によれば、地上給電装置2から非接触で電力を受電する車両3(移動体)は、地上給電装置2から電力を受電する受電装置5と、地上給電装置2と通信を行う車両側第2通信装置72と、他の車両3と車車間通信を行う車車間通信装置73と、前方を走行する他の車両3から、車車間通信装置73を介して当該他の車両3が地上給電装置2から電力を受電している旨の情報を受信した場合に、車両側第2通信装置72を介して地上給電装置2に車両識別情報(信号)を送信するECU34(制御装置)と、を備える。
このように本実施形態によれば、車両3は、車車間通信を利用して、前方を走行する別の車両3が地上給電装置2から電力を受電していることを知ることできるので、適切な時期に地上給電装置に対して車両識別情報を送信することができる。そのため、車両識別情報を常時送信する必要もなくなるので、消費電力を抑制し、ひいては車両3の電費の悪化を抑制することができる。
また本実施形態によれば、地上給電装置2から非接触で電力を受電する車両3(移動体)は、地上給電装置2から電力を受電する受電装置5と、他の車両3と車車間通信を行う車車間通信装置73と、地上給電装置2から電力を受電している場合に、後方を走行する他の車両3に車車間通信装置73を介して地上給電装置2から電力を受電している旨の自車両情報を送信するECU34(制御装置)と、を備える。
このように本実施形態によれば、車車間通信を利用して、車両3が地上給電装置2から電力を受電していることを、後方を走行する別の車両3に知らせることができるので、後方を走行する別の車両3に、適切な時期に地上給電装置に対して車両識別情報を送信させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
2 地上給電装置
3 車両(移動体)
5 受電装置
34 ECU(制御装置)
72 車両側第2通信装置(通信装置)
73 車車間通信装置
3 車両(移動体)
5 受電装置
34 ECU(制御装置)
72 車両側第2通信装置(通信装置)
73 車車間通信装置
Claims (5)
- 地上給電装置から非接触で電力を受電する移動体であって、
前記地上給電装置から電力を受電する受電装置と、
前記地上給電装置と通信を行う通信装置と、
他の移動体と車車間通信を行う車車間通信装置と、
前方を走行する他の移動体から、前記車車間通信装置を介して当該他の移動体が前記地上給電装置から電力を受電している旨の情報を受信した場合に、前記通信装置を介して前記地上給電装置に信号を送信する制御装置と、
を備える移動体。 - 前記制御装置は、
地上給電装置から電力を受電している場合に、後方を走行する他の移動体に前記車車間通信装置を介して前記地上給電装置から電力を受電している旨の情報を送信する、
請求項1に記載の移動体。 - 前記通信装置は、
狭域無線通信を利用して前記地上給電装置と直接通信する、
請求項1又は請求項2に記載の移動体。 - 地上給電装置から非接触で電力を受電する移動体であって、
前記地上給電装置から電力を受電する受電装置と、
他の移動体と車車間通信を行う車車間通信装置と、
前記地上給電装置から電力を受電している場合に、後方を走行する他の移動体に前記車車間通信装置を介して前記地上給電装置から電力を受電している旨の情報を送信する制御装置と、
を備える移動体。 - 地上給電装置から非接触で電力を受電する受電装置を備える移動体の制御方法であって、
前方を走行する他の移動体から、当該他の移動体が前記地上給電装置から電力を受電している旨の情報を車車間通信によって受信した場合に、前記地上給電装置に対して送電準備を行わせるための信号を送信する、
移動体の制御方法。
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JP2021098922A JP2022190551A (ja) | 2021-06-14 | 2021-06-14 | 移動体及び移動体の制御方法 |
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