(57)【要約】【課題】走行中の車両間で効率的に電力を伝送する。【解決手段】隊列走行用給電システムは、電力を送電可能な送電車両（１０）から、送電車両の前方又は後方を走行する電力を受電可能な受電車両（２０）に、非接触で電力を供給可能である。隊列走行用給電システムは、送電車両と受電車両との前後方向の距離が所定値となるように制御する第１制御手段（２４１）と、送電車両及び受電車両の少なくとも一方で撮像された画像に基づいて、送電車両と受電車両との横方向の位置ずれを検出する検出手段（２４２）と、検出手段で検出された位置ずれに基づいて、送電車両と受電車両との横方向の位置ずれが所定範囲内となるように制御する第２制御手段（２４３）とを備える。【選択図】図１
2017196975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を送電可能な送電車両から、前記送電車両の前方又は後方を走行する電力を受電可能な受電車両に、非接触で電力を供給可能な隊列走行用給電システムであって、
前記送電車両と前記受電車両との前後方向の距離が所定値となるように制御する第１制御手段と、
前記送電車両及び前記受電車両の少なくとも一方で撮像された画像に基づいて、前記送電車両と前記受電車両との横方向の位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された位置ずれに基づいて、前記送電車両と前記受電車両との横方向の位置ずれが所定範囲内となるように制御する第２制御手段と
を備えることを特徴とする隊列走行用給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両間で電力を伝送する隊列走行用給電システムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車等のバッテリを搭載している車両の中には、車車間での電力伝送を非接触で行えるものがある。例えば特許文献１では、複数の車両が所定の車間距離を維持して走行する隊列走行中に、該複数の車両のうち一の車両から、該一の車両の直前又は直後を走行している車両に、非接触で電力を伝送するという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０７０５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送電効率を高めるためには、送電を行う車両と受電を行う車両とが最適な距離を維持して走行することが好ましい。即ち、送電を行う送電アンテナと受電を行う受電アンテナとの距離が、送電効率が最も高くなるような値に維持されることが好ましい。
【０００５】
ここで、車両の前後方向の距離を維持するための手法としては、例えばクルーズコントロール等の技術を採用することができる。しかしながら、送電アンテナと受電アンテナとの距離は、車両の横方向の位置ずれが発生した場合にも変化してしまう。即ち、車両の前後方向の距離を維持するだけでは、送電効率を高めるために最適な距離を維持することは難しい。
【０００６】
上記特許文献では、上述したアンテナ間の距離を適切な値にして送電効率を向上させる点については何ら言及されていない。このため、特許文献１を含む従来技術では、車両間での効率的な送電を実現できないおそれがあるという技術的問題点が生ずる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、隊列走行中の車両間で電力を効率的に伝送することが可能な隊列走行用給電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の隊列走行用給電システムは上記課題を解決するために、電力を送電可能な送電車両から、前記送電車両の前方又は後方を走行する電力を受電可能な受電車両に、非接触で電力を供給可能な隊列走行用給電システムであって、前記送電車両と前記受電車両との前後方向の距離が所定値となるように制御する第１制御手段と、前記送電車両及び前記受電車両の少なくとも一方で撮像された画像に基づいて、前記送電車両と前記受電車両との横方向の位置ずれを検出する検出手段と、前記検出手段で検出された位置ずれに基づいて、前記送電車両と前記受電車両との横方向の位置ずれが所定範囲内となるように制御する第２制御手段とを備える。
【０００９】
本発明の隊列走行用給電システムによれば、第１制御手段によって、送電車両と受電車両との前後方向の距離が所定値となるように制御され、第２制御手段によって、送電車両と受電車両との横方向の位置ずれが所定範囲内となるように制御される。これにより、送電車両と受電車両との距離（具体的には、送電アンテナと受電アンテナとの距離）を最適な値に維持しながら走行することができ、車両間の送電効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る送電車両及び受電車両の構成を示すブロック図である。
【図２】電力伝送最適距離を示す上面図である。
【図３】電力伝送時に発生する横方向の位置ずれを示す上面図である。
【図４】実施形態に係る隊列走行用給電システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】中心位置ずれ抑制制御を示すフローチャートである。
【図６】中心位置ずれの算出制御を示す上面図である。
【図７】中心位置ずれの補正制御を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の隊列走行用給電システムに係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
＜車両の構成＞
先ず、本実施形態に係る隊列走行用給電システムで制御される送電車両及び受電車両の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る送電車両及び受電車両の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、本実施形態に係る受電車両１０は、送電アンテナ１１０と、送電側制御部１２０とを備えて構成されている。
【００１５】
送電アンテナ１１０は、送電車両１０が保有する電力（例えば、図示せぬバッテリ等に蓄電された電力等）を、受電車両２０に非接触で送電可能なアンテナである。なお、非接触の電力伝送の方式には、例えば電波方式等の既存の各種方式を適用可能である。
【００１６】
送電側制御部１２０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）として構成されており、送電車両１０において実行される送電に関する各種動作を制御する。
【００１７】
本実施形態に係る受電車両２０は、受電アンテナ２１０と、前方ステレオカメラ２２０と、側方カメラ２３０と、受電側制御部２４０とを備えて構成されている。
【００１８】
受電アンテナ２１０は、送電車両１０の送電アンテナ１１０から伝送される電力を受信して、自身が保有する電力とする（例えば、図示せぬバッテリ等に蓄電する）。
【００１９】
前方ステレオカメラ２２０は、受電車両２０の前方の画像（特に、送電車両１０を含む画像）を撮像可能なステレオカメラである。
【００２０】
側方カメラ２３０は、受電車両の側方の画像（特に、車線を含む画像）を撮像可能なカメラである。
【００２１】
受電側制御部２４０は、例えばＥＣＵとして構成されており、受電車両２０において実行される受電に関する各種動作を制御する。受電側制御部２４０は、その内部に実現される論理的な又は物理的な処理ブロックとして、車間距離調整部２４１、中心位置ずれ検出部２４２、及び中心位置ずれ補正部２４３を備えている。
【００２２】
車間距離調整部２４１は、前方ステレオカメラ２２０で撮像された画像や、図示せぬレーダ等の検出結果に基づいて、送電車両１０と受電車両２０との車間距離を所定値に維持する制御を実行可能に構成されている。なお、車間距離調整部２４１は、「第１制御手段」の一具体例である。
【００２３】
中心位置ずれ検出部２４２は、前方ステレオカメラ２２０及び側方カメラ２３０で撮像された画像に基づいて、送電車両１０と受電車両２０との中心位置（横方向の中心位置）のずれを算出可能に構成されている。なお、中心位置ずれ検出部２４２は、「検出手段」の一具体例である。
【００２４】
中心位置ずれ補正部２４３は、中心位置ずれ検出部２４２で検出された中心位置ずれに基づいて、中心位置ずれを小さくするための制御を実行可能に構成されている。なお、中心位置ずれ補正部２４３は、「第２制御手段」の一具体例である。
【００２５】
送電車両１０及び受電車両２０は、上述した構成要素に加えて、互いに通信を行うための通信装置を備えていてもよい。また、受電車両２０の一部の構成は、受電車両２０に代えて送電車両１０に備えられてもよい。
【００２６】
＜車両間の送電効率＞
次に、送電車両１０及び受電車両２０間の送電効率について、図２及び図３を参照して説明する。ここに図２は、電力伝送最適距離を示す上面図である。また図３は、電力伝送時に発生する横方向の位置ずれを示す上面図である。
【００２７】
図２において、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０には、その特性上、伝送効率が最も高くなる距離（以下、適宜「伝送効率最適距離Ｌ」と称する）が存在している。このため、効率的な電力の伝送を行うためには、送電アンテナ１１０と受電アンテナ２１０との間の距離を、伝送効率最適距離Ｌに近い値に維持することが好ましい。
【００２８】
ここで図２に示す例のように、送電車両１０の後方側に送電アンテナ１１０が設けられ、受電車両２０の前方側に受電アンテナ２１０が設けられているとすると、送電アンテナ１１０と受電アンテナ２１０との間の距離は、送電車両１０と受電車両２０との車間距離に近い値となる。よって、送電車両１０と受電車両２０との車間距離を伝送効率最適距離Ｌに近い値に維持するように制御すれば、効率的な電力の伝送を実現することができる。
【００２９】
しかし、図３に示すように、送電車両１０と受電車両２０とに横方向での位置ずれが生じてしまうと、仮に車間距離を伝送効率最適距離Ｌに近い状態に維持する制御を行っていたとしても、送電アンテナ１１０と受電アンテナ２１０との間の距離が伝送効率最適距離Ｌよりも大きくなってしまう。このため、送電車両１０と受電車両２０とに横方向での位置ずれが生じてしまうと、車間距離の制御が適切であっても、電力の伝送効率が低下してしまうという技術的問題点が生ずる。
【００３０】
本実施形態に係る隊列走行用給電システムでは、このような技術的問題点を解決するために、以下で詳述する制御を実行する。
【００３１】
＜全体動作＞
本実施形態に係る隊列走行用給電システムの動作について、図４を参照して説明する。ここに図４は、実施形態に係る隊列走行用給電システムの動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下の動作は、主に受電車両２０において行われる動作である。また、以下の動作は、送電車両１０から受電車両２０に電力の伝送が行われる際の動作であり、電力の伝送が行われない場合には実行されずともよい。
【００３２】
図４において、本実施形態に係る隊列走行用給電システムの動作時には、まず送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の特性が取得される（ステップＳ１０１）。なお、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の特性は予め記憶しておいたものを利用してもよい。
【００３３】
次に、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の搭載位置（即ち、車両における配置位置）が取得される（ステップＳ１０２）。なお、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の搭載位置についても予め記憶しておいたものを利用してもよい。
【００３４】
次に、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の特性、及び送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の搭載位置に基づいて、伝送効率最適距離Ｌが算出される（ステップＳ１０３）。更に、伝送効率最適距離Ｌを実現するための車間距離が設定される（ステップＳ１０４）。
【００３５】
車間距離が設定されると、設定された車間距離を維持するための制御が実行される（ステップＳ１０５）。ここで設定される車間距離は、「所定値」の一具体例である。なお、車間距離を維持する制御については既存の各種技術を採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３６】
次に、伝送効率最適距離Ｌを実現するための車線間距離（即ち、車線と車両との距離）が設定される。車線間距離は、例えば送電車両１０の車線間距離に基づいて、送電車両１０及び受電車両２０の中心位置（言い換えれば、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０の中心位置）が一致するような距離として設定される。
【００３７】
車線間距離が設定されると、設定された車線間距離を維持するための制御（言い換えれば、中心位置ずれ抑制制御）が実行される（ステップＳ１０７）。
【００３８】
＜中心位置ずれ抑制制御＞
次に、上述した中心位置ずれ抑制制御について、図５を参照して詳細に説明する。ここに図５は、中心位置ずれ抑制制御を示すフローチャートである。
【００３９】
図５において、中心位置ずれ抑制制御が開始されると、先ず前方車両（即ち、送電車両１０）の中心位置が確認される（ステップＳ２０１）。また、自車両（即ち、受電車両２０）の中心位置も確認される（ステップＳ２０２）。送電車両１０及び受電車両２０の中心位置が確認されると、それらの値に基づいて、中心位置の差分が算出される（ステップＳ２０３）。
【００４０】
ここで、上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０３として実行される中心位置ずれの算出制御について、図６を参照して具体的に説明する。ここに図６は、中心位置ずれの算出制御を示す上面図である。
【００４１】
図６において、送電車両１０の中心位置を確認する際には、前方ステレオカメラ２２０によって送電車両１０の画像が撮像される。この画像を解析することで送電車両１０の車線及び車幅を認識して、送電車両１０の中心位置が算出される。
【００４２】
また、受電車両２０の中心位置を確認する際には、側方カメラ２３０によって受電車両の側方に位置する車線の画像が撮像される。この画像を解析することで受電車両２０の車線からの距離を認識して、受電車両２０の中心位置が算出される。
【００４３】
中心位置の差分は、上述したように算出された送電車両１０の中心位置と受電車両２０の中心位置との差分として算出される。
【００４４】
図５に戻り、中心位置の差分が算出されると、この差分が所定範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ２０４）。なお、ここでの「所定範囲内」とは、中心位置の差分が、電力の伝送効率を無視できない値にまで低下させてしまう程に大きいか否かを判定するための閾値であり、事前のシミュレーション等によって適切な値が求められている。
【００４５】
中心位置の差分が所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、電力の伝送効率は低下していないと判断され、以降の処理は省略される。なお、一連の処理が終了してから所定期間が経過した後には、ステップＳ２０１の処理が再び開始されるようにしてもよい。一方、中心位置の差分が所定範囲内でないと判定された場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、電力の伝送効率が低下していると判断され、ステップＳ２０５以降の処理が実行されることになる。
【００４６】
中心位置の差分が所定範囲内でない場合には、受電車両２０の走行位置の安全性を把握するための処理が実行される（ステップＳ２０５）。なお、ここでの安全性とは、後述する中心位置の補正制御を行うことができる程度の安全性であり、受電車両２０の横方向の移動に関するものである。
【００４７】
例えば、前方車両（即ち、送電車両１０）が出すウインカーを検出した場合、又は前方車両の中心位置の単位時間あたりの変化量が所定量（例えば、１００ｃｍ／ｓ）より大きい場合には、前方車両が車線変更を行う可能性が高いため、不安全と判断される。
【００４８】
また、受電車両２０が走行している車線に隣接する車線を走行する他車両との距離を側方カメラ２３０又はコーナーセンサ等で測定し、接触する危険性がある（例えば、他車両との距離が２０ｃｍ以下である）と判定された場合には、不安全と判断される。
【００４９】
更に、受電車両２０が走行している車線の脇にある壁やガードレールとの距離を側方カメラ２３０又はコーナーセンサ等で測定し、接触する危険性がある（例えば、壁やガードレールとの距離が２０ｃｍ以下である）と判定された場合には、不安全と判断される。
【００５０】
ステップＳ２０５の処理によって安全性が確認された場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、中心位置ずれ補正制御が実行される（ステップＳ２０７）。一方で、安全性が確認されない場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ）、中心位置ずれ補正制御は省略される。以上で一連の処理は終了することになるが、所定期間が経過した後には、ステップＳ２０１の処理が再び開始されるようにしてもよい。
【００５１】
ここで、上記ステップＳ２０７として実行される中心位置ずれの補正制御について、図７を参照して具体的に説明する。ここに図７は、中心位置ずれの補正制御を示す上面図である。
【００５２】
図７において、中心位置ずれ補正制御では、送電車両１０と受電車両２０との中心位置ずれ幅Ｗ（図６参照）が、所定範囲内となるように受電車両２０の横位置が変更される。具体的には、図６のような中心位置ずれが生じていた場合には、受電車両２０の横位置が図の左方向に補正される。このようにすれば、送電車両１０と受電車両２０との中心位置ずれを小さくすることができるため、送電アンテナ１１０と受電アンテナ２１０との間の距離を伝送効率最適距離Ｌに近づけることができる。この結果、送電車両１０及び受電車両２０間の電力の伝送効率を向上させることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る隊列走行用給電システムによれば、伝送効率最適距離Ｌを実現するために、車間距離制御に加えて中心位置ずれ抑制制御が行われる。よって、送電アンテナ１１０及び受電アンテナ２１０間の距離が不適切な値に変化することに起因して、電力の伝送効率が低下してしまうことを抑制できる。従って、電力の伝送効率を高い値に維持することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、受電車両２０側で各種制御を実行する例を説明したが、同様の制御を送電車両１０側で行うようにしてもよい。即ち、送電車両１０側で受電車両２０との中心位置ずれを検出し、送電車両１０の横位置を調整するような制御が行われても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う隊列走行用給電システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１０  送電車両
２０  受電車両
１１０  送電アンテナ
１２０  送電側制御部
２１０  受電アンテナ
２２０  前方ステレオカメラ
２３０  側方カメラ
２４０  受電側制御部
２４１  車間距離調整部
２４２  中心位置ずれ検出部
２４３  中心位置ずれ補正部
Ｌ  伝送効率最適距離
Ｗ  中心位置ずれ幅
【図１】
2017196975.tif 000003
【図２】
2017196975.tif 000004
【図３】
2017196975.tif 000005
【図４】
2017196975.tif 000006
【図５】
2017196975.tif 000007
【図６】
2017196975.tif 000008
【図７】
2017196975.tif 000009