JP2004229421A

JP2004229421A - 車両

Info

Publication number: JP2004229421A
Application number: JP2003014885A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Goto; 武志後藤; Yukimasa Nishide; 行正西出
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】マイクロ波を電気エネルギーに変換する車両であって、車室内の環境に与えるマイクロ波の影響を低減する車両を提供する。
【解決手段】本発明による車両１は、樹脂ボデーをもつ車両の車室を覆う部位、例えば屋根部１０、ドア１２または床部１４に、導電フィルム２０ａ、２０ｂ、２０ｃを配置することにより、マイクロ波の車室内への透過を阻止することができる。また窓部３０やカーテン３２も導電フィルムを用いて構成することにより、窓部３０の開閉状態に応じてマイクロ波遮断機能をもつ窓部３０やカーテン３２の動作を制御し、またエネルギー供給設備にマイクロ波送信停止指令を送ることにより、マイクロ波の車室内への透過を阻止することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部からエネルギーを供給される車両に関し、特に外部から供給されるマイクロ波などの無線波を電気エネルギーに変換する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地面に設置したマイクロ波送信器や人工衛星などのエネルギー供給設備から、マイクロ波を車両などの移動体に供給し、移動体がマイクロ波を電力変換して電気エネルギーを取得するエネルギー供給システムについての研究が行われている。このエネルギー供給システムによると、移動体は、移動中にマイクロ波を受信できるため、充電のために停止する必要がない。このようなエネルギー供給システムとして、地上にマイクロ波送信アンテナを複数個配列して、電気自動車にマイクロ波を送信する交通システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２７１２０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車両に対してマイクロ波を供給する場合、車両ボデーが例えば樹脂材料などの非導電性材料で構成されていると、マイクロ波が車両ボデーを透過して、車室内の環境に影響を与える可能性がある。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部から供給されるマイクロ波などの無線波が車室内の環境に与える影響を低減した車両を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、外部からの無線波を受信する受信手段と、受信手段で受信した無線波を電気エネルギーに変換する電力変換手段と、電力変換手段により変換された電気エネルギーを利用する車載電気負荷とを備える車両であって、車両ボデーを非導電部材で形成するとともに、車室を覆う部位に導電部材を配置させた車両を提供する。この態様の車両によれば、車室を覆う部位に導電部材を設けることによって無線波が車室内に透過する量を少なくし、無線波が車室内の環境に与える影響を低減することができる。車両ボデーは樹脂材料で形成されるのが好ましい。ボデーを軽い材料で形成することにより、車両の走行により消費されるエネルギー量を低減することができる。これにより、車両の軽量化を実現しながら、無線波の車室内への透過を抑制することが可能となる。
【０００７】
車室を覆う部位は、ドア、屋根部または床部であってよい。また車室を覆う部位は窓部であってもよく、導電部材として透明導電フィルムを用いてもよい。これにより、窓の透明性を確保しながら、無線波の車室内の環境に与える影響を低減することができる。
【０００８】
受信手段は、導電部材の車両外面側に配置させることができる。導電部材よりも外面側に受信手段を配置することで、受信手段が外部から供給される無線波を効率よく受信することができる。
【０００９】
車両は、受信手段が無線波を受信する間、窓部の開方向への動作を抑制する窓動作制御手段を備えてもよい。窓部を開かないようにすることにより、導電部材を含む窓部の無線波遮断機能を発揮させ、無線波の車室内の環境に与える影響を低減することができる。また車両は、受信手段が無線波を受信すると、窓部を閉方向に動作させる窓動作制御手段を備えてもよい。窓部を閉じることにより、窓部の無線波遮断機能を発揮させ、無線波の車室内の環境に与える影響を低減することができる。また車両は、窓部が開いていることを検知すると、無線波を送信している外部に対して送信停止指令を送信する指令送信手段を備えてもよい。無線波の送信を停止させることにより、車室内の環境を保護することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両１を示す。車両１は、外部に設けられるエネルギー供給設備（図示せず）から供給されるマイクロ波をレクテナ２２で受信して、受信したマイクロ波を電気エネルギーに変換する。レクテナ２２は、受電アンテナと整流回路で構成されており、マイクロ波から直接に直流電力を取り出す機能をもつ。レクテナ２２で取り出された電気エネルギーはバッテリに充電される。
【００１１】
外部のエネルギー供給設備は路面に埋め込まれていてもよく、また路面上に設置されていてもよい。さらに、人工衛星がエネルギー供給設備として車両１にマイクロ波を供給してもよい。路面すなわち車両１の下側からマイクロ波が供給される場合、レクテナ２２は車両１の床部１４に設けられていれば都合がよく、路面上の路側すなわち車両１の側方からマイクロ波が供給される場合、レクテナ２２はドア１２など車両１の側面に設けられていれば都合がよい。人工衛星からマイクロ波が供給される場合には、レクテナ２２は車両１の屋根部１０に設けられていれば都合がよい。図示の例では、マイクロ波が車両１の下方、側方および上方の全ての方向から供給される場合に対応可能なように、レクテナ２２が屋根部１０、ドア１２および床部１４の全てに配置されている。例えばマイクロ波が車両１の側方からのみ供給される場合には、車両１の側面にのみレクテナ２２が配置されていれば十分と考えられ、エネルギー供給設備の構成に応じて、レクテナ２２の取り付け位置が適宜設定される。
【００１２】
車両１は、屋根部１０、ドア１２、床部１４、フロントガラス１６および窓部３０などで覆われる車室を備える。車両１のボデー、すなわち屋根部１０、ドア１２および床部１４などは、例えばＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）のような樹脂材料で構成されてもよいが、これに限定するものではない。本実施の形態では、ボデーを構成する材料として、走行に伴う消費エネルギーを少なくする観点から、スチールなどの金属よりも軽い非導電材料を用いる。
【００１３】
ボデーを樹脂材料から構成した場合、マイクロ波がボデーを透過することとなるが、このとき、車室内の環境に与えるマイクロ波の影響を低減することが好ましい。そのため、本実施の形態の車両１は、車室を覆う部位に導電部材を配置させる。具体的には、屋根部１０に導電フィルム２０ａ、ドア１２に導電フィルム２０ｂ、床部１４に導電フィルム２０ｃを配置して、マイクロ波を遮断する。以下、導電フィルム２０ａ、２０ｂ、２０ｃを、符号２０で代表させることもある。導電フィルム２０は、例えばパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）系合金粉末と高分子系結合材からなるマイクロ波シールドシートとして形成されてもよいが、これに限定するものではない。なお、レクテナ２２に関して既述したように、導電フィルム２０も、必ずしも屋根部１０、ドア１２および床部１４の全てに配置する必要はなく、マイクロ波が透過してくる可能性のある部位に配置すればよい。例えばマイクロ波が車両１の側方からのみ供給され、車両１の側面以外からマイクロ波が透過してくる可能性がない場合には、車両１の側面に導電フィルム２０が配置されていれば十分なこともあり、車両１の屋根部１０や床部１４に配置する必要のない場合もある。
【００１４】
レクテナ２２は導電フィルム２０の車両外面側においてアレイ状に配置される。レクテナ２２を外面側に設けることによって、導電フィルム２０によりマイクロ波が遮断される前に、マイクロ波を効率的に受信することができる。一方で、導電フィルム２０はレクテナ２２で受信できなかったマイクロ波を遮断すればよいため、高いレベルのマイクロ波遮断特性を要求されない利点もある。この例では、複数のレクテナ２２を屋根部１０、ドア１２、床部１４などの大きい領域に設けるため、マイクロ波を広い面積で受信することが可能となる。この構成によれば、マイクロ波の効率的な受信が可能であるため、エネルギー供給設備における送信エネルギー密度を低く抑えることができ、この点からも車室内の環境の保護性を向上することができる。なお図１では、レクテナ２２および導電フィルム２０が車両１の外面に設けられているように示されるが、レクテナ２２および導電フィルム２０を保護するために、外部にむき出しの状態ではなく、樹脂ボデーの内側に組み入れて構成するのが好ましい。
【００１５】
窓部３０およびフロントガラス１６には、乗員の視界を確保するために、透明性の導電フィルムを用いる。なおリアガラスについても、同様に透明性の導電フィルムを用いるのが好ましい。窓部３０およびフロントガラス１６は、導電フィルムを２枚のガラスで挟持した、いわゆる合わせガラスとして構成されてもよい。また、車室内には導電性材料で形成したカーテン３２を設けてもよい。マイクロ波の受信中、外の空気を取り入れるために窓部３０を開けた状態であっても、カーテン３２を閉めることによりマイクロ波を遮断することができる。図示の例では、カーテン３２が後部座席側の窓部３０のみに設けられているが、全ての窓部３０に設けられるのが好ましい。送受信器４０は、エネルギー供給設備の送受信器との間で通信を行う。
【００１６】
図２（ａ）は、車両１の上面図を示す。車両１の屋根部１０のほぼ全面に導電フィルム２０ａおよび複数のレクテナ２２が配置される。上方からマイクロ波が供給される場合には、複数のレクテナ２２がマイクロ波を受信して電気エネルギーに変換し、導電フィルム２０ａが、レクテナ２２により受信されなかったマイクロ波を遮断して、車室内へのマイクロ波の透過を阻止する。
【００１７】
図２（ｂ）は、車両１の裏面図を示す。車両１の床部１４に導電フィルム２０ｃおよび複数のレクテナ２２が配置される。下方からマイクロ波が供給される場合には、複数のレクテナ２２がマイクロ波を受信して電気エネルギーに変換し、導電フィルム２０ｃが、レクテナ２２により受信されなかったマイクロ波を遮断して、車室内へのマイクロ波の透過を阻止する。
【００１８】
図３は、ドア１２の構成を示す。図３では、ドア１２の一部を切り欠いた状態が示される。導電フィルム２０ｂおよび複数のレクテナ２２がドア１２の内部に配置される。導電フィルム２０ｂおよびレクテナ２２を外部に表出させないことにより、導電フィルム２０ｂおよびレクテナ２２を保護する。なお、車室を構成する屋根部１０および床部１４においても、同様に導電フィルム２０およびレクテナ２２が、それらの内部に配置されることが好ましい。
【００１９】
図４は、車両１およびエネルギー供給設備１００の構成を示す。エネルギー供給設備１００では、マイクロ波発生器１０２がマイクロ波を生成し、マイクロ波送信アンテナ１０４が、生成したマイクロ波を送信する。マイクロ波を生成するタイミングやマイクロ波の強度は、エネルギー供給電子制御装置（以下、電子制御装置を「ＥＣＵ」と表記する）１０６が制御する。マイクロ波発生器１０２は常時マイクロ波を発生してもよいが、車両１がエネルギー供給設備１００の付近を通過していないときにマイクロ波を生成しても電力の浪費であることや、外部の環境に対するマイクロ波の影響を低減するためにも、車両１が通過したときのみマイクロ波を発生するようにしてもよい。この場合、車両１の送受信器４０がエネルギー供給設備１００の送受信器１０８に対してマイクロ波の送信指令を送り、エネルギー供給ＥＣＵ１０６が、その指令を契機としてマイクロ波発生器１０２を駆動してもよい。
【００２０】
車両１において、発生されたマイクロ波がレクテナ２２において受信され、電気エネルギーに変換される。電力センサ４２は電気エネルギーを検出し、バッテリ４４は、この電気エネルギーを充電する。エネルギー管理ＥＣＵ４６は、電力センサ４２における検出結果やバッテリ４４の充電状態を管理する。またエネルギー管理ＥＣＵ４６は、送受信器４０を通じてマイクロ波の供給に関する指令をエネルギー供給設備１００との間でやりとりする。この意味において、エネルギー管理ＥＣＵ４６は、指令送信手段として機能する。エネルギー管理ＥＣＵ４６は、駆動系ＥＣＵ４８、カーテンＥＣＵ５０、窓ＥＣＵ５２および車高調整ＥＣＵ５４と接続されており、車両１のタイヤを駆動する駆動モータ５６やカーテン開閉モータ５８、窓開閉モータ６０などの車載電気負荷に対する電気エネルギーの供給を統括的に制御してもよい。各ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えて構成され、互いに必要な情報を授受し合って動作する。
【００２１】
駆動系ＥＣＵ４８は、運転者により指示されたアクセル開度などから駆動モータ５６の状態を制御する。カーテンＥＣＵ５０は、カーテン動作制御手段として機能し、カーテン３２の開閉を行うカーテン開閉モータ５８を制御する。窓ＥＣＵ５２は、窓動作制御手段として機能し、窓部３０の開閉を行う窓開閉モータ６０を制御する。窓センサ６２は、窓部３０の開閉状態や、窓部３０の開閉時の負荷を検出して、その検出結果を窓ＥＣＵ５２に伝達する。窓部３０にかかる負荷を検出することにより、窓ＥＣＵ５２は、窓部３０と窓枠との間に物が挟まっている状況を検知することができる。窓ＥＣＵ５２が窓部３０の負荷から挟み込みの有無を判断することを、挟み込みチェックと呼ぶ。車高調整ＥＣＵ５４は、サスペンション６６の調整を行うサスペンション調整器６４を制御する。特に、マイクロ波送信アンテナ１０４が路面に埋め込まれている場合、車高調整ＥＣＵ５４が、サスペンション６６を調整し、マイクロ波送信アンテナ１０４とレクテナ２２との距離を最適に保つことによって、マイクロ波を安定して受信できるようになる。
【００２２】
図５は、マイクロ波から車室内の環境を保護するために、窓部３０の開閉を制御するフローの一例を示す。まずエネルギー供給設備１００におけるマイクロ波送信アンテナ１０４が、車両１にマイクロ波を送信する。車両１のレクテナ２２がマイクロ波を受信すると（Ｓ１０のＹ）、窓センサ６２の検出結果をもとに、窓ＥＣＵ５２が窓部３０の開閉状態を検知する（Ｓ１２）。マイクロ波を受信していない場合には（Ｓ１０のＮ）、本制御フローは終了する。窓部３０が閉じている場合には（Ｓ１４のＹ）、窓部３０がマイクロ波遮断機能をもつため、車室内の環境がマイクロ波から十分に保護された状態にあることが判断される。したがって、その好適な状態を維持するべく、マイクロ波の受信中は、窓ＥＣＵ５２が、窓部３０の開方向への動作を禁止する（Ｓ１６）。例えばこの場合は、乗員が窓部３０を開けようとしても、窓部３０がロックされた状態となる。一方、窓部３０が開いている場合には（Ｓ１４のＮ）、車室内の環境がマイクロ波の影響を受けるおそれがあるため、窓ＥＣＵ５２が、窓部３０を閉方向に動作させる（Ｓ１８）。これにより、車室内の環境をマイクロ波から保護することができる。なお、窓部３０を閉じる場合には、挟み込みチェックを行って、挟み込みを防止することが好ましい。
【００２３】
図６は、マイクロ波から車室内の環境を保護するために、窓部３０やカーテン３２の開閉を制御するフローの一例を示す。図６におけるＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４およびＳ１６のステップは、図５のフローチャートに示したＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４およびＳ１６のステップと同様である。図６のフローチャートでは、窓部３０が開いている場合に（Ｓ１４のＮ）、車室内の環境がマイクロ波の影響を受けるおそれがあるため、カーテンＥＣＵ５０がマイクロ波遮断機能をもつカーテン３２を閉方向に動作させる（Ｓ２０）。これにより、車室内の環境をマイクロ波から保護することができる。カーテン３２を穴の開いた格子状の導電フィルムで構成した場合には、窓部３０と同様にマイクロ波を遮断することができるとともに、さらに風通しを確保できることになる。
【００２４】
図７は、マイクロ波から車室内の環境を保護するために、窓部３０の開閉やエネルギー供給設備１００のマイクロ波送信を制御するフローの一例を示す。図７におけるＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４およびＳ１６のステップは、図５のフローチャートに示したＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４およびＳ１６のステップと同様である。図７のフローチャートでは、窓部３０が開いている場合に（Ｓ１４のＮ）、車室内の環境がマイクロ波の影響を受けるおそれがあるため、エネルギー管理ＥＣＵ４６が、送受信器４０を通じて外部のエネルギー供給設備１００の送受信器１０８にマイクロ波の送信停止指令を送る（Ｓ２２）。エネルギー供給ＥＣＵ１０６は、この送信停止指令を受けてマイクロ波発生器１０２におけるマイクロ波の発生を停止させる。これにより、車室内の環境をマイクロ波から保護することができる。
【００２５】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。変形例として、図５、図６および図７で、窓部３０が開いた状態（Ｓ１４のＮ）が判明した後のステップとして、それぞれＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２２を独立に示したが、これら３つのステップは、１つの制御フローにおいて選択的に実行されるようにしてもよい。例えばＳ１８、Ｓ２０およびＳ２２のステップの実行の条件を以下のように予め定めておく。窓部３０が全開であるとき、車室内が暑くて窓部３０を開けていることが予想されるため、窓部３０は開けたままの状態でカーテン３２を閉めることにより、通気性を確保する。一方で窓部３０が半開きのときには、車室内がそれほど暑くないことが予想されるため、カーテン３２を閉めずに、窓部３０を閉める。このとき挟み込みチェックを行い、窓部３０にかかる負荷が大きければ、窓部３０を閉めるのを止めて、カーテン３２を閉めるか、マイクロ波の送信停止指令を出すようにする。またバッテリ４４の充電量が十分なときには、エネルギー管理ＥＣＵ４６が、エネルギー供給設備１００に対してマイクロ波の送信停止指令を出してもよいが、充電量が十分でない場合には、マイクロ波の供給を受ける必要があるため、マイクロ波の送信を停止することなく、窓部３０またはカーテン３２を閉じることにより対応する。以上のように、窓部３０の開き具合やバッテリ４４の充電量などに基づいて、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２を選択的に実行するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によると、樹脂ボデーをもつ車両の車室を覆う部位に導電部材を配置することにより、マイクロ波の車室内への透過を阻止することができる。また本発明によると、窓の開閉状態に応じてマイクロ波遮断機能をもつ窓やカーテンの動作を制御し、またエネルギー供給設備に所定の指令を送ることにより、マイクロ波の車室内への透過を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る車両を示す図である。
【図２】（ａ）は車両の上面図であり、（ｂ）は車両の裏面図である。
【図３】ドアの構成図である。
【図４】車両およびエネルギー供給設備の構成を示す図である。
【図５】マイクロ波から車室内の環境を保護するために窓部の開閉を制御するフローの一例を示す図である。
【図６】マイクロ波から車室内の環境を保護するために窓部やカーテンの開閉を制御するフローの一例を示す図である。
【図７】マイクロ波から車室内の環境を保護するために窓部の開閉やエネルギー供給設備におけるマイクロ波送信を制御するフローの一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・車両、１０・・・屋根部、１２・・・ドア、１４・・・床部、１６・・・フロントガラス、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・導電フィルム、２２・・・レクテナ、３０・・・窓部、３２・・・カーテン、４０・・・送受信器、４２・・・電力センサ、４４・・・バッテリ、４６・・・エネルギー管理ＥＣＵ、４８・・・駆動系ＥＣＵ、５０・・・カーテンＥＣＵ、５２・・・窓ＥＣＵ、５４・・・車高調整ＥＣＵ、５６・・・駆動モータ、５８・・・カーテン開閉モータ、６０・・・窓開閉モータ、６２・・・窓センサ、６４・・・サスペンション調整器、６６・・・サスペンション、１００・・・エネルギー供給設備、１０２・・・マイクロ波発生器、１０４・・・マイクロ波送信アンテナ、１０６・・・エネルギー供給ＥＣＵ、１０８・・・送受信器。

Claims

外部からの無線波を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した無線波を電気エネルギーに変換する電力変換手段と、前記電力変換手段により変換された電気エネルギーを利用する車載電気負荷とを備え、
車両ボデーを非導電部材で形成するとともに、車室を覆う部位に導電部材を配置させたことを特徴とする車両。
前記車室を覆う部位は、ドア、屋根部または床部であることを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記車室を覆う部位は窓部であり、前記導電部材として透明導電フィルムを用いることを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記導電部材の車両外面側に、前記受信手段を配置させたことを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記受信手段が無線波を受信する間、窓部の開方向への動作を抑制する窓動作制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両。
前記受信手段が無線波を受信すると、窓部を閉方向に動作させる窓動作制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両。
前記窓部が開いていることを検知すると、無線波を送信している外部に対して送信停止指令を送信する指令送信手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両。
車両ボデーは樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の車両。