JP2004328808A

JP2004328808A - 無線波受信システム

Info

Publication number: JP2004328808A
Application number: JP2003115679A
Authority: JP
Inventors: Keiji Toda; 敬二戸田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】無線波受信システムの受信効率を良好に保つ技術が求められている。
【解決手段】レクテナ防汚装置２６は、レクテナ２２を覆うように構成された樹脂フィルムカバー３２と、樹脂フィルムカバー３２を張りわたす第１回転軸４２及び第２回転軸４４と、樹脂フィルムカバー３２を循環移動させるために第１回転軸４２を回転させるモータ３６と、樹脂フィルムカバー３２が循環する際に、その循環を利用して表面を清掃する清掃装置３０と、樹脂フィルムカバー３２表面の汚れを検出する第１汚れセンサ５２及び第２汚れセンサ５４を備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線波によりエネルギを供給する技術に関し、特に、無線波の受信効率の低下を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
路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を取得するエネルギ供給システムについての研究が行われている。このようなエネルギ供給システムとして、効率的なエネルギ受給のために、マイクロ波の送信装置及び受信装置にマイクロ波が不必要に拡散しないように反射板を設ける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２００２−１５２９９６号公報（全文）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロ波のような無線波によるエネルギ供給システムは、まだ開発段階にあり、実用化に向けて、エネルギ受給の効率向上の為に技術が求められている。エネルギの有効利用は、エネルギの使用料金の低減というコストの観点と、環境負荷の低減という観点の両面から非常に大きな命題である。
【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、電気エネルギに変換可能な無線波を受信する際に、受信効率の低下を抑制する技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、無線波受信システムに関する。この無線波受信システムは、電気エネルギに変換可能な無線波を受信する受信手段と、受信手段の受信能力を保つよう機能する保護手段と、を備える。保護手段として、例えば、物理的なダメージを低減する保護層や、受信能力を良好な状態に保つよう、無線波を吸収したり受信の障害となったりする水滴や汚れなどを取り除く清掃装置などがある。保護手段として、更に例えば、受信手段の一例であるアンテナ表面にコーティングされた酸化チタンがある。
【０００７】
当該無線波受信システムは、保護手段の状態の回復を図るよう機能する回復手段を更に備えてもよい。当該無線波受信システムは、保護手段の状態を検出する状態検出手段を更に備えてもよく、回復手段は、状態検出手段の検出結果に基づいて保護手段の状態の回復を図るよう機能してもよい。当該無線波受信システムは、保護手段を洗浄する洗浄手段を更に備えてもよい。例えば、無線波の受信に先だって、受信手段であるアンテナ表面、もしくはアンテナの保護層の汚れの有無を検証し、汚れがあればその汚れを取り除く。
【０００８】
当該無線波受信システムは、保護手段の洗浄状態を検出する洗浄状態検出手段を更に備えてもよく、洗浄手段は、洗浄状態検出手段の検出結果に基づいて保護手段を洗浄してもよい。この構成によると、例えば、洗浄状態に応じて洗浄手段を変更や、洗浄処理の継続を行うことができる。
【０００９】
本発明の更に別の態様も無線波受信システムに関する。この無線波受信システムは、車両底部に設けられ、車両の駆動に利用する電気エネルギに変換可能な無線波を受信する受信手段と、受信手段の外面を覆い、循環しながら移動する保護手段と、保護手段を循環させる駆動手段と、保護手段の表面状態を検出する状態検出手段と、保護手段の表面状態に応じて、保護手段を循環させながら、保護手段の表面を洗浄する洗浄手段と、を備える。
【００１０】
車両においてマイクロ波を受信しエネルギとして利用する場合、特にタイヤによる水滴のはねなどを原因とする汚れに配慮する必要がある。そこで、例えば、無線波を受信するアンテナを、無線波を良好に透過する樹脂フィルムで覆い、その樹脂フィルムを清浄に維持することで、無線波の受信効率の低下が防止される。
【００１１】
また、検出手段は、洗浄手段で洗浄処理がなされた後に、再度、保護手段の表面状態を検出し、洗浄手段は、洗浄処理前後の表面状態から、洗浄が不十分であると判断した場合は、洗浄処理を継続してもよい。この構成により、洗浄を確実に行える。更に、洗浄処理の継続回数に応じて、洗浄手段に異常が発生しているかどうかの判定がなされてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、実施の形態に係る車両１０および車両１０にエネルギを供給するエネルギ供給システムの構成を示す。車両１０は、マイクロ波を受信して電気エネルギに変換するレクテナ２２と、レクテナ２２で変換された電気エネルギを充電するバッテリ１４と、レクテナ２２の表面状態を清浄に保つレクテナ防汚装置２６と、を備える。
【００１３】
具体的に、車両１０は、路面に設けられるマイクロ波送電装置８０から供給されるマイクロ波を、レクテナ２２が受信し、受信したマイクロ波を電気エネルギに変換する。なお、車両１０のマイクロ波受信は、走行中、停車中のいずれの状態でなされてもよい。レクテナ２２において変換された電気エネルギはバッテリ１４に充電され、車載の電気負荷により利用される。電気負荷は、例えば車両１０の照明や、冷暖房装置、各種車載コンピュータ、車両走行の駆動源となる走行用モータなどである。
【００１４】
レクテナ防汚装置２６は、レクテナ２２の受信コンディションを良好に保つよう機能する。図２は、レクテナ防汚装置２６の構成を示している。レクテナ防汚装置２６は、レクテナ２２を覆うように構成された樹脂フィルムカバー３２と、樹脂フィルムカバー３２を張りわたす第１回転軸４２及び第２回転軸４４と、樹脂フィルムカバー３２を循環移動させるために第１回転軸４２を回転させるモータ３６と、樹脂フィルムカバー３２が循環移動する際に、樹脂フィルムカバー３２の表面を清掃する清掃装置３０と、レクテナ防汚装置２６をコントロールする防汚用ＥＣＵ３４と、樹脂フィルムカバー３２表面の汚れを検出する第１汚れセンサ５２及び第２汚れセンサ５４を備える。
【００１５】
樹脂フィルムカバー３２は、マイクロ波の吸収が少ない材料、例えば、ポリプロピレンやポリ塩化ビニル等からなるフィルム状の樹脂を用いて、無端状に構成されている。なお、樹脂フィルムカバー３２の材料は、強度、耐候性を考慮して選択される。また、樹脂フィルムカバー３２を確実に循環移動させるために、樹脂フィルムカバー３２の両端に送り用ガイドが設けられ、第１回転軸４２はその送り用ガイドに合致する歯付き回転軸として構成されてもよい。
【００１６】
清掃装置３０は、清掃用ブラシ６２および送風機６４を備え、清掃用ブラシ６２は樹脂フィルムカバー３２の表面に接触するように構成されている。樹脂フィルムカバー３２が循環移動する際に、清掃用ブラシ６２は、樹脂フィルムカバー３２の表面に付着している水や埃などの汚れを拭き払う。さらに、清掃用ブラシ６２による処理後、送風機６４は空気を吹き付け、樹脂フィルムカバー３２の表面を乾燥させる。更に、清掃装置３０は、洗浄液噴射装置６６を備え、汚れに応じて適宜洗浄液を噴射する。清掃手法として他に、圧縮空気を樹脂フィルムカバー３２に吹き付け、汚れを吹き飛ばしてもよい。
【００１７】
第１汚れセンサ５２は、樹脂フィルムカバー３２路面側内側に接するように設けられており、樹脂フィルムカバー３２の路面側に面している外側表面の汚れの状態を検出する。第２汚れセンサ５４は、レクテナ２２の車両側内側に接するように設けられており、清掃装置３０で清掃された後の、樹脂フィルムカバー３２の外側表面の汚れを検出する。つまり、第２汚れセンサ５４によって、清掃装置３０の清掃が十分であるか否かが検出される。
【００１８】
第１汚れセンサ５２及び第２汚れセンサ５４は、樹脂フィルムカバー３２の表面の静電容量の変化を検出し、その検出結果を防汚用ＥＣＵ３４に通知する。防汚用ＥＣＵ３４は、その静電容量の変化に基づいて、樹脂フィルムカバー３２の表面の汚れの状態を判断する。なお、車両１０のフロントガラスに雨滴が付着した際に、静電容量が変化することでワイパーを自動的に動かす技術が実用化されており、その技術を利用することで、樹脂フィルムカバー３２の表面の汚れ検出を実現することができる。また、樹脂フィルムカバー３２を透明な部材で構成し、樹脂フィルムカバー３２を透過する光の状態をもとに樹脂フィルムカバー３２の汚れを検出してもよい。
【００１９】
防汚用ＥＣＵ３４は、第１汚れセンサ５２および第２汚れセンサ５４より通知された検出結果に応じて、清掃方法を選択する。より具体的には、防汚用ＥＣＵ３４は、樹脂フィルムカバー３２の循環移動速度、つまりモータ３６の回転速度を調整したり、清掃装置３０から洗浄液を噴射するように制御する。なお、防汚用ＥＣＵ３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えて構成され、図示しない車載されている他のＥＣＵと互いに必要な情報を授受し合って動作する。
【００２０】
なお、レクテナ防汚装置２６による樹脂フィルムカバー３２表面の清掃処理がなされる条件として、例えば、ユーザの指示や、マイクロ波送電装置８０に近づいたとき、清掃処理が所定期間行われなかったとき、雨天になったとき等がある。マイクロ波送電装置８０が自動車専用道路に設けられる場合であれば、車両１０が自動車専用道路に入ったときに、マイクロ波送電装置８０に達するまでに樹脂フィルムカバー３２の清掃処理を行う。このとき、カーナビゲーションシステムの情報を利用してもよい。
【００２１】
図３は、レクテナ防汚装置２６による樹脂フィルムカバー３２の清掃処理を示すフローチャートである。この清掃処理が起動すると、まず、防汚用ＥＣＵ３４は、第１汚れセンサ５２の検出結果を基に、樹脂フィルムカバー３２の表面状態を取得し（Ｓ１０）、清掃が必要か否かを判定する（Ｓ１２）。清掃が必要でないと判定された場合（Ｓ１２のＮ）、この清掃処理は終了する。清掃が必要であると判定された場合（Ｓ１２のＹ）、防汚用ＥＣＵ３４は、モータ３６を駆動させることで樹脂フィルムカバー３２を循環移動させ（Ｓ１４）、清掃用ブラシ６２で樹脂フィルムカバー３２表面を清掃する（Ｓ１６）。なお、樹脂フィルムカバー３２の循環移動は、路面に面していた領域が全て清掃されるまで継続する。
【００２２】
樹脂フィルムカバー３２の循環移動が終了すると、防汚用ＥＣＵ３４は第２汚れセンサ５４の検出結果を基に、清掃後の樹脂フィルムカバー３２の汚れを確認し（Ｓ１８）、清掃が十分であるか否かを判定する（Ｓ２０）。清掃が不十分であると判定された場合（Ｓ２０のＮ）、防汚用ＥＣＵ３４は、洗浄液噴射装置６６から洗浄液を噴射する（Ｓ２２）。その後、Ｓ１４の処理に戻り、Ｓ２０までの一連の処理を繰り返す。清掃が十分であると判定されると（Ｓ２０のＹ）、この清掃処理は終了する。以上により、樹脂フィルムカバー３２は清浄に保たれるため、レクテナ２２は、良好なマイクロ波の受信を実現できる。
【００２３】
なお、清掃処理が所定回数継続された場合、防汚用ＥＣＵ３４は、清掃装置３０に故障が発生したと判定し、清掃処理を中止するとともに、その旨をユーザに通知してもよい。また、Ｓ１０の処理にいおいて、樹脂フィルムカバー３２の汚れの程度を複数のレベルで判定し、そのレベルに応じて、樹脂フィルムカバー３２の循環移動速度を変えてもよいし、１度目の清掃処理から、洗浄液を噴射してもよい。
【００２４】
一般的には、マイクロ波をより多く受信するには、レクテナ２２の面積を大きくするのが望ましい。その場合、レクテナ２２のレイアウトによっては、一つのレクテナ防汚装置２６でレクテナ２２全面の清掃処理が不可能な場合もある。そのような場合、レクテナ２２のレイアウトに応じて、複数のレクテナ防汚装置２６を用いて清掃処理がなされてもよい。
【００２５】
なお、上記レクテナ防汚装置２６は、レクテナ２２を覆うよう構成された樹脂フィルムカバー３２を循環移動させ、それによって清掃処理を行う構成であったが、これに限る趣旨ではない。例えば、レクテナ２２に保護層を形成し、その保護層の汚れに応じて、例えば、ワイパーブレードで汚れを拭き取ったり、圧縮空気で汚れを取り除いたりしてもよい。
【００２６】
また、レクテナ防汚装置２６を複数設置する場合、レクテナ防汚装置２６がなす清掃処理は一種類に限る必要はなく、レイアウトに応じて、レクテナ防汚装置２６ごとに適切な清掃処理が設定されてもよい。
【００２７】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、電気エネルギに変換可能な無線波をレクテナが受信する際に、受信効率の低下を抑制することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るレクテナ防汚装置を備える車両および車両にマイクロ波によってエネルギを供給するエネルギ供給システムの構成を示す図である。
【図２】レクテナ防汚装置の構成図を示すとともに、レクテナとレクテナ防汚装置の配置関係を示す図である。
【図３】レクテナ防汚装置による樹脂フィルムカバーの清掃処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０車両、１４バッテリ、２２レクテナ、２４整流回路、２６レクテナ防汚装置、３０清掃装置、３２樹脂フィルムカバー、３４防汚用ＥＣＵ、３６モータ、４２第１回転軸、４４第２回転軸、５２第１汚れセンサ、５４第２汚れセンサ、８０マイクロ波送電装置。

Claims

電気エネルギに変換可能な無線波を受信する受信手段と、
前記受信手段の受信能力を保つよう機能する保護手段と、
を備えることを特徴とする無線波受信システム。
前記保護手段の状態の回復を図るよう機能する回復手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の無線波受信システム。
前記保護手段の状態を検出する状態検出手段を更に備え、
前記回復手段は、前記状態検出手段の検出結果に基づいて前記保護手段の状態の回復を図るよう機能することを特徴とする請求項２に記載の無線波受信システム。
前記保護手段を洗浄する洗浄手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線波受信システム。
前記保護手段の洗浄状態を検出する洗浄状態検出手段を更に備え、
前記洗浄手段は、前記洗浄状態検出手段の検出結果に基づいて前記保護手段を洗浄することを特徴とする請求項４に記載の無線波受信システム。
移動体に搭載され、前記移動体において利用可能な電気エネルギに変換可能な無線波を受信する受信手段と、
前記受信手段の受信能力を保つよう機能する保護手段と、
を備えることを特徴とする無線波受信システム。
前記保護手段を洗浄する洗浄手段を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の無線波受信システム。
前記保護手段の洗浄状態を検出する洗浄状態検出手段を更に備え、
前記洗浄手段は、前記洗浄状態検出手段の検出結果に基づいて前記保護手段を洗浄することを特徴とする請求項７に記載の無線波受信システム。
車両底部に設けられ、前記車両の駆動に利用する電気エネルギに変換可能な無線波を受信する受信手段と、
前記受信手段の外面を覆い、循環しながら移動する保護手段と、
前記保護手段を循環させる駆動手段と、
前記保護手段の表面状態を検出する状態検出手段と、
前記保護手段の表面状態に応じて、前記保護手段を循環させながら、前記保護手段の表面を洗浄する洗浄手段と、
を備えることを特徴とする無線波受信システム。
前記状態検出手段は、前記洗浄手段によって処理がなされた後に、再度、前記保護手段の表面状態を検出し、
前記洗浄手段は、洗浄処理前後の表面状態を比較し、洗浄が不十分であると判断した場合は、洗浄処理を継続することを特徴とする請求項９に記載の無線波受信システム。