JP2019068501A - 非接触給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電レーンを走行する電動車両への充電を適切に行うことのできる非接触給電装置、を提供する。【解決手段】非接触給電装置４００は、非接触給電が可能なレーンである給電レーンＳＬＮに複数設けられた送電コイル４０と、給電レーンＳＬＮに進入しようとしている電動車両ＥＶに対して、電動車両ＥＶが給電を受けるために必要なレーン情報を通知する通知部と、を備える。【選択図】図４

Description

本開示は、走行中の電動車両に非接触給電を行うための非接触給電装置に関する。

電動車両は、蓄電池に蓄えられた電力により回転電機を駆動し、当該回転電機の駆動力によって走行する車両である。このような電動車両としては、例えば回転電機の駆動力のみによって走行する電気自動車や、回転電機及び内燃機関のそれぞれの駆動力によって走行するハイブリッド自動車等が挙げられる。

電動車両への充電は、電動車両と充電スタンドとの間をケーブルによって接続した状態で行われるのが一般的である。しかしながら近年では、電磁誘導や磁気共鳴を利用して、電動車両への充電を非接触で行うことも検討されている。更に、下記特許文献１に記載されているように、電動車両が走行するレーン（走路）に非接触給電装置を設けた上で、当該レーンを走行中の電動車両に対して非接触で充電を行うことも検討されている。非接触給電装置は、今後の電動車両の普及に伴って順次設置されていくものと考えられる。

特開２０１３−５１７４４号公報

非接触給電が可能なレーンである給電レーンは、将来においては各道路の全範囲に設置される可能性もあるが、当面は、道路の一部範囲にのみ設置されると考えられる。このため、限られた範囲にしか設けられていない給電レーンを、電動車両が高速のままで通過してしまうと、給電レーンでの滞在時間（つまり充電時間）が短くなり、十分な量の充電を行うことができなくなる可能性がある。また、電動車両の走行位置が適切な位置からずれてしまい、効率的な充電ができなくなる可能性もある。

従って、電動車両は、給電レーンに進入するよりも前の時点で、その車速や走行位置などを予め調整しておくことが好ましい。しかしながら、適切な車速や走行位置は、給電レーンの仕様によって異なるので、上記のような調整を電動車両が予め行うことは困難であった。

本開示は、給電レーンを走行する電動車両への充電を適切に行うことのできる非接触給電装置、を提供することを目的とする。

本開示に係る非接触給電装置は、走行中の電動車両（ＥＶ）に非接触給電を行うための非接触給電装置（４００）であって、非接触給電が可能なレーンである給電レーン（ＳＬＮ）に複数設けられた送電部（４０）と、給電レーンに進入しようとしている電動車両に対して、電動車両が給電を受けるために必要なレーン情報を通知する通知部（４１３、４６）と、を備える。

このような非接触給電装置は、電動車両が給電を受けるために必要なレーン情報を、これから給電レーンに進入しようとしている電動車両に対して予め送信することができる。レーン情報には、例えば給電レーンの開始位置、給電能力、効率の良い給電を行うために電動車両が走行すべき位置、等が含まれる。電動車両は、このようなレーン情報に基づいて、その車速や走行位置などを予め（つまり給電レーンへの進入前に）調整しておくことができる。その結果、電動車両への充電を適切に行うことが可能となる。

本開示によれば、給電レーンを走行する電動車両への充電を適切に行うことのできる非接触給電装置、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る非接触給電装置が設けられた給電レーンを模式的に示す図である。 図２は、電動車両が走行するレーンの構成例を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る非接触給電装置の構成、及び、当該非接触給電装置が設けられた給電レーンを走行する電動車両の構成を模式的に示す図である。 図４は、第１実施形態に係る非接触給電装置の構成を模式的に示す図である。 図５は、第１実施形態に係る非接触給電装置の構成を模式的に示す図である。 図６は、第１実施形態に係る非接触給電装置の制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、第１実施形態に係る非接触給電装置の制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、第１実施形態に係る非接触給電装置の制御装置が行う通信について説明するための図である。 図９は、電動車両の走行位置と給電効率との関係について説明するための図である。 図１０は、電動車両の走行位置と給電効率との関係について説明するための図である。 図１１は、電動車両の走行位置と給電効率との関係について説明するための図である。 図１２は、電動車両の走行位置と給電効率との関係について説明するための図である。 図１３は、電動車両に通知されるレーン情報の例について説明するための図である。 図１４は、第２実施形態に係る非接触給電装置の構成を模式的に示す図である。 図１５は、第３実施形態に係る非接触給電装置の構成を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係る非接触給電装置４００は、図１に示されるように、電動車両ＥＶが走行する走路（給電レーンＳＬＮ）に設けられる装置であって、走行中の電動車両ＥＶに非接触給電を行い充電させるための装置として構成されている。尚、図１においては、非接触給電装置４００のうち送電コイル４０のみが図示されている。

先ず電動車両ＥＶについて説明する。本実施形態に係る電動車両ＥＶは、運転者の操作に基づくことなく自動的に走行することのできる自動運転車両として構成されている。このような態様に換えて、電動車両ＥＶが、運転者の操作に基づいて走行する手動運転車両として構成されていてもよい。

電動車両ＥＶは、蓄電池２０及びモータージェネレータ２１（図１では不図示。図３を参照）を備えている。蓄電池２０は、電力を蓄えておくための車載バッテリーであって、例えばリチウムイオン電池である。モータージェネレータ２１は、電動車両ＥＶの駆動力を発生させるための回転電機である。モータージェネレータ２１は、蓄電池２０から供給される電力によって駆動力を発生させる他、電動車両ＥＶの減速時におけるエネルギーによって発電し、発生した電力を蓄電池２０に供給し充電することもできる。このように、電動車両ＥＶは、モータージェネレータ２１の駆動力のみによって走行する電気自動車として構成されている。このような態様に換えて、電動車両ＥＶが、回転電機及び内燃機関のそれぞれの駆動力によって走行する「ハイブリッド自動車」として構成されていてもよい。

電動車両ＥＶは、レーン（走路）を走行しながら非接触で外部から電力の共有を受けて、当該電力を蓄電池２０に蓄えることが可能となっている。これを実現するために、電動車両ＥＶの底面部分には受電コイル３０が設けられている。また、非接触給電が可能な走路である給電レーンＳＬＮには、複数の送電コイル４０が設けられている。図１に示されるように、送電コイル４０は、電動車両ＥＶが走行する方向に沿って、所定間隔で複数並ぶように配置されている。

図２には、レーンの一部に設けられた給電レーンＳＬＮの例が複数示されている。図２（Ａ）の例では、白線ＷＬで区切られた２つのレーンＬＮ１、ＬＮ２のうち、片側のレーンＬＮ１の一部に給電レーンＳＬＮが設けられている。図２（Ｂ）の例では、レーンＬＮ１、ＬＮ２のそれぞれの一部に、左右に並ぶように給電レーンＳＬＮが設けられている。

図２（Ｃ）の例では、レーンＬＮ１、ＬＮ２には給電レーンＳＬＮが設けられておらず、左側のレーンＬＮ１よりも更に左側のレーンＬＮ０に給電レーンＳＬＮが設けられている。つまり、車両が通常走行するレーンとは別に、給電を行う車両のみが走行する専用のレーンとして給電レーンＳＬＮが設けられている。

図２（Ｄ）の例では、白線ＷＬ１、ＷＬ２で区切られた３つのレーンＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ３のそれぞれに、給電レーンＳＬＮ１、ＳＬＮ２、ＳＬＮ３が設けられている。この例では、左側のレーンＬＮ１の制限速度は最も低くなっており、中央のレーンＬＮ２の制限速度はそれよりも高くなっており、右側のレーンＬＮ３の制限速度は最も高くなっている。このため、給電レーンＳＬＮ１、ＳＬＮ２、ＳＬＮ３のそれぞれにおける制限速度は互いに異なる速度となっている。

非接触給電を実現するための構成について、図３を参照しながら説明する。図３の上方側には、電動車両ＥＶに搭載された受電コイル３０、整流器１１、昇降圧コンバータ１２、蓄電池２０、モータージェネレータ２１、及びインバータ１３が示されている。また、図３の下方側には、給電レーンＳＬＮに設けられた送電コイル４０、インバータ４１、降圧コンバータ４２、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３、及び電源４４が示されている。給電レーンＳＬＮに設けられたこれらの装置により構成される全体が、本実施形態に係る非接触給電装置４００に該当する。

先ず、電動車両ＥＶ側の構成について説明する。受電コイル３０は、既に述べたように電動車両ＥＶの底面部分に設けられたコイルであって、後述の送電コイル４０から供給される電力を非接触で受け入れるためのものである。受電コイル３０は、その中心軸を上下方向に沿わせた状態で設けられている。

受電コイル３０が送電コイル４０の直上にあるときには、送電コイル４０に交流電流が流れた状態となっている。このとき、所謂磁気共鳴によって受電コイル３０にも交流電流が流れる。つまり、送電コイル４０から受電コイル３０へと非接触で電力が供給される。尚、非接触の電力供給が、上記のような磁気共鳴ではなく電磁誘導によって行われるような態様であってもよい。

整流器１１は、受電コイル３０からの交流電力を直流電力に変換するための電力変換器である。整流器１１によって直流に変換された電力は、昇降圧コンバータ１２に供給される。

昇降圧コンバータ１２は、整流器１１からの電力を昇圧又は降圧するための電力変換器である。昇降圧コンバータ１２によって昇圧又は降圧された直流電力は、蓄電池２０に供給され充電される。以上のような整流器１１及び昇降圧コンバータ１２の動作は、電動車両ＥＶに搭載された制御装置１０（図１を参照）によって制御される。これにより、蓄電池２０への充電が適切に制御される。

インバータ１３は、蓄電池２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、当該電力をモータージェネレータ２１に供給するための電力変換器である。インバータ１３は、モータージェネレータ２１に供給される電力の大きさを調整し、これにより駆動力を調整する。インバータ１３の動作は制御装置１０によって制御される。図３に示されるように、インバータ１３から伸びる電力線は、蓄電池２０と昇降圧コンバータ１２との間となる位置に接続されている。

続いて、非接触給電装置４００側の構成について説明する。電源４４は、送電コイル４０から電動車両ＥＶへと供給する電力の供給源となる交流電源である。電源４４としては、例えば系統電源が用いられる。

ＡＣ／ＤＣコンバータ４３は、電源４４からの交流電力を一旦直流電力に変換するための電力変換器である。ＡＣ／ＤＣコンバータ４３によって直流に変換された電力は、降圧コンバータ４２に供給される。

降圧コンバータ４２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３からの電力を降圧するための電力変換器である。降圧コンバータ４２によって降圧された直流電力は、インバータ４１に供給される。インバータ４１は、降圧コンバータ４２からの直流電力を再び交流電力に変化するための電力変換器である。インバータ４１は、それぞれの送電コイル４０に対応して複数設けられており、降圧コンバータ４２に対して互いに並列となるように接続されている。

送電コイル４０には、インバータ４１からの交流電力が供給される。既に述べたように、当該電力が受電コイル３０を介して電動車両ＥＶへと供給され充電される。送電コイル４０は、受電コイル３０と同様に、その中心軸を上下方向に沿わせた状態で設けられている。送電コイル４０は、上記のように電動車両ＥＶに向けて電力を送り出すための部分となっており、本実施形態における「送電部」に該当する。

非接触給電装置４００の動作、具体的にはＡＣ／ＤＣコンバータ４３、降圧コンバータ４２、及びインバータ４１のそれぞれの動作は、次に述べる制御装置４１０（図４を参照）によって制御される。これにより、送電コイル４０から出力される電力の大きさが適切に調整される。

制御装置４１０の構成について、図４を参照しながら説明する。制御装置４１０は、非接触給電装置４００の全体の動作を制御するための装置であって、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。制御装置４１０は、機能的な制御ブロックとして、給電制御部４１１と、レーン状態検知部４１２と、送信部４１３と、記憶部４１４と、を有している。

給電制御部４１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３、降圧コンバータ４２、及びインバータ４１のそれぞれの動作を制御することにより、送電コイル４０から出力される電力を調整する部分である。給電制御部４１１は、電動車両ＥＶが送電コイル４０の直上を通過する直前のタイミングで、当該送電コイル４０への電流の供給が開始されるように、それぞれのインバータ４１の動作を制御する。送電コイル４０の上を電動車両ＥＶが通過した後は、当該送電コイル４０への電流の供給が停止される。

レーン状態検知部４１２は、給電レーンＳＬＮや非接触給電装置４００の各種状態を検知する部分である。給電レーンＳＬＮには、当該検知を行うための複数のセンサが設けられている。図４では、これら複数のセンサが、単一のブロックであるセンサ４５として示されている。センサ４５には、各送電コイル４０における電流値及び電圧値を検知するためのセンサが含まれる。これにより、送電コイル４０から電動車両ＥＶに向けて出力されている電力の値を検知することが可能となっている。また、センサ４５には、制御装置４１０の異常を検知するためのセンサ（例えば電流値、電圧値、温度等を測定するためのセンサ）も含まれる。 また、センサ４５には、給電レーンＳＬＮ上における異物の有無を検知するためのセンサも含まれている。これにより、例えば給電レーンＳＬＮの一部において、給電性能が低下していることを検知することが可能となっている。センサ４５によって検知された給電レーンＳＬＮの各種状態は、いずれもレーン状態検知部４１２に送信される。

送信部４１３は、給電レーンＳＬＮにおいて電動車両ＥＶが給電を受けるために必要となる情報であるレーン情報を、電動車両ＥＶに向けて無線通信により送信するための部分である。また、送信部４１３は、後述の表示装置４６（図５を参照）にレーン情報を送信し表示させることもできる。送信部４１３から送信されるレーン情報には、例えば給電レーンＳＬＮの開始位置、給電能力、効率の良い給電を行うために電動車両ＥＶが走行すべき位置、等が含まれる。

送信部４１３は、レーン情報を電動車両ＥＶに向けて無線通信により直接送信したり、レーン情報を表示装置４６に送信し表示させたりすることにより、電動車両ＥＶにレーン情報を通知する。このような送信部４１３は、表示装置４６と共に、本実施形態における「通知部」に該当するものである。

記憶部４１４は、制御装置４１０に設けられた不揮発性メモリである。記憶部４１４には、レーン情報の一部が予め記憶されている。記憶部４１４には、種々のレーン情報のうち、時間の経過に伴って変化しない固定情報が記憶されている。このような固定情報としては、例えば、給電レーンＳＬＮの開始位置や長さ等が含まれる。記憶部４１４には、これ以外の情報が記憶されていてもよい。

表示装置４６について図５を参照しながら説明する。本実施形態における表示装置４６は、電動車両ＥＶが走行するレーンＬＮ１の上方側に設けられた情報掲示板として構成されている。以下では、この情報掲示板のことを「情報掲示板４６１」とも表記する。情報掲示板４６１は、送信部４１３から送信されるレーン情報を、文字又は図形として表示することのできる電光掲示板である。情報掲示板４６１は、表示される情報を都度変更することができる。

図５に示されるように、情報掲示板４６１は、給電レーンＳＬＮの開始位置から距離Ｌ１だけ手前側に離れた位置に設けられている。また、図５の例では、給電レーンＳＬＮの長さはＬ２となっている。

本実施形態では、レーン情報に含まれる給電レーンＳＬＮの開始位置が、情報掲示板４６１の位置からの距離（つまりＬ１）として情報掲示板４６１に表示される。また、レーン情報に含まれる給電レーンＳＬＮの長さ（つまりＬ２）も、合わせて情報掲示板４６１に表示される。尚、レーン情報のうち上記のようなＬ１、Ｌ２は、時間の経過に伴って変化しない固定情報である。表示されるレーン情報がこのような固定情報のみである場合には、表示装置４６である情報掲示板４６１は、電光掲示板ではなく単なる掲示板（つまり表示情報を変更することのできないもの）として構成されていてもよい。

本実施形態では、レーン情報が情報掲示板４６１に表示されるので、電動車両ＥＶが自動運転車両でない場合であっても、電動車両ＥＶの運転者は情報掲示板４６１を目視することによりレーン情報を把握することができる。また、電動車両ＥＶが自動運転車両である場合は、電動車両ＥＶが、車載カメラによって情報掲示板４６１に表示されたレーン情報を読み取って、これに基づく制御を行うこともできる。

本実施形態では給電レーンＳＬＮの開始位置（Ｌ１）がレーン情報に含まれているので、レーン情報を通知された電動車両ＥＶは、給電レーンＳＬＮに進入するタイミングを正確に把握し、適切なタイミングで充電を開始することもできる。また、給電レーンＳＬＮへの進入前において予め減速しておく等の準備を行うこともできる。これにより、電動車両ＥＶが給電レーンを通過するまでの間に、十分な量の充電を行うことが可能となる。

更に、本実施形態では給電レーンＳＬＮの長さ（Ｌ２）もレーン情報に含まれているので、充電を終了させるタイミングを電動車両ＥＶ側で判断することもできる。尚、給電レーンＳＬＮの長さに換えて、又は給電レーンＳＬＮの長さと共に、給電レーンＳＬＮの終了位置がレーン情報に含まれているような態様であってもよい。

電動車両ＥＶに通知されるその他のレーン情報について説明する。図５には、電動車両ＥＶの現在位置から給電レーンＳＬＮの開始位置までの距離がＬ３として示されている。本実施形態では、このようなＬ３もレーン情報に含まれている。Ｌ３は時間の経過とともに変化するものであるから、情報掲示板４６１に表示するのではなく、無線通信によって送信部４１３から電動車両ＥＶへと直接通知されることが好ましい。電動車両ＥＶは、通知された当該レーン情報に基づいて、給電レーンＳＬＮに進入するタイミングを正確に判定し、適切なタイミングで充電を開始することができる。

レーン情報には、電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮを走行する際において維持すべき車速が含まれる。レーン情報として通知される上記車速のことを、以下では「目標車速」とも称する。目標車速は、特定の車速の値として通知されてもよく、特定の車速の範囲として通知されてもよい。また、当該範囲の上限値のみがレーン情報として通知されてもよい。このような目標車速は、電動車両ＥＶが効率的かつ確実に充電を行うために維持すべき車速として設定されてもよく、走行の安全のために維持すべき車速として設定されてもよい。

また、上記の目標車速は常に一定の固定値であってもよいが、状況に応じて変化する値であってもよい。例えば、給電レーンＳＬＮを既に走行している他の車両の平均速度が、給電レーンＳＬＮに進入する前の電動車両ＥＶに対し、目標車速として通知されてもよい。送信部４１３は、レーン情報として通知される目標車速を、所定の期間が経過する毎に都度更新する。

尚、「給電レーンＳＬＮを既に走行している他の車両の平均速度」を求めるために、給電レーンＳＬＮは、給電レーンＳＬＮ上を走行する各車両の車速を検出し記憶する機能を有している。給電レーンＳＬＮ上を走行する車両の車速は、例えば、特定の送電コイル４０における電流値又は電圧値に基づいて、当該送電コイル４０を車両が通過する時間を算出し、当該時間と送電コイル４０の長さとに基づいて算出することができる。また、隣り合う送電コイル４０間を他車両が走行する時間と、送電コイル４０間の距離とに基づいて算出することもできる。車両の車速を速度センサやカメラによって検出するような態様としてもよい。それぞれの車両から、通信によって車速情報を取得するような態様としてもよい。

レーン情報には、非接触給電装置４００の給電能力が含まれる。ここでいう「給電能力」とは、給電レーンＳＬＮに進入した電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮを通過し終わるまでの間に、非接触給電装置４００から電動車両ＥＶに供給することが可能な電力量のことである。

このような給電能力は、給電レーンＳＬＮにおける電動車両ＥＶの車速によって変化する。また、送電コイル４０における異常の有無によっても変化する。制御装置４１０は、状況において変化する給電能力を都度算出し、レーン情報として電動車両ＥＶに通知する。送信部４１３は、レーン情報として通知される給電能力を、所定の期間が経過する毎に都度更新する。

給電能力を電動車両ＥＶに通知するために、制御装置４１０が行う処理の流れについて、図６を参照しながら説明する。図６に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する戸毎に、制御装置４１０によって繰り返し実行されるものである。

最初のステップＳ０１では、給電レーンＳＬＮの状態（非接触給電装置４００の状態を含む）が、レーン状態検知部４１２によって検知される。ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、給電レーンＳＬＮ等に異常が生じているか否かが判定される。ここでいう「異常」とは、非接触給電装置４００の一部に故障が生じていたり、給電レーンＳＬＮ上に異物が存在していたりすることにより、電動車両ＥＶへの給電に支障が生じるような異常のことである。

給電レーンＳＬＮ等に異常が生じていない場合には、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３では、電動車両ＥＶ又は表示装置４６に対して、正常時の給電能力がレーン情報として送信される。「正常時の給電能力」とは、非接触給電装置４００の全体が正常に動作した場合において、電動車両ＥＶに供給し得る電力量のことである。当該電力量は、給電レーンＳＬＮにおける電動車両の滞在時間に比例するので、電動車両ＥＶの車速が高い程小さくなり、低い程大きくなる。制御装置４１０は、電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮを走行する際の車速毎に異なる値として上記電力量（つまり給電能力）を算出し、これをレーン情報として送信し通知する。

また、上記電力量は、それぞれの送電コイル４０から送り出すことが可能な電力量の合計値となる。制御装置４１０は、給電レーンＳＬＮの給電能力と、電動車両ＥＶの車速との関係を予めマップとして記憶部４１４に記憶しており、当該マップを参照することによって給電能力を算出する。

図７に示されるのは、給電能力を算出するために制御装置４１０によって行われる処理の流れである。当該処理の最初のステップＳ１１では、電動車両ＥＶの車速が取得される。当該処理は、例えば非接触給電装置４００が備える車速測定装置によって行われてもよく、電動車両ＥＶとの無線通信によって行われてもよい。尚、ここで取得される車速は、給電レーンＳＬＮ上を走行する際の予定速度、又は電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮに進入する前の車速であり、「電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮを走行する際の車速」として取得される。

ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で取得された車速に対応する給電能力が、上記のようにマップを参照することによって算出される。算出された給電能力は、図６のステップＳ０３において送信部４１３から送信され、電動車両ＥＶへと通知される。尚、制御装置４１０が電動車両ＥＶへマップを送信し、給電能力の算出を電動車両ＥＶ側で行うような態様であってもよい。

図６に戻って説明を続ける。ステップＳ０２において、給電レーンＳＬＮ等に異常が生じていると判定された場合には、ステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４では、現在の給電能力が算出される。当該給電能力は、異常によって正常時よりも低下した給電能力となる。例えば、一部の送電コイル４０からの給電ができなくなっている場合には、ステップＳ０３において算出される正常時の給電能力から、当該送電コイル４０から給電可能な電力量を差し引いたものが、現在の給電能力として算出される。

ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、ステップＳ０４で算出された現在の給電能力が、電動車両ＥＶ又は表示装置４６に対してレーン情報として送信される。この場合の給電能力も、図７を参照しながら説明したものと同様の処理により、電動車両ＥＶの車速毎に異なる値として算出され通知される。

本実施形態では、上記のようにレーン情報に給電能力が含まれている。このため、当該レーン情報の通知を受けた電動車両ＥＶは、所定量の充電を行うためにはどのような車速で走行すべきかを、正確に判定することができる。

レーン情報には、電動車両ＥＶが走行する経路に沿って、これから走行する給電レーンＳＬＮの先となる位置に設置された給電可能領域に関する情報が含まれる。これについて、図８を参照しながら説明する。図８には、電動車両ＥＶが走行する経路に沿って配置された２つの給電レーンＳＬＮ１、ＳＬＮ２が示されている。左側に示される給電レーンＳＬＮ１は、電動車両ＥＶがこれから走行する給電レーンである。右側に示される給電レーンＳＬＮ２は、給電レーンＳＬＮ１の先となる位置に設置された給電レーンである。以下では、給電レーンＳＬＮ１に設けられた制御装置４１０のことを「制御装置４１０Ａ」とも表記し、給電レーンＳＬＮ２に設けられた制御装置４１０のことを「制御装置４１０Ｂ」とも表記する。

制御装置４１０Ａは、制御装置４１０Ｂと双方向の通信を行うことにより、給電レーンＳＬＮ２に関するレーン情報を取得することができる。当該レーン情報には、給電レーンＳＬＮ２の給電能力と、給電レーンＳＬＮ２の開始位置までの距離等が含まれる。当該レーン情報は、無線通信又は表示装置４６を介して、送信部４１３から電動車両ＥＶへと通知される。

上記のようなレーン情報が通知された電動車両ＥＶは、給電レーンＳＬＮ２の給電能力と、給電レーンＳＬＮ２の開始位置までの距離とに基づいて、給電レーンＳＬＮ１においてどの程度の充電を行っておくべきかを判定することができる。つまり、次の給電可能領域まで電動車両ＥＶを走行させるために必要な蓄電量以上となるように、給電レーンＳＬＮ１の通過時における目標蓄電量を設定することができる。

また、上記の目標蓄電量に基づいて、給電レーンＳＬＮ１において維持すべき車速をも判定することができる。例えば、給電レーンＳＬＮ２までの距離が長い場合や、給電レーンＳＬＮ２の給電能力が小さいような場合には、給電レーンＳＬＮ１の通過時における目標蓄電量を高めに設定し、給電レーンＳＬＮ１における車速を低くすることができる。

これにより、電動車両ＥＶが給電レーンＳＬＮ１を通過した後、次の給電可能領域（給電レーンＳＬＮ２）に到達するまでの間に、蓄電池２０に蓄えられている電力量が不足してしまうような事態を防止することができる。尚、上記における「次の給電可能領域」とは、図８の例のように他の給電レーンＳＬＮ２であってもよく、充電スタンドであってもよい。

尚、上記の例においては、給電レーンＳＬＮにおける給電能力を制御装置４１０が算出し、これがレーン情報として電動車両ＥＶに送信されている。このような態様に換えて、給電能力の算出に必要な情報がレーン情報として電動車両ＥＶに送信されることとしてもよい。この場合、電動車両ＥＶが、給電レーンＳＬＮにおける給電能力を上記情報に基づいて算出することとすればよい。この場合、それぞれの送電コイル４０（送電部）から送り出すことが可能な電力、それぞれの送電コイル４０の位置、及び給電レーンＳＬＮに設けられている送電コイル４０の個数、のうち少なくとも一部が、レーン情報として電動車両ＥＶに通知されることとすればよい。

レーン情報には、効率の良い給電を行うために、給電レーンＳＬＮの幅方向において電動車両ＥＶが走行すべき位置が含まれる。当該位置の説明に先立って、電動車両ＥＶの走行位置と給電効率との関係について説明する。

図９には、給電レーンＳＬＮを走行している電動車両ＥＶと、電動車両ＥＶの前方側にある送電コイル４０と、が上面視で示されている。同図に示されるｘ軸は、電動車両ＥＶの進行方向に沿った軸であり、且つ送電コイル４０の左右方向における中心を通る軸として設定されている。同図に示されるｙ軸は、送電コイル４０の右側から左側に向かう軸であり、且つ送電コイル４０の前後方向における中心を通る軸として設定されている。

図１０には、送電コイル４０の給電効率の、ｘ軸に沿った分布が示されている。図１０に示されるｘ１は、送電コイル４０のうち最も手前側（図９では左側）の端部におけるｘ座標である。図１０に示されるｘ２は、送電コイル４０のうち最も奥側（図９では右側）の端部におけるｘ座標である。

図１０に示されるように、ｘ１から送電コイル４０の内側に行くほど給電効率は高くなり、ｘ軸に沿った送電コイル４０の中心となる位置において給電効率は最大となる。その後、送電コイル４０の内側からｘ２に近づくほど給電効率は低くなり、ｘ２の位置において給電効率は最小（ｘ１における給電効率と同じ値）となる。

図１１には、送電コイル４０の給電効率の、ｙ軸に沿った分布が示されている。図１１に示されるｙ１は、送電コイル４０のうち最も左側（図９では上側）の端部におけるｙ座標である。図１１に示されるｙ２は、送電コイル４０のうち最も右側（図９では下側）の端部におけるｙ座標である。

図１１に示されるように、ｙ１から送電コイル４０の内側に行くほど給電効率は高くなり、ｙ軸に沿った送電コイル４０の中心となる位置において給電効率は最大となる。その後、送電コイル４０の内側からｙ２に近づくほど給電効率は低くなり、ｙ２の位置において給電効率は最小（ｙ１における給電効率と同じ値）となる。

図１２には、送電コイル４０の各部における給電効率の大きさの分布が、上面視で等高線図のように描かれている。同図においては、中央の点線ＥＬ１で囲まれた範囲の給電効率が最も大きくなっており、その外側にある点線ＥＬ２で囲まれた範囲の給電効率が２番目に大きくなっており、更にその外側にある点線ＥＬ３で囲まれた範囲の給電効率が３番目に大きくなっており、点線ＥＬ３の外側の給電効率が最も小さくなっている。

以上のようであるから、電動車両ＥＶが送電コイル４０の上を通過する際には、受電コイル３０の左右方向における中心位置が、送電コイル４０の左右方向における中心位置を通過する場合に、最も高い効率で電動車両ＥＶへの充電が行われることとなる。図１２では、受電コイル３０の中心位置が上記のように通過する場合の軌道が点線ＤＬ１で示されている。このような軌道に対応するような電動車両ＥＶの走行位置、すなわち、効率の良い給電を行うために、給電レーンＳＬＮの幅方向において電動車両ＥＶが走行すべき位置が、本実施形態ではレーン情報に含まれている。

図１３には、このようなレーン情報の例が複数示されている。図１３（Ａ）に示される例では、複数の点ＶＰの位置（ｘ、ｙ座標）を示す情報としてレーン情報が通知される。それぞれの点ＶＰは、図１２の点線ＤＬ１上に配置された点となっている。このようなレーン情報が通知された電動車両ＥＶでは、受電コイル３０の中心位置がそれぞれの点ＶＰの直上を通るように操舵が行われる。当該操舵は、自動運転によって自動的に行われてもよく、運転者の手動操作によって行われてもよい。

図１３（Ｂ）に示される例では、電動車両ＥＶがたどるべき仮想的な線ＶＬを示す情報としてレーン情報が通知される。この線ＶＬは、給電レーンＳＬＮの左右方向における中央を通る線となっており、図１２の点線ＤＬ１と一致している。電動車両ＥＶには、「給電レーンＳＬＮの左右方向における中央」という情報が、電動車両ＥＶが走行すべき位置を示すレーン情報として通知される。

図１３（Ｃ）に示される例では、図１３（Ｂ）と同様に、電動車両ＥＶがたどるべき仮想的な線ＶＬを示す情報としてレーン情報が通知される。この例における線ＶＬは、給電レーンＳＬＮの右端から距離ｘ１０だけ離れた線となっている。この例では、「給電レーンＳＬＮの右端から距離ｘ１０だけ離れた位置」という情報が、電動車両ＥＶが走行すべき位置を示すレーン情報として通知される。

図１３（Ｄ）に示される例では、電動車両ＥＶがたどるべき位置の範囲が、２本の仮想的な線ＶＬ１、ＶＬ２によって示されている。線ＶＬ１は、給電レーンＳＬＮの右端から距離ｘ１１だけ離れた線となっている。線ＶＬ２は、給電レーンＳＬＮの右端から距離ｘ１２だけ離れた線となっている。ｘ１１はｘ１２よりも大きい。この例では、「給電レーンＳＬＮの右端から距離ｘ１１だけ離れた位置から、ｘ１２だけ離れた位置までの範囲」という情報が、電動車両ＥＶが走行すべき位置を示すレーン情報として通知される。

以上に説明したように、本実施形態では、さまざまな種類の情報がレーン情報として送信部４１３から送信され、電動車両ＥＶへと通知される。それぞれのレーン情報は、無線通信によって電動車両ＥＶに直接通知されてもよく、表示装置４６での表示によって電動車両ＥＶに通知されてもよい。尚、送信部４１３と電動車両ＥＶとの間における無線通信は、両者の間で直接行われてもよく、例えば管理センターに設置されたサーバー等を介して間接的に行われてもよい。

それぞれの通知の態様が、レーン情報の種類によって適宜選択されることとしてもよい。例えば、レーン情報のうち、時間の経過に伴って変化しない固定情報、例えば給電レーンＳＬＮの開始位置や長さ等については、表示装置４６に表示されることとしてもよい。また、それ以外の変動する情報、例えば給電レーンＳＬＮの給電能力や目標車速等については、無線通信によって電動車両ＥＶへと通知されることとしてもよい。

第２実施形態について説明する。本実施形態では、表示装置４６の構成において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

図１４に示されるように、本実施形態における表示装置４６は、レーンＬＮ１の路面のうち、給電レーンＳＬＮの直前となる位置に設置された路面表示部として構成されている。当該路面表示部のことを、以下では「路面表示部４６２」とも表記する。

路面表示部４６２は、例えば複数のＬＥＤを点灯又は消灯することにより、レーン情報を路面上に表示する装置として構成されている。表示されるレーン情報の種類は、第１実施形態で説明したものと同じである。

図１４の例における路面表示部４６２は、給電レーンＳＬＮの開始位置から距離Ｌ１だけ手前側に離れた位置に設けられている。また、給電レーンＳＬＮの長さはＬ２となっている。この例では、レーン情報に含まれる給電レーンＳＬＮの開始位置が、路面表示部４６２の位置からの距離（つまりＬ１）として路面表示部４６２に表示される。また、レーン情報に含まれる給電レーンＳＬＮの長さ（つまりＬ２）も、合わせて路面表示部４６２に表示される。

尚、路面表示部４６２によって表示されるレーン情報が、時間の経過に伴って変化しない固定情報のみである場合には、路面表示部４６２は、単に路面に描かれただけの文字や図形（つまり表示情報を変更することのできないもの）であってもよい。

第３実施形態について説明する。本実施形態では、表示装置４６の構成において第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態では、表示装置４６が、給電レーンＳＬＮ内の路面に設置された複数のＬＥＤ装置４６３Ａ等として構成されている。

図１５の各図には、給電レーンＳＬＮ及びこれに設置された送電コイル４０が上面視で描かれている。図１５（Ａ）の例では、各送電コイル４０の中心となる位置に、表示装置４６であるＬＥＤ装置４６３Ａが配置されている。電動車両ＥＶは、複数並んでいるＬＥＤ装置４６３Ａの位置を、給電効率の高い位置を示すレーン情報として受け取ることができる。ＬＥＤ装置４６３Ａの位置は、手動運転を行う運転者が目視することによって把握してもよく、自動運転を行う電動車両ＥＶが、レーダーや車載カメラによって把握してもよい。

尚、図１５（Ａ）の例においてＬＥＤ装置４６３Ａが設置される位置及び範囲は、例えば、図１２において点線ＥＬ１で囲まれている領域の位置及び範囲としてもよい。この場合、電動車両ＥＶでは、ＬＥＤ装置４６３Ａの位置及び形状に基づいて、給電効率が良い部分の位置や長さを把握することができる。つまり、この例におけるレーン情報には、送電コイル４０のうち給電効率が良い部分の位置や長さが含まれる。

図１５（Ｂ）の例では、隣り合う一対の送電コイル４０の中心同士を結ぶ線上であって、且つこれら一対の送電コイル４０の間となる位置に、表示装置４６であるＬＥＤ装置４６３Ｂが配置されている。

図１５（Ａ）や図１５（Ｂ）に示されるような態様においては、ＬＥＤ装置４６３Ａの個数が少なくて済むので、レーン情報を通知するために必要な消費電力を抑制することができる。

図１５（Ｃ）に示される例では、それぞれの送電コイル４０の内側に複数のＬＥＤ装置４６３Ｃが配置されている。それぞれのＬＥＤ装置４６３Ｃは、給電レーンＳＬＮの進行向方向に沿うような直線であって、且つ送電コイル４０の左右方向における中心を通るような直線に沿うように配置されている。電動車両ＥＶが通過すべき経路が、この例のように点ではなく線によって示されることとすれば、電動車両ＥＶが当該経路に沿って走行するために必要な制御（又は手動運転）をより容易に行うことが可能となる。

また、図１５（Ｃ）に示される例では、電動車両ＥＶは、ＬＥＤ装置４６３Ｃの配置に基づいて送電コイル４０の位置や個数をも把握することができる。つまり、この例において通知されるレーン情報には、送電コイル４０の位置や個数が含まれる。

図１５（Ｃ）に示される例では、送電コイル４０の内側にのみＬＥＤ装置４６３Ｃが配置されており、送電コイルの外側となる位置にはＬＥＤ装置４６３Ｃが配置されていない。このような態様に換えて、図１５（Ｄ）に示される例のように、送電コイル４０の内側だけでなくの外側となる位置にもＬＥＤ装置４６３Ｄが配置され、これら複数のＬＥＤ装置４６３Ｄが１本の経路に沿って並んでいるような態様としてもよい。

図１５（Ｅ）に示される例では、複数のＬＥＤ装置４６３Ｅが、２本の点線に沿って並ぶように配置されている。それぞれの点線は互いに平行であって、給電レーンＳＬＮの進行に沿うような点線となっている。また、それぞれの点線の間には、送電コイル４０の左右方向における中心が挟み込まれている。

このような構成においては、電動車両ＥＶが通過すべき経路が、左右の幅を持った範囲として示される。このため、電動車両ＥＶが当該経路に沿って走行するために必要な制御（又は手動運転）をより容易に行うことが可能となる。

このように、電動車両ＥＶが通過すべき経路を範囲として示すような態様としては、図１５（Ｆ）、図１５（Ｇ）、及び図１５（Ｈ）に示されるような配置を採用することもできる。

図１５（Ｆ）に示される例では、複数のＬＥＤ装置４６３Ｆが、２本の直線に沿って並ぶように配置されている。当該直線は、図１５（Ｅ）に示される２本の点線を、それぞれ直線に置き換えたものとなっている。

図１５（Ｇ）に示される例では、それぞれの送電コイル４０の左辺全体に沿った直線、右辺全体に沿った直線、及びこれら２本の直線に対して垂直な線であって、前後方向における中央を通るような直線、のそれぞれに沿って並ぶように、複数のＬＥＤ装置４６３Ｇが配置されている。

図１５（Ｈ）に示される例では、それぞれの送電コイル４０の左辺全体に沿った直線、右辺全体に沿った直線、のそれぞれに沿って並ぶように、複数のＬＥＤ装置４６３Ｈが配置されている。

図１５（Ｇ）及び図１５（Ｈ）に示される例では、電動車両ＥＶは、ＬＥＤ装置４６３Ｇ、４６３Ｈの配置に基づいて、送電コイル４０の位置や個数をも把握することができる。つまり、これらの例において通知されるレーン情報には、送電コイル４０の位置や個数が含まれる

以上のように、レーン情報（電動車両が走行すべき位置）を示すために路面に設置されるＬＥＤ装置の配置としては、種々の配置を採用することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

ＥＶ：電動車両
４００：非接触給電装置
４０：送電コイル
４６：表示装置
４１３：送信部
ＳＬＮ：給電レーン

Claims (13)

1. 走行中の電動車両（ＥＶ）に非接触給電を行うための非接触給電装置（４００）であって、
   非接触給電が可能なレーンである給電レーン（ＳＬＮ）に複数設けられた送電部（４０）と、
   前記給電レーンに進入しようとしている前記電動車両に対して、前記電動車両が給電を受けるために必要なレーン情報を通知する通知部（４１３、４６）と、を備える非接触給電装置。
2. 前記レーン情報には、前記給電レーンの開始位置が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記レーン情報には、前記電動車両が前記給電レーンを走行する際において維持すべき車速、又は当該車速の範囲が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
4. 前記レーン情報には、前記給電レーンの長さが含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
5. 前記レーン情報には、前記給電レーンの給電能力が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
6. 前記給電能力は、前記電動車両が前記給電レーンを走行する際の車速毎に異なる値として通知される、請求項５に記載の非接触給電装置。
7. 前記レーン情報には、それぞれの前記送電部から送り出すことが可能な電力、それぞれの前記送電部の位置、及び前記給電レーンに設けられている前記送電部の個数、のうち少なくとも一部が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
8. 前記通知部は、前記電動車両に対して通知される前記レーン情報を都度更新する、請求項１に記載の非接触給電装置。
9. 前記レーン情報には、前記電動車両が走行する経路に沿って、前記給電レーンの先となる位置に設置された給電可能領域に関する情報が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
10. 前記レーン情報には、効率の良い給電を行うために、前記給電レーンの幅方向において前記電動車両が走行すべき位置が含まれる、請求項１に記載の非接触給電装置。
11. 前記通知部は、前記レーン情報を表示することによって前記電動車両に通知する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。
12. 前記通知部は、前記レーン情報を路面上に表示することによって前記電動車両に通知する、請求項１１に記載の非接触給電装置。
13. 前記通知部は、前記レーン情報を無線通信によって前記電動車両に通知する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の非接触給電装置。

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