JP2023017331A - 車両の走行予定ルート変更装置および車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両に非接触で電力を伝送する給電装置が交差点に設置されている場合に、車両が電力の伝送を受ける機会が低下することを抑制する。【解決手段】車両の走行予定ルート変更装置は、車両３の走行予定ルートに目標方向への進路変更を予定している第１の交差点がある場合に、第１の交差点の目標方向への進路変更レーンに車両３に非接触電力伝送を行う給電装置２が設置されているか否かを判定するとともに、第１の交差点では進路変更せずに第２の交差点で目標方向に進路変更する場合に、第２の交差点の目標方向への進路変更レーンに給電装置２が設置されているか否かを判定する交差点判定部３４３ｂと、第１の交差点の進路変更レーンに給電装置２が設置されておらず、第２の交差点の進路変更レーンに給電装置２が設置されている場合、第１の交差点では車両３を目標方向に進路変更させずに、第２の交差点で車両３を目標方向に進路変更させるように走行予定ルートを変更する走行予定ルート変更部３４３ｅと、を備える。【選択図】図５

Description

本開示は、車両の走行予定ルート変更装置および車両制御システムに関する。

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側給電装置から、走行中の車両へ電力を非接触で伝送する非接触給電システムが検討されている。このように地上側給電装置から車両へ非接触で電力を伝送するためには、車両から地上側給電装置に、車両に関する情報を送信し、この情報に基づいて地上側給電装置を制御することが必要である。このような非接触給電システムとして、車両走行中において、車両から給電要求が無線送信されると、地上側給電装置から走行中の車両に非接触で電力を伝送する非接触給電システムが検討されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１８－１５７６８６号公報

ところで、給電装置が交差点に設置されることが想定される。しかし、例えば交差点において片側車線に複数の走行レーンが設けられており、複数の走行レーンのうちの一部の走行レーンのみに給電装置が設置されていると、車両が走行予定ルートに従って交差点で進路変更を行う際に、給電装置が設置されていない進路変更レーンを通過してしまう可能性がある。この場合、交差点に設置された給電装置から車両へ電力伝送を行うことができないので、結果として車両が給電装置によって電力伝送される機会が少なくなる問題がある。そして、車両が給電装置によって電力伝送される機会が少なくなると、車両のバッテリのＳＯＣが低下する問題が生じる。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、車両に非接触で電力を伝送する給電装置が交差点に設置されている場合に、車両が電力の伝送を受ける機会が低下することを抑制することが可能な車両の走行予定ルート変更装置および車両制御システムを提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１） 車両の走行予定ルートに目標方向への進路変更を予定している第１の交差点がある場合に、前記第１の交差点の前記目標方向への進路変更レーンに車両に非接触電力伝送を行う給電装置が設置されているか否かを判定するとともに、前記第１の交差点では前記目標方向に進路変更せずに第２の交差点で前記目標方向に進路変更する場合に、前記第２の交差点の前記目標方向への進路変更レーンに前記給電装置が設置されているか否かを判定する交差点判定部と、
前記第１の交差点の前記進路変更レーンに前記給電装置が設置されておらず、前記第２の交差点の前記進路変更レーンに前記給電装置が設置されている場合、前記第１の交差点では車両を前記目標方向に進路変更させずに、前記第２の交差点で車両を前記目標方向に進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する走行予定ルート変更部と、
を備える、車両の走行予定ルート変更装置。

（２） 前記第２の交差点で車両を進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する場合に、車両が目的地に到達するまでの時間の損失が所定値以下であるか否か、又は車両が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が所定値以下であるか否かを判定する損失判定部を備え、
前記走行予定ルート変更部は、車両が目的地に到達するまでの時間の損失が前記所定値以下の場合、または車両が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が前記所定値以下の場合に、前記第２の交差点で車両を進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する、上記（１）に記載の車両の走行予定ルート変更装置。

（３） 変更された前記走行予定ルートに基づいて車両を制御する車両制御部を備える、上記（１）又は（２）に記載の車両の走行予定ルート変更装置。

（４） 変更された前記走行予定ルートを車両の乗員に提示させるため、変更された前記走行予定ルートを送信する送信部を備える、上記（１）～（３）のいずれかに記載の車両の走行予定ルート変更装置。

（５） 車両のバッテリの充電率を取得する充電率取得部を備え、
前記走行予定ルート変更部は、前記充電率が、前記走行予定ルートに従って車両が目的地まで走行するために必要な電力量から求まる所定値以下の場合に、前記走行予定ルートを変更する、上記（１）～（４）のいずれかに記載の車両の走行予定ルート変更装置。

（６） 前記走行予定ルート変更部は、前記充電率が、前記走行予定ルートを変更した場合に車両が前記第２の交差点まで走行するために必要な電力量から求まる所定値以下の場合は、前記走行予定ルートを変更しない、上記（５）に記載の車両の走行予定ルート変更装置。

（７） 車両に設けられた制御装置と、該制御装置と無線通信可能に接続された上記（１）に記載の走行予定ルート変更装置とを備える車両制御システムであって、
前記制御装置は、変更された走行予定ルートに基づいて車両を制御する車両制御部を備える、車両制御システム。

本開示によれば、車両に非接触で電力を伝送する給電装置が交差点に設置されている場合に、車両が電力の伝送を受ける機会が低下することを抑制することが可能な走行予定ルート変更装置および車両制御システムが提供される。

図１は、非接触給電システムの構成を概略的に示す図である。 図２は、コントローラ及びコントローラに接続された機器の概略的な構成図である。 図３は、ＥＣＵ及びＥＣＵに接続された機器の概略的な構成図である。 車両の走行予定ルートと、交差点における地上側給電装置の設置状況を示す模式図であって、交差点における地上側給電装置の設置状況に応じて走行予定ルートが変更される例を説明するための図である。 ＥＣＵのプロセッサの機能ブロックを示す模式図である。 ＥＣＵのプロセッサが行う処理を示すフローチャートである。

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。

以下、図１～図３を参照して、一実施形態に係る情報送受信システムを有する非接触給電システム１について説明する。

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、地上側給電装置２と、道路１００上の走行する車両３とを有し、地上側給電装置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、地上側給電装置２から車両３への非接触電力伝送を行う。地上側給電装置２は、非接触で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に示したように、送電装置４は車両３が走行する道路１００内（地中）に埋め込まれる。

＜地上側給電装置の構成＞
図１に示したように、地上側給電装置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交流電源等であってもよいし、燃料電池又は太陽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、地上側給電装置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。

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、地上側給電装置２を構成する各種機器（例えば、インバータ４２、後述する電波検出機７６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）及び不揮発性の半導体メモリ（例えば、ＲＯＭ）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。

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。

＜車両の構成＞
一方、車両３は、図１に示したように、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を備える。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。本実施形態では、車両３として、例えば、米国自動車技術会（ＳＡＥ）が定めるレベル２またはレベル３程度、もしくはそれ以上のレベルの自律的な走行が可能な自動運転車両を例示する。一方、車両３は、乗員（ドライバ）が手動で運転する手動運転車両であってもよい。

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。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、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側給電装置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に示した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。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、後述する電波信号発信装置６６を含む信号発信装置を制御する。

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に示したように、車両３は、ＧＮＳＳ受信機３５、ストレージ装置３６、複数のセンサ３７、通信モジュール３８、ナビゲーション装置３９、ＨＭＩ４０、車載カメラ６５を更に備える。ＧＮＳＳ受信機３５、ストレージ装置３６、センサ３７、通信モジュール３８、ナビゲーション装置３９、ＨＭＩ４０、及び車載カメラ６５は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、地上側給電装置２の設置位置及び種類、並びに地上側給電装置２の周りの外部環境（例えば、地上側給電装置２が設けられた道路の舗装の種類など）に関する情報等が含まれる。更に、地図情報には、交差点の走行レーン毎の地上側給電装置２設置状況を示す情報が含まれる。ＥＣＵ３４はストレージ装置３６から地図情報を取得する。なお、ストレージ装置が車両３の外部（例えばサーバ等）に設けられ、ＥＣＵ３４は通信モジュール３８を介して車両３の外部から地図情報を取得してもよい。

センサ３７は、車両３の状態及び車両３の周辺における外部環境を検出する。本実施形態では、センサ３７は、車両３の状態を検出するセンサとして、例えば、車両３の速度を検出する速度センサを含む。また、センサ３７は、バッテリ３２の端子間電流を検出する電流センサ、バッテリ３２の端子間電圧を検出する電圧センサを含む。これらセンサ３７の出力は、ＥＣＵ３４に入力される。

通信モジュール３８は、車両３と車両３の外部のサーバ（図示せず）との広域通信を可能とする機器であり、例えば、データ通信モジュール（ＤＣＭ：Data Communication Module）である。広域通信は、通信距離が１０メートル程度から１０キロメートル程度である通信であり、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）等が用いられる。

ナビゲーション装置３９は、車両３の現在地から移動目的地までの走行予定ルートを、ダイクストラ法といった所定の経路探索手法に従って求める。また、ナビゲーション装置３９は、走行予定ルートに基づいて、車両３が目的地に到達するまでの時間、車両３が目的地に到達するまでに走行する距離を算出する。

ＨＭＩ４０は、乗員へ情報提示を行う情報提示装置の一態様であり、液晶表示装置（ＬＣＤ）、スピーカ等を含む。ＨＭＩ４０は、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートまたは後述する処理により変更された走行予定ルート、およびこれに付随する情報を乗員に提示する。具体的には、ＨＭＩ４０は、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートおよび走行予定ルートに基づく案内をＬＣＤの画面に表示し、またスピーカから音声で発する。

＜信号送受信システムの構成＞
上述したように、非接触給電システム１は、送電装置４の送電側共振回路４３において発生させた交流磁界を介して、地上側給電装置２から車両３に電力を伝送する。このような非接触電力伝送を行うには、走行中の車両３から地上側給電装置２へ、車両識別情報や要求給電量などの車両に関する情報（以下、「車両情報」という）を送信し、地上側給電装置２はこの車両情報に基づいて送電装置４を制御することが行われる。このため、本実施形態の非接触給電システム１は、車両３から地上側給電装置２へ車両情報を含む信号を送信する信号送受信システムを有する。

信号送受信システムは、車両３から地上側給電装置２へ車両情報を含む信号を無線で発信する信号発信装置６と、信号発信装置６から発信された信号を検出する信号検出装置７とを有する。本実施形態では、信号発信装置６は、電波を利用して地上側給電装置へ向けて信号を発信する電波信号発信装置６６と、電波信号発信装置６６を制御するＥＣＵ３４とを含む。信号検出装置７は、電波信号発信装置６６によって発信された信号を含む電波を検出する電波検出機７６と、電波検出機７６に接続されたコントローラ２２とを含む。

信号発信装置６の電波信号発信装置６６は、電波により、地上側給電装置２へ車両３の車両情報を送信する。電波信号発信装置６６は、交流電流発生回路６７及びアンテナ６８を備える。

交流電流発生回路６７は、バッテリ３２及びアンテナ６８に電気的に接続される。交流電流発生回路６７は、交流電流を発生させ、交流電流をアンテナ６８に供給する。例えば、交流電流発生回路６７は、発振回路、変調回路及び増幅器を有する。発振回路は、搬送波を生成し、変調回路は送信すべき車両情報に応じて搬送波を変調し、増幅器は変調された交流電流を増幅する。

アンテナ６８は、本実施形態では、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、アンテナ６８は、車幅方向において車両３の中央に配置され、車両３の前後方向において受電側共振回路５１よりも前方に配置される。なお、アンテナ６８は、車両３の前後方向において受電側共振回路５１と同一の位置又は受電側共振回路５１よりも後方に配置されてもよい。また、アンテナ６８は、車両３が地上側給電装置２に近づいたときにのみ地上側給電装置２のアンテナ７７へ電波を送信することができれば、車両３の底部以外に配置されてもよい。

アンテナ６８は、交流電流発生回路６７に電気的に接続され、アンテナ６８には、交流電流発生回路６７において発生された交流電流が供給される。アンテナ６８は、交流電流発生回路６７から交流電流が供給されると、変調された交流電流に応じた、情報発信用の電波を発生させる。発生される電波の周波数は、例えば、数百ｋＨｚ～数ＧＨｚである。

信号検出装置７の電波検出機７６は、電波信号発信装置６６から発信される特定の周波数の電波を検出する。電波検出機７６は、送電装置４が設けられた道路において、車両３の進行方向において送電装置４の送電側共振回路４３よりも手前に配置され、車両３が通過する車線の中央に配置される。電波検出機７６は地中（路面の下）又は路面の上に配置される。電波検出機７６の周囲の車両３から情報送信用の電波が発せられると、電波検出機７６は情報送信用の電波を検出する。

電波検出機７６は、アンテナ７７、増幅器及び復調回路を有する。アンテナ７７は、アンテナ７７の周りを飛び交う電波を電気信号波に変換する。増幅器は、アンテナ７７で変換された信号波を増幅する。復調回路は、増幅器で増幅された信号波からこの信号波にのせられた情報、具体的には車両情報を取り出す。

電波検出機７６はコントローラ２２に電気的に接続され、電波検出機７６の出力はコントローラ２２に送信される。コントローラ２２は、電波検出機７６の出力に基づいて車両３から送信された車両情報を取得し、この車両情報に基づいて地上側給電装置２を制御する。すなわち、コントローラ２２は、アンテナ６８から発せられた電波を検出することによって、車両３から送信された車両情報を取得する。

特に、本実施形態では、電波信号発信装置６６及び電波検出機７６は、通信距離が１０メートル未満の狭域通信を行うように構成される。狭域通信としては、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。

以上のように、本実施形態に係る信号送受信システムは、電波信号発信装置６６及び電波検出機７６により電波を利用して車両情報を含む信号を送受信する方法により、車両３から地上側給電装置２へ車両情報を送信することができる。電波を利用した信号の送受信は、比較的高い周波数の電波によって行われる。したがって、電波を介して伝達することができる情報量は多い。また、電波を利用した信号の送受信では、電波の周波数が高いほど、電波を介して単位時間に伝達することができる情報量が多くなる。したがって、多くの情報を伝達するという観点からは、高周波の電波を利用して信号の送受信を行うことが好ましい。

＜交差点における地上側給電装置の設置状況に応じた車両制御＞
ところで、道路の交差点においては、片側車線に直進レーン、および進路変更レーン（例えば、右折レーン、左折レーン）など複数の走行レーンが設けられている場合がある。交差点に地上側給電装置２が設置される場合に、全ての走行レーンに地上側給電装置２が設置されていれば、車両３が交差点でいずれの走行レーンを走行したとしても、地上側給電装置２から車両３への非接触電力伝送を行うことが可能である。

一方、交差点に地上側給電装置２が設置される場合に、一部の走行レーンのみに地上側給電装置２が設置されていると、地上側給電装置２が設置されていない走行レーンを車両３が走行すると、車両３への非接触電力伝送を行うことができなくなる。例えば、直進レーンに地上側給電装置２が設置されており、右折レーンに地上側給電装置２が設置されていない場合、右折車両へ非接触電力伝送を行うことはできない。

本実施形態では、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートに従って車両３が交差点で目標方向に進路変更する際に、目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２が設置されていない場合は、その交差点では進路変更させることなく車両３を通過させ、目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２が設置された次の交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートが変更される。なお、次の交差点とは、進路変更をしなかった交差点の１つ以上先の交差点である。

図４は、車両３の走行予定ルートと、交差点における地上側給電装置２の設置状況を示す模式図であって、交差点における地上側給電装置２の設置状況に応じて走行予定ルートが変更される例を説明するための図である。

図４では、車両３が出発地１１０から目的地１２０へ走行する場合に、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルート１５０（図中に実線の矢印で示す）が地図上に示されている。走行予定ルート１５０では、車両３が交差点１３０で右折することになっている。一方、交差点１３０には、２本の直進レーン１３２と、右折レーン１３４と、左折レーン１３６が設けられており、このうち２本の直進レーン１３２のみに地上側給電装置２が設置されている。

このため、車両３が走行予定ルート１５０に従って交差点１３０で右折する際には、車両３が地上側給電装置２の設置されていない右折レーン１３４を走行するので、車両３への非接触電力伝送を行うことができなくなる。

一方、車両３が交差点１３０を直進した場合、交差点１３０の次の交差点１４０には、２本の直進レーン１４２と、右折レーン１４４と、左折レーン１４６が設けられており、これら全ての走行レーンに地上側給電装置２が設置されている。このため、走行予定ルート１５０の一部を、交差点１３０を直進し、次の交差点１４０で右折するルート１５２（図中に破線の矢印で示す）に変更すると、交差点１４０で右折する際に、車両３が地上側給電装置２の設置された右折レーン１４４を走行するので、車両３へ非接触電力伝送を行うことが可能になる。

なお、次の交差点１４０で右折した場合に、目的地１２０に到達するまでの時間の損失、または目的地１２０に到達するまでの走行距離の損失が過度に大きくなる場合は、走行予定ルート１５０に従って交差点１３０で進路変更が行われてもよい。

以上のような走行予定ルートの変更を行うことにより、目的地１２０までの進路を大幅に変更することなく、車両３が地上側給電装置２から給電される機会が増加される。

また、車両３が比較的高い速度で走行しているときには、車両３が比較的短時間で地上側給電装置２を通過してしまうため、地上側給電装置２から車両３へ電力を伝送する際の伝送量が比較的少なくなり、伝送効率も低下する。このため、地上側給電装置２から車両３への電力伝送量を多くして、伝送効率を向上するためには、車両３が比較的低い速度で走行しているときに地上側給電装置２から車両３へ電力を伝送することが好ましい。

本実施形態では、進路変更レーンに地上側給電装置２が設置された交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートが変更される。地上側給電装置２が設置された進路変更レーンを車両３が通過する際の車速は、車両３が交差点以外を走行する場合の車速よりも低下している。したがって、進路変更レーンに地上側給電装置２が設置された交差点で車両３の進路が変更されることによって、車両３が交差点以外に設置された地上側給電装置２から電力伝送される場合と比較して、伝送量がより多くなり、伝送効率が向上される。

図５は、以上のような車両制御を行うためのＥＣＵ３４のプロセッサ３４３の機能ブロックを示す模式図である。ＥＣＵ３４のプロセッサ３４３は、車両の走行予定ルート変更装置の一態様であり、走行予定ルート取得部３４３ａと、交差点判定部３４３ｂと、損失判定部３４３ｃと、ＳＯＣ取得部３４３ｄと、走行予定ルート変更部３４３ｅと、車両制御部３４３ｆと、送信部３４３ｇと、を有している。プロセッサ３４３が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ３４３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。つまり、プロセッサ３４３が有するこれらの各部は、プロセッサ３４３とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）から構成される。また、そのプログラムは、ＥＣＵ３４が備えるメモリ３４２または外部から接続される記録媒体に記録されていてもよい。あるいは、プロセッサ３４３が有するこれらの各部は、プロセッサ３４３に設けられる専用の演算回路であってもよい。

プロセッサ３４３の走行予定ルート取得部３４３ａは、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートをナビゲーション装置３９から取得する。なお、走行予定ルート取得部３４３ａは、ナビゲーション装置３９と同等の機能を備えていてもよく、車両３の現在地から移動目的地までの走行予定ルートを、ダイクストラ法といった所定の経路探索手法に従って取得してもよい。

プロセッサ３４３の交差点判定部３４３ｂは、地図情報に基づいて、車両３の走行予定ルートに目標方向（例えば、右方向または左方向のいずれか）への進路変更を予定している第１の交差点（例えば、図４の交差点１３０）がある場合に、第１の交差点の目標方向への進路変更レーンに車両３に非接触電力伝送を行う地上側給電装置２が設置されているか否かを判定する。

また、交差点判定部３４３ｂは、地図情報に基づいて、第１の交差点では目標方向に進路変更に進路変更せずに第２の交差点（例えば、図４の交差点１４０）で目標方向に進路変更する場合に、第２の交差点の目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２が設置されているか否かを判定する。なお、第２の交差点は、第１の交差点の次の交差点であって、第１の交差点の１つ以上先の交差点である。

プロセッサ３４３の損失判定部３４３ｃは、第２の交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートを変更する場合の距離又は時間の損失を判定する。具体的に、損失判定部３４３ｃは、第２の交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートを変更する場合に、車両３が目的地に到達するまでの時間の損失が所定値以下であるか否か、または車両３が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が所定値以下であるか否かを判定する。例えば、損失判定部３４３ｃは、走行予定ルートを変更した場合に車両３が目的地に到達するまでの時間が、走行予定ルートを変更しない場合に車両３が目的地に到達するまでの時間の所定割合（例えば、１２０％）以下であるか否かを判定する。同様に、損失判定部３４３ｃは、走行予定ルートを変更した場合に車両３が目的地に到達するまでに走行する距離が、走行予定ルートを変更しない場合に車両３が目的地に到達するまでに走行する距離の所定割合（例えば、１２０％）以下であるか否かを判定する。

プロセッサ３４３のＳＯＣ取得部３４３ｄは、センサ３７が検出したバッテリ３２の端子間電流、端子間電圧に基づいてバッテリ３２のＳＯＣを取得する。

プロセッサ３４３の走行予定ルート変更部３４３ｅは、交差点判定部３４３ｂの判定結果に基づいて、走行予定ルートを変更する。走行予定ルート変更部３４３ｅは、第１の交差点の目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２が設置されておらず、第２の交差点の目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２が設置されている場合、第１の交差点では車両３を目標方向に進路変更させずに、第２の交差点で車両３を目標方向に進路変更させるように走行予定ルートを変更する。また、走行予定ルート変更部３４３ｅは、損失判定部３４３ｃの判定結果に基づき、車両３が目的地に到達するまでの時間の損失が所定値以下の場合、または車両３が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が所定値以下の場合に、第２の交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートを変更する。

走行予定ルート変更部３４３ｅは、ＳＯＣ取得部３４３ｄが取得したバッテリ３２のＳＯＣが所定値以下の場合に、走行予定ルートを変更してもよい。この所定値は、例えば走行予定ルートに従って車両が目的地まで走行するために必要な電力量から求まり、より具体的には、例えば、目的地まで走行するために必要な電力量をバッテリ３２の満充電時の電力量で除算した値である。

なお、車両３が目的地に到達するまでの時間の損失が所定値以下の場合、または車両３が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が所定値以下の場合であっても、バッテリ３２のＳＯＣが十分に低い場合は、走行予定ルートを変更したことによって電欠が生じる可能性がある。このため、走行予定ルート変更部３４３ｅは、ＳＯＣ取得部３４３ｄが取得したバッテリ３２のＳＯＣが所定値以下の場合は、走行予定ルートを変更しなくてもよい。この所定値は、走行予定ルートを変更した場合に、例えば車両３が第２の交差点まで走行するために必要な電力量から求まり、より具体的には、例えば、第２の交差点まで走行するために必要な電力量をバッテリ３２の満充電時の電力量で除算した値である。これにより、走行予定ルートを変更した場合に、電欠が生じることが抑制される。

プロセッサ３４３の車両制御部３４３ｆは、車両３が自動運転中の場合に、ナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートに沿って車両３を走行させるための制御を行う。この制御は、地図情報、または車載カメラ６５が生成した画像から得られる各種情報（例えば、走行レーンを規定する車線の位置、他車両などの障害物の位置など）に基づく、モータ３１による車輪３０の駆動および制動、摩擦ブレーキによる車輪３０の制動、ならびに操舵を含む。また、車両制御部３４３ｆは、走行予定ルート変更部３４３ｅにより走行予定ルートが変更されると、変更された走行予定ルートに基づいて、第１の交差点では車両を目標方向に進路変更させずに、第２の交差点で車両を目標方向に進路変更させるように車両３を制御する。

プロセッサ３４３の送信部３４３ｇは、変更された走行予定ルートを乗員（ドライバ）に提示させるため、乗員へ情報提示を行うＨＭＩ４０へ変更された走行予定ルートを送信する。また、送信部３４３ｇは、変更された走行予定ルートをナビゲーション装置３９に送信してもよく、ナビゲーション装置３９は、変更された走行予定ルートを乗員（ドライバ）に提示させるため、ＨＭＩ４０へ送信する。車両３が自動運転中でない場合、または車両３が手動運転車両である場合、変更された走行予定ルートをＨＭＩ４０から提示されたドライバが、変更された走行予定ルートに基づいて車両３を運転する。

なお、図５に示したＥＣＵ３４のプロセッサ３４３の機能ブロックの少なくとも一部は、車両３の外部（例えばサーバ等）に設けられていてもよく、ＥＣＵ３４は、通信モジュール３８を介して、車両３の外部から変更された走行予定ルートを取得してもよい。この場合、具体的には、車両３のＥＣＵ３４とサーバとが例えば上述した広域通信により無線通信可能に接続された車両制御システムが構成され、サーバ側には、図５に示した機能ブロックのうち、例えば走行予定ルート取得部３４３ａ、交差点判定部３４３ｂ、損失判定部３４３ｃ、ＳＯＣ取得部３４３ｄ、および走行予定ルート変更部３４３ｅが設けられる。走行予定ルート取得部３４３ａは、広域通信により車両３のナビゲーション装置３９が求めた走行予定ルートを取得する。また、ＳＯＣ取得部３４３ｄは、広域通信によりバッテリ３２の端子間電流および端子間電圧を取得し、バッテリ３２のＳＯＣを取得する。また、上述したように地図情報はサーバのストレージ装置に記憶される。走行予定ルート変更部３４３ｅにより走行予定ルートが変更されると、車両３のＥＣＵ３４は、広域通信により、サーバから変更された走行予定ルートを取得する。ＥＣＵ３４のプロセッサ３４３の車両制御部３４３ｆは、サーバにより変更された走行予定ルートに基づいて、第１の交差点では車両を目標方向に進路変更させずに、第２の交差点で車両を目標方向に進路変更させるように車両３を制御する。また、プロセッサ３４３の送信部３４３ｇは、変更された走行予定ルートを乗員（ドライバ）に提示させるため、ＨＭＩ４０またはナビゲーション装置３９へ変更された走行予定ルートを送信する。

図６は、ＥＣＵ３４のプロセッサ３４３が行う処理を示すフローチャートである。図６の処理は、プロセッサ３４３により所定の制御周期毎に行われる。先ず、走行予定ルートに進路変更を予定している交差点があるか否かが判定される（ステップＳ１０）。進路変更を予定している交差点がある場合はステップＳ１２へ進み、進路変更を予定している交差点がない場合は本制御周期における処理が終了する。

次に、ステップＳ１２では、交差点判定部３４３ｂが、進路変更を予定している交差点の目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２があるか否かを判定する。ステップＳ１２で進路変更レーンに地上側給電装置２がない場合はステップＳ１４へ進み、進路変更レーンに地上側給電装置２がある場合はステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０へ進んだ場合、走行予定ルートを変更することなく、本制御周期における処理が終了する。

ステップＳ１４では、交差点判定部３４３ｂが、進路変更を予定している交差点を直進して次の交差点で進路変更する場合に、次の交差点の目標方向への進路変更レーンに地上側給電装置２があるか否かを判定する。ステップＳ１４で次の交差点の進路変更レーンに地上側給電装置２がある場合はステップＳ１６へ進み、次の交差点の進路変更レーンに地上側給電装置２がない場合はステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０へ進んだ場合、走行予定ルートを変更することなく、本制御周期における処理が終了する。

次に、ステップＳ１６では、損失判定部３４３ｃが、次の交差点で進路変更する場合に、距離又は時間の損失が所定値以下であるか否かを判定する。距離または時間の損失が所定値以下の場合、走行予定ルート変更部３４３ｅが走行予定ルートを変更する（ステップＳ１８）。一方、距離または走行時間の損失が所定値以下でない合、走行予定ルートを変更することなく（ステップＳ２０）、本制御周期における処理が終了する。

ステップＳ１８の後、車両３が自動運転中であるか否かが判定され（ステップＳ２２）、自動運転中の場合、車両制御部３４３ｆが、変更した走行予定ルートに基づいて車両３を制御する（ステップＳ２４）。

一方、ステップＳ２２で自動運転中でない場合、すなわちドライバが手動で運転している場合は、送信部３４３ｇが、変更された走行予定ルートを乗員（ドライバ）に提示させるため、ＨＭＩ４０またはナビゲーション装置３９へ変更された走行予定ルートを送信する。これにより、変更された走行予定ルートを提示されたドライバが、変更された走行予定ルートに基づいて車両３を運転する。ステップＳ２４，Ｓ２６の後は本制御周期における処理が終了する。

以上説明したように本実施形態によれば、車両３が交差点で進路変更する際に、進路変更レーンに地上側給電装置２が設置されていない場合は、その交差点では進路変更させることなく車両３を通過させ、進路変更レーンに地上側給電装置２が設置された次の交差点で車両３を進路変更させるように走行予定ルートが変更される。したがって、車両３が非接触電力伝送により電力を伝送される機会が低下することが抑制される。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

１ 非接触給電システム
２ 地上側給電装置
３ 車両
１３０，１４０ 交差点
１５０ 走行予定ルート
３４３ｂ 交差点判定部
３４３ｃ 損失判定部
３４３ｄ ＳＯＣ取得部
３４３ｅ 走行予定ルート変更部
３４３ｆ 車両制御部
３４３ｇ 送信部

Claims (7)

1. 車両の走行予定ルートに目標方向への進路変更を予定している第１の交差点がある場合に、前記第１の交差点の前記目標方向への進路変更レーンに車両に非接触電力伝送を行う給電装置が設置されているか否かを判定するとともに、前記第１の交差点では前記目標方向に進路変更せずに第２の交差点で前記目標方向に進路変更する場合に、前記第２の交差点の前記目標方向への進路変更レーンに前記給電装置が設置されているか否かを判定する交差点判定部と、
   前記第１の交差点の前記進路変更レーンに前記給電装置が設置されておらず、前記第２の交差点の前記進路変更レーンに前記給電装置が設置されている場合、前記第１の交差点では車両を前記目標方向に進路変更させずに、前記第２の交差点で車両を前記目標方向に進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する走行予定ルート変更部と、
   を備える、車両の走行予定ルート変更装置。
2. 前記第２の交差点で車両を進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する場合に、車両が目的地に到達するまでの時間の損失が所定値以下であるか否か、又は車両が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が所定値以下であるか否かを判定する損失判定部を備え、
   前記走行予定ルート変更部は、車両が目的地に到達するまでの時間の損失が前記所定値以下の場合、または車両が目的地に到達するまでに走行する距離の損失が前記所定値以下の場合に、前記第２の交差点で車両を進路変更させるように前記走行予定ルートを変更する、請求項１に記載の車両の走行予定ルート変更装置。
3. 変更された前記走行予定ルートに基づいて車両を制御する車両制御部を備える、請求項１又は２に記載の車両の走行予定ルート変更装置。
4. 変更された前記走行予定ルートを車両の乗員に提示させるため、変更された前記走行予定ルートを送信する送信部を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両の走行予定ルート変更装置。
5. 車両のバッテリの充電率を取得する充電率取得部を備え、
   前記走行予定ルート変更部は、前記充電率が、前記走行予定ルートに従って車両が目的地まで走行するために必要な電力量から求まる所定値以下の場合に、前記走行予定ルートを変更する、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の走行予定ルート変更装置。
6. 前記走行予定ルート変更部は、前記充電率が、前記走行予定ルートを変更した場合に車両が前記第２の交差点まで走行するために必要な電力量から求まる所定値以下の場合は、前記走行予定ルートを変更しない、請求項５に記載の車両の走行予定ルート変更装置。
7. 車両に設けられた制御装置と、該制御装置と無線通信可能に接続された請求項１に記載の走行予定ルート変更装置とを備える車両制御システムであって、
   前記制御装置は、変更された走行予定ルートに基づいて車両を制御する車両制御部を備える、車両制御システム。

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