JP2023051448A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】運搬中の荷物が非接触給電による漏洩磁界の影響を受けないようにすること。【解決手段】荷物を積んだ状態で電動走行が可能、かつ給電装置３から非接触で供給される電力を充電可能な小型移動体２であって、給電装置３からの給電時に荷物が漏洩磁界の影響を受ける場合には、給電装置３の上を通過しない迂回走行を実施し、給電装置３からの給電時に荷物が漏洩磁界の影響を受けない場合には、給電装置３の上を通過する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体に関する。

特許文献１には、電動車両に搭載された受電装置に非接触で電力を供給する給電装置を備えた非接触給電システムが開示されている。この給電装置は、送電コイルを有する給電マットを含んで構成されている。この給電マットは、持ち運びが可能な四角形のシート状に形成されており、電動車両が走行する路面の上に設置することが可能である。そして、給電マットの上を電動車両が通過する際、路面側の送電コイルから車両側の受電コイルへと非接触で電力を供給する。

特開２０１４－２３６５４０号公報

路面に給電装置を設置した非接触給電システムでは、特許文献１に記載された構成のような電動車両に限らず、自動運転が可能な車両や、人が乗れないほど小型の移動体や、荷物を運搬する移動体などを給電対象とすることが考えられる。

例えば、荷物を運搬する移動体では、荷物を載せたまま給電装置の上で充電を行うことが想定される。しかしながら、非接触給電では漏洩磁界が発生するため、運搬中の荷物に電子機器が含まれる場合には、電子機器が漏洩磁界による悪影響を受ける虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、運搬中の荷物が非接触給電による漏洩磁界の影響を受けないようにすることができる移動体を提供することを目的とする。

本発明は、荷物を積んだ状態で電動走行が可能、かつ給電装置から非接触で供給される電力を充電可能な移動体であって、前記給電装置からの給電時に前記荷物が漏洩磁界の影響を受ける場合には、前記給電装置の上を通過しない迂回走行を実施し、前記給電装置からの給電時に前記荷物が漏洩磁界の影響を受けない場合には、前記給電装置の上を通過することを特徴とする。

本発明では、運搬中の荷物が非接触給電による漏洩磁界の影響を受けないようにすることができる。

図１は、実施形態の非接触給電システムを模式的に示す図である。 図２は、小型移動体と給電装置との構成を示すブロック図である。 図３は、小型移動体での制御を示すフローチャート図である。 図４は、給電装置での制御を示すフローチャート図である。 図５は、変形例における小型移動体と給電装置との構成を示すブロック図である。 図６は、変形例における小型移動体での制御を示すフローチャート図である。 図７は、変形例における給電装置での制御を示すフローチャート図である。 図８は、別の変形例における給電装置での制御を示すフローチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における移動体について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、実施形態の非接触給電システムを模式的に示す図である。非接触給電システム１では、小型移動体２が走行する路面上に給電装置３が配置され、給電装置３の上を小型移動体２が通過する際に、給電装置３から小型移動体２へと非接触で電力を供給する。小型移動体２は、電動走行が可能、かつ給電装置３から非接触で供給される電力を充電することが可能な移動体である。

小型移動体２は、荷物を運搬する移動体である。例えば、小型移動体２は自動で走行して、荷物を所定の地点まで運搬することができる。そして、小型移動体２は荷物を載せたまま、給電装置３の上で給電を行うことが想定される。この場合、荷物が、給電時の漏洩磁界の影響を受ける場合がある。給電時の漏洩磁界による影響を受ける荷物として、電子機器４などが挙げられる。

図１に示すように、二台の小型移動体２Ａ，２Ｂについて、一方の小型移動体２Ａは電子機器４を積んでおり、他方の小型移動体２Ｂは電子機器４を積んでいない場合を想定する。本実施形態では、小型移動体２の判断により、電子機器４を積んでいない小型移動体２Ｂはそのまま給電装置３へと接近して給電装置３の上で給電し、電子機器４を積んでいる小型移動体２Ａは給電装置３での給電を回避するように構成されている。

図２は、小型移動体と給電装置との構成を示すブロック図である。

小型移動体２は、通信部２１と、制御部２２と、受電部２３と、駆動部２４とを備える。

通信部２１は、給電装置３との間で無線通信を行う。通信部２１は、給電装置３から送信された信号を受信するとともに、小型移動体２からの信号を給電装置３へ送信する。

制御部２２は、小型移動体２を制御する電子制御装置である。この電子制御装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。つまり、制御部２２はＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。そして、制御部２２は、小型移動体２を制御するための各種制御を実行する。例えば、制御部２２は、受電部２３による非接触充電を制御する非接触充電制御と、駆動部２４による電動走行を制御する駆動制御とを実行する。

非接触充電制御では、制御部２２からの制御信号が受電部２３に出力され、受電部２３を、非接触で電力を受電可能な状態に制御する。受電部２３は、給電装置３から供給される電力を非接触で受電するとともに、その受電した電力をバッテリに充電する。具体的には、受電部２３は、給電装置３から供給される電力を非接触で受電する受電コイルを有する。さらに、受電部２３は、受電コイルで受電した電力をバッテリに充電する充電器として機能する。このバッテリは、放電および蓄電が可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などにより構成される。なお、送電コイルと受電コイルとを含む非接触給電システムは、磁界共鳴方式と電磁誘導方式とのうちのどちらであってもよい。

駆動制御では、制御部２２からの制御信号が駆動部２４に出力され、小型移動体２の走行状態が所望の状態になるよう駆動部２４を制御する。駆動部２４は、走行用の動力源となるモータを有する。小型移動体２の走行時に、小型移動体２の駆動力を発生させるための電力がバッテリからモータに供給されることによりモータが駆動する。

また、制御部２２は、荷物判定部２２ａと、接近信号作成部２２ｂと、駆動制御部２２ｃと、迂回判定部２２ｄと、を備える。

荷物判定部２２ａは、小型移動体２が運搬している荷物の種類を判定する。この荷物判定部２２ａは、荷物の種類を判定することにより、現在運搬中の荷物のなかに電子機器４が含まれているか否かを判定する。例えば、荷物にはＩＣタグが付けられている。また、小型移動体２はＲＦＩＤリーダを備えている。そのため、小型移動体２は、そのＩＣタグの情報を取得することにより、運搬中の荷物のなかに電子機器４が含まれていると判断することができる。

接近信号作成部２２ｂは、接近信号を作成する。小型移動体２は、接近信号作成部２２ｂにより作成された接近信号を周囲に向けて通信部２１から発信する。

駆動制御部２２ｃは、駆動制御を実行する。この駆動制御部２２ｃは、給電装置３からの信号を通信部２１で受信することにより、小型移動体２が迂回走行を行うように駆動部２４を制御する。迂回走行は、給電装置３を迂回して走行を継続する走行状態である。

迂回判定部２２ｄは、給電装置３を迂回すべきか否かを判定する。この迂回判定部２２ｄは、電子機器４を運搬中に給電装置３からの信号を通信部２１で受信したか否かを判定する。小型移動体２は迂回行動を自動で取るように構成されている。そのため、迂回判定部２２ｄにより給電装置３を迂回すべきと判定された場合、駆動制御部２２ｃが迂回走行を実施する。

給電装置３は、通信部３１と、制御部３２と、給電部３３と、を備える。

通信部３１は、小型移動体２との間で無線通信を行う。通信部３１は、小型移動体２から送信された信号を受信するとともに、給電装置３から小型移動体２へと信号を送信する。

制御部３２は、給電装置３を制御する電子制御装置である。この電子制御装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。つまり、制御部３２はＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。そして、制御部３２は、通信部３１から入力された信号に基づいて各種制御を実行する。例えば、制御部３２は、非接触給電制御を実行して給電部３３を制御する。その際、制御部３２から給電部３３に制御信号が出力される。給電部３３は、送電コイルを含んで構成されている。

また、制御部３２は、移動体検出部３２ａと、返信信号作成部３２ｂと、給電制御部３２ｃと、を備える。

移動体検出部３２ａは、給電装置３に接近する小型移動体２を検出する。給電のために給電装置３に接近してくる小型移動体２は接近信号を周囲に向けて発信する。そのため、給電装置３の通信部３１が小型移動体２からの接近信号を受信することにより、移動体検出部３２ａは接近中の小型移動体２を検出する。

返信信号作成部３２ｂは、小型移動体２への返信信号を作成する。返信信号は、給電装置３の存在を小型移動体２に知らせるための信号である。そのため、返信信号には、迂回を指示する指示情報が必ずしも含まれていなくてよい。

給電制御部３２ｃは、非接触給電制御を実行する。非接触給電制御では、制御部３２により給電部３３が制御されることにより、給電部３３から小型移動体２に非接触で電力を送電する。

図３は、小型移動体での制御を示すフローチャート図である。図３に示す制御は、荷物に電子機器４が含まれる場合に実施される制御である。つまり、荷物判定部２１ａにより電子機器４を運搬中と判定された場合には、図３に示す制御が制御部２２により繰り返し実施される。すなわち、荷物判定部２１ａにより電子機器４の運搬中ではないと判定された場合には、図３に示す制御は実施されない。

図３に示すように、小型移動体２の制御部２２は、接近信号を前回送信したタイミングから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部２２は、接近信号を前回送信した履歴情報に基づいて、前回送信時からの経過時間を把握することができる。

接近信号を前回送信したタイミングから所定時間が経過していない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

接近信号を前回送信したタイミングから所定時間が経過した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、小型移動体２は、接近信号を送信する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、接近信号作成部２２ｂにより作成された接近信号が通信部２１から周囲に発信される。また、ステップＳ２により接近信号を送信すると、制御部２２は、送信時間を含む履歴情報を記憶部に記憶する。

そして、制御部２２は、給電装置３からの返信信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、通信部２１で返信信号を受信したか否かが判定される。

給電装置３からの返信信号を受信しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

給電装置３からの返信信号を受信した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御部２２は、迂回制御を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、返信信号を受信したという情報をもって迂回制御が実行される。制御部２２により迂回制御が実行されると、小型移動体２は自動で給電装置３を迂回する。ステップＳ４の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

このように図３に示す制御が実施される前提条件として、電子機器４を運搬中であることが挙げられる。そのため、返信信号に含まれている情報の種類を問わず、返信信号の受信を条件にして、迂回制御を実施することが可能である。

図４は、給電装置での制御を示すフローチャート図である。なお、図４に示す制御は、給電装置３の制御部３２により繰り返し実施される。

給電装置３の制御部３２は、接近信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１では、通信部３１で接近信号を受信したか否かが判定される。給電装置３の近くに小型移動体２が存在する場合には接近信号を受信可能であり、給電装置３の近くに小型移動体２が存在しない場合には接近信号を受信しない。

接近信号を受信しない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

接近信号を受信した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御部３２は、返信信号を送信する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、接近信号を送信した小型移動体２に対して返信信号が送信される。ステップＳ１２の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

このように構成された小型移動体２では、給電時に荷物が漏洩磁界の影響を受ける場合には、給電装置３の上を通過しない迂回走行を実施する。また、小型移動体２は、給電装置３からの給電時に荷物が漏洩磁界の影響を受けない場合には、給電装置３の上を通過する。

以上説明した通り、実施形態によれば、非接触給電システム１を対象に、小型移動体２で運搬中の荷物が非接触給電による漏洩磁界の影響を受けないようにすることができる。

また、上述した例では、給電装置３との無線通信により小型移動体２が自ら判断し、迂回する構成について説明したが、これに限定されない。変形例として、給電装置３が、小型移動体２との無線通信により、迂回の要否を判断し、迂回指示を小型移動体２に出力するように構成できる。この変形例の構成を図５～図７に例示する。なお、変形例の説明では、上述した実施形態と同様の構成については、その参照符号を引用し、説明を省略する。

図５は、変形例における小型移動体と給電装置との構成を示すブロック図である。

小型移動体２では、制御部２２が、荷物判定部２２ａと、接近信号作成部２２ｂと、駆動制御部２２ｃと、を備える。

接近信号作成部２２ｂは、電子機器４を積んでいることを示す荷物情報と、小型移動体２の識別情報とを含む接近信号を作成する。小型移動体２は、荷物情報と識別情報とを含む接近信号を通信部２１から出力する。

また、給電装置３では、制御部３２が、移動体検出部３２ａと、迂回判定部３２ｄと、返信信号作成部３２ｂと、給電制御部３２ｃと、を備える。

移動体検出部３２ａは、荷物情報と識別情報とを含む接近信号を受信することにより、電子機器４を積んだ小型移動体２が給電のために給電装置３に接近してきていることを検出する。

迂回判定部３２ｄは、接近中の小型移動体２を迂回させるべきか否か判定する。この迂回判定部３２ｄは、移動体検出部３２ａにより検出された小型移動体２が電子機器４を積んでいるか否かを判定する。この場合、受信した接近信号が、電子機器４を運搬中であることを示す荷物情報を含んでいるか否かを判定することにより、迂回対象の小型移動体２であるか否かを判断できる。

返信信号作成部３２ｂは、迂回指示を含む返信信号を作成する。迂回判定部３２ｄにより迂回すべきと判定された小型移動体２を対象に、迂回指示を含む返信信号が作成される。

図６は、変形例における小型移動体での制御を示すフローチャート図である。なお、図６に示すステップＳ２１，Ｓ２３，Ｓ２５は、図３に示すステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５と同様の処理である。

図６に示すように、接近信号を前回送信したタイミングから所定時間が経過した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、小型移動体２は、接近信号作成部２２ｂにより作成された接近信号を送信する（ステップＳ２２）。接近信号作成部２２ｂは、荷物判定部２２ａでの判定結果に基づいた接近信号を作成するため、荷物情報と識別情報とを含む接近信号を作成する場合と、荷物情報を含まない接近信号を作成する場合とがある。そのため、ステップＳ２２には、荷物情報と識別情報とを含む接近信号が通信部２１から周囲に発信される場合と、荷物情報を含まない接近信号が通信部２１から周囲に発信される場合とが含まれる。

そして、給電装置３からの返信信号を受信した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御部２２は、返信信号の情報の中に迂回すべきとの情報があるか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、迂回指示を含む返信信号であるか否かが判定される。すなわち、小型移動体２は、迂回指示を含む返信信号を受信したか否かを判定する。

返信信号の情報の中に迂回すべきとの情報がないと判定された場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。ステップＳ２２で、電子機器４を積んでいることを示す荷物情報が含まれない接近信号を送信している場合には、ステップＳ２４で否定的に判定されることになる。

返信信号の情報の中に迂回すべきとの情報があると判定された場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、制御部２２は、迂回制御を実行する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５では、返信信号に迂回指示を示す情報が含まれていることをもって迂回制御が実行される。ステップＳ２５の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。ステップＳ２２で、電子機器４を積んでいることを示す荷物情報が含まれる接近信号を送信している場合には、ステップＳ２４で肯定的に判定されることになる。

図７は、変形例における給電装置での制御を示すフローチャート図である。なお、図７に示す制御は、給電装置３の制御部３２により繰り返し実施される。

給電装置３の制御部３２は、接近信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ３１）。

接近信号を受信しない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

接近信号を受信した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御部３２は、その接近信号を送信した小型移動体２が給電装置３を迂回すべきか否かを判断する（ステップＳ３２）。制御部３２の迂回判定部３２ｄは、接近信号に基づいて迂回すべきか否かを判断することができる。電子機器４を積んでいることを示す荷物情報を含む接近信号を受信した場合には、その接近信号を出力した小型移動体２は迂回すべきと判断される。一方、電子機器４を積んでいることを示す荷物情報を含まない接近信号を受信した場合には、その接近信号を出力した小型移動体２は迂回する必要がないと判断される。

そして、制御部３２は、返信信号を送信する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３では、接近信号を送信した小型移動体２に対して返信信号が送信される。つまり、接近信号を受信した全ての小型移動体２を対象に返信信号が送信される。そのため、返信信号には、迂回指示を含む信号と、迂回指示を含まない信号とが存在する。返信信号作成部３２ｂにより、迂回指示を含む返信信号が作成された場合には、ステップＳ３３において、迂回指示を含む返信信号がその小型移動体２に送信される。一方、返信信号作成部３２ｂにより、迂回指示を含まない返信信号が作成された場合には、ステップＳ３３において、迂回指示を含まない返信信号がその小型移動体２に送信される。

また、返信信号が送信されると、制御部３２は、迂回すべきと判断したか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４では、ステップＳ３２において、迂回すべきと判断したか否かが判定される。

迂回すべきと判断したと判定された場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、この制御ルーチンは終了する。この場合、小型移動体２は給電装置３を迂回するため、その小型移動体２が給電装置３の上を通過いないことになる。そのため、給電装置３での給電準備が不要となる。

一方、迂回すべきと判断していないと判定された場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、制御部３２は、給電準備を行う（ステップＳ３５）。ステップＳ３５では、給電制御部３２ｃにより給電部３３が制御され、給電準備が行われる。この場合、返信信号を送信した小型移動体２は給電のために給電装置３の上を通過することになるため、それに備えて給電準備が実施される。ステップＳ３５の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

この変形例によれば、給電時に荷物が漏洩磁界の影響を受ける場合には、給電装置３の迂回指示により小型移動体２は給電装置３の上を通過しない迂回走行を行うことができる。

また、別の変形例として、接近信号に、要求給電量が０であることを示す情報を含めることが可能である。この変形例の小型移動体２は、荷物に電子機器４が含まれると判断した場合に、要求給電量が０であることを示す情報を含めた接近信号を作成し、送信する。そして、給電装置３は、受信した接近信号が、要求給電量が０であること示す情報を含む接近信号であるか否かを判断することにより、給電準備の有無を判定する。さらに、接近信号を送信した小型移動体２は、そのまま給電装置３の上を通過するように構成されている。この変形例の制御の一例を図８に示す。

図８は、別の変形例における給電装置での制御を示すフローチャート図である。

給電装置３の制御部３２は、接近信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ４１）。

接近信号を受信しない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

接近信号を受信した場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、制御部３２は、要求給電量がゼロであるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２では、接近信号に、要求給電量がゼロであることを示す情報が含まれるか否かが判定される。すなわち、要求給電量がゼロであることを示す接近信号を受信したか否かが判定される。

要求給電量がゼロであると判定された場合（ステップＳ４２：Ｙｅｓ）、制御部３２は、給電準備を実施しない（ステップＳ４３）。ステップＳ４３の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。ステップＳ４２で肯定的に判定された場合、給電できない状態の給電装置３の上を、電子機器４を運搬中の小型移動体２が通過することになる。

要求給電量がゼロであると判定されない場合（ステップＳ４２：Ｎｏ）、制御部３２は、給電準備を行う（ステップＳ４４）。この場合、返信信号を送信した小型移動体２は給電のために給電装置３の上を通過することになるため、それに備えて給電準備が実施される。ステップＳ４４の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

なお、上述した各変形例では、迂回判断を給電装置３が行う構成について説明したが、これに限定されない。例えば、非接触給電システム１は、サーバを備え、サーバは、ネットワークを介して小型移動体２および給電装置３と情報の送受信が可能に接続されている。この場合、迂回判断をサーバが行い、その迂回指示をサーバの制御のもと、小型移動体２に出力してもよい。

また、小型移動体２について説明したが、給電対象となる移動体はこれに限定されない。つまり、電動自動車や、小型ではない移動体などを給電対象とした非接触給電システム１に適用可能である。

また、接近信号を送信するタイミングは、前回送信から所定時間が経過したタイミングに限定されない。例えば、周期的に送信してもよく、あるいは他の条件に応じて送信してもよい。

１ 非接触給電システム
２ 小型移動体
３ 給電装置
２１ 通信部
２２ 制御部
２２ａ 荷物判定部
２２ｂ 接近信号作成部
２２ｃ 駆動制御部
２２ｄ 迂回判定部
２３ 受電部
２４ 駆動部
３１ 通信部
３２ 制御部
３２ａ 移動体検出部
３２ｂ 返信信号作成部
３２ｃ 給電制御部
３３ 給電部

Claims (1)

1. 荷物を積んだ状態で電動走行が可能、かつ給電装置から非接触で供給される電力を充電可能な移動体であって、
   前記給電装置からの給電時に前記荷物が漏洩磁界の影響を受ける場合には、前記給電装置の上を通過しない迂回走行を実施し、
   前記給電装置からの給電時に前記荷物が漏洩磁界の影響を受けない場合には、前記給電装置の上を通過する
   ことを特徴とする移動体。

Images