JP2023129014A - 車両及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に設けられた受電コイルと、道路に設けられた送電コイルとの車幅方向の位置ずれを精度良く補正する。【解決手段】車両３、３’は、道路に設けられた送電コイル４４から電力を受電する受電コイル５２と、車両における受電コイルの車幅方向の位置を調整する可動アクチュエータ８と、制御装置７とを備える。制御装置は、受電コイルが車幅方向において送電コイルと正対するように可動アクチュエータを変位させ、可動アクチュエータの変位量に基づいて車両の転舵角の補正制御を実行する。【選択図】図７

Description

本発明は車両及び車両制御方法に関する。

従来、磁界共鳴方式のような伝送方式を用いて、道路に設けられた給電装置と車両との間で非接触で電力を伝送する技術が知られている（例えば特許文献１）。斯かる技術を用いることで、車両の走行中に車両への非接触給電を行うことができる。

しかしながら、給電装置の送電コイルが設置された給電エリアを車両が通過するときに、車両に設けられた受電コイルと給電装置の送電コイルとの間で車幅方向の位置ずれが生じていると、送電コイルから受電コイルへの電力伝送効率が低下する。これに対して、特許文献１には、受電コイルが送電コイルの上方の所望の位置に位置するように受電コイルを車幅方向に移動させることが記載されている。

特表２０１９－５２６２１９号公報

しかしながら、車両に設けられたアクチュエータによって受電コイルを車幅方向に移動させる場合、送電コイルに対する受電コイルの位置ずれ量が大きくなるにつれて、アクチュエータの変位量が大きくなる。この結果、外乱によって補正精度が低下し、又はアクチュエータの可動範囲が足りずに位置ずれを補正できないおそれがある。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、車両に設けられた受電コイルと、道路に設けられた送電コイルとの車幅方向の位置ずれを精度良く補正することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）車両であって、道路に設けられた送電コイルから電力を受電する受電コイルと、当該車両における前記受電コイルの車幅方向の位置を調整する可動アクチュエータと、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記受電コイルが車幅方向において前記送電コイルと正対するように前記可動アクチュエータを変位させ、該可動アクチュエータの変位量に基づいて当該車両の転舵角の補正制御を実行する、車両。

（２）前記制御装置は、前記変位量がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、上記（１）に記載の車両。

（３）前記制御装置は、所定時間における前記変位量の平均値がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、上記（２）に記載の車両。

（４）前記変位量の低周波成分を抽出するローパスフィルタを更に備え、前記制御装置は、前記ローパスフィルタの出力値がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、上記（２）に記載の車両。

（５）前記制御装置は、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の車幅方向の位置ずれ量がゼロになるように前記可動アクチュエータをフィードバック制御し、前記補正制御の実行間隔が前記フィードバック制御の実行間隔よりも長い、上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の車両。

（６）前記制御装置は、前記車両の車線変更、右折又は左折が予測されたときには、前記補正制御を停止する、上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の車両。

（７）情報を出力する出力装置を更に備え、前記制御装置は、前記補正制御として、前記出力装置を介して当該車両のドライバにステアリング操作を指示する、上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の車両。

（８）前記車両の転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを更に備え、前記制御装置は、前記補正制御として、前記転舵角が変化するように前記転舵アクチュエータを制御する、上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の車両。

（９）前記制御装置は、前記転舵アクチュエータの制御によって前記受電コイルが前記送電コイルに対して車幅方向に移動する速度が、前記可動アクチュエータの制御によって該受電コイルが該送電コイルに対して車幅方向に移動する速度よりも遅くなるように該転舵アクチュエータ及び該可動アクチュエータを制御する、上記（８）に記載の車両。

（１０）前記制御装置は、当該車両の速度が速いときには、当該車両の速度が遅いときと比べて、前記転舵アクチュエータの制御によって前記受電コイルが前記送電コイルに対して車幅方向に移動する速度を遅くする、上記（９）に記載の車両。

（１１）コンピュータによって実行される車両制御方法であって、道路に設けられた送電コイルから電力を受電するように車両に設けられた受電コイルが車幅方向において該送電コイルと正対するように可動アクチュエータを変位させることと、前記可動アクチュエータの変位量に基づいて前記車両の転舵角の補正制御を実行することとを含む、車両制御方法。

本発明によれば、車両に設けられた受電コイルと、道路に設けられた送電コイルとの車幅方向の位置ずれを精度良く補正することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る車両に非接触で電力を供給するための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、給電装置の構成の一部を概略的に示す図である。 図３は、第一実施形態に係る車両の構成の一部を概略的に示す図である。 図４は、可動アクチュエータの一例を概略的に示す図である。 図５は、給電装置の送電コイルが設置された給電エリアの一例を示す図である。 図６は、第一実施形態における可動アクチュエータ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図７は、第一実施形態における転舵角の補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８は、ステアリング操作を指示する画面の一例を示す図である。 図９は、第一実施形態に係る車両の構成の一部を概略的に示す図である。 図１０は、第二実施形態に係る車両の構成の一部を概略的に示す図である。 図１１は、第二実施形態における転舵角の補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の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。

＜第一実施形態＞
以下、図１～図９を参照して本発明の第一実施形態について説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係る車両３に非接触で電力を供給するための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、給電装置２及び車両３を備え、給電装置２と車両３との間の非接触給電を行う。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、磁界共振結合（磁界共鳴）によって給電装置２から車両３への非接触給電を行う。すなわち、非接触給電システム１は磁界を媒体として給電装置２から車両３へ電力を伝送する。なお、非接触給電は、非接触電力伝送、ワイヤレス電力伝送又はワイヤレス給電とも称される。

給電装置２は車両３への非接触給電を行うように構成される。具体的には、図１に示されるように、給電装置２は送電装置４及び電源２１を備える。本実施形態では、給電装置２は、車両３が走行する道路に設けられ、例えば地中（路面の下）に埋め込まれる。なお、給電装置２の少なくとも一部（例えば、電源２１）は路面の上に配置されてもよい。

電源２１は、送電装置４の電力源であり、送電装置４に電力を供給する。電源２１は、例えば、単相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。

送電装置４は、車両３に電力を送電するための交流磁界を発生させるように構成される。本実施形態では、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を備える。送電装置４では、送電側整流回路４１及びインバータ４２を介して送電側共振回路４３に適切な交流電力（高周波電力）が供給される。

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、送電コイル４４及び送電側コンデンサ４５から構成される共振器を有する。送電コイル４４及び送電側コンデンサ４５の各種パラメータ（送電コイル４４の外径及び内径、送電コイル４４の巻数、送電側コンデンサ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、車両の非接触給電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、路面との距離が小さくなるように路面の直下に配置される。また、本実施形態では、送電側共振回路４３は、送電コイル４４の中心が車線の中央に位置するように、車両３が走行する道路に配置される。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の送電コイル４４に交流電流が流れる。この結果、送電側共振回路４３は、車両３に電力を送電するための交流磁界を発生させる。なお、送電装置４において、電源２１は燃料電池又は太陽電池のような直流電源であってもよく、この場合に送電側整流回路４１が省略されてもよい。

図２は、給電装置２の構成の一部を概略的に示す図である。図２に示されるように、給電装置２はコントローラ６及び通信装置２２を更に備える。

コントローラ６は、例えば汎用コンピュータであり、給電装置２の各種制御を行う。すなわち、コントローラ６は給電装置２の制御装置として機能する。図２に示されるように、コントローラ６はメモリ６１及びプロセッサ６２を備える。メモリ６１及びプロセッサ６２は信号線を介して互いに接続されている。なお、コントローラ６は、コントローラ６をインターネット網のような通信ネットワークに接続するための通信インターフェース等を更に備えていてもよい。

メモリ６１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６１は、プロセッサ６２において実行されるプログラム、プロセッサ６２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６２は、一つ又は複数のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有し、各種処理を実行する。なお、プロセッサ６２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。

図２に示されるように、送電装置４のインバータ４２はコントローラ６に電気的に接続される。コントローラ６はインバータ４２を介して送電装置４から受電装置５への送電を制御する。

通信装置２２は、給電装置２と給電装置２の外部との通信を可能とする機器である。例えば、通信装置２２は、近距離無線通信を行う近距離無線通信モジュール（例えば、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）アンテナ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール等）として構成される。通信装置２２はコントローラ６に電気的に接続され、コントローラ６は通信装置２２を用いて車両３と通信する。

一方、車両３は、道路に設けられた送電コイル４４の上を通過するときに、給電装置２によって給電されるように構成される。具体的には、図１に示されるように、車両３は、受電装置５、モータ３１、バッテリ３２及びパワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）３３を備える。本実施形態では、車両３は、内燃機関を搭載していない電気自動車（ＢＥＶ）であり、モータ３１が走行用の動力を出力する。

モータ３１は、電気モータ（例えば交流同期モータ）であり、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９０に伝達される。なお、モータ３１は、電動機及び発電機として機能するモータジェネレータであってもよい。この場合、車両３の減速時には車輪９０の回転によってモータ３１が駆動され、モータ３１は車両３の減速エネルギーを用い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、電力を蓄え、車両３の電子機器（例えばモータ３１）に電力を供給する。車両３に設けられた充電ポートを介して外部電源からバッテリ３２に電力が供給されると、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。

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。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から発せられた交流磁界を介して電力を受電するように構成される。本実施形態では、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を備える。受電装置５は、送電装置４から電力を受電し、受電した電力をバッテリ３２に供給する。

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。また、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、車両３の前後方向において前輪９０と後輪９０との間に配置される。

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、受電コイル５２及び受電側コンデンサ５３から構成される共振器を有する。受電コイル５２及び受電側コンデンサ５３の各種パラメータ（受電コイル５２の外径及び内径、受電コイル５２の巻数、受電側コンデンサ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に示されるように受電側共振回路５１の受電コイル５２が送電側共振回路４３の送電コイル４４と対向しているときに、送電側共振回路４３に交流磁界が発生すると、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に伝達する。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路５１の受電コイル５２に誘導電流が流れ、誘導電流によって電力が発生する。すなわち、受電コイル５２は、道路に設けられた送電コイル４４から電力を受電する。

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、バッテリ３２のＳＯＣが回復する。充電回路５５は例えばＤＣ／ＤＣコンバータである。

図３は、第一実施形態に係る車両３の構成の一部を概略的に示す図である。図３に示されるように、車両３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７、ＧＮＳＳ受信機３４、地図データベース３５、センサ３６、ＨＭＩ３７、通信装置３８及び可動アクチュエータ８を更に備える。

ＥＣＵ７は、コンピュータとして構成され、車両３の各種制御を行う。すなわち、ＥＣＵ７は車両３の制御装置として機能する。図３に示されるように、ＥＣＵ７は、通信インターフェース７１、メモリ７２及びプロセッサ７３を有する。通信インターフェース７１、メモリ７２及びプロセッサ７３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７１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ネットワークにＥＣＵ７を接続するためのインターフェース回路を有する。

メモリ７２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７２は、プロセッサ７３において実行されるプログラム、プロセッサ７３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７３は、一つ又は複数のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有し、各種処理を実行する。なお、プロセッサ７３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。

図３に示されるように、充電回路５５及びＰＣＵ３３はＥＣＵ７に電気的に接続される。ＥＣＵ７は、充電回路５５を介して、送電装置４から受電装置５に送電された電力によるバッテリ３２の充電を制御する。また、ＥＣＵ７は、ＰＣＵ３３を介して、バッテリ３２と電子機器（例えばモータ３１）との間の電力の授受を制御する。なお、ＥＣＵ７は、送電装置４から受電装置５に送電された電力をバッテリ３２の代わりに電気負荷（例えばモータ３１）に供給してもよい。

ＧＮＳＳ受信機３４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３４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３４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３４の具体例としてＧＰＳ受信機が挙げられる。ＧＮＳＳ受信機３４はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＧＮＳＳ受信機３４の出力、すなわちＧＮＳＳ受信機３４によって検出された車両３の現在位置はＥＣＵ７に送信される。

地図データベース３５は地図情報を記憶している。地図情報には、給電装置２の送電コイル４４が設置された給電エリアの位置情報等が含まれる。地図データベース３５はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＥＣＵ７は地図データベース３５から地図情報を取得する。なお、地図データベースが車両３の外部（例えばサーバ等）に設けられ、ＥＣＵ７は車両３の外部から地図情報を取得してもよい。

センサ３６は車両３の状態量を検出する。例えば、センサ３６は、車両３の速度を検出する車速センサ、車両３の転舵角（転舵輪の転舵角）を検出する転舵角センサ等を含む。センサ３６はＥＣＵ７に電気的に接続され、センサ３６の出力、すなわちセンサ３６によって検出された車両３の状態量はＥＣＵ７に送信される。

ＨＭＩ３７は車両３と車両３のドライバとの間で情報の授受を行う。ＨＭＩ３７は、車両３のドライバに情報を出力する出力部（例えば、ディスプレイ、スピーカ、振動ユニット等）と、車両３のドライバによって情報が入力される入力部（例えば、タッチパネル、操作ボタン、操作スイッチ、マイクロフォン等）とを有する。ＨＭＩ７はＥＣＵ７に電気的に接続されている。ＥＣＵ７の出力はＨＭＩ３７を介して車両３のドライバに通知され、車両３のドライバからの入力はＨＭＩ３７を介してＥＣＵ７に送信される。ＨＭＩ３７は、情報を出力する出力装置の一例である。なお、車両３のドライバの携帯端末（スマートフォン、タブレット端末等）が、有線又は無線によってＥＣＵ７と通信可能に接続され、ＨＭＩ３７として機能してもよい。

通信装置３８は、車両３と車両３の外部との通信を可能とする機器である。例えば、通信装置３８は、近距離無線通信を行う近距離無線通信モジュール（例えば、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）車載器、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール等）として構成される。通信装置３８はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＥＣＵ７は通信装置３８を用いて給電装置２と通信する。

可動アクチュエータ８は車両３における受電コイル５２の車幅方向の位置を調整する。すなわち、可動アクチュエータ８は、受電コイル５２を含む車載機器を収容する車両本体に対して受電コイル５２を車幅方向に移動させる。可動アクチュエータ８はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８を制御する。

図４は、可動アクチュエータ８の一例を概略的に示す図である。図４には、後方から見たときの車両３が示されており、可動アクチュエータ８は車両３の底部に配置される。また、本実施形態では、可動アクチュエータ８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前輪と後輪との間に配置される。

例えば、可動アクチュエータ８は機械式のリニアアクチュエータとして構成される。この場合、図４に示されるように、可動アクチュエータ８は、スライダ８１、ガイドレール８２及びストッパ８３を有する。スライダ８１はガイドレール８２上でストッパ８３間を直線移動する。すなわち、スライダ８１は車両本体に対して車幅方向に移動する。受電コイル５２を含む受電側共振回路５１は、スライダ８１に固定され、スライダ８１と一体的に移動する。

図４には、可動アクチュエータ８の変位量がゼロであるときのスライダ８１の位置が示されている。スライダ８１が一方の側（例えば図４の右側）に移動したときには可動アクチュエータ８の変位量が正の値となり、スライダ８１が他方の側（例えば図４の左側）に移動したときには可動アクチュエータ８の変位量が負の値となる。本実施形態では、可動アクチュエータ８及び受電側共振回路５１は、可動アクチュエータ８の変位量がゼロであるときに受電コイル５２の中心が車幅中心線上に位置するように配置される。したがって、可動アクチュエータ８の変位量がゼロから変化すると、受電コイル５２の中心は車幅中心線からずれることになる。

なお、可動アクチュエータ８の構成は、図４に示される構成に限定されない。例えば、可動アクチュエータ８は、ベルトコンベア、ラックアンドピニオン機構、電磁力によって直線移動する機構等であってもよい。

また、本実施形態では、図４に示されるように、給電装置２の送電コイル４４に対する車両３の受電コイル５２の車幅方向の位置ずれを検出するトラッキングコイル５６が車幅方向において受電側共振回路５１の両側に配置される。二つのトラッキングコイル５６は車幅中心線に対して対称に配置される。すなわち、一方のトラッキングコイル５６から車幅中心線までの距離と、他方のトラッキングコイル５６から車幅中心線までの距離とは等しい。

トラッキングコイル５６は、送電装置４から発せられる電波信号又は微弱な交流電力を検出信号として出力する。受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれが生じている場合には、一方のトラッキングコイル５６の検出信号の強度と他方のトラッキングコイル５６の検出信号の強度とに差が生じる。したがって、ＥＣＵ７は、トラッキングコイル５６の検出信号に基づいて、送電コイル４４に対する受電コイル５２の車幅方向の位置ずれ量を検出することができる。

図５は、給電装置２の送電コイル４４が設置された給電エリアの一例を示す図である。図５の例では、三つの送電コイル４４が道路の同一車線上に車両３の進行方向に沿って離間して配置されている。送電コイル４４が設置された車線上の範囲が給電エリアに相当する。なお、一つの給電エリアに設置される送電コイル４４の数は他の数（例えば一つ）であってもよい。

給電エリアにおいて車両３への給電が行われる場合、車両３のＥＣＵ７は、車両３が給電エリアに接近したときに、通信装置３８を用いて、給電装置２から車両３への給電を要求する給電要求信号を発信する。給電装置２のコントローラ６は、車両３から給電要求信号を受信すると、送電装置４によって送電用の交流磁界を発生させる。すなわち、コントローラ６は、車両３から給電要求信号を受信すると、給電装置２から車両３への非接触給電を開始する。しかしながら、車両３の車線上の位置が中心からずれているような場合には、受電コイル５２と送電コイル４４との間で車幅方向の位置ずれが生じ、送電コイル４４から受電コイル５２への電力伝送効率が低下する。

このため、本実施形態では、ＥＣＵ７は、受電コイル５２が車幅方向において送電コイル４４と正対するように可動アクチュエータ８を変位させる。すなわち、ＥＣＵ７は、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれが可動アクチュエータ８の変位によって相殺されるように可動アクチュエータ８を変位させる。例えば、図４の例において、ＥＣＵ７は、送電コイル４４の中心が受電コイル５２の中心に対して右側に位置している場合にはスライダ８１が右側に移動するように可動アクチュエータ８を変位させ、送電コイル４４の中心が受電コイル５２の中心に対して左側に位置している場合にはスライダ８１が左側に移動するように可動アクチュエータ８を変位させる。

上記のように可動アクチュエータ８を用いて位置ずれを補正することによって電力伝送効率の低下を抑制することができる。しかしながら、受電コイル５２と送電コイル４４との間の位置ずれ量が大きいほど、位置ずれを補正するために必要な可動アクチュエータ８の変位量が大きくなる。この結果、外乱によって補正精度が低下し、又は可動アクチュエータ８の可動範囲が足りずに位置ずれを補正できないおそれがある。

一方、車両３の車輪９０の転舵によって車両３の車線上での横位置が変化した場合には、車幅方向における送電コイル４４に対する受電コイル５２の位置が変化する。したがって、車両３の転舵角を補正することによって、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを補正することができる。

そこで、本実施形態では、可動アクチュエータ８による位置ずれ補正と車両３の転舵角の補正とを併用することによって、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを補正する。具体的には、ＥＣＵ７は、受電コイル５２が車幅方向において送電コイル４４と正対するように可動アクチュエータ８を変位させ、可動アクチュエータ８の変位量に基づいて車両３の転舵角の補正制御を実行する。このことによって、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを精度良く補正することができる。

例えば、ＥＣＵ７は、可動アクチュエータ８の変位量がゼロになるように転舵角の補正制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ７は、可動アクチュエータ８の変位量がゼロになるように転舵角の目標値を決定する。このことによって、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれが補正されるときの可動アクチュエータ８の変位量をゼロに近付けることができる。

また、ＥＣＵ７は、車両３の車線変更、右折又は左折が予測されたときには、転舵角の補正制御を停止する。言い換えれば、ＥＣＵ７は、車両３が走行中の車線から別の車線に移動しようとしたときには、転舵角の補正制御を停止する。このことによって、不必要な補正制御の実行によって車両３の挙動が不安定になることを抑制することができる。

ところで、本実施形態では、車両３は車両３のドライバによって手動運転される。すなわち、車両３のドライバがステアリングホイール９１（図１参照）を介して車両３の操舵を制御し、ドライバによるステアリング操作によって車両３の転舵角が変更される。このため、ＥＣＵ７は、転舵角の補正制御として、ＨＭＩ３７を介して車両３のドライバにステアリング操作を指示する。例えば、ＥＣＵ７は、可動アクチュエータ８の変位量に基づいて車両３の転舵角の目標値を決定し、ＨＭＩ７を介して、目標値を実現するためのステアリング操作をドライバに指示する。

以下、図６及び図７のフローチャートを参照して、上述した制御のフローについて説明する。図６は、第一実施形態における可動アクチュエータ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ７によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ７は、車両３が給電エリアを走行しているか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ７は、ＧＮＳＳ受信機３４の出力に基づいて取得された車両３の現在位置と、地図データベース３５の地図情報に記憶された給電エリアの位置情報とを照合することによってこの判定を行う。なお、ＥＣＵ７は、車両３の受電装置５が電力を受電しているときに、車両３が給電エリアを走行していると判定してもよい。

ステップＳ１０１において車両３が給電エリアを走行していると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７は受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれ量を検出する。例えば、ＥＣＵ７はトラッキングコイル５６の検出信号に基づいて位置ずれ量を検出する。なお、ＥＣＵ７は、受電コイル５２が送電コイル４４から電力を受電するときの電気的特性（例えば送電コイル４４から受電コイル５２への電力伝送効率等）に基づいて位置ずれ量を検出してもよい。また、給電エリアに磁気マーカが設けられ、ＥＣＵ７は磁界検出器等を用いて磁界を検出することによって位置ずれ量を検出してもよい。

次いで、ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７は、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれ量に基づいて、受電コイル５２が車幅方向において送電コイル４４と正対するように可動アクチュエータ８を制御する。例えば、ＥＣＵ７は、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれ量がゼロになるように可動アクチュエータ８をフィードバック制御する。ステップＳ１０３の後、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ１０１において車両３が給電エリアを走行していないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８の変位を初期化する。すなわち、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８の変位量をゼロにする。ステップＳ１０４の後、本制御ルーチンは終了する。

図７は、第一実施形態における転舵角の補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ７によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ２０１において、図６のステップＳ１０１と同様に、ＥＣＵ７は、車両３が給電エリアを走行しているか否かを判定する。車両３が給電エリアを走行していないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、車両３が給電エリアを走行していると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ７は、車両３の車線変更、右折又は左折が予測されるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ７は、車両３の方向指示器（ウィンカー）が作動（点滅）されたときに、車両３の車線変更、右折又は左折が予測されると判定する。方向指示器の作動は例えば方向指示器への電力供給の有無に基づいて検出される。なお、車両３のセンサ３６が、ステアリングホイール９１に加えられた操舵力を検出するトルクセンサを含み、ＥＣＵ７は、トルクセンサによって検出された操舵力が所定値以上であるときに、車両３の車線変更、右折又は左折が予測されると判定してもよい。ステップＳ２０２において車両３の車線変更、右折又は左折が予測されると判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ２０２において車両３の車線変更、右折及び左折が予測されないと判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８の変位量を取得する。例えば、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８への入力信号に基づいて可動アクチュエータ８の変位量を取得する。なお、エンコーダ又はポテンショメータのような位置検出器が可動アクチュエータ８に設けられ、ＥＣＵ７は位置検出器の出力に基づいて可動アクチュエータ８の変位量を取得してもよい。

次いで、ステップＳ２０４において、ＥＣＵ７は可動アクチュエータ８の変位量に基づいて車両３の転舵角の目標値を決定する。例えば、ＥＣＵ７は、予め作成されたマップを用いて、可動アクチュエータ８の変位量がゼロになるように転舵角の目標値を決定する。なお、車両３の転舵輪の転舵量が過剰にならないように、転舵角の目標値の上限値が予め定められていてもよい。

次いで、ステップＳ２０５において、ＥＣＵ７は、転舵角センサによって検出された現在の転舵角と転舵角の目標値とを照合し、転舵角の目標値を実現するためのステアリング操作を決定する。

次いで、ステップＳ２０６において、ＥＣＵ７は、ＨＭＩ３７を介して、転舵角の目標値を実現するためのステアリング操作を車両３のドライバに指示する。例えば、ＥＣＵ７は、ステアリング操作を指示する画面をＨＭＩ３７に表示する。図８は、ステアリング操作を指示する画面の一例を示す図である。図８の例では、ステアリングホイールのアイコンと共に、ステアリングホイールの操舵量及び操舵方向がＨＭＩ３７に表示されている。なお、ＥＣＵ７は、文字、音声又は振動によってステアリング操作を車両３のドライバに指示してもよい。また、ＥＣＵ７はステアリング操作としてステアリングホイールの操舵方向のみを車両３のドライバに指示してもよい。例えば、振動によって右回り（時計回り）のステアリング操作が指示される場合、ＥＣＵ７は、ステアリングホイールに設けられたＨＭＩ３７の振動ユニットを用いて、ステアリングホイールの右側部分（例えば右半分）を振動させる。ステップＳ２０５の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、ステップＳ２０３において取得される可動アクチュエータ８の変位量は、所定時間における変位量の平均値であってもよい。すなわち、ＥＣＵ７は、所定時間における変位量の平均値がゼロになるように転舵角の目標値を決定してもよい。このことによって、可動アクチュエータ８の変位量の微細な変化に応じて転舵角の目標値が頻繁に変更されることを抑制することができ、ひいては煩雑なステアリング操作が車両３のドライバに要求されることを抑制することができる。

また、図９に示されるように、車両３は、可動アクチュエータ８の変位量をフィルタ処理するフィルタ回路９を備えていてもよい。本実施形態では、フィルタ回路９としてローパスフィルタ（ＬＰＦ）が用いられる。ＬＰＦは、所定の遮断周波数よりも高い周波数の信号を減衰させ、遮断周波数よりも低い周波数の信号を通過させる。すなわち、フィルタ回路９は、可動アクチュエータ８の変位量の高周波成分を遮断し、可動アクチュエータ８の変位量の低周波成分を抽出する。

この場合、ＥＣＵ７は、可動アクチュエータ８の変位量としてフィルタ回路９（ＬＰＦ）の出力値を取得し、フィルタ回路９の出力値がゼロになるように転舵角の目標値を決定する。このことによって、可動アクチュエータ８の変位量の高周波成分に応じて転舵角の目標値が頻繁に変更されることを抑制することができ、ひいては煩雑なステアリング操作が車両３のドライバに要求されることを抑制することができる。

また、図７の転舵角の補正制御の制御ルーチンの実行間隔が図６の可動アクチュエータ制御の制御ルーチンの実行間隔よりも長くされてもよい。すなわち、転舵角の補正制御の実行間隔が可動アクチュエータ８のフィードバック制御の実行間隔よりも長くされてもよい。言い換えれば、転舵角の補正制御の実行頻度が可動アクチュエータ８のフィードバック制御の実行頻度よりも低くされてもよい。このことによって、車両３のドライバにステアリング操作が頻繁に要求されることを抑制することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る車両の構成及び制御は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る車両の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１０は、第二実施形態に係る車両３’の構成の一部を概略的に示す図である。第二実施形態では、車両３’は、周辺情報検出装置１０、転舵アクチュエータ１１、ブレーキアクチュエータ１２を更に備える。

周辺情報検出装置１０は、車両３’の周囲のデータ（画像、点群データ等）を取得し、車両３’の周辺情報（例えば、周辺車両、歩行者、白線等）を検出する。例えば、周辺情報検出装置１０は、ミリ波レーダ、カメラ（例えばステレオカメラ）、ライダ（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection And Ranging））、若しくは超音波センサ（ソナー）、又はこれらの任意の組み合わせを含む。周辺情報検出装置１０はＥＣＵ７に電気的に接続され、周辺情報検出装置１０の出力、すなわち周辺情報検出装置１０によって検出された車両３’の周辺情報はＥＣＵ７に送信される。

転舵アクチュエータ１１は車両３’の転舵輪を転舵させる。転舵アクチュエータ１１はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＥＣＵ７は転舵アクチュエータ１１を制御して車両３’の操舵を制御する。

ブレーキアクチュエータ１２は車両３’を減速（制動）させる。ブレーキアクチュエータ１２はＥＣＵ７に電気的に接続され、ＥＣＵ７はブレーキアクチュエータ１２を制御して車両３’の減速（制動）を制御する。

また、図１に示されるモータ３１は車両３’の加速のための駆動装置として機能する。ＥＣＵ７は、周辺情報検出装置１０の出力等に基づいて、モータ３１、転舵アクチュエータ１１及びブレーキアクチュエータ１２を用いて、車両３’が自律走行するように車両３’の挙動を制御する。すなわち、車両３’は、車両３’の加速、操舵及び減速（制動）の一部又は全てが自動的に実行される自動運転車両である。

上記のように、第二実施形態では、ＥＣＵ７が転舵アクチュエータ１１によって車両３’の操舵を制御し、転舵アクチュエータ１１によって車両３’の転舵角が変更される。このため、ＥＣＵ７は、車両３’の転舵角の補正制御として、車両３’の転舵角が変化するように転舵アクチュエータ１１を制御する。

第二実施形態では、第一実施形態と同様に図６の可動アクチュエータ制御の制御ルーチンが実行される。このとき、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７は、周辺情報検出装置１０の出力に基づいて受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを検出してもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ７は、周辺情報検出装置１０によって検出された道路の白線と車両３’との相対的な位置関係に基づいて受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを検出する。

図１１は、第二実施形態における転舵角の補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ７によって所定の実行間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ３０１～Ｓ３０４は図７のステップＳ２０１～Ｓ２０４と同様に実行される。ステップＳ３０４の後、ステップＳ３０５において、ＥＣＵ７は、ステップＳ３０４において決定された転舵角の目標値に基づいて、転舵アクチュエータ１１を制御する。具体的には、ＥＣＵ７は、転舵角センサによって検出された車両３’の転舵角が目標値に一致するように、転舵アクチュエータ１１をフィードバック制御する。ステップＳ３０５の後、本制御ルーチンは終了する。

なお、第一実施形態と同様に、ステップＳ３０３において取得される可動アクチュエータ８の変位量は、所定時間における変位量の平均値であってもよい。すなわち、ＥＣＵ７は、所定時間における変位量の平均値がゼロになるように転舵角の目標値を決定してもよい。このことによって、可動アクチュエータ８の変位量の微細な変化に応じて転舵角の目標値が頻繁に変更されることを抑制することができ、ひいては車両３’の転舵角の変動によって車両３’の乗り心地が悪化することを抑制することができる。

また、第一実施形態と同様に、ＥＣＵ７は、可動アクチュエータ８の変位量としてフィルタ回路９（ＬＰＦ）の出力値を取得し、フィルタ回路９の出力値がゼロになるように転舵角の目標値を決定してもよい。このことによって、可動アクチュエータ８の変位量の高周波成分に応じて転舵角の目標値が頻繁に変更されることを抑制することができ、ひいては車両３’の転舵角の変動によって車両３’の乗り心地が悪化することを抑制することができる。

また、第一実施形態と同様に、図１１の転舵角の補正制御の制御ルーチンの実行間隔が図６の可動アクチュエータ制御の制御ルーチンの実行間隔よりも長くされてもよい。すなわち、転舵アクチュエータ１１のフィードバック制御の実行間隔が可動アクチュエータ８のフィードバック制御の実行間隔よりも長くされてもよい。言い換えれば、転舵アクチュエータ１１のフィードバック制御の実行頻度が可動アクチュエータ８のフィードバック制御の実行頻度よりも低くされてもよい。このことによって、車両３’の転舵角が頻繁に変更されることによる車両３’の乗り心地の悪化を抑制することができる。

また、ＥＣＵ７は、転舵アクチュエータ１１の制御によって受電コイル５２が送電コイル４４に対して車幅方向に移動する速度が、可動アクチュエータ８によって受電コイル５２が送電コイル４４に対して車幅方向に移動する速度よりも遅くなるように転舵アクチュエータ１１及び可動アクチュエータ８を制御してもよい。このことによって、位置ずれを迅速に補正しつつ、車両３’の転舵角の急激な変化による車両３’の乗り心地の悪化を抑制することができる。この場合、例えば、ＥＣＵ７は、転舵アクチュエータ１１のフィードバック制御のゲインを可動アクチュエータ８のフィードバック制御のゲインよりも小さくし、又は転舵アクチュエータ１１のフィードバック制御の時定数を可動アクチュエータ８のフィードバック制御の時定数よりも長くする。

また、ＥＣＵ７は、車両３’の速度が速いときには、車両３’の速度が遅いときと比べて、転舵アクチュエータ１１の制御によって受電コイル５２が送電コイル４４に対して車幅方向に移動する速度を遅くしてもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ７は、車速センサによって検出された車両３’の速度が速くなるにつれて、転舵アクチュエータ１１の制御によって受電コイル５２が送電コイル４４に対して車幅方向に移動する速度を線形的又は段階的（ステップ状）に遅くする。このことによって、車両３’の速度に応じた適切な速度で車両３’の転舵角を変化させることができ、ひいては車両３’の乗り心地の悪化をより一層抑制することができる。

なお、第二実施形態において、車両３’の通常の走行においてドライバによって車両３’の操舵が制御され、転舵角の補正制御が実行されるときにのみ転舵アクチュエータ１１によって車両３’の操舵が制御されてもよい。

＜その他の実施形態＞
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。例えば、車両３、３’は、走行用の動力源として内燃機関及びモータを備えたハイブリッド車両（ＨＥＶ）又はプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）であってもよい。

また、ＥＣＵ８は、可動アクチュエータ８の変位量が所定値以下又は所定範囲内になるように転舵角の補正制御を実行してもよい。また、受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれ量が検出可能であれば、可動アクチュエータ８のフィードバック制御及び転舵角の補正制御は、車両３、３’が給電エリアに到達する前から実行されてもよい。

また、第一実施形態において、第二実施形態と同様に、車両３が周辺情報検出装置１０を備え、ＥＣＵ７は、周辺情報検出装置１０の出力に基づいて受電コイル５２と送電コイル４４との間の車幅方向の位置ずれを検出してもよい。

３、３’ 車両
７ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
８ 可動アクチュエータ
４４ 送電コイル
５２ 受電コイル

Claims (11)

1. 車両であって、
   道路に設けられた送電コイルから電力を受電する受電コイルと、
   当該車両における前記受電コイルの車幅方向の位置を調整する可動アクチュエータと、
   制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、前記受電コイルが車幅方向において前記送電コイルと正対するように前記可動アクチュエータを変位させ、該可動アクチュエータの変位量に基づいて当該車両の転舵角の補正制御を実行する、車両。
2. 前記制御装置は、前記変位量がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、所定時間における前記変位量の平均値がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、請求項２に記載の車両。
4. 前記変位量の低周波成分を抽出するローパスフィルタを更に備え、
   前記制御装置は、前記ローパスフィルタの出力値がゼロになるように前記転舵角の目標値を決定する、請求項２に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の車幅方向の位置ずれ量がゼロになるように前記可動アクチュエータをフィードバック制御し、
   前記補正制御の実行間隔が前記フィードバック制御の実行間隔よりも長い、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記車両の車線変更、右折又は左折が予測されたときには、前記補正制御を停止する、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両。
7. 情報を出力する出力装置を更に備え、
   前記制御装置は、前記補正制御として、前記出力装置を介して当該車両のドライバにステアリング操作を指示する、請求項１から６のいずれか１項に記載の車両。
8. 前記車両の転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを更に備え、
   前記制御装置は、前記補正制御として、前記転舵角が変化するように前記転舵アクチュエータを制御する、請求項１から６のいずれか１項に記載の車両。
9. 前記制御装置は、前記転舵アクチュエータの制御によって前記受電コイルが前記送電コイルに対して車幅方向に移動する速度が、前記可動アクチュエータの制御によって該受電コイルが該送電コイルに対して車幅方向に移動する速度よりも遅くなるように該転舵アクチュエータ及び該可動アクチュエータを制御する、請求項８に記載の車両。
10. 前記制御装置は、当該車両の速度が速いときには、当該車両の速度が遅いときと比べて、前記転舵アクチュエータの制御によって前記受電コイルが前記送電コイルに対して車幅方向に移動する速度を遅くする、請求項９に記載の車両。
11. コンピュータによって実行される車両制御方法であって、
    道路に設けられた送電コイルから電力を受電するように車両に設けられた受電コイルが車幅方向において該送電コイルと正対するように可動アクチュエータを変位させることと、
    前記可動アクチュエータの変位量に基づいて前記車両の転舵角の補正制御を実行することと
    を含む、車両制御方法。

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