JP2023176966A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設定された走行経路を、受電コイルを有する車両が走行する際に、十分に給電することが可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】道路（４）に設けられた送電コイル（２１）と車両（１０）に設けられた受電コイル（３５）とを有して走行中の車両（１０）に対して非接触で給電を行う走行中給電システム（１）に用いられる車両制御装置であって、車両の道路における幅方向の走行位置に関する情報を含む走行経路を、ＨＤマップを用いて設定する走行経路設定部（１１１）、を備える。走行経路設定部は、送電コイルが設けられた道路の区間である給電可能区間を車両が走行する際に、受電コイルと送電コイルとが対向する給電可能状態となるように、車両の走行経路を設定する。【選択図】図１

Description

本開示は、走行中給電システムにおける車両制御装置に関する。

近年、電気自動車が普及しつつある。電気自動車は、車載されたバッテリに蓄えられた電力によりモータを駆動することによって、車輪を回転させて走行する。このような電気エネルギーを動力に用いる車両に対し、ＤＷＰＴ（ダイナミック・ワイヤレス・パワー・トランスファー：動的ワイヤレス充電）と呼ばれる技術を用いて、非接触で電力を供給する走行中給電システムが開発されている。この走行中給電システムでは、地上側に埋め込んだ送電コイルから、車両の床下に搭載した受電コイルに非接触で電力を伝送している。

一方、特許文献１には、自動走行支援システムにおいて、他車両または路側機から提供される動的情報を静的情報に対応付けてダイナミックマップを提供する地図データ生成装置が記載されている。一般的に、自動運転システム（ＡＤＳ）では、高精度３次元地図データ（ＨＤマップ：Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍａｐ）の車線リンク（車線中心線）に基づき、走行経路を決定して車両の走行制御が行われる。

特開２０２０－３０３６２号公報

上記、従来技術において、例えば、自動運転システムにより設定された走行経路を車両が走行する際に、車両側の受電コイルが道路側の送電コイルと対向せずに互いにずれた状態で車両が走行し続けると、充電ができないという問題が生じていた。なお、上記走行中給電システムにおいて、送電コイルは地中に埋設されているため、簡単に移設することはできない。本開示は、上記のような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、設定された走行経路を、受電コイルを有する車両が走行する際に、十分に給電することが可能な車両制御装置を提供することにある。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

本開示の一形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、道路（４）に設けられた送電コイル（２１）と車両（１０）に設けられた受電コイル（３５）とを有して走行中の車両（１０）に対して非接触で給電を行う走行中給電システム（１）に用いられる車両制御装置であって、前記車両の前記道路における幅方向の走行位置に関する情報を含む走行経路を、ＨＤマップを用いて設定する走行経路設定部（１１１）、を備え、前記走行経路設定部は、前記送電コイルが設けられた前記道路の区間である給電可能区間を前記車両が走行する際に、前記受電コイルと前記送電コイルとが対向する給電可能状態となるように、前記車両の前記走行経路を設定する。

上記構成によれば、走行経路設定部により、給電可能区間を車両が走行する際に、受電コイルと送電コイルとが対向する給電可能状態となるように、走行経路が設定される。このため、設定された走行経路を車両が走行する際に、安定した給電が可能となる。

本開示の第１実施形態における、走行中給電システムの概略構成を示すブロック図である。 本開示の第１実施形態における車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態の送電装置において、送電コイルの埋設形態を模式的に示す平面図である。 第１実施形態の車両制御装置が実行する、自動運転時における走行経路の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。 報知装置における表示画面例を示す図である。 本開示の第２実施形態の車両制御装置が実行する、自動運転時における走行経路の設定に関する処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の送電装置において、送電コイルの埋設形態を模式的に示す平面図である。 他の実施形態の送電装置において、送電コイルの埋設形態を模式的に示す平面図である。

以下、本開示の複数の実施形態について図１～図８に基づいて説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．走行中給電システム１の構成：
図１に示すように、走行中給電システム１は、道路４に設けられた送電装置２と、車両１０側の受電装置３とを備える。走行中給電システム１は、車両１０の走行中に送電装置２から車両１０にワイヤレスで給電することが可能なシステムである。車両１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド車として構成される。

道路４側の送電装置２は、複数の送電コイル２１と、複数の送電コイル２１のそれぞれに交流電圧を印加して電力を供給する複数の送電回路２４と、複数の送電回路２４に電力を供給する外部電源２５（以下「電源２５」と略す。）と、送電制御部２６と、を備えている。

複数の送電コイル２１は、道路４の進行方向に沿って並ぶように設置されている。送電コイル２１は、複数のセクタに区分されている。なお、送電コイル２１のより具体的な道路４への埋設形態については、図３を参照して後述する。送電回路２４は、電源２５から供給される直流電圧を高周波の交流電圧に変換して送電コイル２１に印加する回路であり、インバータ回路、フィルタ回路、共振回路を含んでいる。本実施形態では、インバータ回路、フィルタ回路、共振回路については、周知のものなので、説明を省略する。

電源２５は、直流電圧を送電回路２４に供給する回路である。例えば、電源２５は、系統電源から力率改善回路（ＰＦＣ）を介して送電回路２４へ供給される。なお、電源２５で系統電源から受電し、電圧変換した５０／６０Ｈｚの交流を各送電回路へ配電し、各送電回路でＰＦＣ及び交流直流変換する形態でもよい。ＰＦＣについては、図示を省略している。電源２５が出力する直流電圧は、完全な直流電圧でなくてもよく、ある程度の変動（リップル）を含んでいても良い。送電制御部２６は、送電回路２４および送電コイル２１に送電を実行させる。

車両１０は、メインバッテリ３１と、補機バッテリ３２と、給電制御部３３と、受電回路３４と、受電コイル３５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６と、インバータ回路３７と、モータジェネレータ４１と、補機４２と、タイヤ４３と、電力メータ４４と、を備えている。車両１０は、その他、主に自動運転制御に関する自動運転制御システム１００（図２参照）を備えているが、これらの構成については、図２を用いて、後述する。

受電コイル３５は、受電回路３４に接続されており、受電回路３４の出力には、メインバッテリ３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の高圧側と、インバータ回路３７と、が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６の低圧側には、補機バッテリ３２と、補機４２と、が接続されている。インバータ回路３７には、モータジェネレータ４１が接続されている。第１実施形態において、受電コイル３５は、車両１０の幅方向および長さ方向の中心近傍に設けられている。受電コイル３５は、送電コイル２１からの供給される電力を受け取る。

受電回路３４は、受電コイル３５から出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路を含む。なお、受電回路３４は、整流回路にて生成した直流の電圧を、メインバッテリ３１の充電に適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ回路を含んでいても良い。受電回路３４から出力される直流電圧は、メインバッテリ３１の充電や、インバータ回路３７を介したモータジェネレータ４１の駆動に利用することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６を用いて降圧することで、補機バッテリ３２の充電や、補機４２の駆動にも利用可能である。

メインバッテリ３１は、モータジェネレータ４１を駆動するための比較的高い直流電圧を出力する２次電池である。モータジェネレータ４１は、３相交流モータとして動作し、車両１０の走行のための駆動力を発生する。モータジェネレータ４１は、車両１０の減速時にはジェネレータとして動作し、３相交流電圧を発生する。インバータ回路３７は、モータジェネレータ４１がモータとして動作するとき、メインバッテリ３１の直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータ４１に供給する。インバータ回路３７は、モータジェネレータ４１がジェネレータとして動作するとき、モータジェネレータ４１が出力する３相交流電圧を直流電圧に変換してメインバッテリ３１に供給する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は、メインバッテリ３１の直流電圧を、補機４２の駆動に適した直流電圧に変換して補機バッテリ３２及び補機４２に供給する。補機バッテリ３２は、補機４２を駆動するための直流電圧を出力する２次電池である。補機４２は、車両１０の空調装置や電動パワーステアリング装置、ヘッドライト、ウインカ、ワイパー等の周辺装置や車両１０の様々なアクセサリーを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路３６は無くても良い。

電力メータ４４は、受電コイル３５で給電を受けた電力量を計量する。電力メータ４４で計量した電力量は、図示しない記憶部に記憶される。また、電力メータ４４で計量した電力量は、例えば、車両の車内に設けられたモニタ画面（図２を参照して後述する報知装置１５０）等に表示してもよい。給電制御部３３は、走行中に非接触給電を受ける際には、受電回路３４を制御して受電を実行する。

Ａ２．自動運転制御システム１００の構成：
図２に示すように、車両１０は、自動運転制御システム１００を備える。車両１０は、自動運転および手動運転が可能である。自動運転では、車両１０の運転を操作するための操舵ハンドルがドライバによって操作されていなくても、自動的に車両１０が操舵されて運転される。また、自動運転では、操舵はドライバにより行われ、加減速が自動的に制御される形態もある。手動運転では、ドライバによって操舵ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダルが操作されることによって操舵や加減速が行われて車両１０が運転される。

本実施形態において、自動運転制御システム１００は、車両制御装置１１０と、周辺センサ１２０と、内部センサ１３０と、道路情報記憶部１４０と、自動運転制御部２１０と、駆動力制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２２０と、制動力制御ＥＣＵ２３０と、操舵制御ＥＣＵ２４０と、を備える。車両制御装置１１０と、自動運転制御部２１０と、駆動力制御ＥＣＵ２２０と、制動力制御ＥＣＵ２３０と、操舵制御ＥＣＵ２４０と、前述の給電制御部３３とは、車載ネットワーク２５０を介して接続されている。

周辺センサ１２０は、自動運転に必要な車外の周辺情報を取得する。周辺センサ１２０は、カメラ１２１と物体センサ１２２とを備える。カメラ１２１は、車両１０の周囲を撮像して画像を取得する。物体センサ１２２は、車両１０の周囲の状況を検出する。物体センサ１２２として、例えば、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波センサ等の反射波を利用した物体センサが挙げられる。

内部センサ１３０は、自車位置センサ１３１と、加速度センサ１３２と、車速センサ１３３と、ヨーレートセンサ１３４と、を備える。自車位置センサ１３１は、現在の車両１０の位置を検出する。自車位置センサ１３１として、例えば、汎地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ｓ）（ＧＮＳＳ））やジャイロセンサ等が挙げられる。

加速度センサ１３２は、車両１０の加速度を検出する検出器である。加速度センサ１３２は、例えば、車両１０の前後方向の縦加速度を検出する縦加速度センサと、車両１０の横加速度を検出する横加速度センサとを含む。車速センサ１３３は、車両１０の現在の走行速度を計測する。ヨーレートセンサ１３４は、車両１０の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサ１３４としては、例えばジャイロセンサを用いることができる。周辺センサ１２０および内部センサ１３０は、取得した各種データを車両制御装置１１０に送信する。

道路情報記憶部１４０は、車両１０が走行予定の道路に関する詳細な道路情報等を記憶する。道路情報は、ＨＤマップ（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍａｐ：高精度３次元地図データ）に含まれる静的な情報である。例えば、道路情報は、車線数、車線幅、各車線の中心座標、停止線位置、信号機位置、ガードレール位置、道路勾配、カーブや直線部の道路種別、カーブの曲率半径、カーブ区間の長さ等の情報を含む。また、道路情報は、後述する送電コイル２１が埋設されている給電可能区間に関する情報を含む。なお、これらの道路情報等は、広域ネットワークを介して、適宜最新の情報にアップデートされる。

報知装置１５０は、車両１０の乗員（主にドライバ）に対して、画像や音声を用いて各種の情報を報知する装置である。各種の情報には、例えば、車線内での幅方向の位置を微修正する情報や、車線を変更する情報等が含まれる。報知装置１５０は、表示装置およびスピーカを含む。表示装置としては、例えば、ＨＵＤ（Ｈｅａｄ－Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）や、インストルメントパネルに設けられた表示装置を用いることができる。なお、「画像」には、動画や文字列も含まれる。

車両制御装置１１０は、走行経路設定部１１１と、周辺情報認識部１１２と、充電計画立案部１１３と、報知部１１４と、制御決定部１１５と、通信部１１６と、を備える。車両制御装置１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、これらの各部の機能を実現する。ただし、これらの各部の機能の一部又は全部をハードウェア回路で実現してもよい。

走行経路設定部１１１は、車両１０の走行する経路を設定する。より具体的には、走行経路設定部１１１は、道路情報記憶部１４０に記憶された道路情報を用いて、予め定められた目的地までの走行経路を設定する。本実施形態における「走行経路」とは、目的地までの単なる道順ではなく、走行車線や道路内における走行位置等の詳細な経路を示す。走行経路設定部１１１は、「走行経路設定装置」に相当する。

周辺情報認識部１１２は、周辺センサ１２０の検出信号を用いて車両１０の周辺情報を認識する。より具体的には、周辺情報認識部１１２は、カメラ１２１が撮像した画像および物体センサ１２２の出力信号に基づき、走行している道路の左右の区画線の存在とその位置や、信号機の存在とその位置や指示内容、他車両の存在、位置、大きさ、距離、進行方向、他車両のドライバの存在とその動作、他車両の周辺の人の存在、位置、等を周辺情報として認識する。なお、周辺情報認識部１１２は、信号機や、外部サーバ等との無線通信によってこれらの情報の一部または全部を取得し、認識してもよい。

充電計画立案部１１３は、走行中の車両１０が、走行中給電システム１による給電を実行できるように、道路情報記憶部１４０や自車位置センサ１３１からの情報を用いて、充電計画を立案する。具体的には、例えば、目的地までの走行経路中に後述する給電可能区間が含まれるように充電計画を立案する。充電計画立案部１１３により立案された充電計画は、走行経路設定部１１１により参酌され、例えば、目的地に到着するまでの間に十分な給電が行われるように走行経路設定部１１１により走行経路が設定される。

報知部１１４は、画像表示および音声出力が可能な上記報知装置１５０を用いて、走行経路および車両位置情報等の種々の情報を乗員に報知する。報知部１１４は、例えば、ハンズオン要求の情報を、車両１０の走行状況に応じて制御決定部１１５の処理に従って報知する。ハンズオン要求とは、自動運転の実行中においてドライバが操舵ハンドルを保持していない状態であるハンズオフ状態から、ドライバが操舵ハンドルを保持しているハンズオン状態への切り替えを要求するものである。また、報知部１１４は、現在の電力量の情報を、車両１０の走行状況に応じて制御決定部１１５の処理に従って報知する。

制御決定部１１５は、車両１０の走行に関する制御内容を決定し、車載ネットワーク２５０を通じて自動運転制御部２１０に車両１０の制御を行うよう出力する。通信部１１６は、例えば、図示しないアンテナを通じて図示しない情報センターから、交通情報、天気情報、事故情報、障害物情報、交通規制情報等を取得する。通信部１１６は、車車間通信により、他車両から種々の情報を取得してもよい。また、通信部１１６は、路車間通信により、道路の各所に設けられた路側機から種々の情報を取得してもよい。

自動運転制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭにより構成されたマイクロコンピュータ等からなり、予めインストールされたプログラムをマイクロコンピュータが実行することによって、自動運転機能を実現する。自動運転制御部２１０は、例えば、走行経路設定部１１１が定めた走行経路に沿って走行するように、駆動力制御ＥＣＵ２２０および制動力制御ＥＣＵ２３０、操舵制御ＥＣＵ２４０を制御する。自動運転制御部２１０は、例えば、車両１０が隣車線に車線変更を行う場合に、車両１０が走行している車線の基準線から隣車線の基準線を走行するように合流支援を行ってもよい。

駆動力制御ＥＣＵ２２０は、エンジンなど車両１０の駆動力を発生するアクチュエータを制御する電子制御装置である。ドライバが手動で運転を行う場合、駆動力制御ＥＣＵ２２０は、アクセルペダルの操作量に応じてエンジンや電気モータである動力源を制御する。一方、自動運転を行う場合、駆動力制御ＥＣＵ２２０は、自動運転制御部２１０で演算された要求駆動力に応じて動力源を制御する。

制動力制御ＥＣＵ２３０は、車両１０の制動力を発生するブレーキアクチュエータを制御する電子制御装置である。ドライバが手動で運転を行う場合、制動力制御ＥＣＵ２３０は、ブレーキペダルの操作量に応じてブレーキアクチュエータを制御する。一方、自動運転を行う場合、制動力制御ＥＣＵ２３０は、自動運転制御部２１０で演算された要求制動力に応じてブレーキアクチュエータを制御する。

操舵制御ＥＣＵ２４０は、車両１０の操舵トルクを発生するモータを制御する電子制御装置である。ドライバが手動で運転を行う場合、操舵制御ＥＣＵ２４０は、ステアリングハンドルの操作に応じてモータを制御して、ステアリング操作に対するアシストトルクを発生させる。これにより、ドライバが少量の力でステアリングを操作でき、車両１０の操舵を実現する。一方、自動運転を行う場合、操舵制御ＥＣＵ２４０は、自動運転制御部２１０で演算された要求操舵角に応じてモータを制御することで操舵を行う。

自動運転では、走行経路設定部１１１は、道路情報記憶部１４０に記憶された道路情報と、自車位置センサ１３１によって検出された現在位置と、周辺センサ１２０によって検出された車両１０の周囲の他車両等の位置や速度等と、に基づいて、車両１０の走行プランを作成する。この走行プランには、数秒後までの車両１０の操舵プラン及び加減速プラン等が含まれる。

基本的には、車両１０が走行車線の中心を走るように、車線リンク５１を用いて走行経路が設定される。すなわち、図３に示すように、車両１０の幅方向の中心線Ｃが、車線リンク５１上に位置するように走行経路が設定される。なお、車線リンク５１は、車線中心線と同じ意味である。

Ａ３．送電コイル２１の埋設位置の詳細：
次に、上記詳述した走行中給電システム１の送電装置２が有する送電コイル２１の道路における埋設位置について説明する。送電コイル２１は、ガイド線を基準として道路に埋設されている。ガイド線は、ＨＤマップに含まれる静的な情報であって、走行経路設定部１１１においてＨＤマップを用いて走行経路が設定される際に用いられる線である。第１実施形態では、ガイド線は、「車線リンク５１」であり、送電コイル２１は、車線リンク５１と一致する位置に埋設されている。なお、このように、車線リンク５１上に設置される送電コイル２１を、以下「中心給電用の送電コイル２１」ともいう。

第１実施形態では、受電コイル３５は車両１０の中心近傍に設けられているため、車両１０の幅方向の中心線Ｃ（以下、単に「中心線Ｃ」ともいう）が車線リンク５１と一致する状態において、送電コイル２１と受電コイル３５とが対向する。以下、受電コイル３５が送電コイル２１と対向して車両１０が走行する状態を、「給電可能状態」という。また、以下、道路４において、送電コイル２１が埋設されている区間を「給電可能区間」という。

この給電可能区間は、「信号のある具体的な交差点の３０ｍ手前から当該交差点まで」、といった区間を示す情報のみならず、「その車線内のどの位置に送電コイル２１が埋設されているか」という情報を含んでいてもよい。給電可能区間の情報は、道路情報記憶部１４０に予め記憶されているとともに、例えば新たに送電コイル２１が埋設された際には、適宜その最新情報がアップデートされる。なお、一般車両では、信号機のある交差点前の区間（数十メートル）などは、低速となるまたは停止することが多いため、こうした区間に送電コイル２１を積極的に設けることにより、より安定的な給電が可能となる。

Ａ４．車両制御装置１１０による処理：
次に、上記詳述した車両制御装置１１０が実行する、自動運転時における走行経路の設定に関する処理について説明する。図４に示される処理は、車両１０の走行中に所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、所定時間ごとに実行されるパターンの他、給電可能区間に入ると想定される時刻が近づいたときや、当該時刻を経過した後に適宜実行されるようにしてもよい。

図４に示すように、ステップ１１（以下、ステップを「Ｓ」と略す）において、給電可能区間を走行開始したか否かが判断される。例えば、自車位置センサ１３１や周辺センサ１２０、道路情報記憶部１４０からの情報、および周辺情報認識部１１２からの信号に基づいて、車両１０が、送電コイル２１が埋設されている給電可能区間に入ったか否かが判断される。給電可能区間を走行開始したと判断された場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進み、オフセット値が０に設定される。ここで言う「オフセット値」とは、車線５３の幅方向における、車線リンク５１（図３参照）から車両１０の中心線Ｃまでの距離である。

次に、Ｓ１３において、車両１０が、給電可能区間を出たか否かが判断される。給電可能区間を出ていないと判断された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１４に進み、受電量Ｅが、予定受電量Ｅｒより大きいか否かが判断される。予定受電量Ｅｒは、例えば、走行中の車両１０の受電コイル３５が送電コイル２１と対向した給電可能状態で、給電可能区間を所定時間走行したときに得られると想定される受電量よりも少し低い値に設定される。受電量Ｅが予定受電量Ｅｒより大きいか否かの判断は、例えば、走行時に得られた電力メータ４４からの受電量Ｅの値と、上記予定受電量Ｅｒとを比較することにより行われる。

受電量Ｅが予定受電量Ｅｒより大きいと判断された場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、本制御処理は終了する。受電量Ｅが予定受電量Ｅｒより大きい場合は、すなわち、現在走行中の給電可能区間での走行において、給電可能状態であり適切に給電がなされていることを意味しているため、当該給電可能区間の走行が終了するまでは、オフセット値は０に維持される。これにより、車線リンク５１と車両１０の中心線Ｃとが一致した状態での走行が維持され、受電が円滑に実行され得る。

一方、Ｓ１４において、受電量Ｅが予定受電量Ｅｒより大きいと判断されなかった場合、すなわち、受電量Ｅが予定受電量Ｅｒ以下である場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｓ１５に進み、オフセット値が変更される。受電量Ｅが予定受電量Ｅｒ以下であるということは、受電量Ｅが予定受電量Ｅｒに達しておらず、給電可能区間を走行中であるにもかかわらず適切に受電できていないということであり、すなわち、給電可能状態にないことを意味する。

Ｓ１５で変更されるオフセット値は、例えば車線５３の幅方向の歩道側へ数ｃｍ～１０ｃｍ程度に設定される。なお、このときオフセットする方向は、図３に示すように、隣接する車線５５を走行する他車両５２が周辺センサ１２０により検知された場合には、他車両５２から離隔する方向とし、他車両５２が周辺センサ１２０により検知されない場合には、センターライン５４へ接近する方向としてもよい。

本来、給電可能区間において、車線リンク５１と車両１０の中心線Ｃとが一致した状態で走行していれば、適度な電力量が受電されるはずである。しかし、走行経路設定部１１１により設定された経路が車線リンク５１と車両１０の中心線Ｃとが一致する経路であっても、設定誤差がある場合や、実際の走行位置に誤差が生じている場合には、車線リンク５１と車両１０の中心線Ｃとが一致しないことがある。このように、車線リンク５１と車両１０の中心線Ｃとが一致しない場合には、給電可能区間を走行しても、受電コイル３５が送電コイル２１と対向せずに給電可能状態とならないために、受電することができない。

Ｓ１４、Ｓ１５での処理では、こうした給電可能区間での受電不良を検出し、走行経路設定部１１１により車線５３における車両１０の幅方向の位置を補正することで、受電コイル３５を送電コイル２１と対向させて、受電可能とするための処理である。

Ｓ１４，Ｓ１５の処理は、給電可能区間を出るまで（Ｓ１３：ＹＥＳ）、または、受電量Ｅが予定受電量Ｅｒより大きくなるまで（Ｓ１４：ＹＥＳ）繰り返される。なお、Ｓ１５でのオフセット値の変更は、例えば歩道側へ所定回数実行した後は、センターライン５４側へ所定回数実行するようにしてもよい。

なお、Ｓ１１において、給電可能区間を走行開始していない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、給電可能区間を走行開始するまで、Ｓ１１の処理が繰り返される。また、Ｓ１３において、給電可能区間を出たと判断された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、本制御処理は終了する。

Ｓ１５において、オフセット値を変更した後には、車両１０は車線の幅方向における走行位置が補正される。この補正情報、すなわち、この後、どのように車両１０が幅方向において移動するかについての情報を、乗員が視認できるように、報知装置１５０によって報知してもよい。具体的には、図５に示すように、報知装置１５０としての前述のＨＵＤ等が有する表示画面１５１に、移動する方向を矢印で表示した画面Ｓを表示することで報知できる。

［効果］
上記第１実施形態において、走行経路設定部１１１は、給電可能区間を車両１０が走行する際に、受電コイル３５と送電コイル２１とが対向する給電可能状態となるように、受電量Ｅに基づいて走行経路を設定する。具体的には、給電可能区間での受電不良を受電量に基づいて検出し、走行経路設定部１１１により車線５３における幅方向の位置を補正することで、受電コイル３５を送電コイル２１と対向させて、受電可能状態となるようにしている。このため、ＨＤマップに記憶される車線リンク５１を用いて設定された走行経路を車両１０が走行する際に、安定した給電が可能となる。また、車線リンク５１の位置情報と実際の送電コイル２１の埋設位置とにずれが生じている場合でも、走行位置を補正することができるため、受電量を確保できる。

上記第１実施形態において、車両制御装置１１０は、目的地までの走行経路中に後述する給電可能区間が含まれるように充電計画を立案する充電計画立案部１１３を備える。充電計画立案部１１３により立案された充電計画は、走行経路設定部１１１により参酌されるため、車両１０が設定された走行経路を走行して目的地に到着するまでの間に十分な受電を行うことができる。

上記第１実施形態において、オフセット値を変更した後には、その後どのように車両１０が幅方向において移動するかについての情報が、報知装置１５０によって乗員に報知される。したがって、その後の車両１０の動きを、乗員は予め視認することができるため、安心感を与えることができる。

Ｂ．第２実施形態：
次に、第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、第２実施形態および後述する各実施形態において、走行中給電システム１の全体構成（図１）および車両制御装置１１０（図２）の構成は、上記第１実施形態と略同様であるため、実質的に同一の部分については同一の符号を付すとともに説明は省略する。

第２実施形態では、上記第１実施形態におけるＳ１４～Ｓ１５の処理に代えて、Ｓ１６～Ｓ２２の処理が実行される点が、上記第１実施形態とは異なり、その点以外は同様である。図６に示すように、Ｓ１３において、車両１０が、給電可能区間を出ていないと判断された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１６に進み、その時点での受電量Ｅ０が計量される。次に、Ｓ１７において、オフセット値が変更される。変更されるオフセット値は、上記第１実施形態と同様に、例えば幅方向の歩道側へ数ｃｍ～１０ｃｍ程度に設定される。ただし、第１実施形態とは異なり、Ｓ１６において計量された受電量Ｅ０の大きさに関わらず、オフセット値が予め設定されただけ変更される。

そして、Ｓ１８において、オフセット値変更後の受電量Ｅｎ（ｎ＝１，２，３・・・）が計量される。次に、Ｓ１９において、ｎがＩ以上であるか否かが判断される。Ｉは、閾値回数であり、例えば予め設定された任意の整数である。Ｓ１９において、ｎがＩ以上ではない場合には（Ｓ１９：ＮＯ）、ｎがＩ以上となるまでＳ１７，Ｓ１８の処理が繰り返される。

すなわち、Ｓ１７～Ｓ１９の各処理では、オフセット量を予め設定されたＩ回変更することで車線５３の幅方向における走行位置を少しずつずらし、ずらしたときのそれぞれの受電量Ｅｎを計量する。なお、Ｓ１７においてオフセット値を変更した後、Ｓ１８においてＥｎを計量する際には、適度に時間経過があるものとする。または、Ｓ１７、Ｓ１８を連続的に実行する場合には、オフセット値を変更しつつ受電量Ｅｎを計量しながら走行し、受電量が極大となるオフセット値を検出するようにしてもよい。なお、この場合には、進行方向における送電コイル２１が設置されていないことによる受電量の増減については適宜考慮した上で、例えばある程度の定速で走行し、オフセット値の変更による受電量の増減を検出する。

一方、Ｓ１９において、ｎがＩ以上の場合には（Ｓ１９：ＹＥＳ）、Ｓ２０に進み、取得された複数の受電量Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，・・・，Ｅｎの値が比較され、最大値をとる受電量Ｅｎのときのオフセット値が選定される。Ｓ２０においてオフセット値が選定された後には、Ｓ２１において、車両１０が走行する車線５３と隣接する車線５５（以下、単に「隣車線５５」という）を他車両５２が走行しているか否かが判断される。この判断は、周辺センサ１２０からの信号に基づいて、周辺情報認識部１１２により判断される。

隣車線５５を他車両５２が走行している場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ２２に進み、制御決定部１１５により、他車両５２から離隔するように他車両５２に対する前後方向の相対位置が変更される。具体的には、車両１０の速度を遅くする、または速くする制御を行うことで、車線５３内における幅方向の位置を維持したまま、すなわち、給電可能状態としたまま、車両１０は他車両５２から離隔できる。その後、本制御処理は終了する。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、Ｓ１６～Ｓ１９の処理に示すように、車線５３の幅方向における走行位置を適宜少しずつずらし、ずらしたときのそれぞれの受電量Ｅｎを比較して最大となるときのオフセット値に設定される。したがって、良好な給電可能状態となる位置を好適に検出することができる。

また、Ｓ２１、Ｓ２２の処理に示すように、隣車線５５に他車両５２が走行している場合には、他車両５２から離隔するように他車両５２に対する前後方向の相対位置が変更される。特に、他車両５２が大型車であって、車両１０との幅方向の距離が近い場合には、運転者は圧迫感や危機感を感じやすい。このような状態を回避するために、他車両５２から離れるために幅方向へ移動するのではなく、前後方向に移動することで、安全性や運転快適性を確保しつつ、かつ給電可能状態を維持することができる。

Ｃ．第３実施形態：
次に、第３実施形態について、図７を参照して説明する。図７に示すように、第３実施形態では、上記第１実施形態に対して、受電コイル３５が、車両１０の中心近傍ではなく、タイヤ４３の内部または、タイヤ４３の近傍であって車両１０が備えるサスペンション装置の下側周辺に設けられている点が異なっている。さらに、送電コイル２１は、車線リンク５１から道路の両幅方向に所定距離Ｌだけ離隔した位置に、平面視において互いに平行な２本のラインとなるように埋設されている。

この２本のラインの間隔は、例えば、標準として規定される車両１０の幅方向における受電コイル３５の設置間隔と略同一となるように設定される。このようにすれば、車両１０の幅方向の中心線Ｃが車線リンク５１と一致する状態で車両１０が走行する際に、送電コイル２１と受電コイル３５とが対向することとなる。なお、図７では、中心線Ｃと車線リンク５１とが一致する状態を図示しているが、各線を分かりやすくするため、車線リンク５１と中心線Ｃとを若干ずらして図示している。また、上記のように、車線リンク５１から所定距離離隔して設置される送電コイル２１を、以下「タイヤ給電用の送電コイル２１」ともいう。

第３実施形態についても、上記第１実施形態および第２実施形態において詳述した制御（図４，図６参照）が同様に実行される。例えば、標準よりも車幅が小さい小型車１１の場合、小型車１１の中心線Ｃ１が車線リンク５１と一致する状態では、左右の受電コイル３５が、送電コイル２１と対向した状態にはならない。図７に示すように、中心線Ｃ１が車線リンク５１から離隔した状態において、一方側（図７に示す例では進行方向に見て左側）の受電コイル３５が送電コイル２１に対向した状態となる。なお、図４の制御を用いる場合は、片輪の受電となるため、予定受電量Ｅｒは片輪分へ変更してＳ１４で比較する。

第３実施形態によれば、小型車１１の中心線Ｃ１が車線リンク５１と一致する給電不能な状態で走行可能区間を走行開始した場合でも、片側の受電コイル３５が送電コイル２１と対向するように小型車１１の幅方向の走行位置が補正される。このため、給電可能状態とすることができ、ひいては、上記第１および第２実施形態と同様に、好適に受電を行うことができる。

Ｄ．他の実施形態：
（Ｄ１）上記各実施形態において、車両１０は、自動運転制御システム１００を備えていなくてもよい。この構成の場合、単に、道路情報記憶部１４０に記憶された道路情報を用いて、走行経路設定部１１１により目的地までの道順を設定するだけであってもよい。また、車両制御装置１１０は、車両１０に搭載されるものとしたが、この形態に限られない。例えば、走行経路設定部１１１としての機能を有する、スマートフォン等の携帯機器によるナビゲーションアプリを使用して、運転者が走行経路を手動運転により走行してもよい。かかる構成においては、車線５３の幅方向における走行位置の補正情報を、携帯機器に表示させてもよい。

（Ｄ２）さらに、上記各実施形態では、自動運転時の走行経路の設定制御を例に説明したが、手動運転時において、上記制御を実行してもよい。かかる構成の場合には、オフセット値を変更した際の補正情報を報知装置１５０に報知し、報知された補正情報に基づいて運転者がハンドルを操作してもよい。

（Ｄ３）上記各実施形態の送電装置２では、タイヤ給電用の送電コイル２１もしくは中心給電用の送電コイル２１のいずれかを備える構成としたが、両方を備えていてもよい。また、送電コイル２１を車線５３の幅方向に複数並んで設けてもよい。さらに、図８に示すように、送電コイル２１を、車線リンク５１から離隔した一方側にのみ設けてもよい。

（Ｄ４）上記各実施形態において、Ｓ１３に示す給電区間を出たか否かの判断処理はなくてもよい。また、上記第２実施形態において、図６のＳ１７～Ｓ１９に示す繰り返し処理の間に、Ｓ１３に相当する給電可能区間を出たか否かの判断処理を入れて、当該処理中に車両１０が給電可能区間を出た場合には、図６に示す制御処理を終了するようにしてもよい。

（Ｄ５）上記第３実施形態において、予め車両情報として、車両１０や小型車１１における送電コイル２１の設置幅を、走行中給電システム１が有する図示しない車両情報取得部により取得してもよい。そして、送電コイル２１の設置幅と、受電コイル３５の設置幅とが一致しない場合には、当該情報を、走行中給電システム１が有する図示しない広域通信部を介して車両制御装置１１０に送信してもよい。そして、走行経路設定部１１１により、予め片輪受電を想定した走行経路を設定するようにしてもよい。

（Ｄ６）上記各実施形態において、オフセット値を変更する際に、周辺センサ１２０や道路情報記憶部１４０の情報に基づいて、その都度、オフセットをする方向や量を変えてもよい。例えば、歩道を歩く歩行者を検知した場合には、歩道とは反対側へオフセットするように設定できる。また、まずは、周辺センサ１２０や道路情報記憶部１４０の情報に基づいて車両１０の周囲の状況に応じて安全な走行経路を設定し、周囲の状況が改善された後に、受電量を比較するためのオフセット値の変更を実行するようにしてもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した形態中の技術的特徴に対応する各実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（請求項１）
道路（４）に設けられた送電コイル（２１）と車両（１０）に設けられた受電コイル（３５）とを有して走行中の車両（１０）に対して非接触で給電を行う走行中給電システム（１）に用いられる車両制御装置であって、
前記車両の前記道路における幅方向の走行位置に関する情報を含む走行経路を、ＨＤマップを用いて設定する走行経路設定部（１１１）、を備え、
前記走行経路設定部は、
前記送電コイルが設けられた前記道路の区間である給電可能区間を前記車両が走行する際に、前記受電コイルと前記送電コイルとが対向する給電可能状態となるように、前記車両の前記走行経路を設定する、車両制御装置。
（請求項２）
前記走行経路設定部は、
前記車両が前記走行中給電システムにより受電した電力の量である受電量に基づいて、前記給電可能状態となっているかを判断し、前記給電可能状態となっていないと判断した場合には、前記幅方向の走行位置が予め定められた量だけずれるように前記走行経路を変更する、請求項１に記載の車両制御装置。
（請求項３）
前記走行経路設定部は、
前記給電可能区間において、前記幅方向の走行位置が互いに異なる複数の前記走行経路を順次設定し、各前記走行経路を走行する際に前記走行中給電システムにより受電した電力の量である受電量を順次特定し、特定された複数の前記受電量のうち、最も大きな受電量に対応する前記幅方向の走行位置を、前記給電可能区間における残りの区間を走行する際の前記走行経路として設定する、請求項１に記載の車両制御装置。
（請求項４）
前記給電可能区間の情報を取得して、取得された前記給電可能区間の情報を用いて、前記車両の走行中における充電計画を立案する充電計画立案部（１１３）、をさらに備え、
前記走行経路設定部は、前記充電計画立案部により立案された充電計画を用いて前記車両の前記走行経路を設定する、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
（請求項５）
前記走行経路設定部により設定された前記走行経路への誘導情報を、報知装置（１５０）により報知する報知部（１１４）、をさらに備える、請求項１～請求項４のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
（請求項６）
前記車両の走行に関する制御内容を決定する制御決定部（１１５）をさらに備え、
前記制御決定部は、
前記車両が前記給電可能状態による走行中であって、前記車両が走行する車線と隣接する車線を他車両が走行している際には、前記他車両との前後方向の相対位置を変更することで前記他車両から離隔するように走行制御を決定する、請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
（請求項７）
前記走行経路設定部は、前記ＨＤマップに含まれる車線リンク情報を基準に前記走行経路を設定する、請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
（請求項８）
前記車両は、前記走行経路設定部において設定された前記走行経路に沿った自動運転および手動運転が可能である、請求項１～請求項７のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。

１…走行中給電システム、２…送電装置、３…受電装置、４…道路、１０…車両、２１…送電コイル、２４…送電回路、２５…外部電源、２６…送電制御部、３１…メインバッテリ、３２…補機バッテリ、３３…給電制御部、３４…受電回路、３５…受電コイル、３６…ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、３７…インバータ回路、４１…モータジェネレータ、４２…補機、４３…タイヤ、４４…電力メータ、５１…車線リンク、５３…車線、５５…系統受電端、５６…インバータ、１００…自動運転制御システム、１１０…車両制御装置、１１１…走行経路設定部、１１２…周辺情報認識部、１１３…充電計画立案部、１１４…報知部、１１５…制御決定部、１１６…通信部、１２０…周辺センサ、１２１…カメラ、１２２…物体センサ、１３０…内部センサ、１３１…自車位置センサ、１３２…加速度センサ、１３３…車速センサ、１３４…ヨーレートセンサ、１４０…道路情報記憶部、１５０…報知装置、２１０…自動運転制御部、２５０…車載ネットワーク

Claims (8)

1. 道路（４）に設けられた送電コイル（２１）と車両（１０）に設けられた受電コイル（３５）とを有して走行中の車両（１０）に対して非接触で給電を行う走行中給電システム（１）に用いられる車両制御装置であって、
   前記車両の前記道路における幅方向の走行位置に関する情報を含む走行経路を、ＨＤマップを用いて設定する走行経路設定部（１１１）、を備え、
   前記走行経路設定部は、
   前記送電コイルが設けられた前記道路の区間である給電可能区間を前記車両が走行する際に、前記受電コイルと前記送電コイルとが対向する給電可能状態となるように、前記車両の前記走行経路を設定する、車両制御装置。
2. 前記走行経路設定部は、
   前記車両が前記走行中給電システムにより受電した電力の量である受電量に基づいて、前記給電可能状態となっているかを判断し、前記給電可能状態となっていないと判断した場合には、前記幅方向の走行位置が予め定められた量だけずれるように前記走行経路を変更する、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記走行経路設定部は、
   前記給電可能区間において、前記幅方向の走行位置が互いに異なる複数の前記走行経路を順次設定し、各前記走行経路を走行する際に前記走行中給電システムにより受電した電力の量である受電量を順次特定し、特定された複数の前記受電量のうち、最も大きな受電量に対応する前記幅方向の走行位置を、前記給電可能区間における残りの区間を走行する際の前記走行経路として設定する、請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記給電可能区間の情報を取得して、取得された前記給電可能区間の情報を用いて、前記車両の走行中における充電計画を立案する充電計画立案部（１１３）、をさらに備え、
   前記走行経路設定部は、前記充電計画立案部により立案された充電計画を用いて前記車両の前記走行経路を設定する、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記走行経路設定部により設定された前記走行経路への誘導情報を、報知装置（１５０）により報知する報知部（１１４）、をさらに備える、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記車両の走行に関する制御内容を決定する制御決定部（１１５）をさらに備え、
   前記制御決定部は、
   前記車両が前記給電可能状態による走行中であって、前記車両が走行する車線と隣接する車線を他車両が走行している際には、前記他車両との前後方向の相対位置を変更することで前記他車両から離隔するように走行制御を決定する、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
7. 前記走行経路設定部は、前記ＨＤマップに含まれる車線リンク情報を基準に前記走行経路を設定する、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。
8. 前記車両は、前記走行経路設定部において設定された前記走行経路に沿った自動運転および手動運転が可能である、請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置。

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