JP6481624B2

JP6481624B2 - 車両

Info

Publication number: JP6481624B2
Application number: JP2016003556A
Authority: JP
Inventors: 順治井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: JP2017126825A

Description

この発明は、車両に関し、特に、車両外部の装置と無線通信可能な車両に関する。

特開２０１５−２０１０２８号公報（特許文献１）は、車両と給電スタンドとを含む充電システムを開示する。この充電システムにおいて、給電スタンドは車両と無線通信可能である。給電スタンドは、車両と無線通信することにより、車両を給電スタンドまで誘導することができる（特許文献１参照）。

特開２０１５−２０１０２８号公報

上記特許文献１に開示されるような、給電スタンド（給電装置）と無線通信可能な車両において、第１の周波数帯（たとえば、２．４ＧＨｚ帯）及び第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯（たとえば、５．０ＧＨｚ帯）を用いた無線通信に対応することが考えられる。このような車両においては、第１及び第２の周波数帯の各々の使用状況に応じて一方を選択することができる。

しかしながら、高い周波数帯（第２の周波数帯）の電波は直進性が高いため、高い周波数帯が選択された場合に給電装置の周囲に障害物が存在すると、車両と給電装置との間で無線通信を実行することができないという事態が生じ得る。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、給電装置の周囲に障害物が存在する場合にも給電装置との無線通信を実行可能な車両を提供することである。

この発明のある局面に従う車両は、車両外部の給電装置と無線通信可能な車両である。この車両は、通信部と、制御装置とを備える。通信部は、第１の周波数帯及び第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯の一方を選択して無線通信を実行可能である。制御装置は、車両の移動時に通信部を通じて給電装置と無線通信を実行する場合に、第１の周波数帯を選択して無線通信を実行するように通信部を制御する。

この車両においては、車両の移動時には第１の周波数帯（＜第２の周波数帯）の無線通信が実行される。無線通信における周波数が低い程、電波の回折は顕著である。したがって、この車両によれば、車両の移動中に障害物が現れたとしても、電波の回折により無線通信を実行することができる可能性が高い。一方、車両の停車中には車両が給電装置の近傍に位置しており、例え給電装置の周囲に障害物が存在したとしても、給電装置と車両との間には障害物が存在しない可能性が高い。したがって、この場合には、何れの周波数帯が選択されたとしても車両は給電装置との無線通信を実行することができる可能性が高い。

この発明によれば、給電装置の周囲に障害物がある場合にも給電装置との無線通信を実行可能な車両を提供することができる。

非接触電力伝送システムの構成図である。車両と送電装置との間で５．０ＧＨｚ帯による無線通信を実行することができない例を示す図である。車両と送電装置との間の無線通信における通信周波数選択の具体的処理手順を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（非接触電力伝送システムの構成）
図１は、この実施の形態に従う車両が適用される非接触電力伝送システムの構成図である。図１を参照して、非接触電力伝送システム１は、車両１００と送電装置２００とを備える。車両１００と送電装置２００との間では、非接触電力伝送が行なわれる。

送電装置２００は、送電部２１０と、通信部２２０と、制御装置２３０とを含む。送電装置２００は、交流電源３００（たとえば、系統電源）から電力供給を受けて、送電部２１０を通じて車両１００に送電する。

送電部２１０は、交流電源３００から供給された電力を基に送電電力を生成する。たとえば、送電部２１０は、整流器及びインバータを含み、交流電源３００から供給された電力を基に所望の周波数の送電電力を生成する。また、送電部２１０は、送電コイル（不図示）を含む。送電コイルは、生成された送電電力を受けることにより磁界を形成し、形成された磁界を通じて受電部１１０（後述）の受電コイル（不図示）に非接触で送電する。なお、送電コイルの巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。

通信部２２０は、車両１００の通信部１３０（後述）と通信可能である。通信部２２０は、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮに対応する。通信部２２０は、たとえば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ａ（５．０ＧＨｚ帯）、と８０２．１１ｂ（２．４ＧＨｚ帯）との両方に準拠した無線ＬＡＮモジュールで構成される。送電部２１０の送電コイル（不図示）に対する受電部１１０の受電コイル（不図示）の位置合わせが行なわれる時（非接触電力伝送の準備のための駐車動作時）に、通信部２２０，１３０間の通信が行なわれる。

制御装置２３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（不図示）からの情報に基づいて送電装置２００の各機器（送電部２１０、通信部２２０等）を制御する。

車両１００は、受電部１１０と、蓄電装置１２０と、通信部１３０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１４０とを含む。車両１００においては、送電装置２００から非接触で受電された電力が蓄電装置１２０に蓄えられる。そして、車両１００においては、蓄電装置１２０に蓄えられた電力に基づいて走行駆動力が生成される。

受電部１１０は、受電コイル（不図示）を含む。受電コイルは、送電部２１０の送電コイル（不図示）から非接触で受電する。受電コイルにより受電された電力（交流）は、直流電力に変換され、電圧が所望の電圧に変換された上で蓄電装置１２０（後述）に蓄えられる。なお、受電コイルにおける導線の巻き数は、Ｑ値（たとえば、Ｑ≧１００）及び結合係数κが大きくなるように適宜設計される。

蓄電装置１２０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成される。蓄電装置１２０は、受電部１１０から出力される電力を蓄える。

通信部１３０は、送電装置２００の通信部２２０と通信可能である。通信部１３０は、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮに対応する。通信部１３０は、たとえば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ａと８０２．１１ｂとの両方に準拠した無線ＬＡＮモジュールで構成される。

ＥＣＵ１４０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ（不図示）からの情報に基づいて車両１００の各機器（受電部１１０、通信部１３０等）を制御する。

ＥＣＵ１４０により実現される主要な機能として、通信部１３０における通信周波数の決定機能がある。通信部１３０における通信周波数の決定機能については後程詳しく説明する。

（車両・送電装置間の通信安定性確保）
以上のような構成を備える車両１００は、送電装置２００の送電部２１０に対する受電部１１０の位置合わせ時に送電装置２００と無線通信する。車両１００の通信部１３０は、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯を用いた無線通信を送電装置２００の通信部２２０との間で実行することができる。車両１００においては、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の各々の使用状況に応じて一方を選択することができる。

しかしながら、５．０ＧＨｚ帯の電波は、２．４ＧＨｚ帯の電波と比較して直進性が高いため、５．０ＧＨｚ帯が選択された場合に送電装置２００の周囲に障害物が存在すると、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を実行することができないという事態が生じ得る。

図２は、車両１００と送電装置２００との間で５．０ＧＨｚ帯による無線通信を実行することができない例を示す図である。図２を参照して、駐車領域４００の中央部分には送電装置２００が設置されている。駐車領域４００の両隣にはそれぞれ車両４５０，４６０が駐車されている。車両１００は、送電装置２００の送電部２１０（図１）に対する受電部１１０（図１）の位置合わせのために、後方から駐車領域４００に駐車しようとしている。

送電部２１０の受電部１１０に対する位置合わせ時には、車両１００と送電装置２００との間で無線通信が実行される。しかしながら、車両１００と送電装置２００との間には車両４５０が存在する。この例のように、送電部２１０（図１）に対する受電部１１０（図１）の位置合わせ時には、車両１００と送電装置２００との間に障害物が存在することがある。無線通信のための周波数帯として５．０ＧＨｚ帯が選択されている場合には、電波の直進性が高いため、車両４５０が障害物となり、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を実行することができない可能性がある。

この実施の形態に従う車両１００においてＥＣＵ１４０は、車両１００の移動時（位置合わせ時）に通信部１３０を通じて送電装置２００と無線通信を実行する場合に、２．４ＧＨｚ帯を選択して無線通信を実行するように通信部１３０を制御する。２．４ＧＨｚ帯の方が５．０ＧＨｚ帯よりも電波の回折が顕著であるため、車両１００と送電装置２００との間に障害物がある場合にも、車両１００は、送電装置２００との無線通信を実行することができる。次に、車両１００と送電装置２００との間の無線通信における通信周波数選択の具体的処理手順について説明する。

（通信周波数選択の処理手順）
図３は、車両１００と送電装置２００との間の無線通信における通信周波数選択の具体的処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、送電装置２００（送電部２１０）に対する車両１００（受電部１１０）の位置合わせ時にＥＣＵ１４０により繰り返し実行される。

図３を参照して、ＥＣＵ１４０は、たとえば、車速センサ（不図示）の出力を参照することにより、車両１００が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。

車両１００が走行中でないと判定されると（ステップＳ１００においてＮＯ）、ＥＣＵ１４０は、通信周波数として２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の一方を自動的に選択する（ステップＳ１１０）。たとえば、ＥＣＵ１４０は、５．０ＧＨｚ帯を優先的に選択することとし、５．０ＧＨｚ帯が混雑している場合に２．４ＧＨｚ帯を選択する。車両１００が停車中（走行中でない）である場合には、車両１００は、送電装置２００上に位置している可能性が高い。この場合には、車両１００と送電装置２００との間に障害物が存在する可能性が低い。したがって、通信周波数として、必ずしも電波の回折が顕著な２．４ＧＨｚ帯が選択される必要がない。

車両１００が走行中であると判定されると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１４０は、通信周波数として２．４ＧＨｚ帯を選択する（ステップＳ１２０）。車両１００の移動中には、車両１００と送電装置２００との間に障害物が現れる可能性が高いため、電波の回折が顕著な２．４ＧＨｚ帯が選択される。これにより、車両１００と送電装置２００との間に障害物が存在したとしても、車両１００は送電装置２００と無線通信することができる。

このように、この実施の形態に従う車両１００においてＥＣＵ１４０は、車両１００の移動時に通信部１３０を通じて送電装置２００と無線通信を実行する場合に、２．４ＧＨｚ帯を選択して無線通信を実行するように通信部１３０を制御する。これにより、車両１００と送電装置２００との間に障害物がある場合にも、車両１００は、送電装置２００との無線通信を実行することができる。

なお、この実施の形態においては、車両１００と送電装置２００（給電装置の一例）とが無線通信を実行する場合について説明した。しかしながら、車両１００が無線通信を実行する相手は送電装置２００に限定されない。たとえば、車両１００が充電スタンドから充電ケーブルを通じて電力供給を受ける場合には、車両１００は、この充電スタンドと無線通信を実行してもよい。

また、この実施の形態においては、車両１００と送電装置２００とは、２．４ＧＨｚ帯と５．０ＧＨｚ帯とを用いた無線通信を実行することとした。しかしながら、周波数帯はこれらに限定されない。たとえば、車両１００と送電装置２００とがこれらの周波数帯（２．４ＧＨｚ帯、５．０ＧＨｚ帯）以外の周波数帯を用いる場合に、ＥＣＵ１４０は、車両１００の移動時に低い方の周波数帯を選択して無線通信を実行するように通信部１３０を制御する。これにより、車両１００の移動時に高い方の周波数帯が選択される場合と比較して、車両１００の移動時に安定した無線通信を実行することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１非接触電力伝送システム、１００，４５０，４６０車両、１１０受電部、１２０蓄電装置、１３０，２２０通信部、１４０ＥＣＵ、２００送電装置、２１０送電部、２３０制御装置、３００交流電源、４００駐車領域。

Claims

車両外部の給電装置と無線通信可能な車両であって、
第１の周波数帯及び前記第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯の一方を選択して無線通信を実行可能な通信部と、
前記車両の移動時に前記通信部を通じて前記給電装置と無線通信を実行する場合に、前記第１の周波数帯を選択して無線通信を実行するように前記通信部を制御する制御装置とを備える、車両。