JP7302580B2 - 非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバ - Google Patents

非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバ Download PDF

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Description

この発明は、非接触で電動車両に伝送される電力を制御する非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバに関する。
特許文献１には、内燃機関と電動モータとを駆動源として備えるハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両は、内燃機関の動力により発電可能な発電機と、発電機によって生成された電力を蓄える蓄電装置と、制御装置とを備えている。制御装置は、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）が所定の下限値を下回った場合に内燃機関及び発電機を動作させることにより蓄電装置の充電を行う。さらに、ハイブリッド車両は、走行路の所定の区間に対応して設置された給電装置から非接触で伝送される電力を受け取る受電装置を備えている。そのうえで、制御装置は、ハイブリッド車両が上記の所定の区間に進入することに伴って受電装置が給電装置から電力を受け取ることを開始し、かつＳＯＣが上記の下限値より低い場合には、内燃機関を停止させるように構成されている。
特開２０１０－１６７８９８号公報
給電装置が設置された車両走行路の給電区間において、渋滞が発生し得る。渋滞によって電動車両の発進及び停止が繰り返されると、単位距離当たりのＳＯＣの低下の度合いが高まり、電欠が生じてしまう可能性がある。そこで、渋滞の発生を想定し、給電区間に設置されたすべての給電装置を対象として給電装置から車両側の受電装置に伝送される電力である伝送電力を高めることが考えられる。しかしながら、渋滞発生の有無に関係なくすべての給電装置の伝送電力を高めておくことは、給電区間の全体における給電装置の電力消費を効率的に管理するうえで妥当とはいえない。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、渋滞時の電欠を抑制しつつ給電区間の全体における給電装置の電力消費を効率的に管理できるようにした非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバを提供することを目的とする。
本発明に係る非接触給電システムは、蓄電装置と蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する。非接触給電システムは、給電装置と、受信装置と、電子制御ユニットとを備えている。給電装置は、電動車両の走行路に沿って設置された複数の給電コイルを含み、受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する。受信装置は、走行路の渋滞情報を受信する。電子制御ユニットは、複数の給電コイルのそれぞれから受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する。
電子制御ユニットは、走行路において複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力が、給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力と比べて高くなるように給電装置を制御する。
電子制御ユニットは、電動車両が渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、所要時間が短い場合と比べて伝送電力が高くなるように給電装置を制御してもよい。
電子制御ユニットは、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有する場合には、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有しない場合と比べて伝送電力が低くなるように給電装置を制御してもよい。
本発明に係る給電装置は、蓄電装置と蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する。給電装置は、複数の給電コイルと、受信装置と、電子制御ユニットとを備えている。複数の給電コイルは、電動車両の走行路に沿って設置され、受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する。受信装置は、走行路の渋滞情報を受信する。電子制御ユニットは、複数の給電コイルのそれぞれから受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する。
電子制御ユニットは、走行路において複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力が、給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力と比べて高くなるように複数のコイルへの通電を制御する。
電子制御ユニットは、電動車両が渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、所要時間が短い場合と比べて伝送電力が高くなるように複数のコイルへの通電を制御してもよい。
電子制御ユニットは、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有する場合には、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有しない場合と比べて伝送電力が低くなるように複数のコイルへの通電を制御してもよい。
本発明に係る給電管理サーバは、蓄電装置と蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する給電装置に無線通信ネットワークを介して接続されている。給電装置は、電動車両の走行路に沿って設置され、受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する複数の給電コイルを含む。
給電管理サーバは、受信装置と、電子制御ユニットとを備えている。受信装置は、走行路の渋滞情報を受信する。電子制御ユニットは、複数の給電コイルのそれぞれから受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する。
電子制御ユニットは、走行路において複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力が、給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力と比べて高くなるように給電装置を制御する。
電子制御ユニットは、電動車両が渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、所要時間が短い場合と比べて伝送電力が高くなるように給電装置を制御してもよい。
電子制御ユニットは、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有する場合には、給電区間を走行する電動車両が発電装置を有しない場合と比べて伝送電力が低くなるように給電装置を制御してもよい。
本発明に係る非接触給電システム、給電装置、及び給電管理サーバのそれぞれによれば、渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力が、非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの伝送電力と比べて高められる。これにより、渋滞発生の有無に関係なくすべての給電装置の伝送電力を高めておく例と比べて、渋滞時の電欠を抑制しつつ給電区間の全体における給電装置の電力消費を効率的に管理できるようになる。
本発明の実施の形態１に係る非接触給電システム１の構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れのさらに他の例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る給電装置７０の構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明に関連する参考例に係る非接触給電システムの構成の一例を模式的に示す図である。 本発明に関連する参考例に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
１．実施の形態１
１－１．非接触給電システムの構成例
図１は、実施の形態１に係る非接触給電システム１の構成の一例を模式的に示す図である。非接触給電システム１は、走行路２を走行又は停止している電動車両に電力を伝送（供給）するように構成されている。
１－１－１．給電装置
非接触給電システム１は、給電装置１０を備えている。給電装置１０には、交流電源（外部電源）３から電力が供給される。給電装置１０は、走行路２に沿って並ぶように設置された複数の給電コイル１２を備えている。走行路２において複数の給電コイル１２が設置された区間は、図１に示すように、給電区間４として特定される。
給電装置１０は、例えば、磁界共鳴方式を利用して給電コイル１２から電動車両側の後述の受電コイル５４に非接触で電力を伝送するように構成されている。複数の給電コイル１２は、典型的には、図１に示すように走行路２の路面近傍に設置される。しかしながら、複数の給電コイル１２は、走行路２に沿って設置されていればよく、図１に示す例に代え、電動車両の上方又は側方において走行路に沿って設置されてもよい。また、非接触で電力を伝送するために、磁界共鳴方式に代え、例えば電磁誘導方式が用いられてもよい。
図１に示す例では、複数の給電コイル１２のそれぞれは、給電ユニット１４に含まれている。給電ユニット１４は、給電コイル１２とともに、給電回路１６と通信装置１８と電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０とを備えている。給電回路１６は、インバータを含む。給電回路１６は、ＥＣＵ２０からの指令に基づき、給電コイル１２への通電を制御する。より詳細には、給電回路１６は、給電コイル１２から受電コイル５４に伝送される電力である「伝送電力Ｐ」を制御する。
通信装置１８は、４Ｇ又は５Ｇ等の無線通信ネットワークを介して、後述のサーバ３０の通信装置３２と通信を行うとともに、例えば近距離無線通信を利用して電動車両４０、６０の通信装置４８と通信を行う。
ＥＣＵ２０は、給電回路１６を制御することによって伝送電力Ｐを制御する。具体的には、ＥＣＵ２０は、プロセッサ２０ａ及び記憶装置２０ｂを備えている。記憶装置２０ｂには、給電回路１６を制御するためのプログラムが格納されている。記憶装置２０ｂに格納されているプログラムをプロセッサ２０ａが読み出して実行する。これにより、後述される伝送電力Ｐの制御に関するプロセッサ２０ａによる各種処理が実現される。
１－１－２．サーバ
非接触給電システム１は、さらにサーバ（遠隔サーバ）３０を備えている。非接触給電システム１の例では、サーバ３０は、給電装置１０における伝送電力Ｐの制御に用いられる情報を給電装置１０に送信する。具体的には、サーバ３０は、通信装置３２とＥＣＵ３４とを備えている。通信装置３２は、４Ｇ又は５Ｇ等の無線通信ネットワークを介して、通信装置１８だけでなく渋滞情報プロバイダ３６とも通信可能である。
ＥＣＵ３４は、プロセッサ３４ａ及び記憶装置３４ｂを備えている。プロセッサ３４ａは、記憶装置３４ｂに格納されているプログラムを読み出して実行する。これにより、プロセッサ３４ａによる各種処理が実現される。
本実施形態では、サーバ３０側のＥＣＵ３４が、通信装置３２を利用して走行路２の給電区間４に関する渋滞情報を受信する。このため、本実施形態では、通信装置３２は本発明に係る「受信装置」の一例に相当する。また、詳細は後述されるように、ＥＣＵ３４は、給電装置１０側のＥＣＵ２０とともに、伝送電力Ｐの制御に関する処理を実行する。
１－１－３．電動車両
図１には、非接触給電システム１を利用可能な電動車両の例が表されている。ここでは、給電装置１０から電力を受け取る電動車両は、発電装置５２を有する電動車両４０と、発電装置５２を有しない電動車両６０とに区別されている。
電動車両４０は、走行用の電動モータ４２及び蓄電装置４４とともに、受電装置４６と通信装置４８と車両ＥＣＵ５０と発電装置５２とを備えている。受電装置４６は、給電コイル１２から伝送される電力を受け取る受電コイル５４と、受電回路５６とを備えている。受電回路５６は、受電コイル５４が受け取った交流電力を整流して直流に変換する整流器を含む。蓄電装置４４は、例えばリチウムイオン電池であり、受電回路５６及び発電装置５２と接続されている。蓄電装置４４は、給電装置１０から受電装置４６を介して供給される電力によって充電される。通信装置４８は、上述のように、各給電ユニット１４の通信装置１８と通信を行う。
車両ＥＣＵ５０は、各種の車両制御を行う。具体的には、車両ＥＣＵ５０は、走行用の電動モータ４２の制御を行う。また、車両ＥＣＵ５０は、受電回路５６を制御することによって、給電装置１０から受け取った電力の制御を行う。また、発電装置５２を備える電動車両４０では、車両ＥＣＵ５０は、発電装置５２を用いた発電に関する制御も行う。車両ＥＣＵ５０は、プロセッサ５０ａ及び記憶装置５０ｂを備えている。プロセッサ５０ａは、記憶装置５０ｂに格納されているプログラムを読み出して実行する。これにより、各種の車両制御に関するプロセッサ５０ａによる各種処理が実現される。
発電装置５２は、例えば、内燃機関と当該内燃機関の動力を用いて発電を行う発電機との組み合わせである。すなわち、電動車両４０の一例はハイブリッド車両である。また、発電装置５２の他の例は燃料電池である。すなわち、電動車両４０の他の例は燃料電池車両である。蓄電装置４４は、発電装置５２と接続されている。このため、電動車両４０では、発電装置５２によって生成された電力を利用して蓄電装置４４を充電することもできる。
電動車両６０は、発電装置５２を有していないが、電動車両４０と同様に電動モータ４２、蓄電装置４４、受電装置４６、通信装置４８及び車両ＥＣＵ５０を備えている。電動車両６０は、例えば、バッテリ電気自動車である。電動車両６０の他の例は、自律走行可能であって人又は荷物を運ぶための小型のロボット車両（マイクロパレット）である。
１－２．渋滞情報を考慮した伝送電力Ｐの制御
本実施形態における伝送電力Ｐの制御では、渋滞情報に基づいて、走行路２の給電区間４に含まれる渋滞発生区間が特定される。そのうえで、渋滞発生区間内に位置する各給電コイル１２から電動車両４０、６０への伝送電力Ｐが、給電区間４に含まれる非渋滞発生区間における伝送電力Ｐと比べて高くなるように、給電装置１０（各給電ユニット１４）が制御される。なお、本実施形態では、このような伝送電力Ｐの制御は、各給電ユニット１４に内蔵されたＥＣＵ２０とサーバ３０のＥＣＵ３４とによって実行される。
図２は、実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２において、サーバ３０に関する処理は、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。したがって、サーバ３０が取得する後述の渋滞情報は、時間経過とともに更新される。電動車両４０、６０に関する処理は、車両毎に繰り返し実行されるものとする。給電ユニット１４に関する処理は、給電ユニット１４毎に繰り返し実行されるものであり、かつ、車両情報を受け取るたびに開始されるものとする。
まず、サーバ３０に関する処理が説明される。ステップＳ１００では、ＥＣＵ３４（プロセッサ３４ａ）は、通信装置３２を用いて渋滞情報プロバイダ３６から渋滞情報を取得する。より詳細には、ＥＣＵ３４は、例えば、給電区間４中の各地点の渋滞情報を取得する。その後、処理はステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ３４は、取得した渋滞情報に基づき、給電区間４において渋滞が発生しているか否かを判定する。その結果、渋滞が発生している場合には、処理はステップＳ１０４に進む。一方、渋滞が発生していない場合には、処理はステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ３４は、取得した渋滞情報に基づいて給電区間４に含まれる渋滞発生区間を特定したうえで、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４を特定する。その後、処理はステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ３４は、各給電ユニット１４に対して目標伝送電力Ｐｔを給電指示情報として送信する。ここで、本実施形態では、ベース値Ｐｔｂに電力補正量Ｐｃ１を加えて得られる値（＝Ｐｔｂ＋Ｐｃ１）が目標伝送電力Ｐｔとして用いられる。ベース値Ｐｔｂとしては、例えば、事前に決定された値が用いられる。
電力補正量Ｐｃ１は、給電ユニット１４が渋滞発生区間内に位置しているか非渋滞発生区間内に位置しているかに応じて変更される。具体的には、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４については、正の所定値αが電力補正量Ｐｃ１として用いられる。一方、非渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４については、電力補正量Ｐｃ１はゼロとされる。
したがって、本ステップＳ１０６の処理によれば、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４には、ベース値Ｐｔｂに所定値αが加算された目標伝送電力Ｐｔが給電指示情報として送信される。一方、非渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４には、ベース値Ｐｔｂと等しい目標伝送電力Ｐｔが給電指示情報として送信される。
次に、電動車両４０、６０に関する処理が説明される。ステップＳ２００では、車両ＥＣＵ５０（プロセッサ５０ａ）は、蓄電装置４４のＳＯＣ（State Of Charge）が所定の閾値以上であるか否かを判定する。すなわち、給電装置１０からの給電が必要であるか否かが判定される。ＳＯＣは、例えば、図示省略される電圧センサ及び電流センサを用いて検出される蓄電装置４４の電圧及び電流に基づいて算出できる。
ステップＳ２００においてＳＯＣが閾値未満である場合、すなわち、給電が必要である場合には、処理はステップＳ２０２に進む。車両側の通信装置４８と給電ユニット１４側の通信装置１８との間での無線通信の一例は、ＲＦＩＤ（radio frequency Identification）技術を利用した近距離無線通信である。車両側の通信装置４８は、書き換え可能な車両情報が埋め込まれたＩＣタグを備えている。給電ユニット１４側の通信装置１８は、搬送波を周囲に放射してＩＣタグを読み取るリーダを備えている。本ステップ２０２では、車両ＥＣＵ５０は、本電動車両４０又は６０が給電対象車両であることを示す情報を、ＩＣタグに埋め込む車両情報として設定する。
一方、ステップＳ２００においてＳＯＣが閾値以上である場合、すなわち、給電が不要である場合には、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、車両ＥＣＵ５０は、本電動車両４０又は６０が給電対象車両であることを示す情報とともに給電停止要求を示す情報を、ＩＣタグに埋め込む車両情報として設定する。
次に、給電ユニット１４に関する処理が説明される。給電ユニット１４（通信装置１８）に対して電動車両４０又は６０（通信装置４８）が近距離に接近すると、通信装置１８は、給電対象である電動車両４０又は６０から車両情報を受信する。給電ユニット１４（ＥＣＵ２０）は、このような車両情報の通信を利用して、給電ユニット１４への電動車両４０又は６０の接近を検知できる。そして、車両情報の受信に伴い、車両情報を送信した電動車両４０又は６０を対象とした給電ユニット１４に関する処理が開始される。
ステップＳ３００では、ＥＣＵ２０（プロセッサ２０ａ）は、サーバ３０から送信される給電指示情報（目標伝送電力Ｐｔ）が記憶値（ステップＳ３０２参照）から変更されたか否かを判定する。給電指示情報は、送信対象の給電ユニット１４が設置された地点における渋滞の発生又は解消に応じて変更される。
ステップ３００において給電指示情報の変更があった場合には、処理はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、ＥＣＵ２０は、変更後の給電指示情報に応じて目標伝送電力Ｐｔを更新する。したがって、渋滞の発生に伴って給電ユニット１４の設置地点が渋滞発生区間に含まれることになった場合には、目標伝送電力Ｐｔは、ベース値Ｐｔｂから渋滞発生用の目標伝送電力Ｐｔ（＝Ｐｔｂ＋α）に変更される。また、本ステップＳ３０２では、ＥＣＵ２０は、今回の更新後の目標伝送電力Ｐｔを記憶装置２０ｂに記憶値として格納する。その後、処理はステップＳ３０４に進む。
一方、ステップＳ３００において給電指示情報の変更がなかった場合には、目標伝送電力Ｐｔを更新することなく処理はステップＳ３０４に進む。
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ２０は、給電停止要求を受信したか否か（すなわち、受け取った車両情報に給電停止要求を示す情報が含まれているか否か）を判定する。その結果、給電停止要求が受信された場合には、処理はステップＳ３０６に進み、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔをゼロに変更する。その後、処理はステップＳ３０８に進む。付け加えると、ステップＳ３０４において給電停止要求が受信されなかった場合には、ステップＳ３０２において直近で更新された値から目標伝送電力Ｐｔを変更することなく、処理はステップＳ３０８に進む。
ステップＳ３０８では、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔを満たす大きさの伝送電力Ｐが得られるように給電回路１６を制御する。付け加えると、ステップＳ３０６において目標伝送電力Ｐｔがゼロに変更された場合には、ステップＳ３０６の処理を行った給電ユニット１４から、給電停止要求を送信した電動車両４０又は６０への給電は行われない。一方、ゼロでない目標伝送電力Ｐｔが用いられる場合には、給電対象の電動車両４０又は６０の受電コイル５４が給電コイル１２に接近した際に、目標伝送電力Ｐｔに応じた電力の伝送が行われる。
１－３．効果
以上説明した図２に示すフローチャートの処理によれば、渋滞発生区間で用いられる目標伝送電力Ｐｔは、非渋滞発生区間で用いられる目標伝送電力Ｐｔと比べて高められる。その結果、渋滞発生区間内に位置する給電コイル１２（給電ユニット１４）の伝送電力Ｐを、非渋滞発生区間内に位置する給電コイル１２の伝送電力Ｐと比べて高めることができる。これにより、渋滞発生の有無に関係なく給電区間４のすべての給電装置１０の伝送電力Ｐを高めておく例と比べて、渋滞時の電欠を抑制しつつ給電区間４の全体における給電装置１０の電力消費を効率的に管理できるようになる。
１－４．目標伝送電力Ｐｔの他の設定例
１－４－１．渋滞通過の所要時間を考慮した目標伝送電力Ｐｔの設定例
この例では、渋滞発生区間で用いられる目標伝送電力Ｐｔは、渋滞発生の有無だけでなく、電動車両４０又は６０が当該渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間Ｔをも考慮して決定される。具体的には、所要時間Ｔが長い場合には、それが短い場合と比べて高くなるように目標伝送電力Ｐｔが決定される。
図３は、実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの他の例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、以下に説明されるサーバ３０に関する一部の処理において、図２に示すフローチャートの処理と相違している。
サーバ３０に関する処理では、ＥＣＵ３４は、まずステップＳ４００において渋滞情報を取得する。本ステップＳ４００において渋滞情報プロバイダ３６から取得される渋滞情報は、給電区間４中の各地点の渋滞情報（ステップＳ１００参照）とともに、所要時間Ｔの予測情報（予測値）を含む。その後、処理はステップＳ１０２に進む。
また、図３では、ステップＳ１０４に続くステップＳ４０２において、ＥＣＵ３４は、各給電ユニット１４に対して目標伝送電力Ｐｔを給電指示情報として送信する。本ステップＳ４０２で用いられる目標伝送電力Ｐｔは、電力補正量Ｐｃ１（ステップＳ１０６参照）とともに次の電力補正量Ｐｃ２をベース値Ｐｔｂに加えて得られる値（＝Ｐｔｂ＋Ｐｃ１＋Ｐｃ２）である。
電力補正量Ｐｃ２は、所要時間Ｔに応じて変更される。具体的には、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４に関し、電力補正量Ｐｃ２（正の値）は、所要時間Ｔが長い場合には、それが短い場合と比べて大きくなるように事前に決定されている。より詳細には、電力補正量Ｐｃ２は、例えば、所要時間Ｔが長いほど連続的（直線的又は曲線的）に大きくなるように決定されている。また、電力補正量Ｐｃ２は、例えば、所要時間Ｔが長いほど、２段以上の段数で段階的に大きくなるように決定されてもよい。一方、非渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４については、電力補正量Ｐｃ２はゼロとされる。
したがって、本ステップＳ４０２の処理によれば、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４には、ベース値Ｐｔｂに電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ２が加算された目標伝送電力Ｐｔが給電指示情報として送信される。一方、非渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４には、ベース値Ｐｔｂと等しい目標伝送電力Ｐｔが給電指示情報として送信される。
渋滞通過の所要時間Ｔが長くなると、ＳＯＣが大きく低下する可能性がある。この追加の課題に関し、上述した図３に示すフローチャートの処理によれば、渋滞発生区間で用いられる目標伝送電力Ｐｔは、所要時間Ｔが長い場合にはそれが短い場合に比べて大きくなるように決定される。その結果、渋滞発生区間内に位置する給電コイル１２（給電ユニット１４）の伝送電力Ｐが、所要時間Ｔが長い場合にはそれが短い場合に比べて大きくなるように制御される。これにより、所要時間Ｔによらずに一律の電力を電動車両４０、６０に供給（伝送）する例と比べて、所要時間Ｔを考慮して渋滞時の電欠をより効果的に抑制しつつ給電区間４の全体における給電装置１０の電力消費を効率的に管理できるようになる。
（所要時間Ｔの他の取得例）
上述のステップＳ４００では、所要時間Ｔとして、渋滞情報プロバイダ３６から提供される予測値が用いられる。このような例に代え、所要時間Ｔは、例えば、次のような手法で取得されてもよい。すなわち、ある渋滞発生区間の通過にかかる所要時間Ｔは、基本的には、当該渋滞発生区間における渋滞発生時間に比例すると考えられる。そこで、渋滞発生時間が長いほど長くなるように算出される所要時間Ｔが用いられてもよい。より詳細には、ここでいう渋滞発生時間は、例えば、渋滞情報プロバイダ３６から提供される予測値であってもよいし、或いは、例えば、電動車両４０、６０が渋滞発生区間に実際に進入する際に実際に発生している渋滞の継続時間であってもよい。
１－４－２．電動車両の種類を考慮した目標伝送電力Ｐｔの設定例
この例では、渋滞発生区間で用いられる目標伝送電力Ｐｔは、給電対象の電動車両が発電装置を有するか否かに応じて変更される。具体的には、発電装置５２を有する電動車両４０の目標伝送電力Ｐｔは、発電装置５２を有しない電動車両６０のそれよりも低くなるように決定される。
図４は、実施の形態１に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れのさらに他の例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、以下に説明される給電ユニット１４及び電動車両４０、６０のそれぞれに関する一部の処理において、図３に示すフローチャートの処理と相違している。
図４における電動車両４０、６０に関する処理では、ステップＳ２００においてＳＯＣが閾値未満である場合（すなわち、給電が必要である場合）には、処理はステップＳ５００に進む。ステップＳ５００では、車両ＥＣＵ５０は、ＩＣタグに埋め込む車両情報として、本電動車両４０又は６０が給電対象車両であることを示す情報とともに発電装置５２の有無を示す情報を設定する。
一方、ステップＳ２００においてＳＯＣが閾値以上である場合（すなわち、給電が不要である場合）には、処理はステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２では、車両ＥＣＵ５０は、ＩＣタグに埋め込む車両情報として、本電動車両４０又は６０が給電対象車両であることを示す情報及び発電装置５２の有無を示す情報とともに、給電停止要求を示す情報を設定する。
また、図４における給電ユニット１４に関する処理は、ステップＳ３０２とステップＳ３０４との間にステップＳ６００及びＳ６０２が追加されている点において、図３における処理と相違している。ステップＳ６００では、ＥＣＵ２０は、電力補正量Ｐｃ３を算出する。この電力補正量Ｐｃ３は、発電装置５２の有無に応じて変更される。
具体的には、給電ユニット１４を通過する車両が発電装置５２を有する電動車両４０の場合には、電力補正量Ｐｃ３は、例えばゼロとされる。一方、当該給電ユニット１４を通過する車両が発電装置５２を有しない電動車両６０の場合には、例えば、正の所定値βが電力補正量Ｐｃ３として用いられる。その後、処理はステップＳ６０２に進む。なお、発電装置５２を有する電動車両４０に用いられる電力補正量Ｐｃ３は、発電装置の能力（生成可能な電力の大きさ）に応じて変更されてもよい。具体的には、電動車両４０に用いられる電力補正量Ｐｃ３は、例えば、発電装置の能力が高いほどゼロに近くなり、発電装置の能力が低いほど上記所定値βに近づくように設定されてもよい。
ステップＳ６０２では、ＥＣＵ２０は、ステップＳ６００にて算出した電力補正量Ｐｃ３を、サーバ３０からの給電指示情報に含まれる目標伝送電力Ｐｔ（ステップＳ４０２参照）に対して追加的に加算して得られる値（＝Ｐｔｂ＋Ｐｃ１＋Ｐｃ２＋Ｐｃ３）によって、目標伝送電力Ｐｔを更新する。その結果、発電装置５２を有する電動車両４０の目標伝送電力Ｐｔは、発電装置５２を有しない電動車両６０のそれよりも低くなる。
発電装置５２を有する電動車両４０では、ＳＯＣが大きく低下しても、自発的に発電を行うことができるため、電欠を回避できる。一方、発電装置５２を有しない電動車両６０では、ＳＯＣが大きく低下すると電欠を招いてしまう。
上述の追加の課題に関し、図４に示すフローチャートの処理によれば、発電装置５２を有する電動車両４０に用いられる目標伝送電力Ｐｔは、発電装置５２を有しない電動車両６０に用いられるそれと比べて低くされる。その結果、電動車両４０への伝送電力Ｐが、電動車両６０への伝送電力Ｐと比べて低くなる。これにより、発電装置５２の有無によらずに一律の電力を電動車両４０、６０に供給（伝送）する例と比べて、電動車両４０、６０の双方に供給される電力の合計値を下げつつ、電欠回避のために発電装置５２を有しない電動車両６０に対して多くの電力を効率的に供給できるようになる。
（目標伝送電力Ｐｔの他の設定例）
図４に示すステップＳ６００の処理では、渋滞発生区間であるか非渋滞発生区間であるかに関係なく、発電装置５２を有する電動車両４０に用いられる電力補正量Ｐｃ３は、発電装置５２を有しない電動車両６０に用いられるそれと比べて小さくなるように決定されている。このような例に代え、発電装置５２の有無に応じた目標伝送電力Ｐｔの変更は、渋滞発生区間のみを対象として行われてもよい。具体的には、渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４を通過する車両が発電装置５２を有する電動車両４０の場合には、電力補正量Ｐｃ３はゼロとされてもよい。当該給電ユニット１４を通過する車両が発電装置５２を有しない電動車両６０の場合には、正の所定値βが電力補正量Ｐｃ３として用いられてもよい。そして、非渋滞発生区間内に位置している給電ユニット１４については、発電装置５２の有無によらずに、電力補正量Ｐｃ３はゼロとされてもよい。
また、図４に示すフローチャートにおけるサーバ３０に関する処理は、図３に示すものと同じであるが、これに代え、電力補正量Ｐｃ２を使用しない図２に示すサーバ３０に関する処理が組み合わされてもよい。つまり、最終的に給電回路１６に指令される目標伝送電力Ｐｔとして、電力補正量Ｐｃ１（ステップＳ１０６参照）とともに電力補正量Ｐｃ３（ステップＳ６００参照）をベース値Ｐｔｂに加えて得られる値（＝Ｐｔｂ＋Ｐｃ１＋Ｐｃ３）が用いられてもよい。
２．実施の形態２
上述した実施の形態１における図２及び３に示す例では、サーバ３０が目標伝送電力Ｐｔを決定する。また、図４に示す例ではサーバ３０によって決定された目標伝送電力Ｐｔが給電ユニット１４（給電装置１０）によって修正される（ステップＳ６０２参照）。これに対し、実施の形態２では、以下の図５に示す給電装置７０が目標伝送電力Ｐｔを決定する。
２－１．給電装置の構成例
図５は、実施の形態２に係る給電装置７０の構成の一例を模式的に示す図である。給電装置７０は、給電装置７０を統括的に制御するＥＣＵ（以下、便宜上「統括ＥＣＵ」と称する）７２を備えている。統括ＥＣＵ７２は、給電区間４に設置された各給電ユニット１４に含まれるＥＣＵ２０に対して給電指示情報（目標伝送電力Ｐｔ）を送信（指令）する。
具体的には、統括ＥＣＵ７２は、プロセッサ７２ａ、記憶装置７２ｂ及び通信装置７２ｃを備えている。プロセッサ７２ａは、記憶装置７２ｂに格納されているプログラムを読み出して実行する。これにより、プロセッサ７２ａによる各種処理が実現される。統括ＥＣＵ７２は、例えば、各ＥＣＵ２０と有線を介して接続されている。ただし、統括ＥＣＵ７２は、各ＥＣＵ２０と無線通信を行ってもよい。
通信装置７２ｃは、４Ｇ又は５Ｇ等の無線通信ネットワークを介して、渋滞情報プロバイダ３６と通信可能である。図５に示す構成は、図１とは異なり、サーバ３０を備えていない。サーバ３０の代わりに、統括ＥＣＵ７２は、通信装置７２ｃを利用して渋滞情報を直接的に取得する。ただし、統括ＥＣＵ７２を備える給電装置７０の例においても、統括ＥＣＵ７２は、サーバ３０等のサーバを介して渋滞情報を取得してもよい。
付け加えると、サーバ３０（図１参照）は、典型的には地区単位又は街単位で設置される。換言すると、サーバ３０は、典型的には複数の給電区間４をカバーするように設置される。これに対し、統括ＥＣＵ７２は、図５に示すように、典型的には１つの給電区間４をカバーするように設置される。このように、統括ＥＣＵ７２は、サーバ３０と比べて狭いエリアを対象として設置されるものである。
２－２．渋滞情報を考慮した伝送電力Ｐの制御
図６は、実施の形態２に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、図４に示すサーバ３０に関する処理が統括ＥＣＵ７２によって行われる点を除き、図４に示すフローチャートの処理と同様である。このため、その詳細な説明は省略される。
２－３．効果
上述した図６に示すフローチャートの処理によれば、渋滞情報を考慮した伝送電力Ｐの制御は、統括ＥＣＵ７２と個々のＥＣＵ２０とによって行われる。このように伝送電力Ｐの制御を行う実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
２－４．他の目標伝送電力Ｐｔの設定例
上述した図６に示す処理によれば、目標伝送電力Ｐｔの決定のために、電力補正量Ｐｃ１、Ｐｃ２及びＰｃ３が用いられている。このような例に代え、統括ＥＣＵ７２及びＥＣＵ２０が、実施の形態１における図４に示す例以外の例の処理を同様に実行することにより、目標伝送電力Ｐｔの決定のために、電力補正量Ｐｃ１のみ、電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ２、又は電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ３が用いられてもよい。
また、図６における電力補正量Ｐｃ３を利用した目標伝送電力Ｐｔの算出（ステップＳ６００及びＳ６０２）についても、ＥＣＵ２０の代わりに統括ＥＣＵ７２によって実行されてもよい。さらに、統括ＥＣＵ７２を備えない給電装置の例において、各給電ユニット１４のＥＣＵ２０が渋滞情報を取得して目標伝送電力Ｐｔの決定に関するすべての処理を行ってもよい。
３．実施の形態３
実施の形態３では、サーバ３０が主体的に伝送電力Ｐの制御を行う例について説明する。具体的には、サーバ３０が電力補正量Ｐｃ１を用いて目標伝送電力Ｐｔを決定する例、及びサーバ３０が電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ２を用いて目標伝送電力Ｐｔを決定する例は、それぞれ、実施の形態１において図２及び図３を参照して説明した通りである。本実施形態では、サーバ３０が電力補正量Ｐｃ１のみ又は電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ２とともに電力補正量Ｐｃ３を用いて目標伝送電力Ｐｔを決定する例が説明される。なお、伝送電力Ｐの制御を主体的に行うサーバ３０は、本発明に係る「給電管理サーバ」の一例に相当する。
３－１．渋滞情報を考慮した伝送電力Ｐの制御
図７は、実施の形態３に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、図１に示す構成を有する非接触給電システム１を例に挙げて説明を行う。図７に示す電動車両４０、６０に関する処理は、図４に示す処理と同じである。
各給電ユニット１４に関する処理は、車両情報を受け取った時に開始される。ステップＳ８００では、ＥＣＵ２０は、通信装置１８を利用して、電動車両４０又は６０から受け取った車両情報をサーバ３０に転送する。
図７では、サーバ３０に関する処理は、各給電ユニット１４から車両情報を受け取った時に開始され、かつ、給電ユニット１４毎に実行される。ステップＳ１０４に続くステップＳ７００において、ＥＣＵ３４は、給電停止要求を受信したか否かを判定する。この処理はステップＳ３０４の処理と同じである。
ステップＳ７００において給電停止要求が受信された場合には、処理はステップＳ７０２に進む。ステップＳ７０２では、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔをゼロに設定したうえで、設定した目標伝送電力Ｐｔ（すなわち、給電指示情報）を、車両情報を転送した給電ユニット１４に対して送信する。
一方、ステップＳ７００において給電停止要求が受信されなかった場合には、処理はステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０４では、ＥＣＵ３４は、車両情報を転送した給電ユニット１４に対して次のような目標伝送電力Ｐｔ（給電指示情報）を送信する。
具体的には、当該給電ユニット１４が非渋滞発生区間内に位置している場合には、ＥＣＵ３４は、ベース値Ｐｔｂと等しい目標伝送電力Ｐｔを給電指示情報として送信する。一方、当該給電ユニット１４が渋滞発生区間内に位置している場合には、ＥＣＵ３４は、ベース値Ｐｔｂに電力補正量Ｐｃ１、Ｐｃ２及びＰｃ３を加算して得られる目標伝送電力Ｐｔを給電指示情報として送信する。ＥＣＵ３４による電力補正量Ｐｃ１～Ｐｃ３の算出は、実施の形態１において既に説明した手法で行うことができる。
給電ユニット１４のＥＣＵ２０は、ステップＳ８００に続くステップＳ８０２において給電指示情報を受信したか否かを判定する。その結果、給電指示情報が受信された場合には、処理はステップＳ３０８に進み、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔを満たす大きさの伝送電力Ｐが得られるように給電回路１６を制御する。
３－２．効果
上述した図７に示すフローチャートの処理によれば、電動車両の種類（発電装置５２の有無）を考慮した電力補正量Ｐｃ３の算出を含み且つ渋滞情報を考慮した伝送電力Ｐの制御は、サーバ３０のＥＣＵ３４によって主体的に行われる。このように伝送電力Ｐの制御を行う実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
３－３．サーバを主体とした伝送電力Ｐの制御の他の実行例
図７に示す例に代え、サーバ３０のＥＣＵ３４は、車両情報を送信した給電ユニット１４が渋滞発生区間内に位置している場合には、当該給電ユニット１４に対し、ベース値Ｐｔｂに電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ３のみを加算して得られる目標伝送電力Ｐｔを給電指示情報として送信してもよい。
また、目標伝送電力Ｐｔが得られるようにするための給電回路１６の制御（すなわち、給電回路１６への目標伝送電力Ｐｔの指令）は、各給電ユニット１４のＥＣＵ２０によって行われる図７に示す例に代え、例えば通信装置１８を介してサーバ３０のＥＣＵ３４によって行われてもよい。
４．参考例
次に、本発明に関連する伝送電力Ｐの制御の参考例について説明する。図８は、本発明に関連する参考例に係る非接触給電システム１００の構成の一例を模式的に示す図である。この非接触給電システム１００は、サーバ３０を有しない点を除き、図１に示す非接触給電システム１と同様に構成されている。
この参考例に係る目標伝送電力Ｐｔの設定では、渋滞情報に基づく電力補正量Ｐｃ１及びＰｃ２は用いられず、電動車両の種類（発電装置５２の有無）に応じた電力補正量Ｐｃ３のみが用いられる。すなわち、本参考例では、渋滞の発生の有無に関係なく、電子制御ユニット（例えば、ＥＣＵ２０）は、給電区間４を走行する電動車両が発電装置５２を有する場合（例えば、電動車両４０）には、給電区間４を走行する電動車両が発電装置５２を有しない場合（例えば、電動車両６０）と比べて伝送電力Ｐが低くなるように給電回路１６を制御する。
図９は、本参考例に係る伝送電力Ｐの制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。このフローチャートでは、電動車両４０、６０に関する処理については、図４に示す処理と同じである。
各給電ユニット１４に関する処理は、車両情報を受け取った時に開始される。図９では、ＥＣＵ２０は、まずステップＳ３０４において、給電停止要求の有無を判定する。その結果、給電停止要求が受信された場合には、処理はステップＳ９００に進み、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔをゼロに設定する。
一方、ステップＳ３０４において給電停止要求が受信されなかった場合には、処理はステップＳ９０２に進む。ステップＳ９０２では、ＥＣＵ２０は、ベース値Ｐｔｂと電力補正量Ｐｃ３との和を目標伝送電力Ｐｔとして設定する。
ステップＳ９００又はＳ９０２に続くステップＳ３０８では、ＥＣＵ２０は、目標伝送電力Ｐｔを満たす大きさの伝送電力Ｐが得られるように給電回路１６を制御する。
既述したように、発電装置５２を有する電動車両４０では、ＳＯＣが大きく低下しても、自発的に発電を行うことができるため、電欠を回避できる。一方、発電装置５２を有しない電動車両６０では、ＳＯＣが大きく低下すると電欠を招いてしまう。このような参考例の課題に関し、図９に示すフローチャートの処理によれば、発電装置５２を有する電動車両４０に用いられる目標伝送電力Ｐｔは、発電装置５２を有しない電動車両６０に用いられるそれと比べて低くされる。その結果、電動車両４０への伝送電力Ｐが、電動車両６０への伝送電力Ｐと比べて低くなる。これにより、発電装置５２の有無によらずに一律の電力を電動車両４０、６０に供給（伝送）する例と比べて、電動車両４０、６０の双方に供給される電力の合計値を下げつつ、電欠回避のために発電装置５２を有しない電動車両６０に対して多くの電力を効率的に供給できるようになる。
１、１００ 非接触給電システム
２ 走行路
３ 交流電源
４ 給電区間
１０、７０ 給電装置
１２ 給電コイル
１４ 給電ユニット
１６ 給電回路
１８、３２、４８、７２ｃ 通信装置
２０、３４、５０、７２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３０ サーバ
３６ 渋滞情報プロバイダ
４０ 電動車両（発電装置あり）
４２ 電動モータ
４４ 蓄電装置
４６ 受電装置
５２ 発電装置
５４ 受電コイル
６０ 電動車両（発電装置なし）

Claims (9)

  1. 蓄電装置と前記蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する非接触給電システムであって、
    前記電動車両の走行路に沿って設置された複数の給電コイルを含み、前記受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する給電装置と、
    前記走行路の渋滞情報を受信する受信装置と、
    前記複数の給電コイルのそれぞれから前記受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する電子制御ユニットと、
    を備え、
    前記電子制御ユニットは、前記走行路において前記複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力が、前記給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力と比べて高くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする非接触給電システム。
  2. 前記電子制御ユニットは、前記電動車両が前記渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、前記所要時間が短い場合と比べて前記伝送電力が高くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
  3. 前記電子制御ユニットは、前記給電区間を走行する前記電動車両が発電装置を有する場合には、前記給電区間を走行する前記電動車両が前記発電装置を有しない場合と比べて前記伝送電力が低くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触給電システム。
  4. 蓄電装置と前記蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する給電装置であって、
    前記電動車両の走行路に沿って設置され、前記受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する複数の給電コイルと、
    前記走行路の渋滞情報を受信する受信装置と、
    前記複数の給電コイルのそれぞれから前記受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する電子制御ユニットと、
    を備え、
    前記電子制御ユニットは、前記走行路において前記複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力が、前記給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力と比べて高くなるように前記複数のコイルへの通電を制御する
    ことを特徴とする給電装置。
  5. 前記電子制御ユニットは、前記電動車両が前記渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、前記所要時間が短い場合と比べて前記伝送電力が高くなるように前記複数のコイルへの通電を制御する
    ことを特徴とする請求項４に記載の給電装置。
  6. 前記電子制御ユニットは、前記給電区間を走行する前記電動車両が発電装置を有する場合には、前記給電区間を走行する前記電動車両が前記発電装置を有しない場合と比べて前記伝送電力が低くなるように前記複数のコイルへの通電を制御する
    ことを特徴とする請求項４又は５に記載の給電装置。
  7. 蓄電装置と前記蓄電装置に電力を供給する受電装置とを有する電動車両に電力を伝送する給電装置に無線通信ネットワークを介して接続された給電管理サーバであって、
    前記給電装置は、前記電動車両の走行路に沿って設置され、前記受電装置の受電コイルに電力を非接触で伝送する複数の給電コイルを含み、
    前記給電管理サーバは、
    前記走行路の渋滞情報を受信する受信装置と、
    前記複数の給電コイルのそれぞれから前記受電コイルに伝送される電力である伝送電力を制御する電子制御ユニットと、
    を備え、
    前記電子制御ユニットは、前記走行路において前記複数の給電コイルが設置された区間である給電区間に含まれる渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力が、前記給電区間に含まれる非渋滞発生区間内に位置する給電コイルの前記伝送電力と比べて高くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする給電管理サーバ。
  8. 前記電子制御ユニットは、前記電動車両が前記渋滞発生区間を通過するためにかかる所要時間が長い場合には、前記所要時間が短い場合と比べて前記伝送電力が高くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする請求項７に記載の給電管理サーバ。
  9. 前記電子制御ユニットは、前記給電区間を走行する前記電動車両が発電装置を有する場合には、前記給電区間を走行する前記電動車両が前記発電装置を有しない場合と比べて前記伝送電力が低くなるように前記給電装置を制御する
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の給電管理サーバ。
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