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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025007366
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】走行中非接触給電システム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/10 20160101AFI20250109BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20250109BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20250109BHJP
H02J 13/00 20060101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
H02J50/10
H02J7/00 301D
H02J50/40
H02J13/00 301A
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023108717
(22)【出願日】2023-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】橋本 俊哉
(72)【発明者】
【氏名】前村 雅人
(72)【発明者】
【氏名】池村 亮祐
(72)【発明者】
【氏名】津下 聖悟
【テーマコード（参考）】
5G064
5G503
【Ｆターム（参考）】
5G064AC09
5G064CB08
5G064CB12
5G064DA11
5G503AA01
5G503BA02
5G503BB02
5G503FA06
5G503GB08
(57)【要約】
【課題】複数の配送車両の電力需要を踏まえた発電量を確保することができる走行中非接触給電システムを提供すること。
【解決手段】本発明の走行中非接触給電システムは、給電レーンを走行中の車両側受電装置を搭載した車両に、道路側給電装置から非接触給電して、車両に搭載された蓄電装置を充電する走行中非接触給電システムであって、所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得し、車両情報から複数の配送車両のそれぞれの車両情報に基づいて、複数の配送車両の合計要求発電量を算出し、算出した合計要求発電量を所定期間における発電設備での発電計画に反映する制御を実施する制御装置を備える。
【選択図】図９
【解決手段】本発明の走行中非接触給電システムは、給電レーンを走行中の車両側受電装置を搭載した車両に、道路側給電装置から非接触給電して、車両に搭載された蓄電装置を充電する走行中非接触給電システムであって、所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得し、車両情報から複数の配送車両のそれぞれの車両情報に基づいて、複数の配送車両の合計要求発電量を算出し、算出した合計要求発電量を所定期間における発電設備での発電計画に反映する制御を実施する制御装置を備える。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給電レーンを走行中の車両側受電装置を搭載した車両に、道路側給電装置から非接触給電して、前記車両に搭載された蓄電装置を充電する走行中非接触給電システムであって、
所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得し、前記車両情報から前記複数の配送車両のそれぞれの前記車両情報に基づいて、前記複数の配送車両の合計要求発電量を算出し、算出した前記合計要求発電量を前記所定期間における発電設備での発電計画に反映する制御を実施する制御装置を備えることを特徴とする走行中非接触給電システム。
所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得し、前記車両情報から前記複数の配送車両のそれぞれの前記車両情報に基づいて、前記複数の配送車両の合計要求発電量を算出し、算出した前記合計要求発電量を前記所定期間における発電設備での発電計画に反映する制御を実施する制御装置を備えることを特徴とする走行中非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走行中非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数の給電レーンを備える走行中給電装置において、バッテリの残存容量が少ない車両は電力量が多くなる給電レーンの走行を指示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－２４４５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
給電レーンでの車両の走行中給電での電力需要が増えると、その電力需要に応じた発電設備での発電量が必要となるため事前の電力需要の予測が大事であり、将来の行動予測を行い易い配送車両の電力需要を踏まえた発電量を確保することが望まれる。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の配送車両の電力需要を踏まえた発電量を確保することができる走行中非接触給電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る走行中非接触給電システムは、給電レーンを走行中の車両側受電装置を搭載した車両に、道路側給電装置から非接触給電して、前記車両に搭載された蓄電装置を充電する走行中非接触給電システムであって、所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得し、前記車両情報から前記複数の配送車両のそれぞれの前記車両情報に基づいて、前記複数の配送車両の合計要求発電量を算出し、算出した前記合計要求発電量を前記所定期間における発電設備での発電計画に反映する制御を実施する制御装置を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明に係る走行中非接触給電システムは、複数の配送車両の電力需要を踏まえた発電量を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明に係る走行中非接触給電システムの実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0010】
図１は、実施形態におけるワイヤレス電力伝送システム１を示す模式図である。ワイヤレス電力伝送システム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）１は、走行中非接触給電システムであって、供給設備２と、車両３とを備える。供給設備２は、走行中の車両３に非接触で電力を供給する設備である。車両３は、外部電源から供給された電力を充電可能な電動車両であり、例えば電気自動車（ＢＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などである。
【0011】
このワイヤレス電力伝送システム１は、供給設備２から車両３へ磁界共振結合（磁界共鳴）によるワイヤレス電力伝送を行う。ワイヤレス電力伝送システム１は、道路４上を走行中の車両３に対して供給設備２から非接触で電力を伝送する。つまり、ワイヤレス電力伝送システム１は、磁界共鳴方式により電力を伝送するものであり、磁界共振結合（磁界共鳴）を用いて車両３への走行中給電を実現するものである。ワイヤレス電力伝送システム１は、ダイナミックワイヤレス電力伝送（Ｄ－ＷＰＴ）システムや、磁界ダイナミックワイヤレス電力伝送（ＭＦ－Ｄ－ＷＰＴ）システムと表現できる。
【0012】
供給設備２は、道路側給電装置である供給装置５と、供給装置５に電力を供給する交流電源６とを備える。供給装置５は、交流電源６から供給された電力を車両３に非接触で伝送する。交流電源６は、例えば、発電所などの発電設備から電力網を介して電力が供給される商用電源である。この供給装置５は、一次コイル１１を有する送電装置１０を備える。
【0013】
供給装置５は、一次コイル１１を含むセグメント７と、セグメント７を管理する管理装置８とを備える。セグメント７は、道路４の車線内に埋め込まれている。管理装置８は、道路４の脇に設置されている。セグメント７は、管理装置８と電気的に接続されている。管理装置８は、交流電源６と電気的に接続されており、交流電源６の電力をセグメント７に供給する。セグメント７は、管理装置８を介して交流電源６と電気的に接続される。このセグメント７は、道路４の車線に沿って複数配置することが可能である。例えば供給装置５は、図１に示すように、道路４内で車線に沿って並んで設置された三つのセグメント７と、三つのセグメント７が接続された一つの管理装置８とを備える。セグメント７は、供給装置５から車両３へと非接触で電力を伝送する機能を有する。管理装置８は、セグメント７におけるワイヤレス電力伝送を制御する機能を有する。
【0014】
車両３は、二次コイル２１を有する車両側受電装置である受電装置２０を備える。受電装置２０は、車両３の車体底部に設けられている。一次コイル１１が設置された道路４上を車両３が走行する際、地上側の一次コイル１１と車両側の二次コイル２１とが上下方向に対向する。ワイヤレス電力伝送システム１は、車両３が道路４上を走行中に、送電装置１０の一次コイル１１から受電装置２０の二次コイル２１に非接触で電力を伝送する。
【0015】
この説明における走行中とは、車両３が走行のために道路４上に位置する状態を意味する。走行中には、車両３が道路４上で一時的に停止している状態も含まれる。例えば信号待ちなどによって車両３が道路４上で停止している状態も走行中に含まれる。一方で、車両３が道路４上に位置する状態であっても、例えば車両３が駐停車している場合には、走行中に含まれない。
【0016】
また、この説明では、一次コイル１１（セグメント７）が埋め込まれた車線のことを給電レーンであるＤ－ＷＰＴレーンと記載し、道路４の一部区間であって供給装置５によるワイヤレス電力伝送が可能な場所のことをＤ－ＷＰＴ充電サイトと記載する場合がある。Ｄ－ＷＰＴレーンとＤ－ＷＰＴ充電サイトとでは、道路４の所定区間に亘り複数の一次コイル１１（複数のセグメント７）が車両３の進行方向（矢印Ｂ方向）に並んで設置されている。
【0017】
図２は、ワイヤレス電力伝送システム１の全体構成を示す図である。供給設備２では、供給装置５と交流電源６とが電気的に接続されている。供給装置５では、セグメント７と管理装置８とが電気的に接続されている。
【0018】
供給装置５は、管理装置８に設けられた構成と、セグメント７に設けられた構成とを含む。供給装置５は、送電装置１０と、送電ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１０と、第１通信装置１２０と、第２通信装置１３０と、異物検知装置１４０とを備える。
【0019】
送電装置１０は、交流電源６に接続された電気回路を含む。送電装置１０は、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）回路２１０と、インバータ（ＩＮＶ）２２０と、フィルタ回路２３０と、送電側共振回路２４０とを備える。
【0020】
ＰＦＣ回路２１０は、交流電源６から入力される交流電力の力率を改善し、その交流電力を直流電力に変換してインバータ２２０に出力する。このＰＦＣ回路２１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含んで構成される。ＰＦＣ回路２１０は交流電源６と電気的に接続されている。
【0021】
インバータ２２０は、ＰＦＣ回路２１０から入力された直流電力を交流電力に変換する。インバータ２２０の各スイッチング素子はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などにより構成されており、送電ＥＣＵ１１０からの制御信号に応じてスイッチング動作を行う。例えばインバータ２２０の駆動周波数は８５ｋＨｚである。インバータ２２０は、変換した交流電力をフィルタ回路２３０に出力する。
【0022】
フィルタ回路２３０は、インバータ２２０から入力される交流電流に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された交流電力を送電側共振回路２４０に供給する。フィルタ回路２３０は、コイルとコンデンサとを組み合わせたＬＣフィルタである。例えばフィルタ回路２３０は二つのコイルと一つのコンデンサとがＴ形に配置されたＴ型フィルタにより構成される。ＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０とフィルタ回路２３０とは、送電装置１０の電力変換部１２を構成する。
【0023】
送電側共振回路２４０は、フィルタ回路２３０から供給された交流電力を非接触にて受電装置２０に伝送する送電部である。フィルタ回路２３０から送電側共振回路２４０に交流電力が供給されると、一次コイル１１に電流が流れ、送電のための磁界が発生する。
【0024】
送電側共振回路２４０は、一次コイル１１と、共振コンデンサとを備える。一次コイル１１は送電コイルである。この共振コンデンサは一次コイル１１の一方端に直列に接続され、送電側共振回路の共振周波数を調整する。この共振周波数は１０ｋＨｚ～１００ＧＨｚであり、好ましくは８５ｋＨｚである。例えば送電装置１０は、送電側共振回路２４０の共振周波数とインバータ２２０の駆動周波数とが一致するように構成されている。送電側共振回路２４０は、送電装置１０の一次装置１３を構成する。
【0025】
送電装置１０は、電力変換部１２と、一次装置１３とを備える。電力変換部１２は、ＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０とフィルタ回路２３０とを含む。一次装置１３は、送電側共振回路２４０を含む。送電装置１０は、電力変換部１２が管理装置８に設けられ、一次装置１３がセグメント７に設けられた構成を有する。
【0026】
供給装置５では、送電装置１０の電力変換部１２と、送電ＥＣＵ１１０と、第１通信装置１２０とが管理装置８に設けられており、送電装置１０の一次装置１３と、第２通信装置１３０と、異物検知装置１４０とがセグメント７に設けられている。
【0027】
送電ＥＣＵ１１０は、供給装置５を制御する電子制御装置である。送電ＥＣＵ１１０は、プロセッサと、メモリとを備える。プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及び、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などからなる。メモリは、主記憶装置であって、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる。送電ＥＵＣ１１０は、記憶部に格納されたプログラムをメモリ（主記憶装置）の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。記憶部は、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）、及び、リムーバブルメディアなどの記録媒体から構成される。リムーバブルメディアとしては、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）のようなディスク記録媒体が挙げられる。記憶部には、オペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル、及び、各種データベースなどが格納可能である。各種センサからの信号が送電ＥＣＵ１１０に入力される。異物検知装置１４０からの信号が送電ＥＣＵ１１０に入力される。そして、送電ＥＣＵ１１０は各種センサから入力された信号に基づいて各種制御を実行する。
【0028】
例えば送電ＥＣＵ１１０は、送電用電力を調整する電力制御を実行する。この電力制御において、送電ＥＣＵ１１０は送電装置１０を制御する。送電ＥＣＵ１１０は、電力変換部１２から一次装置１３に供給される電力を制御するために、電力変換部１２に制御信号を出力する。送電ＥＣＵ１１０は、ＰＦＣ回路２１０に含まれるスイッチング素子を制御して送電用電力を調整するとともに、インバータ２２０に含まれるスイッチング素子を制御して送電用電力を調整する。
【0029】
また、送電ＥＣＵ１１０は、車両３との通信を制御する通信制御を実行する。通信制御において、送電ＥＣＵ１１０は第１通信装置１２０と第２通信装置１３０とを制御する。
【0030】
第１通信装置１２０は、広域無線通信を行う道路側（地上側）の通信装置である。第１通信装置１２０は、道路４を走行中の車両３のうち、Ｄ－ＷＰＴレーンに接近する前の車両３との間で無線通信を行う。Ｄ－ＷＰＴレーンに接近する前の状態とは、車両３が供給装置５との間で狭域無線通信を行えない位置にいることをいう。
【0031】
広域無線通信は、通信距離が１０メートルから１０キロメートルの通信である。広域無線通信は、狭域無線通信に比べて通信距離が長い通信である。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができる。例えば３ＧＰＰ（登録商標）及びＩＥＥＥによって策定された４Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇ、及び、ＷｉＭＡＸなどの通信規格に準拠した通信が広域無線通信に用いられる。ワイヤレス電力伝送システム１では、広域無線通信を利用して、車両識別情報（車両ＩＤ）と紐づけられた車両情報が車両３から供給装置５に送信される。
【0032】
第２通信装置１３０は、狭域無線通信を行う道路側（地上側）の通信装置である。第２通信装置１３０は、道路４を走行中の車両３のうち、Ｄ－ＷＰＴレーンに接近または進入した車両３との間で無線通信を行う。Ｄ－ＷＰＴレーンに接近した状態とは、車両３が供給装置５との間で狭域無線通信を行うことが可能な位置にいることをいう。
【0033】
狭域無線通信は、通信距離が１０メートル未満の通信である。狭域無線通信は、広域無線通信に比べて通信距離が短い通信である。狭域無線通信としては、通信距離が短い種々の近距離無線通信を用いることができる。例えば、ＩＥＥＥ、ＩＳＯ、及び、ＩＥＣなどによって策定された任意の通信規格に準拠した通信が狭域無線通信に用いられる。一例として、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及び、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などが狭域無線通信に用いられる。あるいは、狭域無線通信を行うための技術としては、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）や、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などが用いられてもよい。ワイヤレス電力伝送システム１では、狭域無線通信を利用して、車両識別情報などが車両３から供給装置５に送信される。
【0034】
異物検知装置１４０は、一次コイル１１の上方に存在する金属異物や生体などを検知する。異物検知装置１４０は、例えば、地上に設置されたセンサコイルや撮像装置などにより構成される。異物検知装置１４０は、ワイヤレス電力伝送システム１における異物検知機能（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：ＦＯＤ）や生体保護機能（Ｌｉｖｉｎｇ Ｏｂｊｅｃｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ：ＬＯＰ）を発揮するためのものである。
【0035】
供給装置５では、送電装置１０の構成がセグメント７と管理装置８とに分かれて配置されているとともに、三つのセグメント７が一つの管理装置８に接続されている。送電装置１０は、一つのインバータが三つの送電側共振回路２４０に電力を供給するように構成されている。また、供給装置５では、各セグメント７からの信号が管理装置８に入力される。第１セグメントに設けられた第２通信装置１３０および異物検知装置１４からの信号が送電ＥＣＵ１１０に入力される。同様に、第２セグメントに設けられた第２通信装置１３０および異物検知装置１４からの信号が送電ＥＣＵ１１０に入力される。第３セグメントに設けられた第２通信装置１３０および異物検知装置１４からの信号が送電ＥＣＵ１１０に入力される。送電ＥＣＵ１１０は各セグメント７から入力された信号に基づいて各セグメント７の状態を把握することができる。
【0036】
車両３は、受電装置２０と、充電リレー３１０と、バッテリ３２０と、車両ＥＣＵ３３０と、第３通信装置３４０と、第４通信装置３５０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機３６０とを備える。
【0037】
受電装置２０は、送電装置１０から受け取った電力をバッテリ３２０に供給する。受電装置２０は充電リレー３１０を介してとバッテリ３２０と電気的に接続される。受電装置２０は、受電側共振回路４１０と、フィルタ回路４２０と、整流回路４３０とを備える。
【0038】
受電側共振回路４１０は、送電装置１０から非接触で伝送された電力を受け取る受電部である。受電側共振回路４１０は、二次コイル２１と、共振コンデンサとを備えた受電側共振回路により構成される。二次コイル２１は、一次コイル１１から非接触にて伝送された電力を受け取る受電コイルである。この共振コンデンサは、二次コイル２１の一方端に直列に接続され、受電側共振回路の共振周波数を調整する。受電側共振回路４１０の共振周波数は、送電側共振回路２４０の共振周波数と一致するように定められている。
【0039】
受電側共振回路４１０は、共振周波数が送電側共振回路２４０の共振周波数と同じである。そのため、受電側共振回路４１０が送電側共振回路２４０と対向した状態で送電側共振回路２４０による磁界が発生すると、磁界の振動が受電側共振回路４１０に伝達する。一次コイル１１と二次コイル２１とが共振状態となる。電磁誘導によって二次コイル２１に誘導電流が流れると、受電側共振回路４１０に誘導起電力が発生する。このようにして、送電側共振回路２４０から非接触で伝送された電力を受電側共振回路４１０が受け取る。そして、受電側共振回路４１０は、送電側共振回路２４０から受け取った電力をフィルタ回路４２０に供給する。受電側共振回路４１０は、受電装置２０の二次装置２２を構成する。
【0040】
フィルタ回路４２０は、受電側共振回路４１０から入力される交流電流に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された交流電力を整流回路４３０に出力する。フィルタ回路４２０は、コイルとコンデンサとを組み合わせたＬＣフィルタである。例えば、フィルタ回路４２０は、二つのコイルと一つのコンデンサとがＴ形に配置されたＴ型フィルタにより構成される。
【0041】
整流回路４３０は、フィルタ回路４２０から入力された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３２０に出力する。整流回路４３０は、例えば、整流素子として４つのダイオードがフルブリッジ接続されたフルブリッジ回路により構成されている。整流回路４３０の各ダイオードには、スイッチング素子が並列接続されている。整流回路４３０の各スイッチング素子は、ＩＧＢＴにより構成されており、車両ＥＣＵ３３０からの制御信号に応じてスイッチング動作を行う。整流回路４３０は、変換した直流電力をバッテリ３２０に供給する。また、整流回路４３０は、供給装置５から非接触給電されてバッテリ３２０に供給する電力を制御するためのスイッチング素子を有する電力制御装置である。フィルタ回路４２０と整流回路４３０とは、受電装置２０の電力変換部２３を構成する。
【0042】
受電装置２０は、二次装置２２と電力変換部２３とを備える。二次装置２２は、受電側共振回路４１０を含む。電力変換部２３は、フィルタ回路４２０と整流回路４３０とを含む。
【0043】
充電リレー３１０は、整流回路４３０とバッテリ３２０との間に設けられている。充電リレー３１０は、車両ＥＣＵ３３０によって開閉状態が制御される。送電装置１０によるバッテリ３２０の充電時に、充電リレー３１０は閉状態に制御される。充電リレー３１０が閉状態である場合には、整流回路４３０とバッテリ３２０との間が通電可能に接続される。充電リレー３１０が開状態である場合には、整流回路４３０とバッテリ３２０との間が通電不能に遮断される。例えば、充電リレー３１０が開状態にある場合、車両３は給電要求をしない。
【0044】
バッテリ３２０は、充電が可能な直流電源であり、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蓄電装置である。バッテリ３２０は、送電装置１０から受電装置２０に供給された電力を蓄える。また、バッテリ３２０は、車両３の走行用モータに電力を供給することができる。バッテリ３２０は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を介して走行用モータと電気的に接続されている。ＰＣＵは、バッテリ３２０の直流電力を交流電力に変換して走行用モータに供給する電力変換装置である。ＰＣＵの各スイッチング素子は、ＩＧＢＴにより構成されており、車両ＥＣＵ３３０からの制御信号に応じてスイッチング動作を行う。
【0045】
車両ＥＣＵ３３０は、車両３を制御する電子制御装置である。車両ＥＣＵ３３０は、ハードウェア構成としては送電ＥＣＵ１１０と同様に構成されている。車両３に搭載された各種センサからの信号が、車両ＥＣＵ３３０に入力される。また、車両ＥＣＵ３３０には、ＧＰＳ受信機３６０が受信した測位信号が入力される。車両ＥＣＵ３３０は、ＧＰＳ受信機３６０から車両３の現在位置情報を取得することができる。そして、車両ＥＣＵ３３０は、各種センサから入力された信号に基づいて各種制御を実行する。
【0046】
例えば、車両ＥＣＵ３３０は、一次コイル１１から二次コイル２１に非接触で電力を伝送し、二次コイル２１が受け取った電力をバッテリ３２０に蓄える非接触充電制御を実行する。非接触充電制御において、車両ＥＣＵ３３０は、整流回路４３０と充電リレー３１０と第３通信装置３４０と第４通信装置３５０とを制御する。非接触充電制御には、充電用電力を制御する電力制御と、供給装置５との間の通信を制御する通信制御とが含まれる。電力制御において、車両ＥＣＵ３３０は、整流回路４３０に含まれるスイッチング素子を制御して、受電装置２０からバッテリ３２０に供給される電力（充電用電力）を調整する。通信制御において、車両ＥＣＵ３３０は、第３通信装置３４０と第４通信装置３５０とを制御する。
【0047】
第３通信装置３４０は、広域無線通信を行う車両側の通信装置である。第３通信装置３４０は、道路４上を走行中の車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近する前の状態おいて、供給装置５の第１通信装置１２０との間で無線通信を行う。広域無線通信は、双方向無線通信である。第１通信装置１２０と第３通信装置３４０との間の通信は、高速無線通信で行われる。
【0048】
第４通信装置３５０は、狭域無線通信を行う車両側の通信装置である。第４通信装置３５０は、車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近または進入した状態において、供給装置５の第２通信装置１３０との間で無線通信を行う。狭域無線通信は、単方向無線シグナリングである。単方向無線シグナリングは、Ｐ２ＰＳ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）である。Ｐ２ＰＳは、ペアリング、位置合わせチェック、磁気結合チェック、電力伝送の終了、及び、電力伝送の終了の各アクティビティにおいて、車両３から供給装置５に車両識別情報を通知するために使用される。また、Ｐ２ＰＳは、横方向の位置合わせチェックの手段（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｃｈｅｃｋ）として使用できる。横方向とは、車線の幅方向のことであり、車両３の幅方向のことである。
【0049】
ＧＰＳ受信機３６０は、複数の測位衛星から得られる測位情報に基づいて、車両３の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機３６０によって検出された車両３の現在位置情報は、車両ＥＣＵ３３０に送信される。
【0050】
なお、供給装置５においてフィルタ回路２３０は、セグメント７ではなく管理装置８に含まれてもよい。すなわち、フィルタ回路２３０は道路４の脇に設置されてもよい。この場合、電力変換部１２はＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０とフィルタ回路２３０とを含み、一次装置１３は送電側共振回路２４０を含む。
【0051】
また、フィルタ回路２３０は、一次コイル１１に対して個別に設けられてもよく、あるいは、複数の一次コイル１１に一括に設けられてもよい。
【0052】
また、フィルタ回路２３０は、Ｔ型フィルタに限定されず、例えば、コイルとコンデンサとが直列に接続されたバンドパスフィルタであってよい。これは、車両３のフィルタ回路４２０についても同様である。
【0053】
また、送電装置１０では、インバータ２２０が複数の一次コイル１１に接続する上で、通電対象となる一次コイル１１を切り替える切替スイッチが、それぞれの一次装置１３に設けられてもよい。この切替スイッチは、道路４の脇の管理装置８に設けられてもよく、一次コイル１１の付近に設けられてもよい。
【0054】
また、送電側共振回路２４０は、一次コイル１１と共振コンデンサとが直列に接続された構成に限定されない。一次コイル１１と共振コンデンサとが並列に接続されてもよく、あるいは、並列と直列の組み合せたものであってもよい。要するに、送電側共振回路２４０は、送電側共振回路２４０の共振周波数がインバータ２２０の駆動周波数と一致するように構成されていればよく、その構成要素の接続関係は特に限定されない。これは、車両３の受電側共振回路４１０についても同様である。
【0055】
また、インバータ２２０の駆動周波数は８５ｋＨｚに限らず、８５ｋＨｚ付近の周波数であってもよい。要するに、インバータ２２０の駆動周波数は８５ｋＨｚを含む所定の周波数帯であってもよい。
【0056】
また、送電装置１０は、ＰＦＣ回路２１０の出力側電力ライン（直流電力ライン）に対して、複数のインバータ２２０が接続された構成であってもよい。
【0057】
また、異物検知装置１４０は、地上側に限らず、車両３側にも設けられてもよい。例えば車両３側の異物検知装置が一次コイル１１の上方に存在する異物や生体などを検知した場合、車両３がその一次コイル１１を通りすぎるまで給電要求を止めるように構成することができる。
【0058】
また、ワイヤレス電力伝送システム１では、狭域無線通信を利用して車両３から供給装置５に送信される情報には、車両識別情報の他に、給電要求や、給電電力要求値などが含まれる。給電要求は、一次コイル１１からの電力伝送を要求することを示す情報である。給電電力要求値は、供給装置５から車両３へ伝送される電力量の要求値である。車両ＥＣＵ３３０は、バッテリ３２０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）に基づいて給電電力要求値を算出することができる。
【0059】
また、ワイヤレス電力伝送システム１は、地上から車両３への給電方法に限らず、車両３から地上への給電方法を実現することも可能である。この場合、整流回路４３０は、インバータに置き換え、電力供給や受電時の整流を実現できる。
【0060】
図３は、ワイヤレス電力伝送システム１における広域無線通信を説明するための模式図である。
【0061】
ワイヤレス電力伝送システム１では、車両３がサーバ３０と通信可能であるとともに、供給装置５がサーバ３０と通信可能である。サーバ３０は、ネットワーク４０に接続されており、ネットワーク４０を介して複数の車両３及び複数の供給装置５と通信可能である。ネットワーク４０は、インターネットなどの公衆通信網であるＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や携帯電話の電話通信網などにより構成されている。
【0062】
車両３は、第３通信装置３４０を用いた広域無線通信によってネットワーク４０に接続する。車両３はサーバ３０に情報を送信し、サーバ３０からの情報を受信する。
【0063】
供給装置５は、第１通信装置１２０を用いた広域無線通信によってネットワーク４０に接続する。供給装置５はサーバ３０に情報を送信し、サーバ３０からの情報を受信する。
【0064】
図４は、送電ＥＣＵ１１０の機能構成を示すブロック図である。送電ＥＣＵ１１０は、第１通信制御部５１０と、第２通信制御部５２０と、送電制御部５３０と、情報共有部と、判定部とを備える。
【0065】
第１通信制御部５１０は、第１通信装置１２０を制御する第１通信制御を実行する。第１通信制御は、供給装置５側の広域無線通信を制御するものであり、第１通信装置１２０を用いた供給装置５の通信を制御する。すなわち、第１通信制御は、供給装置５のうちの管理装置８の通信を制御する。第１通信制御は、供給装置５とネットワーク４０との間の通信を制御するとともに、ネットワーク４０を介した供給装置５とサーバ３０との間の通信を制御する。第１通信制御部５１０は、ＳＥＣＣ（Ｓｕｐｐｌｙ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【0066】
第２通信制御部５２０は、第２通信装置１３０を制御する第２通信制御を実行する。第２通信制御は、供給装置５側の狭域無線通信を制御するものであり、第２通信装置１３０を用いた供給装置５の通信を制御する。すなわち、第２通信制御は、供給装置５のうちのセグメント７の通信を制御する。第２通信制御は、ネットワーク４０を介さない通信として、供給装置５と車両３との間の通信を制御する。第２通信制御部５２０は、ＰＤＣＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【0067】
送電制御部５３０は、送電装置１０を制御する送電制御を実行する。送電制御は、送電用電力を制御するものであり、送電装置１０の電力変換部１２を制御する。送電制御部５３０は、ＰＦＣ回路２１０とインバータ２２０とを制御する電力制御を実行する。
【0068】
情報共有部は、複数の車線にそれぞれ設置された供給装置５間で、互いに取得した車両３に関する情報を共有可能な供給手段である。車両３に関する情報には、例えば、車両識別情報が含まれる。
【0069】
判定部は、情報共有部によって共有した車両３に関する情報に基づいて、車両３が走行している車線を判定する判定手段である。
【0070】
図５は、車両ＥＣＵ３３０の機能構成を示すブロック図である。車両ＥＣＵ３３０は、第３通信制御部６１０と、第４通信制御部６２０と、充電制御部６３０とを備える。
【0071】
第３通信制御部６１０は、第３通信装置３４０を制御する第３通信制御を実行する。第３通信制御は、車両３側の広域無線通信を制御するものであり、第３通信装置３４０を用いた車両３の通信を制御する。第３通信制御は、車両３とネットワーク４０との間の通信を制御するとともに、ネットワーク４０を介した車両３とサーバ３０との間の通信を制御する。第３通信制御部６１０は、ＥＶＣＣ（ＥＶ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【0072】
第４通信制御部６２０は、第４通信装置３５０を制御する第４通信制御を実行する。第４通信制御は、車両３側の狭域無線通信を制御するものであり、第４通信装置３５０を用いた車両３の通信を制御する。第４通信制御は、ネットワーク４０を介さない通信として、車両３と供給装置５との間の通信を制御する。第４通信制御部６２０は、ＳＤＣＣ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）である。
【0073】
充電制御部６３０は、受電装置２０と充電リレー３１０とを制御する充電制御を実行する。充電制御は、受電装置２０における受電電力を制御する電力制御と、二次装置２２とバッテリ３２０との接続状態を制御するリレー制御とを含む。充電制御部６３０は、整流回路４３０を制御する電力制御を実行する。充電制御部６３０は、充電リレー３１０の開閉状態を切り替えるリレー制御を実行する。
【0074】
このように構成されたワイヤレス電力伝送システム１では、車両３と供給装置５との間での無線通信が確立された状態において、供給装置５から車両３へのワイヤレス電力伝送が行われる。無線通信により車両３と供給装置５とのペアリングが行われた状態において、地上側の一次コイル１１から車両側の二次コイル２１へ非接触で電力が伝送される。そして、車両３では、二次コイル２１が受け取った電力をバッテリ３２０に供給する充電制御が行われる。
【0075】
次に、図６を参照して、電力伝送プロセス（Ｄ－ＷＰＴプロセス）について説明する。電力伝送プロセスは、複数のアクティビティの連鎖として構造化されており、状態と対応する遷移とから導かれるプロセスである。
【0076】
図６は、電力伝送プロセスを説明するための図である。図６には、電力伝送プロセスを説明するための基本的なアクティビティが示されている。図６に示す太い矢印は、遷移線を表す。電力伝送プロセスにおけるワイヤレス電力伝送システム１の状態は、電力伝送プロセスを構成するアクティビティにより表される。
【0077】
電力伝送プロセスを構成するアクティビティは、電力伝送を行う段階のアクティビティである電力伝送サービスセッション（Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０）と、電力伝送を行う前の段階のアクティビティと、電力伝送を行った後の段階のアクティビティとを含む。また、アクティビティは、供給装置５と車両３との間での通信の有無に応じて、その動作主体を分けて説明することができる。アクティビティは、通信なしの供給装置５側のみの状態を表すものと、通信なしの車両３側のみの状態を表すものと、通信ありの供給装置５と車両３との両方の状態を表すものとに分けられる。
【0078】
図６に示すように、アクティビティは、マスタ電源がオン状態（Ｍａｓｔｅｒ ｐｏｗｅｒ Ｏｎ）Ａ１０と、準備（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）Ａ２０と、車両３からの要求待ち（Ｗａｉｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｄ－ＷＰＴ ｓｅｒｖｉｃｅ ｒｅｑｕｅｓｔ）Ａ３０と、マスタ電源がオン状態（Ｍａｓｔｅｒ ｐｏｗｅｒ Ｏｎ）Ａ４０と、準備（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）Ａ５０と、通信設定（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｅｔｕｐ）及びＤ－ＷＰＴサービスの要求（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｄ－ＷＰＴ ｓｅｒｖｉｃｅ）Ａ６０と、Ｄ－ＷＰＴサービスセッション（Ｄ－ＷＰＴ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｓｓｉｏｎ）Ａ７０と、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了（Ｔｅｒｍｉｎａｔｅ Ｄ－ＷＰＴ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｓｓｉｏｎ）Ａ８０と、を含む。
【0079】
準備Ａ２０は、供給装置５の準備状態である。準備Ａ２０において、供給装置５は、車両３との通信なしに回路の起動と安全確認とを行う。供給装置５は、マスタ電源がオン状態Ａ１０になると準備Ａ２０の状態に遷移する。そして、準備Ａ２０において供給装置５が回路を起動して安全を確認できた場合、状態は車両３からの要求待ちＡ３０に遷移する。一方、供給装置５に問題がある場合、供給装置５は、広域無線通信によって、ワイヤレス電力伝送システム１を利用できないことを示す情報（利用不可通知）を車両３に通知する。第１通信装置１２０は、利用不可通知を車両３に送信する。
【0080】
準備Ａ５０は、車両３の準備状態である。準備Ａ５０において、車両３は、供給装置５との通信なしに回路の起動と安全確認とを行う。車両３は、マスタ電源がオン状態Ａ４０になると準備Ａ５０の状態に遷移する。そして、準備Ａ５０において車両３が回路を起動して安全を確認できた場合、状態は通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０に遷移する。一方、車両３に問題がある場合、車両３は広域無線通信を開始せず、Ｄ－ＷＰＴプロセスにおける以降のシーケンスを行わない。
【0081】
通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０は、車両ＥＣＵ３３０によって開始される。通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０において、車両ＥＣＵ３３０は、広域無線通信を開始する。まず、車両３が準備Ａ５０から通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０に遷移すると、第３通信装置３４０は、Ｄ－ＷＰＴサービスの要求信号を送信する。第３通信装置３４０は、車両３が進入予定または進入したＤ－ＷＰＴレーンに対応する第１通信装置１２０と無線通信を行う。通信対象の第１通信装置１２０は、車両３の現在位置とＤ－ＷＰＴレーンの位置との相対的な位置関係に基づいて選択される。供給装置５側では、車両３からの要求待ちＡ３０の状態において、第１通信装置１２０がＤ－ＷＰＴサービスの要求信号を受信すると、状態は通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０に遷移する。広域無線通信とＰ２ＰＳ通信との各種情報は、車両識別情報を用いてリンクされている。この通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０の処理シーケンスを図７に示す。
【0082】
図７は、車両３と供給装置５との間で広域無線通信を用いた通信を実施する場合を示すシーケンス図である。車両３は、車両情報をサーバ３０に送信する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、車両３の第３通信装置３４０は車両情報をサーバ３０に送信する。車両情報は、車両識別情報と、受電装置２０の各種パラメータと、車両３の現在位置情報と、要求電力量とを含む。車両ＥＣＵ３３０は、バッテリ３２０のＳＯＣに基づいて要求電力量を算出する。ステップＳ１１において、車両ＥＣＵ３３０は、所定時間ごとに第３通信装置３４０から車両情報を送信させる。所定時間は、車両３の現在位置からＤ－ＷＰＴレーンの始点までの距離に応じて設定される。車両３からＤ－ＷＰＴレーンの始点までの距離が短いほど、所定時間の間隔は短くなる。
【0083】
サーバ３０は、車両３からの車両情報を受信すると、車両情報に含まれる車両３の現在位置情報に基づいて、供給装置５の近傍領域内に位置する車両３の車両識別情報を特定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、サーバ３０は、車両３の現在位置情報と供給装置５の位置情報とに基づいて、供給装置５から所定の近傍領域内に位置する車両３を特定する。近傍領域は、例えば、５００メートル以内の領域に設定される。
【0084】
サーバ３０は、車両３の車両識別情報を特定すると、車両情報を供給装置５に送信する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、サーバ３０の送信装置は、車両情報を供給装置５に送信する。
【0085】
供給装置５は、サーバ３０からの車両情報を受信すると、識別情報リストへの車両識別情報の登録・消去を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、送電ＥＣＵ１１０は、車両情報に紐づいた車両識別情報が過不足なく識別情報リストに登録された状態になるように、識別情報リストへの車両識別情報の登録・消去を行う。
【0086】
供給装置５は、識別情報リストへの車両識別情報の登録・消去を行うと、識別情報リストに登録されている車両識別情報をサーバ３０に送信する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、供給装置５の第１通信装置１２０は、車両識別情報をサーバ３０へ送信する。
【0087】
そして、サーバ３０は、供給装置５からの車両識別情報を受信すると、識別情報リストに登録されている車両識別情報に対応する車両３へリスト登録通知を送信する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において、サーバ３０の通信装置は、リスト登録通知を車両３に送信する。リスト登録通知は、車両識別情報が識別情報リストに登録されている旨を示す通知であり、供給装置５の識別情報と供給装置５の位置情報とを含む。
【0088】
このように、車両３が広域無線通信を開始して、供給装置５と車両３とがともに通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０の状態になると、広域無線通信による通信設定が成功したこととなる。この通信設定の成功により、状態は、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０に遷移する。
【0089】
図６に戻る。Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０は、供給装置５と車両３との間で通信接続が確立された状態において、供給装置５の送電側共振回路２４０から車両３の受電側共振回路４１０へと非接触にて電力を伝送する。Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０は、通信設定の成功から始まり、通信の終了により終了する。Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０の状態において通信が終了すると、状態は、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了Ａ８０に遷移する。
【0090】
Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了Ａ８０では、車両３は供給装置５との広域無線通信を終了する。車両３と供給装置５とは、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０の終了のトリガを受信できる。そして、車両ＥＣＵ３３０は、第３通信装置３４０が次の通知（Ｄ－ＷＰＴサービスの要求信号）を受信するまで、二次装置２２と車両３とに対してＤ－ＷＰＴが開始されないようにする。
【0091】
ここで、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０の詳細なアクティビティについて説明する。
【0092】
Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０は、互換性チェック（Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｃｈｅｃｋ）及びサービス認証（Ｓｅｒｖｉｃｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）Ａ１１０と、車両横方向の詳細な位置合わせ（Ｆｉｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）Ａ１２０と、ペアリング（Ｐａｉｒｉｎｇ）及び位置合わせチェック（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｃｈｅｃｋ）Ａ１３０と、磁気結合チェック（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｃｈｅｃｋ）Ａ１４０と、電力伝送の実行（Ｐｅｒｆｏｒｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）Ａ１５０と、スタンバイ（Ｓｔａｎｄ－ｂｙ）Ａ１６０と、電力伝送の終了（Ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）Ａ１７０と、を含む。
【0093】
互換性チェック及びサービス認証Ａ１１０について説明する。通信設定が成功した後、車両ＥＣＵ３３０及び送電ＥＣＵ１１０は、一次装置１３と二次装置２２とが互換性を有することを確認する。互換性チェックは、供給装置５側で、通信により取得した車両識別情報に対応付けられた情報をもとに行われる。チェック項目としては、二次装置２２の最低地上高、二次装置２２の形状タイプ、二次装置２２の回路トポロジー、二次装置２２の自己共振周波数、及び、二次コイル２１の数などが挙げられる。
【0094】
互換性チェック及びサービス認証Ａ１１０において、まず、車両３は、受電装置２０の互換性情報（Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を第３通信装置３４０から供給装置５に送信する。供給装置５の第１通信装置１２０は、車両３からの受電装置２０の互換性情報を受信する。そして、供給装置５の第１通信装置１２０は、送電装置１０の互換性情報を車両３に送信する。車両３の第３通信装置３４０は、供給装置５からの送電装置１０の互換性情報を受信する。
【0095】
車両３が供給装置５に送信する互換性情報の要素には、車両識別情報、ＷＰＴ電力クラス（ＷＰＴ Ｐｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓｅｓ）、ギャップクラス（Ａｉｒ Ｇａｐ Ｃｌａｓｓ）、ＷＰＴ駆動周波数（ＷＰＴ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ）、ＷＰＴ周波数調整、ＷＰＴタイプ（ＷＰＴ Ｔｙｐｅ）、ＷＰＴ回路トポロジー（ＷＰＴ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）、詳細な位置合わせ方法（Ｆｉｎｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）、ペアリング方法（Ｐａｉｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）、位置合わせ方法（Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）、及び、電力調整機能の有無情報などが含まれる。
【0096】
供給装置５が車両３に送信する互換性情報の要素には、供給装置識別情報、ＷＰＴ電力クラス、ギャップクラス、ＷＰＴ駆動周波数、ＷＰＴ周波数調整、ＷＰＴタイプ、ＷＰＴ回路トポロジー、詳細な位置合わせ方法、ペアリング方法、位置合わせ方法、及び、電力調整機能の有無情報などが含まれる。
【0097】
各要素名について詳細に説明する。なお、車両３から供給装置５に送信される互換性情報の各要素について説明し、供給装置５から車両３に送信される互換性情報のうち、車両３から供給装置５に送信される互換性情報と重複するものは、その説明を省略する。
【0098】
ギャップクラスは、二次装置２２が受電することができるギャップクラスを示す情報である。ＷＰＴ電力クラスは、二次装置２２が受電することができるパワークラスを示す情報である。ＷＰＴ駆動周波数は、二次装置２２が受電する受電電力の周波数を示す情報である。ＷＰＴ周波数調整は、駆動周波数の調整の可否を示す情報である。ＷＰＴタイプとは、二次装置２２の形状タイプを示す情報であり、二次コイル２１のコイル形状を示すものである。ＷＴＰタイプを示すものとしては、円形やソレノイドなどがある。ＷＰＴ回路トポロジーは、二次コイル２１と共振コンデンサとの接続構造を示す情報である。ＷＴＰ回路トポロジーとしては、直列と並列とがある。詳細な位置合わせ方法は、位置合わせを行う際に、どのような方法で位置合わせを実施するかを示す情報である。ペアリング方法は、車両３が供給装置５を特定するペアリングを実施する方法である。位置合わせ方法は、送電開始前に、二次装置２２及び一次装置１３の相対的な位置確認をする方法を示す。
【0099】
車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０について説明する。車両３は、ペアリングおよび位置合わせチェックＡ１３０に先立って、またはこれらのアクティビティと並行して、車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０を行う。車両ＥＣＵ３３０は、車両３が供給装置５の設置された領域（ＷＰＴレーン）に接近または進入したと判断すると、車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０を始める。
【0100】
車両ＥＣＵ３３０は、車両３を誘導して、ワイヤレス電力伝送のための十分な磁気結合を確立する範囲内に一次装置１３と二次装置２２との位置合わせを行う。
【0101】
車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０は、基本的に車両３側で手動または自動で行われる。車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０は、ＡＤＡＳ（自動運転支援システム）と連携することが可能である。この通信終了は、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了Ａ８０のことである。
【0102】
そして、車両横方向の詳細な位置合わせＡ１２０のアクティビティは、車両３がＤ－ＷＰＴ充電サイトを離れるか、または、状態が通信終了に変化するまで継続し、広域無線通信によって供給装置５から車両３に送信された位置合わせ情報に基づいて実行することができる。
【0103】
ペアリング及び位置合わせチェックＡ１３０について説明する。ここでは、ペアリングと位置合わせチェックとを分けて説明する。
【0104】
ペアリングについて説明する。狭域無線通信を行うＰ２ＰＳインターフェースは、一次装置１３と二次装置２２とが一意にペアリングされていることを保証する。ペアリング状態のプロセスは、以下の通りである。
【0105】
まず、車両ＥＣＵ３３０は、車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近または進入したことを認識する。例えば、車両ＥＣＵ３３０は、Ｄ－ＷＰＴレーンを含めた地図情報を有しており、ＧＰＳ受信機３６０で得られた自車両の位置情報と比較して、その直線距離などで接近または進入を認識する。車両３は、どのＤ－ＷＰＴレーンに接近したのか広域無線通信によってサーバ３０へ送信する。要するに、第３通信装置３４０は、いずれかのＤ－ＷＰＴレーンに車両３が接近したことを示す信号をクラウドに通知する。さらに、車両ＥＣＵ３３０が車両３のＤ－ＷＰＴレーンへの接近または進入を認識した場合、第４通信装置３５０は、一次装置１３と二次装置２２とのペアリングのために、一定の間隔で変調信号の送信を開始する。
【0106】
また、供給装置５は、広域無線通信によりサーバ３０から取得した情報を用いて、車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近または進入したことを認識してもよい。サーバ３０は、各Ｄ－ＷＰＴレーンで接近してきた車両３の車両識別情報を、そのレーンに該当する供給装置５に割り振る。供給装置５は、サーバ３０によって数が絞られた車両識別情報を参照すればよくなるため、認証処理が短時間で可能になる。供給装置５は、車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近していると認識した場合、第２通信装置１３０がスタンバイモードとなる。スタンバイモードでは、車両３の第４通信装置３５０からの変調信号を受信することを待つ。この変調信号には、車両識別情報が含まれる。
【0107】
第２通信装置１３０が車両３からの変調信号を受信すると、供給装置５は、狭域無線通信により受信した車両識別情報と、Ｄ－ＷＰＴレーンに向かってくる複数の車両３との広域無線通信の結果により得られた識別情報リスト中の車両識別情報とを比較する。この比較によって、供給装置５は車両３を識別する。
【0108】
車両ＥＣＵ３３０は、車両３がＤ－ＷＰＴレーン外であることを認識すると、第４通信装置３５０からの変調信号の送信を停止する。車両ＥＣＵ３３０は、地図情報と自車両の位置情報とに基づいてＤ－ＷＰＴレーンを通過したか否かを判定することができる。
【0109】
供給装置５は、車両３がＤ－ＷＰＴレーンを走行していないと判断した場合、または、車両３がＤ－ＷＰＴレーンに接近していないと判断した場合に、第４通信装置３５０からの変調信号の待機を停止する。
【0110】
ペアリングは、車両３がＤ－ＷＰＴ充電サイトから出るか、または、状態が通信終了に変更するまで、一次装置１３に対して実行される。ペアリングが完了すると、状態は、位置合わせチェックに遷移する。
【0111】
位置合わせチェックについて説明する。位置合わせチェックは、一次装置１３と二次装置２２との間の横方向の距離が許容範囲内にあることを確認することを目的とするものである。位置合わせチェックは、狭域無線通信（Ｐ２ＰＳ）を用いて行われる。
【0112】
位置合わせチェックは、車両３がＤ－ＷＰＴ充電サイトを離れるか、状態が通信終了に変わるまで、Ｐ２ＰＳに基づいて継続して実行される。位置合わせチェックの結果は、広域無線通信により第１通信装置１２０から第３通信装置３４０に送信することができる。
【0113】
磁気結合チェックＡ１４０について説明する。磁気結合チェックＡ１４０において、供給装置５は、磁気結合状態を確認し、二次装置２２が許容範囲内に存在することを確認する。磁気結合チェックＡ１４０が終了すると、状態は、電力伝送の実行Ａ１５０に遷移する。
【0114】
電力伝送の実行Ａ１５０について説明する。この状態では、供給装置５は受電装置２０への電力伝送を行う。送電装置１０と受電装置２０とは、ＭＦ－Ｄ－ＷＰＴの有用性と受電装置２０及びバッテリ３２０の保護のために伝送電力（送電電力と受電電力）を制御する能力を備える必要がある。より大きな電力伝送は、受電装置２０の静的ワイヤレス充電及び導電性充電なしで、その移動距離を長くするのに役立つ。しかしながら、バッテリ３２０の容量は、車両３の車種によりさまざまであり、駆動用電力需要が急激に変動することがある。この急激な変動として急な回生ブレーキが挙げられる。Ｄ－ＷＰＴレーンを走行中に回生ブレーキが実施される場合には回生ブレーキが優先されるため、回生電力に加えて受電装置２０からの受電電力がバッテリ３２０に供給されることになる。この場合、バッテリ３２０を過充電から守るために、受電装置２０による伝送電力の調整が必要となる。
【0115】
電力制御の必要性にもかかわらず、この状態では、供給装置５と受電装置２０との間で通信が新たに開始されることはない。なぜなら、通信は、その不安定性および待ち時間のために、電力制御における応答および精度を損なう可能性があるからである。したがって、供給装置５と受電装置２０とは、この状態までの既知の情報に基づいて、電力伝送およびその制御を行う。
【0116】
供給装置５は、あらかじめ広域無線通信を用いて、第３通信装置３４０から送信されてくる電力要求に対して、磁気結合チェックの伝送電力を増加させる。供給装置５は、電流及び電圧の変動をその範囲内に保つとともに、移行中に伝送された電力の最大化を試みる。
【0117】
受電装置２０は、基本的には何ら制御することなく、送電装置１０からの送電電力を受け入れる。しかしながら、受電装置２０は、充電状態や車両３の駆動用電力需要に応じて変動するバッテリ３２０の定格電力など、送電電力が制限を超えた場合や超えつつある場合に電力制御を開始する。また、受電装置２０は、温度センサによって検知されたバッテリ３２０の温度が予め設定された所定温度以上になった場合に、受電装置２０からバッテリ３２０に供給される電力を制御する電力制御を実施する。また、車両ＥＣＵ３３０における電力制御は、広域無線通信での誤動作への対応も求められる。この誤動作は、一次装置１３における電力制御対象と第３通信装置３４０からの要求との矛盾、及び、電力伝送途中での受電装置２０やバッテリ３２０の突然の故障につながる。受電装置２０は、第１通信装置１２０によって通知された電力要求率の下で伝送された電力を制御する。
【0118】
電力要求は、車両３及び一次装置１３のＷＰＴ回路トポロジー、ジオメトリ、グランドクリアランス、及び、ＥＭＣ（電磁両立性）などの互換性チェック情報に基づいて決定される。これらの仕様によって磁界が異なり、ＥＭＣを満たす範囲で電力を伝送する必要がある。
【0119】
送電ＥＣＵ１１０における電力制御と受電装置２０とは、互いに干渉する可能性がある。特に、供給装置５が広域無線通信により受電装置２０における最新の電力制限よりも大きい電力要求を実現しようとする場合には、干渉する可能性がある。この例として、車両３における比較的小さなバッテリ３２０での急激な回生制御が挙げられる。可能であれば、供給装置５が、電源制御目標と制限との不整合を検出でき、その不整合を解消するために電力伝送を調整できることが望ましい。
【0120】
例えば、異物検知装置１４によって一次装置１３上の異物が検知された場合、または、二次装置２２の位置合わせ不良によって磁気結合が低くなった場合など、二次装置２２が依然として一次装置１３の上にある間に電力伝送が短期間中断されると、状態は、スタンバイＡ１６０に遷移する。なお、車両３に異物検知装置が設けられている場合には、車両３側で異物を検知してもよい。
【0121】
二次装置２２が一次装置１３の上を通過すると、状態は、電力伝送の終了Ａ１７０に遷移する。この場合、２つの装置間の磁気結合が弱くなるため、伝送される電力は少なくなる。供給装置５は、伝送電力を監視することによって磁気結合が弱くなったことを検出することができるため、供給装置５が基本的に電力伝送の終了Ａ１７０への状態遷移を決定し、その後、電力伝送を停止するために電圧を下げ始める。
【0122】
スタンバイＡ１６０について説明する。この状態では、何らかの理由で電力伝送が短時間中断され、車両３及び供給装置５の両方においてＤ－ＷＰＴの準備が整うと、状態は電力伝送の実行Ａ１５０に戻る。電力伝送を中断する可能性のある場合、状態は、スタンバイＡ１６０になる。
【0123】
電力伝送の終了Ａ１７０について説明する。この状態では、供給装置５は、伝送された電力をゼロに減少させ、総伝送電力、電力伝送効率、及び、故障履歴などの電力伝送結果データを保持またはアップロードする。各データには、車両識別情報がタグ付けされる。最後に、供給装置５は、Ｄ－ＷＰＴレーンを通過した車両３の車両識別情報を削除する。これにより、供給装置５は、その後に他の車両に対して行うペアリング及び電力伝送に備えることができる。電力伝送の終了Ａ１７０の処理シーケンスを図８に示す。
【0124】
図８は、供給装置５から車両３への走行中給電が終了した後の動作を示すシーケンス図である。車両３の受電装置２０において供給装置５からの受電が終了する（ステップＳ２１）と、車両３は、受電終了情報をサーバ３０へ送信する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、車両３の第３通信装置３４０から受電終了情報が送信される。受電終了情報は、供給装置５からの受電に関する情報として、例えば、車両３の車両識別情報と、供給装置５からの受電電力と、受電効率と、異常検知結果とを含む。
【0125】
供給装置５は、ステップＳ２１の処理が実施される際、車両３への送電を終了する（ステップＳ２３）。ステップＳ２１の処理とステップＳ２３の処理とは同時に実施されてもよく、同時でなくてもよい。ステップＳ２３の処理が実施されると、供給装置５は送電終了情報をサーバ３０へ送信する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、供給装置５の第１通信装置１２０から送電終了情報が送信される。
【0126】
サーバ３０は、車両３からの受電終了情報を受信し、且つ、供給装置５からの送電終了情報を受信すると、供給装置５から車両３への給電を終了する給電終了処理を行う（ステップＳ２５）。給電終了処理では、受電終了情報と送電終了情報とに基づいて、供給装置５から車両３への供給電力量の算出処理や、算出された供給電力量に基づく車両３のユーザへの課金処理が行われる。
【0127】
また、車両３は、給電終了処理とは無関係に、車両情報をサーバ３０に送信する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、車両３の第３通信装置３４０から車両情報が送信される。
【0128】
サーバ３０は、給電終了処理を実施後に車両３からの車両情報を受信すると、車両情報に基づいて各供給装置５の近傍領域内に位置する車両３の車両識別情報を特定する（ステップＳ２７）。
【0129】
そして、ある供給装置５においてある車両３への給電終了処理が既に行われていると、サーバ３０は、ステップＳ２７の処理で特定されたこの供給装置５の近傍領域内の車両３の車両識別情報から、既に給電終了処理が行われた車両３の車両識別情報を削除する（ステップＳ２８）。
【0130】
その後、サーバ３０は、各供給装置５の近傍領域内に位置すると特定された車両３の車両識別情報のうち、ステップＳ２８の処理で削除されていない車両識別情報に紐づいた車両情報を各供給装置５に送信する（ステップＳ２９）。
【0131】
ステップＳ２９の処理で車両情報が各供給装置５へ送信された後、供給装置５がサーバ３０からの車両情報を受信すると、供給装置５は識別情報リストへの識別情報リストへの車両識別情報の登録・消去を行う（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理は、図７のステップＳ１４の処理と同様である。その後、供給装置５は、識別情報リストに登録されている車両識別情報をサーバ３０へ送信する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１の処理は、図７のステップＳ１５の処理と同様である。
【0132】
そして、サーバ３０は、供給装置５からの車両識別情報を受信すると、識別情報リストに登録されている車両識別情報に対応する車両３へリスト登録通知を送信する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２の処理は、図７のステップＳ１６の処理と同様である。
【0133】
この結果、図８に示される処理が行われる場合、識別情報リストには各供給装置５の近傍領域内に位置しているとともに、その供給装置５からの給電が終了しておらず、且つ、車両識別情報の消去要求がなされていない車両３について車両識別情報が登録されていることになる。そして、車両３は、車両３の車両識別情報がいずれかの供給設備２の識別情報リストに登録されている場合には、リスト登録通知を受信する。そのため、車両ＥＣＵ３３０は、リスト登録通知を受信することにより、自車両がいずれかの供給装置５に登録されていることを判別できる。そして、車両３が供給装置５の近傍領域外へ出た場合、供給装置５の識別情報リストからその車両３の車両識別情報は消去される。
【0134】
図６に戻る。また、電力伝送の終了Ａ１７０において、受電装置２０では、伝送電力をゼロにするために何もする必要がない。Ｐ２ＰＳインターフェースは、車両３がＤ－ＷＰＴレーンにあるときにアクティブに保たれ、受電装置２０の状態は、次の一次装置１３からの電力伝送のために自動的にペアリングに遷移する。図６に示す遷移線のように、状態は、電力伝送の終了Ａ１７０からペアリング及び位置合わせチェックＡ１３０に遷移する。図６に示すように、所定の遷移条件が成立することより、磁気結合チェックＡ１４０からペアリング及び位置合わせチェックＡ１３０に遷移することや、電力伝送の実行Ａ１５０からペアリング及び位置合わせチェックＡ１３０に遷移することが可能である。ペアリングは、複数の一次コイル１１に対して個別に行ってもよく、複数の一次コイル１１を束ねて代表点で行ってもよい。
【0135】
そして、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０は、車両ＥＣＵ３３０からのＤ－ＷＰＴ要求がない場合、または、通信設定及びＤ－ＷＰＴサービスの要求Ａ６０から電力伝送の終了Ａ１７０までの一連の状態が禁止されている場合、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了Ａ８０に遷移して、第１通信装置１２０と第３通信装置３４０との間の広域無線通信を停止する。例えば、バッテリ３２０における充電状態が高すぎるとき、または、受電装置２０が連続的な電力伝送のために熱すぎるとき、Ｄ－ＷＰＴは停止する。このような不要なＤ－ＷＰＴは、単にＰ２ＰＳインターフェースを非アクティブ化することによって無効にすることができる。しかしながら、広域無線通信を停止することにより、送電ＥＣＵ１１０は、確立した広域無線通信を終了することにより、Ｄ－ＷＰＴを必要とすることなく、車両３のために占有されたメモリを解放することができる。
【0136】
また、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０は、図６に示す遷移線のような遷移に限定されない。Ｄ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０において、ペアリング及び位置合わせチェックＡ１３０以降のアクティビティが終了した際、電力伝送プロセスがＤ－ＷＰＴサービスセッションＡ７０に留まる条件が成り立つ場合には、Ｄ－ＷＰＴサービスセッションの終了Ａ８０には遷移せず、互換性チェック及びサービス認証Ａ１１０に遷移する。例えば、磁気結合チェックＡ１４０の状態において、所定の遷移条件が成立した場合、状態は、互換性チェック及びサービス認証Ａ１１０に遷移することができる。
【0137】
実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１においては、車両３として将来の行動予測を行い易いトラックなどの配送車両について、複数の配送車両のそれぞれの所定時刻以後の所定期間における走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報（給電場所となるＤ－ＷＰＴレーン及びＤ－ＷＰＴでの供給電力量）を取得する。なお、前記車両情報を取得する対象の配送車両としては、例えば、ワイヤレス電力伝送システム１で管理される予め設定されたエリア内を前記所定期間に走行する走行予定ルートが含まれる配送車両とすることができる。サーバ３０のサーバ制御装置は、複数の配送車両のそれぞれから取得した前記車両情報に基づいて、複数の配送車両のそれぞれの要求発電量を合計した合計要求発電量を算出する。そして、サーバ３０のサーバ制御装置は、算出された合計要求発電量を前記所定期間における発電設備での発電計画に反映する。これにより、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１においては、前記合計要求発電量が反映された発電計画に基づいて、前記所定期間に発電設備が発電を行うことにより、前記所定期間における複数の配送車両の電力需要を踏まえた発電量を確保することができる。
【0138】
なお、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１においては、サーバ３０の機能（特に発電管理に係る機能）をクラウドコンピューティングによってクラウド上に実装されてもよい。そして、例えば、複数の配送車両のそれぞれの走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報（給電場所となるＤ－ＷＰＴレーン及びＤ－ＷＰＴでの供給電力量）をクラウドに集約する。
【0139】
図９は、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１における発電制御の一例を示すフローチャートである。
【0140】
まず、サーバ３０のサーバ制御装置は、所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両のそれぞれの走行予定ルート及び給電計画に関する車両情報を取得する（ステップＳ４１）。次に、サーバ制御装置は、取得した複数の配送車両のそれぞれの車両情報に基づいて、複数の配送車両の合計要求発電量を算出する（ステップＳ４２）。次に、サーバ制御装置は、算出した合計要求発電量を前記所定期間の発電計画に反映する（ステップＳ４３）。そして、サーバ制御装置は、一連の制御を終了する。
【0141】
実施形態に係るワイヤレス電力伝送システム１は、所定時刻以降の所定期間における複数の配送車両の電力需要を踏まえた発電設備での発電量を確保することができる。
【符号の説明】
【0142】
１ ワイヤレス電力伝送システム
２ 供給設備
３ 車両
４ 道路
５ 供給装置
６ 交流電源
１０ 送電装置
２０ 受電装置
３０ サーバ
３２０ バッテリ
２ 供給設備
３ 車両
４ 道路
５ 供給装置
６ 交流電源
１０ 送電装置
２０ 受電装置
３０ サーバ
３２０ バッテリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】