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【発明の名称】 エネルギー授受装置
【発明者】 【氏名】曽我 雅之

【氏名】大渕 浩

【氏名】丹羽 悟

【氏名】坂本 淳一

【氏名】服部 義和
【要約】 【課題】移動中の移動体とエネルギー供給設備との間のエネルギー授受を円滑に行うことのできるエネルギー授受装置を提供すること。

【解決手段】本発明のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備２によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体１で取得するもので、エネルギー授受時の移動体の姿勢を制御する姿勢制御手段１１，１７，２７を備えていることを特徴としている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時の前記移動体の姿勢を制御する姿勢制御手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項２】 前記姿勢制御手段が、前記移動体の姿勢を制御することによって、前記移動体のエネルギー取得部の位置を変更することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー授受装置。
【請求項３】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時に、前記移動体の搭乗者に対してエネルギー供給中であることを告知する告知手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項４】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時に、前記移動体の窓又は乗降扉の開閉を制御する開閉制御手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項５】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時に、前記移動体のエネルギー取得部と前記供給設備のエネルギー供給部との距離を制御する距離制御手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項６】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時に、前記移動体の速度を制御する速度制御手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項７】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時に、前記移動体側で検出したエネルギーに関する情報と、前記供給設備側で検出したエネルギーに関する情報とを比較して、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項８】 前記異常検出手段が、エネルギーの授受量に基づいて、エネルギー授受状態が異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載のエネルギー授受装置。
【請求項９】 前記異常検出手段が、エネルギー種別に基づいて、エネルギー授受状態が異常であるか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載のエネルギー授受装置。
【請求項１０】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時における前記移動体の前記供給設備に対する相対速度に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項１１】 エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置において、エネルギー授受時における前記移動体の前記供給設備に対する相対位置に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴とするエネルギー授受装置。
【請求項１２】 前記移動体が、前記供給設備からのエネルギーを電気エネルギーとして取得することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のエネルギー授受装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するエネルギー授受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動中の移動体でエネルギーの供給を受けるエネルギー授受装置としては、鉄道におけるパンダグラフによる電力供給や地下鉄などの軌道からの電力供給などを行う装置が一般に知られている。また、移動中の自動車などに対してエネルギーを供給する装置としては、一般的な実用化はまだであるが、特開昭64-30403号公報に記載されている電磁誘導を用いた装置などが既に公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公報に記載の装置などを用いて、道路網上を自由に走行する自動車などに対してエネルギーを供給するには、円滑かつ有効に運用するにはまだ充分な考慮がなされていないのが現状である。また、上述した鉄道などの供給装置は、決められた走行経路上の特定された移動体に対して常時エネルギーを供給することが前提となっているので、道路網状を自由に走行する任意の自動車に対して適用することは困難なものであった。
【０００４】発明者らは鋭意検討の結果、道路網上を自由に走行する自動車などに対してエネルギーを供給すると共に自動車側でこれを取得するエネルギー授受を、円滑かつ有効に運用する装置を知見した。なお、この装置は、道路網状を自由に走行する自動車などにエネルギーを供給するような場合のみではなく、上述した鉄道などにおけるエネルギー授受に対しても適用可能なものである。即ち、本発明の目的は、移動中の移動体とエネルギー供給設備との間のエネルギー授受を円滑に行うことのできるエネルギー授受装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時の移動体の姿勢を制御する姿勢制御手段を備えていることを特徴としている。請求項１に記載のエネルギー授受装置によれば、エネルギー授受時の移動体の姿勢をエネルギー授受に適した姿勢とすることができ、エネルギーの授受を円滑かつ確実に行うことができる。
【０００６】請求項２に記載のエネルギー授受装置は、請求項１に記載の発明において、姿勢制御手段が、移動体の姿勢を制御することによって、移動体のエネルギー取得部の位置を変更することを特徴としている。請求項２に記載のエネルギー授受装置によれば、移動体の姿勢制御によってエネルギー取得部の位置を変更するので、供給設備からエネルギーを円滑かつ確実に取得することができる。
【０００７】請求項３に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時に、移動体の搭乗者に対してエネルギー供給中であることを告知する告知手段を備えていることを特徴としている。請求項３に記載のエネルギー授受装置によれば、移動体の搭乗者は、告知手段によってエネルギーの授受が行われていることを認識することができ、的確な運転及びその他の対処を行うことができる。
【０００８】請求項４に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時に、移動体の窓又は乗降扉の開閉を制御する開閉制御手段を備えていることを特徴としている。請求項４に記載のエネルギー授受装置によれば、開閉制御手段によって移動体の窓又は乗降扉の開閉を制御することができ、エネルギー授受中に窓や乗降扉を閉めてエネルギー授受時の搭乗者に対する悪影響を確実に回避することができる。また、開閉制御手段によってエネルギー授受中の乗降扉の開閉動作を抑止し、エネルギー授受を円滑に行うことができる。
【０００９】請求項５に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時に、移動体のエネルギー取得部と供給設備のエネルギー供給部との距離を制御する距離制御手段を備えていることを特徴としている。請求項５に記載のエネルギー授受装置によれば、距離制御手段によって移動体のエネルギー取得部と供給設備のエネルギー供給部との距離を制御することができ、これによってエネルギーの授受を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１０】請求項６に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時に、移動体の速度を制御する速度制御手段を備えていることを特徴としている。請求項６に記載のエネルギー授受装置によれば、速度制御手段によって移動体の速度をエネルギーの授受に適した速度に制御することができ、エネルギーの授受を円滑かつ確実に行うことができる。
【００１１】請求項７に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時に、移動体側で検出したエネルギーに関する情報と、供給設備側で検出したエネルギーに関する情報とを比較して、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴としている。請求項７に記載のエネルギー授受装置によれば、移動体側で検出したエネルギーの情報と供給設備側で検出したエネルギーの情報とを異常検出手段によって比較することにより、エネルギーの授受に異常があるか否かを正確に判定することができる。
【００１２】請求項８に記載のエネルギー授受装置は、請求項７に記載の発明において、異常検出手段が、エネルギーの授受量に基づいて、エネルギー授受状態が異常であるか否かを判定することを特徴としている。請求項８に記載のエネルギー授受装置によれば、異常判定手段は、上述したエネルギー授受時の異常検出をエネルギーの授受量（総授受量及び単位時間あたりの授受量の双方を含む）に基づいて行う。移動体が検出した授受量と供給設備が検出した授受量とに相違があれば、エネルギー授受に異常があるとみなすことができる。
【００１３】請求項９に記載のエネルギー授受装置は、請求項７に記載の発明において、異常検出手段が、エネルギー種別に基づいて、エネルギー授受状態が異常であるか否かを判定することを特徴としている。請求項９に記載のエネルギー授受装置によれば、異常判定手段は、上述したエネルギー授受時の異常検出をエネルギー種別に基づいて行う。移動体が検出したエネルギー種別と供給設備が検出したエネルギー種別とに相違があれば、エネルギー授受に異常があるとみなすことができる。
【００１４】請求項１０に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時における移動体の供給設備に対する相対速度に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴としている。請求項１０に記載のエネルギー授受装置によれば、上述した相対速度がエネルギーの授受に適した状態であるか否かを異常検出手段によって検出する。これによって、エネルギーの授受に異常があるか否かを判断することができる。
【００１５】請求項１１に記載のエネルギー授受装置は、エネルギー供給設備によってエネルギーを供給すると共に、供給されるエネルギーを移動中の移動体で取得するもので、エネルギー授受時における移動体の供給設備に対する相対位置に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えていることを特徴としている。請求項１１に記載のエネルギー授受装置によれば、上述した相対位置がエネルギーの授受に適した状態であるか否かを異常検出手段によって検出する。これによって、エネルギーの授受に異常があるか否かを判断することができる。
【００１６】請求項１２に記載のエネルギー授受装置は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明において、移動体が供給設備からのエネルギーを電気エネルギーとして取得することを特徴としている。請求項１２に記載のエネルギー授受装置によれば、エネルギーの授受を非接触で行うことも可能となり、また、移動体は供給されたエネルギーを蓄積しておくことも容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、本発明のエネルギー授受装置が適用されるエネルギー授受システム全体について説明する。このシステムの例として、移動体が供給されたエネルギーを電気エネルギーとして取得する場合と、移動体がエネルギー源となる液体燃料（ガソリン）を取得する場合とを説明する。
【００１８】移動体が供給されたエネルギーを電気エネルギーとして取得する場合を図１に示す。移動体１は、電気エネルギーを用いて走行する自動車であり、エネルギー供給設備２から供給されるエネルギーを電気エネルギーとして取得する。このような移動体（自動車）１としては、電気モーターの駆動力によって走行する電気自動車や、電気モータと内燃機関との駆動力を用いて走行するハイブリッド車などがある。
【００１９】この移動体１は、電気エネルギーを蓄積しておくバッテリ３を搭載している。このバッテリ３は、以下に説明するエネルギー授受装置によって移動中に供給されるエネルギーによって充電されるだけでなく、停車中にコネクタなどを接続して直接充電されることもある。また、移動体１がハイブリッド車である場合は、制動時に回生発電される電力や内燃機関によって発電された電力も充電される。
【００２０】そして、移動体１は、車輌前方部のフロア下に供給設備２との通信を行うための送受信機４を有している。また、移動体１は、車輌後方部のフロア下に供給設備２から供給されるエネルギーを取得するエネルギー取得部５を有している。エネルギー取得部５は、バッテリ３と接続されており、供給されたエネルギーを電気エネルギーとして取得した後、バッテリ３に充電する。
【００２１】一方、エネルギー供給設備２は、移動体１の走行路面上に配置された送受信機６及びエネルギー供給部７と、エネルギー供給全般を制御するエネルギー供給制御部８とを備えている。ここでは、一つの送受信機６と一つのエネルギー供給部７とでセットとして取り扱われる。なお、供給制御部８は、一セットの送受信機６及びエネルギー供給部７だけでなく、図示されない複数セットの送受信機６及びエネルギー供給部７を制御している。
【００２２】これらのセットを移動体１の走行方向に並べておけば、エネルギーの供給を連続的に行うことができる。高速道路などで、ある特定の車線をエネルギー供給用の車線とすれば、エネルギーを連続的に供給することも比較的容易に行える。また、供給制御部８は、制御センター内に構築されており、このセンターと各送受信機６及び各エネルギー供給部７とは、敷設されたケーブルによって接続されている。
【００２３】送受信機６は、上述した移動体１側の送受信機４と通信を行うものである。この移動体１側の送受信機４と供給設備２側の送受信機６とによって、移動体１から発信された移動体１側の情報を供給設備２で受信したり、供給設備２から発信された供給設備２側の情報を移動体１で受信することができ、これらの情報をエネルギー授受を円滑に行うために活用することができる。
【００２４】エネルギー供給部７は、上述したセットとなる送受信機６に対して、移動体１の走行方向前方に配置されている。本実施形態におけるエネルギー供給部７は、磁界を発生させるコイルを有しており、供給制御部８からの電力をもとに磁界を発生させる。一方、上述した移動体１側のエネルギー取得部５は、誘導コイルを有している。誘導コイルは、エネルギー供給部７によって発生された磁界中を移動体１が通過するときの磁束の変化によって電力を発生させ、この電力でバッテリ３が充電される。
【００２５】また、移動体１側の送受信機４とエネルギー取得部５との位置関係と、供給設備２側の送受信機６とエネルギー供給部７との位置関係とは逆になっている。このため、移動体１が走行していると、まず移動体１の送受信機４と供給設備２側の送受信機６とが対向する位置となり、このとき移動体１と供給設備２との間で情報のやり取りが行われる。次いで、移動体１が前進すると、移動体１のエネルギー取得部５と供給設備２側のエネルギー供給部７とが対向する位置となり、既にやり取りされている情報に基づいて、移動体１と供給設備２との間でエネルギーの授受が行われる。
【００２６】次に、移動体が供給されるエネルギーを電気エネルギーとして取得する場合の他の例を図２に示す。なお、上述した図１に示す例と同一の機能を有する部位には同一の符号を付して説明する。ここでは、移動体１と供給設備２との間の通信形態及びエネルギー供給の形態が、図１に示される例と異なる。
【００２７】この例では、移動体１側の送受信機４と供給設備２側の送受信機６とは遠距離通信が可能である。なお、この送受信機４と送受信機６との通信は、直接行われてもよいし、他の中継点（例えば通信衛星９など）を介して行われてもよい。また、ここでは、供給設備２側のエネルギー供給部７は、走行路面上に設置されており、移動体１側のエネルギー取得部５は、このエネルギー供給部７に直接接触して電力の供給を受ける。供給された電力によって、バッテリ３が充電される。
【００２８】次に、移動体がエネルギー源としてガソリンの供給を受ける場合を図３に示す。この例は、移動中にガソリンを供給することによって移動体に対してエネルギー（エネルギー源）を供給するものである。
【００２９】移動体１０１は、内燃機関であるエンジンを有しており、ガソリンをエネルギー源として走行する。移動体１０１は、ガソリンを蓄えておく燃料タンク１０３を有している。この燃料タンク１０３には、以下に述べる供給方法によって移動体１０１の移動中に供給設備１０２からエネルギーとなるガソリンが供給されるだけでなく、通常通りガソリンスタンドなどにおいてもガソリンが補給される。
【００３０】燃料タンク１０３には、エネルギー取得部１０５が接続されている。このエネルギー取得部１０５は、移動体１０１の外表面に設けられた給油口を有している。エネルギー取得部１０５は、この給油口に供給設備１０２のエネルギー供給部１０７を接続することができるジョイント機構も有している。このジョイント機構は、例えば、移動体１０１と併走するエネルギー供給部１０７のアーム部１０７ａが、移動体１０１側の給油口に対向する位置に来たときに、電磁石によって両者を結合させるようなものである。また、移動体１０１は、供給設備１０２との通信を行うための送受信機１０４を有している。供給設備１０２側も、移動体１０１との通信を行うための送受信機１０６を有している。
【００３１】供給設備１０２は、移動体１０１の走行路と一部平行する部分を有する環状の軌道１１０を有している。そして、この軌道１１０上には、複数のエネルギー供給部１０７が配置されている。各エネルギー供給部１０７は、軌道１１０上を所定の間隔を維持して移動可能とされている。各エネルギー供給部１０７は、軌道１１０を介してエネルギー供給制御部１０８に接続されている。また、各エネルギー供給部１０７は、移動体１０１の給油口に接続する上述したアーム部１０７ａを有している。
【００３２】この供給設備１０２による移動体１０１へのエネルギー（ガソリン）の供給は、送受信機１０４，１０６によって情報をやり取りして、移動体１０１とエネルギー供給部１０７との速度を同調させ、アーム部１０７ａの先端と移動体１０１の給油口とを接続して行う。なお、上述した例は移動体１０１のエネルギー源がガソリンである場合であったが、移動体１０１のエネルギー源が軽油やメタノールなどの他の液体燃料である場合も、同様である。
【００３３】上述した図１〜図３に示すシステムにおける移動体１，１０１と供給設備２，１０２の構成について、さらに詳しく説明する。図４に、上述したシステムの構成図を示す。図４の上方に示した構成が移動体１，１０１側の構成であり、下方に示した構成が供給設備２，１０２側の構成である。
【００３４】移動体１，１０１は、上述したように、エネルギー授受時に用いる送受信機４を有しているが、これはエネルギーの授受を総合的に制御するエネルギー授受ＥＣＵ(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)１１に接続されている。この、エネルギー授受ＥＣＵ１１には、エネルギー取得部５とバッテリ３との間に介在する電流センサ（又は電圧センサ）１２も接続されている。電流センサ（又は電圧センサ）１２によって、供給されたエネルギー授受量を検出することができる。
【００３５】なお、図３に示されるように、エネルギー取得部１０５によって液体燃料を取得し、これを燃料タンク１０３に貯留する場合は、燃料タンク１０３とエネルギー取得部１０５との間には流量センサ（又は圧力センサ）１２が介在され、これがエネルギー授受ＥＣＵ１１に接続される。液体燃料の供給を受ける場合は、この流量センサ（又は圧力センサ）１２によって液体燃料の流量（又は液体燃料の圧力）を検出することによって、供給されたエネルギー授受量を検出する。
【００３６】また、エネルギー授受ＥＣＵ１１には、インジケータ１３も接続されている。インジケータ１３は、インストルメントパネルのメータ内に設置されている。インジケータ１３は、移動体１と供給設備２との間でエネルギーの授受が行われている際にエネルギー授受ＥＣＵ１１からの信号によって点灯又は点滅される。移動体１の搭乗者は、インジケータ１３の点灯（点滅）によって、移動体１と供給設備２との間でエネルギーの授受が行われていることを告知される。
【００３７】さらに、エネルギー授受ＥＣＵ１１は、エンジンＥＣＵ１４、ブレーキＥＣＵ１５、ドアＥＣＵ１６、車高調整ＥＣＵ１７とも互いに接続されている。エンジンＥＣＵ１４はエンジンを総合的に制御するもので、エンジンＥＣＵ１４にはインジェクタ１８やバルブリフト＆タイミング制御アクチュエータ１９などが接続されている。ブレーキＥＣＵ１５は移動体１，１０１の制動を総合的に制御するもので、ブレーキＥＣＵ１５にはブレーキアクチュエータ２０や車輪速センサ２１が接続されている。
【００３８】ドアＥＣＵ１６は、ドアロックとウィンドウの開閉を総合的に制御するもので、ドアＥＣＵ１６にはドアロックモータ２２やウィンドウ開閉モータ２３が接続されている。また、車高調整ＥＣＵ１７は移動体１、１０１の車高を調節する車高調整機構を総合的に制御するものである。車高調整ＥＣＵ１７にはサスペンション内圧調整バルブ２４が接続されており、車高調整ＥＣＵ１７サスペンションの内部の圧力を調節することによって車高を調節することができる。
【００３９】一方、供給設備２，１０２の上述した送受信機６，１０６やエネルギー供給部７，１０７は、供給設備２側のエネルギー授受ＥＣＵ（供給制御部）８，１０８に接続されている。エネルギー授受ＥＣＵ８，１０８には、移動体１，１０１との距離を測定する距離測定センサ２５や、供給設備２側のエネルギー供給部７，１０７が移動可能な場合にその速度を検出する速度検出センサ２６も接続されている。
【００４０】距離測定センサ２５は、図３に示されるようなシステムの場合に、アーム部１０７ａを移動体１０１に対して接続させるときにエネルギー供給部１０７と移動体１０１との間の距離を測定するものであり、その一例としてはミリ波レーダやレーザーレーダーを用いて距離を測定するものを用いることができる。また、速度検出センサ２６は、図１に示されるようにエネルギー供給部７が固定的に設置されるような場合は必要ない。
【００４１】以下に、上述したシステムに適用された本発明のエネルギー授受装置の各実施形態についてそれぞれ説明する。
【００４２】まず、エネルギー授受時に移動体１，１０１の姿勢を制御する姿勢制御手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００４３】エネルギーの授受に際しては、前もって移動体１，１０１側と供給設備２，１０２側とで、互いの送受信機４，６，１０４，１０６を用いた通信が行われ、円滑にエネルギー授受が行われるように各種情報のやり取りが行われる。その後、実際にエネルギーの授受が行われるが、このとき姿勢制御手段によって移動体１，１０１の姿勢をエネルギーの授受に適した姿勢に制御する。本実施形態においては、上述した車高調整ＥＣＵ１７やサスペンション内圧調整バルブ２４などからなる車高調整機構が姿勢制御手段として機能している。
【００４４】この車高調整機構によって移動体１，１０１の車高（姿勢）を制御し、供給設備２，１０２側のエネルギー供給部７，１０７の位置に対する移動体１，１０１側のエネルギー取得部５，１０５の位置を変更する。図１に示されるような場合などは、エネルギー供給部７とエネルギー取得部５との間の距離によってエネルギー授受の効率が変化する。このため、エネルギー授受ＥＣＵ１１によってエネルギー授受に際して最適な車高を演算し、車高調整ＥＣＵ１７を介してサスペンション内圧調整バルブ２４を制御して移動体１の車高を調整する。
【００４５】図２に示される場合も、エネルギー供給部７とエネルギー取得部５とを確実に接触させるために、エネルギー授受ＥＣＵ１１によってエネルギー授受に際して最適な車高を演算し、車高調整ＥＣＵ１７を介してサスペンション内圧調整バルブ２４を制御して移動体１の車高を調節する。
【００４６】また、図３に示される場合は、移動体１０１側の供給口（エネルギー取得部１０５）と供給設備１０２側のアーム部１０７ａ（エネルギー供給部１０７）の位置を一致させるために最適な車高をエネルギー授受ＥＣＵ１１によって演算し、車高調整ＥＣＵ１７を介してサスペンション内圧調整バルブ２４を制御して移動体１の車高を調節する。このように、移動体１，１０１の姿勢を制御して、エネルギー取得部５，１０５の位置を変更することによって、エネルギー授受を円滑に行うことができる。
【００４７】なお、上述した例は、姿勢制御手段によってエネルギー取得部の位置を変更するものであった。しかし、エネルギー取得部の位置変更の有無にかかわらず、移動体の姿勢をエネルギー授受に最適な姿勢となるように、姿勢制御手段によって移動体の姿勢を制御する場合がある。例えば、エネルギーの授受を行っている際には、移動体の姿勢を一定にした方が好ましいので、移動体のピッチングやローリング、ヨーイングを抑止するように移動体の姿勢を制御する場合もある。あるいは、液体燃料を供給設備から移動体に供給し、移動体内の燃料タンクに貯留させる場合などは、移動体内部の配管などの都合で移動体の姿勢を積極的に傾けたい場合なども考えられる。
【００４８】このような場合も、上述した車高調整機構を流用して各車輪毎のサスペンションをそれぞれ独立して制御する、いわゆるアクティブサスペンション機構を実現すれば対応が可能である。このように、移動体の姿勢を姿勢制御手段によって制御することによってエネルギーの授受を円滑に行うことができる。
【００４９】次に、エネルギー授受時に移動体１，１０１の搭乗者に対してエネルギー供給中であることを告知する告知手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００５０】上述したように、エネルギーの授受に際しては、前もって移動体１，１０１側と供給設備２，１０２側とで、互いの送受信機４，６，１０４，１０６を用いた通信が行われ、円滑にエネルギー授受が行われるように各種情報のやり取りが行われる。その後、実際にエネルギーの授受が行われるが、ここでは、エネルギー授受時に告知手段によって移動体１，１０１の搭乗者、ここでは特に運転者に対してエネルギーの供給中であることを告知する。本実施形態においては、上述したエネルギー授受ＥＣＵ１１と、これに接続されたインジケータ１３が告知手段として機能している。
【００５１】本実施形態においては、エネルギーの授受が開始時にも送受信機４，６，１０４，１０６を用いた通信が行われており、エネルギーの授受が開始された旨の情報がやり取りされる。あるいは、上述した電流・電圧センサ（流量・圧力センサ）１２によってエネルギーの授受が開始されたことが検出される。この結果、エネルギー授受ＥＣＵ１１からの信号に基づいてインジケータ１３が点灯（点滅）される。これにより、運転者（搭乗者）は、移動体１，１０１に対してエネルギーが供給されていることを確実に認識することができ、エネルギー授受に際して的確な運転やその他の対処を行うことができる。
【００５２】次に、エネルギー授受時に移動体１，１０１のウィンドウ（窓）又はドア（乗降扉）の開閉を制御する開閉制御手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００５３】本実施形態においては、上述したようにエネルギーの授受が開始されたことをエネルギー授受ＥＣＵ１１によって検出した場合には、ドアＥＣＵ１６を介して、ドアロックモータ２２とウィンドウ開閉モータ２３を駆動し、ウィンドウを閉め、かつ、ドアロックを施錠する。エネルギー授受時には、搭乗者は移動体１，１０１の内部に保護され、エネルギー授受に伴う影響を最小限にすることができる。例えば、エネルギー授受時に磁束が発生される場合は磁束の影響を抑止でき、エネルギーの授受を液体燃料の供給によって行う場合は液体燃料の飛沫の移動体１，１０１内部への侵入を防止できる。
【００５４】また、エネルギー授受は移動体１，１０１の移動中に行われるので、エネルギー授受中にドアの開閉が行われることはまずあり得ないが、ドアロックを行うことによってエネルギー授受中にドアが開閉されることを抑止し、安全上より好ましい状態としてエネルギー授受を円滑に行うことができる。
【００５５】次に、エネルギー授受時に、移動体１，１０１側のエネルギー取得部５，１０５と供給設備２，１０２側のエネルギー供給部７，１０７との間の距離を制御する距離制御手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００５６】エネルギーの授受において、エネルギーの授受が非接触状態で行われる場合（図１に示されるような場合）も、接触状態で行われる場合（図２や図３に示されるような場合）も、移動体１，１０１側のエネルギー取得部５，１０５と供給設備２，１０２側のエネルギー供給部７，１０７との間の距離はエネルギーの授受効率を左右する。このため、本実施形態では、距離制御手段によってエネルギー取得部５，１０５とエネルギー供給部７，１０７との間の距離を制御し、エネルギー授受を効率よく円滑に行う。
【００５７】エネルギー取得部５，１０５とエネルギー供給部７，１０７との間の距離を制御する距離制御手段としては種々の構成をとることができる。例えば、図１に示されるような場合は、上述した車高調整機構は姿勢制御手段になる共に距離制御手段にもなる。また、図３に示されるような場合は、供給設備１０２側の軌道１１０上を移動する各エネルギー供給部１０７にそれぞれ搭載された距離測定センサ２５によって、エネルギー供給部１０７と移動体１０１との間の距離を測定し、アーム部１０７ａの長さを伸縮して調整する機構を距離制御手段としてもよい。
【００５８】あるいは、移動体１、１０１に取り付けられたエネルギー取得部５，１０５を移動体１，１０１の本体に対して移動可能にし、エネルギー取得部５，１０５をエネルギー供給部７，１０７に対して遠ざけたり近づけたりして、両者の距離を制御するような機構を距離制御手段として構築してもよい。このとき、エネルギー取得部５，１０５とエネルギー供給部７，１０７との間の距離を制御するために移動体１，１０１の動きと供給設備２，１０２の動きとを協調させる必要が生じた場合は、両者の各送受信機４，６，１０４，１０６間の通信によって情報をやり取りする。このように、距離制御手段によって移動体１，１０１のエネルギー取得部５，１０５と供給設備２，１０２のエネルギー供給部７，１０７との距離を制御することによってエネルギーの授受を円滑かつ確実に行うことができる。
【００５９】次に、エネルギー授受時に移動体１，１０１の速度を制御する速度制御手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００６０】エネルギーの授受において、図１に示されるような場合は、移動体１の速度によって移動体１が取得するエネルギー量は変動する。また、図３に示されるような場合は、移動体１０１の速度を供給設備１０２側のエネルギー供給部１０７の速度と協調させる必要がある。このように、エネルギーの授受において、移動体１，１０１の速度は重要な要素となる。そこで、本実施形態は、移動体１，１０１の速度を制御する速度制御手段によって、移動体１，１０１の速度を制御し、エネルギーの授受を円滑かつ効率よく行えるようにしている。
【００６１】本実施形態においては、移動体１，１０１の速度は、各車輪に取り付けられた車輪速センサ２１によって検出され、車輪速センサ２１は、速度制御手段の一部として機能する。また、本実施形態においては、内燃機関であるエンジンの出力を調節して移動体１，１０１の速度を制御すると共に、ブレーキ機構によって車輌を制動させることによっても移動体１，１０１の速度を制御する。即ち、上述したエンジンＥＣＵ１４と、これに接続され、エンジンの出力調節し得るインジェクタ１８、バルブリフト＆タイミング制御アクチュエータ１９などが速度制御手段として機能する。また、ブレーキＥＣＵ１５とこれに接続されたブレーキアクチュエータも速度制御手段として機能する。
【００６２】エンジンの出力調整によって移動体１，１０１の速度を制御するには、インジェクタ１８からの燃料噴射量を変更する場合や、バルブリフト＆タイミング制御アクチュエータ１９を制御してエンジンの吸排気バルブの開閉タイミングやバルブリフト量を変更する場合などが考えられる。一方、ブレーキ機構によって移動体１，１０１を制動させて移動体１，１０１の速度を制御するには、ブレーキ配管上に配されたソレノイドバルブなどのブレーキアクチュエータ２０を制御して、各車輪に伝達されるブレーキ油圧を調節する場合が考えられる。このようにして移動体１，１０１の速度を制御することによって、移動体１，１０１の速度をエネルギーの授受に適した速度となるように制御する。
【００６３】また、供給設備２，１０２側から、ミリ波レーダやレーザーレーダなどを用いて移動体１，１０１の速度を検出し、送受信機４，６，１０４，１０６を用いて移動体１，１０１の速度を制御することも考えられる。さらに、図１に示されるような場合は、送受信機４，６が対向したときに通信が行われるため、供給設備２側の複数の送受信機６と移動体１側の送受信機４の通信状況から移動体１の速度を検出することもでき、送受信機４，６を用いて移動体１の速度を制御することも考えられる。
【００６４】なお、ここでは、内燃機関を駆動源としているガソリン車やハイブリッド車を例に説明したが、内燃機関を有しない電気自動車などにおいては、上述したブレーキ機構による速度制御の他に、駆動源となる電気モータの出力を調整することによって移動体の速度を制御することが考えられる。
【００６５】次に、移動体１，１０１側で検出したエネルギーに関する情報と供給設備２，１０２側で検出したエネルギーに関する情報とを比較してエネルギー授受状態の異常を検出する異常検出手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００６６】ここでは、上述した異常検出手段として、比較する情報がエネルギーの授受量に関する情報である場合と、比較する情報がエネルギーの種別に関する情報である場合の二例について説明する。しかし、エネルギーに関する情報とは、これらの二例に限られるものではない。比較される情報は、上述した送受信機４，６，１０４，１０６によってやり取りされ、異常であるか否かの判定は、移動体１，１０１側のエネルギー授受ＥＣＵ１１か、供給設備２，１０２側のエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８によって行われる。即ち、これらの構成が異常検出手段の一部として機能する。
【００６７】エネルギーの授受量に基づいてエネルギー授受状態の異常を検出する場合、移動体１，１０１側では上述した電流・電圧センサ（流量・圧力センサ）１２によって実際に取得したエネルギー量を検出する。一方、供給設備２，１０２側ではエネルギー供給部７，１０７から供給したエネルギー量は、供給設備２，１０２側のエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８が把握している。そこで、これらのエネルギー授受量を、移動体１，１０１と供給設備２，１０２との間の通信設備を用いて、エネルギー授受ＥＣＵ１１（又はエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８）で比較する。ここでは、電流・電圧センサ（流量・圧力センサ）１２も異常検出手段の一部として機能している。移動体１，１０１側で検出したエネルギー授受量と、供給設備２，１０２側で検出したエネルギー授受量とに大きな差がある場合は、どこかでエネルギー漏れなどの異常が生じていると思われるので、エネルギー授受状態に異常が発生していると判定される。
【００６８】一方、エネルギーの種別に基づいてエネルギー授受状態の異常を検出する場合は、エネルギー授受に先立って異常を検出する場合が考えられる。上述したように、移動体１，１０１と供給設備２，１０２とは、エネルギー授受に先立って種々の情報をやり取りしている。このとき、移動体１、１０１が要求しているエネルギー種別と供給設備２，１０２が供給しようとしているエネルギー種別との間にミスマッチがあれば、エネルギー授受状態に異常があると検出される。
【００６９】例えば、移動体１，１０１が電気エネルギーを取得したいときに供給設備２，１０２が液体燃料を供給しようとしている場合である。あるいは、ハイオクガソリンを要求しているときにレギュラーガソリンを供給しようとしている場合や、電気エネルギー取得時の直流・交流の種別が移動体１，１０１側と供給設備２，１０２側とで異なる場合なども、エネルギー授受状態が異常であると検出される。また、エネルギーの授受に先立って異常が検出される場合だけでなく、エネルギー授受中やエネルギー授受後に異常が検出されてもよい。
【００７０】次に、エネルギー授受状態における移動体１，１０１の供給設備２，１０２に対する相対速度に基づいて異常を検出する異常検出手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００７１】移動中の移動体１，１０１にエネルギーの供給をする際に、図１に示されるような場合は、移動体１の供給設備２（のエネルギー供給部７）に対する相対速度によって移動体１が取得するエネルギー量は変動することは既に述べた。ただし、図１に示される場合は、供給設備２が移動しないので移動体１の供給設備２に対する相対速度は移動体１自体の速度である。また、図３に示されるような場合は、移動体１０１の速度と供給設備２のエネルギー供給部７の速度とを協調させる必要があり、移動体１の供給設備２（のエネルギー供給部７）に対する相対速度が大きいとエネルギーの授受を確実に行うことができないことも既に述べた。
【００７２】そこで、本実施形態においては、異常検出手段が移動体１の供給設備２に対する相対速度に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する。ここでは、送受信機４，６，１０４，１０６のほか、移動体１，１０１側のエネルギー授受ＥＣＵ１１、車輪速センサ２１、供給設備２，１０２側のエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８、速度検出センサ２６などによって、移動体１の供給設備２に対する相対速度が検出される。そして、検出された相対速度に基づいて、エネルギー授受ＥＣＵ１１又はエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８によって、エネルギー授受状態が異常であるか否かを検出する。即ち、これらの構成が異常検出手段として機能する。
【００７３】なお、移動体１，１０１の供給設備２，１０２に対する相対速度の検出は、供給設備２，１０２側にミリ波レーダーセンサやレーザーレーダーセンサなどを設けて、これらのセンサのみで検出するようにすることも可能である（距離測定センサ２５を流用することも可能）。また、図１に示されるような場合は、送受信機４，６が対向したときに通信が行われるため、供給設備２側の複数の送受信機６と移動体１側の送受信機４の通信状況から移動体１の速度を検出することもできる。
【００７４】次に、エネルギー授受状態における移動体１，１０１の供給設備２，１０２に対する相対位置に基づいて異常を検出する異常検出手段を備えたエネルギー授受装置の実施形態について説明する。
【００７５】移動中の移動体１，１０１にエネルギーの供給をする際には、上述した相対速度の場合と同様に、移動体１の供給設備２（のエネルギー供給部７）に対する相対位置が重要な要件となる。例えば、図３に示されるような場合は、移動体１０１の位置と供給設備２のエネルギー供給部７の位置とを同調させた状態でエネルギーの授受が行われるため、移動体１の供給設備２（のエネルギー供給部７）に対する相対位置は重要である。
【００７６】そこで、本実施形態においては、異常検出手段が移動体１の供給設備２に対する相対位置に基づいて、エネルギー授受状態の異常を検出する。ここでは、距離測定センサ２５を流用するなどして、移動体１の供給設備２に対する相対位置が検出される。そして、検出された相対位置に基づいて、エネルギー授受ＥＣＵ１１又はエネルギー授受ＥＣＵ８，１０８によって、エネルギー授受状態が異常であるか否かを検出する。即ち、これらの構成が異常検出手段として機能する。
【００７７】なお、移動体１，１０１の供給設備２，１０２に対する相対位置の検出は、移動体１，１０１にＧＰＳユニットなどを搭載して検出することも可能である。また、図１に示されるような場合は、送受信機４，６が対向したときに通信が行われるため、供給設備２側の複数の送受信機６と移動体１側の送受信機４の通信状況から移動体１の位置を検出することもできる。
【００７８】上述したいくつかの例のように、異常検出手段によってエネルギー授受時の異常状態を検出することができるので、エネルギー授受時の異常に速やかに対応できる。
【００７９】本発明のエネルギー授受装置は、上述した実施形態に制限されるものではない。例えば、本発明の各エネルギー授受装置は、移動体側のみで一つの装置として完結する場合、供給設備側のみで一つの装置として完結する場合、移動体側と供給設備側とで一つの装置を構成する場合など、様々な形態をとり得るものである。また、本発明の各エネルギー授受装置は、上述した実施形態のように、移動体が道路網状を走行する自動車である場合だけでなく、種々の移動体に対して適用が可能である。
【００８０】
【発明の効果】本発明の各エネルギー授受装置によれば、エネルギー授受に際して、姿勢制御手段、告知手段、開閉制御手段、距離制御手段、速度制御手段、異常検出手段をそれぞれ用いることによって、エネルギーの授受を円滑かつ確実に行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【識別番号】０００００３６０９
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
【出願日】 平成１１年１２月１０日（１９９９．１２．１０）
【代理人】 【識別番号】１０００８８１５５
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−１７７９１５（Ｐ２００１−１７７９１５Ａ）
【公開日】 平成１３年６月２９日（２００１．６．２９）
【出願番号】 特願平１１−３５２３７６