無線エネルギ取得装置及び無線エネルギ伝送システム
【課題】無線エネルギ受信手段の損傷が生じないような態様での無線エネルギの取得及び伝送を可能とすること。
【解決手段】本発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線エネルギ取得装置及びこれを用いる無線エネルギ伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体に対して無線波を送信する送信手段と、前記送信手段により送信される無線波の到達範囲内において設けられ、前記送信手段により送信される無線波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された無線波を電気エネルギに変換する電力変換手段と、前記移動体または前記移動体の搭乗者の利用に供せられ、前記電力変換手段により変換された電気エネルギを利用して動作する電気負荷と、を備えることを特徴とするエネルギ利用交通システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２９４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の種の無線エネルギ伝送システムにおいて、移動体側の無線エネルギ受信手段は、路側の路側エネルギ供給装置からの無線エネルギ（マイクロ波等）を受信する際に発熱するので、無線エネルギ受信手段を冷却するための冷却手段を移動体側に設けることが必要となる。しかしながら、上述の種の無線エネルギ伝送システムでは、多種多様な移動体が同一の路側エネルギ供給装置から無線エネルギを受信することが予定されるので、冷却能力が移動体毎に異なりうることを考慮する必要がある。特に冷却能力を超えた無線エネルギが移動体側に送信されると、熱衝撃や過熱による無線エネルギ受信手段の損傷が懸念される。
【０００４】
そこで、本発明は、無線エネルギ受信手段の損傷が生じないような態様での無線エネルギの取得及び伝送を可能とする無線エネルギ取得装置及び無線エネルギ伝送システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る無線エネルギ取得装置において、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段を更に備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る無線エネルギ取得装置において、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを更に備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方を表す情報を、前記路側エネルギ供給装置から前記通信手段により受信し、該受信した情報に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段とを備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度と、前記冷却手段の冷却能力とに基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、無線エネルギ伝送システムに関し、上述の本発明による無線エネルギ取得装置と、
前記路側に設けられる路側エネルギ供給装置とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無線エネルギ受信手段の損傷が生じないような態様での無線エネルギの取得及び伝送を可能とする無線エネルギ取得装置及び無線エネルギ伝送システムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１４】
図１は、本発明による無線エネルギ伝送システム１の一実施例及びその中に含まれる無線エネルギ取得装置２０の一実施例の要部構成を示す図である。
【００１５】
無線エネルギ伝送システム１は、路側に設置される路側エネルギ供給装置１０と、車両１００に搭載される無線エネルギ取得装置２０とからなる。尚、車両１００は、あくまで移動体の一例であり、その他の移動体としては、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、建設機械、ホークリフト、ロボット等がありうる。車両１００は、バッテリ５０を電源として動作する。
【００１６】
路側エネルギ供給装置１０は、制御装置１２と、通信アンテナ１４と、無線エネルギ送信機１６とを含む。制御装置１２は、通信アンテナ１４を介して、車両１００と通信し、以下で説明するような各種情報のやり取りを行う。また、制御装置１２は、無線エネルギ送信機１６を制御して、無線エネルギ送信機１６から無線エネルギを車両１００に供給する。無線エネルギ送信機１６は、例えば半導体レーザーやマイクロ波のような無線エネルギを持つ無線波を送信するように構成される。無線エネルギ送信機１６は、道路を走行中の車両１００に無線エネルギを送信できるように道路施設に配置される。例えば、無線エネルギ送信機１６は、信号機等に並設されてもよい。無線エネルギ送信機１６の出力する無線エネルギのエネルギ密度は、所定の固定値であってもよいし、制御装置１２により所定の範囲内で可変制御されてもよい。また、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの送信タイミング（送信持続時間を含む）は、無線エネルギ送信機１６と車両１００との相対位置関係に依存した所定のタイミングであってもよいし、制御装置１２により可変制御されてもよい。また、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１は、所定の固定値であってもよいし、制御装置１２により可変制御されてもよい。例えば、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１は、無線エネルギ送信機１６を複数個設定し、駆動する無線エネルギ送信機１６の数を変化することで可変されてもよい。
【００１７】
無線エネルギ取得装置２０は、主たる構成要素として、無線エネルギ受信部２２と、制御ＥＣＵ２４と、冷却装置３０とを含む。
【００１８】
無線エネルギ受信部２２は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信し、受信したエネルギを電気エネルギに変換して、バッテリ５０に蓄電する。無線エネルギ受信部２２は、無線エネルギの受信が可能な所定のエネルギ受信面積Ｓ２を有する。無線エネルギ受信部２２は、例えば半導体レーザーを受信して電気エネルギに変換するフォットダイオードから構成されてもよい。無線エネルギ受信部２２は、好ましくは、図１に示すように、無線エネルギを効率的に受信できるように、車両１００のルーフ部に取り付けられる。
【００１９】
制御ＥＣＵ２４は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。制御ＥＣＵ２４は、主に、後述の冷却装置３０の制御や通信制御を行うと共に、後述の車速制御手段４４と協動して車両１００の速度を制御する。制御ＥＣＵ２４は、車両１００に搭載される既存のＥＣＵ（例えばエンジンＥＣＵ）により実現されてもよいし、専用のＥＣＵとして実現されてもよいし、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。
【００２０】
制御ＥＣＵ２４には、通信アンテナ２６が接続される。制御ＥＣＵ２４は、通信アンテナ２６を介して、路側エネルギ供給装置１０と通信し、以下で説明するような各種情報のやり取りを行う。
【００２１】
制御ＥＣＵ２４には、無線エネルギ受信部２２の温度を計測する温度センサ４０が接続される。制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０の出力信号に基づいて無線エネルギ受信部２２の温度（発熱状態）を把握する。また、制御ＥＣＵ２４には、車速を検出する車輪速センサ４２が接続されている。制御ＥＣＵ２４は、車輪速センサ４２の出力信号に基づいて車両１００の車速を把握する。尚、車輪速センサ４２に代えて、車載ナビゲーションシステム（図示せず）の自車位置の測位結果や、トランスミッション（図示せず）の出力軸の回転数等を用いて車速が検出・推定されてもよい。
【００２２】
制御ＥＣＵ２４には、車両の制駆動力を発生する車速制御手段４４が接続される。車速制御手段４４は、ブレーキ装置、エンジン及びトランスミッション等を含んでよい。制御ＥＣＵ２４は、車速制御手段４４に制御信号を送信して、車速を制御する。尚、エンジンに代えて若しくは加えて、車輪を駆動する電気モータが用いられてもよい。
【００２３】
制御ＥＣＵ２４には、バッテリ５０の状態を検出するバッテリセンサ５２が接続される。バッテリセンサ５２は、バッテリ５０の電流の出入りを検出する電流センサや、バッテリ５０の温度を検出する温度センサ、電圧センサを含んでよい。制御ＥＣＵ２４は、バッテリセンサ５２からの情報に基づいて、バッテリ５０の状態（ＳＯＣ）を把握する。制御ＥＣＵ２４は、バッテリ５０の状態に応じて無線エネルギ受信部２２で受信すべきエネルギ量を算出する。
【００２４】
冷却装置３０は、冷却水が循環する配管３２と、配管３２内を循環する冷却水の熱を大気へ放出するラジエータ３４と、ラジエータ３４に風を送り冷却水熱の大気への放熱を促進するラジエータファン３６と、配管３２内を冷却水を循環させる冷却水ポンプ３８とを含む。配管３２は、無線エネルギ受信部２２を通るように配置される。従って、配管３２内を循環する冷却水は、無線エネルギ受信部２２で発生する熱を取り込み、大気へ放出する役割を果たす。冷却装置３０の冷却能力は、制御ＥＣＵ２４によりラジエータファン３６の回転速度や冷却水ポンプ３８の駆動力（冷却水の流速）等を制御して可変制御されてもよい。
【００２５】
図２は、無線エネルギ伝送システム１の動作状態を示す図である。図２には、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から無線エネルギを受信する過程における各車両位置が示されている。状態（ｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントに近接している状態に対応する。この状態（ｉ）では、車両１００と路側エネルギ供給装置１０との間で、無線エネルギのエネルギ密度や送信タイミングに関する情報がやり取りされてもよい。状態（ｉｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信している状態である。状態（ｉｉｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０を通過した状態である。このようにして、車両１００は、路側エネルギ供給装置１０のそばを通過することで、走行しながらエネルギを得ることができる（図２のバッテリ残量参照）。
【００２６】
図３は、無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギモデルを示す図であり、図４は、無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギ収支を示す図である。図５は、無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係の一例を示す図である。図５には、無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係を示す特性曲線が実線にて示され、無線エネルギＱ０が１００％電気エネルギＱｅに変換される場合の特性曲線が参考として一点鎖線にて示されている。
【００２７】
路側エネルギ供給装置１０から送信される無線エネルギをＱ０とすると、図５に示すように、無線エネルギＱ０の全てが、無線エネルギ受信部２２にて電力Ｑｅに変換されることにはならず、電力に変換できない部分が熱エネルギ（＝Ｑ０−Ｑｅ）として無線エネルギ受信部２２で発生する。この熱エネルギのうちの、走行風が無線エネルギ受信部２２に直接当たって放熱する熱エネルギＱａを差し引いたエネルギ（＝Ｑ０−Ｑｅ−Ｑａ）が、冷却装置３０により大気に放出されるべき対象となる熱エネルギＱｃである。
【００２８】
図６は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程（例えば図２の状態（ｉ）から状態（ｉｉｉ）までの間）で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましい一例を示すフローチャートである。
【００２９】
図６の処理は、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から供給される無線エネルギの密度等が可変である場合に適用される。図６の処理ルーチンは、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近した場合に起動される。尚、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近したか否かは、車両１００に搭載されるナビゲーションシステム（図示せず）からの車両位置情報及び各無線エネルギ受信ポイントの位置情報を予め登録した地図情報に基づいて判定することができる。或いは、図６の処理ルーチンは、車両１００と路側エネルギ供給装置１０との間の通信が接続された場合に起動されてもよい。
【００３０】
ステップ２００では、制御ＥＣＵ２４は、バッテリ５０の状態に応じて無線エネルギ受信部２２で受信すべきエネルギ量（以下、「必要エネルギＥｔ」という）を算出する。この際、例えば、バッテリ５０の残量が少ないほど（ＳＯＣが小さいほど）大きい必要エネルギＥｔが算出されてよい。
【００３１】
ステップ２０２では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘと、走行風による冷却熱量Ｑａとの和を、最大冷却熱量Ｅｃとして算出する。この際、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘ［Ｊ］は、最大冷却能力Ｐ［Ｗ］に所定の冷却時間Ｔ［ｓ］を掛けることで算出される（Ｅｃ＝Ｐ×Ｔ）。最大冷却能力Ｐは、冷却装置３０の構成に依存し、既知の設計値が採用されてもよい。冷却時間Ｔは、無線エネルギ受信部２２の耐熱性等を考慮して適切に決定され、例えば、無線エネルギ受信部２２が、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域を通過するのに要する時間（又は、無線エネルギ照射時間）に対応してもよいし、それ以上の時間であってもよい。走行風による冷却熱量Ｑａは、例えばＱａ＝ｈ×（Ｔｍ−Ｔａ）により算出されてもよい。ここで、ｈは、熱伝達率であり、車両１００の速度の関数であってよい。Ｔｍは、無線エネルギ受信部２２の温度であり、温度センサ４０により検出されてもよい。Ｔａは、大気の温度であり、例えば車載の外気温センサ（図示せず）により検出されてもよい。
【００３２】
ステップ２０４では、制御ＥＣＵ２４は、上記のステップ２００及び２０２で算出した必要エネルギＥｔ及び最大冷却熱量Ｅｃを表す情報と共に、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２、エネルギ受信形状、無線エネルギ受信ポイントを通過する際の通過車速Ｖを表す情報を、車両１００の進行方向前方に接近する無線エネルギ受信部２２に送信する。尚、通過車速Ｖは、車輪速センサ４２から得られる現在車速であってもよいし、現在の加減速度を考慮した予測速度であってもよい。また、エネルギ受信面積Ｓ２及びエネルギ受信形状のような不変の情報は、車両１００と対応付けて予め路側エネルギ供給装置１０側の記憶装置に保持されていてもよく、この場合は送信不要である。また、通過車速Ｖを表す情報についても、例えば路側エネルギ供給装置１０がレーダ等により車両１００の接近速度を計測可能な場合には、送信不要である。
【００３３】
このステップ２０４の処理に関連して、路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２は、車両１００から受信した情報に基づいて、無線エネルギ送信機１６から車両１００に送信すべき無線エネルギの送信態様を決定する。無線エネルギの送信態様は、送信エネルギ密度Ｄ［Ｗ／ｍ２］及び送信タイミングを含む。送信タイミングは、現時点から何秒後から何秒間といった具合に表されてもよいし、ＧＰＳ時刻等を用いて絶対時間で表されてもよい。
【００３４】
ここで、図７及び図８を参照して、路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２で採用されてよい送信エネルギ密度及び送信タイミングの算出方法の一例を説明する。図７は、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２と、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１との関係の一例を示す図である。ここでは、理解の容易化のため、図７に示すように、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信形状が一辺Ｌ［ｍ］の正方形であり（従って、エネルギ受信面積Ｓ２＝Ｌ×Ｌ）、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の形状が一辺３Ｌ［ｍ］の正方形であるとする。図８は、図７に示す関係の無線エネルギ受信部２２が無線エネルギの照射領域を速度Ｖ［ｍ／ｓ］で通過したときの、無線エネルギが実際に照射（受信）される実効受信面積Ｓｅの変化を時系列で示す。尚、図８において、ｔ＝ｔ０は、無線エネルギ受信部２２の前縁部が無線エネルギの照射領域の後縁部（車両進行方向で後側の縁部）と一致した時刻に対応する。この場合、大気中を伝播する際の減衰によるエネルギ損失を無視し、送信タイミングがｔ＝ｔ０〜ｔ３であるとすると、無線エネルギ受信部２２で受信される無線エネルギＱ０は、実効受信面積Ｓｅの時間積分値（図８の例では、２Ｌ／Ｖ×Ｓ２）に、送信エネルギ密度を乗じた値となる。従って、送信エネルギ密度及び送信タイミングの算出方法は、具体的には以下の通りであってよい。先ず、例えば図５に示すような特性図を利用して、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量を考慮しつつ、必要エネルギＥｔが電気エネルギＱｅとして変換されるような無線エネルギＱ０を決定する。この際、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）が最大冷却熱量Ｅｃを超えないように無線エネルギＱ０を決定する。従って、必要エネルギＥｔが大きい場合や最大冷却熱量Ｅｃが小さい場合には、必要エネルギＥｔ未満のエネルギが電気エネルギＱｅとして変換されるような無線エネルギＱ０が決定される場合もありうる。尚、図５に示すような特性図は、車両１００からステップ２０４の通信により取得してもよいし、予め車両１００に対応付けて記憶しておいてもよいし、汎用性のある特性図が用いられてもよい。このようにして無線エネルギＱ０を決定すると、次いで、通過車速Ｖ及びエネルギ受信面積Ｓ２等に基づいて、図８に示すような関係から、決定した無線エネルギＱ０が受信されるような送信エネルギ密度Ｄを算出する（又は送信エネルギ密度Ｄと共に、送信タイミングも同時に決定する）。尚、算出した送信エネルギ密度Ｄが、送信エネルギ密度の可変幅の上限値を超える場合には、上限値が採用され、下限値を下回る場合には、下限値が採用されてもよい。下限値を下回る場合には、無駄なエネルギの供給を防止するために、送信タイミングを調整してもよい。例えば図８に示す例で、送信タイミングを例えばｔ＝ｔ１〜ｔ２に短縮して無線エネルギＱ０を低減するようにしてもよい。尚、送信エネルギ密度の上限値は、急激な加熱による損傷を防止する観点から無線エネルギ受信部２２の構成等にも依存しうるので、車両毎に設定されてもよい。この場合、上限値は、車両１００からステップ２０４の通信により取得してもよいし、予め車両１００に対応付けて記憶しておいてもよい。
【００３５】
路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２は、このようにして送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを決定すると、当該決定した送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、車両１００に対して送信する。
【００３６】
図６に戻る。ステップ２０６では、制御ＥＣＵ２４は、上述の如く路側エネルギ供給装置１０から送信される送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、通信アンテナ２６を介して受信する。この際、制御ＥＣＵ２４は、必要に応じて、送信タイミングの開示時点から直ぐに冷却装置３０の冷却熱量を所定値（＝目標冷却熱量Ｑｃ）まで増加させることができるように準備を行ってもよい。
【００３７】
ステップ２０８では、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの受信待ち状態となる。路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信された場合には、ステップ２１０に進む。尚、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたか否かは、無線エネルギ受信部２２の状態（例えば電気エネルギの発生状態）に基づいて判断されてもよいし、若しくは、上記ステップ２０６で得た情報から、送信タイミングの開始時点が到来した際に、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたと判断してもよい。
【００３８】
ステップ２１０では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０の冷却制御を実行する。例えば、制御ＥＣＵ２４は、送信タイミングの開始時点が到来した際に、冷却装置３０の冷却制御を開始してよい。この際、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ２０６で得た情報（送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミング）から、図７及び図８を参照して上述した原理に基づいて、今回の通過時に無線エネルギ送信機１６から受信される無線エネルギＱ０を算出し、当該算出した無線エネルギＱ０から、例えば図５に示した特性図に基づいて、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）を必要冷却熱量Ｅｈとして算出する。そして、制御ＥＣＵ２４は、算出した必要冷却熱量Ｅｈに基づいて、冷却装置３０を制御して、無線エネルギの受信時に発熱する無線エネルギ受信部２２を冷却する。即ち、制御ＥＣＵ２４は、現在の車速（通過車速Ｖ）から走行風による冷却熱量Ｑａを算出し、所定の冷却時間Ｔの間の冷却装置３０の冷却熱量が、目標冷却熱量Ｑｃ（＝Ｅｈ−Ｑａ）に達するように、冷却装置３０を制御する。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０からの情報に基づいて、無線エネルギ受信部２２の温度が所定温度以下になるように冷却装置３０の冷却熱量を制御してもよい。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、必要冷却熱量Ｅｈを温度センサ４０からの情報（実際の無線エネルギ受信時に発生した熱エネルギ）に基づいて算出してもよい。
【００３９】
以上の図６に示す処理によれば、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングは、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないように、決定されているので、車両１００側で必要とされる以上の無駄な無線エネルギの伝送を無くしつつ、無線エネルギ受信部２２の過剰な発熱による損傷を防止することができる。また、無駄な無線エネルギの伝送が防止されるので、冷却装置３０の冷却制御に要するエネルギを最小化することができ、結果として、冷却装置３０以外の負荷で利用可能なエネルギＱｅを最大化することができる。
【００４０】
尚、図６に示す処理のステップ２０４において、車速制御手段４４により通過車速Ｖを増加させて走行風による冷却熱量Ｑａを増加させることで、受信可能な無線エネルギＱ０を高めることとしてもよい。但し、この場合、必要エネルギＥｔが同一とすると通過車速Ｖを増加させると、それに応じて送信エネルギ密度が大きくなるので、送信エネルギ密度が上限値を超えない程度で通過車速Ｖを増加させることが望ましい。また、必要エネルギＥｔを確保するための送信エネルギ密度が上限値を超えてしまう場合には、必要エネルギＥｔを確保すべく、車速制御手段４４により通過車速Ｖを低減させることとしてもよい。但し、この場合、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない程度で通過車速Ｖを低減させることが望ましい。
【００４１】
また、図６に示す処理では、ステップ２０４にて、車両１００から路側エネルギ供給装置１０に対して、必要エネルギＥｔ及び最大冷却熱量Ｅｃ等を表す情報を送信することで、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの要求値を間接的に表す情報を送信しているが、車両１００側で送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの要求値を算出して、当該要求値を路側エネルギ供給装置１０に送信することとしてもよい。即ち、図７及び図８を参照して説明した送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの算出処理を車両１００の制御ＥＣＵ２４が実行してもよい。これは、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの算出に必要なパラメータは、上述の如く車両１００側で取得されるものが多く、また、路側エネルギ供給装置１０側の構成に起因するパラメータ（例えば照射領域の面積Ｓ１）は固定の情報であるため容易に実現可能である。この場合、路側エネルギ供給装置１０は、自己の構成に起因した送信エネルギ密度の上限値を超えたり下限値を下回ったりしない限り、車両１００側からの要求どおりの送信エネルギ密度及び送信タイミングで無線エネルギを送信すればよい。また、路側エネルギ供給装置１０は、自己の構成に起因した送信エネルギ密度の上限値を超えたり下限値を下回ったりした場合には、上述と同様の方法で送信エネルギ密度及び送信タイミングを補正すればよい。
【００４２】
また、図６に示す処理では、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを可変することで送信エネルギＱ０を最適化しているが、送信エネルギ密度Ｄ、送信タイミング及び無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１（又は形状）のうちの少なくともいずれか１つを可変することで送信エネルギＱ０を最適化して、同様の効果を得ることも可能である。
【００４３】
図９は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましいその他の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
図９の処理は、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から供給される無線エネルギの密度等が可変でない場合に好適である。但し、この場合も、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６は、無線エネルギの送信をキャンセルする機能（即ち無線エネルギ密度をゼロにする機能）は有していることが望ましい。図９の処理ルーチンは、図６の処理ルーチンと同様、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近した場合に起動されてもよい。
【００４５】
ステップ３００では、制御ＥＣＵ２４は、無線エネルギ送信機１６から車両１００に送信される無線エネルギの送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、路側エネルギ供給装置１０から受信する。尚、この送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングは、路側エネルギ供給装置１０側で車両１００側の必要エネルギ等の事情を考慮せずに決定されている。例えば、送信エネルギ密度Ｄは、所定の固定値であってよい。また、送信タイミングは、車速の如何に関らず、例えば無線エネルギ受信部２２の前縁部が無線エネルギの照射領域の後縁部（車両進行方向で後側の縁部）と一致した時点（図８の時刻ｔ＝ｔ０参照）から、無線エネルギ受信部２２の後縁部が無線エネルギの照射領域の前縁部に一致する時点（図８の時刻ｔ＝ｔ３参照）までであってよい。或いは、送信タイミングは、無線エネルギ受信部２２の全体が無線エネルギの照射領域内に存在する期間（図８の時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２参照）であってもよい。これらの場合、車両１００の位置に対する相対的な送信タイミングが変化しないので、送信タイミングを表す情報の送信は不要となりうる。尚、無線エネルギ送信機１６の照射領域のプロフィール（図７に示す長さや形状等）が車両１００側で把握されていない場合には、これを表す情報が上記の情報と共に車両側に送信されてもよい。
【００４６】
ステップ３０２では、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ３００で受信した情報と、現在の車速（通過車速Ｖ）とから、図７及び図８を参照して上述した原理に基づいて、今回の通過時に無線エネルギ送信機１６から受信される無線エネルギＱ０を算出し、当該算出した無線エネルギＱ０から、例えば図５に示した特性図に基づいて、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）を必要冷却熱量Ｅｈとして算出する。
【００４７】
ステップ３０４では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘと、走行風による冷却熱量Ｑａとの和を、最大冷却熱量Ｅｃ（＝Ｅｍａｘ＋Ｑａ）として算出する。この際、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘ［Ｊ］は、冷却装置３０の最大冷却能力Ｐ［Ｗ］に所定の冷却時間Ｔ［ｓ］を乗算することで算出される（Ｅｃ＝Ｐ×Ｔ）。最大冷却能力Ｐは、冷却装置３０の構成に依存し、既知の設計値が採用されてもよい。冷却時間Ｔは、無線エネルギ受信部２２の耐熱性等を考慮して適切に決定され、例えば、無線エネルギ受信部２２が、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域を通過するのに要する時間（又は、無線エネルギ照射時間）に対応してもよいし、それ以上の時間であってもよい。走行風による冷却熱量Ｑａは、例えばＱａ＝ｈ×（Ｔｍ−Ｔａ）により算出されてもよい。ここで、ｈは、熱伝達率であり、車両１００の速度の関数であってよい。Ｔｍは、無線エネルギ受信部２２の温度であり、温度センサ４０により検出されてもよい。Ｔａは、大気の温度であり、例えば車載の外気温センサ（図示せず）により検出されてもよい。
【００４８】
ステップ３０６では、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ３０２で算出した必要冷却熱量Ｅｈと、上記ステップ３０４で算出した最大冷却熱量Ｅｃとを比較し、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上であるか否かを判定する。最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上である場合には、ステップ３１０に進み、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈよりも小さい場合、即ち冷却が不足することが予測される場合には、ステップ３０８に進む。
【００４９】
ステップ３０８では、制御ＥＣＵ２４は、車速制御手段４４により車速Ｖを増加させる。この場合、車速の増加量は、所定の一定値であってよい。この場合、本ステップ３０８の処理の後、ステップ３０２に戻り、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるまで、車速が一定値ずつ増加される。但し、車速の増加量は、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるように決定されてもよい。この場合、本ステップ３０８の処理の後、ステップ３１０に進む。いずれの場合も、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるような車速の増加が不能な場合のように、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上とすることが不能な場合には、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０に対して無線エネルギを送信しないように要求する。即ち、今回の通過時の無線エネルギの受信をキャンセルする。
【００５０】
ステップ３１０では、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの受信待ち状態となる。路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信された場合には、ステップ３１２に進む。尚、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたか否かは、無線エネルギ受信部２２の状態に基づいて判断されてもよいし、若しくは、上記ステップ３００で得た情報（送信タイミング）から、送信タイミングの開始時点が到来した際に、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたと判断してもよい。
【００５１】
ステップ３１２では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０の冷却制御を実行する。例えば、制御ＥＣＵ２４は、送信タイミングの開始時点が到来した際に、冷却装置３０の冷却制御を開始してよい。この際、制御ＥＣＵ２４は、所定の冷却時間Ｔの間の冷却装置３０の冷却熱量が、上記ステップ３０２で算出した必要冷却熱量Ｅｈから走行風による冷却熱量Ｑａを差し引いた目標冷却熱量Ｑｃとなるように、冷却装置３０を制御して、無線エネルギの受信時に発熱する無線エネルギ受信部２２を冷却する。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０からの情報に基づいて、無線エネルギ受信部２２の温度が所定温度以下になるように冷却装置３０の冷却熱量を制御してもよい。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、必要冷却熱量Ｅｈを温度センサ４０からの情報（実際の無線エネルギ受信時に発生した熱エネルギ）に基づいて算出してもよい。
【００５２】
以上の図９に示す処理によれば、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないように、車両１００の車速が適切に調整されているので、無線エネルギ受信部２２の過剰な発熱による損傷を防止することができる。即ち、図９に示す処理によれば、車速制御手段４４により通過車速Ｖを増加させることで、走行風による冷却熱量Ｑａを増加させると共に、受信される無線エネルギＱ０を低減することができる。これにより、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないようにして、無線エネルギ受信部２２を過熱から保護することができる。また、車速を変化させることで無線エネルギの車両１００の位置に対する相対的な送信タイミングが変化する送信タイミングの決定方法の場合には、当該相対的な送信タイミングの変化を利用して、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０を最適化することも可能である。
【００５３】
尚、図９に示す処理では、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないようにするために、車速を増加させているが、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない場合でも、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０が必要エネルギＥｔよりも十分大きい場合には、車速を増加させて、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０を低減して最適化することも可能である。
【００５４】
また、図９に示す処理において、現在の車速が大きすぎるが故に必要エネルギＥｔが確保できない場合には、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない範囲で、車速制御手段４４により通過車速Ｖを低減させて、必要エネルギＥｔを確保してもよい。但し、この場合、通過車速Ｖを低減させると、それに応じて走行風による冷却熱量Ｑａが減少して最大冷却熱量Ｅｃが小さくなり、また、無線エネルギＱ０が増加して必要冷却熱量Ｅｈが大きくなるので、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない程度で通過車速Ｖを低減させることが望ましい。
【００５５】
また、図９に示す処理では、ステップ２００にて、送信エネルギ密度Ｄ等を表す情報が路側エネルギ供給装置１０から車両１００に送信されているが、送信エネルギ密度Ｄ等が既知の固定値である場合には、かかる送信が省略されてもよい。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による無線エネルギ伝送システム１の一実施例及びその中に含まれる無線エネルギ取得装置２０の一実施例の要部構成を示す図である。
【図２】無線エネルギ伝送システム１の動作状態を示す図である。
【図３】無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギモデルを示す図である。
【図４】無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギ収支を示す図である。
【図５】無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係の一例を示す特性図である。
【図６】路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましい一例を示すフローチャートである。
【図７】車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２と、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１との関係の一例を示す図である。
【図８】無線エネルギ受信部２２が無線エネルギ送信機１６の照射領域を通過する際の実効受信面積Ｓｅを示す図である。
【図９】路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましいその他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１ 無線エネルギ伝送システム
１０ 路側エネルギ供給装置
１２ 制御装置
１４ 通信アンテナ
１６ 無線エネルギ送信機
２０ 無線エネルギ取得装置
２２ 無線エネルギ受信部
２４ 制御ＥＣＵ
２６ 通信アンテナ
３０ 冷却装置
３２ 配管
３４ ラジエータ
３６ ラジエータファン
３８ 冷却水ポンプ
４０ 温度センサ
４２ 車輪速センサ
４４ 車速制御手段
５０ バッテリ
５２ バッテリセンサ
１００ 車両
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線エネルギ取得装置及びこれを用いる無線エネルギ伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体に対して無線波を送信する送信手段と、前記送信手段により送信される無線波の到達範囲内において設けられ、前記送信手段により送信される無線波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された無線波を電気エネルギに変換する電力変換手段と、前記移動体または前記移動体の搭乗者の利用に供せられ、前記電力変換手段により変換された電気エネルギを利用して動作する電気負荷と、を備えることを特徴とするエネルギ利用交通システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２２９４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の種の無線エネルギ伝送システムにおいて、移動体側の無線エネルギ受信手段は、路側の路側エネルギ供給装置からの無線エネルギ（マイクロ波等）を受信する際に発熱するので、無線エネルギ受信手段を冷却するための冷却手段を移動体側に設けることが必要となる。しかしながら、上述の種の無線エネルギ伝送システムでは、多種多様な移動体が同一の路側エネルギ供給装置から無線エネルギを受信することが予定されるので、冷却能力が移動体毎に異なりうることを考慮する必要がある。特に冷却能力を超えた無線エネルギが移動体側に送信されると、熱衝撃や過熱による無線エネルギ受信手段の損傷が懸念される。
【０００４】
そこで、本発明は、無線エネルギ受信手段の損傷が生じないような態様での無線エネルギの取得及び伝送を可能とする無線エネルギ取得装置及び無線エネルギ伝送システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る無線エネルギ取得装置において、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段を更に備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る無線エネルギ取得装置において、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを更に備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方を表す情報を、前記路側エネルギ供給装置から前記通信手段により受信し、該受信した情報に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段とを備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度と、前記冷却手段の冷却能力とに基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、無線エネルギ伝送システムに関し、上述の本発明による無線エネルギ取得装置と、
前記路側に設けられる路側エネルギ供給装置とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無線エネルギ受信手段の損傷が生じないような態様での無線エネルギの取得及び伝送を可能とする無線エネルギ取得装置及び無線エネルギ伝送システムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１４】
図１は、本発明による無線エネルギ伝送システム１の一実施例及びその中に含まれる無線エネルギ取得装置２０の一実施例の要部構成を示す図である。
【００１５】
無線エネルギ伝送システム１は、路側に設置される路側エネルギ供給装置１０と、車両１００に搭載される無線エネルギ取得装置２０とからなる。尚、車両１００は、あくまで移動体の一例であり、その他の移動体としては、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、建設機械、ホークリフト、ロボット等がありうる。車両１００は、バッテリ５０を電源として動作する。
【００１６】
路側エネルギ供給装置１０は、制御装置１２と、通信アンテナ１４と、無線エネルギ送信機１６とを含む。制御装置１２は、通信アンテナ１４を介して、車両１００と通信し、以下で説明するような各種情報のやり取りを行う。また、制御装置１２は、無線エネルギ送信機１６を制御して、無線エネルギ送信機１６から無線エネルギを車両１００に供給する。無線エネルギ送信機１６は、例えば半導体レーザーやマイクロ波のような無線エネルギを持つ無線波を送信するように構成される。無線エネルギ送信機１６は、道路を走行中の車両１００に無線エネルギを送信できるように道路施設に配置される。例えば、無線エネルギ送信機１６は、信号機等に並設されてもよい。無線エネルギ送信機１６の出力する無線エネルギのエネルギ密度は、所定の固定値であってもよいし、制御装置１２により所定の範囲内で可変制御されてもよい。また、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの送信タイミング（送信持続時間を含む）は、無線エネルギ送信機１６と車両１００との相対位置関係に依存した所定のタイミングであってもよいし、制御装置１２により可変制御されてもよい。また、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１は、所定の固定値であってもよいし、制御装置１２により可変制御されてもよい。例えば、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１は、無線エネルギ送信機１６を複数個設定し、駆動する無線エネルギ送信機１６の数を変化することで可変されてもよい。
【００１７】
無線エネルギ取得装置２０は、主たる構成要素として、無線エネルギ受信部２２と、制御ＥＣＵ２４と、冷却装置３０とを含む。
【００１８】
無線エネルギ受信部２２は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信し、受信したエネルギを電気エネルギに変換して、バッテリ５０に蓄電する。無線エネルギ受信部２２は、無線エネルギの受信が可能な所定のエネルギ受信面積Ｓ２を有する。無線エネルギ受信部２２は、例えば半導体レーザーを受信して電気エネルギに変換するフォットダイオードから構成されてもよい。無線エネルギ受信部２２は、好ましくは、図１に示すように、無線エネルギを効率的に受信できるように、車両１００のルーフ部に取り付けられる。
【００１９】
制御ＥＣＵ２４は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。制御ＥＣＵ２４は、主に、後述の冷却装置３０の制御や通信制御を行うと共に、後述の車速制御手段４４と協動して車両１００の速度を制御する。制御ＥＣＵ２４は、車両１００に搭載される既存のＥＣＵ（例えばエンジンＥＣＵ）により実現されてもよいし、専用のＥＣＵとして実現されてもよいし、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。
【００２０】
制御ＥＣＵ２４には、通信アンテナ２６が接続される。制御ＥＣＵ２４は、通信アンテナ２６を介して、路側エネルギ供給装置１０と通信し、以下で説明するような各種情報のやり取りを行う。
【００２１】
制御ＥＣＵ２４には、無線エネルギ受信部２２の温度を計測する温度センサ４０が接続される。制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０の出力信号に基づいて無線エネルギ受信部２２の温度（発熱状態）を把握する。また、制御ＥＣＵ２４には、車速を検出する車輪速センサ４２が接続されている。制御ＥＣＵ２４は、車輪速センサ４２の出力信号に基づいて車両１００の車速を把握する。尚、車輪速センサ４２に代えて、車載ナビゲーションシステム（図示せず）の自車位置の測位結果や、トランスミッション（図示せず）の出力軸の回転数等を用いて車速が検出・推定されてもよい。
【００２２】
制御ＥＣＵ２４には、車両の制駆動力を発生する車速制御手段４４が接続される。車速制御手段４４は、ブレーキ装置、エンジン及びトランスミッション等を含んでよい。制御ＥＣＵ２４は、車速制御手段４４に制御信号を送信して、車速を制御する。尚、エンジンに代えて若しくは加えて、車輪を駆動する電気モータが用いられてもよい。
【００２３】
制御ＥＣＵ２４には、バッテリ５０の状態を検出するバッテリセンサ５２が接続される。バッテリセンサ５２は、バッテリ５０の電流の出入りを検出する電流センサや、バッテリ５０の温度を検出する温度センサ、電圧センサを含んでよい。制御ＥＣＵ２４は、バッテリセンサ５２からの情報に基づいて、バッテリ５０の状態（ＳＯＣ）を把握する。制御ＥＣＵ２４は、バッテリ５０の状態に応じて無線エネルギ受信部２２で受信すべきエネルギ量を算出する。
【００２４】
冷却装置３０は、冷却水が循環する配管３２と、配管３２内を循環する冷却水の熱を大気へ放出するラジエータ３４と、ラジエータ３４に風を送り冷却水熱の大気への放熱を促進するラジエータファン３６と、配管３２内を冷却水を循環させる冷却水ポンプ３８とを含む。配管３２は、無線エネルギ受信部２２を通るように配置される。従って、配管３２内を循環する冷却水は、無線エネルギ受信部２２で発生する熱を取り込み、大気へ放出する役割を果たす。冷却装置３０の冷却能力は、制御ＥＣＵ２４によりラジエータファン３６の回転速度や冷却水ポンプ３８の駆動力（冷却水の流速）等を制御して可変制御されてもよい。
【００２５】
図２は、無線エネルギ伝送システム１の動作状態を示す図である。図２には、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から無線エネルギを受信する過程における各車両位置が示されている。状態（ｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントに近接している状態に対応する。この状態（ｉ）では、車両１００と路側エネルギ供給装置１０との間で、無線エネルギのエネルギ密度や送信タイミングに関する情報がやり取りされてもよい。状態（ｉｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信している状態である。状態（ｉｉｉ）は、車両１００が路側エネルギ供給装置１０を通過した状態である。このようにして、車両１００は、路側エネルギ供給装置１０のそばを通過することで、走行しながらエネルギを得ることができる（図２のバッテリ残量参照）。
【００２６】
図３は、無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギモデルを示す図であり、図４は、無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギ収支を示す図である。図５は、無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係の一例を示す図である。図５には、無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係を示す特性曲線が実線にて示され、無線エネルギＱ０が１００％電気エネルギＱｅに変換される場合の特性曲線が参考として一点鎖線にて示されている。
【００２７】
路側エネルギ供給装置１０から送信される無線エネルギをＱ０とすると、図５に示すように、無線エネルギＱ０の全てが、無線エネルギ受信部２２にて電力Ｑｅに変換されることにはならず、電力に変換できない部分が熱エネルギ（＝Ｑ０−Ｑｅ）として無線エネルギ受信部２２で発生する。この熱エネルギのうちの、走行風が無線エネルギ受信部２２に直接当たって放熱する熱エネルギＱａを差し引いたエネルギ（＝Ｑ０−Ｑｅ−Ｑａ）が、冷却装置３０により大気に放出されるべき対象となる熱エネルギＱｃである。
【００２８】
図６は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程（例えば図２の状態（ｉ）から状態（ｉｉｉ）までの間）で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましい一例を示すフローチャートである。
【００２９】
図６の処理は、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から供給される無線エネルギの密度等が可変である場合に適用される。図６の処理ルーチンは、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近した場合に起動される。尚、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近したか否かは、車両１００に搭載されるナビゲーションシステム（図示せず）からの車両位置情報及び各無線エネルギ受信ポイントの位置情報を予め登録した地図情報に基づいて判定することができる。或いは、図６の処理ルーチンは、車両１００と路側エネルギ供給装置１０との間の通信が接続された場合に起動されてもよい。
【００３０】
ステップ２００では、制御ＥＣＵ２４は、バッテリ５０の状態に応じて無線エネルギ受信部２２で受信すべきエネルギ量（以下、「必要エネルギＥｔ」という）を算出する。この際、例えば、バッテリ５０の残量が少ないほど（ＳＯＣが小さいほど）大きい必要エネルギＥｔが算出されてよい。
【００３１】
ステップ２０２では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘと、走行風による冷却熱量Ｑａとの和を、最大冷却熱量Ｅｃとして算出する。この際、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘ［Ｊ］は、最大冷却能力Ｐ［Ｗ］に所定の冷却時間Ｔ［ｓ］を掛けることで算出される（Ｅｃ＝Ｐ×Ｔ）。最大冷却能力Ｐは、冷却装置３０の構成に依存し、既知の設計値が採用されてもよい。冷却時間Ｔは、無線エネルギ受信部２２の耐熱性等を考慮して適切に決定され、例えば、無線エネルギ受信部２２が、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域を通過するのに要する時間（又は、無線エネルギ照射時間）に対応してもよいし、それ以上の時間であってもよい。走行風による冷却熱量Ｑａは、例えばＱａ＝ｈ×（Ｔｍ−Ｔａ）により算出されてもよい。ここで、ｈは、熱伝達率であり、車両１００の速度の関数であってよい。Ｔｍは、無線エネルギ受信部２２の温度であり、温度センサ４０により検出されてもよい。Ｔａは、大気の温度であり、例えば車載の外気温センサ（図示せず）により検出されてもよい。
【００３２】
ステップ２０４では、制御ＥＣＵ２４は、上記のステップ２００及び２０２で算出した必要エネルギＥｔ及び最大冷却熱量Ｅｃを表す情報と共に、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２、エネルギ受信形状、無線エネルギ受信ポイントを通過する際の通過車速Ｖを表す情報を、車両１００の進行方向前方に接近する無線エネルギ受信部２２に送信する。尚、通過車速Ｖは、車輪速センサ４２から得られる現在車速であってもよいし、現在の加減速度を考慮した予測速度であってもよい。また、エネルギ受信面積Ｓ２及びエネルギ受信形状のような不変の情報は、車両１００と対応付けて予め路側エネルギ供給装置１０側の記憶装置に保持されていてもよく、この場合は送信不要である。また、通過車速Ｖを表す情報についても、例えば路側エネルギ供給装置１０がレーダ等により車両１００の接近速度を計測可能な場合には、送信不要である。
【００３３】
このステップ２０４の処理に関連して、路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２は、車両１００から受信した情報に基づいて、無線エネルギ送信機１６から車両１００に送信すべき無線エネルギの送信態様を決定する。無線エネルギの送信態様は、送信エネルギ密度Ｄ［Ｗ／ｍ２］及び送信タイミングを含む。送信タイミングは、現時点から何秒後から何秒間といった具合に表されてもよいし、ＧＰＳ時刻等を用いて絶対時間で表されてもよい。
【００３４】
ここで、図７及び図８を参照して、路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２で採用されてよい送信エネルギ密度及び送信タイミングの算出方法の一例を説明する。図７は、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２と、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１との関係の一例を示す図である。ここでは、理解の容易化のため、図７に示すように、車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信形状が一辺Ｌ［ｍ］の正方形であり（従って、エネルギ受信面積Ｓ２＝Ｌ×Ｌ）、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の形状が一辺３Ｌ［ｍ］の正方形であるとする。図８は、図７に示す関係の無線エネルギ受信部２２が無線エネルギの照射領域を速度Ｖ［ｍ／ｓ］で通過したときの、無線エネルギが実際に照射（受信）される実効受信面積Ｓｅの変化を時系列で示す。尚、図８において、ｔ＝ｔ０は、無線エネルギ受信部２２の前縁部が無線エネルギの照射領域の後縁部（車両進行方向で後側の縁部）と一致した時刻に対応する。この場合、大気中を伝播する際の減衰によるエネルギ損失を無視し、送信タイミングがｔ＝ｔ０〜ｔ３であるとすると、無線エネルギ受信部２２で受信される無線エネルギＱ０は、実効受信面積Ｓｅの時間積分値（図８の例では、２Ｌ／Ｖ×Ｓ２）に、送信エネルギ密度を乗じた値となる。従って、送信エネルギ密度及び送信タイミングの算出方法は、具体的には以下の通りであってよい。先ず、例えば図５に示すような特性図を利用して、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量を考慮しつつ、必要エネルギＥｔが電気エネルギＱｅとして変換されるような無線エネルギＱ０を決定する。この際、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）が最大冷却熱量Ｅｃを超えないように無線エネルギＱ０を決定する。従って、必要エネルギＥｔが大きい場合や最大冷却熱量Ｅｃが小さい場合には、必要エネルギＥｔ未満のエネルギが電気エネルギＱｅとして変換されるような無線エネルギＱ０が決定される場合もありうる。尚、図５に示すような特性図は、車両１００からステップ２０４の通信により取得してもよいし、予め車両１００に対応付けて記憶しておいてもよいし、汎用性のある特性図が用いられてもよい。このようにして無線エネルギＱ０を決定すると、次いで、通過車速Ｖ及びエネルギ受信面積Ｓ２等に基づいて、図８に示すような関係から、決定した無線エネルギＱ０が受信されるような送信エネルギ密度Ｄを算出する（又は送信エネルギ密度Ｄと共に、送信タイミングも同時に決定する）。尚、算出した送信エネルギ密度Ｄが、送信エネルギ密度の可変幅の上限値を超える場合には、上限値が採用され、下限値を下回る場合には、下限値が採用されてもよい。下限値を下回る場合には、無駄なエネルギの供給を防止するために、送信タイミングを調整してもよい。例えば図８に示す例で、送信タイミングを例えばｔ＝ｔ１〜ｔ２に短縮して無線エネルギＱ０を低減するようにしてもよい。尚、送信エネルギ密度の上限値は、急激な加熱による損傷を防止する観点から無線エネルギ受信部２２の構成等にも依存しうるので、車両毎に設定されてもよい。この場合、上限値は、車両１００からステップ２０４の通信により取得してもよいし、予め車両１００に対応付けて記憶しておいてもよい。
【００３５】
路側エネルギ供給装置１０の制御装置１２は、このようにして送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを決定すると、当該決定した送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、車両１００に対して送信する。
【００３６】
図６に戻る。ステップ２０６では、制御ＥＣＵ２４は、上述の如く路側エネルギ供給装置１０から送信される送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、通信アンテナ２６を介して受信する。この際、制御ＥＣＵ２４は、必要に応じて、送信タイミングの開示時点から直ぐに冷却装置３０の冷却熱量を所定値（＝目標冷却熱量Ｑｃ）まで増加させることができるように準備を行ってもよい。
【００３７】
ステップ２０８では、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの受信待ち状態となる。路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信された場合には、ステップ２１０に進む。尚、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたか否かは、無線エネルギ受信部２２の状態（例えば電気エネルギの発生状態）に基づいて判断されてもよいし、若しくは、上記ステップ２０６で得た情報から、送信タイミングの開始時点が到来した際に、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたと判断してもよい。
【００３８】
ステップ２１０では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０の冷却制御を実行する。例えば、制御ＥＣＵ２４は、送信タイミングの開始時点が到来した際に、冷却装置３０の冷却制御を開始してよい。この際、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ２０６で得た情報（送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミング）から、図７及び図８を参照して上述した原理に基づいて、今回の通過時に無線エネルギ送信機１６から受信される無線エネルギＱ０を算出し、当該算出した無線エネルギＱ０から、例えば図５に示した特性図に基づいて、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）を必要冷却熱量Ｅｈとして算出する。そして、制御ＥＣＵ２４は、算出した必要冷却熱量Ｅｈに基づいて、冷却装置３０を制御して、無線エネルギの受信時に発熱する無線エネルギ受信部２２を冷却する。即ち、制御ＥＣＵ２４は、現在の車速（通過車速Ｖ）から走行風による冷却熱量Ｑａを算出し、所定の冷却時間Ｔの間の冷却装置３０の冷却熱量が、目標冷却熱量Ｑｃ（＝Ｅｈ−Ｑａ）に達するように、冷却装置３０を制御する。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０からの情報に基づいて、無線エネルギ受信部２２の温度が所定温度以下になるように冷却装置３０の冷却熱量を制御してもよい。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、必要冷却熱量Ｅｈを温度センサ４０からの情報（実際の無線エネルギ受信時に発生した熱エネルギ）に基づいて算出してもよい。
【００３９】
以上の図６に示す処理によれば、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングは、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないように、決定されているので、車両１００側で必要とされる以上の無駄な無線エネルギの伝送を無くしつつ、無線エネルギ受信部２２の過剰な発熱による損傷を防止することができる。また、無駄な無線エネルギの伝送が防止されるので、冷却装置３０の冷却制御に要するエネルギを最小化することができ、結果として、冷却装置３０以外の負荷で利用可能なエネルギＱｅを最大化することができる。
【００４０】
尚、図６に示す処理のステップ２０４において、車速制御手段４４により通過車速Ｖを増加させて走行風による冷却熱量Ｑａを増加させることで、受信可能な無線エネルギＱ０を高めることとしてもよい。但し、この場合、必要エネルギＥｔが同一とすると通過車速Ｖを増加させると、それに応じて送信エネルギ密度が大きくなるので、送信エネルギ密度が上限値を超えない程度で通過車速Ｖを増加させることが望ましい。また、必要エネルギＥｔを確保するための送信エネルギ密度が上限値を超えてしまう場合には、必要エネルギＥｔを確保すべく、車速制御手段４４により通過車速Ｖを低減させることとしてもよい。但し、この場合、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない程度で通過車速Ｖを低減させることが望ましい。
【００４１】
また、図６に示す処理では、ステップ２０４にて、車両１００から路側エネルギ供給装置１０に対して、必要エネルギＥｔ及び最大冷却熱量Ｅｃ等を表す情報を送信することで、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの要求値を間接的に表す情報を送信しているが、車両１００側で送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの要求値を算出して、当該要求値を路側エネルギ供給装置１０に送信することとしてもよい。即ち、図７及び図８を参照して説明した送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの算出処理を車両１００の制御ＥＣＵ２４が実行してもよい。これは、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングの算出に必要なパラメータは、上述の如く車両１００側で取得されるものが多く、また、路側エネルギ供給装置１０側の構成に起因するパラメータ（例えば照射領域の面積Ｓ１）は固定の情報であるため容易に実現可能である。この場合、路側エネルギ供給装置１０は、自己の構成に起因した送信エネルギ密度の上限値を超えたり下限値を下回ったりしない限り、車両１００側からの要求どおりの送信エネルギ密度及び送信タイミングで無線エネルギを送信すればよい。また、路側エネルギ供給装置１０は、自己の構成に起因した送信エネルギ密度の上限値を超えたり下限値を下回ったりした場合には、上述と同様の方法で送信エネルギ密度及び送信タイミングを補正すればよい。
【００４２】
また、図６に示す処理では、送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを可変することで送信エネルギＱ０を最適化しているが、送信エネルギ密度Ｄ、送信タイミング及び無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１（又は形状）のうちの少なくともいずれか１つを可変することで送信エネルギＱ０を最適化して、同様の効果を得ることも可能である。
【００４３】
図９は、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましいその他の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
図９の処理は、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６から供給される無線エネルギの密度等が可変でない場合に好適である。但し、この場合も、路側エネルギ供給装置１０の無線エネルギ送信機１６は、無線エネルギの送信をキャンセルする機能（即ち無線エネルギ密度をゼロにする機能）は有していることが望ましい。図９の処理ルーチンは、図６の処理ルーチンと同様、車両１００の進行方向前方に路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギ受信ポイントが接近した場合に起動されてもよい。
【００４５】
ステップ３００では、制御ＥＣＵ２４は、無線エネルギ送信機１６から車両１００に送信される無線エネルギの送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングを表す情報を、路側エネルギ供給装置１０から受信する。尚、この送信エネルギ密度Ｄ及び送信タイミングは、路側エネルギ供給装置１０側で車両１００側の必要エネルギ等の事情を考慮せずに決定されている。例えば、送信エネルギ密度Ｄは、所定の固定値であってよい。また、送信タイミングは、車速の如何に関らず、例えば無線エネルギ受信部２２の前縁部が無線エネルギの照射領域の後縁部（車両進行方向で後側の縁部）と一致した時点（図８の時刻ｔ＝ｔ０参照）から、無線エネルギ受信部２２の後縁部が無線エネルギの照射領域の前縁部に一致する時点（図８の時刻ｔ＝ｔ３参照）までであってよい。或いは、送信タイミングは、無線エネルギ受信部２２の全体が無線エネルギの照射領域内に存在する期間（図８の時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２参照）であってもよい。これらの場合、車両１００の位置に対する相対的な送信タイミングが変化しないので、送信タイミングを表す情報の送信は不要となりうる。尚、無線エネルギ送信機１６の照射領域のプロフィール（図７に示す長さや形状等）が車両１００側で把握されていない場合には、これを表す情報が上記の情報と共に車両側に送信されてもよい。
【００４６】
ステップ３０２では、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ３００で受信した情報と、現在の車速（通過車速Ｖ）とから、図７及び図８を参照して上述した原理に基づいて、今回の通過時に無線エネルギ送信機１６から受信される無線エネルギＱ０を算出し、当該算出した無線エネルギＱ０から、例えば図５に示した特性図に基づいて、電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量（＝Ｑ０−Ｑｅ）を必要冷却熱量Ｅｈとして算出する。
【００４７】
ステップ３０４では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘと、走行風による冷却熱量Ｑａとの和を、最大冷却熱量Ｅｃ（＝Ｅｍａｘ＋Ｑａ）として算出する。この際、冷却装置３０による最大冷却熱量Ｅｍａｘ［Ｊ］は、冷却装置３０の最大冷却能力Ｐ［Ｗ］に所定の冷却時間Ｔ［ｓ］を乗算することで算出される（Ｅｃ＝Ｐ×Ｔ）。最大冷却能力Ｐは、冷却装置３０の構成に依存し、既知の設計値が採用されてもよい。冷却時間Ｔは、無線エネルギ受信部２２の耐熱性等を考慮して適切に決定され、例えば、無線エネルギ受信部２２が、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域を通過するのに要する時間（又は、無線エネルギ照射時間）に対応してもよいし、それ以上の時間であってもよい。走行風による冷却熱量Ｑａは、例えばＱａ＝ｈ×（Ｔｍ−Ｔａ）により算出されてもよい。ここで、ｈは、熱伝達率であり、車両１００の速度の関数であってよい。Ｔｍは、無線エネルギ受信部２２の温度であり、温度センサ４０により検出されてもよい。Ｔａは、大気の温度であり、例えば車載の外気温センサ（図示せず）により検出されてもよい。
【００４８】
ステップ３０６では、制御ＥＣＵ２４は、上記ステップ３０２で算出した必要冷却熱量Ｅｈと、上記ステップ３０４で算出した最大冷却熱量Ｅｃとを比較し、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上であるか否かを判定する。最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上である場合には、ステップ３１０に進み、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈよりも小さい場合、即ち冷却が不足することが予測される場合には、ステップ３０８に進む。
【００４９】
ステップ３０８では、制御ＥＣＵ２４は、車速制御手段４４により車速Ｖを増加させる。この場合、車速の増加量は、所定の一定値であってよい。この場合、本ステップ３０８の処理の後、ステップ３０２に戻り、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるまで、車速が一定値ずつ増加される。但し、車速の増加量は、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるように決定されてもよい。この場合、本ステップ３０８の処理の後、ステップ３１０に進む。いずれの場合も、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上となるような車速の増加が不能な場合のように、最大冷却熱量Ｅｃが必要冷却熱量Ｅｈ以上とすることが不能な場合には、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０に対して無線エネルギを送信しないように要求する。即ち、今回の通過時の無線エネルギの受信をキャンセルする。
【００５０】
ステップ３１０では、制御ＥＣＵ２４は、路側エネルギ供給装置１０からの無線エネルギの受信待ち状態となる。路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信された場合には、ステップ３１２に進む。尚、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたか否かは、無線エネルギ受信部２２の状態に基づいて判断されてもよいし、若しくは、上記ステップ３００で得た情報（送信タイミング）から、送信タイミングの開始時点が到来した際に、路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギが受信されたと判断してもよい。
【００５１】
ステップ３１２では、制御ＥＣＵ２４は、冷却装置３０の冷却制御を実行する。例えば、制御ＥＣＵ２４は、送信タイミングの開始時点が到来した際に、冷却装置３０の冷却制御を開始してよい。この際、制御ＥＣＵ２４は、所定の冷却時間Ｔの間の冷却装置３０の冷却熱量が、上記ステップ３０２で算出した必要冷却熱量Ｅｈから走行風による冷却熱量Ｑａを差し引いた目標冷却熱量Ｑｃとなるように、冷却装置３０を制御して、無線エネルギの受信時に発熱する無線エネルギ受信部２２を冷却する。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、温度センサ４０からの情報に基づいて、無線エネルギ受信部２２の温度が所定温度以下になるように冷却装置３０の冷却熱量を制御してもよい。また、この際、制御ＥＣＵ２４は、必要冷却熱量Ｅｈを温度センサ４０からの情報（実際の無線エネルギ受信時に発生した熱エネルギ）に基づいて算出してもよい。
【００５２】
以上の図９に示す処理によれば、無線エネルギ受信部２２にて電気エネルギＱｅに変換されずに熱エネルギとなる熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないように、車両１００の車速が適切に調整されているので、無線エネルギ受信部２２の過剰な発熱による損傷を防止することができる。即ち、図９に示す処理によれば、車速制御手段４４により通過車速Ｖを増加させることで、走行風による冷却熱量Ｑａを増加させると共に、受信される無線エネルギＱ０を低減することができる。これにより、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないようにして、無線エネルギ受信部２２を過熱から保護することができる。また、車速を変化させることで無線エネルギの車両１００の位置に対する相対的な送信タイミングが変化する送信タイミングの決定方法の場合には、当該相対的な送信タイミングの変化を利用して、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０を最適化することも可能である。
【００５３】
尚、図９に示す処理では、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えないようにするために、車速を増加させているが、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない場合でも、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０が必要エネルギＥｔよりも十分大きい場合には、車速を増加させて、車両１００の無線エネルギ受信部２２にて受信される無線エネルギＱ０を低減して最適化することも可能である。
【００５４】
また、図９に示す処理において、現在の車速が大きすぎるが故に必要エネルギＥｔが確保できない場合には、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない範囲で、車速制御手段４４により通過車速Ｖを低減させて、必要エネルギＥｔを確保してもよい。但し、この場合、通過車速Ｖを低減させると、それに応じて走行風による冷却熱量Ｑａが減少して最大冷却熱量Ｅｃが小さくなり、また、無線エネルギＱ０が増加して必要冷却熱量Ｅｈが大きくなるので、必要冷却熱量Ｅｈが最大冷却熱量Ｅｃを超えない程度で通過車速Ｖを低減させることが望ましい。
【００５５】
また、図９に示す処理では、ステップ２００にて、送信エネルギ密度Ｄ等を表す情報が路側エネルギ供給装置１０から車両１００に送信されているが、送信エネルギ密度Ｄ等が既知の固定値である場合には、かかる送信が省略されてもよい。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による無線エネルギ伝送システム１の一実施例及びその中に含まれる無線エネルギ取得装置２０の一実施例の要部構成を示す図である。
【図２】無線エネルギ伝送システム１の動作状態を示す図である。
【図３】無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギモデルを示す図である。
【図４】無線エネルギ伝送システム１におけるエネルギ収支を示す図である。
【図５】無線エネルギＱ０と変換される電気エネルギＱｅとの関係の一例を示す特性図である。
【図６】路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましい一例を示すフローチャートである。
【図７】車両１００の無線エネルギ受信部２２のエネルギ受信面積Ｓ２と、無線エネルギ送信機１６による無線エネルギの照射領域の面積Ｓ１との関係の一例を示す図である。
【図８】無線エネルギ受信部２２が無線エネルギ送信機１６の照射領域を通過する際の実効受信面積Ｓｅを示す図である。
【図９】路側エネルギ供給装置１０から無線エネルギを受信する過程で制御ＥＣＵ２４により実行される処理の好ましいその他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１ 無線エネルギ伝送システム
１０ 路側エネルギ供給装置
１２ 制御装置
１４ 通信アンテナ
１６ 無線エネルギ送信機
２０ 無線エネルギ取得装置
２２ 無線エネルギ受信部
２４ 制御ＥＣＵ
２６ 通信アンテナ
３０ 冷却装置
３２ 配管
３４ ラジエータ
３６ ラジエータファン
３８ 冷却水ポンプ
４０ 温度センサ
４２ 車輪速センサ
４４ 車速制御手段
５０ バッテリ
５２ バッテリセンサ
１００ 車両
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項２】
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段を更に備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信する、請求項１に記載の無線エネルギ取得装置。
【請求項３】
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを更に備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方を表す情報を、前記路側エネルギ供給装置から前記通信手段により受信し、該受信した情報に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御する、請求項１に記載の無線エネルギ取得装置。
【請求項４】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段とを備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項５】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項６】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度と、前記冷却手段の冷却能力とに基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の無線エネルギ取得装置と、
前記路側に設けられる路側エネルギ供給装置とを含む、無線エネルギ伝送システム。
【請求項１】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信された無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記冷却手段での目標冷却熱量を算出し、該算出した目標冷却熱量に基づいて前記制御手段により前記冷却手段を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項２】
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段を更に備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信する、請求項１に記載の無線エネルギ取得装置。
【請求項３】
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを更に備え、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方を表す情報を、前記路側エネルギ供給装置から前記通信手段により受信し、該受信した情報に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御する、請求項１に記載の無線エネルギ取得装置。
【請求項４】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
前記路側エネルギ供給装置と情報通信を行う通信手段とを備え、
前記冷却手段の冷却能力に基づいて、前記路側エネルギ供給装置から送信されるべき無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方の要求値を算出し、該要求値を表す情報を前記路側エネルギ供給装置に前記通信手段により送信することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項５】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度及び送信タイミングのうちの少なくとも一方に基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項６】
移動体に設けられ、該移動体の動作に必要なエネルギを外部から取得する無線エネルギ取得装置であって、
路側に設けられる路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギを受信する無線エネルギ受信手段と、
前記無線エネルギ受信手段で発生する熱を大気に放出するための冷却手段と、
移動体の走行速度を制御する走行速度制御手段とを含み、
前記路側エネルギ供給装置から送信される無線エネルギのエネルギ密度と、前記冷却手段の冷却能力とに基づいて、前記走行速度制御手段により移動体の走行速度を制御することを特徴とする、無線エネルギ取得装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の無線エネルギ取得装置と、
前記路側に設けられる路側エネルギ供給装置とを含む、無線エネルギ伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１３１１３１（Ｐ２００９−１３１１３１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７０７５（Ｐ２００７−３０７０７５）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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