JP2013038991A - 充電システム、中央制御装置及び信号制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ残量が少なくなった電気自動車への充電を可能とする充電システムを提供する。
【解決手段】この充電システムは、電気自動車２に搭載された駆動用のバッテリ２４と、このバッテリ２４の残量等の情報を送信する車載通信装置２３と、非接触で電磁的に外部から受電してバッテリ２４を充電する車載充電装置２０と、道路側に設けられ、信号待ちで所定位置に停車した電気自動車２の車載充電装置２０に対して、非接触で電磁的に電力を伝送する路側充電装置１０と、中央制御装置３とを備えている。中央制御装置３は、車載通信装置２３を介してバッテリ２４の状態を監視し、充電が必要な状態を検出した場合、当該車載通信装置２３に対して充電指示の通知を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に搭載されたバッテリを充電するシステムに関する。

現在、電動機と内燃機関のエンジンとを併用するハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）の普及が急速に進んでおり、さらに、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）も実用化が進んでいる。電気自動車は、１回のフル充電で走行できる距離が、ガソリン車等に比べて短いのが現段階では弱点であり、従って、充電を頻繁に行うことが必要である。自宅では、商用電源のコンセントからプラグイン方式で充電を行うことができるが、外出先では、給油スタンドに代わる充電スタンドを利用することになる（例えば、特許文献１参照。）。なお、駆動用のバッテリは、通常、電動機の駆動のみならず、出力電圧を下げて、補機等の車載電装品用のバッテリを充電するためにも使用されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１０−２６７１１０号公報（段落［０００６］〜［０００７］） 特開２０１１−６２０１８号公報（段落［０００２］）

しかしながら、今後、電気自動車が普及する途上の段階において、従来の給油スタンドほどの数の充電スタンドが一気に出そろうことは難しい。従って、外出先でバッテリ残量が少なくなったとき、近くに都合良く充電スタンドがあるとは限らない。かかる状況下で、さらに走行を続けるか又は、渋滞によるエネルギー消費率の上昇や、エアコン等の消費電力の多い電装品を使用することにより、駆動用のバッテリの放電量が増大すると、バッテリ残量が許容下限値を下回る。この場合、電気自動車は走行不能状態に陥り、道路交通の妨げとなる恐れがある。

かかる課題に鑑み、本発明は、バッテリ残量が少なくなった電気自動車への充電を可能とする充電システムを提供することを目的とする。

（１）本発明の充電システムは、電気自動車に搭載された駆動用のバッテリと、前記電気自動車に搭載され、非接触で電磁的に外部から受電して前記バッテリを充電する車載充電装置と、道路側に設けられ、信号待ちで所定位置に停車した前記電気自動車の前記車載充電装置に対して、非接触で電磁的に電力を伝送可能な路側充電装置とを備えたものである。

上記のように構成された充電システムでは、充電が必要な状態となったバッテリを搭載する電気自動車が、信号待ちで所定位置に停車したとき、路側充電装置から車載充電装置に電力を供給し、バッテリを充電することができる。充電時間は限られるが、このような充電を繰り返すことにより、最低限のバッテリ残量を確保し、電気自動車が走行できる状態を維持することができる。

（２）また、上記（１）の充電システムにさらに、電気自動車に搭載され、バッテリの残量を含む情報を送信する車載通信装置と、車載通信装置を介してバッテリの状態を監視し、充電が必要な状態を検出した場合、当該車載通信装置に対して通知を行う中央制御装置とを設けてもよい。

上記（２）のように構成された充電システムでは、中央制御装置が、道路を走行する電気自動車のバッテリの状態を監視し、いずれかのバッテリが、充電が必要な状態であることを検出した場合、そのバッテリを搭載する電気自動車の車載通信装置に対して通知を行う。通知を受けた電気自動車は、その後、信号待ちで所定位置に停車したとき、路側充電装置から車載充電装置に電力を供給し、バッテリを充電することができる。充電時間は限られるが、このような充電を繰り返すことにより、最低限のバッテリ残量を確保し、電気自動車が走行できる状態を維持することができる。

（３）また、上記（２）の充電システムにおいて、中央制御装置から通知を受けた電気自動車が、路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う信号制御装置を備えるようにしてもよい。
この場合、例えば、当該電気自動車が目的の場所で赤信号により停止する、という状態から逆算して信号の点灯時間を調整すれば、確実に、信号待ちの間に当該電気自動車のバッテリの充電を行うことができる。

（４）また、上記（３）の充電システムにおいて、信号制御装置は、通知を受けた電気自動車の現在位置から、路側充電装置のある場所までの距離、及び、当該電気自動車の速度に基づいて、青信号の時間を調整するようにしてもよい。
この場合、青信号の点灯時間を調整することにより、当該電気自動車を目的の場所で、赤信号により停止させることができる。

（５）また、上記（２）〜（４）のいずれかの充電システムにおいて、通知を受けた電気自動車は充電を拒否する返答をすることができ、拒否の返答を受けた中央制御装置は、当該電気自動車のバッテリを充電対象から除外することができる。
これにより、運転者側の事情（例えば、すぐ近くの目的地で充電できるので充電は不要である。）に応じた適切な対応が可能となる。

（６）また、上記（２）〜（５）のいずれかの充電システムにおいて、充電が必要な状態のバッテリが同時に複数ある場合、中央制御装置は、相対比較により優先順位を判断し、当該優先順位の高い電気自動車から通知を行うことが好ましい。
この場合、より充電が必要なバッテリから優先的に、充電機会を与えることができる。

（７）また、上記（２）〜（６）のいずれかの充電システムにおいて、路側充電装置は通知の対象となる電気自動車の識別番号を中央制御装置から受信可能であり、当該識別番号と、所定位置に接近した電気自動車から受信した識別番号とを互いに照合して一致した場合に、電力を伝送するようにしてもよい。
この場合、充電の対象が特定されるので、確実に無駄なく充電することができる。

（８）また、上記（１）〜（７）のいずれかの充電システムにおいて、路側充電装置は、重要交差点以外の交差点における停止線近傍に設けられることが好ましい。
この場合、交通量の多い重要交差点を避けて充電を行うことができる。ここで、重要交差点とは、普段から負荷率が大きくボトルネックになることが多い交差点のことをいう。一般に、幹線・準幹線道路相互の交差点がこれに該当する。また、重要交差点以外の交差点（一般交差点）とは、重要交差点に比べて従道路の交通需要が少なく、例えば単に横断歩行者の青信号の時間を確保すればよいような交差点のことをいう。

（９）また、上記（１）の充電システムにさらに、電気自動車に搭載され、バッテリの残量を含む情報を送信する車載通信装置と、車載通信装置を介して監視されるいずれかのバッテリについて充電が必要な場合には、当該バッテリを搭載する電気自動車が路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う信号制御装置とを設けてもよい。

上記（９）のように構成された充電システムでは、いずれかのバッテリについて充電が必要な場合に、信号制御装置は、当該バッテリを搭載する電気自動車が路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う。信号待ちで所定位置に停車した電気自動車は、路側充電装置から車載充電装置に電力を供給し、バッテリを充電することができる。充電時間は限られるが、このような充電を繰り返すことにより、最低限のバッテリ残量を確保し、電気自動車が走行できる状態を維持することができる。

（１０）一方、本発明の中央制御装置は、上記（１）に記載の充電システムにおけるバッテリの状態を監視し、充電が必要な状態を検出した場合、当該バッテリを搭載する電気自動車の車載通信装置に対して通知を行う。
この場合、中央制御装置が、道路を走行する電気自動車のバッテリの状態を監視し、いずれかのバッテリが、充電が必要な状態であることを検出した場合、そのバッテリを搭載する電気自動車の車載通信装置に対して通知を行う。従って、通知を受けた電気自動車はその後、信号待ちで所定位置に停車し、そこで、充電が行われる。

（１１）また、本発明の信号制御装置は、上記（１）に記載の充電システムにおけるバッテリに充電が必要な場合には、当該バッテリを搭載する電気自動車が路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う。
この場合、いずれかのバッテリについて充電が必要な場合に、信号制御装置は、当該バッテリを搭載する電気自動車が路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う。従って、電気自動車は信号待ちで所定位置に停車し、そこで、充電が行われる。

本発明の充電システムによれば、バッテリ残量が少なくなった電気自動車への充電を道路上で行うことができる。

交差点のある道路の斜視図であり、本発明の一実施形態に係る充電システムにおけるコイルについて、その設置場所の一例を示している。 道路に埋設されたコイルから非接触で電気自動車に給電するための、電磁的な電力の伝送の原理を示す略図である。 充電システムの構成を示すブロック図である。 充電システムに関する中央制御装置の動作を示すフローチャートである。 路側充電装置における路側充電制御部の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る充電システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、交差点のある道路の斜視図であり、本発明の一実施形態に係る充電システムにおけるコイルについて、その設置場所の一例を示している。図において、上り下り各２車線の道路Ｒ１と、同じく上り下り各２車線の道路Ｒ２とは、交差点Ｃで互いに交差している。交差点Ｃの近傍には、各道路Ｒ１，Ｒ２用の信号機Ｓ１，Ｓ２が設置されている。各道路Ｒ１，Ｒ２には随所に、車載通信装置（図示せず。）と通信を行うことができる路側通信装置１３（ＩＴＳ無線装置、光ビーコン等）が設置されている。図１では、例えば道路Ｒ１に設置された路側通信装置１３を示している。

ここで、例えば、交差点Ｃに対する道路Ｒ１の一方側（図１の左下側）には、停止線Ｗの手前の所定位置に、電気自動車（ＥＶ）２の駆動用のバッテリに充電を行うためのコイル１１が埋設されており、道路上の「充電所」となっている。コイル１１の数すなわち充電所の数は、停止線Ｗの最寄りの１つでもよいが、より確実に充電を行うことができるという観点からは、図示のように、停止線Ｗから見て先頭の車両及び、後続の車両のいずれにでも充電できるように、停止時の車両間距離に相当する距離を互いにとって、複数設けることが好ましい。なお、図示の例では、２台の電気自動車２がそれぞれ、もう少し前進してコイル１１の上で停車することにより、充電が可能となる。

なお、詳細は後述するが、充電のために信号灯器制御（信号灯器の点灯時間制御）を行う場合がある。かかる信号灯器制御が渋滞の原因となる可能性に配慮して、上記交差点Ｃは、交通量が非常に多い重要交差点ではないことが好ましい。また、交差点Ｃが重要交差点に近いときは、コイル１１を設ける場所が、電気自動車２の進行方向において、重要交差点の下流側になっていることが好ましい。すなわち、これから重要交差点に向かうのではなく、重要交差点から遠ざかっている電気自動車２が到来する場所に、コイル１１を設けることが好ましい。なお、道路Ｒ２に対しても同様にコイルを設けることができるが、ここでは省略している。

上記の重要交差点とは、普段から負荷率が大きくボトルネックになることが多い交差点のことをいう。一般に、幹線・準幹線道路相互の交差点がこれに該当する。また、重要交差点以外の交差点（一般交差点）とは、重要交差点に比べて従道路の交通需要が少なく、例えば単に横断歩行者の青信号の時間を確保すればよいような交差点のことをいう。

図２の（ａ）、（ｂ）は、道路に埋設されたコイル１１から非接触で電気自動車に給電するための、電磁的な電力の伝送の原理を示す略図である。（ａ）は、電磁誘導により電力の伝送を行う構成を示す。（ａ）において、路側のコイル１１は、１次鉄心１１ａと、１次巻線１１ｂとによって構成されている。電気自動車（ＥＶ）側のコイル２１は、２次鉄心２１ａと、２次巻線２１ｂとによって構成されている。路側の１次巻線１１ｂに高周波の交流電流を流すことにより、電磁誘導によって、電気自動車側の２次巻線２１ｂに、電力を伝送することができる。

一方、図２の（ｂ）は、磁界の共振現象により電力の伝送を行う構成を示している。（ｂ）において、路側のコイル１１は、１次コイル１１ｅと、ＬＣ共振回路を構成する１次自己共振コイル１１ｆ及びその両端に接続されたコンデンサ１１ｇとによって、構成されている。電気自動車（ＥＶ）側のコイル２１は、２次コイル２１ｅと、ＬＣ共振回路を構成する２次自己共振コイル２１ｆ及びその両端に接続されたコンデンサ２１ｇとによって、構成されている。

ここで、１次コイル１１ｅと１次自己共振コイル１１ｆとは、互いに高周波の電磁誘導によって電力を伝送する関係にある。同様に、２次自己共振コイル２１ｆと２次コイル２１ｅとは、互いに高周波の電磁誘導によって電力を伝送する関係にある。また、１次自己共振コイル１１ｆと２次自己共振コイル２１ｆとは、磁界の共振（共鳴）によって互いに結合する関係にあり、１次自己共振コイル１１ｆから２次自己共振コイル２１ｆへ、電力を伝送することができる。

図２の（ａ）又は（ｂ）の構成により、路側のコイル１１から電気自動車２のコイル２１へ、電力を伝送し、電気自動車２のバッテリを充電することができる。なお、（ｂ）の構成によれば、（ａ）の構成よりも、コイル１１，２１間の距離が比較的大きくてもよい（例えば数十ｃｍ離れても可能）。従って、路面と車体との間では（ａ）の構成よりも（ｂ）の構成の方が、より好適である。

図３は、充電システムの構成を示すブロック図である。図において、道路側には、前述のコイル１１及び路側通信装置１３の他、路側充電制御部１２、商用電源部１４、位置センサ１５及び送信部１６が設けられている。路側充電制御部１２は、商用交流をスイッチングにより高周波に変換してその出力をコイル１１に供給することができる。路側充電制御部１２は、コイル１１とともに、路側充電装置１０を構成している。また、路側充電制御部１２は、路側通信装置１３と接続されている。

位置センサ１５及び送信部１６は例えば、コイル１１と同様に路面に埋設されている。位置センサ１５は、電気自動車２側のターゲット２９を検知して、その検知信号を路側充電制御部１２に提供する。位置センサ１５がターゲット２９を検知しているとき、電気自動車２は、充電を行うべき所定位置にいる。このように、位置センサ１５がターゲット２９を検知することによって、電気自動車２の停止位置の位置決めをすることができる。

一方、送信部１６は、路側充電制御部１２の指示によって動作し、微弱な無線信号を送信する。この信号は、電気自動車の受信部２８によって受信され、例えば、受信部２８は受信する信号強度に応じて車内に音を発生する。電気自動車２が、コイル１１に近づいて来ると徐々に音が大きくなり、図示の位置すなわち、充電を行うべき位置で音が急激に変化する。この急激な変化とは、例えば、音が突然大きくなる、音の周波数が突然変わる、等であり、運転者に、位置決め完了を知らせる合図となる。このように、送信部１６及び受信部２８は、電気自動車２の運転者に対して、停止すべき位置を音で教える案内装置として機能する。

なお、位置センサ１５や送信部１６は、道路に埋設する以外に、道路脇に設置することも可能である。また、路側充電制御部１２及び商用電源部１４は、例えば、信号機Ｓ１（図１）の支柱又は路側通信装置１３（図１）の支柱に取り付けられた制御ボックス（図示せず。）に収容することができる。

一方、電気自動車２は、前述のコイル２１、受信部２８及びターゲット２９の他、車載充電制御部２２、車載通信装置２３、駆動用のバッテリ２４、駆動装置２５、カーナビゲーション装置２６、並びに、キャンセルスイッチ２７を備えている。電気自動車２は、バッテリ２４の出力により、電動機を含む駆動装置２５を駆動して走行出力を得る。車載充電制御部２２は、コイル２１の交流出力を所定の直流電圧に変換し、バッテリ２４を充電することができる。また、車載充電制御部２２はバッテリ２４の残量を常時監視し、残量の情報を、車載通信装置２３に提供している。車載通信装置２３は、受信部２８が送信部１６から信号を受信したとき、バッテリ２４の充電を行う。

車載通信装置２３は、路側通信装置１３と通信（無線又は光）を行うことができ、バッテリ残量の情報を、当該車両の車両情報（識別番号、現在位置、進行方向、走行速度等）と共に、路側通信装置１３に提供する。また、車載通信装置２３は、カーナビゲーション装置２６とも接続されている。カーナビゲーション装置２６は、本来の用途の他、路側通信装置１３からの情報に基づいて、運転者への情報告知、充電する場所へのルートガイド等を、行うことができる。キャンセルスイッチ２７は、運転者の意思表示を受け付ける入力装置であり、入力された信号は、車載通信装置２３から路側通信装置１３に送られる。

路側通信装置１３は、中央制御装置３と互いに接続されている。中央制御装置３は、信号制御装置Ｓ１１と接続され、この信号制御装置Ｓ１１には信号灯器Ｓ１２が接続されている。信号機Ｓ１は、信号制御装置Ｓ１１及び信号灯器Ｓ１２によって構成されている。中央制御装置３は、その制御の管轄下にある多数の路側通信装置１３及び信号制御装置Ｓ１１と接続されている。また、中央制御装置３は、路側通信装置１３を介して、多数の電気自動車２から、バッテリ残量を含む各種情報を収集する。なお、車載通信装置２３と中央制御装置３とが直接、互いに無線通信するようにしてもよい。

次に、上記のように構成された充電システムの動作について説明する。図４は、充電システムに関する中央制御装置３の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの動作は、周期的に繰り返し実行される。まず、ステップＳ３１において中央制御装置３は、管轄するエリア内を走行している多数の電気自動車２について、バッテリ残量の情報及び車両情報を収集する。そして、中央制御装置３は、残量が下限値（例えばフル充電の５％）に満たないバッテリすなわち、緊急に充電が必要なバッテリがあるか否かを判定する（ステップＳ３２）。

緊急充電を要するバッテリが無いときは、処理終了となる。一方、緊急充電を要するバッテリが１つ以上あれば、中央制御装置３は、当該バッテリを搭載する車両のランク分けを行う（ステップＳ３３）。ランク分けは、直ちに充電をしなければ走行が困難になる車両がＡランク、それ以外はＢランクとする。Ｂランクについては、それらが複数あれば、Ａランクに近い方から優先順位をつける。

Ａランクの車両がある場合は、中央制御装置３は、その車両の車両情報から最寄りの充電所を決定し、その車両に対して、充電指示の通知を行う（ステップＳ３５）。すなわち、この通知とは、緊急に充電が必要であることの警告と、どの充電所で充電を行うべきかの指示を含む。充電指示は、カーナビゲーション装置２６に自動入力され、下記のキャンセルが行われない限り、カーナビゲーション装置２６によるルートガイドが始まる。

ここで、当該車両の運転者は、自らの意思で、充電をしない決定をすることができる。充電をしないと決定した運転者は、キャンセルスイッチ２７（図３）を操作することによって、充電をしないこと（拒否の返答）を車載通信装置２３から発信する。この場合、カーナビゲーション装置２６はルートガイドを行わない（又は中止する。）。このような任意の決定は、例えば、当該車両の運転者の自宅又は公共の充電スタンドが、もうすぐ近くにあるため、そこで充電する選択をする場合に行われる。これにより、運転者側の事情に応じた適切な対応が可能となる。

従って、キャンセルの意思表示が届いた場合（ステップＳ３６のイエス）は、中央制御装置３は、ステップＳ３４に戻り、キャンセルした車両を除く他の候補について、同様の処理を行う。一方、キャンセルが無い場合（ステップＳ３６のノー）は、中央制御装置３は、信号灯器制御を行う（ステップＳ３７）。この信号灯器制御とは、例えば、当該車両の現在位置から充電所までの距離と、当該車両の走行速度とに基づいて、充電位置に当該車両が到達する時刻を予想し、その時刻の直前に、充電位置の前方にある信号が青→黄→赤になるよう点灯時間調整を行うことである。言い換えれば、当該車両が目的の場所で赤信号により停止する、という状態から逆算して信号（特に青信号）の点灯時間を調整する信号灯器制御である。このような信号灯器制御を行うことにより、当該車両が充電所の充電位置で自然に停車でき、かつ、赤信号の時間を最初から最後まで全て利用して充電を行うことができる。

一方、ステップＳ３４においてＡランクの車両が無い場合には、中央制御装置３は、Ｂランクの車両について充電指示の通知を行う（ステップＳ３８）。ここで、Ｂランクの車両が１台のみである場合には、当該車両を選択して充電所を指示する。また、Ｂランクの車両が複数台存在するが場所が分散していて、それぞれ別々の充電所で充電できる場合には、それぞれの車両を選択して充電所を指示する。

一方、Ｂランクの車両が複数台存在し、かつ、１充電所あたりに２台以上のＢランクの車両が連続して又は互いに接近して近づいている場合は、１充電所（１コイル）で赤信号の間に２台以上を充電することは困難である。そこで、このような場合、中央制御装置３は、優先順位の高い車両から優先的に選択し、選択した車両に充電指示の通知を行う。優先順位を考慮することで、より緊急に充電が必要なバッテリから優先的に、充電機会を与えることができる。充電指示は、カーナビゲーション装置２６に自動入力され、下記のキャンセルが行われない限り、カーナビゲーション装置２６によるルートガイドが始まる。

ここで、前述のステップＳ３６と同様に、当該車両の運転者の意思で、充電をしない決定をすることができる（ステップＳ３９）。キャンセルの意思表示が届いた場合（ステップＳ３９のイエス）は、中央制御装置３は、ステップＳ３８に戻り、キャンセルした車両を除く他の候補について、同様の処理を行う。キャンセルが無い場合（ステップＳ３９のノー）は、中央制御装置３としての処理は終了となる。

なお、緊急に充電を要する車両が目的の充電所に停車できるかどうかには、当該車両の前を走る車両の動向が影響を及ぼす。すなわち、前を走る車両が充電所で停車してしまうと、肝心の後続車両が充電所を目前にして、充電位置に停車できない、という状態となり得る。このような状態を防止するには、例えば、前を走る車両に対して、中央制御装置３から路側通信装置１３を介して、充電所へ進入しないよう警告するか、又は、充電所で停車しないように予め注意を促す。このようにして、前を走る車両の協力も得ることにより、より確実に、緊急に充電を要する車両は、目的の充電所に停車することができる。

次に、図５は、路側充電装置１０における路側充電制御部１２の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの動作は、周期的に繰り返し実行される。路側充電制御部１２は、路側通信装置１３を介して、中央制御装置３からの通知及び、各車両の車載通信装置２３から発信される情報を取得することができる。

図において、まず、路側充電制御部１２は、充電指示の通知が来たか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。通知が来ない場合は、処理終了となる。通知が来た場合、路側充電制御部１２は、通知した車両がキャンセルしたか否かのチェックを行いつつ（ステップＳ１２）、接近する車両から受信した識別番号と、中央制御装置３から受信した識別番号とを互いに照合することにより、通知に係る識別番号を有する車両が来たか否か（ステップＳ１３）を判定する。通知に係る識別番号を有する車両が所定時間内（ステップＳ１８）に来るまでは、ステップＳ１３からステップＳ１８を経てステップＳ１２に戻る処理が繰り返される。通知に係る識別番号を有する車両が来ると、路側充電制御部１２は、当該車両が所定位置（充電位置）に停車するのを待つ（ステップＳ１４からＳ１８，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の繰り返し）。

そして、当該車両が所定位置（充電位置）に停車すると、当該車両は、図３に示す状態となり、路側のコイル１１と、車両側のコイル２１とが、互いに対向している。ここで、路側充電制御部１２は充電を行う（ステップＳ１５）。充電は赤信号が青信号に変わるまで行われ（ステップＳ１６）、青信号になると、路側充電制御部１２は充電を停止する（ステップＳ１７）。充電を行うにあたって識別番号を確認することにより、充電の対象が特定されるので、確実に無駄なく充電することができる。なお、識別番号が一致しない車両が充電所に進入しそうな場合は、路側通信装置１３を介して当該車両に進入を牽制する警告をするようにしてもよい。
なお、充電停止のタイミングは、上記のように信号が青に変わった時のほか、車両が発進した時でもよい。

なお、充電対象の車両が到来・停車するまでの予想時間を大きく超える所定時間が経過した場合は、タイムアウト（ステップＳ１８）として処理終了となる。また、到来・停車を待っている間にキャンセル（ステップＳ１２）が行われた場合も、処理終了となる。

最後に、運転者から見た充電システムの動作について説明する。
運転者が運転している車両に搭載された駆動用のバッテリの残量が下限値より少なくなり、充電指示の通知が来ると、カーナビゲーション装置２６が、例えば、「緊急に充電が必要です。指定する充電所で信号待ちする間に充電して下さい。」などと、音声で案内を行う。運転者は、キャンセルもできるが、キャンセルしない場合は、カーナビゲーション装置２６のルートガイドに従って、充電所に向かう。

Ａランクの車両の場合は、信号灯器制御により、充電位置に到達する直前に赤信号となる。また、充電位置へ近づくことにより受信部２８の発生する音が大きくなり、充電位置に達すると、音が急激に変化する。運転者は、これを聞いて、車両を停車させる。所定位置に停車すれば、位置センサ１５の検知信号に基づいて自動的に充電が始まる。信号が青に変わって車両が発進すると、充電は終了となる。

Ｂランクの車両の場合は、信号灯器制御が行われないので、都合よく充電位置で赤信号になるとは限らないが、例えば交通量が少ない場合には、運転者の判断で、赤信号に変化するタイミングを見計らって充電所に進入し、充電位置で電力供給を受けることが好ましい。また、そのような利用が可能である。一方、タイミングが合わず、交通量も多いため、充電位置での停車が困難である場合は、当該充電所での充電を自主的に中止し、次の充電所で充電を行うことが好ましい。なお、充電した場合、及び、充電できなかった場合のいずれにおいても、逐次バッテリ残量のチェックが行われ、緊急に充電が必要な状態である限りは、立て続けに充電指示の通知を受けることになる。

以上のように、上記の充電システムでは、車両が信号待ちで所定位置（充電位置）に停車したとき、路側充電装置１０から車載充電装置２０に電力を供給し、バッテリ２４を充電することができる。充電時間は限られるが、このような緊急充電を繰り返すことにより、最低限のバッテリ残量を確保し、電気自動車が走行できる状態を維持することができる。また、Ａランクの車両については、当該車両が目的の場所で赤信号により停止する、という状態から逆算して信号の点灯時間を調整する信号灯器制御により、確実に、信号待ちの間に当該車両の充電を行うことができる。

なお、上記実施形態においては、緊急に充電が必要なバッテリがあるか否かを判定するようにしたが、どの程度を「緊急」とするかは、必要に応じて決め得るものである。また、緊急に限らず、放電が進んで一定の状態になったら余力があっても充電を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態では、中央制御装置３からの通知に基づいて信号待ちで車両が充電を行うシステムを示したが、それとは別に、運転者が自主的に、緊急に充電を行いたいと希望した場合に、中央制御装置３にその旨の情報を伝えて、同様の手順により信号待ちで充電できるシステムとすることも可能である。

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

２：電気自動車
３：中央制御装置
１０：路側充電装置
２０：車載充電装置
２４：バッテリ
Ｃ：交差点
Ｓ１１：信号制御装置
Ｓ１２：信号灯器
Ｗ：停止線

Claims (11)

1. 電気自動車に搭載された駆動用のバッテリと、
   前記電気自動車に搭載され、非接触で電磁的に外部から受電して前記バッテリを充電する車載充電装置と、
   道路側に設けられ、信号待ちで所定位置に停車した前記電気自動車の前記車載充電装置に対して、非接触で電磁的に電力を伝送可能な路側充電装置と
   を備えていることを特徴とする充電システム。
2. 前記電気自動車に搭載され、前記バッテリの残量を含む情報を送信する車載通信装置と、前記車載通信装置を介して前記バッテリの状態を監視し、充電が必要な状態を検出した場合、当該車載通信装置に対して通知を行う中央制御装置と、をさらに備えている請求項１記載の充電システム。
3. 前記中央制御装置から前記通知を受けた電気自動車が、前記路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う信号制御装置を備えた請求項２記載の充電システム。
4. 前記信号制御装置は、前記通知を受けた電気自動車の現在位置から、前記路側充電装置のある場所までの距離、及び、当該電気自動車の速度に基づいて、青信号の時間を調整する請求項３記載の充電システム。
5. 前記通知を受けた電気自動車は充電を拒否する返答をすることができ、拒否の返答を受けた前記中央制御装置は、当該電気自動車のバッテリを充電対象から除外する請求項２〜４のいずれか１項に記載の充電システム。
6. 充電が必要な状態のバッテリが同時に複数ある場合、前記中央制御装置は、相対比較により優先順位を判断し、当該優先順位の高い電気自動車から通知を行う請求項２〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
7. 前記路側充電装置は前記通知の対象となる電気自動車の識別番号を前記中央制御装置から受信可能であり、当該識別番号と、前記所定位置に接近した電気自動車から受信した識別番号とを互いに照合して一致した場合に、電力を伝送する請求項２〜６のいずれか１項に記載の充電システム。
8. 前記路側充電装置は、重要交差点以外の交差点における停止線近傍に設けられる請求項１〜７のいずれか１項に記載の充電システム。
9. 前記電気自動車に搭載され、前記バッテリの残量を含む情報を送信する車載通信装置と、前記車載通信装置を介して監視されるいずれかのバッテリについて充電が必要な場合には、当該バッテリを搭載する電気自動車が前記路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う信号制御装置と、をさらに備えている請求項１記載の充電システム。
10. 請求項１記載の充電システムにおけるバッテリの状態を監視し、充電が必要な状態を検出した場合、当該バッテリを搭載する電気自動車の車載通信装置に対して通知を行う中央制御装置。
11. 請求項１記載の充電システムにおけるバッテリに充電が必要な場合には、当該バッテリを搭載する電気自動車が前記路側充電装置のある場所で信号待ちすることになるように信号灯器の点灯時間制御を行う信号制御装置。

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