JP2018068051A - 車車間充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを車両外部の電源からの電力により充電する場合において、車両として使用上の制約を抑制することができる車車間充電システムを提供すること。【解決手段】バッテリ２２と、バッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶに給電あるいはバッテリ２２に給電側車両２ＦＶからの電力を受電する非接触受給電装置２６と、車両２の走行状態を制御する制御装置２８と、情報の授受を行うＤＣＭ２１と、を有する車両２を２台以上備え、受電側車両２ＲＶに対して給電側車両２ＦＶからバッテリ２２の電力を給電する場合に、給電側車両２ＦＶの制御装置は、受電側車両２ＲＶとの距離Ｌ１を非接触受給電装置２６による受給電可能な距離に維持する受給電可能距離維持制御を行い、非接触受給電装置２６は、ＤＣＭ２１を介して受信した受電側車両２ＲＶのバッテリ２２の充電状態に基づいて、受電側車両２ＲＶのバッテリ２２を充電する充電制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、車車間充電システムに関する。

自動運転を行う複数の車両が車車間通信により、情報の授受を行いながら一方の車両の走行状態に応じて他方の走行状態を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。自動運転を行う車両においては、蓄電装置を搭載し、蓄電装置からの電力により、駆動源であるモータを駆動することで走行する車両がある。

特許第５１９５９３０号公報

蓄電装置は、充電状態が少なくなると、モータ以外の駆動源であるエンジンの駆動力により発電する発電機、あるいは車両外部の電源からの電力により、充電されることとなる。特に、車両内部に発電機を有さない場合は、駐車場などに設置されている充電装置を介して、車両を停車した状態で、蓄電装置に対して車両外部の電源からの電力による充電を行わなければならず、車両として使用上の制約を受けることとなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、蓄電装置を車両外部の電源からの電力により充電する場合において、車両として使用上の制約を抑制することができる車車間充電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車車間充電システムは、蓄電装置と、非接触状態において、前記蓄電装置からの電力を受電側車両に給電あるいは前記蓄電装置に給電側車両からの電力を受電する非接触受給電装置と、車両の走行状態を制御する制御装置と、前記受電側車両および前記給電側車両の間で情報の授受を行う車車間通信装置と、を有する車両を２台以上備え、前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、前記受電側車両および前記給電側車両のうち一方側車両の前記制御装置は、他方側車両との距離を前記非接触受給電装置による受給電可能な距離に維持する受給電可能距離維持制御を行い、前記受電側車両の前記車車間通信装置は、少なくとも前記受電側車両の前記蓄電装置の充電状態に関する情報を前記給電側車両の前記車車間通信装置に送信し、前記受電側車両および前記給電側車両の前記非接触受給電装置は、受信した前記受電側車両の前記蓄電装置の充電状態に基づいて、前記蓄電装置からの電力により前記受電側車両の前記蓄電装置を充電する充電制御を行う、ことを特徴とする。

上記車車間充電システムにおいて、車両外部に設置され、情報の授受を行うサーバをさらに備え、前記車両は、前記サーバとの間で情報の授受を行うサーバ通信装置をさらに有し、前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、前記受電側車両の前記サーバ通信装置は、少なくとも前記受電側車両の位置情報を前記サーバに送信し、前記サーバは、受信した前記受電側車両の位置情報を前記給電側車両に送信する、ことが好ましい。

上記車車間充電システムにおいて、前記制御装置は、前記車両を目的位置まで走行させる自動走行制御装置であり、前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、少なくとも前記給電側車両の前記制御装置は、受信した前記受電側車両の位置情報に基づいて前記受電側車両に向かって前記給電側車両を走行させる、ことが好ましい。

上記車車間充電システムにおいて、前記非接触受給電装置は、対向することで電力の授受を行うアンテナを有し、前記アンテナは、前記車両の前面あるいは後面の少なくとも一方に設けられる、ことが好ましい。

上記車車間充電システムにおいて、前記受電側車両の前記非接触受給電装置は、前記受電側車両の底面に設けられ、対向することで電力の授受を行うアンテナを有し、前記給電側車両の前記非接触受給電装置は、対向することで電力の授受を行うアンテナと、前記アンテナを車両前後方向において前記給電側車両外部まで移動させるアンテナ移動装置とを有し、前記受給電可能距離維持制御は、前記一方側車両と前記他方側車両との車両前後方向における距離を前記非接触受給電装置による受給電可能な距離に維持するものであり、前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、前記アンテナ移動装置は、前記受給電可能距離維持制御が行われている状態で、前記給電側車両の前記アンテナを前記受電側車両の前記アンテナと対向する位置まで移動させる、ことが好ましい。

本発明に係る車車間充電システムにおいては、受電側車両に対して、車両外部の電源である給電側車両から蓄電装置の電力を給電する場合において、制御装置により受電側車両と給電側車両との距離を非接触受給電装置による受給電可能な距離に維持し、非接触受給電装置を介して、蓄電装置からの電力により受電側車両の蓄電装置を充電するので、受電側車両が走行状態であっても、給電側車両の蓄電装置からの電力により受電側車両の蓄電装置の充電を行うことができるので、車両として使用上の制約を抑制することができる。

図１は、実施形態１に係る車車間充電システムのブロック図である。 図２は、実施形態１に係る車車間充電システムの動作フローを示す図である。 図３は、実施形態２に係る車車間充電システムのブロック図である。 図４は、実施形態２に係る車車間充電システムにおける充電状態を示すブロック図である。

以下に、本発明に係る車車間充電システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態に係る車車間充電システムについて説明する。図１は、実施形態１に係る車車間充電システムのブロック図である。本実施形態に係る車車間充電システム１Ａは、図１に示すように、複数の車両２と、サーバ３とを備える。

複数の車両２は、後述するバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶに給電する給電側車両２ＦＶと、給電側車両２ＦＶからの電力によりバッテリ２２を充電する受電側車両２ＲＶとがある。本実施形態における複数の車両２は、給電側車両２ＦＶおよび受電側車両２ＲＶが１台ずつで構成されるが、これに限定されるものではなく、車両２に備えられる非接触受給電装置２６の数に応じて、給電側車両２ＦＶ１台に対して受電側車両２ＲＶが複数台であっても、受電側車両２ＲＶ１台に対して給電側車両２ＦＶが複数台であってもよい。本実施形態における車両２は、後述する駆動装置２４において駆動源として図示しないモータを有する電気車両（ＥＶ）であり、車両２を後述するＧＰＳ２７により検出された位置情報に基づいて、目的位置まで走行させる自動走行車両である。本実施形態における給電側車両２ＦＶおよび受電側車両２ＲＶは、同一車両であるが、少なくともＤＣＭ２１と、バッテリ２２と、操舵装置２３と、駆動装置２４と、制動装置２５と、非接触受給電装置２６と、ＧＰＳ２７と、制御装置２８とをそれぞれ有していれば、車種やグレードは異なっていてもよい。

ＤＣＭ２１は、データ通信モジュールであり、無線通信機能部品であり、車両２と車両外部とを無線により接続し、車両２と車両外部との間で情報の授受を行うものである。本実施形態におけるＤＣＭ２１は、車車間通信装置であるとともに、サーバ通信装置である。ＤＣＭ２１は、広域無線及び狭域無線により車両外部の通信機器と通信を行う。なお、広域無線の方式は、例えばラジオ（ＡＭ，ＦＭ）、ＴＶ（ＵＨＦ，４Ｋ，８Ｋ）、ＴＥＬ、ＧＰＳ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）等である。また、狭域無線の方式は、例えばＥＴＣ／ＤＳＲＣ、ＶＩＣＳ（登録商標）、無線ＬＡＮ、ミリ波通信等である。本実施形態におけるＤＣＭ２１は、複数のサーバで構築されるクラウド環境４上のサーバのうち、車両２と情報の授受を行うサーバ３との間、および隣接する車両２のＤＣＭ２１との間で、情報の授受、すなわちデータの送受信を行うものである。また、ＤＣＭ２１は、制御装置２８と接続されており、制御装置２８との間でデータの送受信を行うことができる。また、ＤＣＭ２１は、制御装置２８を介してバッテリ２２と接続されており、バッテリ２２から供給される電力により動作する。本実施形態では、受電側車両２ＲＶに対して給電側車両２ＦＶからバッテリ２２の電力を給電する場合（以下、単に「給電する場合」と称する）に、受電側車両２ＲＶの制御装置２８により、受電側車両２ＲＶのバッテリ２２の充電状態に関する情報、例えばバッテリ容量ＳＯＣ（％）を、受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１が給電側車両２ＦＶのＤＣＭ２１に送信し、給電側車両２ＦＶの制御装置２８が取得する。本実施形態では、給電する場合に、受電側車両２ＲＶの制御装置２８により、受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１がＧＰＳ２７により検出された現在の位置情報をサーバ３に送信する。本実施形態では、給電する場合に、給電側車両２ＦＶの制御装置２８により、給電側車両２ＦＶのＤＣＭ２１がサーバ３に送信された受電側車両２ＲＶの現在の位置情報をサーバ３から受信する。

バッテリ２２は、蓄電装置であり、充放電可能な電池であり、すなわち二次電池である。バッテリ２２は、制御装置２８と接続されており、バッテリ２２の充電状態を制御装置２８に出力する。

操舵装置２３は、車両２を旋回させるものであり、車両２の転舵輪（主に、前輪）の転舵角を変更するものである。操舵装置２３は、例えば、モータなどの転舵アクチュエータにより、転舵輪の転舵角を変更するステアリング装置である。操舵装置２３は、制御装置２８と接続されており、制御装置２８により操舵制御が行われる。また、操舵装置２３は、バッテリ２２と接続されており、バッテリ２２から供給される電力により転舵アクチュエータが駆動する。

駆動装置２４は、車両２を加速することで、前進・後進させるものであり、車両２の駆動輪（主に、前輪あるいは後輪）に回転力を発生するものである。本実施形態の駆動装置２４は、駆動源としてモータと、モータからの駆動力を駆動輪に伝達する変速機などを有するものである。駆動装置２４は、制御装置２８と接続されており、制御装置２８により駆動制御が行われる。また、駆動装置２４は、バッテリ２２と接続されており、バッテリ２２から供給される電力によりモータが駆動する。

制動装置２５は、車両２を減速・停止させるものであり、車両２の全輪に制動力を発生するものである。制動装置２５は、例えば、制動アクチュエータにより発生する油圧により、ブレーキパッドをブレーキロータに接触させる油圧ブレーキ装置である。制動装置２５は、制御装置２８と接続されており、制御装置２８により制動制御が行われる。また、制動装置２８は、バッテリ２２と接続されており、バッテリ２２から供給される電力により制動アクチュエータが駆動する。

非接触受給電装置２６は、非接触状態において、給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶに給電あるいは受電側車両２ＲＶのバッテリ２２に給電側車両２ＦＶからの電力を受電するものである。本実施形態の非接触受給電装置２６は、車両２の前面２ａ（車両前後方向のうち前方側の面）に設けられる前面非接触受給電装置２６Ｆと、車両２の後面２ｂ（車両前後方向のうち後方側の面）に設けられる後面非接触受給電装置２６Ｒとがある。非接触受給電装置２６は、アンテナ２６ａを有し、対向する２つのアンテナ２６ａにより、電力の授受を行うものである。前面非接触受給電装置２６Ｆは、アンテナ２６ａが前方側を電力の授受面として設けられている。後面非接触受給電装置２６Ｒは、アンテナ２６ａが後方側を電力の授受面として設けられている。非接触受給電装置２６は、制御装置２８と接続されており、制御装置２８により受給電制御が行われる。また、非接触受給電装置２６は、バッテリ２２と接続されており、給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力により、給電側車両２ＦＶのアンテナ２６ａおよび受電側車両２ＲＶのアンテナ２６ａを介して受電側車両２ＲＶのバッテリ２２を充電する充電制御を行う。本実施形態では、給電する場合に、制御装置２８が取得した充電状態から算出した受電側車両２ＲＶのバッテリ２２の充電状態に関する情報、例えばバッテリ容量ＳＯＣに基づいて、給電側車両２ＦＶの制御装置２８により、給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６が給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６に対して送信し、受電側車両２ＲＶの制御装置２８により、受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６が受信した給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶのバッテリ２２に充電する。非接触受給電装置２６は、磁気共鳴式、直流共鳴式、電磁誘導式など受給電方式を用いる。なお、前面非接触受給電装置２６Ｆのアンテナ２６ａおよび後面非接触受給電装置２６Ｒのアンテナ２６ａは、互いに車両前後方向において対向するように、車両上下方向（車両高さ方向）における高さが設定されている。

ＧＰＳ２７は、車両２の現在の位置情報を検出するものである。ＧＰＳ２７は、制御装置２８と接続されており、検出された車両２の位置情報を制御装置２８に出力する。また、ＧＰＳ２７は、制御装置２８を介してバッテリ２２と接続されており、バッテリ２２から供給される電力により動作する。

制御装置２８は、操舵装置２３、駆動装置２４および制動装置２５を制御することで、車両２の走行状態を制御するものである。本実施形態の制御装置２８は、車両２を目的地に対応する目的位置まで走行させる自動走行制御装置でもある。制御装置２８は、車両２に設けられている車両外部の状態を検出する図示しない各種センサと接続されている。制御装置２８は、予め記憶されている地図情報、各種センサの検出結果およびＤＣＭ２１より受信した隣接する車両２の走行情報や、道路情報、歩行者情報などに基づいて、例えば、車両前方の車両２に対する追従走行制御、車線から逸脱することを抑制して走行する車線維持走行制御、走行中の車線から隣接する車線へ変更する車線変更走行制御、信号や歩行者等の状況に応じて停車制御などを行う。制御装置２８は、上記制御を組み合わせ、乗員の図示しない操作装置の操作により設定された目的位置まで車両２を走行する自動走行制御を行う。本実施形態では、給電する場合に、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、受信された受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて目的位置を設定し、自動走行制御を行う。つまり、給電する場合には、給電側車両２ＦＶの制御装置２８が行う自動走行制御は、受信した受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて受電側車両２ＲＶに向かって給電側車両２ＦＶを走行させるものである。ここで、制御装置２８のハードウェア構成は、既知のものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびインターフェースを含んだ電子制御ユニットである。なお、制御装置２８は、１つの電子制御ユニットで構成されていても、複数の電子制御ユニットで構成されていてもよい。

制御装置２８は、給電する場合に、受給電可能距離維持制御を行う。本実施形態では、給電する場合に、給電側車両２ＦＶの制御装置２８が、受電側車両２ＲＶとの距離を非接触受給電装置２６による受給電可能な距離Ｌ１に維持する制御である受給電可能距離維持制御を行う。ここで、非接触受給電装置２６による受給電可能な距離Ｌ１とは、受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６、本実施形態では後面非接触受給電装置２６Ｒのアンテナ２６ａと、給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６、本実施形態では前面非接触受給電装置２６Ｆのアンテナ２６ａとが車両前後方向において対向した際に、受給電効率が大きく低下し、受給電が不可能とならない距離である。給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、受給電可能距離維持制御として、受電側車両２ＲＶと給電側車両２ＦＶとの車間距離を距離Ｌ１とする追従走行制御を行う。

サーバ３は、車両外部に設置されており、複数の車両２と情報の授受を行うものである。本実施形態のサーバ３は、複数のサーバで構築されるクラウド環境４上に設置されている。サーバ３は、受信した受電側車両２ＲＶの位置情報を給電側車両２ＦＶに送信するものである。

次に、本実施形態に係る車車間充電システム１Ａの動作について説明する。図２は、実施形態１に係る車車間充電システムの動作フローを示す図である。

まず、受電側車両２ＲＶの制御装置２８は、バッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。ここでは、受電側車両２ＲＶの制御装置２８は、バッテリ２２から出力された充電状態からバッテリ容量ＳＯＣを算出し、バッテリ容量ＳＯＣがバッテリ２２を充電することが必要であるか否かの基準値である要充電値ＳＯＣＬ以下であるか否を判定する。

次に、受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１は、バッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下であると判定される（ステップＳＴ１ Ｙｅｓ）と、受電側車両２ＲＶの情報をサーバ３に送信する（ステップＳＴ２）。ここでは、受電側車両２ＲＶの制御装置２８によりバッテリ２２の充電を充電することが必要であると判定すると、受電側車両２ＲＶの情報、本実施形態では、少なくとも車両識別情報および位置情報をサーバ３に出力する。なお、車両識別情報とは、受電側車両２ＲＶを特定するための情報、例えば、受電側車両２ＲＶを特定することができるＩＤ情報などである。また、受電側車両２ＲＶは、受電側車両２ＲＶが移動することで、位置情報が変化することを考慮して、車両識別情報および位置情報をサーバ３に常時送信する。なお、受電側車両２ＲＶの制御装置２８は、バッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下となるまで、上記ステップＳＴ１を繰り返（ステップＳＴ１ Ｎｏ）す。

次に、サーバ３は、給電側車両２ＦＶを選択する（ステップＳＴ３）。給電側車両２ＦＶとなりうる車両２の現在の位置情報、バッテリ容量ＳＯＣおよび目的位置は、車両２のＤＣＭ２１により常時サーバ３に送信されている。したがって、サーバ３は、常時、給電側車両２ＦＶとなりうる複数の車両２の現在の位置情報、バッテリ容量ＳＯＣおよび目的位置を把握している。ここでは、サーバ３は、給電側車両２ＦＶとなりうる車両２の現在の位置情報、バッテリ容量ＳＯＣおよび目的位置に基づいて、複数の車両２から給電側車両２ＦＶを選択する。サーバ３により給電側車両２ＦＶとして選択する車両２の条件は、例えば、受電側車両２ＲＶの現在の位置から半径数十ｍから数百ｍに位置し、バッテリ容量ＳＯＣが給電可能値ＳＯＣＦ以上であり、目的位置が受電側車両２ＲＶの目的位置に近い車両２などである。

次に、サーバ３は、給電側車両２ＦＶとなりうる車両２のうち、選択した車両２である給電側車両２ＦＶに情報を送信する（ステップＳＴ４）。ここでは、サーバ３は、受電側車両２ＲＶの車両識別情報および位置情報を給電側車両２ＦＶに送信する。なお、サーバ３は、受電側車両２ＲＶの車両識別情報および位置情報を給電側車両２ＦＶに常時送信する。受電側車両２ＲＶに給電を行ってもよいか否かを選択された車両２の乗員に確認をしてもよい。サーバ３は、選択された車両２の乗員が給電側車両２ＦＶとなることを拒否した場合、給電側車両２ＦＶとして選択する車両２の条件を満たす他の車両２を選択する。

次に、給電側車両２ＦＶは、受電側車両２ＲＶに向かって自動走行を行う（ステップＳＴ５）。ここでは、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、サーバ３より受信した受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて目的位置に設定して自動走行制御を実行する。したがって、給電側車両２ＦＶは、受電側車両２ＲＶが走行中であっても、停車中であっても、受電側車両２ＲＶに向かって自動走行が行われる。

次に、給電側車両２ＦＶは、受給電可能距離維持制御を実行する（ステップＳＴ６）。ここでは、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、実行している自動走行制御により、給電側車両２ＦＶが受電側車両２ＲＶに後方から近づくと、給電側車両２ＦＶおよび受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１を介して、受電側車両２ＲＶの車両識別情報を取得し、受電側車両２ＲＶから直接取得された車両識別情報と、サーバ３より取得した受電側車両２ＲＶの車両識別情報とを比較して、一致する場合に受給電可能距離維持制御に移行する。したがって、給電側車両２ＦＶと受電側車両２ＲＶとの車間距離を距離Ｌ１に維持する。

次に、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６は、充電制御を行う（ステップＳＴ７）。ここでは、受給電可能距離維持制御により給電側車両２ＦＶと受電側車両２ＲＶとの車間距離を距離Ｌ１に維持した状態で充電制御を行う。給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６が給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６に対して送信し、受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６が受信した給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力を受電側車両２ＲＶのバッテリ２２に充電する。

まず、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが完了充電値ＳＯＣＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ８）。ここでは、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、給電側車両２ＦＶおよび受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１を介して、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣを取得し、取得した受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣがバッテリ２２を十分に充電することができたか否かの基準値である完了充電値ＳＯＣＨ（要充電値ＳＯＣＬよりも高い）以上であるか否かを判定する。

次に、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが完了充電値ＳＯＣＨ以上であると判定される（ステップＳＴ８ Ｙｅｓ）と、充電制御を終了させ、受給電可能距離維持制御を終了する。なお、給電側車両２ＦＶの制御装置２８は、バッテリ容量ＳＯＣが完了充電値ＳＯＣＨ以上となるまで、上記ステップＳＴ６〜ＳＴ８を繰り返す（ステップＳＴ８ Ｎｏ）。

以上のように、本実施形態に係る車車間充電システム１Ａにおいては、受電側車両２ＲＶに対して、車両外部の電源である給電側車両２ＦＶからバッテリ２２の電力を給電する場合において、給電側車両２ＦＶの制御装置２８により受電側車両２ＲＶと給電側車両２ＦＶとの距離を受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６による受給電可能な距離Ｌ１に維持し、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＶの非接触受給電装置２６を介して、給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力により受電側車両２ＲＶのバッテリ２２を充電する。したがって、受電側車両２ＲＶが走行状態であっても、給電側車両２ＦＶのバッテリ２２からの電力により受電側車両２ＲＶのバッテリ２２の充電を行うことができる。これにより、受電側車両２ＲＶがバッテリ２２の充電のために、充電装置があるステーションなどに移動して、充電中に停車状態となることを回避することができるので、受電側車両２ＲＶとして使用上の制約を抑制することができる。これにより、道路などのインフラを用いて受電側車両２ＲＶのバッテリ２２を充電する場合と比較して、設備投資を少なくすることができる。

また、本実施形態に係る車車間充電システム１Ａにおいては、給電側車両２ＦＶにおいて受電側車両２ＲＶの位置情報を取得することができるので、受電側車両２ＲＶに向かって給電側車両２ＦＶを確実に移動させることができる。また、本実施形態に係る車車間充電システム１Ａにおいては、給電側車両２ＦＶが受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて受電側車両２ＲＶに向かって自動走行することができるので、受電側車両２ＲＶに対して給電側車両２ＦＶを確実に向かわせることができ、給電側車両２ＦＶが受電側車両２ＲＶに対して確実に給電を行うことができる。また、非接触受給電装置２６が車両前後方向において対向することで電力の授受を行うので、受給電可能距離維持制御において、給電側車両２ＦＶと受電側車両２ＲＶとの距離Ｌ１を車両前後方向、すなわち車間距離として維持することで、充電制御を行うことができる。したがって、受給電可能距離維持制御を追従走行制御とすることができ、制御負担を軽減することができる。

なお、上記実施形態１では、受給電可能距離維持制御を受電側車両２ＲＶの車両後方に位置する給電側車両２ＦＶの制御装置２８が行う場合について説明したが、給電側車両２ＦＶの車両後方に位置する受電側車両２ＲＶの制御装置２８が行うこともできる。また、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＶの制御装置２８が協調して受給電可能距離維持制御を行うこともできる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る車車間充電システムについて説明する。図３は、実施形態２に係る車車間充電システムのブロック図である。図４は、実施形態２に係る車車間充電システムにおける充電状態を示すブロック図である。実施形態２に係る車車間充電システム１Ｂは、図３に示すように、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＴの非接触受給電装置２６の車両２に対する配置および構成が実施形態１に係る車車間充電システム１Ａと異なる。実施形態２に係る車車間充電システム１Ｂの基本的構成は、実施形態１に係る車車間充電システム１Ａと同様であるので、同一符号についての説明を省略あるいは簡略化する。

複数の車両２は、バッテリ２９からの電力を受電側車両２ＲＶに給電する給電側車両２ＦＴと、給電側車両２ＦＴからの電力によりバッテリ２２を充電する受電側車両２ＲＶとがある。給電側車両２ＦＴは、トラックなどであり、受電側車両２ＲＶのバッテリ２２よりも大容量のバッテリ２９を、例えば、荷台に有する。給電側車両２ＦＴは、受電側車両２ＲＶとなることはなく、受電側車両２ＲＶに給電を行う専用車である。なお、給電側車両２ＦＴのバッテリ２９の充電は、例えば、充電装置があるステーションなどにおいて、非接触受給電装置２６を介して、あるいはバッテリ２９に直接充電ケーブルを接続して行われる。

受電側車両２ＲＶの非接触受給電装置２６は、車両２の底面２ｃ（車両上下方向のうち下方側の面）に設けられる底面非接触受給電装置２６Ｂである。底面非接触受給電装置２６Ｂは、受電側車両２ＲＶの車両上下方向において、非接触状態で電力の授受が可能である。本実施形態の底面非接触受給電装置２６Ｂは、車両前後方向のうち後方側に設けられおり、アンテナ２６ａが下方側、すなわち地面側を電力の授受面として設けられている。

給電側車両２ＦＴの非接触受給電装置２６は、車両２の底面２ｃ（車両上下方向のうち下方側の面）に設けられる底面非接触受給電装置２６Ｄである。底面非接触受給電装置２６Ｄは、給電側車両２ＦＴの車両上下方向において、非接触状態で電力の授受が可能である。本実施形態の底面非接触受給電装置２６Ｄは、車両前後方向のうち前方側に設けられおり、アンテナ２６ａが上方側、すなわち車両側を電力の授受面として設けられている。本実施形態の底面非接触受給電装置２６Ｄは、車両前後方向のうち前方側に設けられ、アンテナ２６ａと、アンテナ移動装置２６ｂと、アーム２６ｃとを有する。アンテナ移動装置２６ｂは、図３および図４に示すように、アンテナ２６ａを車両前後方向において給電側車両２ＦＴの外部まで移動させるものである。アンテナ移動装置２６ｂは、先端部（車両前後方向のうち前方側端部）にアンテナ２６ａが固定されたアーム２６ｃを車両前後方向において移動自在に支持しつつ、図示しないアクチュエータにより、アーム２６ｃを車両前後方向に移動させることで、アンテナ２６ａを車両前後方向に移動させるものである。アンテナ移動装置２６ｂは、制御装置２８と接続されており、制御装置２８によりアンテナ２６ａの移動制御が行われる。アンテナ移動装置２６ｂは、給電を行わない場合においてアンテナ２６ａを車両上下方向から見た場合に給電側車両２ＦＴの内部に位置（待機位置）させ、給電する場合においてアンテナ２６ａを車両上下方向から見た場合に給電側車両２ＦＴの外部で、かつ受電側車両２ＲＶのアンテナ２６ａと対向する待機位置よりも車両前方に位置（給電位置）させる。本実施形態におけるアンテナ移動装置２６ｂは、給電側車両２ＦＴの制御装置２８により受給電可能距離維持制御が行われている状態で、アンテナ２６ａを待機位置から給電位置まで移動させる。

給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、受給電可能距離維持制御を行い、給電側車両２ＦＴと受電側車両２ＲＶとの車両前後方向における距離を非接触受給電装置２６による受給電可能な距離Ｌ２に維持する。ここで、非接触受給電装置２６による受給電可能な距離Ｌ２とは、アンテナ移動装置２６ｂによりアンテナ２６ａを給電位置まで移動させた状態において、受電側車両２ＲＶの底面非接触受給電装置２６Ｂのアンテナ２６ａと、給電側車両２ＦＴの底面非接触受給電装置２６Ｄのアンテナ２６ａとが車両上下方向において対向した際に、受給電効率が大きく低下し、受給電が不可能とならない距離である。給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、受給電可能距離維持制御として、受電側車両２ＲＶと給電側車両２ＦＴとの車間距離を距離Ｌ２とする追従走行制御を行う。給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、給電する場合において、アンテナ移動装置２６ｂにより、アンテナ２６ａを待機位置から給電位置まで移動させるものである。

次に、本実施形態に係る車車間充電システム１Ｂの動作について説明する。なお、実施形態２に係る車車間充電システム１Ｂの基本的動作は、実施形態１に係る車車間充電システム１Ａと同様であるので、説明を省略あるいは簡略化する。

まず、受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１は、図２に示すように、受電側車両２ＲＶの制御装置２８により、バッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下であると判定される（ステップＳＴ１ Ｙｅｓ）と、受電側車両２ＲＶの情報をサーバ３に送信し（ステップＳＴ２）。

次に、サーバ３は、給電側車両２ＦＴを選択する（ステップＳＴ３）。給電側車両２ＦＴの現在の位置情報およびバッテリ容量ＳＯＣは、給電側車両２ＦＴのＤＣＭ２１により常時サーバ３に送信されている。したがって、サーバ３は、常時、複数の給電側車両２ＦＴの現在の位置情報およびバッテリ容量ＳＯＣを把握している。ここでは、サーバ３は、給電側車両２ＦＴの現在の位置情報およびバッテリ容量ＳＯＣに基づいて、複数の給電側車両２ＦＴから１台の給電側車両２ＦＴを選択する。サーバ３により給電側車両２ＦＴを選択する条件は、例えば、受電側車両２ＲＶの現在の位置から半径数十ｍから数百ｍに位置し、バッテリ容量ＳＯＣが給電可能値ＳＯＣＦ以上であるなどである。ここで、給電側車両２ＦＴは、受電側車両２ＲＶに給電を行う専用車であるため、通常、所定の場所に停車、あるいは一定のルートを走行している状態であり、乗員を目的位置に輸送するために自動走行をするものではないので、給電側車両２ＦＴの目的位置を考慮しなくてもよい。

次に、給電側車両２ＦＴは、サーバ３により送信された情報に基づいて、受電側車両２ＲＶに向かって自動走行を行う（ステップＳＴ４〜ＳＴ５）。

次に、給電側車両２ＦＴは、受給電可能距離維持制御を実行する（ステップＳＴ６）。ここでは、給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、実行している自動走行制御により、給電側車両２ＦＴが受電側車両２ＲＶに後方から近づき、受電側車両２ＲＶから直接取得された車両識別情報とサーバ３より取得した受電側車両２ＲＶの車両識別情報とが一致する場合に、受給電可能距離維持制御に移行する。給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、給電側車両２ＦＴと受電側車両２ＲＶとの車間距離を距離Ｌ２に維持した状態で、アンテナ移動装置２６ｂにより、アンテナ２６ａを待機位置から給電位置まで移動させる。

次に、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＴの非接触受給電装置２６は充電制御を行い（ステップＳＴ７）、給電側車両２ＦＴの制御装置２８は、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが完了充電値ＳＯＣＨ以上であると判定される（ステップＳＴ８ Ｙｅｓ）と、充電制御を終了させ、受給電可能距離維持制御を終了する。

以上のように、本実施形態に係る車車間充電システムにおいては、受電側車両２ＲＶに対して、車両外部の電源である給電側車両２ＦＴからバッテリ２９の電力を給電する場合において、受給電可能距離維持制御を実行中に、待機状態のアンテナ２６ａを給電位置までアンテナ移動装置２６ｂにより移動させ、車両上下方向において、非接触受給電装置２６による電力の授受を行うことができる。したがって、車両２の前面２ａおよび後面２ｂにアンテナ２６ａを設けることがないので、受電側車両２ＲＶの外観の意匠性を低下させることを抑制することができる。また、受電側車両２ＲＶは、非接触受給電装置２６を底面非接触受給電装置２６Ｂとすることで、例えば、駐車場の地面に設けられた図示しない非接触受給電装置と車両上下方向において対向することで、電力の授受を行うことができる。したがって、駐車場の地面に設けられた図示しない非接触受給電装置と電力の授受を行う底面非接触受給電装置２６Ｂを給電側車両２ＦＴから電力を給電する場合に用いることができる。また、給電側車両２ＦＴは、受電側車両２ＲＶに給電を行う専用車であるので、乗員を乗車させた状態で、受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて設定された目的位置とは異なる目的位置まで自動走行する途中で、受電側車両２ＲＶに給電を行うことはないので、受電側車両２ＲＶに到達するまでの時間の短縮、充電時間の短縮を図ることができる。また、バッテリ２９が受電側車両２ＲＶのバッテリ２２よりも大容量であるので、給電側車両２ＦＴのバッテリ容量により、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが完了充電値ＳＯＣＨ未満で、充電制御を終了することを抑制することができる。これにより、受電側車両２ＲＶのバッテリ２２を確実に充電することができる。

なお、上記実施形態２では、受給電可能距離維持制御を受電側車両２ＲＶの車両後方に位置する給電側車両２ＦＴの制御装置２８が行う場合について説明したが、給電側車両２ＦＴの車両後方に位置する受電側車両２ＲＶの制御装置２８が行うこともできる。この場合、受電側車両２ＲＶの底面非接触受給電装置２６Ｂは車両前後方向のうち前方側に設けられ、給電側車両２ＦＴの底面非接触受給電装置２６Ｄは車両前後方向のうち後方側に設けられ、アンテナ移動装置２６ｂによりアンテナ２６ａを待機位置から待機位置よりも車両後方の給電位置に移動させる。また、受電側車両２ＲＶおよび給電側車両２ＦＴの制御装置２８が協調して受給電可能距離維持制御を行うこともできる。

なお、上記実施形態１，２では、受電側車両２ＲＶが走行中の場合に、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴにより給電を行う場合について説明したが、受電側車両２ＲＶが停車あるいは駐車中においても、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴが受電側車両２ＲＶに向かって自動走行し、受電側車両２ＲＶの停車場所あるいは駐車場所にて給電を行うこともできる。また、上記実施形態１，２では、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下となると、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴによる給電を行う場合について説明したが、受電側車両２ＲＶのバッテリ容量ＳＯＣが要充電値ＳＯＣＬ以下でなくても、受電側車両２ＲＶの乗員の要求に基づいて給電側車両２ＦＶ，２ＦＴが給電を行うこともできる。また、上記実施形態１，２では、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴを受電側車両２ＲＶに直ちに向かわせて給電を行う場合について説明したが、予め指定された充電開始時刻に併せて、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴを受電側車両２ＲＶに向かわせて給電を行うこともできる。

また、上記実施形態１，２では、サーバ３を介して、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴを受電側車両２ＲＶに向かわせる場合について説明したが、受電側車両２ＲＶが隣接する車両２と直接情報の授受を行い、給電側車両２ＦＶとなりうる車両２から給電側車両２ＦＶを選択、あるいは複数の給電側車両２ＦＴから１台の給電側車両２ＦＴを選択し、選択された給電側車両２ＦＶ，２ＦＴを受電側車両２ＲＶに向かわせて、給電を行うこともできる。

また、上記実施形態１，２では、車両２として自動走行を行うことができる車両２の場合について説明したが、自動走行制御を行わない車両２においても適用することができる。この場合は、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴの運転者が受信された受電側車両２ＲＶの位置情報に基づいて、手動運転により受電側車両２ＲＶに向かって移動し、受電側車両２ＲＶに近づいたことを条件として、受給電可能距離維持制御を行うこととなる。

また、上記実施形態１，２では、非接触受給電装置２６が車両２の車両前後方向に沿って設けられる場合について説明したが、車両左右方向に沿って設けられていてもよい。この場合、非接触受給電装置２６は、例えば、車輪、すなわちホイールに設けられており、受給電可能距離維持制御が車両左右方向、すなわち車幅方向における受電側車両２ＲＶと給電側車両２ＦＶ，２ＦＴとの距離を非接触受給電装置２６による受給電可能な距離に維持する制御となる。

また、上記実施形態１，２では、給電する場合に、受電側車両２ＲＶに対して給電側車両２ＦＶ，２ＦＴを向かわせる場合について説明したが、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴに対して、受電側車両２ＲＶを向かわせてもよい。この場合、給電する場合に、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴの制御装置２８により、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴのＤＣＭ２１がＧＰＳ２７により検出された現在の位置情報をサーバ３に送信し、受電側車両２ＲＶの制御装置２８により、受電側車両２ＲＶのＤＣＭ２１がサーバ３に送信された給電側車両２ＦＶ，２ＦＴの現在の位置情報をサーバ３から受信し、受電側車両２ＲＶの制御装置２８は、受信された給電側車両２ＦＶ，２ＦＴの位置情報に基づいて目的位置を設定し、自動走行制御を行う。

また、上記実施形態１，２において、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴにより受電側車両２ＲＶのバッテリ２２が充電される充電量（充電により増加するバッテリ容量ＳＯＣ）に基づいて、受電側車両２ＲＶの所有者あるいは乗員に対して、給電側車両２ＦＶ，２ＦＴの所有者あるいは乗員が対価の支払いを要求することができる、電力売買システムを車車間充電システム１Ａ，１Ｂに追加してもよい。電力売買システムは、単位充電量当たりの単価、支払い方法に関する情報をサーバ３に登録されており、受電側車両２ＲＶの制御装置２８が充電制御における充電量をサーバ３に送信し、受信した充電量に基づいてサーバ３が金額を算出し、金額に基づいた支払い処理を行う。なお、単位充電量当たりの単価は、固定単価でもよいし、状況に応じた変動単価でもよい。

１Ａ，１Ｂ 車車間充電システム
２ 車両
２ＲＶ 受電側車両
２ＦＶ，２ＦＴ 給電側車両
２１ ＤＣＭ（車車間通信装置、サーバ通信装置）
２２ バッテリ（蓄電装置）
２３ 操舵装置
２４ 駆動装置
２５ 制動装置
２６ 非接触受給電装置
２６ａ アンテナ
２６ｂ アンテナ移動装置
２６ｃ アーム
２７ ＧＰＳ
２８ 制御装置（自動走行制御装置）
３ サーバ
４ クラウド環境

Claims (5)

1. 蓄電装置と、
   非接触状態において、前記蓄電装置からの電力を受電側車両に給電あるいは前記蓄電装置に給電側車両からの電力を受電する非接触受給電装置と、
   車両の走行状態を制御する制御装置と、
   前記受電側車両および前記給電側車両の間で情報の授受を行う車車間通信装置と、
   を有する車両を２台以上備え、
   前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、
   前記受電側車両および前記給電側車両のうち一方側車両の前記制御装置は、他方側車両との距離を前記非接触受給電装置による受給電可能な距離に維持する受給電可能距離維持制御を行い、
   前記受電側車両の前記車車間通信装置は、少なくとも前記受電側車両の前記蓄電装置の充電状態に関する情報を前記給電側車両の前記車車間通信装置に送信し、
   前記受電側車両および前記給電側車両の前記非接触受給電装置は、受信した前記受電側車両の前記蓄電装置の充電状態に基づいて、前記蓄電装置からの電力により前記受電側車両の前記蓄電装置を充電する充電制御を行う、
   ことを特徴とする車車間充電システム。
2. 請求項１に記載の車車間充電システムにおいて、
   車両外部に設置され、情報の授受を行うサーバをさらに備え、
   前記車両は、前記サーバとの間で情報の授受を行う前記サーバ通信装置をさらに有し、
   前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、
   前記受電側車両の前記サーバ通信装置は、少なくとも前記受電側車両の位置情報を前記サーバに送信し、
   前記サーバは、受信した前記受電側車両の位置情報を前記給電側車両に送信する
   車車間充電システム。
3. 請求項２に記載の車車間充電システムにおいて、
   前記制御装置は、前記車両を目的位置まで走行させる自動走行制御装置であり、
   前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、
   少なくとも前記給電側車両の前記制御装置は、受信した前記受電側車両の位置情報に基づいて前記受電側車両に向かって前記給電側車両を走行させる、
   車車間充電システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車車間充電システムにおいて、
   前記非接触受給電装置は、対向することで電力の授受を行うアンテナを有し、
   前記アンテナは、前記車両の前面あるいは後面の少なくとも一方に設けられる、
   車車間充電システム。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車車間充電システムにおいて、
   前記受電側車両の前記非接触受給電装置は、前記受電側車両の底面に設けられ、対向することで電力の授受を行うアンテナを有し、
   前記給電側車両の前記非接触受給電装置は、対向することで電力の授受を行うアンテナと、前記アンテナを車両前後方向において前記給電側車両外部まで移動させるアンテナ移動装置とを有し、
   前記受給電可能距離維持制御は、前記一方側車両と前記他方側車両との車両前後方向における距離を前記非接触受給電装置による受給電可能な距離に維持するものであり、
   前記受電側車両に対して前記給電側車両から前記蓄電装置の電力を給電する場合に、
   前記アンテナ移動装置は、前記受給電可能距離維持制御が行われている状態で、前記給電側車両の前記アンテナを前記受電側車両の前記アンテナと対向する位置まで移動させる、
   車車間充電システム。

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