特許 7596893 電動車両の給電設備、電動車両、および電動車両の給電方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】電動車両の給電設備、電動車両、および電動車両の給電方法

(51)【国際特許分類】

   B60M 7/00 20060101AFI20241203BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20241203BHJP

   B60L 53/38 20190101ALI20241203BHJP

   B60L 53/66 20190101ALI20241203BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20241203BHJP

   G08G 1/14 20060101ALI20241203BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20241203BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20241203BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241203BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20241203BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20241203BHJP

   B60W 30/165 20200101ALI20241203BHJP

【ＦＩ】

B60M7/00 X

B60L53/12

B60L53/38

B60L53/66

G08G1/00 X

G08G1/14 A

H02J50/10

H02J50/90

H02J7/00 P

H02J7/00 301D

H02J50/40

H02J50/80

B60W30/165

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021057075

(22)【出願日】2021-03-30

(65)【公開番号】P2022154171

(43)【公開日】2022-10-13

【審査請求日】2024-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】前川 峻徳

(72)【発明者】

【氏名】西村 賢二

(72)【発明者】

【氏名】矢崎 怜志

(72)【発明者】

【氏名】大村 直輝

(72)【発明者】

【氏名】山本 智也

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８７２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９２３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６６２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０７７２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

７／００－１３／００

１５／００－５８／４０

Ｂ６０Ｍ １／００－７／００

Ｂ６０Ｗ １０／００－１０／３０

３０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

隊列走行する複数台の電動車両に無線通信接続され、
先頭側から後尾側に向けて前記複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルと、
前記所定間隔の距離を示す給電コイル間隔情報と、前記複数台の電動車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、前記複数台の電動車両の受電コイルの位置とが正対するように前記複数台の電動車両を駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、を備えた電動車両の給電設備。

【請求項2】

前記車間演算部は、前記複数台の電動車両のいずれか、または前記複数の給電コイルを有する給電回路と前記複数台の電動車両とに通信接続された装置内に設けられる、請求項１に記載の電動車両の給電設備。

【請求項3】

後方に追従する、少なくとも１台の電動車両である従車両とともに隊列走行し、
先頭側から後尾側に向けて複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、自車両および前記従車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、自車両および前記従車両それぞれの受電コイルの位置とが正対するように駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、
算出した車間距離の情報を、前記従車両に無線送信する無線通信部と、を備えた電動車両。

【請求項4】

隊列の先頭で走行する先頭車両に追従して走行し、
先頭側から後尾側に向けて複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、自車両および自車両とともに隊列走行する他の車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、自車両および自車両とともに隊列走行する他の車両それぞれの受電コイルの位置とが正対するように駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、
前記車間演算部で算出された車間距離に基づいて、前方車両との車間距離を自動運転することで調整する運転制御部と、を備えた電動車両。

【請求項5】

隊列走行する複数台の電動車両に無線通信接続された車間演算部が、先頭側から後尾側に向けて前記複数台の電動車両が縦列に駐車することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、前記複数台の電動車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、前記複数台の電動車両の受電コイルの位置とが正対するように前記複数台の電動車両を駐車させるための各車間距離を算出し、
前記複数台の電動車両のうち、先頭車両に追従する従車両が自動運転することで、前記車間演算部で算出された車間距離に基づいて前方に隣接する車両との車間距離を調整し、
前記複数台の電動車両のうちの先頭車両が、当該先頭車両の受電コイルの位置と、前記複数の給電コイルのうち先頭の給電コイルの位置とが正対するように駐車したことにより、すべての車両の受電コイルの位置と前記複数の給電コイルの位置とが正対すると、前記複数の給電コイルそれぞれが、対応する電動車両に給電する、電動車両の給電方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電動車両の給電設備、電動車両、および電動車両の給電方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、隊列走行する複数台の電動車両の前後に送受電器を設置し、前後の車両間で電力を融通し合う技術が開発されている。この技術を用いることにより、隊列走行する複数台の電動車両の中の一部の車両のみでバッテリの電力不足が発生した場合にも、他の車両から給電を受けて隊列全体での走行を継続することができる（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－７０５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、このような技術を用いても、走行し続けることでバッテリの充電量は尽きてしまうため、路上や路側に設けられた給電装置により各電動車両に給電を行う必要がある。各電動車両が給電装置により給電を行う際には、複数台の電動車両の隊列状態を一旦解除し（第１ステップ）、各々の電動車両が給電装置に接近して位置合わせを行い（第２ステップ）、給電を実行する（第３ステップ）。そして、給電終了後に再度これらの電動車両で隊列を構成して（第４ステップ）、走行を開始する（第５ステップ）。

【0005】

このようにして第１～第５ステップを経て給電処理を行うと、時間と手間を要するとともに、処理が煩雑になるという問題があった。

【0006】

本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、隊列走行する複数台の電動車両に対し、隊列状態を保持しつつ簡易な処理で同時に給電可能にするための、電動車両の給電設備、電動車両、および電動車両の給電方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る電動車両の給電設備は、隊列走行する複数台の電動車両に無線通信接続され、先頭側から後尾側に向けて前記複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルと、前記所定間隔の距離を示す給電コイル間隔情報と、前記複数台の電動車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、前記複数台の電動車両の受電コイルの位置とが正対するように前記複数台の電動車両を駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、を備える。

【0008】

前記車間演算部は、前記複数台の電動車両のいずれか、または前記複数の給電コイルを有する給電回路と前記複数台の電動車両とに通信接続された装置内に設けるようにしてもよい。

【0009】

また本開示に係る電動車両は、後方に追従する、少なくとも１台の電動車両である従車両とともに隊列走行し、先頭側から後尾側に向けて複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、自車両および前記従車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、自車両および前記従車両それぞれの受電コイルの位置とが正対するように駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、算出した車間距離の情報を、前記従車両に無線送信する無線通信部と、を備える。

【0010】

また本開示に係る他の電動車両は、隊列の先頭で走行する先頭車両に追従して走行し、先頭側から後尾側に向けて複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、自車両および自車両とともに隊列走行する他の車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、自車両および自車両とともに隊列走行する他の車両それぞれの受電コイルの位置とが正対するように駐車させるための車間距離を算出する車間演算部と、前記車間演算部で算出された車間距離に基づいて、前方車両との車間距離を自動運転することで調整する運転制御部と、を備える。

【0011】

また本開示に係る電動車両の給電方法では、隊列走行する複数台の電動車両に無線通信接続された車間演算部が、先頭側から後尾側に向けて前記複数台の電動車両が縦列に駐車することが可能になるように所定間隔で設置された複数の給電コイルの間隔ごとの距離を示す給電コイル間隔情報と、前記複数台の電動車両それぞれの車体全長の情報および車体内に設置された受電コイル位置の情報とを取得し、取得した情報に基づいて、前記複数の給電コイルの位置と、前記複数台の電動車両の受電コイルの位置とが正対するように前記複数台の電動車両を駐車させるための各車間距離を算出し、前記複数台の電動車両のうち、先頭車両に追従する従車両が自動運転することで、前記車間演算部で算出された車間距離に基づいて前方に隣接する車両との車間距離を調整し、前記複数台の電動車両のうちの先頭車両が、当該先頭車両の受電コイルの位置と、前記複数の給電コイルのうち先頭の給電コイルの位置とが正対するように駐車したことにより、すべての車両の受電コイルの位置と前記複数の給電コイルの位置とが正対すると、前記複数の給電コイルそれぞれが、対応する電動車両に給電する。

【発明の効果】

【0012】

本開示の電動車両の給電設備、電動車両、および電動車両の給電方法によれば、隊列走行する複数台の電動車両に対し、隊列状態を保持しつつ簡易な処理で同時に給電可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る給電設備の構成を示すブロック図である。

【図2】（ａ）、（ｂ）は、第１～第３実施形態に係る給電設備の給電装置の設置例を示す図である。

【図3】（ａ）は、第１～第３実施形態に係る給電設備で給電を行う電動車両を横から見た図であり、（ｂ）は、第１～第３実施形態に係る給電設備の給電装置内の給電部の間隔を示す図である。

【図4】第１実施形態に係る給電設備で複数台の電動車両に給電する際に給電設備および各電動車両で実行される処理を示すシーケンス図である。

【図5】第１～第３実施形態に係る給電設備の各給電部に対応する位置に各電動車両が駐車した状態を横から見た図である。

【図6】第２実施形態に係る給電設備の構成を示すブロック図である。

【図7】第２実施形態に係る給電設備で複数台の電動車両に給電する際に給電設備および各電動車両で実行される処理を示すシーケンス図である。

【図8】第３実施形態に係る給電設備の構成を示すブロック図である。

【図9】第３実施形態に係る給電設備で複数台の電動車両に給電する際に給電設備および各電動車両で実行される処理を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、隊列走行する複数台の電動車両に、この走行形態を維持したまま給電するため給電設備の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。下記の実施形態で説明する給電設備は、電動車両のバッテリに非接触で給電する設備である。

【0015】

《第１実施形態》
〈第１実施形態による電動車両の給電設備の構成〉
第１実施形態による給電設備の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態による給電設備１００Ａは、隊列走行する複数台の電動車両（先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａ）に、この走行形態を維持したまま給電するため給電設備である。給電設備１００Ａは、電動車両の走行路の一部または走行路に連結したエリアに設置された給電装置４０Ａを備える。

【0016】

本実施形態で給電対象とする先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａの構成について説明する。先頭車両１０Ａは、後方に追従する少なくとも１台の電動車両である従車両（本実施形態では第１従車両２０Ａおよび第２従車両３０Ａの２台）とともに隊列走行し、運転手が乗車して運転操作を行う車両である。先頭車両１０Ａは、車載器１１Ａと、受電回路部１２と、バッテリ１３とを備える。車載器１１Ａは、無線通信部１１１と、運転制御部１１２と、車間演算部１１３とを有する。

【0017】

無線通信部１１１は、給電装置４０Ａおよび隊列走行で隣接する車両である第１従車両２０Ａとの無線通信を行う。運転制御部１１２は、自車両１０Ａの運転制御を行う。車間演算部１１３は、先頭車両１０Ａと第１従車両２０Ａとの車間距離、および第１従車両２０Ａと第２従車両３０Ａとの車間距離を算出する。受電回路部１２は受電コイル１２１を有し、先頭車両１０Ａの下面に設けられ、給電装置４０Ａから非接触で電力供給を受ける。バッテリ１３は、受電回路部１２で受けた電力を充電する。

【0018】

第１従車両２０Ａは、先頭車両１０Ａを自動運転で追従して走行する無人車両であり、車載器２１Ａと、受電回路部２２と、バッテリ２３とを備える。車載器２１Ａは、無線通信部２１１と、距離センサ部２１２と、運転制御部２１３とを有する。無線通信部２１１は、隊列走行で隣接する車両である先頭車両１０Ａおよび第２従車両３０Ａと無線通信を行う。距離センサ部２１２は、隊列走行で前方に隣接する先頭車両１０Ａとの車間距離を計測する。運転制御部２１３は、自車両２０Ａの運転制御を行う。受電回路部２２は受電コイル２２１を有し、第１従車両２０Ａの下面に設けられ、給電装置４０Ａから非接触で電力供給を受ける。バッテリ２３は、受電回路部２２で受けた電力を充電する。

【0019】

第２従車両３０Ａは、第１従車両２０Ａを自動運転で追従して走行する無人車両であり、車載器３１Ａと、受電回路部３２と、バッテリ３３とを備える。車載器３１Ａは、無線通信部３１１と、距離センサ部３１２と、運転制御部３１３とを有する。無線通信部３１１は、隊列走行で隣接する車両である第１従車両２０Ａと無線通信を行う。距離センサ部３１２は、隊列走行で前方に隣接する第１従車両２０Ａとの車間距離を計測する。運転制御部３１３は、自車両３０Ａの運転制御を行う。受電回路部３２は受電コイル３２１を有し、第２従車両３０Ａの下面に設けられ、給電装置４０Ａから非接触で電力供給を受ける。バッテリ３３は、受電回路部２２で受けた電力を充電する。

【0020】

給電装置４０Ａは、例えば図２（ａ）または（ｂ）に示すように、電動車両の走行ルートに沿って走行路R1またはR2に所定間隔で設置された複数の給電部（第１給電部４１、第２給電部４２、および第３給電部４３）と、統括制御部４４Ａとを有する。図２（ａ）、（ｂ）中で、４１ａは、第１給電部４１で給電するときに該当する車両が駐車する給電スペースを示す。また、４２ａは、第２給電部４２で給電するときに該当する車両が駐車する給電スペースを示す。また、４１ｃは、第３給電部４３で給電するときに該当する車両が駐車する給電スペースを示す。

【0021】

第１給電部４１と、第２給電部４２と、第３給電部４３とは、先頭側から後尾側に向けて複数台の電動車両が縦列に駐車して給電することが可能になるように所定間隔で設置されている。第１給電部４１と第２給電部４２との間隔、および第２給電部４２と第３給電部４３との間隔は、電動車両が縦列に駐車できる距離、具体的には、電動車両の前後方向の長さ＋余裕長を有する。第１給電部４１と第２給電部４２との間隔と、第２給電部４２と第３給電部４３との間隔は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0022】

図２（ａ）は、駐車レーンRL1と走行レーンRL2とを有する走行路R1の駐車レーンRL1に給電装置４０Ａが設置されている場合を示している。このように給電装置４０Ａが設置されているときには、走行レーンRL1を走行していた車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａは、給電装置４０Ａの設置場所が近づくと矢印で示すように走行車線を駐車レーンRL1に変更する。そして、それぞれ給電スペース４１ａ、４２ａ、４３ａに駐車して給電する。給電が終了すると、車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａは、矢印で示すように走行車線を走行レーンRL1に変更しながら走行を開始する。

【0023】

図２（ｂ）は、走行路R2の一部区間に走行レーンRL3と縁石または壁Wで仕切られた給電スペースSが設けられ、この給電スペースSに給電装置４０Ａが設置されている場合を示している。このように給電装置４０Ａが設置されているときには、走行レーンRL3を走行していた車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａは、給電装置４０Ａの設置場所が近づくと矢印で示すように給電スペースSに進入する。そして、それぞれ給電スペース４１ａ、４２ａ、４３ａに駐車して給電する。給電が終了すると、車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａは、矢印で示すように給電スペースSから退出し走行レーンRL3に戻って走行を開始する。

【0024】

第１給電部４１は、給電回路部４１１と、給電制御部４１２とを有する。給電回路部４１１は給電コイル４１１ｃを有し、当該給電コイル４１１ｃが給電対象の電動車両に搭載された受電回路部の受電コイルと磁気的に結合して、給電制御部４１２の制御により非接触で電力を供給する。給電制御部４１２は、後述する統括制御部４４Ａからの指示に従って、給電回路部４１１の給電オン／オフを切り替える。第２給電部４２および第３給電部４３は、第１給電部４１と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

【0025】

統括制御部４４Ａは、給電管理部４４１と、無線通信部４４２とを有する。給電管理部４４１は、給電装置４０Ａ内の第１給電部４１の給電コイル４１１ｃの中心と第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心との間の距離、および第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心と第３給電部４３の給電コイル４３１ｃの中心との間の距離を示す給電コイル間隔情報を保持している。給電コイル４１１ｃの中心と給電コイル４２１ｃの中心との間の距離と、給電コイル４２１ｃの中心と給電コイル４３１ｃの中心との間の距離とは、同じでも異なっていてもよい。これらの距離が同じ場合には、給電コイル間隔情報は単一情報となり、異なっている場合には、給電コイル間ごとの距離情報が配列された情報となる。

【0026】

また給電管理部４４１は、給電対象の電動車両から給電コイル間隔情報の要求を受けると、保持した給電コイル間隔情報を提供する。また給電管理部４４１は、第１給電部４１、第２給電部４２、および第３給電部４３の動作を制御する。無線通信部４４２は、給電対象の先頭車両１０Ａとの無線通信を行う。

【0027】

〈第１実施形態による電動車両の給電設備で実行される動作〉
次に、本実施形態による給電設備１００Ａで実行される動作として、先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、第２従車両３０Ａの順に並んで隊列走行しているこれらの車両に給電処理を行う場合について説明する。

【0028】

本実施形態において、先頭車両１０Ａの車載器１１Ａの車間演算部１１３は、予め、自車両１０Ａを含む隊列走行する車両の台数「３台」の情報、および図３（ａ）に示す各車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａの車体全長Ｘ[n]、および車体の前端から受電コイル１２１、２２１、３２１の中心位置までの距離Y[n]の情報を保持している。ここで、nは各車両に関する隊列走行における先頭車両１０Ａからの並び順を示し、先頭車両１０Ａはn=1、第１従車両２０Ａはn=2、第２従車両はn=3である。

【0029】

また、給電装置４０Ａの給電管理部４４１は、予め給電コイル間隔情報として、図３（ｂ）に示す第１給電部４１の給電コイル４１１ｃの中心と第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心との距離L1、および、第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心と第３給電部４３の給電コイル４３１ｃの中心との距離を示す情報L2を保持している。

【0030】

これらの車両１０Ａ、２０Ａ、および３０Ａに給電を行う際には、隊列走行を保持した状態で先頭車両１０Ａの運転手が給電装置４０Ａの設置場所に向かって運転し、第１従車両２０Ａおよび第２従車両３０Ａがこれに追従して走行する。これらの車両１０Ａ、２０Ａ、および３０Ａが、給電装置４０Ａがあるエリアに進入して給電する際に、各車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、および給電装置４０Ａで実行される処理について、図４のシーケンス図を参照して説明する。

【0031】

まず、先頭車両１０Ａが給電装置４０Ａに近づくと、車載器１１Ａの車間演算部１１３が無線通信部１１１を介して給電装置４０Ａに給電コイル間隔情報の要求を送信する（Ｓ１）。このとき車間演算部１１３は、予め保持している隊列走行する車両の台数「３台」の情報を、給電対象の車両の台数の情報として、併せて送信する。給電装置４０Ａでは、無線通信部４４２を介して給電管理部４４１が給電コイル間隔情報の要求および給電対象の車両の台数の情報を取得する。

【0032】

給電管理部４４１は、取得した給電コイル間隔情報の要求に応答して、保持している給電コイル間隔情報を先頭車両１０Ａに送信する（Ｓ２）。先頭車両１０Ａでは、給電装置４０Ａから送信された給電コイル間隔情報を車載器１１Ａの車間演算部１１３が取得し、先頭車両１０Ａと第１従車両２０Ａとの車間距離CL1、および第１従車両２０Ａと第２従車両３０Ａとの車間距離CL2を算出する（Ｓ３）。これらの車間距離CL1、CL2は、給電コイル４１１ｃ、４２１ｃ、４３１ｃと、複数台の電動車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａの受電コイル１２１、２２１、３２１とがそれぞれ正対するように位置を合わせて車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａを駐車させるための情報である。

【0033】

車間演算部１１３で実行される車間距離の演算について、詳細に説明する。車間演算部１１３は、予め保持している情報（各車両のＸ[n]およびY[n]）と、取得した給電コイル間隔情報（L1およびL2）とに基づいて各車両間隔CL1、CL2を演算する。

【0034】

先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａがすべて同一形状である場合、つまりX[1] = X[2] = X[3] 、且つY[1] = Y[2] = Y[3] の場合には、以下のように各車間距離CL1、CL2を演算する。先頭車両１０Ａと第１従車両２０Ａとの車間距離CL1は、先頭車両１０Ａの後端と第１従車両２０Ａの前端との間隔であり、L1 - X[1] ( = X[2] = X[3] )で算出する。また、第１従車両２０Ａと第２従車両３０Ａとの車間距離CL2は、第１従車両２０Ａの後端と第２従車両３０Ａの前端との間隔であり、L2 - X[1] ( = X[2] = X[3] )で算出する。

【0035】

また、先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａの形状が異なる場合、つまりX[1] ≠ X[2] ≠ X[3] 、またはY[1] ≠ Y[2] ≠ Y[3] の場合には、以下のように各車間距離を演算する。先頭車両１０Ａと第１従車両２０Ａとの車間距離CL1、つまり先頭車両１０Ａの後端と第１従車両２０Ａの前端との間隔は、L1 - X[1] + Y[1] - Y[2] で算出する。また、第１従車両２０Ａと第２従車両３０Ａとの車間距離CL2、つまり第１従車両２０Ａの後端と第２従車両３０Ａの前端との間隔は、L2 - X[2] + Y[2] - Y[3] で算出する。

【0036】

車間距離CL1、CL2の情報を算出すると、車間演算部１１３は、この車間距離CL1、CL2の情報を、受電準備指示とともに無線通信部１１１から第１従車両２０Ａに無線送信する（Ｓ４）。また、運転制御部１１２が受電回路部１２を起動して、受電準備処理を実行する（Ｓ５）。

【0037】

第１従車両２０Ａは、先頭車両１０Ａから車間距離CL1、CL2の情報を取得すると、これらの情報のうち、隊列走行している車両（１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ）の中の自車両２０Ａの並び順（２番目）に対応する車間距離CL1の情報を抽出する。そして、運転制御部２１３が距離センサ部２１２で計測された情報に基づいて、走行スピードを自動運転で変更することで、先頭車両１０Ａとの車間距離がCL1になるように調整する。具体的には、走行スピードを上げれば車間距離が縮まり、走行スピードを下げれば車間距離が伸びる。

【0038】

また、取得した受電準備指示に従って、運転制御部２１３が受電回路部２２を起動して受電準備処理を実行する（Ｓ６）。また、運転制御部２１３は、取得した車間距離CL1、CL2の情報を、受電準備指示とともに無線通信部２１１から第２従車両３０Ａに無線送信する（Ｓ７）。

【0039】

第２従車両３０Ａは、車間距離CL1、CL2の情報を取得すると、これらの情報のうち、隊列走行している車両（１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ）の中の自車両３０Ａの並び順（３番目）に対応する車間距離CL2の情報を抽出する。そして、運転制御部３１３が距離センサ部３１２で計測された情報に基づいて、走行スピードを自動運転で変更することで、第１従車両２０Ａとの車間距離がCL2になるように調整する。

【0040】

また、取得した受電準備指示に従って、運転制御部３１３が受電回路部３２を起動して受電準備処理を実行する（Ｓ８）。そして運転制御部３１３は、受電回路部３２の受電準備処理が完了したことを検知すると、受電準備完了通知を第１従車両２０Ａに送信する（Ｓ９）。

【0041】

第１従車両２０Ａでは、第２従車両３０Ａから送信された受電準備完了通知が運転制御部２１３で取得される。運転制御部２１３は、自車両２０Ａの受電回路部２２の受電準備処理が完了したことを検知すると、第２従車両３０Ａおよび第１従車両２０Ａの受電準備完了通知を、先頭車両１０Ａに送信する（Ｓ１０）。

【0042】

また、上述したステップＳ１～Ｓ１０処理と並行して、先頭車両１０Ａの運転手が、先頭車両１０Ａの受電回路部１２の受電コイル１２１が、第１給電部４１の給電回路部４１１の給電コイル４１１ｃに正対するように位置を合わせて、先頭車両１０Ａを給電スペース４１ａに駐車させる（Ｓ１１）。ここで、給電スペース４１ａに対応する路面には、給電対象の電動車両が適切に受電できる位置に駐車するための目印の一例である枠線が描かれている。先頭車両１０Ａの運転手は、この枠線に先頭車両１０Ａの所定位置（例えば車体の前端）を合わせて駐車することで、受電コイル１２１が給電コイル４１１ｃに正対した位置で駐車させることができる。

【0043】

本実施形態では、ステップＳ８で第２従車両３０Ａが第１従車両２０Ａとの車間距離CL2を調整した後に、先頭車両１０Ａが給電スペース４１ａに駐車したものとする。このとき、先頭車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａは隊列状態が保たれ、先頭車両１０Ａと第１従車両２０Ａとの車間距離がCL1に保たれ、第１従車両２０Ａと第２従車両３０Ａとの車間距離がCL2に保たれている。これにより、図５に示すように、第１従車両２０Ａの受電コイル２２１が第２給電部４２の給電コイル４２１ｃに合うように第１従車両２０Ａが自動駐車される。また、第２従車両３０Ａの受電コイル３２１が第３給電部４３の給電コイル４３１ｃに合うように第２従車両３０Ａが自動駐車される。

【0044】

先頭車両１０Ａでは、第１従車両２０Ａから送信された第２従車両３０Ａの受電準備完了通知および第１従車両２０Ａの受電準備完了通知が、運転制御部１１２で取得される。運転制御部１１２は、自車両１０Ａの受電準備処理が完了し、給電スペース４１ａへの駐車が完了し、第１従車両２０Ａから従車両２０Ａおよび３０Ａの受電準備完了通知を受信すると、全車両受電準備完了通知を給電装置４０Ａに送信する（Ｓ１２）。この全車両受電準備完了通知は、すべての車両１０Ａ、２０Ａ、３０Ａが所定位置に駐車して受電準備が完了したことを示している。

【0045】

給電装置４０Ａでは、先頭車両１０Ａから送信された全車両受電準備完了通知が給電管理部４４１で取得される。給電管理部４４１は、全車両受電準備完了通知を取得すると、給電部４１、４２、４３のうち、先頭から給電対象の車両の台数分の給電部に対し、給電開始指示を送出する。ここでは、給電対象の車両の台数が３台であるため、第１給電部４１の給電制御部４１２、第２給電部４２の給電制御部４２２、および第３給電部４３の給電制御部４３２に給電開始指示を送出する。給電部の数（m）よりも給電対象の車両の台数の方が多い場合には、隊列する複数台の電動車両のうち先頭のm台の車両にのみ、給電が実行される。給電開始指示を取得した給電制御部４１２は給電回路部４１１を起動して給電処理を開始させる。また給電制御部４２２は、給電回路部４２１を起動して給電処理を開始させる。また給電制御部４３２は、給電回路部４３１を起動して給電処理を開始させる（Ｓ１３）。

【0046】

給電回路部４１１で給電処理が開始されると、先頭車両１０Ａの受電回路部１２で受電が開始され、バッテリ１３に充電される。また、給電回路部４２１で給電処理が開始されると、第１従車両２０Ａの受電回路部２２で受電が開始され、バッテリ２３に充電される。また、給電回路部４３１で給電処理が開始されると、第２従車両３０Ａの受電回路部３２で受電が開始され、バッテリ３３に充電される。

【0047】

その後、所定の条件（例えば一定時間が経過した、または先頭車両１０Ａのバッテリ１３が満充電になった等）が成立すると、統括制御部４４Ａの給電管理部４４１は、各給電部４１、４２、４３の給電制御部４１２、４２２、４３２に対して給電停止を指示する。給電制御部４１２、４２２、４３２は、給電停止の指示を受けると、給電処理を停止させる。

【0048】

給電処理の停止後、車両１０Ａの運転手が走行を開始させると、第１従車両２０Ａおよび第２従車両３０Ａがこれに追従して走行を開始し、車両１０Ａ、第１従車両２０Ａ、および第２従車両３０Ａの順の隊列状態を保ったまま走行する。走行開始後は、これらの車両同士の車両間隔はステップＳ３で算出された間隔にする必要はなく、走行に適した間隔になるように調整して走行する。例えば、高速道路を走行する場合には、車両同士の車両間隔が長めになるように調整する。

【0049】

以上の第１実施形態で説明した給電設備１００Ａと先頭車両１０Ａと従車両２０Ａ，３０Ａとにより、隊列走行する先頭車両１０Ａおよび従車両２０Ａ，３０Ａに、この走行形態を維持したまま給電設備１００Ａで適切に給電する給電システムを構築することができる。

【0050】

以上の第１実施形態によれば、隊列走行する複数台の電動車両に、隊列を保持した状態で同時に給電可能に構成することで、給電のために車両の隊列を解除したり、再度構築したりする工程を必要とせず、これらに要する時間を省くことができる。また、各車両が給電のために駐車する際には、先頭車両のみが給電スペースに対する駐車位置の位置決め処理を行えば良く、他の従車両は先頭車両に所定の車間距離で追従するのみで給電部に対応して適切に駐車することができる。これにより、簡易な処理で、複数台の電動車両が適切な給電位置に同時に駐車することができる。

【0051】

また、本実施形態では電動車両の給電に非接触給電を用いており給電時にケーブル接続作業を必要としないため、給電の際に、人が運転する電動車両においては運転手が降車する必要がなく、また無人の電動車両においては人が出向く必要がない。そのため、複数台の電動車両すべてに対し、無人状態のままで給電処理を行うことができる。

【0052】

《第２実施形態》
〈第２実施形態による電動車両の給電設備の構成〉
第２実施形態による給電設備の構成について、図６を参照して説明する。本実施形態による給電設備１００Ｂは、先頭車両１０Ａの車間演算部１１３に替えて、給電装置４０Ｂの統括制御部４４Ｂに車間演算部４４３が設けられている他は、第１実施形態で説明した給電設備１００Ａの構成と同様である。そのため、給電設備１００Ａと同一機能を有する部分の詳細な説明は省略する。

【0053】

〈第２実施形態による電動車両の給電設備で実行される動作〉
本実施形態による給電設備１００Ｂで実行される動作として、先頭車両１０Ｂ、第１従車両２０Ｂ、第２従車両３０Ｂの順に並んで隊列走行しているこれらの車両に給電処理を行う場合について説明する。

【0054】

本実施形態による給電設備１００Ｂで実行される動作について、図７のシーケンス図を参照して説明する。本実施形態において、先頭車両１０Ｂの車載器１１Ａの運転制御部１１２は、予め、隊列走行する車両の台数「３台」の情報、および各車両１０Ｂ、２０Ｂ、３０Ｂの全長Ｘ[n]、および前端から各受電コイル１２１、２２１、３２１の中心位置までの距離Y[n]の情報を保持している。

【0055】

また、給電装置４０Ｂの車間演算部４４３は、予め給電コイル間隔情報として、第１給電部４１の給電コイル４１１ｃの中心と第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心との距離L1、および、第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心と第３給電部４３の給電コイル４３１ｃの中心との距離を示す情報L2を保持している。

【0056】

本実施形態において、隊列走行する先頭車両１０Ｂ、第１従車両２０Ｂ、および第２従車両３０Ｂが給電を行う際には、先頭車両１０Ｂの運転手が給電装置４０Ｂの設置場所に向かって運転し、第１従車両２０Ｂおよび第２従車両３０Ｂがこれに追従して走行する。

【0057】

これらの車両１０Ｂ、２０Ｂ、および３０Ｂが給電装置４０Ｂに近づくと、先頭車両１０Ｂの車載器１１Ｂの運転制御部１１２が、無線通信部１１１を介して給電装置４０Ｂに車間距離情報の要求を送信する（Ｓ２１）。このとき運転制御部１１２は、予め保持している隊列走行する車両の台数「３台」の情報、および各車両１０Ｂ、２０Ｂ、３０Ｂの全長Ｘ[n]、および各車両の前端から各受電コイル１２１、２２１、３２１の中心位置までの距離Y[n]の情報を併せて送信する。

【0058】

給電装置４０Ｂでは、先頭車両１０Ｂから送信された情報が無線通信部４４２を介して車間演算部４４３で取得される。車間演算部４４３は、先頭車両１０Ｂから取得した情報、および予め保持した給電コイル間隔情報に基づいて、先頭車両１０Ｂと第１従車両２０Ｂとの車間距離CL1、および第１従車両２０Ｂと第２従車両３０Ｂとの車間距離CL2を算出する。そして、算出した車間距離CL1およびCL2を先頭車両１０Ｂに送信する（Ｓ２２）。

【0059】

車間演算部４４３で実行される車間距離の演算処理および先頭車両１０Ｂが車間距離CL1、CL2の情報を取得した後に実行されるステップＳ２３～Ｓ３２の処理は、第１実施形態で説明したステップＳ４～Ｓ１３の処理と同様であるため詳細な説明は省略する。

【0060】

以上の第２実施形態で説明した給電設備１００Ｂと先頭車両１０Ｂと従車両２０Ｂ，３０Ｂとにより、隊列走行する先頭車両１０Ａおよび従車両２０Ａ，３０Ａに、この走行形態を維持したまま給電設備１００Ｂで適切に給電する給電システムを構築することができる。

【0061】

以上の第２実施形態によれば、先頭車両１０Ｂにおける演算処理負荷を低減させつつ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0062】

《第３実施形態》
〈第３実施形態による電動車両の給電設備の構成〉
第３実施形態による給電設備の構成について、図８を参照して説明する。本実施形態による給電設備１００Ｃは、第１実施形態で説明した給電設備１００Ａの先頭車両１０Ａの車間演算部１１３に替えて、第１従車両２０Ｃの車載器２１Ｃおよび第２従車両３０Ｃの車載器３１Ｃにそれぞれ、車間演算部２１４、３１４が設けられている。他の構成については、給電設備１００Ａと同様であるため、同一機能を有する部分の詳細な説明は省略する。

【0063】

〈第３実施形態による電動車両の給電設備で実行される動作〉
本実施形態による給電設備１００Ｃで実行される動作として、先頭車両１０Ｃ、第１従車両２０Ｃ、第２従車両３０Ｃの順に並んで隊列走行しているこれらの車両に給電処理を行う場合について説明する。

【0064】

本実施形態による給電設備１００Ｃで実行される動作について、図９のシーケンス図を参照して説明する。先頭車両１０Ｃの車載器１１Ｃの運転制御部１１２は、予め、隊列走行する車両の台数「３台」の情報を保持している。また、第１従車両２０Ｃの車間演算部２１４は、自車両２０Ｃが隊列走行の２台目に位置することを示す情報、前方に隣接する先頭車両１０Ｃの全長Ｘ[1]、先頭車両１０Ｃの前端から受電コイル１２１の中心位置までの距離Y[1]、および自車両２０Ｃの前端から受電コイル２２１の中心位置までの距離Y[2]の情報を保持している。また、第２従車両３０Ｃの車間演算部３１４は、自車両３０Ｃが隊列走行の３台目に位置することを示す情報、前方に隣接する第１従車両２０Ｃの全長Ｘ[2]、第１従車両２０Ｃの前端から受電コイル２２１の中心位置までの距離Y[2]、および自車両３０Ｃの前端から受電コイル３２１の中心位置までの距離Y[3]の情報を保持している。

【0065】

また、給電装置４０Ｃの給電管理部４４１は、予め給電コイル間隔情報として、第１給電部４１の給電コイル４１１ｃの中心と第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心との距離L1、および、第２給電部４２の給電コイル４２１ｃの中心と第３給電部４３の給電コイル４３１ｃの中心との距離を示す情報L2を保持している。

【0066】

本実施形態において、隊列走行する先頭車両１０Ｃ、第１従車両２０Ｃ、および第２従車両３０Ｃが給電を行う際には、先頭車両１０Ｃの運転手が給電装置４０Ｃの設置場所に向かって運転し、第１従車両２０Ｃおよび第２従車両３０Ｃがこれに追従して走行する。

【0067】

これらの車両１０Ｃ、２０Ｃ、および３０Ｃが給電装置４０Ｃに近づくと、先頭車両１０Ｃの車載器１１Ｃの運転制御部１１２が、無線通信部１１１を介して給電装置４０Ｃに給電コイル間隔情報の要求を送信する（Ｓ４１）。このとき車間演算部１１３は、予め保持している隊列走行する車両の台数「３台」の情報を、給電対象の車両の台数の情報として、併せて送信する。給電装置４０Ｃでは、無線通信部４４２を介して給電管理部４４１が給電コイル間隔情報の要求および給電対象の車両の台数の情報を取得する。

【0068】

給電管理部４４１は、取得した給電コイル間隔情報の要求に応答して、保持している給電コイル間隔情報を先頭車両１０Ｃに送信する（Ｓ４２）。先頭車両１０Ｃでは、給電装置４０Ｃから送信された給電コイル間隔情報を車載器１１Ｃの運転制御部１１２が取得し、受電準備指示とともに無線通信部１１１から第１従車両２０Ｃに無線送信する（Ｓ４３）。また、運転制御部１１２が受電回路部１２を起動して受電準備処理を実行する（Ｓ４４）。

【0069】

第１従車両２０Ｃでは、先頭車両１０Ｃから送信された情報が、無線通信部２１１を介して車間演算部２１４で取得される。車間演算部２１４は、先頭車両１０Ｃから取得した給電コイル間隔情報と、予め保持した情報（Ｘ[1]、Y[1]、およびY[2]）とに基づいて、先頭車両１０Ｃと第１従車両２０Ｃとの車間距離CL1を算出する（Ｓ４５）。

【0070】

次に、運転制御部２１３が車間演算部２１４で算出された車間距離CL1を取得し、距離センサ部２１２で計測された情報に基づいて、走行スピードを自動運転で変更することで、先頭車両１０Ｃとの車間距離がCL1になるように調整する。

【0071】

また、取得した受電準備指示に従って、運転制御部２１３が受電回路部２２を起動して受電準備処理を実行する（Ｓ４６）。また、運転制御部２１３は、先頭車両１０Ｃから取得した給電コイル間隔情報を、受電準備指示とともに無線通信部２１１から第２従車両３０Ｃに無線送信する（Ｓ４７）。

【0072】

第２従車両３０Ｃでは、第１従車両２０Ｃから送信された情報が、無線通信部３１１を介して車間演算部３１４で取得される。車間演算部３１４は、第１従車両２０Ｃから取得した給電コイル間隔情報と、予め保持した情報（Ｘ[2]、Y[2]、およびY[3]）とに基づいて、第１従車両２０Ｃと第２従車両３０Ｃとの車間距離CL2を算出する（Ｓ４８）。

【0073】

次に、運転制御部３１３が車間演算部３１４で算出された車間距離CL2を取得し、距離センサ部３１２で計測された情報に基づいて、走行スピードを自動運転で変更することで、第１従車両２０Ｃとの車間距離がCL2になるように調整する。

【0074】

また、取得した受電準備指示に従って、運転制御部３１３が受電回路部３２を起動して受電準備処理を実行する（Ｓ４９）。そして運転制御部３１３は、受電回路部３２の受電準備処理が完了したことを検知すると、受電準備完了通知を第１従車両２０Ｃに送信する（Ｓ５０）。

【0075】

第１従車両２０Ｃでは、第２従車両３０Ｃから送信された受電準備完了通知が運転制御部２１３で取得される。運転制御部２１３は、自車両２０Ｃの受電回路部２２の受電準備処理が完了したことを検知すると、第２従車両３０Ｃおよび第１従車両２０Ｃの受電準備完了通知を、先頭車両１０Ｃに送信する（Ｓ５１）。以降に、ステップＳ５２～Ｓ５４で実行される処理は、第１実施形態で説明したステップＳ１１～Ｓ１３の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0076】

以上の第３実施形態で説明した給電設備１００Ｃと先頭車両１０Ｃと従車両２０Ｃ，３０Ｃとにより、隊列走行する先頭車両１０Ｃおよび従車両２０Ｃ，３０Ｃに、この走行形態を維持したまま給電設備１００Ｃで適切に給電する給電システムを構築することができる。

【0077】

以上の第３実施形態によれば、先頭車両１０Ｃにおける演算処理負荷を低減させつつ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0078】

上述した第１～第３実施形態では、先頭車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと給電装置４０Ａとが直接無線通信を行う場合について説明したが、Ｗｅｂアプリケーション等を用いて通信ネットワークを介して通信を行うようにしてもよい。

【0079】

また、上述した第１～第３実施形態においては、複数台の電動車両を複数の給電装置それぞれに対応して駐車させる際に、車両間の車間距離を調整してから先頭車両が所定の給電スペースに駐車する場合について説明した。しかしこれには限定されず、先頭車両が所定の給電スペースに駐車し、各従車両も先頭車両の後方で停車している状態で、各従車両が車間距離の調整を行ってもよい。

【0080】

また、上述した第１～第３実施形態においては、隊列走行する車両が３台の場合について説明したが、この台数には限定されず、２台または４台以上であってもよい。隊列走行する車両が４台以上の場合には、上述した第１従車両と第２従車両との間で送受信された情報が、第３以降の従車両との間でも順次送受信される。

【0081】

また、上述した第１～第３実施形態においては、受電コイルを有する受電回路部が電動車両の下面に設置され、給電コイルを有する給電装置の給電部が走行路上に設置された場合について説明したが、この設置形態には限定されない。例えば、受電コイルと給電コイルとが正対するように、受電コイルを有する受電回路部が電動車両の側面に設置され、給電コイルを有する給電装置の給電部が走行路に沿う壁面に設置されていてもよい。また、受電回路部と受電コイル、および、給電回路部と給電コイルは、それぞれ一体構造でなくてもよい。これらが一体構造ではない場合には、受電コイルと給電コイルとが正対する形態であれば、受電回路部の設置位置は電動車両内で限定されず、給電回路部の設置位置は給電部内で限定されない。

【0082】

また、上述した第１～第３実施形態においては、先頭車両には運転手が乗車して運転操作を行う場合について説明したが、先頭車両も従車両のように、無人で自動運転するようにしてもよい。先頭車両が自動運転を行う場合には、当該先頭車両が、給電スペースの所定の目印（枠線等）を認識し、当該目印に車体の所定位置を合わせて駐車する機能を有する。

【0083】

また、上述した第１実施形態では車間演算部が先頭車両に設けられた場合について説明し、第２実施形態では給電装置に設けられた場合について説明し、第３実施形態では各従車両に設けられた場合について説明した。しかしこれには限定されず、車間演算部を、先頭車両および給電装置と通信可能な他の装置内に設けてもよい。

【0084】

いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正または変形をすることが可能である。上記実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0085】

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 先頭車両
１１３、２１４、３１４、４４３ 車間演算部
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 第１従車両
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 第２従車両
１２１、２２１、３２１ 受電コイル
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ 給電装置
４１、４２、４３ 給電部
４１１ｃ、４２１ｃ、４３１ｃ 給電コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】