JP2019179037A - 車両のサブモビリティ充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】サブモビリティを移動中に充電する。
【解決手段】乗員が乗車したサブモビリティ５０を積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムは、サブモビリティ５０で入力された目的地または走行予定を取得する主通信部３５と、積載したサブモビリティ５０に対して電力を供給するための主給電コネクタ２０と、主給電コネクタ２０を通じたサブモビリティ５０への給電を制御する制御部４０とを有する。制御部４０は、取得したサブモビリティ５０の目的地での走行予定に基づいてサブモビリティ５０を充電し、充電したサブモビリティ５０を、目的地に対応する立ち寄り地へ案内する巡回経路を生成し、車両とサブモビリティ５０との全体の蓄電状態に応じて、外充電による給電が可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムに関する。

従来から自力歩行が難しい高齢者やハンディキャップパーソンには車椅子が利用されている。
そして、近年では、電動モータなどにより自走可能な車椅子などのパーソナルモビリティが提案され始めている。
このようなパーソナルモビリティが広く普及し、その結果として自力歩行が難しい人が活動し易い社会を作るためには、自力歩行が難しい人だけでなく、自力歩行可能な人にもパーソナルモビリティを利用してもらうことが重要である。
このために、たとえば特許文献１、２において車椅子の例があるように、人がパーソナルモビリティに乗車したまま自動車などの車両へ乗り込むことができるようにすることが大切であると考えられる。

特開２００６−００６７０２号公報 特開２００４−１１４９５６号公報

ところで、このように車両へサブモビリティが乗り込む場合、好ましくは、乗車したサブモビリティを車両内で充電できるようにするとよい。これにより、乗員は、十分な充電がなされていない状態にあるサブモビリティに乗車して移動を開始し、車両内でサブモビリティを充電できる。そして、車両から降車した後には十分に充電されたサブモビリティを用いて目的地まで移動したり、目的地において移動したりできる。このような付加価値により、サブモビリティと車両とが有機的に結合した次世代交通システムの利便性が高まり、その利用促進が期待できる。
しかしながら、車両に搭載できるバッテリの蓄電能力や、発電機の発電能力には、自ずと限界がある。特に電気自動車などにあってはバッテリによる重量増加が性能を律することになるため、車両に積載するバッテリは車両の走行に必要な容量に制限され易い。その結果、車両からサブモビリティへの給電は、無制限に実施できない可能性が高い。車両からサブモビリティへ給電したことに起因して車両の残電力が不足して車両がその目的地まで移動できなくなってしまうような事態は避けなければならない。
その一方で、サブモビリティは、車両そのものほどではないにせよ、人を乗せて移動するために比較的大量の電力を必要としてしまう。車両からサブモビリティへ給電した場合の車両の負担は、たとえば車両で携帯電話などの電気機器を充電する場合とは大きく異なる。その結果、車両におけるサブモビリティの充電は、車両の走行能力に影響を与えてしまうことになる可能性がある。

このようにサブモビリティを車両に乗車させる次世代交通システムでは、車両からサブモビリティへの電力供給を適切に制御することが求められている。

本発明に係る車両のサブモビリティ充電システムは、乗員が乗車したサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、積載した前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御するとともに、前記サブモビリティを積載して走行する前記車両の巡回経路を演算する制御部と、を有し、前記制御部は、前記車両の主バッテリと前記サブモビリティの副バッテリとの全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、前記車両の外から前記主受電部へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する。

好適には、前記主受電部は、前記車両が走行可能な道路に設置された給電レーンから電力を受けるものであり、前記制御部は、外充電が必要である場合には、前記給電レーンが設置された道路を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記車両および前記サブモビリティの双方の走行予定距離に応じた外充電の要否の判断結果に応じて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの双方の合計の残電力量が、前記車両および前記サブモビリティの双方の走行予定距離に基づく必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの個別の残電力量が、前記車両および前記サブモビリティの個別の走行予定距離に基づく必要電力量以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの双方の合計の残電力量が、前記車両の必要電力量および前記サブモビリティの必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、新たな前記サブモビリティが乗車する場合、該新たな前記サブモビリティの残電力量を含めて外充電の要否を再判断し、外充電が必要である場合には、給電レーンが設置された道路を通過する巡回経路を生成または選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、新たな前記サブモビリティが乗車する場合、その前に既に生成しておいた前記主受電部が受電可能な電力量が異なる複数の巡回経路の中から該新たな前記サブモビリティの残電力量に対応するものを選択する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記主バッテリと前記副バッテリの双方の電力状態を考慮して充電順を決める、とよい。

好適には、前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの中で、不足電力率が大きいものから順番に充電するように、充電順を決める、とよい。

好適には、前記制御部は、先に降車する前記サブモビリティの前記副バッテリを優先的に充電する、とよい。

好適には、前記制御部は、前記車両の残電力量が基準電力量より少ない場合、前記サブモビリティより優先して充電する、とよい。

本発明に係る他の車両のサブモビリティ充電システムは、乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、積載する前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記車両の主バッテリと前記サブモビリティの副バッテリとの全体の充電量を合算する。

本発明に係るさらに他の車両のサブモビリティ充電システムは、乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、積載する前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記車両の主バッテリの充電量と前記サブモビリティの副バッテリの充電量とを個別に判断する。

本発明では、制御部は、車両の主バッテリとサブモビリティの副バッテリとの全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、車両の外から主受電部へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する。
よって、サブモビリティが比較的大量の電力を必要とする場合でも、外充電により車両の主バッテリに負担をかけないようにしながら、積載するサブモビリティの副バッテリを充電することができる。

図１は、本発明に適用したサブモビリティの一例の概観図である。 図２は、図１のサブモビリティの電気回路の一例の説明図である。 図３は、本発明の実施形態に係る自動車の模式的な概観図である。 図４は、図３の自動車のサブモビリティ充電システムの一例の説明図である。 図５は、第１実施形態での経路生成処理のフローチャートである。 図６は、第１実施形態における外充電の要否判断のフローチャートである。 図７は、図５および図６の処理により生成される巡回経路の一例の説明図である。 図８は、第２実施形態における外充電の要否判断のフローチャートである。 図９は、第３実施形態における経路生成処理のフローチャートである。 図１０は、第４実施形態に係る外充電制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明に適用したサブモビリティ５０の一例の概観図である。
図１に示すように、サブモビリティ５０は、卵型のボディ５１を有する。ボディ５１の内側には、乗員が着座するシート５２が配置される。シート５２の左右両側にはアームレスト５３が配置される。アームレスト５３の先端には、操作レバー５４が配置される。また、ボディ５１の下部には、複数の車輪５５が設けられる。

図２は、図１のサブモビリティ５０の電気回路の一例の説明図である。
図２に示すように、図１のサブモビリティ５０には、電力系回路として、副受電コネクタ６１、副充電器６２、副バッテリ６３、副コンバータ６４、複数の車輪５５を駆動する副動力モータ６５、副制動モータ６６、副操舵モータ６７、副設備機器６８、が設けられる。

副受電コネクタ６１は、たとえば商用電源と電源コードにより接続される。副充電器６２は、副受電コネクタ６１から供給される電力により副バッテリ６３を充電する。
副コンバータ６４は、副バッテリ６３の蓄電電力を変換して、副動力モータ６５、副制動モータ６６、副操舵モータ６７、および副設備機器６８といった負荷機器へ供給する。
副動力モータ６５が駆動されることにより、複数の車輪５５が回転し、サブモビリティ５０は前進または後退できる。
副操舵モータ６７が駆動されることにより、車輪５５の向きが変更され、サブモビリティ５０は左右に展開できる。
副制動モータ６６が駆動されることにより、複数の車輪５５の回転が制動される。これにより、サブモビリティ５０は停止できる。
このようにサブモビリティ５０は、副受電コネクタ６１から供給される電力により充電された副バッテリ６３の蓄電電力を用いて、乗員をシート５２に乗せて走行できる。

また、図２にはさらに、制御系回路として、副電力監視部７１、副電力制御部７２、副ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部７３、副入力部７４、副通信部７５、副表示部７６、副センサ部７７、副ルート生成部７８、副自動運転部７９、を有する。副電力制御部７２、副ルート生成部７８、および副自動運転部７９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８０がプログラムを実行することにより実現されてよい。この制御系回路は、上述した副設備機器６８の一部として、副コンバータ６４から電力供給を受けてよい。

副電力監視部７１は、副バッテリ６３の状態を監視する。副バッテリ６３の状態には、たとえば充電電圧、温度などがある。
副電力制御部７２は、副電力監視部７１からの情報に基づいて、副充電器６２、副コンバータ６４を制御する。たとえば副受電コネクタ６１に電源コードが接続されて副充電器６２により副バッテリ６３を充電可能な状態である場合、副バッテリ６３の電圧が所定の最高電圧となるまで副充電器６２による充電を制御する。副バッテリ６３の電圧が所定の最低電圧より低い場合には、副コンバータ６４による電力変換を停止させる。所定の最低電圧より少し高い電圧以下になると、副コンバータ６４が各負荷機器へ供給する電力を減らす。副電力制御部７２は、これらの電力制御状態および副バッテリ６３の状態についての情報を、副ルート生成部７８および副自動運転部７９へ適宜に又は周期的に通知する。

副ＧＰＳ受信部７３は、ＧＰＳ衛星から電波を受信する。複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することでサブモビリティ５０の位置を演算できる。
副入力部７４は、乗員の操作が入力されるデバイスであり、たとえば上述した操作レバー５４を有する。
副通信部７５は、他のデバイスたとえば自動車１の主通信部３５との間で通信し、データを送受する。また、基地局と通信することにより、基地局の位置情報を取得できる。
副表示部７６は、たとえばタッチパネル式液晶デバイスである。このタッチパネルは、副入力部７４の一部として機能し得る。
副センサ部７７は、サブモビリティ５０の位置、速度、周囲環境などを検出するものである。
副ルート生成部７８は、たとえば目的地などが入力されることにより、サブモビリティ５０の現在位置から目的地までの巡回経路を生成する。
副自動運転部７９は、たとえば生成された巡回経路にしたがって副動力モータ６５、副制動モータ６６および副操舵モータ６７へ制御信号を出力する。これにより、サブモビリティ５０は、巡回経路をたどって目的地までの自動的に移動することができる。

ところで、サブモビリティ５０が広く普及し、その結果として自力歩行が難しい人が活動し易い社会を作るためには、自力歩行が難しい人だけでなく、自力歩行可能な人にもサブモビリティ５０を利用してもらうことが重要である。
このために、人がサブモビリティ５０に乗車したまま自動車１などの車両へ乗り込むことができるようにすることが大切であると考えられる。
また、このように自動車１へサブモビリティ５０が乗り込む場合、好ましくは、乗車したサブモビリティ５０を自動車１内で充電できるようにするとよい。これにより、乗員は、十分な充電がなされていない状態にあるサブモビリティ５０に乗車して移動を開始し、自動車１内でサブモビリティ５０を充電できる。そして、自動車１から降車した後には十分に充電されたサブモビリティ５０を用いて目的地まで移動したり、目的地において移動したりできる。このような付加価値により、サブモビリティ５０と自動車１とが有機的に結合した次世代交通システムの利便性が高まり、その利用促進が期待できる。

しかしながら、自動車１に搭載できる主バッテリ１４の蓄電能力や、発電機の発電能力には、自ずと限界がある。特に電気自動車などにあっては主バッテリ１４による重量増加が性能を律することになるため、自動車１に積載する主バッテリ１４は自動車１の走行に必要な容量に制限され易い。その結果、自動車１からサブモビリティ５０への給電は、無制限に実施できない可能性が高い。自動車１からサブモビリティ５０へ給電したことに起因して自動車１の残電力が不足して自動車１がその目的地まで移動できなくなってしまうような事態は避けなければならない。
その一方で、サブモビリティ５０は、自動車１そのものほどではないにせよ、人を乗せて移動するために比較的大量の電力を必要とする。自動車１からサブモビリティ５０へ給電した場合の車両の負担は、たとえば自動車１で携帯電話などの電子機器を充電する場合とは大きく異なる。その結果、自動車１におけるサブモビリティ５０の充電は、自動車１の走行能力に影響を与えてしまうことになる可能性がある。

このようにサブモビリティ５０を自動車１に乗車させる次世代交通システムでは、自動車１からサブモビリティ５０への電力供給を適切に制御することが求められている。

図３は、本発明の実施形態に係る自動車１の模式的な概観図である。図３（Ａ）は側面図である。図３（Ｂ）は平面図である。
図３の自動車１は、乗車室２を有する車体３、車体３の下部に設けられる車輪４、を有する。そして、乗車室２には、４台のサブモビリティ５０が２台ずつ２列で乗車している。
また、図３には、車体３の床面に設けられた主受電コイル１２と、自動車１が走行可能な道路の路面の走行レーン１００に設けられた送電コイル１０１と、が図示されている。送電コイル１０１は、路面の走行レーン１００を走行している自動車１に非接触に電力を供給できる。主受電コイル１２は、自動車１の外にある送電コイル１０１からの電力供給を受ける。

図４は、図３の自動車１のサブモビリティ充電システムの一例の説明図である。自動車１は、車両の一例である。
図４に示すように、図３の自動車１には、電力系回路として、主受電コネクタ１１、主受電コイル１２、主充電器１３、主バッテリ１４、主コンバータ１５、複数の車輪４を駆動する主動力モータ１６、主制動モータ１７、主操舵モータ１８、主設備機器１９、主給電コネクタ２０、が設けられる。

主受電コネクタ１１は、自動車１が駐車している場合に使用されるものであり、たとえば商用電源と電源コードにより接続される。主充電器１３は、主受電コイル１２または主受電コネクタ１１から供給される電力により主バッテリ１４を充電する。
主コンバータ１５は、主バッテリ１４の蓄電電力を変換して、主動力モータ１６、主制動モータ１７、主操舵モータ１８、主設備機器１９、および主給電コネクタ２０といった負荷機器へ供給する。主コンバータ１５は、主受電コネクタ１１や主受電コイル１２へ供給された電力又は主バッテリ１４の蓄電電力を給電コネクタへ供給する。
主給電コネクタ２０は、電源コードなどにより、積載したサブモビリティ５０の副受電コネクタ６１と接続される。積載したサブモビリティ５０に対して自動車１の電力を供給するために用いられる。
主動力モータ１６が駆動されることにより、複数の車輪４が回転し、自動車１は前進または後退できる。
主操舵モータ１８が駆動されることにより、車輪４の向きが変更され、自動車１は左右に展開できる。
主制動モータ１７が駆動されることにより、複数の車輪４の回転が制動される。これにより、自動車１は停止できる。
このように自動車１は、主受電コイル１２または主受電コネクタ１１から供給される電力により充電された主バッテリ１４の蓄電電力を用いて、サブモビリティ５０を乗せて走行できる。

また、図４にはさらに、制御系回路として、主電力監視部３１、主電力制御部３２、主ＧＰＳ受信部３３、主入力部３４、主通信部３５、主表示部３６、主センサ部３７、主ルート生成部３８、主自動運転部３９、を有する。主電力制御部３２、主ルート生成部３８、および主自動運転部３９は、制御部としてのＣＰＵ４０がプログラムを実行することにより実現されてよい。ＣＰＵ４０は、ＥＣＵとして自動車１に設けられてよい。これらの制御系の各部は、上述した主設備機器１９の一部として、主コンバータ１５から電力供給を受けてよい。

主電力監視部３１は、主バッテリ１４の状態を監視する。主バッテリ１４の状態には、たとえば充電電圧、温度などがある。
主電力制御部３２は、主電力監視部３１からの情報に基づいて、主充電器１３、主コンバータ１５を制御する。主電力制御部３２は、主コンバータ１５による主給電コネクタ２０を通じたサブモビリティ５０への給電を制御する。たとえば主受電コネクタ１１に電源コードが接続されて主充電器１３により主バッテリ１４を充電可能である場合、主バッテリ１４の電圧が所定の最高電圧となるまで主充電器１３による充電を制御する。

主ＧＰＳ受信部３３は、ＧＰＳ衛星から電波を受信する。複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することで自動車１の位置を演算できる。なお、主ＧＰＳ受信部３３は、たとえば他の電波を受信し、これにより補正された位置を得るものであってもよい。
主入力部３４は、乗員の操作が入力されるデバイスである。
主通信部３５は、他のデバイスたとえばサブモビリティ５０の副通信部７５との間で通信し、データを送受する。また、基地局と通信することにより、基地局の位置情報を取得できる。
主表示部３６は、たとえばタッチパネル式液晶デバイスである。このタッチパネルは、主入力部３４の一部として機能し得る。タッチパネル式液晶デバイスは、たとえば乗車室２の前面に配置される。これにより、複数のサブモビリティ５０に乗車した乗員は、共通の表示を閲覧することができる。
主センサ部３７は、自動車１の位置、速度、周囲環境などを検出するものである。
主ルート生成部３８は、たとえば目的地などが入力されることにより、自動車１の現在位置から立寄地などまでの巡回経路を生成する。立寄地は、目的地と同一であっても、目的地の近くの駐車可能な場所であってもよい。
主自動運転部３９は、たとえば生成された巡回経路にしたがって主動力モータ１６、主制動モータ１７および主操舵モータ１８へ制御信号を出力する。これにより、自動車１は、巡回経路をたどって目的地までの自動的に移動することができる。

次に、サブモビリティ５０と自動車１とによる協調制御について説明する。
協調制御には、たとえば、自動車１の主バッテリ１４からサブモビリティ５０の副バッテリ６３へ給電する内充電制御、自動車１の外から給電される電力により主バッテリ１４および副バッテリ６３を充電する外充電制御、サブモビリティ５０が乗車した自動車１が立寄地まで移動する巡回経路を生成する経路生成、生成した巡回経路で自動走行する自動運転制御、がある。

内充電制御では、自動車１の主バッテリ１４からサブモビリティ５０の副バッテリ６３へ給電する。
主電力制御部３２は、自動車１にサブモビリティ５０が乗車し、主給電コネクタ２０に副受電コネクタ６１が接続されている場合に、内充電制御を開始する。
内充電制御において、主電力制御部３２は、主給電コネクタ２０に対するサブモビリティ５０の副受電コネクタ６１の接続を確認する。また、主バッテリ１４の残電力量を確認する。残電力量は、たとえば検出電圧により確認してもよい。
そして、主バッテリ１４の検出電圧が所定の最低電圧より少し高い電圧以上である場合、内充電可能と判断し、主バッテリ１４の電力の一部を副バッテリ６３へ給電する。主電力制御部３２は、主コンバータ１５を制御し、主給電コネクタ２０からの給電を開始する。これにより、サブモビリティ５０へ給電され、副バッテリ６３が充電される。その後、サブモビリティ５０の副バッテリ６３の充電電圧を、主通信部３５を通じて取得して監視する。副バッテリ６３が所定の必要電圧まで充電されると、主電力制御部３２は、主給電コネクタ２０からの給電を停止する。これにより、サブモビリティ５０の副バッテリ６３を所定の必要電圧まで充電できる。
また、内充電中は、主電力制御部３２は、主バッテリ１４の充電電圧を、主電力監視部３１から取得して監視する。主バッテリ１４の充電電圧が最低電圧より少し高い所定の電圧以下になった場合、主電力制御部３２は、主給電コネクタ２０からの給電を停止する。
以上の内充電制御により、自動車１は、主バッテリ１４の残電力量が最低量以下にならない範囲で、サブモビリティ５０の副バッテリ６３を充電できる。自動車１からサブモビリティ５０へ電力を供給したために自動車１の蓄積電力量が不足して自動車１が自動車１の目的地まで移動できなくなってしまうような事態を避けることができる。

外充電制御では、主受電コネクタ１１または主充電コイルを通じて自動車１の外から給電される電力により主バッテリ１４および副バッテリ６３の少なくとも一方を充電する。
主電力制御部３２は、たとえば自動車１が道路の充電レーンに設置された送電コイル１０１の上を走行している場合、外充電制御を開始する。

外充電制御において、主電力制御部３２は、まず、主バッテリ１４の残電力量と、すべての副バッテリ６３の残電力量と、を取得する。そして、これらの残電力量により示される蓄電状態に基づいて、外充電の要否を判断する。
たとえば、主バッテリ１４とすべての副バッテリ６３との全体の残電力量が所定の全体の基準値以下である場合には、外充電が必要であると判断する。
この他にもたとえば、主バッテリ１４および副バッテリ６３の個別の残電力量が所定の個別の基準値以下である場合には、外充電が必要であると判断する。
また、主電力制御部３２は、主バッテリ１４および副バッテリ６３のそれぞれについて予め設定された必要電力量までの不足電力量を演算し、不足電力量の大きい順での外充電の順番（優先順）を決定する。なお、主電力制御部３２は、以上の処理を繰り返し実行してよい。

そして、外充電が可能な状態になると、主電力制御は、優先度の順番で、不足電力量が大きいものから順番に、自動車１の外から給電される電力により、主バッテリ１４および副バッテリ６３を順番に充電する。
主バッテリ１４を充電する場合、主電力制御部３２は、主充電器１３を制御して主受電コイル１２に入力される電力を主バッテリ１４へ供給し、主バッテリ１４を充電する。
いずれかのサブモビリティ５０の副バッテリ６３を充電する場合、主電力制御部３２は、主充電器１３および主コンバータ１５を制御して主受電コイル１２に入力される電力を主給電コネクタ２０へ供給し、該サブモビリティ５０の副バッテリ６３を充電する。この際、外電力は、主バッテリ１４を通じて副バッテリ６３へ供給されても、主充電器１３から主コンバータ１５へ直接に電力を供給して副バッテリ６３へ供給されてもよい。

図５は、第１実施形態での経路生成処理のフローチャートである。
経路生成では、サブモビリティ５０が目的地まで移動するのに適した自動車１による巡回経路を生成する。

図５に示すように、主ルート生成部３８は、たとえば自動車１にサブモビリティ５０が乗車した場合、巡回経路の生成または更新の処理を開始する（ステップＳＴ１）。

経路生成において、主ルート生成部３８は、主通信部３５を用いて、乗車した１乃至複数のサブモビリティ５０から、サブモビリティ５０の目的地の情報を取得する（ステップＳＴ２）。主通信部３５は、乗車した各サブモビリティ５０の副通信部７５と通信し、副ルート生成部７８がサブモビリティ５０の経路生成に用いた目的地の情報を取得する。また、主ルート生成部３８は、主ＧＰＳ受信部３３から現在地を取得する（ステップＳＴ３）。
また、主ルート生成部３８は、主電力制御部３２から外充電の要否情報を取得する（ステップＳＴ４）。

次に、主ルート生成部３８は、地点情報を用いて、１乃至複数のサブモビリティ５０の目的地の各々に対応する立寄地を選択する（ステップＳＴ５）。地点情報は、ＣＰＵ４０が読み取り可能なメモリに予め記憶された地点の情報であっても、主通信部３５を用いて取得した地点の情報であってもよい。主ルート生成部３８は、たとえば充電可能な地点を、立寄地を選択してよい。また、目的地に駐車場がある場合、目的地を立寄地として選択してよい。
そして、主ルート生成部３８は、サブモビリティ５０が自動車１に乗車する現在地から、１乃至複数の立寄地を巡る経路を生成する（ステップＳＴ６）。主ルート生成部３８は、たとえば現在地から近い順番で１乃至複数の立寄地を巡る仮の巡回経路を生成する。

次に、主ルート生成部３８は、外充電の要否について判断する（ステップＳＴ７）。
図６は、第１実施形態における外充電の要否判断のフローチャートである。

外充電の要否の判断において、主ルート生成部３８は、まず、仮に生成した巡回経路における自動車１の走行予定距離（走行予定負荷）と各サブモビリティ５０の走行予定距離（走行予定負荷）とを演算する（ステップＳＴ１１）。
また、主ルート生成部３８は、自動車１の残電力量および各サブモビリティ５０の残電力量を取得する（ステップＳＴ１２）。
そして、主ルート生成部３８は、取得した残電力量が、走行予定距離（走行予定負荷）での走行に必要と予想される消費予定電力量以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１３）。
たとえば、主バッテリ１４および副バッテリ６３の双方の合計の残電力量が、自動車１およびサブモビリティ５０の双方の走行予定距離に基づく必要電力量の合計以下である場合、走行可能性の判断において、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ１４）。
この他にもたとえば、主バッテリ１４および副バッテリ６３の個別の残電力量が、自動車１およびサブモビリティ５０の個別の走行予定距離に基づく必要電力量以下である場合、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ１４）。
また、先に主電力制御部３２から取得した外充電の要否情報において外充電が必要とリクエストされている場合（ステップＳＴ１５）、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ１４）。

このいずれの場合でも無い場合、主ルート生成部３８は、外充電が不要であると判断する（ステップＳＴ１６）。
この場合、図５に示すように、主ルート生成部３８は、仮に生成した巡回経路を、実際に走行する巡回経路として選択する（ステップＳＴ８）。

これに対して、外充電が必要である場合、主ルート生成部３８は、主バッテリ１４および副バッテリ６３の全体の不足電力量を演算し、それに対応可能な１乃至複数の走行レーン１００を指定経路として選択し、仮の巡回経路の一部を、選択した走行レーン１００を通過するように変更する（ステップＳＴ９）。
これにより、全体の走行予定距離と比して総合的な残電力量が不足する場合には、実際に走行する巡回経路として、外充電可能な道路または地点を通過する巡回経路が生成される。なお、走行レーン１００の替わりに、充電可能な場所を選択して同様の変更処理をしてもよい。

自動運転制御では、主ルート生成部３８により生成された巡回経路で自動走行制御する。
主自動運転部３９は、まず、主ルート生成部３８から巡回経路を取得する。そして、主自動運転部３９は、主ＧＰＳ受信部３３による現在地を周期的に確認しながら、また、主センサ部３７による自動車１の位置、速度、周囲環境を確認しながら、主動力モータ１６、主操舵モータ１８、および主制動モータ１７を制御する。これにより、自動車１は、主ルート生成部３８により生成された巡回経路にて、現在地から１乃至複数の立寄地を巡るように自動走行する。
また、主自動運転部３９は、自動車１が充電可能な走行レーン１００を走行している場合または立寄地に停車している場合、主電力制御部３２に外充電制御を実行させる。

図７は、図５および図６の処理により生成される巡回経路の一例の説明図である。
図７には、模式的な地図の左下地点Ｐ１において１台のサブモビリティ５０が自動車１に乗車し、右上の目的地Ｐ２へ移動する場合の例である。この場合、目的地Ｐ２近くの駐車場Ｐ３が立寄地Ｐ３として選択され、仮巡回経路Ｒ１が生成される。また、所定の外充電が必要である場合には、仮巡回経路Ｒ１は、たとえば巡回経路Ｒ２に更新される。

以上のように、本実施形態の自動車１は、乗車しているサブモビリティ５０の目的地に応じた巡回経路を走行して、各々の立寄地まで移動する。しかも、乗車している間に必要に応じてサブモビリティ５０を充電することができる。
そして、本実施形態では、自動車１の主バッテリ１４とサブモビリティ５０の副バッテリ６３との全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、自動車１の外から主受電コイル１２へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する。よって、サブモビリティ５０が比較的大量の電力を必要とする場合でも、外充電により車両の主バッテリ１４に負担をかけないようにしながら、積載するサブモビリティ５０の副バッテリ６３を充電することができる。

本実施形態では、主バッテリ１４および副バッテリ６３の双方の合計の残電力量が、自動車１およびサブモビリティ５０の双方の走行予定距離に基づく必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であると判断し、その判定結果に基づいて、給電可能な道路や地点を通過する巡回経路を生成する。よって、総合的な電力が双方の走行予定距離と比して不足する場合に、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成することができる。

本実施形態では、主バッテリ１４および副バッテリ６３の個別の残電力量が、自動車１およびサブモビリティ５０の個別の走行予定距離に基づく必要電力量以下である場合、外充電が必要であると判断し、その判断結果に基づいて、給電可能な道路や地点を通過する巡回経路を生成または選択する。よって、個別の電力が個別の走行予定距離と比して不足する場合に、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る自動車１のサブモビリティ充電システムについて説明する。
第１実施形態と同様のものについては、第１実施形態と同じ名前を使用して、第１実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第１実施形態との相違点について説明する。

図８は、第２実施形態における外充電の要否判断のフローチャートである。図８は、図６に対応している。

外充電の要否の判断において、主ルート生成部３８は、まず、自動車１の残電力量および各サブモビリティ５０の残電力量を取得する（ステップＳＴ２１）。

そして、主ルート生成部３８は、取得した残電力量が、予め個々について定められた所定の残電力量以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。この残電力量は、それぞれの一般的な走行に対応して定められた値でよい。
たとえば、主バッテリ１４および副バッテリ６３の双方の合計の残電力量が、所定の必要電力量の合計以下である場合、走行可能性の判断において、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ２３）。
この他にもたとえば、主バッテリ１４および副バッテリ６３の個別の残電力量が、個別の所定の必要電力量以下である場合、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ２３）。

また、先に主電力制御部３２から取得した外充電の要否情報において外充電が必要とリクエストされている場合（ステップＳＴ２４）、外充電が必要であると判断する（ステップＳＴ２３）。この場合、主ルート生成部３８は、仮に生成していた巡回経路の一部を、選択した走行レーン１００を通過するように変更する。

このいずれの場合でも無い場合、主ルート生成部３８は、外充電が不要であると判断する（ステップＳＴ２５）。この場合、主ルート生成部３８は、仮に生成していた巡回経路を、実際に走行する巡回経路として選択する。

以上のように、本実施形態では、主バッテリ１４および副バッテリ６３の双方の合計の残電力量が、自動車１の必要電力量およびサブモビリティ５０の必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路の走行レーン１００または地点を通過する巡回経路を生成または選択する。よって、総合的な電力が双方の必要電力量と比して不足する場合に、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成することができる。
本実施形態では、制御部は、主バッテリ１４および副バッテリ６３の個別の残電力量が、車両およびサブモビリティ５０の個別の走行予定距離に基づく必要電力量以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する。よって、個別の電力が個別の必要電力量と比して不足するに、給電可能な道路の走行レーン１００または地点を通過する巡回経路を生成することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る自動車１のサブモビリティ充電システムについて説明する。
第１実施形態と同様のものについては、第１実施形態と同じ名前を使用して、第１実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第１実施形態との相違点について説明する。

図９は、第３実施形態における経路生成処理のフローチャートである。
経路生成では、サブモビリティ５０が目的地まで移動するのに適した自動車１による巡回経路を生成する。

図９に示すように、主ルート生成部３８は、たとえば自動車１に新たなサブモビリティ５０が乗車した場合、巡回経路の生成または更新の処理を開始する（ステップＳＴ３１）。
経路生成において、主ルート生成部３８は、主通信部３５を用いて、新たに乗車した１乃至複数のサブモビリティ５０から、サブモビリティ５０の目的地の情報を取得する（ステップＳＴ３２）。主通信部３５は、新たに乗車した各サブモビリティ５０の副通信部７５と通信し、副ルート生成部７８がサブモビリティ５０の経路生成に用いた目的地の情報を取得する。また、主ルート生成部３８は、主ＧＰＳ受信部３３から現在地を取得する（ステップＳＴ３３）。

次に、主ルート生成部３８は、主電力制御部３２から外充電の要否情報を取得したり、たとえば図６または図８の処理により自ら外充電の要否を判断したりして、新たに乗車したサブモビリティ５０に対する追加の外充電の要否について判断する。
また、主ルート生成部３８は、地点情報を用いて、新たに乗車した１乃至複数のサブモビリティ５０の目的地の各々に対応する立寄地を選択する。

そして、新たに乗車したサブモビリティ５０に対する追加の外充電が必要である場合（ステップＳＴ３４）、または新たに乗車したサブモビリティ５０に対する追加の立寄地がある場合（ステップＳＴ３５）、主ルート生成部３８は、その追加の立寄地を含めて、現在地から１乃至複数の立寄地を巡る経路を生成する（ステップＳＴ３６）。主ルート生成部３８は、たとえば現在地から近い順番で１乃至複数の立寄地を巡る仮の巡回経路を生成する。

また、主ルート生成部３８は、追加の充電が必要であるか否かを判断し（ステップＳＴ３７）、必要である場合には仮の巡回経路の一部を、走行レーン１００を通過するように変更する（ステップＳＴ３８）。
主ルート生成部３８は、新たに生成した仮の巡回経路、または変更後の仮の巡回経路を、実際に走行する巡回経路として選択する（ステップＳＴ３９）。

これにより、主ルート生成部３８は、新たなサブモビリティ５０の残電力量を含めて外充電の要否を再判断し、外充電が必要である場合には給電レーンが設置された道路を通過する巡回経路を生成することができる。
なお、たとえば新たな立寄地が追加されないが追加の外充電が必要である場合、主ルート生成部３８は、事前に主受電コイル１２が受電可能な電力量が互いに異なる複数の巡回経路を演算しておき、この中から追加または全体の外充電量に対応した１つの巡回経路を選択してもよい。この場合、新たなサブモビリティ５０が乗車する度に経路の生成をすることなく、乗車後直ちに巡回経路での走行を開始することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る自動車１のサブモビリティ充電システムについて説明する。
第１実施形態と同様のものについては、第１実施形態と同じ名前を使用して、第１実施形態の説明および図示を利用する。以下においては主に第１実施形態との相違点について説明する。

図１０は、第４実施形態に係る外充電制御のフローチャートである。
外充電制御では、主受電コネクタ１１または主充電コイルを通じて自動車１の外から給電される電力により、主バッテリ１４および副バッテリ６３の少なくとも１つを充電する。

図１０に示すように、道路の充電レーンに設置された送電コイル１０１の上を自動車１が走行している場合、主電力制御部３２は、外充電可能と判断して外充電制御を開始する（ステップＳＴ４１）。なお、主電力制御部３２は、主電力制御部３２からの通知に基づいて、外充電可能と判断して外充電制御を開始してもよい。

外充電制御において、主電力制御部３２は、まず、主バッテリ１４の残電力量と、すべての副バッテリ６３の残電力量と、を取得する（ステップＳＴ４２）。
そして、外充電の要否を判断して充電順を決定する（ステップＳＴ４３）。
基本的には、主バッテリ１４と副バッテリ６３の双方の電力状態として不足電力率を演算し、不足電力率が大きいものから順番に充電するように充電順（優先度）を決める。
また、その充電順での順番において先に降車するなどの理由により必要な充電ができない場合、そのサブモビリティ５０の副バッテリ６３の充電順を上げる。
また、自動車１の残電力量が基準電力量より少ない場合、自動車１を最優先にする。

次に、主電力制御部３２は、優先度の順番で、自動車１の外から給電される電力を、主バッテリ１４または所定の副バッテリ６３へ供給する。
主電力制御部３２は、最初の充電先を選択し（ステップＳＴ４４）、外充電を実行する（ステップＳＴ４５）。また、必要な充電が完了したか否かを判断する（ステップＳＴ４７）。
そして、必要な充電が完了すると、すべての充電先の選択が完了したか否かを判断し（ステップＳＴ４８）、すべてが完了していない場合には次の充電先を選択し（ステップＳＴ４４）、外充電を実行する（ステップＳＴ４５）。すべての充電先に対する外充電が完了するまで、以上の処理を繰り返す。
また、外充電中にたとえば充電レーンを外れて外充電が不可能な状態になった場合、主電力制御部３２は、外充電不可と判断し（ステップＳＴ４６）、充電を中断または終了する（ステップＳＴ４９）。

以上のように、本実施形態では、主バッテリ１４および副バッテリ６３の中で、不足電力率が大きいものから順番に充電するように、充電順を決めて外充電を実施することができる。よって、主バッテリ１４および副バッテリ６３の全体において、最大の不足電力率を早期に改善できる。

また、先に降車するサブモビリティ５０の副バッテリ６３を優先的に充電する。よって、各サブモビリティ５０は乗車中の充電機会を逃し難くなる。

また、自動車１の残電力量が基準電力量より少ない場合、サブモビリティ５０より優先して充電する。よって、自動車１が基準電力量より少ない残電力量で走行する事態を減らすことができる。しかも、大容量の自動車１の主バッテリ１４を優先的に外充電することにより、その後に内充電により主バッテリ１４からサブモビリティ５０の副バッテリ６３へ電力を分配することができる。自動車１においては通常主バッテリ１４の充電に適した充電システムを採用しているので、副バッテリ６３を充電する場合よりも大量の電力を効率よく短時間で自動車１内へ供給することができる。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

１…自動車（車両）、２…乗車室、３…車体、４…車輪、１１…主受電コネクタ、１２…主受電コイル、１３…主充電器、１４…主バッテリ、１５…主コンバータ（主給電回路）、１６…主動力モータ、１７…主制動モータ、１８…主操舵モータ、１９…主設備機器、２０…主給電コネクタ、３１…主電力監視部、３２…主電力制御部、３３…主ＧＰＳ受信部、３４…主入力部、３５…主通信部、３６…主表示部、３７…主センサ部、３８…主ルート生成部、３９…主自動運転部、４０…ＣＰＵ（制御部）、５０…サブモビリティ、５１…ボディ、５２…シート、５３…アームレスト、５４…操作レバー、５５…車輪、６１…副受電コネクタ、６２…副充電器、６３…副バッテリ、６４…副コンバータ、６５…副動力モータ、６６…副制動モータ、６７…副操舵モータ、６８…副設備機器、７１…副電力監視部、７２…副電力制御部、７３…受信部、７４…副入力部、７５…副通信部、７６…副表示部、７７…副センサ部、７８…副ルート生成部、７９…副自動運転部、８０…ＣＰＵ、１００…走行レーン、１０１…送電コイル。

本発明に係る車両のサブモビリティ充電システムは、乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、積載した前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御するとともに、前記サブモビリティを積載して走行する前記車両の巡回経路を演算する制御部と、を有し、前記制御部は、前記車両の前記主バッテリと前記サブモビリティの副バッテリとの全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、前記車両の外から前記主受電部へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択し、前記主バッテリと前記副バッテリの双方の電力状態を考慮し、前記主バッテリおよび前記副バッテリの充電順を決め、先に降車する前記サブモビリティの前記副バッテリを優先的に充電する。

本発明では、制御部は、車両の主バッテリとサブモビリティの副バッテリとの全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、車両の外から主受電部へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択し、主バッテリと副バッテリの双方の電力状態を考慮し、主バッテリおよび副バッテリの充電順を決め、先に降車するサブモビリティの副バッテリを優先的に充電する。
よって、サブモビリティが比較的大量の電力を必要とする場合でも、外充電により車両の主バッテリに負担をかけないようにしながら、積載するサブモビリティの副バッテリを充電することができる。
また、主バッテリと副バッテリの双方の電力状態を考慮して決めた主バッテリおよび副バッテリの充電順において、先に降車するサブモビリティの副バッテリを優先的に充電するため、車両が積載したサブモビリティの立寄地に到着するまでの間に、当該サブモビリティを必ず充電できる。

Claims (14)

1. 乗員が乗車したサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、
   積載した前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、
   前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、
   前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、
   前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、
   前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御するとともに、前記サブモビリティを積載して走行する前記車両の巡回経路を演算する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記車両の主バッテリと前記サブモビリティの副バッテリとの全体の蓄電状態に応じて外充電が必要である場合には、前記車両の外から前記主受電部へ給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、
   車両のサブモビリティ充電システム。
2. 前記主受電部は、前記車両が走行可能な道路に設置された給電レーンから電力を受けるものであり、
   前記制御部は、外充電が必要である場合には、前記給電レーンが設置された道路を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項１記載の車両のサブモビリティ充電システム。
3. 前記制御部は、前記車両および前記サブモビリティの双方の走行予定距離に応じた外充電の要否の判断結果に応じて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項１または２記載の車両のサブモビリティ充電システム。
4. 前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの双方の合計の残電力量が、前記車両および前記サブモビリティの双方の走行予定距離に基づく必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項３記載の車両のサブモビリティ充電システム。
5. 前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの個別の残電力量が、前記車両および前記サブモビリティの個別の走行予定距離に基づく必要電力量以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項３記載の車両のサブモビリティ充電システム。
6. 前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの双方の合計の残電力量が、前記車両の必要電力量および前記サブモビリティの必要電力量の合計以下である場合、外充電が必要であるとの判断結果に基づいて、給電可能な道路または地点を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項３記載の車両のサブモビリティ充電システム。
7. 前記制御部は、新たな前記サブモビリティが乗車する場合、該新たな前記サブモビリティの残電力量を含めて外充電の要否を再判断し、外充電が必要である場合には、給電レーンが設置された道路を通過する巡回経路を生成または選択する、
   請求項１から６のいずれか一項記載の車両のサブモビリティ充電システム。
8. 前記制御部は、新たな前記サブモビリティが乗車する場合、その前に既に生成しておいた前記主受電部が受電可能な電力量が異なる複数の巡回経路の中から該新たな前記サブモビリティの残電力量に対応するものを選択する、
   請求項７記載の車両のサブモビリティ充電システム。
9. 前記制御部は、前記主バッテリと前記副バッテリの双方の電力状態を考慮して充電順を決める、
   請求項１から８のいずれか一項記載の車両のサブモビリティ充電システム。
10. 前記制御部は、前記主バッテリおよび前記副バッテリの中で、不足電力率が大きいものから順番に充電するように、充電順を決める、
    請求項９記載の車両のサブモビリティ充電システム。
11. 前記制御部は、先に降車する前記サブモビリティの前記副バッテリを優先的に充電する、
    請求項９記載の車両のサブモビリティ充電システム。
12. 前記制御部は、前記車両の残電力量が基準電力量より少ない場合、前記サブモビリティより優先して充電する、
    請求項９記載の車両のサブモビリティ充電システム。
13. 乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、
    積載する前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、
    前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、
    前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、
    前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、
    前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記車両の主バッテリと前記サブモビリティの副バッテリとの全体の充電量を合算する、
    車両のサブモビリティ充電システム。
14. 乗員が乗車しているサブモビリティを積載して移動可能な車両のサブモビリティ充電システムであって、
    積載する前記サブモビリティに対して前記車両の電力を供給するための主給電部と、
    前記車両の外からの電力供給を受ける主受電部と、
    前記主受電部に供給された電力により充電可能な主バッテリと、
    前記主受電部に供給された電力又は前記主バッテリの蓄電電力を前記主給電部へ供給する主給電回路と、
    前記主給電回路による前記主給電部を通じた前記サブモビリティへの給電を制御する制御部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記車両の主バッテリの充電量と前記サブモビリティの副バッテリの充電量とを個別に判断する、
    車両のサブモビリティ充電システム。