充電システム
【課題】電気自動車の路線バスに使用可能な充電システムを提供する。
【解決手段】電動機によって駆動力を得るバス２に駆動用電源として搭載された車載バッテリ２０と、バス停留所３ｓに設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリ３０と、バス停留所３ｓに到着したバスが所定の位置に停車した状態で、電力貯蔵用バッテリ３０と車載バッテリ２０との間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置４０と、同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置１とを備えた充電システムである。中央制御装置１は、車載バッテリ２０の残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信する。
【解決手段】電動機によって駆動力を得るバス２に駆動用電源として搭載された車載バッテリ２０と、バス停留所３ｓに設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリ３０と、バス停留所３ｓに到着したバスが所定の位置に停車した状態で、電力貯蔵用バッテリ３０と車載バッテリ２０との間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置４０と、同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置１とを備えた充電システムである。中央制御装置１は、車載バッテリ２０の残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）であるバスに搭載されたバッテリを充電するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、電動機のみで走行する電気自動車（ＥＶ）が普及すると考えられる。バスのような大型車についても、既に電気自動車が実用化されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ｍｓｎ産経ニュース、２０１１年４月２０日２２時４０分、(http://sankei.jp.msn.com/)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気自動車は１回の充電で走行可能な距離が、エンジン車に比べて短いのが現時点での難点である。また、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、車載バッテリの放電量が増大する。特に、重量が大きいバスは駆動用電動機の消費電力が大きく、電装品の消費電力も大きいため、一般車両に比べると格段に消費電力が多い。そこで、例えば路線バスのＥＶ化を実現するには、頻繁に車載バッテリを充電して常に残量を十分に確保することが重要となる。しかしながら、電気自動車の路線バスに使用可能で、かつ、実現容易な充電システムは、未だ提案されていない。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、電気自動車の路線バスに使用可能で実現容易な充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の充電システムは、電動機によって駆動力を得るバスに駆動用電源として搭載された車載バッテリと、複数のバス停留所にそれぞれ設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリと、前記バス停留所に到着したバスが所定の位置に停車した状態で、前記電力貯蔵用バッテリと前記車載バッテリとの間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置と、同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける前記車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置とを備え、前記中央制御装置は、前記車載バッテリの残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信する。
【０００７】
上記のように構成された充電システムでは、中央制御装置の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリを搭載するバスに対して充電の指示に関する情報を送信することができる。電気自動車であるバスは、バス停留所に到着して所定の位置に停車した状態で、電力伝送装置により、電力貯蔵用バッテリから車載バッテリへ充電を行うことができる。このように、車載バッテリの補充的な充電を、停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリを充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。なお、場合によっては逆に、車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電することも可能であり、これにより、電力貯蔵用バッテリを介した車載バッテリ間での電力の融通も可能となる。
【０００８】
（２）また、上記（１）の充電システムにおいて、中央制御装置は、路線上にあるバス停留所のそれぞれについて、電力貯蔵用バッテリの有無及び残量を含む充電能力の情報を収集し、当該情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスが充電を行うべきバス停留所を検索するようにしてもよい。
この場合、中央制御装置は、残量が不足してきた車載バッテリを、十分な充電能力を備えたバス停留所の電力貯蔵用バッテリによって、充電することができる。
【０００９】
（３）また、上記（２）の充電システムにおいて、中央制御装置は、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスの現在位置、進行方向、並びに、バス停留所の位置及び充電能力の情報に基づいて、充電を行うべきバス停留所を検索するようにしてもよい。
この場合、より迅速に適切なバス停留所で充電を行うことができる。
【００１０】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかの充電システムにおいて、バス停留所に停車したバスの車体に設けられたコイルと、当該バス停留所に設けられたコイルとを互いに対向させ、電磁誘導により電力を伝送するようにしてもよい。
この場合、２つのコイルは互いに非接触で電力を伝送することができる。従って、移動体であるバスにケーブル等を接続する手間を必要とせずに、電力の伝送を行うことができる。
【００１１】
（５）また、上記（４）の充電システムにおいて、互いに非接触で対向する２つのコイルの一方はバスの上面に設けられ、他方は停車したバスの上にあるバス停留所の屋根に設けられていてもよい。
この場合、他方のコイルはバス停留所の屋根に設けられるので新規に設置し易く、道路にコイルを埋設する場合に比べて施工が容易である。
【００１２】
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかの充電システムにおいて、バス停留所は太陽光発電パネルを備え、当該太陽光発電パネルの出力によって電力貯蔵用バッテリを充電するようにしてもよい。
この場合、日中は太陽光発電パネルの出力によって電力貯蔵用バッテリを充電することができるので、商用電力を供給せずとも、電力貯蔵用バッテリに電力を蓄えておくことができる。
【００１３】
（７）また、上記（２）の充電システムにおいて、中央制御装置は、車載バッテリの充電が必要な第１のバスがある場合は、第１のバスに先行して前方を走行している第２のバスを選択して、第１のバスに充電を行う予定のバス停留所の電力貯蔵用バッテリを、第２のバスの車載バッテリにより充電させる指示を行うようにしてもよい。
この場合、第２のバスの車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電し、さらに、電力貯蔵用バッテリから第１の車載バッテリに充電することができる。すなわち、電力貯蔵用バッテリを介した車載バッテリ間での電力の融通が可能となり、他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。
【００１４】
（８）また、上記（７）の充電システムにおいて、第２のバスは、その車載バッテリの残量が所定値以上であることを条件として選択されることが好ましい。
この場合、残量が比較的多い車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電することができるので、確実な充電を行うことができる。
【００１５】
（９）また、上記（７）又は（８）の充電システムにおいて、第２のバスは、第１のバスと同一の路線を走行しているバスであることを条件として選択されることが好ましい。
この場合、同一路線を走行する他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。また、路線毎に、車載バッテリの残量の総量を、管理することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電気自動車の路線バスに使用可能で実現容易な充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る充電システムを適用する路線バスの基本システムを示す図である。
【図２】特定のバス停留所の構成例を示す図であり、（ａ）はバスの正面からバス停留所を見た図、（ｂ）はバスの側面からバス停留所を見た図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。
【図４】図３の充電システムに関する中央制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】図５の充電システムに関する中央制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
《基本システム》
図１は、本発明の実施形態に係る充電システムを適用する路線バスの基本システムを示す図である。当該基本システムは、例えばバスロケーションシステムとして知られている（例えば、特開２０１０−１４０３９４号公報参照）。図において、当該システムは、中央制御装置１と、路線バス（以下、単にバスという。）２と、路線の道路Ｒに設置されたバス停留所３（場所ではなく停留所の機器・設備を意味する。）と、を備えている。なお、中央制御装置１は複数系統を管理することができるが、ここでは説明の簡略化のため１系統の路線の道路Ｒのみを示している。
【００１９】
バス停留所３は、通信装置３１及び表示装置３２を有している。各バス停留所３の通信装置３１は、中央制御装置１と無線通信可能である。バス２は、電動機によって駆動力を得る電気自動車であり、駆動用電源としての車載バッテリ２０を搭載している。また、バス２は、通信機能やＧＰＳ機能を備えた車載装置２１を搭載しており、この車載装置２１が、中央制御装置１と無線通信可能である。通常、１路線上には多数のバス停留所３があり、複数のバス２が始発の停留所から終点の停留所まで順番に定時走行し、往復している。路線がループ状であれば、始発の停留所と、終点の停留所が同じである。
【００２０】
なお、バスロケーションシステムに関する既知の機能部分については、ここでは詳細に説明しないが、バス２の現在位置、車内の空席状況、車椅子固定スペースの利用可否等の利用者向けの情報を車載装置２１から受信した中央制御装置１が、進行方向の前方にあるバス停留所３の表示装置３２に表示することができるようになっている。
【００２１】
《充電システムにおける路側の構成》
ここで、上記バス停留所３のうち、特定のバス停留所に、本発明の一実施形態に係る充電システムのうちの路側の構成部分を設ける。特定のバス停留所とは、バス２が必ず、一定時間以上停車することが、運用上わかっている所であり、例えば、時間調整をする始発及び終点の停留所の他、乗降客が多く、非常に高い確率で一定時間以上停車する停留所である。このような特定のバス停留所が１路線でなるべく分散して多く存在すること、が当該充電システムとしては好ましい。
【００２２】
なお、特定のバス停留所には後述の電力貯蔵用バッテリが設けられていて、バスの車載バッテリ２０を必要により充電する能力を備えている。中央制御装置１は、同一の路線上にあるバス停留所３の全て（特定のバス停留所及びそれ以外のバス停留所）について、通信装置３１を介して、そのバス停留所３の充電能力の情報を収集し、常に最新の状態で情報を保有している。この充電能力の情報には、電力貯蔵用バッテリの有無の情報、及び、電力貯蔵用バッテリが有る場合にはその残量の情報が含まれる。なお、電力貯蔵用バッテリが無い場合には残量の情報を固定的に０とすることによって、有無の情報を、残量が「０か否か」で表すことも可能である。
【００２３】
図２は、全てのバス停留所３のうちの、特定のバス停留所３ｓの構成例を示す図であり、（ａ）はバス２の正面からバス停留所３ｓを見た図、（ｂ）はバス２の側面からバス停留所３ｓを見た図である。図において、バス停留所３ｓには屋根３ｒが設けられており、その上面には、太陽電池パネル３５が設置されている。屋根３ｒの下面には、例えば電磁誘導で電力を伝送するためのコイル３４が設けられている。一方、バス２の上面には同様のコイル２４が設けられている。バス２が所定の位置に停車すると、２つのコイル２４，３４が互いに非接触で対向するようになっている。
【００２４】
このようなコイルの設置の仕方によれば、バス停留所３ｓのコイル３４は停留所の屋根に設けられるので新規に設置し易く、道路にコイルを埋設する場合に比べて施工が容易である。また、非接触で電力を伝送することができるので、移動体であるバス２にケーブル等を接続する手間を必要とせずに、電力の伝送を行うことができる。
【００２５】
《充電システムの全体構成：第１実施形態》
図３は、本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。バス停留所３ｓは、前述の通信装置３１、表示装置３２、コイル３４、及び、太陽電池パネル３５の他、リチウムイオン電池等の充電可能な電力貯蔵用バッテリ３０及び、充放電制御装置３３を備えている。日中（日の出〜日没）は、太陽電池パネル３５の出力に基づいて、充放電制御装置３３により調整した一定電圧で、電力貯蔵用バッテリ３０を充電している。すなわち、日中は太陽光発電パネル３５の出力によって電力貯蔵用バッテリ３０を充電することができるので、商用電力を供給せずとも、電力貯蔵用バッテリ３０に電力を蓄えておくことができる。
【００２６】
また、充放電制御装置３３は、電力貯蔵用バッテリ３０の出力（直流）をスイッチングして高周波の交流に変換し、コイル３４から電磁誘導によってバス２側のコイル２４に電力を伝送することができる。
さらに、充放電制御装置３３は、電力貯蔵用バッテリ３０の無負荷時の端子電圧から残量を推定し、この残量の情報を通信装置３１及び表示装置３２に提供する。通信装置３１は、残量の情報を中央制御装置１に送信する。また、表示装置３２は、例えば満充電に対する残量のパーセンテージのデジタル表示やグラフィック表示を行うことができる。このようにして、バス利用者にも当該バス停留所３ｓの蓄電状況に関心をもってもらえるよう配慮することが好ましい。
【００２７】
一方、バス２は、リチウムイオン電池等、充電可能な前述の車載バッテリ２０、車載装置２１及びコイル２４の他、運転手に対する中央制御装置１からの指示を表示するための表示部２２、充放電制御装置２３、駆動装置２６、及び、操作スイッチ２７を備えている。駆動装置２６は、昇圧コンバータ、インバータ等の駆動回路及び、駆動用の電動機を含むものである。操作スイッチ２７は、車載バッテリ２０の充電を開始する際に運転手が操作するスイッチである。
【００２８】
バス走行時は、車載バッテリ２０の出力が駆動装置２６に与えられている。車載バッテリ２０を充電するときは、操作スイッチ２７をオンにすることにより充放電制御装置２３が整流器及び電圧調整器として機能する。これにより、バス停留所３ｓのコイル３４からバス２のコイル２４に伝送される交流電圧が所定の直流電圧に変換され、車載バッテリ２０を充電することができる態勢が整う。一方、操作スイッチ２７をオンにした信号は充放電制御装置２３から車載装置２１に送られ、さらに、車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１に信号が送られる。信号を受信した通信装置３１は、充放電制御装置３３にスイッチングを行わせ、電力貯蔵用バッテリ３０の出力に基づいて高周波の交流をコイル３４に出力する。
【００２９】
このようにして、バス停留所３ｓの充放電制御装置３３及びコイル３４、並びに、バス２のコイル２４及び充放電制御装置２３は、電力貯蔵用バッテリ３０と車載バッテリ２０との間で充放電回路を構成し、電力を伝送する電力伝送装置４０を構成している。
また、バス２の充放電制御装置２３は、車載バッテリ２０の無負荷時の端子電圧から残量を推定し、この残量の情報を車載装置２１に提供する。車載装置２１は、残量の情報を逐次、中央制御装置１に送信する。車載装置２１は、その他、バス２のＩＤ情報や、現在位置情報を含むバスロケーションシステムに関する情報を、中央制御装置１に逐次送信する。
【００３０】
《充電システムの運用》
次に、中央制御装置１を含めた充電システム（第１実施形態）全体の運用について説明する。図４は、充電システムに関する中央制御装置１の処理動作を示すフローチャートである。図において、フローチャートの処理は、定期的に繰り返し実行される。まず、中央制御装置１は、バス停留所３ｓ及びバス２から、情報を収集する（ステップＳ１）。情報とは例えば、電力貯蔵用バッテリ３０の残量の情報、バス２の現在位置の情報、車載バッテリ２０の残量の情報である。なお、バス停留所３（３ｓを含む。）の位置や、路線上での順番は、予め中央制御装置１に記憶させてある。また、充電能力のないバス停留所については、その情報を、中央制御装置１が取得している。
【００３１】
中央制御装置１は、収集した各バッテリの残量の総合情報に基づいて、残量不足の車載バッテリ２０があるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、残量不足の車載バッテリが無ければ、処理は終了となる。一方、残量不足の車載バッテリ２０があれば、そのバス２の現在位置に基づいて、充電可能な（すなわち充電設備のある）、進行方向に最寄りのバス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。次に、中央制御装置１は、検索して特定したバス停留所３ｓの電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分（閾値以上）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、十分でなければ次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００３２】
こうして、電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分なバス停留所３ｓが見つかれば、中央制御装置１は、当該バス２に対して、車載バッテリ２０が残量不足であること、及び、当該バス停留所３ｓを指定して、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ５）。この指示は、車載装置２１（図３）を介して表示部２２（図３）に表示される。この場合、運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図３）をオンにして、車載バッテリ２０の充電を開始する。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７をオフにして充電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００３３】
このような１回の充電によって残量が閾値以上に回復するとは限らないが、依然として閾値未満であれば、再度、中央制御装置１からの指示に基づいて、同様な処理が行われ、別のバス停留所３ｓで充電する、という処理が、残量が閾値以上に回復するまで繰り返される。すなわち、小量の充電であっても、これを繰り返すことにより、残量を閾値以上に回復させることができる。
【００３４】
上記のような第１実施形態の充電システムでは、車載バッテリ２０の補充的な充電を、バス停留所３ｓでの停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリ２０を充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。また、中央制御装置１の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリ２０を、適時に、かつ、残量が十分な電力貯蔵用バッテリ３０によって、充電することができる。しかも、バスの現在位置及び進行方向から最寄りのバス停留所を優先することによって、より迅速に充電を行うことができる。
【００３５】
《充電システムの全体構成：第２実施形態》
図５は、本発明の第２実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態においてバス停留所３ｓの構成が第１実施形態（図３）と異なるのは、コイル３４から充放電制御装置３３への受電が可能な点であり、その場合の充放電制御装置３３は、コイル３４が受電する交流を整流及び平滑して、電力貯蔵用バッテリ３０を充電する一定の直流電圧を付与する。
【００３６】
また、本実施形態のバス２の構成が第１実施形態（図３）と異なる点は、電力の授受に関して、コイル２４と充放電制御装置２３との間に双方向性、及び、充放電制御装置２３と車載バッテリ２０との間にも双方向性がある点と、操作スイッチ２７は、「受電」又は「送電」及びそれらのオフ、という操作が可能となっている点である。また、バス２の充放電制御装置２３は、車載バッテリ２０の直流電圧をスイッチングにより高周波の交流に変換することができる。交流の出力は、コイル２４から送電される。
なお、それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。
【００３７】
《充電システムの運用》
図６は、充電システム（第２実施形態）に関する中央制御装置１の処理動作を示すフローチャートである。図において、フローチャートの処理は、定期的に繰り返し実行される。まず、中央制御装置１は、バス停留所３ｓ及びバス２から、情報を収集する（ステップＳ１）。情報とは例えば、電力貯蔵用バッテリ３０の残量の情報、バス２の現在位置の情報、車載バッテリ２０の残量の情報である。なお、バス停留所３（３ｓを含む。）の位置や、路線上での順番は、予め中央制御装置１に記憶させてある。また、充電能力のないバス停留所については、その情報を、中央制御装置１が取得している。
【００３８】
中央制御装置１は、収集した各バッテリの残量の総合情報に基づいて、残量不足の車載バッテリ２０があるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、残量不足の車載バッテリが無ければ、処理は終了となる。一方、残量不足の車載バッテリ２０があれば、そのバス２の現在位置に基づいて、充電可能な（すなわち充電設備のある）、進行方向に最寄りのバス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。次に、中央制御装置１は、検索して特定したバス停留所３ｓの電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分（閾値以上）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３９】
ステップＳ４において電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分でない場合、そのバス停留所では充電できない、ということになるが、ここで、中央制御装置１は、他の可能性を模索する。他の可能性とは、同一路線を先行して走行している他のバスから電力貯蔵用バッテリ３０を介して電力の融通を受けることができないか、ということである。
【００４０】
そこで、具体的には、中央制御装置１は、充電可能な最寄りのバス停留所より手前に、所定の条件を満たす他のバスがいるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで言う所定の条件とは、同一路線を走行するバスであること、充電したいバスより前方を走行しているバスであること、及び、車載バッテリの残量が十分（閾値以上）であること、である。そのような所定の条件を満たす他のバスがいない場合には、中央制御装置１は、次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００４１】
一方、ステップＳ６における所定の条件を満たす他のバス（先行バスと言う。）がいる場合には、中央制御装置１は、まず、先行バスに対して、ステップＳ３で検索されたバス停留所３ｓを指定して、そこで放電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ７）。この指示は、車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、先行バスの運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「送電」に操作する。
【００４２】
この「送電」の操作信号は車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１にも届く。これにより、バス停留所３ｓはコイル３４からの受電の態勢となり、充放電制御装置３３は整流・平滑を実行する。一方、先行バス側では、送電の操作信号を受けた充放電制御装置２３が、車載バッテリ２０の直流電圧をスイッチングにより高周波の交流に変換し、コイル２４からバス停留所３ｓのコイル３４への送電が行われる。この送電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７を送電オフにして送電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４３】
また、中央制御装置１は、充電が必要なバス（後続バスと言う。）に対して、ステップＳ３で検索されたバス停留所３ｓを指定して、車載バッテリ２０の残量が不足しているので、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ８）。この指示は、後続バスの車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、後続バスの運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「受電」に操作する。
【００４４】
この「受電」の操作信号は車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１にも届く。これにより、バス停留所３ｓは送電の態勢となり、充放電制御装置３３は電力貯蔵用バッテリの直流電圧をスイッチングして高周波の交流に変換し、コイル３４から後続バス２のコイル２４への送電が行われる。一方、後続バス２側では、コイル２４で受電した交流電圧が充放電制御装置２３によって整流・平滑され、車載バッテリ２０は一定の直流電圧で充電される。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７を受電オフにして受電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４５】
このようにして、先行バス（第２のバス）の車載バッテリ２０から電力貯蔵用バッテリ３０に充電し、さらに、電力貯蔵用バッテリ３０から後続バス（第１のバス）の車載バッテリ２０に充電することができる。すなわち、電力貯蔵用バッテリ３０を介した車載バッテリ間での電力の融通が可能となり、同一路線を走行する他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。また、路線毎に、車載バッテリの残量の総量を、管理することができる。
なお、先行バスは、その車載バッテリの残量が所定値以上（満充電以下）であることを条件として選択されるため、残量が比較的多い車載バッテリから電力貯蔵用バッテリ３０に充電することができ、確実な充電を行うことができる。
【００４６】
一方、図６のステップＳ６において所定の条件を満たす先行バスがいない場合には、第１実施形態と同様に、次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００４７】
そして、電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分なバス停留所３ｓが見つかれば、中央制御装置１は、当該バス２に対して、車載バッテリ２０が残量不足であること、及び、当該バス停留所３ｓを指定して、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ５）。この指示は、車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「受電」にして、車載バッテリ２０の充電を開始する。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７をオフにして充電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４８】
このような、バス停留所における１回の充電（ステップＳ５又はＳ８）によって残量が閾値以上に回復するとは限らないが、依然として閾値未満であれば、再度、中央制御装置１からの指示に基づいて、同様な処理が行われ、別のバス停留所３ｓで充電する、という処理が、残量が閾値以上に回復するまで繰り返される。すなわち、小量の充電であっても、これを繰り返すことにより、残量を閾値以上に回復させることができる。
【００４９】
上記のような第２実施形態の充電システムでは、車載バッテリ２０の補充的な充電を、バス停留所３ｓでの停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリ２０を充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。また、中央制御装置１の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリ２０を、適時に、かつ、残量が十分な電力貯蔵用バッテリ３０によって、充電することができる。しかも、バスの現在位置及び進行方向から最寄りのバス停留所を優先することによって、より迅速に充電を行うことができる。さらに、同じ路線を走行する他のバスから電力の融通を受けることが可能となるので、１系統の設備・バスの全体でエネルギーを無駄なく活用することができる。
【００５０】
なお、図６のステップＳ７において放電の指示を受けた先行バスの車載バッテリ２０から電力貯蔵用バッテリ３０への放電を実際に行うか否かの最終的な判断は運転手が行うことができるが、残量の少ない後続バスが、残量の十分な先行バスのすぐ後方を走行している場合は、迅速確実な電力融通の観点から、先行バスに対して放電を義務づける運用をすることが好ましい。
【００５１】
《その他》
なお、上記実施形態の充電システムでは、バスロケーションシステムを利用しているとして説明したが、バスロケーションシステムとは関係なく単独で、又はその他のシステムと併用で、上記のような充電システムを設けることも可能である。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
１：中央制御装置
２：バス
３ｒ：屋根
３，３ｓ：バス停留所
２４，３４：コイル
３５：太陽光発電パネル
４０：電力伝送装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）であるバスに搭載されたバッテリを充電するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、電動機のみで走行する電気自動車（ＥＶ）が普及すると考えられる。バスのような大型車についても、既に電気自動車が実用化されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ｍｓｎ産経ニュース、２０１１年４月２０日２２時４０分、(http://sankei.jp.msn.com/)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気自動車は１回の充電で走行可能な距離が、エンジン車に比べて短いのが現時点での難点である。また、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、車載バッテリの放電量が増大する。特に、重量が大きいバスは駆動用電動機の消費電力が大きく、電装品の消費電力も大きいため、一般車両に比べると格段に消費電力が多い。そこで、例えば路線バスのＥＶ化を実現するには、頻繁に車載バッテリを充電して常に残量を十分に確保することが重要となる。しかしながら、電気自動車の路線バスに使用可能で、かつ、実現容易な充電システムは、未だ提案されていない。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、電気自動車の路線バスに使用可能で実現容易な充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の充電システムは、電動機によって駆動力を得るバスに駆動用電源として搭載された車載バッテリと、複数のバス停留所にそれぞれ設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリと、前記バス停留所に到着したバスが所定の位置に停車した状態で、前記電力貯蔵用バッテリと前記車載バッテリとの間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置と、同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける前記車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置とを備え、前記中央制御装置は、前記車載バッテリの残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信する。
【０００７】
上記のように構成された充電システムでは、中央制御装置の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリを搭載するバスに対して充電の指示に関する情報を送信することができる。電気自動車であるバスは、バス停留所に到着して所定の位置に停車した状態で、電力伝送装置により、電力貯蔵用バッテリから車載バッテリへ充電を行うことができる。このように、車載バッテリの補充的な充電を、停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリを充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。なお、場合によっては逆に、車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電することも可能であり、これにより、電力貯蔵用バッテリを介した車載バッテリ間での電力の融通も可能となる。
【０００８】
（２）また、上記（１）の充電システムにおいて、中央制御装置は、路線上にあるバス停留所のそれぞれについて、電力貯蔵用バッテリの有無及び残量を含む充電能力の情報を収集し、当該情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスが充電を行うべきバス停留所を検索するようにしてもよい。
この場合、中央制御装置は、残量が不足してきた車載バッテリを、十分な充電能力を備えたバス停留所の電力貯蔵用バッテリによって、充電することができる。
【０００９】
（３）また、上記（２）の充電システムにおいて、中央制御装置は、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスの現在位置、進行方向、並びに、バス停留所の位置及び充電能力の情報に基づいて、充電を行うべきバス停留所を検索するようにしてもよい。
この場合、より迅速に適切なバス停留所で充電を行うことができる。
【００１０】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかの充電システムにおいて、バス停留所に停車したバスの車体に設けられたコイルと、当該バス停留所に設けられたコイルとを互いに対向させ、電磁誘導により電力を伝送するようにしてもよい。
この場合、２つのコイルは互いに非接触で電力を伝送することができる。従って、移動体であるバスにケーブル等を接続する手間を必要とせずに、電力の伝送を行うことができる。
【００１１】
（５）また、上記（４）の充電システムにおいて、互いに非接触で対向する２つのコイルの一方はバスの上面に設けられ、他方は停車したバスの上にあるバス停留所の屋根に設けられていてもよい。
この場合、他方のコイルはバス停留所の屋根に設けられるので新規に設置し易く、道路にコイルを埋設する場合に比べて施工が容易である。
【００１２】
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかの充電システムにおいて、バス停留所は太陽光発電パネルを備え、当該太陽光発電パネルの出力によって電力貯蔵用バッテリを充電するようにしてもよい。
この場合、日中は太陽光発電パネルの出力によって電力貯蔵用バッテリを充電することができるので、商用電力を供給せずとも、電力貯蔵用バッテリに電力を蓄えておくことができる。
【００１３】
（７）また、上記（２）の充電システムにおいて、中央制御装置は、車載バッテリの充電が必要な第１のバスがある場合は、第１のバスに先行して前方を走行している第２のバスを選択して、第１のバスに充電を行う予定のバス停留所の電力貯蔵用バッテリを、第２のバスの車載バッテリにより充電させる指示を行うようにしてもよい。
この場合、第２のバスの車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電し、さらに、電力貯蔵用バッテリから第１の車載バッテリに充電することができる。すなわち、電力貯蔵用バッテリを介した車載バッテリ間での電力の融通が可能となり、他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。
【００１４】
（８）また、上記（７）の充電システムにおいて、第２のバスは、その車載バッテリの残量が所定値以上であることを条件として選択されることが好ましい。
この場合、残量が比較的多い車載バッテリから電力貯蔵用バッテリに充電することができるので、確実な充電を行うことができる。
【００１５】
（９）また、上記（７）又は（８）の充電システムにおいて、第２のバスは、第１のバスと同一の路線を走行しているバスであることを条件として選択されることが好ましい。
この場合、同一路線を走行する他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。また、路線毎に、車載バッテリの残量の総量を、管理することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電気自動車の路線バスに使用可能で実現容易な充電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る充電システムを適用する路線バスの基本システムを示す図である。
【図２】特定のバス停留所の構成例を示す図であり、（ａ）はバスの正面からバス停留所を見た図、（ｂ）はバスの側面からバス停留所を見た図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。
【図４】図３の充電システムに関する中央制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。
【図６】図５の充電システムに関する中央制御装置の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
《基本システム》
図１は、本発明の実施形態に係る充電システムを適用する路線バスの基本システムを示す図である。当該基本システムは、例えばバスロケーションシステムとして知られている（例えば、特開２０１０−１４０３９４号公報参照）。図において、当該システムは、中央制御装置１と、路線バス（以下、単にバスという。）２と、路線の道路Ｒに設置されたバス停留所３（場所ではなく停留所の機器・設備を意味する。）と、を備えている。なお、中央制御装置１は複数系統を管理することができるが、ここでは説明の簡略化のため１系統の路線の道路Ｒのみを示している。
【００１９】
バス停留所３は、通信装置３１及び表示装置３２を有している。各バス停留所３の通信装置３１は、中央制御装置１と無線通信可能である。バス２は、電動機によって駆動力を得る電気自動車であり、駆動用電源としての車載バッテリ２０を搭載している。また、バス２は、通信機能やＧＰＳ機能を備えた車載装置２１を搭載しており、この車載装置２１が、中央制御装置１と無線通信可能である。通常、１路線上には多数のバス停留所３があり、複数のバス２が始発の停留所から終点の停留所まで順番に定時走行し、往復している。路線がループ状であれば、始発の停留所と、終点の停留所が同じである。
【００２０】
なお、バスロケーションシステムに関する既知の機能部分については、ここでは詳細に説明しないが、バス２の現在位置、車内の空席状況、車椅子固定スペースの利用可否等の利用者向けの情報を車載装置２１から受信した中央制御装置１が、進行方向の前方にあるバス停留所３の表示装置３２に表示することができるようになっている。
【００２１】
《充電システムにおける路側の構成》
ここで、上記バス停留所３のうち、特定のバス停留所に、本発明の一実施形態に係る充電システムのうちの路側の構成部分を設ける。特定のバス停留所とは、バス２が必ず、一定時間以上停車することが、運用上わかっている所であり、例えば、時間調整をする始発及び終点の停留所の他、乗降客が多く、非常に高い確率で一定時間以上停車する停留所である。このような特定のバス停留所が１路線でなるべく分散して多く存在すること、が当該充電システムとしては好ましい。
【００２２】
なお、特定のバス停留所には後述の電力貯蔵用バッテリが設けられていて、バスの車載バッテリ２０を必要により充電する能力を備えている。中央制御装置１は、同一の路線上にあるバス停留所３の全て（特定のバス停留所及びそれ以外のバス停留所）について、通信装置３１を介して、そのバス停留所３の充電能力の情報を収集し、常に最新の状態で情報を保有している。この充電能力の情報には、電力貯蔵用バッテリの有無の情報、及び、電力貯蔵用バッテリが有る場合にはその残量の情報が含まれる。なお、電力貯蔵用バッテリが無い場合には残量の情報を固定的に０とすることによって、有無の情報を、残量が「０か否か」で表すことも可能である。
【００２３】
図２は、全てのバス停留所３のうちの、特定のバス停留所３ｓの構成例を示す図であり、（ａ）はバス２の正面からバス停留所３ｓを見た図、（ｂ）はバス２の側面からバス停留所３ｓを見た図である。図において、バス停留所３ｓには屋根３ｒが設けられており、その上面には、太陽電池パネル３５が設置されている。屋根３ｒの下面には、例えば電磁誘導で電力を伝送するためのコイル３４が設けられている。一方、バス２の上面には同様のコイル２４が設けられている。バス２が所定の位置に停車すると、２つのコイル２４，３４が互いに非接触で対向するようになっている。
【００２４】
このようなコイルの設置の仕方によれば、バス停留所３ｓのコイル３４は停留所の屋根に設けられるので新規に設置し易く、道路にコイルを埋設する場合に比べて施工が容易である。また、非接触で電力を伝送することができるので、移動体であるバス２にケーブル等を接続する手間を必要とせずに、電力の伝送を行うことができる。
【００２５】
《充電システムの全体構成：第１実施形態》
図３は、本発明の第１実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。バス停留所３ｓは、前述の通信装置３１、表示装置３２、コイル３４、及び、太陽電池パネル３５の他、リチウムイオン電池等の充電可能な電力貯蔵用バッテリ３０及び、充放電制御装置３３を備えている。日中（日の出〜日没）は、太陽電池パネル３５の出力に基づいて、充放電制御装置３３により調整した一定電圧で、電力貯蔵用バッテリ３０を充電している。すなわち、日中は太陽光発電パネル３５の出力によって電力貯蔵用バッテリ３０を充電することができるので、商用電力を供給せずとも、電力貯蔵用バッテリ３０に電力を蓄えておくことができる。
【００２６】
また、充放電制御装置３３は、電力貯蔵用バッテリ３０の出力（直流）をスイッチングして高周波の交流に変換し、コイル３４から電磁誘導によってバス２側のコイル２４に電力を伝送することができる。
さらに、充放電制御装置３３は、電力貯蔵用バッテリ３０の無負荷時の端子電圧から残量を推定し、この残量の情報を通信装置３１及び表示装置３２に提供する。通信装置３１は、残量の情報を中央制御装置１に送信する。また、表示装置３２は、例えば満充電に対する残量のパーセンテージのデジタル表示やグラフィック表示を行うことができる。このようにして、バス利用者にも当該バス停留所３ｓの蓄電状況に関心をもってもらえるよう配慮することが好ましい。
【００２７】
一方、バス２は、リチウムイオン電池等、充電可能な前述の車載バッテリ２０、車載装置２１及びコイル２４の他、運転手に対する中央制御装置１からの指示を表示するための表示部２２、充放電制御装置２３、駆動装置２６、及び、操作スイッチ２７を備えている。駆動装置２６は、昇圧コンバータ、インバータ等の駆動回路及び、駆動用の電動機を含むものである。操作スイッチ２７は、車載バッテリ２０の充電を開始する際に運転手が操作するスイッチである。
【００２８】
バス走行時は、車載バッテリ２０の出力が駆動装置２６に与えられている。車載バッテリ２０を充電するときは、操作スイッチ２７をオンにすることにより充放電制御装置２３が整流器及び電圧調整器として機能する。これにより、バス停留所３ｓのコイル３４からバス２のコイル２４に伝送される交流電圧が所定の直流電圧に変換され、車載バッテリ２０を充電することができる態勢が整う。一方、操作スイッチ２７をオンにした信号は充放電制御装置２３から車載装置２１に送られ、さらに、車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１に信号が送られる。信号を受信した通信装置３１は、充放電制御装置３３にスイッチングを行わせ、電力貯蔵用バッテリ３０の出力に基づいて高周波の交流をコイル３４に出力する。
【００２９】
このようにして、バス停留所３ｓの充放電制御装置３３及びコイル３４、並びに、バス２のコイル２４及び充放電制御装置２３は、電力貯蔵用バッテリ３０と車載バッテリ２０との間で充放電回路を構成し、電力を伝送する電力伝送装置４０を構成している。
また、バス２の充放電制御装置２３は、車載バッテリ２０の無負荷時の端子電圧から残量を推定し、この残量の情報を車載装置２１に提供する。車載装置２１は、残量の情報を逐次、中央制御装置１に送信する。車載装置２１は、その他、バス２のＩＤ情報や、現在位置情報を含むバスロケーションシステムに関する情報を、中央制御装置１に逐次送信する。
【００３０】
《充電システムの運用》
次に、中央制御装置１を含めた充電システム（第１実施形態）全体の運用について説明する。図４は、充電システムに関する中央制御装置１の処理動作を示すフローチャートである。図において、フローチャートの処理は、定期的に繰り返し実行される。まず、中央制御装置１は、バス停留所３ｓ及びバス２から、情報を収集する（ステップＳ１）。情報とは例えば、電力貯蔵用バッテリ３０の残量の情報、バス２の現在位置の情報、車載バッテリ２０の残量の情報である。なお、バス停留所３（３ｓを含む。）の位置や、路線上での順番は、予め中央制御装置１に記憶させてある。また、充電能力のないバス停留所については、その情報を、中央制御装置１が取得している。
【００３１】
中央制御装置１は、収集した各バッテリの残量の総合情報に基づいて、残量不足の車載バッテリ２０があるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、残量不足の車載バッテリが無ければ、処理は終了となる。一方、残量不足の車載バッテリ２０があれば、そのバス２の現在位置に基づいて、充電可能な（すなわち充電設備のある）、進行方向に最寄りのバス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。次に、中央制御装置１は、検索して特定したバス停留所３ｓの電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分（閾値以上）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、十分でなければ次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００３２】
こうして、電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分なバス停留所３ｓが見つかれば、中央制御装置１は、当該バス２に対して、車載バッテリ２０が残量不足であること、及び、当該バス停留所３ｓを指定して、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ５）。この指示は、車載装置２１（図３）を介して表示部２２（図３）に表示される。この場合、運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図３）をオンにして、車載バッテリ２０の充電を開始する。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７をオフにして充電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００３３】
このような１回の充電によって残量が閾値以上に回復するとは限らないが、依然として閾値未満であれば、再度、中央制御装置１からの指示に基づいて、同様な処理が行われ、別のバス停留所３ｓで充電する、という処理が、残量が閾値以上に回復するまで繰り返される。すなわち、小量の充電であっても、これを繰り返すことにより、残量を閾値以上に回復させることができる。
【００３４】
上記のような第１実施形態の充電システムでは、車載バッテリ２０の補充的な充電を、バス停留所３ｓでの停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリ２０を充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。また、中央制御装置１の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリ２０を、適時に、かつ、残量が十分な電力貯蔵用バッテリ３０によって、充電することができる。しかも、バスの現在位置及び進行方向から最寄りのバス停留所を優先することによって、より迅速に充電を行うことができる。
【００３５】
《充電システムの全体構成：第２実施形態》
図５は、本発明の第２実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態においてバス停留所３ｓの構成が第１実施形態（図３）と異なるのは、コイル３４から充放電制御装置３３への受電が可能な点であり、その場合の充放電制御装置３３は、コイル３４が受電する交流を整流及び平滑して、電力貯蔵用バッテリ３０を充電する一定の直流電圧を付与する。
【００３６】
また、本実施形態のバス２の構成が第１実施形態（図３）と異なる点は、電力の授受に関して、コイル２４と充放電制御装置２３との間に双方向性、及び、充放電制御装置２３と車載バッテリ２０との間にも双方向性がある点と、操作スイッチ２７は、「受電」又は「送電」及びそれらのオフ、という操作が可能となっている点である。また、バス２の充放電制御装置２３は、車載バッテリ２０の直流電圧をスイッチングにより高周波の交流に変換することができる。交流の出力は、コイル２４から送電される。
なお、それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。
【００３７】
《充電システムの運用》
図６は、充電システム（第２実施形態）に関する中央制御装置１の処理動作を示すフローチャートである。図において、フローチャートの処理は、定期的に繰り返し実行される。まず、中央制御装置１は、バス停留所３ｓ及びバス２から、情報を収集する（ステップＳ１）。情報とは例えば、電力貯蔵用バッテリ３０の残量の情報、バス２の現在位置の情報、車載バッテリ２０の残量の情報である。なお、バス停留所３（３ｓを含む。）の位置や、路線上での順番は、予め中央制御装置１に記憶させてある。また、充電能力のないバス停留所については、その情報を、中央制御装置１が取得している。
【００３８】
中央制御装置１は、収集した各バッテリの残量の総合情報に基づいて、残量不足の車載バッテリ２０があるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、残量不足の車載バッテリが無ければ、処理は終了となる。一方、残量不足の車載バッテリ２０があれば、そのバス２の現在位置に基づいて、充電可能な（すなわち充電設備のある）、進行方向に最寄りのバス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。次に、中央制御装置１は、検索して特定したバス停留所３ｓの電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分（閾値以上）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３９】
ステップＳ４において電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分でない場合、そのバス停留所では充電できない、ということになるが、ここで、中央制御装置１は、他の可能性を模索する。他の可能性とは、同一路線を先行して走行している他のバスから電力貯蔵用バッテリ３０を介して電力の融通を受けることができないか、ということである。
【００４０】
そこで、具体的には、中央制御装置１は、充電可能な最寄りのバス停留所より手前に、所定の条件を満たす他のバスがいるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで言う所定の条件とは、同一路線を走行するバスであること、充電したいバスより前方を走行しているバスであること、及び、車載バッテリの残量が十分（閾値以上）であること、である。そのような所定の条件を満たす他のバスがいない場合には、中央制御装置１は、次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００４１】
一方、ステップＳ６における所定の条件を満たす他のバス（先行バスと言う。）がいる場合には、中央制御装置１は、まず、先行バスに対して、ステップＳ３で検索されたバス停留所３ｓを指定して、そこで放電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ７）。この指示は、車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、先行バスの運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「送電」に操作する。
【００４２】
この「送電」の操作信号は車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１にも届く。これにより、バス停留所３ｓはコイル３４からの受電の態勢となり、充放電制御装置３３は整流・平滑を実行する。一方、先行バス側では、送電の操作信号を受けた充放電制御装置２３が、車載バッテリ２０の直流電圧をスイッチングにより高周波の交流に変換し、コイル２４からバス停留所３ｓのコイル３４への送電が行われる。この送電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７を送電オフにして送電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４３】
また、中央制御装置１は、充電が必要なバス（後続バスと言う。）に対して、ステップＳ３で検索されたバス停留所３ｓを指定して、車載バッテリ２０の残量が不足しているので、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ８）。この指示は、後続バスの車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、後続バスの運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「受電」に操作する。
【００４４】
この「受電」の操作信号は車載装置２１からバス停留所３ｓの通信装置３１にも届く。これにより、バス停留所３ｓは送電の態勢となり、充放電制御装置３３は電力貯蔵用バッテリの直流電圧をスイッチングして高周波の交流に変換し、コイル３４から後続バス２のコイル２４への送電が行われる。一方、後続バス２側では、コイル２４で受電した交流電圧が充放電制御装置２３によって整流・平滑され、車載バッテリ２０は一定の直流電圧で充電される。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７を受電オフにして受電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４５】
このようにして、先行バス（第２のバス）の車載バッテリ２０から電力貯蔵用バッテリ３０に充電し、さらに、電力貯蔵用バッテリ３０から後続バス（第１のバス）の車載バッテリ２０に充電することができる。すなわち、電力貯蔵用バッテリ３０を介した車載バッテリ間での電力の融通が可能となり、同一路線を走行する他のバスにおける車載バッテリの残量を、有効活用することができる。また、路線毎に、車載バッテリの残量の総量を、管理することができる。
なお、先行バスは、その車載バッテリの残量が所定値以上（満充電以下）であることを条件として選択されるため、残量が比較的多い車載バッテリから電力貯蔵用バッテリ３０に充電することができ、確実な充電を行うことができる。
【００４６】
一方、図６のステップＳ６において所定の条件を満たす先行バスがいない場合には、第１実施形態と同様に、次の候補となる（すなわちもう少し先にある）バス停留所３ｓを検索する（ステップＳ３）。
【００４７】
そして、電力貯蔵用バッテリ３０の残量が十分なバス停留所３ｓが見つかれば、中央制御装置１は、当該バス２に対して、車載バッテリ２０が残量不足であること、及び、当該バス停留所３ｓを指定して、そこで充電を行うべきであるという指示の情報を送信する（ステップＳ５）。この指示は、車載装置２１（図５）を介して表示部２２（図５）に表示される。この場合、運転手は、指定されたバス停留所３ｓに到着すると、操作スイッチ２７（図５）を「受電」にして、車載バッテリ２０の充電を開始する。充電は、乗客が乗り降りしている時間に行われ、乗り降りが完了して発車時刻になれば、運転手は操作スイッチ２７をオフにして充電を終了させ、その後、バス２は発車する。
【００４８】
このような、バス停留所における１回の充電（ステップＳ５又はＳ８）によって残量が閾値以上に回復するとは限らないが、依然として閾値未満であれば、再度、中央制御装置１からの指示に基づいて、同様な処理が行われ、別のバス停留所３ｓで充電する、という処理が、残量が閾値以上に回復するまで繰り返される。すなわち、小量の充電であっても、これを繰り返すことにより、残量を閾値以上に回復させることができる。
【００４９】
上記のような第２実施形態の充電システムでは、車載バッテリ２０の補充的な充電を、バス停留所３ｓでの停車時間を利用して行うことにより、頻繁に車載バッテリ２０を充電して、その残量が不足する事態の発生を防止することができる。また、中央制御装置１の管理下で、残量が不足してきた車載バッテリ２０を、適時に、かつ、残量が十分な電力貯蔵用バッテリ３０によって、充電することができる。しかも、バスの現在位置及び進行方向から最寄りのバス停留所を優先することによって、より迅速に充電を行うことができる。さらに、同じ路線を走行する他のバスから電力の融通を受けることが可能となるので、１系統の設備・バスの全体でエネルギーを無駄なく活用することができる。
【００５０】
なお、図６のステップＳ７において放電の指示を受けた先行バスの車載バッテリ２０から電力貯蔵用バッテリ３０への放電を実際に行うか否かの最終的な判断は運転手が行うことができるが、残量の少ない後続バスが、残量の十分な先行バスのすぐ後方を走行している場合は、迅速確実な電力融通の観点から、先行バスに対して放電を義務づける運用をすることが好ましい。
【００５１】
《その他》
なお、上記実施形態の充電システムでは、バスロケーションシステムを利用しているとして説明したが、バスロケーションシステムとは関係なく単独で、又はその他のシステムと併用で、上記のような充電システムを設けることも可能である。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
１：中央制御装置
２：バス
３ｒ：屋根
３，３ｓ：バス停留所
２４，３４：コイル
３５：太陽光発電パネル
４０：電力伝送装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機によって駆動力を得るバスに駆動用電源として搭載された車載バッテリと、
複数のバス停留所にそれぞれ設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリと、
前記バス停留所に到着したバスが所定の位置に停車した状態で、前記電力貯蔵用バッテリと前記車載バッテリとの間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置と、
同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける前記車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置とを備え、
前記中央制御装置は、前記車載バッテリの残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記中央制御装置は、前記路線上にあるバス停留所のそれぞれについて、前記電力貯蔵用バッテリの有無及び残量を含む充電能力の情報を収集し、当該情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスが充電を行うべきバス停留所を検索する請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
前記中央制御装置は、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスの現在位置、進行方向、並びに、バス停留所の位置及び前記充電能力の情報に基づいて、充電を行うべきバス停留所を検索する請求項２記載の充電システム。
【請求項４】
前記バス停留所に停車したバスの車体に設けられたコイルと、当該バス停留所に設けられたコイルとを互いに対向させ、電磁誘導により電力を伝送する請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
互いに非接触で対向する前記２つのコイルの一方はバスの上面に設けられ、他方は停車したバスの上にあるバス停留所の屋根に設けられる請求項４記載の充電システム。
【請求項６】
前記バス停留所は太陽光発電パネルを備え、当該太陽光発電パネルの出力によって前記電力貯蔵用バッテリを充電する請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記中央制御装置は、前記車載バッテリの充電が必要な第１のバスがある場合は、当該第１のバスに先行して前方を走行している第２のバスを選択して、当該第１のバスに充電を行う予定のバス停留所の電力貯蔵用バッテリを、当該第２のバスの車載バッテリにより充電させる指示を行う請求項２記載の充電システム。
【請求項８】
前記第２のバスは、その車載バッテリの残量が所定値以上であることを条件として選択される請求項７記載の充電システム。
【請求項９】
前記第２のバスは、前記第１のバスと同一の路線を走行しているバスであることを条件として選択される請求項７又は８に記載の充電システム。
【請求項１】
電動機によって駆動力を得るバスに駆動用電源として搭載された車載バッテリと、
複数のバス停留所にそれぞれ設けられ、電力を貯蔵する電力貯蔵用バッテリと、
前記バス停留所に到着したバスが所定の位置に停車した状態で、前記電力貯蔵用バッテリと前記車載バッテリとの間で充放電回路を構成することにより電力を伝送する電力伝送装置と、
同一の路線を走行する複数のバスのそれぞれにおける前記車載バッテリの残量の情報を収集する中央制御装置とを備え、
前記中央制御装置は、前記車載バッテリの残量の情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスを検出し、当該バスに対して充電の指示に関する情報を送信することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記中央制御装置は、前記路線上にあるバス停留所のそれぞれについて、前記電力貯蔵用バッテリの有無及び残量を含む充電能力の情報を収集し、当該情報に基づいて、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスが充電を行うべきバス停留所を検索する請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
前記中央制御装置は、充電が必要な車載バッテリを搭載するバスの現在位置、進行方向、並びに、バス停留所の位置及び前記充電能力の情報に基づいて、充電を行うべきバス停留所を検索する請求項２記載の充電システム。
【請求項４】
前記バス停留所に停車したバスの車体に設けられたコイルと、当該バス停留所に設けられたコイルとを互いに対向させ、電磁誘導により電力を伝送する請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
互いに非接触で対向する前記２つのコイルの一方はバスの上面に設けられ、他方は停車したバスの上にあるバス停留所の屋根に設けられる請求項４記載の充電システム。
【請求項６】
前記バス停留所は太陽光発電パネルを備え、当該太陽光発電パネルの出力によって前記電力貯蔵用バッテリを充電する請求項１〜５のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記中央制御装置は、前記車載バッテリの充電が必要な第１のバスがある場合は、当該第１のバスに先行して前方を走行している第２のバスを選択して、当該第１のバスに充電を行う予定のバス停留所の電力貯蔵用バッテリを、当該第２のバスの車載バッテリにより充電させる指示を行う請求項２記載の充電システム。
【請求項８】
前記第２のバスは、その車載バッテリの残量が所定値以上であることを条件として選択される請求項７記載の充電システム。
【請求項９】
前記第２のバスは、前記第１のバスと同一の路線を走行しているバスであることを条件として選択される請求項７又は８に記載の充電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２７１５９（Ｐ２０１３−２７１５９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９９３９（Ｐ２０１１−１５９９３９）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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