JP2022069279A - 給電制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害時等に、緊急性の高い車両の走行を維持することができる給電制御システムを提供すること。
【解決手段】本開示に係る給電制御システムは、取得した災害情報に基づいて、車両が同一の方向に進行する複数の走行レーンのうちの一部を、緊急性が相対的に高い車両のみが走行する専用レーンに設定する走行レーン管理装置と、走行レーン管理装置が専用レーンを設定した場合に、当該専用レーンへの電力供給を、他の走行レーンへの電力供給よりも優先させる給電管理装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、給電制御システムに関する。

特許文献１には、災害時、ハイブリッド走行モードやＥＶ走行モードで走行可能な車両のうち、緊急性の高い車両が優先して給電設備を使用できるように給電設備が制御されることが開示されている。

特開２０１９－００８３３９号公報

ところで、災害時には、緊急性の高い車両の走行や、該車両への給電を妨げないことが望まれる。また、給電設備が固定して設置されている場合、道路状況によっては給電設備に辿り着く前にバッテリの蓄電残量が、走行できないレベルに達することがある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、災害時等に、緊急性の高い車両の走行を維持することができる給電制御システムを提供することを目的とする。

本開示に係る給電制御システムは、取得した災害情報に基づいて、車両が同一の方向に進行する複数の走行レーンのうちの一部を、緊急性が相対的に高い車両のみが走行する専用レーンに設定する走行レーン管理装置と、前記走行レーン管理装置が前記専用レーンを設定した場合に、当該専用レーンへの電力供給を、他の走行レーンへの電力供給よりも優先させる給電管理装置と、を備える。

本開示によれば、災害時等に、緊急性の高い車両の走行を維持することができる。

図１は、一実施形態に係る給電制御システムを示す概略図である。 図２は、一実施形態に係る車両（車両制御装置）の構成を説明するためのブロック図である。 図３は、一実施形態に係る給電制御システムにおける車両と走行レーンの一例を示す図である。 図４は、一実施形態に係る給電制御システムが行う給電制御処理を説明するシーケンス図である。 図５は、一実施形態に係る給電制御システムにおける、災害時の走行レーンの制御態様の一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。また、本開示は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（実施の形態）
まず、一実施形態に係る給電制御システムについて説明する。図１は、一実施形態に係る給電管理装置を備える給電制御システムを示す概略図である。図２は、一実施形態に係る車両（車両制御装置）の構成を説明するためのブロック図である。図３は、一実施形態に係る給電制御システムにおける車両と走行レーンの一例を示す図である。

図１に示すように、この一実施形態による給電制御システム１は、走行レーン管理装置２０、車両３０、及び給電管理装置４０を備える。この一実施形態による給電制御システム１においては、走行レーン管理装置２０、各車両３０、及び給電管理装置４０が、ネットワーク１０によって互いに通信可能に接続されている。ネットワーク１０は、走行レーン管理装置２０、車両３０、及び給電管理装置４０の相互間で通信可能な、インターネット回線網や携帯電話回線網等から構成される。本実施の形態において、車両３０は、ハイブリッド走行モードやＥＶ走行モードで走行可能な車両であるものとする。車両３０は、給電管理装置４０が管理する給電装置４１から供給される電力によって充電される。

走行レーン管理装置２０は、走行レーンを走行する車両３０の隊列を制御するとともに、走行レーンにおける給電態様を制御するための情報を給電管理装置４０に送信する。走行レーン管理装置２０は、制御情報作成部２１、制御部２２及び記憶部２３を備える。走行レーン管理装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む一つ又は複数のコンピュータ等を用いて構成される。

制御情報作成部２１は、受信した災害に関する情報に基づいて、走行レーンにおける給電を制御する走行レーン制御情報を作成する。

制御部２２は、走行レーン管理装置２０の各部の動作を統括的に制御する。また、制御部２２は、車両３０の走行を制御する。制御部２２は、外部環境に応じて各車両３０が走行する走行レーン、走行速度を制御する。例えば、災害が発生した場合、制御部２２は、緊急性の高さに応じて、車両３０が走行する走行レーンを制御する。緊急性は、医療、物資搬送等の公共性が高いほど、高くなる。

記憶部２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて構成され、各種プログラム及び各種データが書き込み及び読み出し可能に格納されている。この記録媒体としては、光ディスク、フラッシュメモリ、磁気ディスク等の記憶媒体、及びこれらの記憶媒体のドライブ装置を有して構成される。

また、記憶部２３は、制御情報作成部２１が制御情報を作成する際に用いる給電制御情報を記憶する。この給電制御情報は、走行レーンが規制された際に、各走行レーンに割り当てられる制御種別に応じた給電の優先度を含む。この優先度は、各走行レーンに設置される給電装置４１への電力の供給順位に相当する。優先度が高いほど、当該走行レーンの給電装置４１への供給電力が大きい。

本実施の形態では、車両３０と給電装置４１との間で、非接触充電が実施される。車両３０に設けられる送受信部３１と、給電管理装置４０に接続する給電装置４１とが通信することによって、給電信号が車両３０に送信される。送受信部３１及び給電装置４１は、例えば、それぞれコイル、スイッチング回路及び整流平滑回路を用いて構成され、磁界共鳴方式によって給電信号を送受信する。これにより、車両３０と、給電装置４１とは非接触の状態で通信する。なお、本実施の形態では、電磁波を利用して給電、及び情報を送信する例を説明するが、光を利用して給電／情報送信する構成としてもよい。
また、送受信部３１は、車両３０のバッテリの蓄電残量が上限値に達している場合は、給電信号の入力を受け付けない。蓄電残量は、例えばＳＯＣ（State Of Charge）である。

給電装置４１は、車両が走行する複数の車線（走行レーン）に設けられ、給電管理装置４０と電気的に接続する。また、本実施の形態において、給電装置４１は、当該給電装置４１上に位置する車両３０を検知する検知機能や、当該車両３０の情報を受信する受信機能を備える。この検知機能及び受信機能は、例えばループアンテナを用いて構成される。例えば、検知機能は、車両３０を検知した際には給電管理装置４０に検知信号を送信する。なお、給電用のコイル等によって車両の検知が可能であれば、そのコイルを給電用と共通に検知用として用いてもよい。

続いて、車両３０の構成について図２を参照して説明する。車両３０は、送受信部３１、並びに、通信部３２、ＧＰＳ（Global Positioning System）部３３、入出力部３４、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３５を備える。また、車両３０には、各部に電力を供給するバッテリ３６が設けられる。このバッテリ３６は、充電可能に構成される。
本実施の形態では、通信部３２、ＧＰＳ部３３、入出力部３４及びＥＣＵ３５によって車両制御装置３００を構成する。車両制御装置３００は、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなる一つ又は複数のコンピュータ等を用いて構成される。

送受信部３１は、給電装置４１からの給電信号を受信する受信部として機能するとともに、給電装置４１に自身の情報を電磁波に乗せて送信する送信部として機能する。なお、送受信部３１は、光等のエネルギーを取得する構成としてもよい。受信部や送信部は、一体ではなく別体で設けてもよい。送受信部３１が受信した給電信号が、電力としてバッテリ３６に供給される。

通信部３２は、ネットワーク１０を介した無線通信によって、走行レーン管理装置２０との間で通信を行う。通信部３２は、走行レーン管理装置２０から、車両３０の運転を支援する運転支援情報を受信する。なお、運転支援情報は、走行する走行レーン、速度に関する走行情報や、規制や渋滞等の道路交通情報を含む。また、通信部３２が、給電管理装置４０に自身の情報を送信する構成としてもよい。

ＧＰＳ部３３は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、車両３０の位置を検出する。検出された位置は、車両３０の位置情報として、外部（走行レーン管理装置２０）に出力されるか、又は記憶部に格納される。

また、入出力部３４は、タッチパネルディスプレイや、スピーカ、マイク等から構成される。入出力部３４は、ＥＣＵ３５による制御に従って、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形等を表示したり、スピーカから音を出力したりして、運転支援に関する情報等の所定の情報を入出力可能に構成される。また、入出力部３４は、車両３０の利用者等がタッチパネルディスプレイを操作したり、マイクに向けて音声を発したりすることによって、ＥＣＵ３５に所定の情報を入力可能に構成される。

ＥＣＵ３５は、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。ＥＣＵ３５は、車両３０の各部の電気的な動作を統括的に制御する。ＥＣＵ３５は、入力されたデータや予め記憶しているデータ及びプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。

なお、図示は省略したが、車両３０は、ハードディスクや半導体メモリ等の記憶媒体、及びこれらの記憶媒体のドライブ装置を含む記憶部や、車両３０に近付く物体を検知するセンサ等を備える。記憶部には、ＥＣＵ３５が車両３０の各部の作動を統括的に制御するために必要なオペレーティングシステム（ＯＳ）や各種アプリケーションのプログラムが格納されている。

また、車両３０には、車両３０を駆動するための制御機構及び操作機構を備えている。具体的に、車両３０は、駆動機構として、パワートレイン及び駆動輪とを備える。パワートレインは、駆動力を発生して出力軸から出力する動力源と、動力源が出力した駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、を備えている。
また、操作機構は、シフトレバーや、アクセルペダル等によって構成される。
本実施の形態では、車両３０が自動運転によって走行し、ＥＣＵ３５の制御のもと、各部が指示信号に従って駆動する。ＥＣＵ３５は、走行レーン管理装置２０の制御のもと、車両３０を、設定された速度で、設定された走行レーンを走行させる。

給電管理装置４０は、給電装置４１に接続し、給電装置４１が各車両３０から取得した情報を受信し、受信した情報に基づいて車両３０への給電を制御する。給電管理装置４０は、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなる一つ又は複数のコンピュータ等を用いて構成される。給電装置４１は、取得した送信情報を、給電管理装置４０に出力する。

また、給電管理装置４０は、制御部４０ａを備える。
制御部４０ａは、給電管理装置４０の各部の動作を統括的に制御する。制御部４０ａは、走行レーン管理装置２０から取得した制御情報をもとに、各走行レーンに設置される給電装置４１への給電を制御する。

ここで、本実施の形態では、同一方向に車両３０が進行する走行レーンを三つ、その走行レーンに隣接して、逆方向に車両３０が走行する走行レーンを三つ、計六つの走行レーンが設けられる道路５０を例に説明する。具体的には、第１走行レーン５１、第２走行レーン５２、第３走行レーン５３において車両３０が同一方向に走行し、第４走行レーン５４、第５走行レーン５５、第６走行レーン５６において車両３０が同一方向に走行する。通常、各走行レーンを走行する車両３０に規制は設けられないものとする。ここでいう通常とは、事故や災害等によって、道路５０の走行に支障がない状態をさす。

給電装置４１は、各走行レーンにおいて、予め設定された間隔で複数設けられる。給電装置４１は、例えば、数ｋｍ間隔で設けられる。

続いて、給電制御システム１が行う給電制御処理について、図４を参照して説明する。図４は、一実施形態に係る給電制御システムが行う給電制御処理を説明するシーケンス図である。

まず、走行レーン管理装置２０の制御部２２は、災害に関する情報（以下、災害情報という）の受信の有無を判断する（ステップＳ１０１）。災害情報は、例えば、国や地方自治体の防災センター等から配信される。制御部２２は、災害情報を受信していないと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、受信確認を繰り返す。これに対し、制御部２２は、災害情報を受信したと判断した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２において、制御情報作成部２１は、受信した災害情報に基づいて、走行レーンにおける給電を制御する走行レーン制御情報を作成する。ここで作成される走行レーン制御情報には、給電管理装置４０が、各走行レーンの給電優先情報が含まれる。給電優先情報は、給電を優先すべき走行レーン、ここでは、緊急性が高い車両３０のみに走行が規制されている走行レーンへの優先給電を指示する情報である。

制御部２２は、ステップＳ１０２において作成された走行レーン制御情報を、給電管理装置４０に送信する（ステップＳ１０３）。この際、走行レーン制御情報は、災害エリアの給電装置４１を管轄する給電管理装置４０に送信される。

制御部２２は、災害の種別に応じて走行レーンを規制し、車両３０の隊列を制御する（ステップＳ１０４）。制御部２２は、走行レーンの一部を緊急性の高い車両３０のみが走行できる走行レーンに設定して、走行レーンの規制を行う。制御部２２は、車両３０に付される緊急性に応じて車両３０の隊列を制御する。

図５は、一実施形態に係る給電制御システムにおける、災害時の走行レーンの制御態様の一例を示す図である。なお、図５において、緊急性が高い車両３０を車両３０Ｓ、比較的緊急性が低い車両３０を車両３０Ｎと表記する。例えば、図３に示す道路５０において、第３走行レーン５３と、第６走行レーン５６が緊急車両用の走行レーンに指定された場合、車両３０Ｓは、走行レーン管理装置２０の制御によって、第３走行レーン５３と、第６走行レーン５６とを走行する。一方、車両３０Ｎは、第１走行レーン５１、第２走行レーン５２、第４走行レーン５４、第５走行レーン５５に割り振られて走行する。この際、緊急車両用の走行レーンを走行する車両が多い場合、車両３０Ｓのうち、相対的に緊急性が低い車両３０Ｓが、第１走行レーン５１、第２走行レーン５２、第４走行レーン５４又は第５走行レーン５５を走行するように制御することができる（例えば、第２走行レーン５２参照）。

一方、給電管理装置４０は、走行レーン制御情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。制御部４０ａは、走行レーン制御情報を受信していないと判断した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、走行レーン制御情報の受信確認を繰り返す。これに対し、制御部４０ａは、走行レーン制御情報を受信したと判断した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６において、制御部４０ａは、走行レーン制御情報に従い、各走行レーンの給電を災害時制御する。制御部４０ａは、緊急車両用の走行レーンに設置される給電装置４１へ供給する電力を、緊急車両用の走行レーン以外の走行レーンへ供給する電力よりも大きくする。

ステップＳ１０４及びＳ１０６の制御によって、緊急性の高い車両３０（車両３０Ｓ）の隊列を制御しつつ、この隊列が走行する走行レーンにおける、給電装置４１からの給電が優先される。

その後、制御部２２は、災害に因る規制を解除する解除情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、制御部２２は、解除情報を受信していないと判断した場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、受信確認を繰り返す。これに対し、制御部２２は、解除情報を受信したと判断すると（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８において、制御部２２は、車両３０Ｓの隊列を解除するとともに、解除情報を給電管理装置４０に送信する。

制御部４０ａは、解除情報を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。制御部４０ａは、解除情報を受信していないと判断した場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、受信確認を繰り返す。これに対し、制御部４０ａは、解除情報を受信したと判断した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１１０において、制御部４０ａは、各走行レーンにおける給電装置４１への災害時制御を解除する。

以上説明した本実施の形態では、災害発生時、車両の種別に応じて走行レーンを規制し、該規制に応じて給電装置４１への給電制御を実施する。この際、緊急性の高い車両のみが走行できる走行レーンを設定し、該走行レーンに設置される給電装置４１に対して優先的に電力が供給される。本実施の形態によれば、災害時等に、緊急性の高い車両の走行を、車両の進行、及び蓄電残量の確保の両面において維持することができる。

なお、実施の形態では、三つの走行レーンのうちの一つの走行レーンを緊急性が高い車両用の専用レーンに設定する例について説明したが、これに限らず、例えば、二つの走行レーンを専用レーンに設定してもよい。さらに、車いす等の小型のモビリティが走行する走行レーンが設けられる構成に適用することもできる。

また、実施の形態では、走行レーン管理装置によって、各車両３０が走行する走行レーン、速度が制御される車両３０が自動運転によって走行する例について説明したが、各車両３０が、運転者の操作に従う手動運転によって走行する場合にも適用できる。手動運転の場合、災害時に、車両３０のディスプレイに走行レーンが指定された旨の情報が表示されたり、指定の走行レーンを走行する旨の音声が出力されたりする。この際、運転者は、指示に従って車両３０を操作し、所定の走行レーンを走行する。

（記録媒体）
一実施形態において、給電制御システムによる処理方法を実行可能なプログラムを、コンピュータその他の機械又は装置（以下、コンピュータなど、という）が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、当該コンピュータ等が災害特定システムの各装置の制御部として機能する。ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データ又はプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、又は化学的作用によって蓄積し、コンピュータなどから読み取ることができる非一時的な記録媒体をいう。このような記録媒体のうちのコンピュータなどから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＢＤ、ＤＡＴ、磁気テープ、フラッシュメモリ等のメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスク、ＲＯＭ等がある。さらに、ＳＳＤは、コンピュータなどから取り外し可能な記録媒体としても、コンピュータ等に固定された記録媒体としても利用可能である。

（その他の実施形態）
また、一実施形態による給電制御システムにおいては、「部」は、「回路」等に読み替えることができる。例えば、通信部は、通信回路に読み替えることができる。

また、一実施形態による給電制御システムの各装置に実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

さらなる効果、変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 給電制御システム
１０ ネットワーク
２０ 走行レーン管理装置
２１ 制御情報作成部
２２、４０ａ 制御部
２３ 記憶部
３０ 車両
３１ 送受信部
３２ 通信部
３３ ＧＰＳ部
３４ 入出力部
３５ ＥＣＵ
３６ バッテリ
４０ 給電管理装置
４１ 給電装置

Claims (1)

1. 取得した災害情報に基づいて、車両が同一の方向に進行する複数の走行レーンのうちの一部を、緊急性が相対的に高い車両のみが走行する専用レーンに設定する走行レーン管理装置と、
   前記走行レーン管理装置が前記専用レーンを設定した場合に、当該専用レーンへの電力供給を、他の走行レーンへの電力供給よりも優先させる給電管理装置と、
   を備える給電制御システム。

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