JP2019096103A - 車両管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両管理システムに関し、複数の車両２０を効率よく高回転率で外部充電する。【解決手段】確認部４，予約部５，車両検出部２，施設管理部６を設ける。確認部４は、充電施設に接近する車両２０や乗員に対し、外部充電の要否を確認するための情報を送信する。予約部５は、確認部４による確認への応答として、車両２０が特定される個人情報と目標充電量の情報とを取得し、予約データベースを作成する。車両検出部２は、充電施設の駐車エリア内における各車両２０の台数及び位置の情報を検出する。施設管理部６は、各車両２０と予約データベースのレコードとの対応関係に基づいて各車両２０の自動運転，外部充電を管理する。【選択図】図４

Description

本発明は、自動運転機能及び非接触外部充電機能を備えた車両を外部充電する充電施設の車両管理システムに関する。

従来、非接触式の外部充電装置（ワイヤレス充電装置）を搭載した車両に自動運転制御を適用することで、車載バッテリーの外部充電を効率よく実施する技術が検討されている。すなわち、車両の下面に取り付けられた受電コイルと路面に埋設された給電コイルとが近接するように車両位置を自動的に制御した上で、電磁誘導や磁気共鳴を利用して給電コイル側から受電コイル側へと送電する技術である。外部充電時の車両の動きを全自動化することで、路面側の給電コイルに対する、車両側の受電コイルの位置合わせ精度が向上し、充電効率が改善されうる。

従来の具体的な運用手法としては、ワイヤレス充電装置の給電コイルが埋設された駐車領域に空きがなければ車両を一時的に別の場所で待機させておき、空きがあれば車両を自動的に駐車領域へ移動させて充電を開始する、という手法が挙げられる（特許文献１参照）。また、あらかじめ所定の駐車枠に車両を駐車させておき、ユーザーの希望が反映された充電スケジュールに従って車両を駐車位置から外部充電装置の位置へと移動させる、といった手法も提案されている（特許文献２参照）。

特開2016-141161号公報 特開2015-050877号公報

しかしながら、従来の運用手法は、大規模な駐車場に設置される外部充電システムの運用手法としては適さない可能性がある。例えば、特許文献１に記載された手法では、駐車場内での操作入力が要求されるようになっており、駐車場に入場する前に外部充電や自動運転の予約を入れることができない。また、特許文献２に記載された手法は、マンションや共同住宅に設置される夜間充電用の充電システムが想定されたものであり、不特定多数の車両の外部充電を実施することが難しい。一方、数百台の車両を収容しうるサービスエリアやパーキングエリアなどでは、不特定多数の車両が同時並行的に外部充電を実施できるような仕組みとすることが期待される。

また、サービスエリアやパーキングエリアは、目的地までの道のりで立ち寄る、通過点の一つに過ぎないことが多く、外部充電の行列待ちのために滞在時間がむやみに長くなってしまうような事態は避けたい。つまり、単純に全車両を満充電状態（充電率が100％の状態）まで充電するような画一的な運用手法ではなく、ユーザーの都合や各車両の走行計画に合わせて充電量を変更できるようにすることが望ましい。このような観点から、従来の外部充電システムには改善の余地がある。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、複数の車両を効率よく高回転率で外部充電できるようにした充電施設の車両管理システムを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）開示の車両管理システムは、自動運転機能及び非接触外部充電機能を備えた車両を外部充電する充電施設の車両管理システムである。このシステムには、前記充電施設に接近する前記車両又は当該車両の乗員に対し、前記外部充電の要否を確認するための情報を送信する確認部が設けられる。また、前記確認部による確認への応答として、前記車両が特定される当該車両の乗員の個人情報と目標充電量の情報とを取得するとともに、前記個人情報，前記目標充電量，前記外部充電の実施順序を含むレコードを集積してなる予約データベースを作成する予約部が設けられる。さらに、前記充電施設の駐車エリア内における各車両の台数及び位置の情報を検出する車両検出部と、前記各車両と前記レコードとの対応関係に基づき、前記外部充電の実施順序に従って前記各車両の自動運転及び前記外部充電を管理する施設管理部とが設けられる。

（２）前記充電施設の近隣に存在する他の充電施設とのネットワーク経由の通信により、前記他の充電施設の混雑状況の情報を共有する施設間通信部を備えることが好ましい。また、前記確認部が、前記他の充電施設の前記混雑状況を提示することが好ましい。
（３）前記駐車エリアが、充電前の車両が待機する待機エリアと、複数の非接触充電装置が設置された充電エリアと、充電後の車両が滞在する完了エリアとの三つに区画されることが好ましい。

（４）前記充電エリアが、前記待機エリアからの入口と前記完了エリアへの出口とを並列に接続する複数の通路と、前記非接触充電装置の給電コイルが設けられ、一つの前記通路に前端辺が接し、他の前記通路に後端辺が接するように配置された複数の駐停車枠とを有することが好ましい。
（５）前記充電施設が、高速道路のパーキングエリア又はサービスエリアであって、前記高速道路に沿って前記充電施設よりも上流側に配置され、前記確認部から送信される電波を増幅して再発信する中継器を備えることが好ましい。

充電施設に接近する車両や乗員に外部充電の要否を確認し、その応答を受けて予約データベースを作成するとともに、データベースに記録された実施順序に従って各車両の自動運転及び外部充電を管理することで、不特定多数の車両を迅速に効率よく充電することができる。

本実施形態の車両管理システムが適用される充電施設の模式図である。 車両管理システムの駐車エリアを示す平面図である。 車両の動きと制御内容との関係を説明するための模式図である。 車両管理システムのブロック構成図である。 充電施設に接近する車両，乗員に送信される確認画面例である。 充電施設の混雑状況を示す画面例である。 車両管理システムの動作説明のためのタイミングチャートである。 充電量の設定に関するフローチャートである。 自動運転の制御に関するフローチャートである。 ワイヤレス充電に関するフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態としての充電施設の車両管理システムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．施設の構成］
図１は、本実施形態の車両管理システムが適用された充電施設１４の模式図である。この充電施設１４は、例えば高速道路のパーキングエリア（PA），サービスエリア（SA），道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などに設けられる。図１では、充電施設１４の駐車エリア１０とこれに隣接する各種施設１７（例えば商業施設，トイレ，娯楽施設など）とを示す。また、充電施設１４の周囲には、充電施設１４に接近する車両２０や乗員に情報を送信するための中継器１５が設けられる。

中継器１５は、充電施設１４と車両２０（又はその乗員）との間の無線通信を中継，確立するための装置であり、受信した通信用の電波を増幅して再発信する機能を持つ。一つの中継器１５による電波の中継距離は、例えば数百メートル程度であり、最も遠い位置に設けられる中継器１５の位置は充電施設１４から数キロメートル程度の位置とする。充電施設１４が高速道路のパーキングエリアやサービスエリアである場合、中継器１５はその高速道路に沿って、充電施設１４よりも上流側（すなわち、充電施設１４に向かって走行する車両２０が存在する区間）に配置される。

図２は、充電施設１４の駐車エリア１０の平面図である。駐車エリア１０には、場内の車両２０の位置や動きを把握するための監視カメラ１６が複数箇所に設置される。また、駐車エリア１０は、待機エリア１１，充電エリア１２，完了エリア１３の三つに区画される。それぞれのエリア１１〜１３には、複数の車両２０が駐停車するのに十分な広さが与えられ、複数の駐停車枠（ロット）が設けられる。

待機エリア１１は、充電前の車両２０が待機する区画である。待機エリア１１には、駐車エリア１０の入口が設けられる。したがって、駐車エリア１０の外部から内部へ進入した車両２０が最初に踏破するエリアが待機エリア１１となる。
充電エリア１２は、複数の充電装置４０が設置された区画である。充電装置４０とは、車両２０に搭載されたバッテリー２５（駆動用バッテリー）へのワイヤレス給電を実施する非接触充電装置である。本実施形態では図２に示すように、充電エリア１２に設けられるすべての駐停車枠にワイヤレス給電用の給電コイル４４が埋設される。

完了エリア１３は、充電後の車両２０が滞在する区画である。完了エリア１３には、駐車エリア１０の出口が設けられる。なお、駐車エリア１０に進入した車両２０が充電をせずに退場することも考えられることから、待機エリア１１にも出口を設けておくことが好ましい。
以下、各エリア１１〜１３内に存在する（駐停車している）車両２０を互いに区別して説明する場合には、それぞれのエリア１１〜１３の名称に合わせて、待機車両５１，充電車両５２，完了車両５３と呼ぶ。

本実施形態の駐車エリア１０内における車両２０の動線レイアウトは、車両２０が自動運転制御されることに鑑み、極力単純となるように、すべての駐停車枠が駐停車の際に後退動作を要しないレイアウトとされる。すなわち、車両２０がバックせずに各駐停車枠を出入りできるようになっている。図２のレイアウトでは、各エリア１１〜１３内におけるすべての通路が一方通行である。同様に、待機エリア１１は単一の始点（入口）及び終点を有し、待機エリア１１の終点が充電エリア１２の唯一の始点となっている。同様に、充電エリア１２は単一の始点及び終点を有し、充電エリア１２の終点は、完了エリア１３の唯一の始点となっている。また、完了エリア１３も単一の始点及び終点（出口）を有する。

各エリア１１〜１３におけるすべての通路は、各エリア１１〜１３の始点及び終点を共有するように並列に配置され、それぞれの駐停車枠の前端辺と後端辺とが異なる通路に接続されている。例えば、図２に示す待機エリア１１には、図中の上下方向に延在する三本の通路が左右方向に間隔を空けて配置され、各通路の間に駐停車枠が設けられる。同様に、充電エリア１２には、待機エリア１１からの入口と完了エリア１３への出口とを並列に接続する複数の通路が設けられる。また、充電エリア１２内の駐停車枠は、その前端辺が一つの通路に接し、後端辺が他の通路に接するように配置される。このようなレイアウトにより、各エリア１１〜１３の始点と終点と任意の駐停車枠とを通過するための動線が一方通行となり、車両２０を場内で後退させる必要がなくなり、車両２０を効率よく移動，充電させることが可能となる。なお、ここでいう動線や通路は、路面上の描線（白線や矢印表示など）によって規定しておけばよく、物理的に通行を制限する必要はない。

図３は、本実施系における車両２０の動きと制御内容との関係を説明するための模式図である。本実施形態の車両管理システムには、充電施設１４の駐車エリア１０に設置された管理装置１と、充電エリア１２の各駐停車枠に埋設された給電コイル４４の給電状態を制御する充電装置４０とが設けられる。管理装置１は、車両２０との無線通信を利用して、あるいは車両２０の乗員（ユーザー）が所持しているスマートフォン３０（通信端末）との無線通信を利用して、自動運転制御と非接触外部充電制御とを実施する。この管理装置１は、それぞれの充電施設１４に一つずつ設けられる。なお、スマートフォン３０は、所定の認証手続き（アカウント認証）や接続手続き（ペアリング）を通して、そのスマートフォン３０を所持している乗員の車両２０にあらかじめ紐付けられているものとする。

ここで、駐車エリア１０内における車両２０の動き及び制御の流れを説明する。まず、車両２０が充電施設１４に入場する前に、充電施設１４の管理装置１から車両２０に対して、外部充電の要否を確認する情報が送信される。この要否確認は、中継器１５を介して、車両２０又は乗員のスマートフォン３０に送信される。ここで、車両２０の乗員が充電施設１４での外部充電を希望する場合にはその旨の返信を送り、外部充電の予約を申請する。乗員が外部充電を希望しない場合には、管理装置１への返信をしなければよい。

外部充電の予約申請を受信した場合、管理装置１は、車両２０を特定するための個人情報や乗員が希望する充電量などの情報を車両２０側に要求し、それらの情報を外部充電の「予約データベース」に登録する。ここでいう個人情報としては、例えば車体番号（車台番号）やナンバープレート情報などが含まれる。車両２０の到着前に個人情報を取得しておくことで、その後に駐車エリア１０に入場した多数の車両２０の中から予約車両を特定することが可能となる。充電施設１４に到着した乗員は、車両２０を待機エリア１１に駐車させた後に降車して商業施設，トイレ，娯楽施設などに移動してもよいし、車内で休憩してもよい。これ以後、車両２０の位置は管理装置１によって自動的に管理される。

充電開始時刻になると、管理装置１が充電車両５２の台数を確認し、車両２０を自動運転で待機エリア１１から充電エリア１２へと移動させるとともに、充電装置４０にワイヤレス充電を実施させる。充電装置４０は、給電コイル４４を介して充電車両５２の受電コイル２６に給電することで、ワイヤレス充電を実施する。その後、充電された電力量があらかじめ設定された目標充電量に達したら、今度は車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へと移動させ、充電が完了したことを乗員のスマートフォン３０に送信する。これを受けて、乗員が完了エリア１３に駐車している車両２０に乗車し、駐車エリア１０から退場する。

なお、既存の急速充電施設（例えば50kW出力タイプの急速充電器）の多くは、乗員が充電時間を分単位で設定可能である。一方、充電に際して可能な限り充電率を高めておきたいと考える乗員が多く、単位時間あたりの充電量も比較的少ないことから、連続充電時間の上限（例えば30分）が実質的な充電時間となっている。しかし、充電施設１４での車両２０の回転率を高めるためには、一回の充電量を減少させて連続充電時間を短縮し、こまめに充電させる（充電頻度を増加させる）ことが望ましい。そこで、本実施形態の車両管理システムは、必要最小限の充電量での車両２０の運用を促進するための仕組みを提供する。

［２．ハードウェア構成］
図４は、車両管理システムのブロック構成図である。このシステムには、管理装置１，中継器１５，車両２０，スマートフォン３０，充電装置４０が含まれる。
管理装置１は、駐車エリア１０内に存在する車両２０や充電装置４０を管理する機能を持った電子計算機（コンピューター）である。管理装置１には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、管理装置１は、外部のネットワーク９を介して他の駐車エリア１０を管理する他の管理装置１と通信する機能を併せ持つ。ネットワーク９は、例えば通信事業者の無線通信網（キャリア網）やインターネットを利用して形成された有線又は無線の通信網の総称である。なお、中継器１５は、管理装置１の施設間通信部３や確認部４による無線通信範囲を拡大させる機能を持つ。

車両２０は、バッテリー２５を動力源とする駆動用モータが搭載された電動車両（電気自動車，プラグインハイブリッド自動車など）であり、自動運転機能及び非接触外部充電機能を備える。バッテリー２５は、リチウムイオン二次電池，ニッケル水素電池などの二次電池であり、外部の充電装置４０による充電（外部充電）が可能とされる。車両２０の下面側には、ワイヤレス充電用の受電コイル２６が設けられる。受電コイル２６による充電状態は、外部充電制御装置２１（電子制御装置，コンピューター）によって制御される。なお、本実施形態のワイヤレス充電方式は、磁気共鳴型（磁界共振型，磁界結合型）とする。受電コイル２６は、高周波電力（例えば30〜300[kHz]程度のLF帯周波数の電力）を受電可能とされ、バッテリー２５と受電コイル２６との間には共振コンデンサ，整流器，変圧器などが介装される。

車両２０の自動運転時の制御対象となる装置は、駆動源２７，ブレーキ装置２８，操舵装置２９などであり、自動運転の状態は、自動運転制御装置２２（電子制御装置，コンピュータ）によって制御される。また、この車両２０には、測位装置２３と通信装置２４とが設けられる。測位装置２３は、GNSS（Global Navigation Satellite System，全球測位衛星システム）や車速センサー，舵角センサー，ヨーレイトセンサーなどの検出情報に基づいて、車両２０の位置を計測するための電子制御装置である。

通信装置２４は、ネットワーク９を介して管理装置１やスマートフォン３０と通信を行うための電子制御装置である。外部充電制御装置２１，自動運転制御装置２２，測位装置２３，通信装置２４のそれぞれは、独立した電子制御装置として設けられてもよいし、一体の電子制御装置として設けられてもよい。なお、ここでいう電子制御装置には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。

スマートフォン３０は、車両２０の乗員が所持する携帯型の通信装置であり、電子計算機（コンピューター）としての機能を併せ持つ。周知の通り、スマートフォン３０には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。また、このスマートフォン３０には、入出力制御装置３１，通信装置３２，ディスプレイ３３，タッチパネル３４が内蔵される。ディスプレイ３３に表示される情報やタッチパネル３４への操作入力情報は、入出力制御装置３１によって制御される。通信装置３２は、ネットワーク９を介して管理装置１や車両２０と通信を行うための電子制御装置である。

本実施形態では、車両２０の乗員が管理装置１に対して外部充電の予約を入れるために、あるいは車両２０の充電状態や自動運転状態を確認するためにスマートフォン３０が用いられる。スマートフォン３０の通信対象には、少なくとも車両２０が含まれていればよい。すなわち、スマートフォン３０と管理装置１との間の情報交換は、車両２０を介して実現してもよいし、ネットワーク９経由で直接的な接続を実現してもよい。なお、スマートフォン３０の代わりに、携帯電話機，タブレット端末，ノートパソコン，音楽プレーヤー，携帯型ゲーム機などの電子機器類（ガジェット）を用いることも可能である。

充電装置４０は、磁気共鳴型のワイヤレス給電を実施する装置であり、電子計算機（コンピューター）としての機能を併せ持つ。給電制御装置４１には、例えばプロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、内部バスを介して互いに接続される。本実施形態の充電装置４０には、給電制御装置４１，通信装置４２，高周波電源４３，給電コイル４４が設けられる。高周波電源４３，給電コイル４４の作動状態は、給電制御装置４１によって制御される。通信装置４２は、ネットワーク９を介して管理装置１と通信を行うための電子制御装置である。充電装置４０は、少なくとも管理装置１との間で情報交換できるものであればよい。したがって、無線通信の代わりに有線（ケーブル）で管理装置１に接続される装置構成としてもよい。

［３．ソフトウェア構成］
管理装置１の記憶装置には、車両２０の自動運転制御と外部充電制御とを実施するためのソフトウェア（プログラム）がインストールされる。また、管理装置１には、車両検出部２，施設間通信部３，確認部４，予約部５，施設管理部６，乗員連絡部７が設けられる。これらは、管理装置１の機能を便宜的に分類して示したものであり、個々の要素を独立したプログラムとして記述してもよいし、これらの機能を兼ね備えた複合プログラムとして記述してもよい。これらのプログラムは、メモリやストレージに記憶され、プロセッサによって実行される。あるいは、これらのプログラムが光学ディスクや半導体メモリなどの記録媒体（リムーバブルメディア）に記録され、記録媒体ドライブを介してメモリ上に読み込まれた上で実行される。

車両検出部２は、駐車エリア１０内に存在する各車両２０の台数及び位置の情報を検出するものである。ここでは、駐車エリア１０の各エリア１１〜１３に位置する各車両２０の台数及び位置の情報が検出される。駐車エリア１０が屋外である場合には、各車両２０が自ら検出した位置情報を各車両２０から提示してもらうことができる。また、駐車エリア１０内の各所に設置されたレーダー装置を用いて各車両２０の位置の情報を検出してもよい。本実施形態の車両検出部２は、駐車エリア１０に設置された監視カメラ１６の画像に基づいて各車両２０の位置を検出するとともに、エリア１１〜１３毎の車両２０の台数を検出する。

施設間通信部３は、管理装置１が設置された充電施設１４（自施設）の近隣に存在する他の充電施設１４との通信により、駐車エリア１０内の各エリア１１〜１３に存在する車両２０の台数の情報を共有するものである。ここでいう「近隣」とは、車両２０が充電施設１４に立ち寄らずに走行できる距離の範囲内であることを意味し、例えば半径数百km程度の円形範囲内とする。施設間通信部３には、近隣の充電施設１４の名称情報，その充電施設１４までの距離情報，その充電施設１４での台数情報が「台数データベース」として保存される。また、車両２０の台数情報は、ネットワーク９を介した通信によりリアルタイムに更新される。施設間通信部３の台数データベースに保存されるデータを以下に例示する。

確認部４は、充電施設１４に接近する車両２０やその乗員に対して、外部充電の要否を確認するための情報を送信するものである。確認部４は、所定の周期（例えば数秒周期）で信号を出力し、充電施設１４に接近するすべての車両２０に対して確認情報を発信する。つまり、確認情報は中継器１５から常に送信されている状態となる。この確認情報を受信した車両２０の車載ディスプレイ（又は乗員のスマートフォン３０）に表示される画面例を図５に示す。確認情報には、充電施設１４までの距離情報や充電施設１４の店舗情報のほか、外部充電の予約の可否に関する情報（あるいは、予約をするか否かを乗員に入力させる質問情報）などが含まれる。

予約部５は、確認部４から送信された確認情報への応答として、車両２０やその乗員からの外部充電の予約の申請を受信し、「予約データベース」を作成，更新するものである。まず、乗員から予約の申請を受信した予約部５は、車両２０に関する情報を車両２０の外部充電制御装置２１や測位装置２３から取得する。ここで取得される情報の具体例としては、申請時刻，バッテリー２５の電池容量（充電量の最大値），現充電量，電費（単位電力量あたりの走行距離），車種固有番号，車種名，車体番号（車台番号），ナンバープレート情報，現在位置（車両２０が自ら把握している自車位置）の情報などが挙げられる。

また、予約部５は、車両検出部２で検出された台数情報を各車両２０の乗員に提示し、乗員が充電施設１４での充電を希望する充電量である目標充電量の情報を取得する。ここで乗員に提示される台数情報には、少なくとも充電エリア１２の台数（充電車両５２の台数）の情報が含まれ、好ましくは各エリア１１〜１３の台数（待機車両５１の台数，充電車両５２の台数，完了車両５３の台数）の情報が含まれる。本実施形態の予約部５は、自施設の台数情報だけでなく、施設間通信部３の台数データベースに保存されている他の充電施設１４の台数情報も併せて乗員に提示する。

最適な目標充電量は、乗員が希望する次回の充電予定場所が特定されれば算出可能である。すなわち、自施設から次回の充電予定場所までの距離を車両２０の電費で除算することで、その充電予定場所までの走行に要する電力量が目標充電量として算出される。そこで、予約部５は次回の充電予定場所をどこにするつもりなのかを乗員に問いかけ、スマートフォン３０を用いて（あるいは車両２０の通信装置２４を用いて）応答を入力させる制御を実施する。

予約部５は、乗員が次回の充電予定場所を決めやすくするために、自施設だけでなく近隣の充電施設１４の混雑状況を乗員に提示する。ここで乗員に提示される混雑状況は、施設間通信部３の台数データベースに保存されている台数情報から推定することができる。例えば、充電エリア１２の混雑率は、充電エリア１２の駐停車枠の数（すなわち、駐停車可能な最大台数）に対する充電車両５２の台数の百分率で表すことができる。また、待機エリア１１の混雑率が高いほど充電エリア１２の混雑率が上昇しやすく、完了エリア１３の混雑率が高いほど充電エリア１２の混雑率が低下しにくくなるものと予想される。このように、予約部５は各エリア１１〜１３の台数情報に基づいて、現在の混雑度や今後の混雑度の推移を予想し、その予想結果を乗員に提示する。

図６は、予約部５が乗員のスマートフォン３０（あるいは車両２０の車載ディスプレイ）に表示させる混雑状況の画面例である。この例では、自施設（岡崎SA）の近隣の充電施設１４（他のSAやPA）までの距離とそれぞれの充電施設１４における車両２０の台数情報とがロードマップ上に表示され、充電施設１４の混雑度に対応するアイコン（フェイスマーク）が表示される。乗員は、複数の充電施設１４の混雑状況を台数情報やアイコンで確認しながら、今後の走行予定に適した次回の充電予定場所をタッチ操作で入力するものとする。

このようなユーザーインターフェースにより、乗員が希望する次回の充電予定場所が容易に特定され、目標充電量が算出可能となる。例えば、その車両２０の電費で次回の充電予定場所までの距離を除算することで、その充電予定場所までの走行に要する必要電力量が目標充電量として算出される。あるいは、その必要電力量に所定の予備電力量を加算したものを、目標充電量としてもよい。目標充電量が算出，取得された時点で、この充電施設１４で外部充電することが確定し、外部充電の申請が正式に管理装置１に受諾される。

上記の予約データベースを構成する一つのレコードには、少なくとも車両２０を特定するための個人情報，現充電量，目標充電量，外部充電の実施順序に関する情報が含まれる。外部充電の実施順序は、基本的には外部充電の申請が受諾された順序とする。ただし、目標充電量の少ない車両２０を優先的に充電するように、外部充電の実施順序を並べ替えるようにしてもよい。予約部５の予約データベースに記録されるデータを、以下に例示する。この例では、一つのレコードが一行分のデータ群に相当する。また、外部充電の申請の受諾時刻は外部充電の実施順序に相当し、ナンバープレート情報は車両２０を特定するための個人情報に相当する。電費，現充電量，電池容量などの情報は、乗員に入力してもらってもよいし、車両２０が充電施設１４に入場した後に、車両２０の外部充電制御装置２１が把握している情報を無線通信で受け取ってもよい。

施設管理部６は、外部充電を予約した各車両２０の自動運転，外部充電を管理するものである。ここでは、駐車エリア１０内に存在する各車両２０と予約データベースのレコードとの対応関係に基づき、外部充電の実施順序に従って自動運転と外部充電とが実施される。なお、外部充電の申請を受諾した順序は、充電施設１４への入場順序と必ずしも一致しないため、充電エリア１２に空きがある場合には、充電施設１４に入場した順に自動運転と外部充電とを実施してもよい。

施設管理部６はまず、車両２０の自動運転を開始する前に、自動運転の実施条件に関する情報を車両２０から取得する。ここで取得される情報の具体例としては、ドアロックスイッチの施錠状態の情報，イグニッションスイッチ（メインスイッチ）の操作状態の情報，セレクトレバーの操作位置の情報などが挙げられる。自動運転制御の実施中には、これらの情報に加えて、ステアリングの操舵情報や駆動力，制動力の情報などが取得され、外部充電中にはその時点における充電量（現充電量）が取得される。

また、施設管理部６は、各エリア１１〜１３の台数に基づき、駐車エリア１０内の各車両２０を自動運転で移動させる制御を実施する。各車両２０は、待機エリア１１，充電エリア１２，完了エリア１３の順に「流れ作業」の要領で移送される。待機エリア１１から充電エリア１２への移動は、少なくとも充電エリア１２の駐停車枠に空きがある場合に実施される。同様に、充電エリア１２から完了エリア１３への移動は、少なくとも完了エリア１３の駐車場枠に空きがある場合に実施される。

なお、すべての車両２０が充電スケジュールに沿って充電される限り、充電開始時刻には充電エリア１２の駐停車枠に空きが生じるはずである。しかし、完了車両５３の退場の遅れによって充電車両５２が完了エリア１３に移動できなければ、充電開始時刻に充電エリア１２が満車状態になりうる。このような事態が発生する可能性を踏まえると、駐車エリア１０内の各車両２０を自動運転で移動させる際には、その都度、駐車場枠の空きを確認することが好ましい。また、駐車場枠の空きがない場合には、充電開始や充電完了が遅れる可能性があることを乗員のスマートフォン３０に連絡することが好ましい。

また、施設管理部６は、充電エリア１２に位置する車両に対し、充電装置４０に外部充電（ワイヤレス給電）を実施させる。外部充電は、車両２０の現充電量と目標充電量とに基づいて実施される。本実施形態の施設管理部６は、充電中は常にバッテリー２５の現充電量を監視し、少なくとも充電された電力量が目標充電量に達するまで外部充電を実施する。目標充電量が充電された後は、車両２０を完了エリア１３に移送させる。

乗員連絡部７は、外部充電や自動運転の実施状態に関する情報をその車両２０の乗員に提供するものである。ここでは、自動運転の開始や終了，外部充電の開始，終了，外部充電中の充電量変化などの情報が、乗員のスマートフォン３０に送信される。乗員は、車両２０を離れて商業施設や娯楽施設で時間を過ごしながら、車両２０の状態を逐一把握することができる。

また、本実施形態の乗員連絡部７は、完了車両５３（完了エリア１３に位置する車両２０）の台数と完了エリア１３での滞在時間に応じて、乗員のスマートフォン３０に情報を送信する機能を持つ。すなわち、滞在時間が所定時間以上である（長居し過ぎている）車両２０の乗員のスマートフォン３０に対して、完了エリア１３からの退出を促す情報が送信される。これにより、外部充電が完了した車両２０の早期退出が促進され、車両２０の外部充電の回転率が上昇する。ただし、完了車両５３の台数が所定台数未満の場合（完了エリア１３が空いている場合）には、他の車両２０の外部充電に支障を来たすことがないため、退出を促す情報を送信しなくてもよい。

［４．タイムチャート］
図７は、車両２０が充電施設１４に入場してから退場するまでの制御の流れを説明するためのタイムチャートである。充電施設１４に接近する車両２０の乗員は、中継器１５を介して確認部４から送信される確認情報を受信する。このとき、乗員のスマートフォン３０には、図５に示すような確認画面が表示される。この確認への応答として、乗員がスマートフォン３０から外部充電の申請（車両２０を特定するための個人情報）を送信すると、管理装置１は充電エリア１２の駐停車枠を仮予約する。また、乗員のスマートフォン３０に対し、自施設や他の充電施設１４の混雑状況に関する情報を提示し、次回の充電予定場所を入力させる。

このとき、スマートフォン３０に図６に示すような混雑状況の画面が表示され、乗員がタッチ操作で次回の充電予定場所を選択可能となる。次回の充電予定場所が選択されるとその情報がスマートフォン３０から管理装置１に伝達され、その場所までの距離と車両２０の電費とに基づいて目標充電量が算出される。この時点で外部充電の申請が正式に管理装置１に受諾され、個人情報と目標充電量と申請の受諾時刻とを含む新規のレコードが予約データベースに記録される。

車両２０が充電施設１４の駐車エリア１０に入場すると、駐車エリア１０に設置された監視カメラ１６で車両２０が認識される。管理装置１は車両２０に対して各種情報の提示を要求し、車種固有番号，車種名，現在位置，バッテリー２５の電池容量，現充電量，電費などの情報を車両２０から取得する。その後の車両２０の動きは、自動運転で制御される。なお、乗員の希望があれば、自動運転を開始するタイミングを遅らせてもよい。この場合、乗員が待機エリア１１の好きな駐停車枠に車両２０を駐車させ、車両２０を離れて車外の商業施設，娯楽施設などで過ごしている間に、管理装置２０に自動運転を開始させてもよい。

車両２０が入場した直後に自動運転を開始する場合、管理装置１は自動運転の実施条件が成立することを確認した上で、車両２０に自動運転の指示を送信する。これを受けて車両２０は自動運転を開始し、充電エリア１２の空いている駐停車枠へと移動する。この自動運転に際し、管理装置１が車両２０にドアロックスイッチの施錠状態やセレクトレバーの操作位置などに関する情報を請求し、車両２０から受け取った情報に基づいて自動運転の実施条件の成否を判定してもよい。また、管理装置１は、自動運転制御が開始されたことをスマートフォン３０に連絡する。

車両２０が充電エリア１２の駐停車枠に到着すると、車両２０が移動を完了したことを管理装置１に通知する。これを受けて管理装置１は、充電装置４０に目標充電量の情報を伝達し、ワイヤレス充電の開始を指示するとともに、外部充電が開始されたことをスマートフォン３０に連絡する。充電装置４０は、車両２０のバッテリー２５の現充電量をモニタリングしながらワイヤレス充電を実施し、進捗状況を管理装置１に連絡する。この進捗状況の情報は、管理装置１からスマートフォン３０にも連絡される。この充電中に乗員が車両２０を降車して商業施設，トイレ，娯楽施設などに移動してもよいし、車内で休憩してもよい。

充電された電力量が目標充電量に達すると、充電装置４０が管理装置１に充電完了を連絡する。これを受けて管理装置１は完了エリア１３の駐停車枠に空きがあることを条件として、車両２０の自動運転制御を開始する。これにより、車両２０は充電エリア１２から完了エリア１３の空いている駐停車枠へと移動する。このとき管理装置１は、自動運転制御が再び開始されたことや、まもなく車両２０が発進可能な状態となることをスマートフォン３０に連絡する。

車両２０が完了エリア１３の駐停車枠に到着すると、車両２０が移動を完了したことを管理装置１に通知する。これを受けて管理装置１は、外部充電が完了したことをスマートフォン３０に連絡する。連絡を受けた乗員は、車両２０に乗車して退場する。車両２０が駐車エリア１０から退場したことは、監視カメラ１６の画像に基づいて管理装置１に認識される。これにより、車両２０に対する管理装置１の管理業務が終了する。

［５．フローチャート］
図８は、外部充電の予約の手順を例示するフローチャートである。このフローの内容は、乗員の車両２０が充電施設１４に接近してから入場するまでの制御内容に対応する。まず、車両２０の乗員から外部充電の申請を受信したか否かが判定され（ステップＡ１）、外部充電の申請を受信しなかった場合には、本フローは終了する。一方、外部充電の申請を受信した場合には充電エリア１２の駐停車枠をその車両２０のために仮予約する。また、管理装置１は施設間通信部３に保存されている台数データベースを参照し（ステップＡ３）、近隣の充電施設１４の混雑状況を乗員のスマートフォン３０に提示する（ステップＡ４）。これにより、乗員は近隣の充電施設１４の混雑状況を参照しながら、次回の充電予定箇所を選択することができる。

ここで、管理装置１が乗員からの応答を受け取ると（ステップＡ５）、次回の充電予定場所の情報が予約部５に伝達，取得される（ステップＡ６）。また、その場所までの距離と車両２０の電費とに基づき、目標充電量を算出される（ステップＡ７）。その後、充電スケジュールが乗員に提示され（ステップＡ８）、充電データベースにレコードが登録される（ステップＡ９）。乗員に提示される充電スケジュールには、目標充電量に基づいて算出される充電時間（充電にかかる時間）や充電完了時刻の情報が含まれる。

その後、車両２０が充電施設１４の駐車エリア１０に入場したことが検出されると（ステップＡ１０）、その車両２０とデータベース上のレコードとの対応関係が記憶される（ステップＡ１１）。また、管理装置１がその車両２０に対して各種情報の提示を要求し、車種固有番号，車種名，現在位置，バッテリー２５の電池容量，現充電量，電費などの情報を車両２０から取得する。

図９は、自動運転の手順を例示するフローチャートである。このフローの内容は、充電開始時刻以降の制御内容のうち、おもに自動運転の制御内容に対応する。充電開始時刻になったとき、施設管理部６が車両２０から各種情報（ドアロックスイッチの施錠状態やセレクトレバーの操作位置など）を取得し、自動運転の実施条件が成立することを確認する（ステップＢ１）とともに、充電エリア１２の台数の情報を取得する（ステップＢ２）。

ここで、充電エリア１２の駐停車枠に空きがあるか否かが判定され（ステップＢ３）、空きがない場合には、充電開始や充電完了が遅れる可能性があることを乗員連絡部７が乗員のスマートフォン３０に連絡し（ステップＢ４）、空きがでるまで車両２０を待機エリア１１に待機させる。一方、充電エリア１２の駐停車枠に空きがある場合には、施設管理部６が車両２０を待機エリア１１から充電エリア１２へ移動させる自動運転制御を実施し、自動運転制御が開始されたことを乗員連絡部７がスマートフォン３０に連絡する（ステップＢ５）。その後、車両２０が充電エリア１２の駐停車枠に到着すると、施設管理部６が充電装置４０にワイヤレス充電の開始を指示し、外部充電が実施される（ステップＢ６）。

外部充電は、所定の充電完了条件（例えばバッテリー２５に目標充電量が充電されたこと）が成立するまで継続される（ステップＢ７）。充電完了条件が成立すると、施設管理部６が完了エリア１３の台数の情報を取得し（ステップＢ８）、完了エリア１３の駐停車枠に空きがあるか否かを判定する（ステップＢ９）。ここで、完了エリア１３の駐停車枠に空きがない場合には、充電完了が遅れる可能性があることを、乗員連絡部７が乗員のスマートフォン３０に連絡し（ステップＢ１０）、空きがでるまで車両２０を充電エリア１２に待機させる。

一方、完了エリア１３の駐停車枠に空きがある場合には、施設管理部６が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へ移動させる自動運転制御を実施し、自動運転制御が再び開始されたことをスマートフォン３０に連絡する（ステップＢ１１）。その後、車両２０が完了エリア１３の駐停車枠に到着すると、外部充電が完了したことを乗員連絡部７が乗員のスマートフォン３０に連絡する（ステップＢ１２）。なお、乗員がすぐに車両２０に乗車して退場するとは限らないため、その後も駐車エリア１０内における車両２０の監視を継続し、車両２０が退場したか否かを判定する（ステップＢ１３）。

車両２０が退場しない場合、その車両２０が完了エリア１３に滞在している時間を計測し、所定時間以上が経過したか否かを判定する（ステップＢ１４）。所定時間以上が経過しているときには、完了車両５３の台数が所定台数以上であることを条件として、退場を促す情報を乗員のスマートフォン３０に送信する（ステップＢ１５）。このような制御を車両２０が退場するまで継続し、車両２０が駐車エリア１０を退場したことが確認されたときに制御を終了する。

なお、ステップＢ１１の制御に関して、乗員が車両２０に搭乗した状態である場合や、乗員が車両２０の近傍に待機している場合には、充電エリア１２から完了エリア１３への自動運転を省略し、乗員を充電エリア１２で車両２０に乗り込ませて退場させてもよい。この場合、乗員が自動運転モードを手動で解除し、自ら車両２０を出口まで運転すればよい。また、ステップＢ１１の制御を開始するための条件として、車両２０の近傍に乗員が存在しないことを確認すればよい。この条件は、駐車エリア１０内の監視カメラ画像を解析することで、あるいは車両２０に搭載されているキーレスオペレーションシステムを利用して乗員と車両２０との距離を推定することで、精度よく判定することができる。

図１０は、ワイヤレス充電の手順を例示するフローチャートである。充電装置４０は、管理装置１からワイヤレス充電の開始指示を受けたときに、充電装置４０から目標充電量の情報を取得する（ステップＣ１）。また、車両２０が停車している位置が適切な位置であるか否かを確認する（ステップＣ２）。ここで、充電装置４０の給電コイル４４と車両２０の受電コイル２６との位置関係がずれている場合には、管理装置１に車両２０の位置調整を依頼し、自動運転を再試行させる。一方、車両２０の位置が適切であれば、給電コイル４４に高周波電源４３の電力を供給し、ワイヤレス充電（外部充電）を実施する（ステップＣ３）。なお、上記の位置ずれを確認するには、給電コイル４４から受電コイル２６への伝送効率を計測すればよい。

充電装置４０は、外需充電中は常に車両２０の外部充電制御装置２１からその時点における充電量（現充電量）の情報を取得するとともに、充電された電力量（充電前を基準としたときの電力量の増分）を算出する（ステップＣ４）。また、充電された電力量が目標充電量以上であるか否かが判定される（ステップＣ５）。ここで、充電された電力量が目標充電量未満であれば、外部充電を継続する。一方、充電された電力量が目標充電量以上になると、ワイヤレス充電を停止させ（ステップＣ６）、充電装置４０が管理装置１に外部充電の完了を報告する（ステップＣ７）。その後、施設管理部６が車両２０を充電エリア１２から完了エリア１３へ移動させる自動運転制御を実施することになる。

［６．作用，効果］
（１）上記の充電施設１４の車両管理システムは、充電施設１４に接近する車両２０や乗員に外部充電の要否を確認し、その返信を受けて予約データベースを作成するとともに、予約データベースに記録された実施順序で各車両２０の自動運転，外部充電を制御している。このような制御により、乗員は充電施設１４に入場する前に外部充電の準備をすることができ、入場後すぐに外部充電のための制御を開始することができる。したがって、不特定多数の車両２０を効率よく充電することができ、外部充電の効率及び回転率を改善することができる。

（２）上記の車両管理システムでは、自施設の近隣に存在する他の充電施設１４との通信により、各エリア１１〜１３の台数の情報が共有される。また、複数の充電施設１４で得られた台数情報は施設間通信部３の台数データベースとして各充電施設１４に保存され、乗員が「次回の充電予定場所」を検討するための参考資料として提供される。このような制御により、乗員に適正な目標充電量を決定させることが容易となる。例えば、単純に満充電状態（充電率が100％の状態）まで充電するような画一的な運用手法ではなく、乗員の都合や車両の走行計画に見合った充電量を設定しやすくできる。つまり、必要な分だけこまめに充電するような外部充電の運用方法を普及させることができ、外部充電の効率及び回転率をさらに改善することができる。

（３）上記の車両管理システムでは、車両２０の駐車エリア１０が待機エリア１１，充電エリア１２，完了エリア１３の三つに区画され、各エリア１１〜１３に位置する車両２０の台数に基づいて各車両２０が自動運転で移送される。このような仕組みにより、各車両２０を「流れ作業」の要領で移動させながら外部充電を実施することができ、不特定多数の車両２０を効率よく充電することができる。したがって、外部充電の効率及び回転率を改善することができる。

（４）上記の充電施設１４に設けられた充電エリア１２は、図２に示すように、車両２０がバックせずに各駐停車枠を出入りできるようになっている。すなわち、充電エリア１２の入口と出口とを平行に接続する複数の通路が設けられ、異なる通路の間に駐停車枠が配置されている。また、それぞれの駐停車枠の前端辺は複数の通路のうちの一つに接続され、後端辺は他の通路に接続されている。このような動線レイアウトにより、車両２０を効率よく移動，充電させることが可能となり、外部充電の効率及び回転率を改善することができる。

（５）なお、充電施設１４が高速道路のパーキングエリアやサービスエリアである場合には、充電施設１４よりも上流側の高速道路に沿って中継器１５を配置することが好ましい。これにより、充電施設１４に向かって走行するすべての車両２０に対して確認情報を送信することができ、かつ、充電施設１４に向かって走行する車両２０のみに対して確認情報を送信することができる。したがって、外部充電の予約の可否に関する情報を効率よく、かつ確実に、不特定多数の車両２０に対して送信することができ、外部充電の効率及び回転率を改善することができる。

［７．変形例］
上述の実施形態では、高速道路のパーキングエリアやサービスエリアに設けられる充電施設１４の車両管理システムについて詳述したが、充電施設１４の設置場所はこれらに限定されず、道の駅，ショッピングモール，商業施設，市役所などの駐車場内に設けることが可能である。なお、一般道路に面した場所に充電施設１４を設けた場合、近隣の充電施設１４までの距離は経路によって変化し、一意に定まらない。しかし、公知のナビゲーション装置に内蔵された経路案内機能や距離予測機能を利用すれば、距離（参考値）を算出することができる。したがって、近隣の充電施設１４まで行くための必要最小限の電力量を算出することが可能であり、上述の実施形態と同様の作用，効果を奏するシステムを構築することができる。

また、上述の実施形態では、図２に示すような駐車エリア１０が設けられた充電施設１４を例示したが、駐車エリア１０のレイアウトはこれに限定されない。例えば、完了エリア１３を省略し、外部充電が完了した場所から乗員が車両２０に乗り込んで退場するようなしくみにしてもよい。この場合、充電エリア１２の駐停車枠を増加させることができ、外部充電の効率及び回転率をさらに改善することができる。

１ 管理装置
２ 車両検出部
３ 施設間通信部
４ 確認部
５ 予約部
６ 施設管理部
７ 乗員連絡部
１０ 駐車エリア
１１ 待機エリア
１２ 充電エリア
１３ 完了エリア
１４ 充電施設
１５ 中継器
１６ 監視カメラ
２０ 車両
３０ スマートフォン
４０ 充電装置

Claims (5)

1. 自動運転機能及び非接触外部充電機能を備えた車両を外部充電する充電施設の車両管理システムであって、
   前記充電施設に接近する前記車両又は当該車両の乗員に対し、前記外部充電の要否を確認するための情報を送信する確認部と、
   前記確認部による確認への応答として、前記車両が特定される当該車両の乗員の個人情報と目標充電量の情報とを取得するとともに、前記個人情報，前記目標充電量，前記外部充電の実施順序を含むレコードを集積してなる予約データベースを作成する予約部と、
   前記充電施設の駐車エリア内における各車両の台数及び位置の情報を検出する車両検出部と、
   前記各車両と前記レコードとの対応関係に基づき、前記外部充電の実施順序に従って前記各車両の自動運転及び前記外部充電を管理する施設管理部と、
   を備えたことを特徴とする、車両管理システム。
2. 前記充電施設の近隣に存在する他の充電施設とのネットワーク経由の通信により、前記他の充電施設の混雑状況の情報を共有する施設間通信部を備え、
   前記確認部が、前記他の充電施設の前記混雑状況を提示する
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両管理システム。
3. 前記駐車エリアが、充電前の車両が待機する待機エリアと、複数の非接触充電装置が設置された充電エリアと、充電後の車両が滞在する完了エリアとの三つに区画される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両管理システム。
4. 前記充電エリアが、
   前記待機エリアからの入口と前記完了エリアへの出口とを並列に接続する複数の通路と、
   前記非接触充電装置の給電コイルが設けられ、一つの前記通路に前端辺が接し、他の前記通路に後端辺が接するように配置された複数の駐停車枠とを有する
   ことを特徴とする、請求項３記載の車両管理システム。
5. 前記充電施設が、高速道路のパーキングエリア又はサービスエリアであって、
   前記高速道路に沿って前記充電施設よりも上流側に配置され、前記確認部から送信される電波を増幅して再発信する中継器を備える
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両管理システム。

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