JP2020190480A - 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】交換バッテリのシェアサービスを利用するときのユーザの負担を軽減させることができる情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定する走行経路推定部と、ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記走行経路推定部により推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する決定部と、を備える情報処理装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムに関する。
着脱式のバッテリを利用したサービスとして、複数個所に設定された充電ステーションからバッテリを貸し出し、電力を消費したバッテリを充電ステーションで交換するバッテリのシェアサービスがある。交換バッテリのシェアサービスに用いる技術として、従来、例えば、着脱式バッテリを電気スクータに搭載して使用し、電力を消費した際に、着脱式バッテリを収集、充電、分配する収集充電分配装置がある（例えば、特許文献１参照）。
上記の収集充電分配装置を利用した交換バッテリのシェアサービスにおいて、ユーザは、交換バッテリが存在す充電ステーションを自分で検索しなければならず、また、充電ステーションに立ち寄るタイミングもユーザが判断しなければならず、煩雑であった。
特表２０１４−５２７６８９号公報
従来、交換バッテリのシェアサービスを利用するときのユーザの負担については十分に検討されていなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、交換バッテリのシェアサービスを利用するときのユーザの負担を軽減させることができる情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムを提供することである。
この発明に係る情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る情報処理装置は、電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定する走行経路推定部と、ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記走行経路推定部により推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する決定部と、を備えるものである。
（２）：上記（１）の態様において、前記複数の充電ステーションのうち走行経路上の充電ステーションに到達した時点における前記第１バッテリの残量を推定する残量推定部と、前記残量推定部により推定された前記第１バッテリの残量に基づいて前記充電ステーションで貸し出す前記第２バッテリを選択する選択部を更に備える、ものである。
（３）：上記（２）の態様において、前記選択部は、次にバッテリを交換する充電ステーションあるいは前記電動車両の行き先まで走行するための残量を有するバッテリを、複数の前記第２バッテリの中から選択する、ものである。
（４）：上記（２）または（３）の態様において、前記選択部は、前記充電ステーションにおける前記第２バッテリの残量を示す情報に基づいて、前記充電ステーションでバッテリを交換する複数の電動車両のうち、次にバッテリを交換する充電ステーションあるいは行き先までの走行距離が第１電動車両よりも長い第２電動車両が交換する第２バッテリとして、前記第１電動車両が交換する第２バッテリよりも残量が多いバッテリを選択する、ものである。
（５）：この発明の一態様に係る情報処理方法は、コンピュータが、電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得し、取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定し、ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する方法である。
（６）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得させ、取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定させ、ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定させる、プログラムである。
（１）〜（６）によれば、交換バッテリのシェアサービスを利用するときのユーザの負担を軽減させることができる。
実施形態の情報処理装置４００を含むシェアサービスシステム１の概要を示す図である。 実施形態の情報処理装置４００を含むシェアサービスシステム１の全体構成図である。 バッテリ管理情報２５２の一例を示す図である。 車両管理情報４３１の内容の一例を示す図である。 対応表情報４３４の内容の一例を示す図である。 電動車両１０の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 シェアサービスの具体的な利用例（その１）の概要を示す図である。 情報処理装置４００において実行される交換ステーションの決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。 情報処理装置４００において実行される第２バッテリの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。 シェアサービスの具体的な利用例（その２）の概要を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の情報処理装置、情報処理方法、及びプログラムの実施形態について説明する。図１は、本発明の情報処理装置を含むシェアサービスシステム１の概要を示す図である。シェアサービスシステム１は、一以上の電動車両１０と、複数の充電ステーション２００（２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ…）と、一以上の携帯端末３００と、情報処理装置４００とを含む。シェアサービスシステム１は、シェアサービスを利用するための事前登録をしているユーザに対して、充電ステーション２００において事前に充電されているバッテリ１２０を貸し出すことにより、複数のユーザで充電されたバッテリ１２０をシェアするシェアサービスを提供する。充電ステーション２００により既に充電されているバッテリ１２０を借りることにより、ユーザは、各ステーションにおいて充電が完了するまで待つ必要がなくなる。
電動車両１０は、バッテリ１２０を備えるバッテリユニット１００を着脱可能に搭載する車両である。電動車両１０は、バッテリユニット１００が搭載された状態で、バッテリ１２０により供給される電力によって駆動される電動モータを備え、電動モータが駆動されることによって走行する自動車である。電動車両１０に搭載可能なバッテリユニット１００は、１つとしてもよいし３つ以上としてもよい。
電動車両１０は、例えば、バッテリユニット１００と、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関とを組み合わせた駆動によって走行するハイブリッド電動車両や燃料電池車両である。電動車両１０は、例えば、車外の周辺を認識する認識部を備え、認識部により認識結果に基づいて自動運転する自動運転車両である。自動運転車両としての構成については、後述する。なお、シェアサービスシステム１に適用可能な電動車両１０は、電動自動車のほか、鞍乗り型の車両（電動二輪車）、電動三輪車、電動四輪車、ハイブリッド車両等の車両、電動キックスケータ、またはロボット等であってもよい。本実施形態において、電動車両１０は電動自動車である。
バッテリユニット１００は、ユーザに貸し出されている場合に電動車両１０に搭載され、ユーザに貸し出されていない場合に充電ステーション２００における充電器２３０（図２参照）に接続される。バッテリユニット１００は、例えば、電動車両１０に対して着脱自在に装着されるカセット式である。バッテリユニット１００（バッテリ１２０）は、充電ステーション２００においてユーザに貸し出される。充電ステーション２００は、ユーザにバッテリユニット１００を貸し出す前に、バッテリユニット１００に含まれるバッテリ１２０に対して充電を済ませておく。
充電ステーション２００は、バッテリユニット１００の保管及び充電を行うための設備であり、複数の場所に設置されている。充電ステーション２００は、保管する複数のバッテリユニット１００の一部を、事前登録されているユーザに貸し出すとともに、ユーザに貸し出したバッテリユニット１００の返却を受け付ける。充電ステーション２００は、返却を受け付けたバッテリユニット１００を管理し、次のユーザへの貸し出しを待つ間に充電しておく。なお、ユーザが借りている状態であって電動車両１０に搭載されているバッテリ１２０を、以下、第１バッテリと記す。充電ステーション２００において管理されている状態であって、例えば充電器２３０に接続されているバッテリ１２０を、以下、第２バッテリと記す。
携帯端末３００は、例えば、シェアサービスの利用を依頼するユーザが所有する端末であって、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコンなどである。携帯端末３００においては、アプリケーションプログラムやブラウザなどのＵＡ（User Agent）が動作し、バッテリ１２０のシェアサービスをサポートする。例えば、ユーザは、携帯端末３００を用いて、シェアサービスの利用を情報処理装置４００に通知する。
情報処理装置４００は、ネットワークＮＷを介して、一以上の電動車両１０、複数の充電ステーション２００、および複数の携帯端末３００と通信可能に接続されている。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。情報処理装置４００は、電動車両１０や充電ステーション２００から受信した情報に基づいて、電動車両１０が利用するシェアサービスの利用スケジュールを決定する。例えば、情報処理装置４００は、電動車両１０がバッテリユニット１００を交換する充電ステーション２００（以下、交換ステーションと記す）やバッテリユニット１００を借りる時刻、電動車両１０に貸し出されるバッテリユニット１００等を決定し、決定した内容を電動車両１０あるいは携帯端末３００に通知する。情報処理装置４００は、例えば、電動車両１０が出発した地点において、シェアサービスの利用スケジュールを決定し、交換ステーションに到着するまでに貸し出されるバッテリユニット１００を選択する。詳細については後述する。
充電ステーション２００および携帯端末３００は、ネットワークＮＷを経由して、情報処理装置４００に対して通信データを送受信可能である。シェアサービスシステム１は、電動車両１０の駆動源であるバッテリ１２０（バッテリユニット１００）を、複数のユーザで共同利用するシェアサービスを提供可能なシステムである。情報処理装置４００は、シェアサービスシステム１における複数のバッテリユニット１００、複数の充電ステーション２００、および複数の携帯端末３００を管理する。
例えば、ユーザは、出発地Ｐ０から目的地Ｐ１まで、電動車両１０で移動する。図示の例では、出発地Ｐ０から目的地Ｐ１までの経路上に、複数の充電ステーション２００Ａ〜２００Ｄがある。ユーザは、複数の充電ステーション２００Ａ〜２００Ｄのうち、事前に情報処理装置４００により決定された交換ステーションに立ち寄り、バッテリユニット１００を借りる。例えば、情報処理装置４００により決定された交換ステーションが充電ステーション２００Ａである場合、ユーザは、電動車両１０で充電ステーション２００Ａに到着すると、充電ステーション２００Ａに用意された複数のバッテリユニット１００のうちの情報処理装置４００により選択されたバッテリユニット１００を電動車両１０に搭載する。
その後、充電ステーション２００Ａで貸し出されたバッテリユニット１００のバッテリ１２０の充電量が減少した場合、ユーザは、複数の充電ステーション２００のうち、事前に情報処理装置４００により決定された交換ステーションに立ち寄り、バッテリユニット１００を返却する。例えば、ユーザは、電動車両１０で充電ステーション２００Ｂに立ち寄り、充電ステーション２００Ａで借りたバッテリユニット１００を返却する。そして、充電ステーション２００Ｂは、ユーザに対して、充電を済ませている他のバッテリユニット１００を貸し出す。こうして、ユーザは、充電ステーション２００Ｂにおいてバッテリユニット１００を交換する。
電動車両１０がバッテリユニット１００を交換する交換ステーションや、電動車両１０に貸し出されるバッテリユニット１００は、情報処理装置４００により決定され、電動車両１０あるいは携帯端末３００に通知される。電動車両１０は、交換ステーションに立ち寄るような経路を生成し、生成した経路を自動運転で走行してもよい。また、ユーザが、携帯端末３００に通知された情報に基づいて、交換ステーションに立ち寄るように電動車両１０を手動運転してもよい。こうすることにより、ユーザは、電動車両１０がバッテリユニット１００を交換する交換ステーションや、電動車両１０に貸し出されるバッテリユニット１００を選択する作業をせずとも、最適な充電ステーション２００とバッテリユニット１００が情報処理装置４００により決定される。よって、ユーザの負担が軽減され、ユーザの利便性が向上する。なお、詳細については後述する。
図２は、シェアサービスシステム１の全体構成図である。はじめに、電動車両１０の一部の構成について説明する。電動車両１０は、例えば、バッテリセンサ１２と、車輪速センサ１４とを備える。電動車両１０は、装着されたバッテリユニット１００との間で、図示しない通信線等を介して、情報の送受信が可能とされている。
バッテリセンサ１２は、例えば、装着されたバッテリユニット１００におけるバッテリ１２０の電流値、電圧値、温度などを検出する電流センサ、電圧センサ、温度センサなどの各種センサを備える。バッテリセンサ１２は、各種センサの検出結果を、図示しない通信装置を用いてバッテリユニット１００と情報処理装置４００に送信する。
車輪速センサ１４は、例えば電動車両１０の車輪に設けられ、車輪の回転速度を検出する。車輪速センサ１４は、検出した車輪の回転速度を図示しない演算装置に出力し、演算装置は、出力された車輪の回転速度から電動車両１０の車速を算出する。演算装置は、算出した車速の情報を、図示しない通信装置を用いてバッテリユニット１００に送信する。
詳細については後述するが、電動車両１０は、行き先に関する行き先情報を生成し、電動車両１０の現在位置を示す現在位置情報と合わせて、図示しない通信装置を用いて情報処理装置４００に送信する。行き先情報には、例えば、電動車両１０の目的地を示す位置情報が含まれる。また、電動車両１０は、バッテリセンサ１２の出力等に基づいて、電動車両１０の電費を示す電費情報を生成し、図示しない通信装置を用いて情報処理装置４００に送信してもよい。
＜バッテリユニット１００＞
バッテリユニット１００は、バッテリ１２０と、バッテリ通信部１４０と、バッテリ制御装置１８０とを備える。バッテリ１２０は、例えば、リチウムイオン電池などの蓄電装置（二次電池）である。バッテリ１２０は、電動車両１０に装着されることにより、電動車両１０に対して走行用の電力を供給する。バッテリ１２０により供給される電力は、走行用以外の電力として利用されてもよい。
バッテリ通信部１４０は、電動車両１０および充電ステーション２００と通信するための機器である。バッテリ通信部１４０は、バッテリユニット１００が電動車両１０に装着されることにより、電動車両１０との間で通信線を介した情報の送受信が可能となる。バッテリ通信部１４０は、バッテリユニット１００のバッテリ１２０が後述する充電器２３０に接続されることにより、充電ステーション２００との間で通信線を介した情報の送受信が可能となる。
バッテリ制御装置１８０は、例えば、バッテリ制御部１８２と、バッテリ計時部１８４と、バッテリ記憶部１８６とを備える。バッテリ制御部１８２は、例えば、ＢＭＵ（battery Management Unit；制御部）を備える。ＢＭＵは、バッテリ１２０の充電や放電を制御する。例えば、ＢＭＵは、バッテリユニット１００が充電ステーション２００に保管されているときには、バッテリ１２０に対する充電を制御し、バッテリユニット１００が電動車両１０に装着されているときには、バッテリ１２０に対する充放電を制御する。バッテリ記憶部１８６は、バッテリＩＤを記憶している。バッテリＩＤは、例えば、複数のバッテリユニット１００（またはバッテリ１２０）を個々に識別するために、バッテリユニット１００（またはバッテリ１２０）ごとに付された異なる番号からなるバッテリユニット１００（またはバッテリ１２０）の識別情報である。
バッテリ制御部１８２は、電動車両１０のバッテリセンサ１２により送信された検出結果を、バッテリ通信部１４０を用いて取得する。バッテリ制御部１８２は、取得した検出結果に基づいて、バッテリ１２０のＳＯＣ（State Of Charge；「充電率」ともいう）を算出する。バッテリ制御部１８２は、算出したバッテリ１２０のＳＯＣをバッテリ記憶部１８６に格納する。また、バッテリ制御部１８２は、算出したバッテリ１２０のＳＯＣを示す情報を、電動車両１０に送信するとともに、ネットワークＮＷとを介して情報処理装置４００に送信する。
バッテリ制御部１８２は、電動車両１０により送信される電動車両１０の車速の情報を、バッテリ通信部１４０を用いて取得する。バッテリ制御部１８２は、取得した電動車両１０の車速の情報を積分することにより、電動車両１０の移動距離を算出する。バッテリ制御部１８２は、算出した電動車両１０の移動距離をバッテリ記憶部１８６に格納する。なお、電動車両１０の移動距離を電動車両１０で算出して、バッテリユニット１００に送信してもよい。電動車両１０は、バッテリユニット１００から受信した電動車両１０の移動距離と、バッテリ１２０のＳＯＣとに基づいて、電動車両１０の電費を示す電費情報を生成し、図示しない通信装置を用いて情報処理装置４００に送信してもよい。
バッテリ制御部１８２は、バッテリユニット１００を貸し出す充電ステーション２００により送信される電動車両１０を所有するユーザのユーザＩＤを示す情報を、バッテリ通信部１４０を用いて取得する。ユーザＩＤは、例えば、複数のユーザを個々に識別するために、ユーザごとに付された異なる番号からなるユーザの識別情報である。バッテリ制御部１８２は、取得したユーザＩＤの情報をバッテリ記憶部１８６に格納する。
＜充電ステーション２００＞
充電ステーション２００は、例えば、充電器２３０と、認証・表示器２３２と、充電ステーション制御装置２４０とを備える。充電器２３０は、バッテリユニット１００のバッテリ１２０と接続し、系統からの電力をバッテリ１２０に供給する。充電器２３０には、バッテリ１２０に電力を供給するための電源が接続されている。
充電ステーション制御装置２４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサが充電ステーション記憶部２５０に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、充電ステーション制御装置２４０に含まれる機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性記憶媒体）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
充電ステーション記憶部２５０は、前述した記憶装置により実現される。充電ステーション記憶部２５０は、充電ステーション制御装置２４０が設けられた充電ステーション２００の充電ステーションＩＤを記憶している。充電ステーションＩＤは、例えば、複数の充電ステーション２００を個々に識別するために、充電ステーション２００ごとに付された異なる番号からなる充電ステーション２００の識別情報である。
また、充電ステーション記憶部２５０は、バッテリ管理情報２５２を格納する。図３は、バッテリ管理情報２５２の一例を示す図である。バッテリ管理情報２５２は、バッテリＩＤに、ＳＯＣ（％）と、予約ユーザと、予約時刻とを対応付けた情報である。ＳＯＣは、バッテリ１２０の最新のＳＯＣである。バッテリ管理情報２５２に含まれるＳＯＣは、バッテリ１２０に対する充電が進むにしたがって、更新される。予約ユーザは、対応するバッテリ１２０の利用を予約したユーザのユーザＩＤである。予約時刻は、予約ユーザにより指定された貸し出し時刻である。充電ステーション記憶部２５０には、充電ステーション２００において管理されているバッテリユニット１００の全てについてのバッテリ管理情報２５２が格納されている。
充電ステーション通信部２４２は、電動車両１０および情報処理装置４００と通信するための機器である。充電ステーション通信部２４２は、バッテリユニット１００のバッテリ１２０が充電器２３０に接続されることにより、バッテリユニット１００との間で通信線を介した情報の送受信が可能となる。
また、充電ステーション通信部２４２は、ネットワークＮＷを介して情報処理装置４００との間で情報を送受信する。充電ステーション通信部２４２は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網を接続するための無線モジュールやネットワークＮＷに接続するためのネットワークカードなどの通信インターフェースを含む。例えば、充電ステーション通信部２４２は、バッテリ管理情報２５２を情報処理装置４００に送信する。
充電ステーション制御部２４４は、バッテリユニット１００のバッテリ１２０が充電器２３０に接続されたときに、バッテリユニット１００のバッテリ記憶部１８６に記憶された情報を、充電ステーション通信部２４２およびバッテリ通信部１４０を介して読み出す。充電ステーション制御部２４４が読み出す情報は、例えばバッテリＩＤ、ユーザＩＤ、現在（返却時）のＳＯＣ（以下、返却時ＳＯＣと記す）等である。
充電ステーション制御部２４４は、バッテリユニット１００から読み出したＳＯＣの情報等に基づいて、バッテリ１２０に充電する電力量（充電量）を算出し、算出した充電量の情報を充電制御部２４６に出力する。充電ステーション制御部２４４は、バッテリユニット１００のバッテリ記憶部１８６から読み出した各種情報と、充電ステーション記憶部２５０に記憶している充電ステーションＩＤとに基づいて、バッテリ管理情報２５２を生成する。
充電ステーション制御部２４４は、情報処理装置４００により送信された予約情報を、充電ステーション通信部２４２を用いて取得する。充電ステーション制御部２４４は、情報処理装置４００により予約情報が送信された場合に、バッテリユニット１００を貸し出すユーザが認証を行うための準備を行う。充電ステーション制御部２４４は、例えば、充電ステーション通信部２４２が受信した予約情報に応じたユーザが来所した場合に、認証・表示器２３２の表示制御や認証制御を行う。充電ステーション制御部２４４は、予約ユーザが充電ステーション２００に到着し、認証・表示器２３２による認証を行った後、ユーザに貸し出すバッテリユニット１００に関する情報を認証・表示器２３２に表示させる。
充電制御部２４６は、充電ステーション制御部２４４により出力された充電量の情報等に基づいて、充電器２３０に接続されているバッテリユニット１００のバッテリ１２０に充電する。充電制御部２４６は、バッテリ１２０が満充電されるまで電力をバッテリ１２０に充電する。また、充電制御部２４６は、充電器２３０からバッテリ１２０に充電される電力量に基づいて、バッテリ１２０のＳＯＣを導出し、導出したＳＯＣに基づいてバッテリ管理情報２５２を更新してもよい。
＜情報処理装置４００＞
情報処理装置４００は、例えば、通信部４１０と、処理部４２０と、記憶部４３０とを備える。通信部４１０は、ネットワークＮＷを介して、電動車両１０、充電ステーション２００、および携帯端末３００との間で情報を送受信する。通信部４１０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網を接続するための無線モジュールやネットワークＮＷに接続するためのネットワークカードなどの通信インターフェースを含む。通信部４１０は、電動車両１０、充電ステーション２００、および携帯端末３００により送信される各種情報を受信する。
処理部４２０は、例えば、取得部４２１と、走行経路推定部４２２と、残量推定部４２３と、決定部４２４と、選択部４２５と、予約部４２６とを含む。処理部４２０は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部４３０に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、処理部４２０に含まれるこれらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性記憶媒体）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。記憶部４３０は、前述した記憶装置により実現される。
記憶部４３０には、例えば、車両管理情報４３１と、バッテリ管理情報４３２と、地図情報４３３と、対応表情報４３４とが格納されている。車両管理情報４３１は、電動車両１０から受信した情報に基づいて生成された情報である。バッテリ管理情報４３２は、充電ステーション２００から受信したバッテリ管理情報である。バッテリ管理情報４３２は、充電ステーション２００のバッテリ管理情報２５２と同じであるため、説明を省略する。地図情報４３３は、充電ステーション２００の地図上の位置を示す情報である。
図４は、車両管理情報４３１の内容の一例を示す図である。車両管理情報４３１は、例えば、車両ＩＤに、各種センサ情報と、電費情報と、直近ＳＯＣと、行き先情報と、予約情報とを対応付けた情報である。車両ＩＤと、各種センサ情報と、電費情報と、直近ＳＯＣは、行き先情報とは、例えば、電動車両１０から受信した情報である。なお、直近ＳＯＣは、最新の各種センサ情報や電費情報などに基づいて、取得部４２１に導出されてもよい。予約情報は、バッテリ１２０の貸し出しに関する予約情報である。予約情報には、貸し出しが予約された充電ステーション２００を示す充電ステーションＩＤ、貸し出しが予約されたバッテリ１２０を示すバッテリＩＤ、貸し出しが予約された予約時刻などが含まれる。
また、記憶部４３０は、複数の充電ステーション２００を示す充電ステーションＩＤと各充電ステーション２００の所在地等の情報を記憶している。
取得部４２１は、通信部４１０を用いて各種情報を取得する。例えば、取得部４２１は、電動車両１０から、車両ＩＤと、各種センサ情報と、電費情報と、直近ＳＯＣと、行き先情報とを取得する。取得部４２１は、取得した各種情報を、記憶部４３０の車両管理情報４３１に格納する。なお、取得部４２１は、取得した各種センサ情報や電費情報等に基づいて、電動車両１０に搭載されている第１バッテリのＳＯＣを導出することで、電動車両１０の直近ＳＯＣを取得してもよい。
また、取得部４２１は、走行経路推定部４２２により推定された電動車両１０の走行経路や、電動車両１０の移動距離等に基づいて、走行経路上の所定区間の走行距離を取得してもよい。所定区間には、例えば、電動車両１０から交換ステーションまたは目的地までの区間、交換ステーションから次の交換ステーションまでの区間、交換ステーションから目的地までの区間などが含まれる。
走行経路推定部４２２は、取得部４２１により取得された行き先情報に基づいて、電動車両１０の走行経路を推定する。走行経路推定部４２２は、例えば、行き先情報に含まれる目的地までの最短経路を、電動車両１０の走行経路として推定する。
残量推定部４２３は、走行経路上の充電ステーション２００に到達した時点における第１バッテリの残量を推定する。例えば、残量推定部４２３は、現在位置から走行経路上の充電ステーション２００までの走行距離や電動車両１０の電費情報等に基づいて、充電ステーション２００までの走行に必要な電力量を導出する。
例えば、残量推定部４２３は、車両管理情報４３１を参照し、直近ＳＯＣ０に基づいて、走行経路上の最初の充電ステーション２００Ａまでの走行に必要な電力量を使用した後の推定値ＳＯＣＡを導出する。そして、残量推定部４２３は、導出した推定値ＳＯＣＡを、充電ステーション２００Ａに到達し時点における第１バッテリの残量と推定する。同様にして、残量推定部４２３は、充電ステーション２００Ｂに到達した時点における第１バッテリの推定値ＳＯＣＢと、充電ステーション２００Ｃに到達した時点における第１バッテリの推定値ＳＯＣＣと、充電ステーション２００Ｄに到達した時点における第１バッテリの推定値ＳＯＣＤとを、それぞれ導出する。残量推定部４２３は、例えば、電動車両１０が出発地Ｐ０を出発する際に、推定値ＳＯＣＡ〜推定値ＳＯＣＤを導出する。
決定部４２４は、例えば、充電ステーション２００の地図上の位置を示す地図情報４３３を参照し、走行経路推定部４２２により推定された走行経路に基づいて、電動車両１０に装着された第１バッテリと交換される第２バッテリを貸し出す交換ステーションを決定する。第２バッテリは、交換ステーションにおいて管理される複数のバッテリ１２０のうち、交換ステーションにおいて電動車両１０に貸し出されるバッテリ１２０である。
例えば、決定部４２４は、対応表情報４３４を参照し、電動車両１０の直近ＳＯＣに基づいて、電動車両１０が所定のＳＯＣを残して到達可能な距離の範囲を取得する。決定部４２４は、取得した距離の範囲に含まれる充電ステーション２００のうちの一つを、交換ステーションに決定する。こうすることで、所定のＳＯＣを残してバッテリ１２０を交換することができる。所定のＳＯＣは、任意に設定可能であり、例えば、バッテリ１２０の品質低下を防止するために設定される値である。
図５は、対応表情報４３４の内容の一例を示す図である。図５に示す通り、対応表情報４３４は、ＳＯＣレンジに、走行距離レンジを対応付けた情報である。ＳＯＣレンジは、ＳＯＣの範囲を示す情報である。ＳＯＣレンジは、例えば、１０％の範囲で定義されている。走行距離レンジは、電動車両１０の直近ＳＯＣが対応するＳＯＣレンジに含まれる場合に、電動車両１０が所定のＳＯＣを残して走行可能な距離である。例えば、走行距離レンジの下限値は、ＳＯＣレンジの下限値に対応する電力量で走行した場合に所定ＳＯＣを残して走行可能な距離であり、走行距離レンジの上限値は、ＳＯＣレンジの上限値に対応する電力量で走行した場合に所定のＳＯＣを残して走行可能な距離である。ＳＯＣレンジと走行距離レンジの対応表は、電動車両１０ごとに用意されてもよく、電動車両１０の車種、電費、トータルの走行距離、製造年度ごとに用意されてもよい。
例えば、電動車両１０の直近ＳＯＣが７５％である場合、決定部４２４は、走行経路推定部４２２により推定された走行経路上において、現在位置から７０〜８０ｋｍの範囲に位置する充電ステーション２００を、交換ステーションに決定する。このように、決定部４２４は、残量推定部４２３により推定された第１バッテリの残量に基づいて、交換ステーションを決定してもよい。
また、決定部４２４は、走行経路上にある複数の充電ステーション２００のうち電動車両１０に近い方から順に第１バッテリのＳＯＣの推定値と交換閾値ｔｈ１との比較を行う。決定部４２４は、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が交換閾値ｔｈ１未満となる充電ステーション２００を、交換ステーションに決定してもよい。交換閾値ｔｈ１とは、任意に設定可能であり、例えば、バッテリ１２０の品質低下を防止するために設定される値である。例えば、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣＡが交換閾値ｔｈ１（例えば、ｔｈ１＝３０％）未満である場合、決定部４２４は、充電ステーション２００Ａを、交換ステーションに決定する。なお、残量推定部４２３により推定された第１バッテリの推定値ＳＯＣＡが交換閾値ｔｈ１以上である場合、決定部４２４は、残量推定部４２３により推定された第１バッテリの推定値ＳＯＣＢが交換閾値ｔｈ１未満であるか否かを判定する。第１バッテリの推定値ＳＯＣＢが交換閾値ｔｈ１未満である場合、決定部４２４は、充電ステーション２００Ｂを、交換ステーションに決定する。
本実施形態において、決定部４２４は、電動車両１０に装着されている第１バッテリの直近ＳＯＣに基づいて、ユーザからのシェアサービスの利用指示がある度に、または、第１バッテリを第２バッテリに交換する度に、次の交換ステーションを決定する。しかしこれに限られず、決定部４２４は、満充電の第２バッテリに交換することを前提とし、行き先情報に含まれる目的地に到着するまでに必要な少なくとも一以上の交換ステーションを出発地において全て決定してもよい。この例については、第２実施形態で説明する。
選択部４２５は、例えば、決定部４２４により交換ステーションに決定された充電ステーション２００から目的地までの距離（あるいは、次の交換ステーションまでの距離）に基づいて、交換ステーションにおいて貸し出される第２バッテリを選択する。選択部４２５により第２バッテリを選択するときに、バッテリＩＤを特定して第２バッテリを指定してもよく、所定のＳＯＣ以上のバッテリ１２０を指定してもよい。
例えば、選択部４２５は、対応表情報４３４を参照し、交換ステーションから目的地までの距離（あるいは次の交換ステーションまでの距離）に該当する走行距離レンジと対応するＳＯＣレンジを取得し、取得したＳＯＣレンジに該当するＳＯＣのバッテリ１２０を第２バッテリとして選択する。つまり、選択部４２５は、次にバッテリ１２０を交換する交換ステーションあるいは電動車両１０の目的地まで走行するためのＳＯＣを有するバッテリ１２０を、第２バッテリとして選択する。
こうすることで、交換ステーションに存在するバッテリ１２０が全て満充電とは限らないので、少なくとも次の交換ステーションあるいは目的地まで走行できるバッテリと交換することができる。また、こうすることで、目的地（あるいは次の交換ステーション）までの走行に適したＳＯＣのバッテリ１２０を選択することができる。なお、対応表情報４３４を参照して取得したＳＯＣレンジに該当するＳＯＣのバッテリ１２０が交換ステーションにない場合、選択部４２５は、対応表情報４３４を参照して取得したＳＯＣレンジ以上であって、対応表情報４３４を参照して取得したＳＯＣレンジに最も近いＳＯＣレンジに該当するバッテリ１２０を選択してもよい。
選択部４２５は、交換ステーションに到着したときの第１バッテリの残量の推定値に基づいて、充電ステーション２００で貸し出す第２バッテリを選択してもよい。電動車両１０の電力量は、例えば、バッテリ１２０の劣化状態、道路の渋滞状況、運転の仕方などに起因して減少傾向が変化する。そのため、決定部４２４により決定された交換ステーションに到着した時のバッテリ残量として推定される第１バッテリのＳＯＣの推定値が、対応表情報４３４に定義されているＳＯＣレンジと走行距離レンジとの関係と異なる場合がある。この場合、対応表情報４３４を参照して選択された第２バッテリを第１バッテリの残量の推定値に基づいて見直すことにより、交換ステーションに到着したときの第１バッテリのＳＯＣの推定値に基づいて第２バッテリを選択することができるため、目的地（あるいは次の交換ステーション）までの走行に適したＳＯＣのバッテリ１２０を選択することができる。
例えば、選択部４２５は、第１交換ステーションが決定された直後に、対応表情報４３４を参照して、第１交換ステーションから目的地までの距離（あるいは第１交換ステーションから第２交換ステーションまでの距離）に基づいて、第２バッテリを選択する。第１交換ステーションとは、電動車両１０の走行経路上においてバッテリ１２０を交換する充電ステーション２００である。第２交換ステーションとは、電動車両１０の走行経路上において第１交換ステーションの次にバッテリ１２０を交換する充電ステーション２００である。
例えば、現在位置から目的地までの走行経路上の走行距離が７５ｋｍである場合、選択部４２５は、ＳＯＣ＝７０〜８０％のバッテリ１２０を第２バッテリとして選択する。その後、残量推定部４２３は、第１交換ステーションに到着した時の第１バッテリのＳＯＣを、所定時間（例えば、５分）ごとに推定する。選択部４２５は、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が２０％未満になった場合、既に選択している第２バッテリのＳＯＣレンジを一つ上げる。選択部４２５は、例えば、ＳＯＣ＝８０〜９０％のバッテリ１２０を第２バッテリとして選択する。
また、選択部４２５は、充電ステーション２００において管理されているバッテリ１２０のＳＯＣを示す情報に基づいて、充電ステーション２００でバッテリ１２０を交換する複数の電動車両１０のうち、次にバッテリ１２０を交換する充電ステーションあるいは行き先までの走行距離が第１電動車両よりも長い第２電動車両が交換する第２バッテリとして、第１電動車両が交換する第２バッテリよりもＳＯＣが多いバッテリを選択する。こうすることにより、残量のバッテリ１２０を、より遠いところへ行く電動車両１０に対して、優先的に貸し出すことができる。
予約部４２６は、決定部４２４により決定された交換ステーションでのバッテリの交換を予約する。予約する処理には、例えば、交換ステーションへの電動車両１０の到着予定時間を予約時刻として決定する処理、決定された予約時刻、決定部４２４により決定された交換ステーション、および選択部４２５により選択された第２バッテリなどを予約内容とし設定する処理、設定された予約内容に基づいて予約情報を生成する処理などが含まれる。予約部４６０は、生成した予約情報を、通信部４１０を用いて交換ステーションに送信する。
＜電動車両１０＞
次に、電動車両１０の自動運転の構成の一例について説明する。図６は、電動車両１０の構成図である。電動車両１０は、例えば、カメラ１１と、レーダ装置１３と、ファインダ１５と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置５００と、ブレーキ装置５１０と、ステアリング装置５２０とをさらに備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。
カメラ１１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１１は、電動車両１０の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１１は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１１は、例えば、周期的に繰り返し電動車両１０の周辺を撮像する。カメラ１１は、ステレオカメラであってもよい。
レーダ装置１３は、電動車両１０の周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１３は、電動車両１０の任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１３は、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。
ファインダ１５は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）である。ファインダ１５は、電動車両１０の周辺に光を照射し、散乱光を測定する。ファインダ１５は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ファインダ１５は、電動車両１０の任意の箇所に取り付けられる。
物体認識装置１６は、カメラ１１、レーダ装置１３、およびファインダ１５のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１１、レーダ装置１３、およびファインダ１５の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。車両システムから物体認識装置１６が省略されてもよい。
通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、或いは各種サーバ装置と通信する。
ＨＭＩ３０は、電動車両１０の乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。
車両センサ４０は、電動車両１０の速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、電動車両１０の向きを検出する方位センサ等を含む。
ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、電動車両１０の位置を特定する。電動車両１０の位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された電動車両１０の位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、電動車両１０が、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。
第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。
運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置５００、ブレーキ装置５１０、およびステアリング装置５２０のうち一部または全部に出力される。
乗員認識装置９０は、例えば、着座センサ、車室内カメラ、生体認証システム、画像認識装置などを含む。着座センサは座席の下部に設けられた圧力センサ、シートベルトに取り付けられた張力センサなどを含む。車室内カメラは、車室内に設けられたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラである。画像認識装置は、車室内カメラの画像を解析し、座席ごとの乗員の有無、顔向きなどを認識する。
自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
図７は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。
認識部１３０は、カメラ１１、レーダ装置１３、およびファインダ１５から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、電動車両１０の周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、電動車両１０の代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。
また、認識部１３０は、例えば、電動車両１０が走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１１によって撮像された画像から認識される電動車両１０の周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される電動車両１０の位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する電動車両１０の位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、電動車両１０の基準点の車線中央からの乖離、および電動車両１０の進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する電動車両１０の相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する電動車両１０の基準点の位置などを、走行車線に対する電動車両１０の相対位置として認識してもよい。
行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、電動車両１０の周辺状況に対応できるように、電動車両１０が自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、電動車両１０の到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの電動車両１０の到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における電動車両１０の到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに電動車両１０が通過するように、走行駆動力出力装置５００、ブレーキ装置５１０、およびステアリング装置５２０を制御する。
第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置５００またはブレーキ装置５１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置５２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、電動車両１０の前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。
図６に戻って、走行駆動力出力装置５００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置５００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。
ブレーキ装置５１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置５１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置５１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ステアリング装置５２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。
＜シェアサービスの具体的な利用例（その１）＞
次に、シェアサービスの具体的な利用例（その１）について説明する。図８は、シェアサービスの具体的な利用例（その１）の概要を示す図である。まず、決定部４２４は、電動車両１０の出発地Ｐ０から目的地Ｐ１までの走行経路上に存在する充電スペース２００Ａ〜２００Ｄを、交換ステーションの候補として抽出する。決定部４２４は、充電スペース２００Ａ〜２００Ｄ同士の距離や、出発地Ｐ０から目的地Ｐ１までの距離に基づいて、交換が必要となるタイミングでバッテリ１２０を交換することができるように、交換ステーションの候補の中から交換ステーションを決定する。これに限られず、決定部４２４は、各充電スペース２００Ａ〜２００Ｄに到着したときの電動車両１０のＳＯＣの推定値に基づいて、バッテリ１００の交換が必要となる充電ステーション２００を、交換ステーションに決定してもよい。ここでは、バッテリ１２０のＳＯＣの推定値に基づいて、交換ステーションを決定する例について説明する。
まず、決定部４２４は、走行経路上にある複数の充電ステーション２００のうち、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣが交換閾値ｔｈ１未満となる出発地Ｐ０に最も近い充電ステーション２００を、第１交換ステーションに決定する。
例えば、電動車両１０の直近ＳＯＣ０は３５％であり、残量推定部４２３により推定された充電ステーション２００Ａに到着時の推定値ＳＯＣＡは２５％である。走行経路推定部４２２により推定された走行経路上において、充電ステーション２００Ａから目的地Ｐ１までの走行距離は、例えば１２０ｋｍである。なお、充電ステーション２００Ａには、バッテリ１２０Ａ１と、バッテリ１２０Ａ２と、バッテリ１２０Ａ３とが存在する。バッテリ１２０Ａ１、１２０Ａ２，１２０Ａ３の直近ＳＯＣは、それぞれ、１００％、７０％、５０％である。
決定部４２４は、残量推定部４２３により推定された推定値ＳＯＣＡ（２５％）が交換閾値ｔｈ１（３０％）未満であるため、充電ステーション２００Ａを第１交換ステーションに決定する。充電ステーション２００Ａから目的地Ｐ１までの走行距離（１２０ｋｍ）が対応表情報４３４に定義されている走行距離レンジの最大範囲（９０〜１００ｋｍ）を超えている。このため、選択部４２５は、充電ステーション２００Ａに存在するバッテリ１２０Ａ１〜１２０Ａ３のうち、対応表情報４３４に定義されているＳＯＣレンジの最大範囲（９０〜１００％）に該当するバッテリ１２０Ａ１を第２バッテリとして選択する。なお、電動車両１０が充電ステーション２００Ａに到着したときに、バッテリ１２０Ａ２のＳＯＣが最大範囲（９０〜１００％）まで到達している場合、バッテリ１２０Ａ２が電動車両１０に貸し出されてもよい。
同様にして、決定部４２４は、交換ステーション２００Ａで交換したバッテリ１２０を交換する第２充電ステーションを決定するための処理を実行する。決定部４２４は、例えば、充電ステーション２００Ａに到着した後であって、次の充電ステーション２００Ｂに到着する前に、第２交換ステーションを決定する。例えば、残量推定部４２３は、充電ステーション２００ＡにおいてＳＯＣが９０〜１００％のバッテリ１２０に交換された後で、電動車両１０が充電ステーション２００Ｂに到達したときの推定値ＳＯＣＢを導出する。例えば、推定値ＳＯＣＢ＝５０％であるとする。この場合、推定値ＳＯＣＢ（５０％）が交換閾値ｔｈ１（３０％）以上であるため、決定部４２４は、充電ステーション２００Ｂを第２交換ステーションに決定しない。
次いで、残量推定部４２３は、充電ステーション２００ＡにおいてＳＯＣが９０〜１００％のバッテリ１２０に交換された後で、電動車両１０が充電ステーション２００Ｃに到達したときの推定値ＳＯＣＣを導出する。例えば、推定値ＳＯＣＣ＝２３％であるとする。この場合、推定値ＳＯＣＣ（２３％）が交換閾値ｔｈ１（３０％）未満であるため、決定部４２４は、充電ステーション２００Ｃを第２交換ステーションに決定する。
充電ステーション２００Ｃから目的地Ｐ１までの走行距離（３５ｋｍ）は、対応表情報４３４に定義されている走行距離レンジ（３０〜４０ｋｍ）に該当する。このため、選択部４２５は、第２バッテリとして、対応表情報４３４に定義されているＳＯＣレンジ（３０〜４０％）に該当するバッテリ１２０を検索する。しかし、充電ステーション２００Ｃには、ＳＯＣレンジ（３０〜４０％）に該当するバッテリ１２０がない。この場合、選択部４２５は、対応表情報４３４を参照して、充電ステーション２００Ｃに存在するバッテリ１２０Ｃ１〜１２０Ｃ３のうち、ＳＯＣレンジ（３０〜４０％）以上であって、且つ、ＳＯＣレンジ（３０〜４０％）に最も近いＳＯＣレンジに該当するバッテリ１２０Ｃ３を選択する。なお、電動車両１０が充電ステーション２００Ｃに到着したときに、バッテリ１２０Ｃ３のＳＯＣが３０〜４０％の範囲に到達している場合、バッテリ１２０Ｃ３が電動車両１０に貸し出されてもよい。
同様にして、決定部４２４は、交換ステーション２００Ｃで交換したバッテリ１２０を交換する第３充電ステーションを決定するための処理を実行する。決定部４２４は、例えば、充電ステーション２００Ｃに到着した後であって、次の充電ステーション２００Ｄに到着する前に、第３交換ステーションを決定するための処理を実行する。例えば、残量推定部４２３は、充電ステーション２００ＣにおいてＳＯＣが５０％のバッテリ１２０に交換された後で、電動車両１０が充電ステーション２００Ｄに到達したときの推定値ＳＯＣＤを導出する。例えば、導出された推定値ＳＯＣＤ＝４０％であるとする。この場合、推定値ＳＯＣＤ（４０％）が交換閾値ｔｈ１（３０％）以上である。また、充電ステーション２００Ｄから目的地Ｐ１までの距離は３５ｋｍであり、バッテリ１２０Ｃ３のＳＯＣ（５０％）で所定のＳＯＣを残して走行可能な距離の範囲（５０〜６０ｋｍ）より小さい。このため、決定部４２４は、第３交換ステーションを決定しない。そして、電動車両１０は、目的地Ｐ１の自宅まで走行し、バッテリ１２０Ｃ３のＳＯＣを３０％残すことができる。
＜フローチャート＞
図９は、情報処理装置４００において実行される交換ステーションの決定処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、決定部４２４は、交換ステーションを決定するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、携帯端末３００を用いてユーザによりシェアサービスの利用が指示された場合や、出発地から目的地までの走行経路上の走行距離が交換閾値ｔｈ１以上である場合、決定部４２４は、交換ステーションを決定すると判定する。
交換ステーションを決定すると判定した場合、取得部４２１は、電動車両１０から各種情報を取得する（ステップＳ１０３）。次いで、走行経路推定部４２２は、例えば、行き先情報に含まれる目的地までの最短経路を、電動車両１０の走行経路として推定する（ステップＳ１０５）。そして、決定部４２４は、電動車両１０の出発地Ｐ０から目的地Ｐ１までの走行経路上に存在する複数の充電スペース２００を、交換ステーションの候補として抽出する（ステップＳ１０７）。次いで、残量推定部４２３は、走行経路上の充電ステーション２００に到達した時点における第１バッテリの残量を推定する（ステップＳ１０９）。
決定部４２４は、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値に基づいて、交換ステーションを決定する（ステップＳ１１１）。例えば、決定部４２４は、走行経路上にある複数の充電ステーション２００のうち電動車両１０に近い方から順に第１バッテリのＳＯＣの推定値と交換閾値ｔｈ１との比較を行い、残量推定部４２３により推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が交換閾値ｔｈ１未満となる充電ステーション２００を、交換ステーションに決定する。
図１０は、情報処理装置４００において実行される第２バッテリの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、選択部４２５は、第２バッテリの選択タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。例えば、電動車両１０の移動距離に基づいて電動車両１０が交換ステーションから所定距離手前に到達したと判定した場合、選択部４２５は、第２バッテリの選択タイミングであると判定する。
第２バッテリの選択タイミングである場合、取得部４２１は、走行経路推定部４２２により推定された走行経路において、交換ステーションから目的地までの走行距離を導出する（ステップＳ２０３）。選択部４２５は、対応表情報４３４を参照し、交換ステーションから目的地までの走行距離に対応するＳＯＣレンジを決定する（ステップＳ２０５）。選択部４２５は、決定されたＳＯＣレンジに応じた第２バッテリを、交換ステーションに存在するバッテリ１２０の中から選択する（ステップＳ２０７）。
次いで、選択部４２５は、電動車両１０が交換ステーションに到着したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。選択部４２５は、電動車両１０から受信した現在位置情報が交換ステーションに到達した場合や、電動車両１０の移動距離が交換ステーションに到達する距離を超えた場合に、電動車両１０が交換ステーションに到着したと判定する。電動車両１０が交換ステーションに到着していない場合、残量推定部４２３は、交換ステーションに到着した時の第１バッテリのＳＯＣの推定値を導出する（ステップＳ２１１）。そして、選択部４２５は、推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が所定値（例えば、２０％）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
ステップＳ２１３において、推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が所定値以上である場合、選択部４２５は、ステップＳ２０９に戻って処理を繰り返す。一方、ステップＳ２１３において、推定された第１バッテリのＳＯＣの推定値が所定値未満である場合、選択部４２５は、ステップＳ２０５において既に選択している第２バッテリのＳＯＣレンジを一つ上げる（ステップＳ２１５）。選択部４２５は、対応表情報４３４を参照し、一つ上げたＳＯＣレンジに応じた第２バッテリを選択する（ステップＳ２１７）。つまり、ステップＳ２０７において選択された第２バッテリが、ステップＳ２１７において選択された第２バッテリに変更される。
［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の情報処理装置４００は、電動車両に対して着脱自在に装着され、電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得する取得部４２１と、取得部４２１により取得された行き先情報に基づいて、電動車両の走行経路を推定する走行経路推定部４２２と、ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、走行経路推定部４２２により推定された走行経路に基づいて、電動車両に装着された第１バッテリと交換して第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する決定部４２４と、を備えることにより、交換バッテリのシェアサービスを利用するときのユーザの負担を軽減させることができる。
＜第２実施形態＞
決定部４２３は、満充電の第２バッテリに交換することを前提とし、行き先情報に含まれる目的地に到着するまでに必要な少なくとも一以上の交換ステーションを決定する。決定部４２３は、出発地において、目的地に到達するまでに必要となる交換ステーションの全てを決定する。
＜シェアサービスの具体的な利用例（その２）＞
次に、シェアサービスの具体的な利用例（その２）について説明する。図１１は、シェアサービスの具体的な利用例（その２）の概要を示す図である。なお、第１実施形態と同じ点についての説明は省略する。例えば、決定部４２４は、電動車両１０の出発地Ｐ０から目的地Ｐ１までの走行経路上に存在する充電スペース２００Ａ〜２００Ｄを、交換ステーションの候補として抽出する。決定部４２４は、走行経路上にある複数の充電ステーション２００のうち、充電ステーション２００Ａを第１交換ステーションに、充電ステーション２００Ｃを第２交換ステーションに決定する。
交換ステーションを決定する方法は、交換ステーションにおいて１００％充電のバッテリを交換する点で、第１実施形態と異なる。これにより、決定部４２４は、必要最低限の交換回数で目的地まで走行するシャアサービスの利用スケジュールを決定することができる。
選択部４２５は、交換ステーションに存在する１００％満充電のバッテリ１２０を第２バッテリに選択する。１００％満充電のバッテリ１２０がない場合、選択部４２５は、交換ステーションに存在するバッテリ１２０のうち最も充電率が高いバッテリ１２０を、第２バッテリに選択する。こうすることで、交換ステーションに到着する前から交換ステーションに存在するバッテリ１２０の予約をすることができる。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得し、
取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定し、
ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する、
ように構成されている、情報処理装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１…シェアサービスシステム
１０…電動車両
１００…バッテリユニット
１２０…バッテリ
１４０…バッテリ通信部
１８０…バッテリ制御装置
１８２…バッテリ制御部
１８４…バッテリ計時部
１８６…バッテリ記憶部
２００…充電ステーション
２４０…充電ステーション制御装置
２４２…充電ステーション通信部
２４４…充電ステーション制御部
２４６…充電制御部
２５０…充電ステーション記憶部
２５２…バッテリ管理情報
３００…携帯端末
４００…情報処理装置
４１０…通信部
４２０…処理部
４２１…取得部
４２２…走行経路推定部
４２３…残量推定部
４２４…決定部
４２５…選択部
４２６…予約部
４３０…記憶部
４３１…車両管理情報
４３２…バッテリ管理情報
４３３…地図情報
４３４…対応表情報

Claims (6)

  1. 電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得する取得部と、
    前記取得部により取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定する走行経路推定部と、
    ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記走行経路推定部により推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する決定部と、
    を備える情報処理装置。
  2. 前記複数の充電ステーションのうち走行経路上の充電ステーションに到達した時点における前記第１バッテリの残量を推定する残量推定部と、
    前記残量推定部により推定された前記第１バッテリの残量に基づいて前記充電ステーションで貸し出す前記第２バッテリを選択する選択部を更に備える、
    請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記選択部は、
    次にバッテリを交換する充電ステーションあるいは前記電動車両の行き先まで走行するための残量を有するバッテリを、複数の前記第２バッテリの中から選択する、
    請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 前記選択部は、
    前記充電ステーションにおける前記第２バッテリの残量を示す情報に基づいて、前記充電ステーションでバッテリを交換する複数の電動車両のうち、次にバッテリを交換する充電ステーションあるいは行き先までの走行距離が第１電動車両よりも長い第２電動車両が交換する第２バッテリとして、前記第１電動車両が交換する第２バッテリよりも残量が多いバッテリを選択する、
    請求項２または３に記載の情報処理装置。
  5. コンピュータが、
    電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得し、
    取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定し、
    ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定する、
    情報処理方法。
  6. コンピュータに、
    電動車両に対して着脱自在に装着され、前記電動車両の走行用の電力を供給する第１バッテリの残量を示すバッテリ残量情報と、前記電動車両の行き先に関する行き先情報とを取得させ、
    取得された前記行き先情報に基づいて、前記電動車両の走行経路を推定させ、
    ユーザに貸し出される第２バッテリを充電する複数の充電ステーションの地図上の位置を示す地図情報を参照し、前記推定された走行経路に基づいて、前記電動車両に装着された前記第１バッテリと交換して前記第２バッテリを貸し出す充電ステーションを決定させる、
    プログラム。
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