JP5454537B2 - 電動車両の充電制御システム - Google Patents

Description

本発明は、走行用モータ及びその走行用モータの電源となる充電可能なバッテリを備える電動車両における、前記バッテリに対する外部電源による充電を制御する電動車両の充電制御システムに関する。

近年、バッテリ（二次電池）を電源として駆動する走行用モータを備えた電気自動車や、いわゆるプラグインタイプのハイブリッド車（これらを電動車両と総称する）の普及が進んできている。これら電動車両は、充電設備を備えた充電ステーション（或いは家庭用電源）等で、バッテリに対する充電を適宜行いながら使用される。この種の電動車両は、ガソリンエンジン車に比較して航続距離が短い事情があり、しかも、バッテリの充電には給油と比較してかなりの時間を要する。そのため、ユーザ（ドライバ）にとっては、バッテリの電力不足を招くことなく目的地まで到達できるか、あるいは、バッテリの充電が必要になったときに、時間通りに目的地に到達できるかどうかが心配となる。

そこで、例えば特許文献１には、電気自動車に搭載されるナビゲーション装置において、目的地までの案内経路を探索し、その経路を走行する際の走行時間、及び、ヘッドライト等の装備品の消費電力を予測し、バッテリの残量から走行可能距離を算出して表示するようにした技術が開示されている。また、現在のバッテリ残量では、目的地に到達できないと判断された場合には、走行可能距離内にある充電施設を検索し、ユーザに知らせるように構成されている。

特開２０１０−２８６４００号公報

ところで、電動車両を所定の目的地に向けて走行させる場合には、目的地までの走行に必要となるバッテリの電力量をできるだけ正確に予測し、必要且つ十分な電力量となるように適切なバッテリの充電を行うことが望ましい。この場合、必要な電力量を超えた過剰な充電を行うことは、例えばコスト面や充電時間の面で好ましくない。従って、目的地までの走行に必要となるバッテリの電力量を正確に予測することが重要となる。

ここで、バッテリの消費電力量を左右する（変動させる）要因として、道路における勾配がある。つまり、道路が上り坂である場合には、平坦や下り坂の道路に比べて同じ距離走行する場合であっても消費電力量がかなり大きくなる。しかし、上記特許文献１においては、バッテリの消費電力を予測するに際し、経路における道路勾配が何ら考慮されておらず、バッテリの必要電力量を正確に計算することはできなかった。この場合、道路地図データに、精度の高い道路勾配のデータを付加すれば良いが、道路勾配のデータを整備するには、莫大な費用や手間がかかるものとなり、実現には困難性が高いものとなる。

尚、道路勾配以外にも、バッテリの消費電力量を左右する要因として、車両の重量がある。即ち、同じ車種の電動車両にあっても、乗員の人数の多寡や、荷物の積載量の大小によって重量が変動し、それに伴い、同じ経路を走行しても、バッテリの消費電力量は変動するものとなる。従来では、そのような車両の重量に関しても、考慮されることがないのが実情であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電動車両が目的地までの予定走行経路を走行する際に必要とされるバッテリの必要電力量を高精度で予測することができ、ひいては、バッテリの適切な充電を行うことが可能な電動車両の充電制御システムを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の電動車両の充電制御システムは、多数の電動車両が実際に走行した、車種及び走行経路並びに該走行経路における走行用モータにおいて消費された消費電力量の情報を含む走行履歴データを収集し蓄積記憶する走行履歴データベースと、ユーザが指定した目的地までの予定走行経路の情報を取得する経路情報取得手段と、電動車両が前記予定走行経路を走行する際に必要と予測される前記バッテリの必要電力量を算出する必要電力算出手段と、前記必要電力量に基づいて前記バッテリの充電を制御する充電制御手段とを具備し、前記必要電力算出手段は、前記走行履歴データベースを検索して、同種の電動車両が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて、必要電力量を求めるように構成され、さらに、前記予定走行経路を走行する際の前記電動車両の重量を判定する重量判定手段と、この重量判定手段の判定した重量に応じて、前記必要電力量を補正する第１補正手段とを備えるところに特徴を有する（請求項１の発明）。

上記構成によれば、走行履歴データベースには、多数の電動車両が実際に走行した、車種及び走行経路並びに該走行経路における消費電力量の情報を含む走行履歴データが収集され、蓄積記憶される。そして、経路情報取得手段により、ユーザが指定した目的地までの予定走行経路が得られると、必要電力算出手段により、その予定走行経路を電動車両が走行する際に必要と予測されるバッテリの必要電力が算出される。その際、必要電力算出手段は、走行履歴データベースを検索して、同種の電動車両が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて、必要電力量を求める。更に、算出された必要電力量に基づいて、充電制御手段により、バッテリに対し、目的地までの走行に必要且つ十分な電力量となるように充電を行うことができる。

このとき、必要電力算出手段は、走行履歴データベースを検索して必要電力量を求めるのであるが、履歴データは、実際に電動車両が走行したデータ、つまり道路勾配を潜在的に含んだ消費電力量のデータとなっているので、その経路を走行する際に必要となる電力を、より正確に予測することができる。道路地図データ中に、精度の高い道路勾配のデータを整備する必要もない。従って、請求項１の発明によれば、電動車両が目的地までの予定走行経路を走行する際に必要とされるバッテリの必要電力量を、高精度で予測することができ、ひいては、バッテリの適切な充電を行うことが可能となる。
しかも、バッテリの消費電力量を左右する要因として、上記した道路勾配以外にも、車両の重量があり、同じ車種の電動車両にあっても、重量が相違すれば、同じ経路を走行してもバッテリの消費電力量は変動する。本発明においては、前記予定走行経路を走行する際の前記電動車両の重量を判定する重量判定手段と、この重量判定手段の判定した重量に応じて、前記必要電力量を補正する第１補正手段とを設けたので、必要電力量の予測を、より緻密で正確に行うことができる。

ここで、必要電力量の予測には道路勾配が大きく影響するので、道路リンクをどちらに向けて走行するのか、つまりリンクの始点、終点が重要となる。前記走行履歴データベースに記憶される走行経路の情報を、道路をノード及び道路リンクの組合せで表現した道路地図データを用いて、道路リンク、開始ノード、終了ノードのデータの集合から構成すれば（請求項２の発明）、走行方向のあいまいさ（誤り）をなくして、必要電力量の予測を確実に行うことができる。

また、電動車両が走行する際の走行環境によっても、バッテリの消費電力量は変動する。例えば、夜間の走行時にはヘッドライトを点灯し、雨天時にはワイパを駆動し、外気温が極端に暑い（或いは寒い）場合にはカーエアコンを動作させる。これらは、バッテリの消費電力量を大きくする要因となる。走行環境には、道路の渋滞情報等も含まれ、これも、消費電力量の変動の要因となる。本発明においては、前記予定走行経路を走行する際の前記電動車両の走行環境のデータを取得する走行環境情報取得手段と、この走行環境情報取得手段の取得した走行環境に応じて、前記必要電力量を補正する第２補正手段とを設けることもできる。これにより、必要電力量の予測を、より緻密で正確に行うことができる。

さらには、ユーザの嗜好に応じて使用される車載機器、例えばカーオーディオ等の使用頻度によっても、バッテリの消費電力量は変動する。本発明においては、ユーザの嗜好に応じて使用される車載機器の使用頻度を判断する車載機器使用頻度判断手段と、この車載機器使用頻度判断手段の判断に応じて、前記必要電力量を補正する第３補正手段とを設けることもできる。これにより、必要電力量の予測を、より緻密で正確に行うことができる。

本発明の電動車両の充電制御システムは、より具体的には、ユーザが電動車両のバッテリに対する充電を行わせる充電ステーションと、この充電ステーションとデータ通信手段を介して接続され、前記走行履歴データベースを備える情報センタとを含み、前記充電ステーションは、充電すべき電動車両の車種並びに現在地及び目的地を前記情報センタに対して送信し、前記情報センタは、受信した前記電動車両の現在地及び目的地から、推奨する予定走行経路を求める経路情報取得手段としての機能を備えると共に、前記走行履歴データベースを用いてその予定走行経路の走行に必要な前記バッテリの必要電力量を算出する必要電力算出手段としての機能を備え、求められた予定走行経路及び必要電力量を前記充電ステーションに対して送信し、前記充電ステーションは、受信した前記必要電力量に基づいて充電を制御する充電制御手段としての機能を備える構成とすることができる。

これによれば、情報センタにおいては、充電ステーションを介して送信された電動車両の現在地及び目的地から、予定走行経路を求めると共に、必要電力の算出（予測）を行うことができる。電動車両側では、充電ステーションを介して情報センタから予定走行経路のデータを得ることができると共に、充電ステーションにおいてバッテリに対する適切な充電が行われるようになる。

このとき、前記充電ステーションは、前記電動車両において収集された当該電動車両の走行履歴のデータを取得し、当該走行履歴データを前記情報センタに送信し、前記情報センタは、受信した前記走行履歴データを前記走行履歴データベースに記憶するように構成することができる。これによれば、情報センタでは、充電ステーションを介して多数の電動車両からの走行履歴データの収集を効率的に行うことができる。

更には、前記充電ステーションに、充電する電動車両の重量を検出する重量計測器を設けることができる。これによれば、電動車両の重量を、客観的且つ正確に計測することができる。

本発明においては、走行履歴データベースを、バッテリの必要電力量の予測以外にも、例えば以下のように利用することが可能となる。即ち、前記走行履歴データベースに基づいて、車種毎の平均的な消費電力量を算出し、出力可能な燃費情報開示手段を設けることができる。これによれば、電動車両の各車種における実際の燃費情報が開示されることによって、車種毎の燃費面の傾向（優劣）が十分な確かさで判る。例えば、ユーザが、車両の購入（買替え）やレンタルにあたっての、車種の選定の参考とすることができる。

前記走行履歴データベースにおけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの運転特性を判断する運転特性判断手段を設けることができる。これによれば、ユーザは、客観的に、燃費の良い運転をしているかどうか等を知ることができ、自らを省みて、運転技術の向上につながるものとすることができる。

前記走行履歴データベースにおけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの電動車両における異常の有無を判断し、報知する異常判断手段を設けることができる。これによれば、消費電力量が著しく大きい（燃費が極めて悪い）等があった場合に、車両に何らかの異常（故障）があると判断することができる。これらのように、本発明においては、走行履歴データベースを、広く有効に利用することも可能となる。

本発明の第１の実施例を示すもので、車両におけるシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図 情報センタにおけるシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図 充電ステーションにおけるシステムの電気的構成を概略的に示すブロック図 走行履歴データの収集に関する通信及び処理の流れを示すシーケンス図 必要電力量の予測及び充電制御に関する通信及び処理の流れを示すシーケンス図 本発明の第２の実施例を示すもので、システムの構成を概略的に示すブロック図

（１）第１の実施例
以下、本発明を電気自動車の充電制御システムに適用した第１の実施例について、図１ないし図５を参照しながら説明する。本実施例に係る充電制御システム１は、図４及び図５に示すように、電気自動車からなる電動車両２（以下、単に車両２という）と、情報センタ（ナビゲーションセンタ）３と、充電ステーション４とを備えて構成される。図１、図２、図３は、夫々、車両２、情報センタ３、充電ステーション４の構成を概略的に示しており、以下順に述べる。

図１に示すように、車両２は、車輪を回転駆動する動力源としての走行用モータ（いずれも図示せず）を備えると共に、その走行用モータや他の車載機器の電源となる例えばリチウムイオン二次電池等のバッテリ５を備えている。車両２のボディには、充電コネクタ６（充電口）が設けられている。この充電コネクタ６には、後述のように、前記充電ステーション４の充電装置や家庭用電源コンセント等の外部電源が、充電ケーブルを介して着脱可能に接続され、バッテリ５に対する充電を行うことが可能とされている。そして、前記バッテリ５に対する充電を実行、制御する充電管理ＥＣＵ７が設けられる。

このとき、車両２には、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ８が設けられ、前記充電管理ＥＣＵ７は、この車内ＬＡＮ８に接続されている。また、車内ＬＡＮ８には、車載装置として、外部との無線通信を行う車載通信機９、車重センサ１０、ナビゲーション装置１１、カーエアコン１２、カーオーディオ１３、通信接続手段としての無線ＬＡＮ装置１２等が接続されている。

前記車載通信機９は、例えばＤＣＭ等が採用され、前記情報センタ３との間でデータ通信を行ったり、例えば道路交通情報センタから提供される最新の道路交通情報（渋滞、事故、工事、車線規制、交通規制などの情報）を受信したり、気象庁から提供される最新の気象情報（天候、風向き等）を受信したりすることが可能とされている。詳しく図示はしないが、前記車重センサ１０は、シートの着座センサやタイヤの空気圧センサ等を含んで構成され、乗員の数や積載した荷物の重量の大小を判断する重量判定手段として機能するようになっている。

前記ナビゲーション装置１１は、次の構成を備える。即ち、ナビゲーション装置１１は、コンピュータを主体として構成され各種ナビゲーション処理を実行する制御回路１５を備えている。この制御回路１５には、自車の位置を検出するための自車位置検出手段としての位置検出器１６、地図データを入力する地図データ入力器１７、入力装置１８、例えばフルカラー液晶ディスプレイからなる表示出力装置１９、スピーカから合成音声を出力する音声出力装置２０、例えばハードディスク装置等からなるが接続されている。

前記位置検出器１６は、いずれも周知の、ＧＰＳ用の人工衛星からの送信電波に基づいて自車位置を検出（測位）するＧＰＳ（Global Positioning System ）のためのＧＰＳ受信機２２、自車の回転角速度を検出するジャイロスコープ２３、車速度センサ２４、地磁気センサ２５を含んでいる。前記制御回路１５は、そのソフトウエア構成（及びハードウエア構成）により、前記位置検出器１６を構成する各センサ２２〜２５からの入力に基づいて、自車両２の現在位置（絶対位置）、進行方向、速度や走行距離、現在時刻等を高精度で検出する。

制御回路１５は、検出された自車の現在位置、及び、前記地図データ入力器１７から得られる地図データに基づいて、前記表示出力装置１９の画面に、自車周辺の道路地図と共に自車の現在位置（及び進行方向）を重ね合せて表示させるロケーション機能を実現する。この場合、一般に、ロケーション機能を実現するにあたっては、自車の位置を、表示される電子地図上の道路に乗せるために、自車の移動軌跡と道路地図データ中の道路形状とを比較照合して、現在走行中の道路を推測するマップマッチングが行われる。

前記地図データ入力器１７は、例えば日本全土の道路地図データや、それに付随する、各種施設や店舗等の施設データ等を記憶した媒体（ＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭ）からデータを読出すものである。前記道路地図データは、地図上の道路を、交差点等をノードとして複数の部分に分割し、各ノード間の部分をリンクとして規定したリンクデータとして与えられる。このリンクデータは、リンク固有のリンクＩＤ（識別子）、リンク長、リンクの始点，終点（ノード）の位置データ（経度，緯度）、角度（方向）データ、道路幅、道路種別などのデータを含んで構成される。また、道路地図を表示装置の画面上に再生（描画）するためのデータも含まれている。

前記入力装置１８は、ユーザの操作を受付けるもので、表示出力装置１９の画面上に設けられたタッチパネルや表示出力装置１９の周囲に設けられたメカスイッチ、更には、例えばセンタコンソールやステアリング部分等に設けられた車載操作デバイス等を含んでいる。これにて、ユーザは、入力装置１８を操作することにより、目的地の設定などの各種の入力や選択設定を行うことができる。

このナビゲーション装置１１（制御回路１５）は、経路案内データに基づいて、設定した目的地までの推奨する経路（予定走行経路）を案内する経路案内（ルートガイダンス）機能を実現する。周知のように、この経路案内は、表示出力装置１９の画面に、道路地図に重ね合わせて走行すべき経路を表示すると共に、自車位置が所定のポイントに至ったときに、音声出力装置２０により案内音声を出力することにより行われる。

このとき、本実施例では、前記経路案内データは、後述するように、情報センタ３のサーバによって演算（経路探索）され、前記無線ＬＡＮ装置１４を用いた充電ステーション４との間との通信により取得（受信）するようになっている。あるいは、車載通信機９を用いた通信により、情報センタ３との間で直接的にデータのやり取りを行なって取得するようにしても良い。さらには、制御回路１５自体が、例えば周知のダイクストラ法を用いた推奨経路の算出を行うように構成することもできる。

そして、前記走行履歴記憶装置２１には、自車両が過去に実際に走行した走行履歴データが前記制御回路１５によって書込まれ、記憶・蓄積されるようになっている。前記走行履歴データには、例えば、走行した経路のリンク情報（道路リンク、開始ノード、終了ノードのデータの集合）、各道路リンクにおける速度（加速、減速、ブレーキ等）の情報、各道路リンクにおけるバッテリ５の消費電力量、走行日時、車両２の車重等の情報が含まれている。

この場合、消費電力量の情報には、走行用モータ以外の車載機器（カーエアコン１２、カーオーディオ１３、ヘッドライト、ワイパ等）において消費された電力量を除いた消費電力量が記憶される。尚、車両２の走行時に、例外的な状況、例えば、工事や事故による渋滞の発生、大雨や積雪等の一般的でない状況があった場合には、走行履歴から除外したり、走行履歴データ中にその旨を示す状況データを付加したりしても良い。後述するように、走行履歴記憶装置２１に記憶された走行履歴データは、前記無線ＬＡＮ装置１４を用いた通信により、充電ステーション４に送信されるようになっている。

次に、図２は、情報センタ３の電気的構成を概略的に示している。この情報センタ３は、コンピュータを主体として構成され全体の制御を行う制御装置（サーバ）２６を備えている。前記制御装置２６には、外部通信装置２７、地図データベース２８、走行履歴データベース２９、車両特性データ記憶部３０、交通情報データ記憶部３１、天気予報データ記憶部３２が接続され、制御される。

前記外部通信装置２７は、後述する充電ステーション４と例えばインターネットを介してデータ通信を行うデータ通信手段として機能する。また、外部通信装置２７により、道路交通情報センタから提供される最新の道路交通情報（渋滞予測や工事予定などの情報を含む）を取得したり、気象庁から提供される最新の気象情報（天候、気温等）を取得したりすることができる。取得された道路交通情報は、前記交通情報データ記憶部３１に記憶され、取得された気象情報は、前記天気予報データ記憶部３２に記憶される。従って、外部通信装置２７、制御装置２６、交通情報データ記憶部３１及び天気予報データ記憶部３２等から走行環境情報取得手段が構成される。

前記地図データベース２８には、経路探索用の道路地図データが記憶されている。前記走行履歴データベース２９には、後述するように、充電ステーション４を介して多数の車両２から送信されてくる走行履歴データが蓄積記憶されるようになっている。この走行履歴データには、ユーザＩＤや車両ＩＤ等と共に、車種（排気量を含む）、及び、走行経路（道路リンク情報）並びにその走行経路における消費電力量の情報を含んでいる。前記車両特性データ記憶部３０には、車両２の車種毎の特性のデータ（カタログデータ）が記憶されている。

前記制御装置２６は、そのソフトウエア及びハードウエア構成により、走行履歴管理部３３、推奨経路算出部３４、予測電力算出部３５としての機能を実現する。そのうち走行履歴管理部３３は、充電ステーション４から送信される車種毎の走行履歴データを走行履歴データベース２９に蓄積記憶する。また、推奨経路算出部３４は、車両２（充電ステーション４）から送信される車両２の現在地及び目的地の情報に基づき、周知のダイクストラ法を用いて目的地までの推奨する経路（予定走行経路）を探索（算出）する。従って、本実施例では、この推奨経路算出部３４が、経路情報取得手段として機能する。

前記予測電力算出部３５は、車両２が、前記推奨する経路（予定走行経路）を現在地から目的地まで走行する際に必要と予測される前記バッテリ５の必要電力量を算出する必要電力算出手段として機能する。このとき、詳しくは後述するように、予測電力算出部３５は、バッテリ５の必要電力量を算出するにあたり、走行履歴データベース２９を検索して、同種の車両２が、同じ走行経路（道路リンク）を走行した際に消費した消費電力量に基づいて、必要電力量を求めるようになっている。

尚、これも後述するが、本実施例では、予測電力算出部３５（制御装置２６）は、必要電力量を算出するにあたり、充電ステーション４から送信される車両２の重量情報に応じて、必要電力量を補正（車両２の重量が標準より重い場合には、必要電力量を増やす方向に補正）するようになっている。

さらに、予測電力算出部３５（制御装置２６）は、前記交通情報データ記憶部３１及び天気予報データ記憶部３２から車両２の予定走行経路における走行環境のデータを取得し、その走行環境に応じて必要電力量を補正するようになっている。例えば、夜間の走行の場合にはヘッドライトの電力消費分を考慮し、気温が暑いあるいは寒い場合にカーエアコン１２の電力消費分を考慮し、雨天の場合にはワイパの電力消費分を考慮する、等である。従って、予測電力算出部３５（制御装置２６）は、第１補正手段及び第２補正手段としての機能も備えている。

図３は、充電ステーション４の電気的構成を概略的に示している。この充電ステーション４は、コンピュータを主体として構成され全体の制御を行うシステム制御部３６を備えている。前記システム制御部３６には、前記車両２と通信接続される通信接続手段としての無線ＬＡＮ装置３７、車両２の実際の重量を計測（検出）する重量計測器３８、前記情報センタ３との間でデータ通信を行うデータ通信手段としての外部通信装置３９、外部電源としての充電装置４０が接続されている。

そのうち無線ＬＡＮ装置３７は、前記車両２の無線ＬＡＮ装置１４との間で近距離無線通信を行うものであり、その通信により、前記車両２から、目的地のデータや走行履歴データが送信されるようになっている。また、車両２側に向けて、走行経路のデータ等を送信するようになっている。

前記外部通信装置３９は、例えばインターネットを介して、前記情報センタ３の外部通信装置２７との間でデータ通信を行うものである。この場合、充電ステーション４側からは、情報センタ３に向けて、車両２から収集した走行履歴データが送信されると共に、車両２の車種並びに現在地及び目的地のデータが送信される。そして、情報センタ３からは、推奨する走行経路のデータと共に、算出された必要電力量のデータが送信される。

前記充電装置４０は、充電ケーブル４０ａを介して車両２の充電コネクタ６に接続され、車両２のバッテリ５に対する充電を実行するものである。このとき、システム制御部３６は、情報センタ３から得られた必要電力量と、バッテリ５の現在の残存電力量とに応じて、バッテリ５の残量に若干の余裕（マージン電力量）をもって目的地まで到達できる電力量となるように、バッテリ５に対する充電電力量を決定し、充電装置４０による充電を制御する。従って、システム制御部３６及び充電装置４０等から充電制御手段が構成される。尚、必要電力量をＡ、バッテリ５の残存電力量をＢ、マージン電力量をＣとすると、充電電力量は（Ａ＋Ｃ−Ｂ）となる。

次に、上記のように構成された本実施例の充電制御システム１の作用について、図４及び図５も参照しながら説明する。まず、図４のシーケンス図は、充電制御システム１を構成する車両２（特にナビゲーション装置１１の制御回路１５）、充電ステーション４（システム制御部３６）、情報センタ３（制御装置２６）の実行する走行履歴データの収集に関する通信及び処理の流れを示すものである。

即ち、車両２の走行時においては、ナビゲーション装置１１の制御装置１５によって、実際に走行した走行履歴データが走行履歴記憶装置２１に常に書込まれている（ステップＳ１）。この走行履歴データは、上述のように、車両２の種類やＩＤデータと共に、走行した経路のリンク情報（道路リンク、開始ノード、終了ノードのデータの集合）、各道路リンクにおいて走行モータが消費したバッテリ５の消費電力量、車重センサ１０により判断された車両２の重量等の情報が含まれている。尚、消費電力量を、車両２の重量が標準的である場合の数値に換算した値で記憶しても良い。

そして、車両２がバッテリ５の充電のために充電ステーション４に立ち寄ったときに、車両２の無線ＬＡＮ装置１４と、充電ステーション４の無線ＬＡＮ装置３７との間で通信接続がなされ、走行履歴記憶装置２１に記憶されている走行履歴データが、充電ステーション４に送信される（ステップＳ２）。尚、車両２においては、走行履歴データの送信後、この後不要と判断された走行履歴データは、走行履歴記憶装置２１から削除される。但し、走行履歴データの通信転送履歴と削除の履歴（ログ）は記憶される。

充電ステーション４においては、車両２から送信された走行履歴データが収集されると（ステップＳ３）、車両重量計測器３８による車両２の重量の計測が行われる（ステップＳ４）。次いで、充電ステーション４から外部通信装置３９により、情報センタ３（外部通信装置２７）に対し、収集した走行履歴データと共に、計測した車両２の車重のデータが送信される（ステップＳ５）。

情報センタ３側で外部通信装置２７により、上記走行履歴データ及び車重のデータを受信すると、制御装置２６の走行履歴管理部３３において、そのデータが、走行履歴データベース２９に蓄積記憶される（ステップＳ６）。このようにして、情報センタ３の走行履歴データベース２９には、多数の車両２が実際に走行した走行履歴データが蓄積記憶されていく。走行履歴データに、車種と、道路リンクと、消費電力量とのデータが含まれていることにより、後述するように必要電力量の予測が可能となる。本システムでは、走行履歴データを提供した車両２のユーザに対して、ポイントを付して値引きや還元等のサービスを付与することもできる。

尚、ステップＳ４で充電ステーション４において車両２の実際の重量を測定することにより、車両２側の有する車重センサ１０の誤差を修正（補正）して、より正確な車両２の重量の判定を行うことができる。また、制御装置２６（走行履歴管理部３３）においても、走行履歴データの通信転送履歴（ログ履歴）が記録される。これにより、例えば、車両２のユーザは、走行履歴データベース２９から、過去の自車の走行履歴データを読出して確認することが可能となっている。

さらに、情報センタ３において、走行履歴データベース２９に走行履歴データを記憶する際に、道路地図データにおける道路リンクの設定が、車両２側と相違しているケースが考えられる。この場合には、地図データベース２８内の道路地図データに適合するように道路リンク情報を再構成する。また、推奨する走行経路の情報を車両２側に送信する場合にも、車両２側の道路地図データに適合するように再構成する。本システムでは、走行履歴データを提供したユーザに対して、ポイントを付して値引きや還元を行うといったサービスを行うこともできる。

さて、図５のシーケンス図は、充電制御システム１を構成する車両２（ナビゲーション装置１１の制御回路１５）、充電ステーション４（システム制御部３６）、情報センタ３（制御装置２６）の実行する必要電力量の予測及び充電制御に関する通信及び処理の流れを示すものである。

ここでは、車両２においては、ユーザの入力装置１８の操作によって目的地が予め設定されている状態で、充電ステーション４に到着し、バッテリ５に対する充電を行うものとする。ステップＳ１１では、車両２の無線ＬＡＮ装置１４と、充電ステーション４の無線ＬＡＮ装置３７との間で通信接続がなされ、車両２側から、車種のデータに加え、目的地のデータと、バッテリ５の残存電力量のデータが充電ステーション４に送信される。

充電ステーション４においては、車両２側から目的地のデータとバッテリ５の残存電力量のデータとを受信し（ステップＳ１２）、その後、車両重量計測器３８による車両２の実際の重量の計測が行われる（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１４にて、充電ステーション４から、外部通信装置３９により、車種のデータ、目的地のデータ、バッテリ５の残存電力量のデータ、車両２の重量のデータが、情報センタ３（外部通信装置２７）に対し送信される。

情報センタ３側では、外部通信装置２７により、車種のデータ、目的地のデータ、バッテリ５の残存電力量のデータ、車両２の重量のデータを受信すると（ステップＳ１５）、ステップＳ１６にて、制御装置２６の推奨経路算出部３４が、車両２の現在地（充電ステーション４の位置）から前記目的地までの、推奨する走行経路を通常の方法で算出（探索）する。次いで、ステップＳ１７にて、制御装置２６の予測電力算出部３５が、その走行経路を走行する際に必要と予測されるバッテリ５の必要電力量を算出する。

この必要電力量を算出するにあたっては、走行履歴データベース２９の走行履歴データを検索して、同種の電動車両２が、同じ走行経路（各道路リンク）を走行した際に消費した消費電力量に基づき、予定走行経路全体に関しての消費電力量の総和を求めることが行なわれる。このとき、走行履歴データは、実際に多数の電動車両２が走行した際のデータ、つまり道路勾配を潜在的に含んだ消費電力量のデータとなっているので、その経路を走行する際に必要となる電力を、より正確に予測することができる。

尚、走行履歴データベース２９に記憶される走行経路（道路リンク）の情報を、道路をノード及び道路リンクの組合せで表現した道路地図データを用いて、道路リンク、開始ノード、終了ノードのデータの集合から構成したので、走行方向のあいまいさ（誤り）をなくして、必要電力量の予測を確実に行うことができる。また、一つの道路リンクに関して同一車種で多数の消費電力量のデータが存在する場合には、平均値やメジアンを用いる等の統計的処理を施しておくことができる。

ステップＳ１８では、車両２の重量のデータに基づき、求められた必要電力量を補正することが行なわれる。ここで、同じ車種の車両２にあっても、乗員数や荷物の多寡によって重量が相違し、重量が大きければ、同じ経路を走行してもバッテリ５の消費電力量は大きくなる。従って、この補正によって、緻密で正確な必要電力量の予測を行うことができる。

ステップＳ１９では、車両２が走行する際の走行環境によって、求められた必要電力量を補正することが行なわれる。この場合、夜間の走行時にはヘッドライトを点灯し、雨天時にはワイパを駆動し、外気温が極端に暑い（或いは寒い）場合にはカーエアコン１２を動作させることになり、これらが、バッテリ５の消費電力量を大きくする要因となる。更には、予定走行経路に渋滞が発生すれば、やはりバッテリ５の消費電力量は大きくなる。従って、走行環境に応じて必要電力量を補正することにより、必要電力量の予測を、より緻密で正確に行うことができる。

ステップＳ２０では、外部通信装置２７により、求められた推奨する走行経路（予定走行経路）のデータ、及び、必要電力量のデータを、充電ステーション４（外部通信装置３９）に送信する。充電ステーション４側では、外部通信装置３９により、推奨する走行経路のデータ、及び、必要電力量のデータを受信すると（ステップＳ２１）、無線ＬＡＮ装置３７により、車両２（無線ＬＡＮ装置１４）に対して推奨する走行経路のデータを送信すると共に、充電装置４０により、車両２のバッテリ５に対する充電を実行する（ステップＳ２２）。

車両２においては、ステップＳ２３にて、バッテリ５に対し上記した必要電力量に応じた充電が実行される。この場合、充電装置４０により実行される充電電力量は、必要電力量をＡ、バッテリ５の残存電力量をＢ、マージン電力量をＣとすると、（Ａ＋Ｃ−Ｂ）となる。これにて、バッテリ５に対し、目的地までの走行に必要且つ十分な電力量となるように充電が行われるのである。また、その後、車両２においては、受信した推奨する走行経路のデータに基づいて、経路案内が実行される。

このように本実施例の充電制御システム１によれば、情報センタ３に、多数の車両２の走行履歴データを記憶する走行履歴データベース２９を設け、予定走行経路を車両２が走行する際に必要と予測されるバッテリ５の必要電力を、走行履歴データベース２９を検索して、同種の車両２が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて求めるようにした。これにより、道路地図データ中に、精度の高い道路勾配のデータを整備することなく、走行経路を走行する際に必要となる電力を、道路勾配を考慮した状態で、正確に予測することができる。

この結果、電動車両２が目的地までの予定走行経路を走行する際に必要とされるバッテリ５の必要電力量を高精度で予測することができる。ひいては、バッテリ５に対し、目的地までの走行に必要且つ十分な電力量となるような適切な充電を行うことができ、充電時間やコストを少なく抑えることができる。また、本実施例では、車両２の重量や走行環境によって、必要電力量を補正するようにしているので、より緻密で正確な必要電力量の予測を行うことができるものである。

更には、特に本実施例では、充電ステーション４を含み、車両２と情報センタ３との間で充電ステーション４を介在させたシステムとしたので、データ通信、特に多数の電動車両２からの走行履歴データの収集等を効率的に行うことができる。また、充電ステーション４に、車両重量計測器３８を設置できるので、車両２の重量を、客観的且つ正確に計測することが可能となる等のメリットを得ることができる。

（２）第２の実施例、その他の実施例
図６は、本発明の第２の実施例に係る充電制御システム５１の構成を概略的に示すものであり、以下、上記第１の実施例と異なる点について述べる。即ち、この充電制御システム５１では、充電ステーション４を介さずに、外部電源としての家庭用電源５２を用いて、自宅で電動車両２のバッテリ５の充電を行うものとなっている、そして、電動車両２には、パソコン、携帯電話機、スマートフォン等の情報端末５３が、無線通信或いはケーブルにより接続され、前記情報端末５３により、インターネット５４を介して情報センタ３とデータ通信を行うように構成されている。

この場合、車両２の走行履歴記憶装置２１に記憶されている走行履歴データを、情報端末５３を介して情報センタ３に送信することにより、情報センタ３では、多数の車両２の走行履歴データを収集し、走行履歴データベース２９に蓄積記憶することができる。そして、ユーザが、情報端末５３を操作して、例えば翌日の走行予定（自宅を出発する時刻や目的地）を入力するとそのデータが、情報センタ３に送信される。

情報センタ３では、出発地（自宅）から入力された目的地までの推奨する走行経路（予定走行経路）を求めると共に、予定走行経路を車両２が走行する際に必要と予測されるバッテリ５の必要電力を、走行履歴データベース２９を検索して、同種の車両２が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて算出する。そして、情報センタ３から情報端末５３に対し、推奨する走行経路のデータ及び必要電力量のデータが送信され、車両２側では、その必要電力量のデータに基づいて、例えば安価な深夜電力を用いてバッテリ５の必要な充電を行うことが可能となる。

このような第２の実施例によれば、上記第１の実施例と同様に、予定走行経路を車両２が走行する際に必要と予測されるバッテリ５の必要電力を、走行履歴データベース２９を検索して、同種の車両２が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて求めるようにした。これにより、道路地図データ中に、精度の高い道路勾配のデータを整備することなく、走行経路を走行する際に必要となる電力を、道路勾配を考慮した状態で、正確に予測することができる。この結果、電動車両２が目的地までの予定走行経路を走行する際に必要とされるバッテリ５の必要電力量を高精度で予測することができ、ひいては、バッテリ５に対し、目的地までの走行に必要且つ十分な電力量となるような適切な充電を行うことができる。

尚、図示はしないが、本発明は、例えば以下のように変更して実施することが可能である。即ち、上記第１の実施例では、車両２の重量に応じて必要電力量を補正する第１補正手段、及び、走行環境に応じて必要電力量を補正する第２補正手段を設けるようにしたが、ユーザの嗜好に応じて使用される車載機器例えばカーオーディオ１３の使用頻度を判断し、その判断に応じて、必要電力量を補正する第３補正手段を設けるようにしても良い。これによれば、ユーザの嗜好に応じて使用されるカーオーディオ１３等の使用頻度によっても、バッテリ５の消費電力量が変動するので、必要電力量の予測を、より緻密で正確に行うことができる。

また、本発明においては、前記走行履歴データベース２９の走行履歴データを、バッテリ５の必要電力量の予測以外にも、例えば以下のように利用することが可能となる。即ち、走行履歴データベース２９に基づいて、車種毎の平均的な消費電力量を算出し、出力可能な燃費情報開示手段を設けることができる。これによれば、電動車両２の各車種における実際の燃費情報が開示されることによって、車種毎の燃費面の傾向（優劣）が十分な確かさで判る。例えば、ユーザが、車両２の購入（買替え）やレンタルにあたっての、車種の選定の参考とすることができる。

前記走行履歴データベース２９におけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの運転特性を判断する運転特性判断手段を設けることができる。これによれば、ユーザは、客観的に、燃費の良い運転をしているかどうか等を知ることができ、自らを省みて、運転技術の向上につながるものとすることができる。

前記走行履歴データベース２９におけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの電動車両２における異常の有無を判断し、報知する異常判断手段を設けることができる。これによれば、消費電力量が著しく大きい（燃費が極めて悪い）等があった場合に、車両２に何らかの異常（故障）があると判断することができる。これらのように、本発明においては、走行履歴データベース２９を、広く有効に利用することも可能となる。

その他、本発明は、電気自動車に限らず、外部電源からのバッテリへの充電が可能ないわゆるプラグインハイブリッド車にも適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

図面中、１、５１は充電制御システム、２は電動車両、３は情報センタ、４は充電ステーション、５はバッテリ、１０は車重センサ（重量判定手段）、１１はナビゲーション装置、１２はカーエアコン、１３はカーオーディオ（車載機器）、１４は無線ＬＡＮ装置、１５は制御回路、２１は走行履歴記憶装置、２６は制御装置（経路情報取得手段、必要電力算出手段、第１補正手段、第２補正手段、走行環境情報取得手段）２７は外部通信装置（データ通信手段）、２９は走行履歴データベース、３６はシステム制御部（充電制御手段）、３７は無線ＬＡＮ装置、３８は車両重量計測器（重量判定手段）、４０は充電装置（外部電源）、５２は家庭用電源（外部電源）を示す。

Claims (10)

1. 走行用モータ及びその走行用モータの電源となる充電可能なバッテリを備える電動車両における、前記バッテリに対する外部電源による充電を制御する電動車両の充電制御システムであって、
   多数の電動車両が実際に走行した、車種及び走行経路並びに該走行経路における走行用モータにおいて消費された消費電力量の情報を含む走行履歴データを収集し蓄積記憶する走行履歴データベースと、
   ユーザが指定した目的地までの予定走行経路の情報を取得する経路情報取得手段と、
   前記電動車両が前記予定走行経路を走行する際に必要と予測される前記バッテリの必要電力量を算出する必要電力算出手段と、
   前記必要電力量に基づいて前記バッテリの充電を制御する充電制御手段とを具備し、
   前記必要電力算出手段は、前記走行履歴データベースを検索して、同種の電動車両が、同じ走行経路を走行した際に消費した消費電力量に基づいて、必要電力量を求めるように構成され、
   さらに、前記予定走行経路を走行する際の前記電動車両の重量を判定する重量判定手段と、
   この重量判定手段の判定した重量に応じて、前記必要電力量を補正する第１補正手段とを備えることを特徴とする電動車両の充電制御システム。
2. 前記走行履歴データベースに記憶される走行経路の情報は、道路をノード及び道路リンクの組合せで表現した道路地図データを用いて、道路リンク、開始ノード、終了ノードのデータの集合から構成されることを特徴とする請求項１記載の電動車両の充電制御システム。
3. 前記予定走行経路を走行する際の前記電動車両の走行環境のデータを取得する走行環境情報取得手段と、
   この走行環境情報取得手段の取得した走行環境に応じて、前記必要電力量を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電動車両の充電制御システム。
4. ユーザの嗜好に応じて使用される車載機器の使用頻度を判断する車載機器使用頻度判断手段と、
   この車載機器使用頻度判断手段の判断に応じて、前記必要電力量を補正する第３補正手段とを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動車両の充電制御システム。
5. ユーザが電動車両のバッテリに対する充電を行わせる充電ステーションと、この充電ステーションとデータ通信手段を介して接続され、前記走行履歴データベースを備える情報センタとを含んで構成され、
   前記充電ステーションは、充電すべき電動車両の車種並びに現在地及び目的地を前記情報センタに対して送信し、
   前記情報センタは、受信した前記電動車両の現在地及び目的地から、推奨する予定走行経路を求める経路情報取得手段としての機能を備えると共に、前記走行履歴データベースを用いてその予定走行経路の走行に必要な前記バッテリの必要電力量を算出する必要電力算出手段としての機能を備え、求められた予定走行経路及び必要電力量を前記充電ステーションに対して送信し、
   前記充電ステーションは、受信した前記必要電力量に基づいて充電を制御する充電制御手段としての機能を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動車両の充電制御システム。
6. 前記充電ステーションは、前記電動車両において収集された当該電動車両の走行履歴のデータを取得し、当該走行履歴データを前記情報センタに送信し、前記情報センタは、受信した前記走行履歴データを前記走行履歴データベースに記憶することを特徴とする請求項５記載の電動車両の充電制御システム。
7. 前記充電ステーションには、充電する電動車両の重量を検出する重量計測器が設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の電動車両の充電制御システム。
8. 前記走行履歴データベースに基づいて、車種毎の平均的な消費電力量を算出し、出力可能な燃費情報開示手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電動車両の充電制御システム。
9. 前記走行履歴データベースにおけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの運転特性を判断する運転特性判断手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電動車両の充電制御システム。
10. 前記走行履歴データベースにおけるユーザ毎の走行履歴データに基づいて、当該ユーザの電動車両における異常の有無を判断し、報知する異常判断手段を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の電動車両の充電制御システム。

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