JP5903129B2

JP5903129B2 - 探索システム

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Publication number: JP5903129B2
Application number: JP2014136740A
Authority: JP
Inventors: 小林　雄一; 雄一小林; 譲福田; 正守柏山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: US20120136574A1; CN102460073B; CN102460073A; EP2437031A4; WO2010137307A1; JPWO2010137307A1; JP2014197020A; EP2437031A1; JP5575760B2; US8768624B2

Description

本発明は、電気自動車、電動二輪車等のバッテリを充電して走行する電動車両(移動体)について、特に探索システムに関する。

バッテリーに充電された電力により走行する電気自動車が市場に投入される初期段階では、フル充電時の走行可能距離が短く、また充電可能な充電スポットが少ないことから、長距離運転にはドライバの不安がある。これに対し、目的地においてバッテリへの充電が可能か否かを判断し、目的地での充電が不可能と判断したときは、検索した目的地近傍または、目的地への経路近傍の充電スポットを表示することでドライバに安心感を与える技術が特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許第３９００９９３号特開２００６−１１２９３２

しかし、目的地近傍または目的地への経路近傍の到達可能な充電スポットを経由するルート(走行経路)を設定しようとしても、目的地や経路の近傍に適当な充電スポットが存在しない可能性があり、別の充電スポットを経由するルートの方が望ましいルートになる場合がある。

開示する探索システムは、移動体の出発地から目的地までに前記移動体が経由する充電スポットを探索する探索システムであって、充電スポットの名称、位置、および満空状況を示す情報を含む充電スポット情報を記憶する記憶部、並びに、移動体から、出発地および目的地それぞれの位置および移動体のバッテリ残量を示す情報を受信すると、受信した出発地および目的地それぞれの位置およびバッテリ残量を示す情報と、記憶部に記憶されている充電スポット情報とに基づき、受信したバッテリ残量と充電スポット情報に含まれる充電スポットの満空状況とに対応した充電スポットを経由する、移動体の経路情報を作成し、作成した経路情報を移動体に出力する中央処理装置を有する。

本発明によれば、バッテリ切れにならずに（バッテリ残量としての電力量＞０を維持した状態で）走行できる充電スポットを抽出し、抽出した充電スポットを経由する経路を移動体へ出力でき、移動体の運転を支援することができる。

移動体向け運転支援システムの構成を例示する図である。充電スポット情報の一例を示す図である。充電スポット間コストの一例を示す図である。プローブ情報の一例を示す図である。電力消費地図の一例を示す図である。充電スポット情報処理部の処理を例示するフローチャートである。経路探索処理部の処理を例示するフローチャートである。経路探索処理部の一部の処理を例示するフローチャートである。出発地、経由地、目的地、充電スポットの位置関係の一例を示す図である。ノード情報の一例を示す図である。走行距離や走行時間を算出するための近似式の一例である。図１１のパラメータの一例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、遠隔誘導サーバが、バッテリーに充電された電力により走行する移動体(車両)から、出発地と目的地とバッテリ残量(電力量)とを受信し、遠隔誘導サーバが保持する充電スポット情報に基づいて、受信したバッテリ残量(利用可能な電力量)に対応した充電スポットを経由する経路情報を作成し、移動体に出力(送信)するものである。充電スポットとは、ガソリン車両におけるガソリンスタンドに相当するもので、電動車両向けに充電サービスを提供する設備を有する場所である。充電スポットは、一般の充電設備や急速充電設備を備えるガソリンスタンドや駐車場であっても良い。

図１は、移動体向け運転支援システムの構成図である。図示するように、移動体向け運転支援システムは、移動体１０、移動体１０に向けて経路情報を提供する遠隔誘導サーバ２０、移動体１０が自らの位置を検出するための情報を、移動体１０の外部から発信する位置情報発信機３０、移動体１０による無線通信回線の接続先である無線通信基地局４０、及び遠隔誘導サーバ２０と無線通信基地局４０とを接続するネットワーク５０を有する。移動体１０と遠隔誘導サーバ２０は、無線通信基地局４０とネットワーク５０とを介して通信する。一台の遠隔誘導サーバ２０には、ネットワーク５０を介して一般に複数の無線通信基地局４０が接続される。無線通信基地局４０は、複数の移動体１０と同時に通信できる。

または、移動体向け運転支援システムは、移動体１０との間に中継端末を有し、移動体１０と遠隔誘導サーバ２０は、中継端末とネットワーク５０とを介して通信しても良い。中継端末は、USBメモリなどのブリッジメディアを介してデータ転送し、ネットワークに接続するPCなどである。一台の遠隔誘導サーバ２０には、ネットワーク５０を介して一般に複数の中継端末が接続される。中継端末は、複数の移動体１０とブリッジメディア経由でデータ転送できる。

移動体１０は、例えば、電気自動車、電動二輪車などの電動車両である。遠隔誘導サーバ２０は、テレマティクスサービス（“通信技術と情報サービスの合体”。特に日本では、インターネットと車載情報無線技術の融合サービス）提供サーバや一般のＡＳＰ（Application Service Provider）サーバの一部の機能として含まれても良い。位置情報発信機３０は、路側帯に設置された位置情報発信機であっても良いし、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星や光ビーコンであっても良い。無線通信基地局４０は、携帯電話やＰＨＳ、無線ＬＡＮなどの基地局（アクセスポイント）であっても良い。ネットワーク５０は、携帯電話網であっても良いし、インターネット網であっても良い。

ここでは、移動体１０を、無線通信装置を搭載し、遠隔誘導サーバ２０と無線通信により接続する車両として説明する。

移動体１０は、ＧＰＳや光ビーコンなどの位置情報発信機３０に対応する装置や車速パルスやジャイロなどの自律航法装置などにより移動体１０の位置を検知する位置検出装置１２０、携帯電話やＰＨＳ、無線ＬＡＮなどの無線通信装置１３０、液晶ディスプレイやスピーカなどの出力装置１４０、バッテリ残量を計測するなどバッテリの状態を管理するバッテリ管理装置１５０、及び中央処理装置（ＣＰＵ）１１０を搭載している。中央処理装置（ＣＰＵ）１１０は、位置検出装置１２０、無線通信装置１３０、出力装置１４０、バッテリ管理装置１５０などと接続し、遠隔誘導サーバ２０に車両状態を送信したり、探索経路を受信したりする機能を実現する。

中央処理装置１１０は、プログラムを実行することにより、出発地と目的地の位置情報及びバッテリ残量を遠隔誘導サーバ２０に送信し、遠隔誘導サーバ２０から経路探索結果情報１５１を取得する経路探索要求処理部１１１と、位置検出装置１２０から取得した移動体１０の位置情報とバッテリ管理装置１５０から取得した移動体１０のバッテリ残量とを定期的に遠隔誘導サーバ２０に送信する車両状態処理部１１２を実現する。

遠隔誘導サーバ２０は、ネットワーク５０に接続するための通信装置２３０、充電スポット情報２５１や数値地図２５５などを蓄積するためのハードディスクなどの記憶装置２５０、通信装置２３０や記憶装置２５０と接続し、経路探索などを実現する中央処理装置（ＣＰＵ）２１０を有する。

中央処理装置２１０は、プログラムを実行することにより、移動体１０が送信する出発地と目的地の位置情報及びバッテリ残量を、通信装置２３０を介して受信し、記憶装置２５０内の充電スポット情報２５１や充電スポット間コスト２５２、プローブ情報２５３、電力消費地図２５４、数値地図２５５を用いて経路探索する経路探索処理部２１１と、充電スポット情報２５１を更新したり充電スポット情報２５１から充電スポット間コスト２５２を作成したりする充電スポット情報処理部２１２と、移動体１０が定期的に送信する位置情報及びバッテリ残量を、記憶装置２５０にプローブ情報２５３として蓄積し、収集したプローブ情報２５３を統計処理して道路(区間)ごとの推定電力消費量を算出し、記憶装置２５０に電力消費地図２５４として蓄積する電力消費情報処理部２１３とを実現する。

または、遠隔誘導サーバ２０の中央処理装置２１０によって実現される、経路探索処理部２１１と充電スポット情報処理部２１２と電力消費情報処理部２１３が、遠隔誘導サーバ２０の代わりに移動体１０の中央処理装置１１０によって実現され、遠隔誘導サーバ２０の記憶装置２５０に蓄積された充電スポット情報２５１と充電スポット間コスト２５２とプローブ情報２５３と電力消費地図２５４と数値地図２５５とが、遠隔誘導サーバ２０の代わりに移動体１０の記憶装置に格納されており、出発地と目的地とバッテリ残量(電力量)とから移動体１０が自ら保持する充電スポット情報に基づいて、バッテリ残量(利用可能な電力量)に対応した充電スポットを経由する経路情報を作成し、出力装置に出力しても良い。

ここでは、移動体１０と遠隔誘導サーバ２０とが無線通信により接続して、遠隔誘導サーバ２０が、移動体１０から、出発地と目的地とバッテリ残量(電力量)とを受信し、遠隔誘導サーバ２０が保持する充電スポット情報に基づいて、受信したバッテリ残量(利用可能な電力量)に対応した充電スポットを経由する経路情報を作成し、移動体１０に出力(送信)するものとして説明する。

図２は、充電スポットの属性情報を管理するための充電スポット情報２５１の一例を示す図である。充電スポット情報２５１の項目は、充電スポットを識別する充電スポットＩＤ２５１０、充電スポットの名称２５１１、充電スポットの位置を表す緯度２５１２、経度２５１３、住所２５１４、充電スポットの営業時間２５１５、充電スポットがサポートする充電方式２５１６、充電スポットの現在の込み具合（満車状態か空きが有る状態）を表す満空情報２５１７であり、充電スポット毎にこれらの情報が記憶装置２５０に格納される。

図３は、充電スポット間の走行距離や旅行時間(走行時間)を管理する充電スポット間コスト２５２の一例を示す図である。充電スポット間コスト２５２は、遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２が経路探索処理部２１１を用いることにより、充電スポット情報２５１から生成される。充電スポット間コスト２５２の項目は、出発地としての充電スポットを識別する出発充電スポットＩＤ２５２０、目的地としての充電スポットを識別する目的充電スポットＩＤ２５２１、優先道優先、一般道優先、距離優先などの経路探索の探索条件２５２２、充電スポットを出発する時間帯を識別する出発日時ＩＤ２５２３、探索条件２５２２の条件に従い出発日時ＩＤ２５２３の時間帯に出発充電スポットＩＤ２５２０の充電スポットから目的充電スポットＩＤ２５２１の充電スポットまで経路探索した結果の走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６である。充電スポット間コスト２５２には、充電スポット情報２５１に格納されている充電スポットの全ての組み合わせの内、走行距離２５２４が一般的な電動車両のフル充電時の航続距離（１回のフル充電で可能な走行距離）以下の組み合わせ毎に、走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６を格納する。充電スポット間コスト２５２には、優先道優先、一般道優先、距離優先など経路探索時の探索条件ごとの走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６を格納しても良い。また、充電スポット間コスト２５２には、土日祝平日などの曜日や一時間単位の時間帯ごとの走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６を格納しても良い。

図４は、遠隔誘導サーバ２０が移動体１０から受信するプローブ情報２５３の一例を示す図である。プローブ情報２５３の項目は、移動体１０を識別する車両ＩＤ２５３０、移動体１０の位置を表す緯度２５３１、経度２５３２、移動体１０のバッテリ残量２５３３、移動体１０が緯度２５３１や経度２５３２、バッテリ残量２５３３を測定した日時２５３４であり、移動体１０毎にこれらの情報が記憶装置２５０に格納される。

図５は、道路の交差点間(交差点はある地点を示す情報として用い易いだけで、地点を特定できるならば地点間としての道路区間)の推定電力消費量を管理する電力消費地図２５４の一例を示す図である。電力消費地図２５４は、遠隔誘導サーバ２０の電力消費情報処理部２１３により、プローブ情報２５３を統計処理して算出される。電力消費地図２５４の項目は、地図の詳細度を表すレベル２５４０、レベル２５４０における地図をマス目単に分割したときにそのマスを識別するメッシュＩＤ２５４１、メッシュＩＤ２５４１における一つの交差点を起点に他の交差点を終点にするリンクを識別するリンクＩＤ２５４２、リンクＩＤ２５４２において移動体が消費する電力量を表す電力消費量２５４３であり、交差点間毎にこれらの情報が記憶装置２５０に格納される。メッシュＩＤ２５４１は、リンクの起点となる交差点(地点)を、遠隔誘導サーバ２０が地図上で認識するための情報である。終点となる他の交差点は、起点の交差点と同じメッシュ内にあっても異なるメッシュにあっても良い。起点から終点への一方向性のリンクに対応する電力消費量２５４３を保持する理由は、リンクに対応する経路が坂道である場合など、逆方向とは電力消費量が異なることがあるからである。

図６は、遠隔誘導サーバ２０に搭載する中央処理装置（ＣＰＵ）２１０の処理（充電スポット情報処理部２１２）が充電スポット間コスト２５２を生成するフローチャートである。充電スポット情報処理部２１２は、例えば4か月に1回の割合で、遠隔誘導サーバ２０の運営者により起動され、処理を実行する。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、一般的な電動車両のフル充電時の航続距離をRとする（変数Ｒに代入する）（S1210）。例えばR＝200kmとする。なお、ここでは一般的な電動車両のフル充電時の航続距離をRとして説明するが、車種や年式毎に、対応する航続距離Rを用いても良い。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、優先道優先、一般道優先、距離優先など経路探索時の探索条件ごとのコストを算出するために、変数ｓを1から探索条件の種類の数Lまで1つずつ加算する（S1212）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、土日祝平日などの曜日や一時間単位の時間帯ごとののコストを算出するために、変数ｔを1から時間帯の種類の数Mまで1つずつ加算する（S1214）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、充電スポット情報２５１に格納されている充電スポットの全ての組み合わせを調べるため、変数ｉを1から充電スポット情報２５１に格納されている充電スポットの数Nまで1つずつ加算する（S1216）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、充電スポット情報２５１に格納されている充電スポットの全ての組み合わせを調べるため、変数jを1から充電スポット情報２５１に格納されている充電スポットの数Nまで1つずつ加算する（S1218）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、iの値とjの値を比較する（S1220）。iとjが異なればS1220へ、iとjが等しければ、同じ充電スポットであるので、S1282へ進む。

S1220で、iとjが異なる場合、遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、ｓ番目の探索条件とｔ番目の探索時間帯を決定する（S1230）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、充電スポット情報２５１からi番目とj番目の充電スポット情報との緯度２５１２、経度２５１３を取得する（S1240）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、S1230で決定したｓ番目の探索条件及びｔ番目の探索時間帯に従って、S1240で取得したi番目の充電スポットの緯度、経度からj番目の充電スポットの緯度、経度までの経路探索処理を実行する（S1250）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、S1250で探索した経路に関して、電力消費地図２５５を用いて充電スポット間の電力消費量を算出し(i番目の充電スポットからj番目の充電スポットへの、リンクID２５４２毎の電力消費量２５４３を加算し)、算出結果と一般的な電動車両のフル充電時の電力量とを比較する（S1260）。充電スポット間の電力消費量は、簡単に一般的な電動車両のフル充電時の航続距離Rと充電スポット間の走行距離との比をフル充電時の電力量に掛けることで算出しても良い。算出した充電スポット間の電力消費量がフル充電時の電力量より小さい場合はS1270へ、充電スポット間の電力消費量がフル充電時の電力量以上の場合はS1282へ進む。なお、図６では、電力量比較ではなく、距離比較として示しているのは、電力消費量が単位距離当たりの電力消費量に距離を乗じて得られるからである。すなわち、S1260は電力量比較であっても、距離比較であっても良い。

S1260で、j番目の充電スポットに到達できる場合、遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、充電スポット間コスト２５２の中に、i番目の充電スポットの出発充電スポットＩＤ２５２０、j番目の充電スポットの目的充電スポットＩＤ２５２１、ｓ番目の探索条件、ｔ番目の出発日時ＩＤ２５２３に対応させて、コストデータ（走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６）を記録する（S1270）。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、jがN以下であればS1218に戻る（S1282）。jがNと等しければ、S1284に進む。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、iがN以下であればS1216に戻る（S1284）。iがNと等しければ、S1286に進む。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、ｔがM以下であればS1214に戻る（S1286）。ｔがMと等しければ、S1288に進む。

遠隔誘導サーバ２０の充電スポット情報処理部２１２は、ｓがL以下であればS1212に戻る（S1288）。ｓがLと等しければ、充電スポット間コスト２５２を生成する処理を終了する。

図７は、遠隔誘導サーバ２０に搭載する中央処理装置（ＣＰＵ）２１０の処理（経路探索処理部２１１）が経路探索するフローチャートである。移動体１０を利用するユーザからの要求に応じて、移動体１０に搭載する中央処理装置（ＣＰＵ）１１０の経路探索要求処理部１１１は経路探索要求をネットワーク５０を介して、遠隔誘導サーバ２０に送信する。経路探索要求の受信に応答して、遠隔誘導サーバ２０（経路探索処理部２１１）は処理を開始する。ネットワーク５０に接続する中継端末などの端末機器を利用するユーザが遠隔誘導サーバ２０に要求し、処理を開始しても良い。経路探索要求には、出発地、目的地、経由地それぞれの緯度及び経度、バッテリ残量、探索条件、並びに出発時間帯を含んでいる。また、ユーザはあらかじめ経由したい充電スポットを１つ以上指定しても良い。ここで指定した充電スポットを指定充電スポットと呼ぶ。

出発地、目的地の緯度及び経度は必須項目であり、これらが含まれない経路探索要求に対して遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１はエラーを応答する。経由地の緯度及び経度、バッテリ残量、探索条件、出発時間帯、指定充電スポットは任意の項目である。

経由地の緯度及び経度、指定充電スポットのうち、経路探索要求に含まれない(指定されない)項目については、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１はこれらの項目を考慮しないで経路探索要求を処理する。バッテリ残量、探索条件、出発時間帯のうち、経路探索要求に含まれない(指定されない)項目について、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１はあらかじめ設定した初期値を利用して処理する。例えば、バッテリ残量の初期値は「20kwh」、探索条件の初期値は「有料道優先」、出発時間帯の初期値は「Sun 12:00」である。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、移動体１０や中継端末などが送信した経路探索要求に含まれる必須項目である出発地、目的地それぞれの緯度及び経度、並びに、任意の項目である、経由地の緯度及び経度、バッテリ残量、探索条件、出発時間帯、指定充電スポットのうち指定された項目を受信し、出発地から区間を１つずつ選択する（S1102）。区間とは、図９に示す様に、出発地、経由地、目的地のそれぞれ隣り合う地点間のことである。図９では、経由地は１つであるが、経由地の数は０でも２つ以上であっても良い。従って、区間の数は、常に経由地の数より１つ多いことになる。また、最初の区間の始点は出発地となり、最後の区間の終点は目的地となる。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間の始点と終点を含み区間の始点と終点との中間地点近傍を中心とした楕円内に含まれる充電スポットを、充電スポット情報２５１の中から検索し、候補充電スポットとして記録する（S1140）。候補充電スポットは、区間の始点と終点とを結ぶ直線からの距離が範囲距離以内の充電スポットを選出しても良い。範囲距離とは、区間始点でのバッテリ残量で航続可能な距離でも良いし、区間の始点と終点間の距離の半分でも良い。例えば図９で区間１を対象としたとき、候補充電スポットは、出発地と経由地を結ぶ直線から範囲距離内にある充電スポットＡ、充電スポットＢ、充電スポットＣを選出する。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1140で検索した結果から該当する充電スポットが存在するかを判別する（S1150）。充電スポットが存在する場合はS1152へ、充電スポットが存在しない場合はS1110へ進む。

S1150で、充電スポットが存在しなかった場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、該当区間の始点、終点の緯度及び経度と、経路探索要求に含まれる探索条件、並びに出発時間帯から、記憶装置２５０に蓄積された数値地図２５５を用いて、区間の始点から終点への経路探索を実行する（S1110）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1110で探索した経路に対応する電力消費地図２５５に基づいて、区間の始点から終点までの電力消費量を算出する（S1120）。区間の始点から終点までの電力消費量の算出は、S1260の説明で示したように、リンク毎の電力消費量を加算しても良いし、一般的な電動車両のフル充電時の航続距離に対するフル充電時の電力量の割合を、区間の始点から終点までの走行距離を掛けることで算出しても良い。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1120で得られた区間の始点から終点までの電力消費量と、区間始点でのバッテリ残量(利用可能な電力量)とを比較する（S1130）。S1130は、区間始点でのバッテリ残量で充電なしで区間の始点から終点まで到達できるか否かを評価している。区間の始点から終点までの電力消費量がバッテリ残量以上、つまりバッテリ残量では充電なしで区間の始点から終点まで到達できない場合はS1199へ、区間の始点から終点までの電力消費量がバッテリ残量より小さい、つまりバッテリ残量で充電なしで区間の始点から終点まで到達できる場合はS1186へ進む。

S1150で、充電スポットが存在する場合、区間の始点から各充電スポットまでの航続距離や航続時間を推定する準備として、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間の始点に最も近い始点付近充電スポットを、充電スポット情報２５１の中から検索し、始点及び始点付近充電スポットの緯度及び経度と、経路探索要求に含まれる探索条件、並びに出発時間帯から、記憶装置２５０に蓄積された数値地図２５５を用いて、区間の始点から始点付近充電スポットまでの経路探索を実行する（S1152）。例えば図９で区間１を対象としたとき、始点付近充電スポットは充電スポットＡであり、出発地から充電スポットＡまでの経路探索を実行することになる。区間の始点から各充電スポットまでの航続距離や航続時間を推定する方法は、図８のS4110で説明する。

各充電スポットから区間の終点までの航続距離や航続時間を推定する準備として、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間の終点に最も近い終点付近充電スポットを、充電スポット情報２５１の中から検索し、終点及び終点付近充電スポットの緯度及び経度と、経路探索要求に含まれる探索条件、並びに出発時間帯から、記憶装置２５０に蓄積された数値地図２５５を用いて、終点付近充電スポットから区間の終点までの経路探索を実行する（S1154）。例えば図９で区間１を対象としたとき、終点付近充電スポットは充電スポットＣであり、充電スポットＣから経由地までの経路探索を実行することになる。各充電スポットから区間の終点までの航続距離や航続時間を推定する方法は、図８のS4110で説明する。

経由地で充電できるわけではないため、経由地に到着するとき、少なくとも近くの充電スポットまで航続可能なバッテリ残量が必要である。よって遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、必要バッテリ残量を算出する（S1156）。必要バッテリ残量は、例えば最後の区間（すなわち区間の終点が目的地）のときは０、それ以外（すなわち区間の終点が経由地）のときはS1154で求めた終点付近充電スポットから区間の終点までの経路探索結果から算出する。算出方法は、S1260の説明で示したように、リンク毎の電力消費量を加算しても良いし、一般的な電動車両のフル充電時の航続距離に対するフル充電時の電力量の割合を、終点付近充電スポットから区間の終点までの走行距離を掛けることで算出しても良い。または精度を上げるために、区間の終点から終点付近充電スポットまでの経路探索を実行し、その探索結果より必要バッテリ残量を算出しても良い。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1140で検索した充電スポットから、経由するとバッテリ切れにならず（バッテリ残量＞０）に効率よく走行できる充電スポットを抽出する（S1160）。充電スポットを抽出する具体的な方法は、後で図８を用いて説明する。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1160の処理結果に基づいて、経由する充電スポットが存在し、かつ区間の終点に到達できるかを判別する（S1170）。S1170は、経由する充電スポットでバッテリに充電して区間の始点から終点まで到達できるか否かを評価している。終点に到達できる場合はS1180へ、終点に到達できない場合はS1199へ進む。

S1170の判別の結果、区間の終点に到達できる場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1160で抽出した一箇所以上の充電スポットの緯度及び経度と、経路探索要求に含まれる探索条件、並びに出発時間帯から、記憶装置２５０に蓄積された数値地図２５５を用いて、区間の始点から充電スポットを経由し終点までの経路探索を実行する（S1180）。S1160では必ずしも充電スポットが抽出されるわけではない。S1160で充電スポットが抽出されなかった場合、充電スポットを経由せずに区間の始点から終点までの経路探索を実行する。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1180で探索した経路に対応する電力消費地図２５５に基づいて、区間の始点から終点までの電力消費量を算出する（S1182）。区間の始点から終点までの電力消費量の算出は、S1260の説明で示したように、リンク毎の電力消費量を加算しても良いし、一般的な電動車両のフル充電時の航続距離に対するフル充電時の電力量の割合を、区間の始点から終点までの走行距離を掛けることで算出しても良い。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1182で得られた区間の始点から終点までの電力消費量と、区間始点でのバッテリ残量(利用可能な電力量)やS1160で抽出した途中の充電スポットでの充電後のバッテリ残量とを比較する（S1184）。S1184は、区間始点でのバッテリ残量で出発し、途中の充電スポットで充電して区間の始点から終点まで到達できるか否かを評価している。区間の始点から途中の充電スポットまでの電力消費量がバッテリ残量以上かまたは、途中の充電スポットから次の充電スポットまでの電力消費量がフル充電時のバッテリ残量以上かまたは、途中の充電スポットから区間の終点までの電力消費量がフル充電時のバッテリ残量とS1156で算出した必要バッテリ残量の差以上、つまりバッテリ残量では区間の始点から終点まで到達できない場合はS1199へ、それ以外つまり区間始点でのバッテリ残量で出発し、途中の充電スポットで充電して区間の始点から終点まで必要バッテリ残量を残して到達できる場合はS1186へ進む。

S1184の判別の結果、区間の終点に到達できない場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1160で抽出した充電スポットを候補充電スポットから削除して、S1160へ戻る（S1185）。または、区間始点でのバッテリ残量やフル充電時のバッテリ残量の値を若干減らしてS1160へ戻っても良い。これにより、S1160でより近くの充電スポットを抽出することになるので、区間の終点に到達できる可能性が高まる。

S1130やS1184の判別の結果、区間の終点に到達できる場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間終点（すなわち次の区間の始点）でのバッテリ残量を算出する（S1186）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、次の区間がある場合、S1102に戻る。最後の区間（すなわち区間の終点が目的地）の場合、S1190に進む。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S1110またはS1180で生成した区間の経路を結合して出力し、経路探索する処理を終了する（S1190）。経路探索処理部２１１が出力する情報は、経路ではなく中継する充電スポットの情報だけでも良い。

S1130やS1170で、区間の終点に到達できず、最終的に目的地に到達できない場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、目的地に到達できないというメッセージを出力し経路探索する処理を終了する。（S1199）。または、電動車両のフル充電時の航続距離を増やしたり、急速充電だけではなく一般充電できる充電スポットを追加したりして条件を下げ、S1102から再度処理をしても良い。

S1190やS1199における出力内容は、遠隔誘導サーバ２０の通信装置２３０からネットワーク５０を介して、経路探索要求を送信した移動体１０の経路探索要求処理部１１１に、経路探索要求に対する応答として送信される。

図８は、遠隔誘導サーバ２０に搭載する中央処理装置（ＣＰＵ）２１０の処理（経路探索処理部２１１）が、図７のS1160にて、バッテリ切れにならずに効率よく走行できる充電スポットを抽出するフローチャートである。ここでは、ダイクストラ法を用いて説明する。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、図７のS1140、S1152、S1153で取得し、場合によってはS1185で絞られた全ての充電スポット及び区間の始点、終点及び始点付近充電スポット、終点付近充電スポットそれぞれに対応させて、記憶装置２５０のワークエリアに図１０のように充電スポット及び区間の始点、終点を識別する充電スポットＩＤ２５５０、当該充電スポットのコストが確定したかどうかを示す確定情報２５５１、当該充電スポットに到達する前に通過した直前充電スポット２５５２と当該充電スポットに到達時のコスト２５５３とをノード情報としてワークエリアを設け、設けたすべての確定情報２５５１を未確定に、コスト２５５３を無限大に初期設定する（S4010）。ここでは区間の始点及び終点も充電スポットとして扱う。図１０の充電スポットＩＤ２５５０について、例えば区間始点は−１、区間終点は−２とする。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間始点つまり図１０の充電スポットＩＤ２５５０が−１のデータのコスト２５５３を０に設定する（S4020）。

以下の処理で、区間の始点を起点に充電スポット及び区間の終点に向けて順次経路探索する。区間の始点又はある充電スポットを起点として、終点としての他の充電スポット又は区間の終点に向けた経路探索を実行する時、起点の区間始点又は充電スポットをノードＡ、終点の充電スポット又は区間終点をノードＢと表す。一度、ノードＡとして経路探索した充電スポットを、再びノードＡとして処理対象にしないようにするためのフラグが図１０の確定情報２５５１である。すなわち、図１０の確定情報２５５１が確定はその充電スポットを起点（ノードＡ）としてすでに経路探索したことを示し、未確定は未だ経路探索していないことを示す。

以下の処理では、コストを充電時間を含む旅行時間とする。図３の充電スポット間コスト２５２及び図６の充電スポット情報処理部２１２では、コストとして走行距離２５２４、旅行時間２５２５、電力消費量２５２６を取り上げたが、ここでは説明を簡単にするために、充電時間を含む旅行時間とする。走行距離や電力消費量をコストとしても良いし、これらの組み合わせをコストとしても良い。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、図１０の区間終点の確定情報２５５１が確定になるまで、ワークエリアに設定した図１０の確定情報２５５１が未確定の充電スポットを検索し、以下の処理を繰り返す（S4070）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4070で取得した充電スポット及び区間始点、終点の中で、図１０のコスト２５５３が最も小さいものをノードＡとして、このノードＡの確定情報２５５１を確定に設定する（S4080）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、移動体１０や中継端末などから受信した出発時間帯をノードＡのコスト２５５３に加算した値を、ノードＡの出発時間帯として設定する（S4100）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4070で取得した充電スポット及びの中で、ノードＡから一般的な電動車両のフル充電で到達可能で且つ図１０の確定情報２５５１が未確定な充電スポットを、図３の充電スポット間コスト２５２から抽出し、抽出した複数の充電スポットをノードＢとする（S4102）。ノードＡと接続する充電スポットは、充電スポット間コスト２５２の出発充電スポットID２５２０がノードＡであるときの到着充電スポットID２５２１となる。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、移動体１０や中継端末などから受信した探索条件、及びS4100で算出した出発時間帯に従って、S4080で決定したノードＡからS4102で決定したノードＢまでの走行距離及び電力消費量とノードＢへの到着予想時刻を取得する（S4110）。走行距離と到着予想時刻と電力消費量には、充電スポット間コスト２５２の出発充電スポットID２５２０、目的充電スポットID２５２１、探索条件２５２２、出発日時ID２５２３が、それぞれノードＡ、ノードＢ、受信した探索条件、算出した出発時間帯に該当する充電スポット間コスト２５２の走行距離２５２４、旅行時間２５２５に算出した出発時間帯を加算した値、及び電力消費量２５２６を用いる。ノードＡが区間の始点の場合、充電スポット間コスト２５２に該当するデータが存在しないため、新たにノードＢまでの走行距離、走行時間及び電力消費量を算出しなければならない。例えば、区間の始点からノードＢまでの走行距離、走行時間は、S1152で算出した区間始点から区間始点に最も近い始点付近充電スポットまでの走行距離及び走行時間と、充電スポット間コスト２５２の中の始点付近充電スポットからノードＢまでの走行距離及び走行時間と、各々の緯度経度を用いて、図１１の様に近似して算出する。図１１のdは走行距離、tは走行時間、d’は近似した走行距離、t’は近似した走行時間である。また、図１２のように、図１１の(d,t)_OBは区間始点からノードＢまでの走行距離及び走行時間、(d,t)_OAは区間始点から区間始点に最も近い始点付近充電スポットまでの走行距離及び走行時間、(d,t)_ABは始点付近充電スポットからノードＢまでの走行距離及び走行時間、θ_AOBは始点付近充電スポットと区間始点を結ぶ直線、区間始点とノードＢを結ぶ直線にはさまれた角度、θ_ABOは始点付近充電スポットとノードＢを結ぶ直線、ノードＢと区間始点を結ぶ直線にはさまれた角度である。θ_AOB、θ_ABOは各地点の緯度経度から求める。区間の始点からノードＢまでの電力消費量の算出は、S1260の説明で示したように、リンク毎の電力消費量を加算しても良いし、一般的な電動車両のフル充電時の航続距離に対するフル充電時の電力量の割合を、区間の始点からノードＢまでの走行距離を掛けることで算出しても良い。ノードＢが区間の終点の場合も同様に、充電スポット間コスト２５２に該当するデータが存在しないため、ノードＡから区間終点までの走行距離、走行時間及び電力消費量は、S1154で算出した区間終点に最も近い終点付近充電スポットから区間終点までの走行距離及び走行時間と、充電スポット間コスト２５２の中のノードＡから終点付近充電スポットまでの走行距離及び走行時間と、各々の緯度経度を用いて、図１１と同様に近似して算出する。この場合、図１１の(d,t)_OBはノードＡから区間終点までの走行距離及び走行時間、(d,t)_OAは区間終点に最も近い終点付近充電スポットから区間終点までの走行距離及び走行時間、(d,t)_ABはノードＡから終点付近充電スポットまでの走行距離及び走行時間、θ_AOBは終点付近充電スポットと区間終点を結ぶ直線、区間終点とノードＡを結ぶ直線にはさまれた角度、θ_ABOは終点付近充電スポットとノードＡを結ぶ直線、ノードＡと区間終点を結ぶ直線にはさまれた角度に置き換わる。または、ノードＢ又はノードＡの数が少なく近距離であれば実際に経路探索を実行して求めても良いし、直線距離に置き換えて近似しても良い。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4110で得られた電力消費量と、ノードＡでの電力量とを比較する。ノードＡでの電力量は、ノードＡが区間始点の場合S1102またはS1186で得られたバッテリ残量であり、ノードＢが区間終点の場合S1156で得られたバッテリ残量であり、それ以外の場合は一般的な電動車両のフル充電時の電力量である。ノードＡからノードＢまでの電力消費量がノードＡでの電力量より小さい場合のみノードＢを選択し、ノードＡからノードＢまでの電力消費量がノードＡでの電力量以上の場合は選択しない（S4120）。充電スポット情報２５１の営業時間や満空情報２５１７を参照し、ノードＢへの到着予想時刻が営業時間外であったり、満車であったりする場合もノードＢを選択しない。S4120は、ノードＡでのバッテリ残量で出発し、到着可能なノードＢを選択している。

区間の始点から到達可能距離にある充電スポットは、最初の経由地になる可能性はあるが、二番目以降の経由地になることはない。なぜならこれらの充電スポットはどこかの充電スポットを経由してから来るよりも最初に来たほうが効率良いからである。従って、ループ１が初回でない（つまりノードＡが区間の始点でない）場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4120で抽出した複数のノードＢの中から、ループ１が初回のときに抽出したノードＢを除外する（S4122）。例えば図９において、充電スポットＡと充電スポットＢが出発地から到達可能範囲内であり、充電スポットＣが到達可能範囲外の場合、初回のS4080で区間の始点（出発地）がノードＡとして設定し、初回のS4120で充電スポットＡと充電スポットＢがノードＢとして設定される。二回目のS4080で充電スポットＡがノードＡとして設定されたとき、二回目のS4120で充電スポットＢと充電スポットＣがノードＢとして設定されるが、S4122で充電スポットＢはノードＢから除外する。

S4120及びS4122で抽出したノードＢの数が多いと全体の処理に時間がかかる。よって遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4120及びS4122で抽出したノードＢの数があらかじめ指定した閾値以上の場合、ある条件に従いノードＢを絞り込む（S4124）。例えば閾値は200に設定する。ノードＢを絞り込む条件は、例えばノードＡから区間の終点の方向に対して−４５度から＋４５度の範囲内や、ノードＡからの走行距離２５２４が10km以上または、S4120及びS4122で抽出したノードＢの中でノードＡからの走行距離２５２４が最も長い走行距離２５２４から30km引いた距離までの範囲内であっても良い。但しS1102でユーザが経由したい指定充電スポットを指定した場合、当該充電スポットは絞り込む対象から除外する。

以下のS4130からS4138の処理では、区間始点の到達可能範囲にあり、且つフル充電時の到達可能範囲に区間終点を含む充電スポットを検索し、該当する充電スポットが一つ以上存在すれば、以後該当する充電スポットのみ対象とし、該当しない充電スポットは除外する。

ループ１が初回（つまりノードＡが区間の始点）の場合S4132へ、ループ１が初回でない場合S4140へ進む（S4130）。

ループ１が初回のとき、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、ノードＡでの時間帯にノードＢまでの走行時間を加算した値を、ノードＢの出発時間帯として設定する（S4132）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、移動体１０や中継端末などから受信した探索条件、及びS4132で算出した出発時間帯に従って、S4124までで決定したノードＢから区間終点までの走行距離及び電力消費量を取得する（S4134）。走行距離と走行時間と電力消費量は、S4110と同様に図１１を用いて算出する。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4134の処理結果に基づいて、区間の終点に到達できるノードＢが存在するかを判別する（S4136）。S4136は、S1156で算出した区間終点での必要バッテリ残量を残した状態で区間終点に到達できるか否かを評価している。終点に到達できるノードＢが一つ以上存在する場合はS4138へ、終点に到達できるノードＢが一つも存在しない場合はS4140へ進む。

S4136で終点に到達できるノードＢが一つ以上存在する場合、遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、該当するノードＢのみ選択してそれ以外のノードＢを除外する（S4138）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、ノードＡのコスト２５５３に、ノードＢまでの旅行時間とノードＢでの充電時間とを加算した値を算出する（S4140）。ここで充電時間は、ノードＢまでの電力消費量に対して、一般的な急速充電装置の充電速度を割ることで算出する。S1102でユーザが経由したい指定充電スポットを指定し、ノードＡが当該指定充電スポットの場合、前記算出結果に１未満の正の係数を掛ける。また、ノードＢが当該指定充電スポットの場合、前記算出結果に１未満の正の係数を掛ける。１未満の正の係数は任意の定数で、0.5であっても良いし0.1であってもその他でも良い。例えば、係数を0.5とする。ノードＡのコスト２５５３に、ノードＢまでの旅行時間とノードＢでの充電時間とを加算した値が48でノードＡまたはノードＢが指定充電スポットの場合、算出結果は24となり、ノードＡ及びノードＢが指定充電スポットの場合、算出結果は12となる。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4140で算出した結果とノードＢの現在のコスト２５５３とを比較する。ノードＢの現在のコスト２５５３の初期値はS4010で設定した無限大である。ノードＢとして処理対象にしている充電スポットまたは区間の終点が、ノードＡの充電スポット以外の充電スポットを以前にノードＡとしたときのノードＢとしてすでに処理されているならば、後述するS4160において、その処理のときにコスト２５５３が求められている。このノードＢとしてすでに求められているコスト２５５３が現在のコストである。S4140で算出した結果がノードＢの現在のコスト２５５３より小さい場合、S4140で算出した結果をノードＢのコスト２５５３とし、ノードＡをノードＢの直前の充電スポット２５５２として記録する（S4160）。S4140で算出した結果がノードＢの現在のコスト２５５３以上の場合は何もしない。これにより、ノードＢへの最小コスト経路を形成する直前のノードＡを決定している。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、区間の終点の確定情報２５５１が未確定の場合S4070に戻る（S4180）。区間の終点の確定情報２５５１が確定であればS4190に進む。

S4070〜S4180のループ１の処理では、S4080の処理で求めた区間の始点又は充電スポットをノードＡとして、区間の終点の確定情報２５５１が確定になるまで処理している。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4160で記録した直前の充電スポット２５５２のデータを基に、区間の終点から直前の充電スポット２５５２を順にたどることにより、区間の始点から終点までに経由する充電スポットを抽出する（S4190）。

遠隔誘導サーバ２０の経路探索処理部２１１は、S4124で一度でもノードＢの絞込みを実施した場合S4184に進み、絞込みを全く実施していない場合はバッテリ切れにならずに効率よく走行できる充電スポットを抽出する処理を終了する（S4192）。

S4124で一度でもノードＢの絞込みを実施した場合、S4190で抽出した充電スポットと、絞込みを実施したときに除外した充電スポットとを候補充電スポットとしてS4010に戻る。候補充電スポットに追加する充電スポットは、S4190で抽出した充電スポットとその付近（例えば半径5km以内）の充電スポットとする。

以上説明した実施形態によれば、バッテリ切れにならずに（バッテリ残量としての電力量＞０を維持した状態で）効率よく走行できる充電スポットを抽出し、抽出した充電スポットを経由する経路を出力することができる。これにより、電動車両などの移動体が充電スポットに到達できなくならないように運転を支援することにより、ドライバに安心感を提供することを可能にし、電動車両の普及加速に寄与することができる。

また、あらかじめ充電スポット間のコストを計算し保持しておくことで、高速に経路を求めることができる。

また、充電スポットの営業時間や満空状況などリアルタイムな情報を利用することで、より利便性の高い経路を出力することができる。

また、移動体から受信するプローブ情報から電力消費量を予測することで、より精度の高い経路を出力することができる。

１０：移動体、２０：遠隔誘導サーバ、３０：位置情報発信機、４０：無線通信基地局、５０：ネットワーク、１１０：中央処理装置、１１１：経路探索要求処理部、１１２：車両状態処理部、１２０：位置検出装置、１３０：無線通信装置、１４０：出力装置、１５０：バッテリ管理装置、２１０：中央処理装置、２１１：経路探索処理部、２１２：充電スポット情報処理部、２１３：電力消費情報処理部、２３０：通信装置、２５０：記憶装置、２５１：充電スポット情報、２５２：充電スポット間コスト、２５３：プローブ情報、２５４：電力消費地図、２５５：数値地図。

Claims

移動体の出発地から目的地までに前記移動体が経由する充電スポットを探索する探索システムであって、
前記充電スポットの名称、位置、および満空状況を示す情報を含む充電スポット情報を記憶する記憶部、並びに、
前記移動体から、前記出発地、経由地および前記目的地それぞれの位置および前記移動体のバッテリ残量を示す情報を受信すると、
受信した前記出発地、前記経由地および前記目的地それぞれの位置および前記バッテリ残量を示す情報と、前記記憶部に記憶されている前記充電スポット情報とに基づき、受信した前記バッテリ残量、前記経由地と前記経由地に近い前記充電スポットとの間を航続可能なバッテリ残量、および前記充電スポット情報に含まれる前記充電スポットの前記満空状況とに対応した前記充電スポットを経由する、前記移動体の経路情報を作成し、作成した前記経路情報を前記移動体に出力する中央処理装置を有することを特徴とする探索システム。
前記充電スポット情報は、さらに前記充電スポットの営業時間を示す情報を含み、
前記中央処理装置は、前記移動体から受信した前記バッテリ残量と、前記充電スポット情報に含まれる前記充電スポットの、前記営業時間および前記満空状況とに対応した前記充電スポットを経由する、前記移動体の前記経路情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の探索システム。
前記記憶部は、２つの前記充電スポットの間を前記移動体が走行する場合の、走行距離、走行時間および電力量消費量の少なくとも一つを含む充電スポット間コストを、前記充電スポットに対応付けて記憶し、
前記中央処理装置は、前記充電スポット間コストに基づき、前記経路情報を作成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の探索システム。
前記充電スポット情報は、前記充電スポットがサポートする充電方式を示す情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の探索システム。
車両の出発地から目的地までに前記車両が経由する充電スポットを探索する探索システムであって、
２つの充電スポットの間を前記車両が走行する場合の走行距離、走行時間又は電力消費量を含む充電スポット間コストを前記充電スポットに対応して予め記憶する記憶部、
前記車両のバッテリ残量を示す情報、前記車両の目的地を示す情報、前記車両の経由地を示す情報、及び前記車両の出発地を示す情報を前記車両から受信する通信部、並びに、
前記経由地と前記経由地に近い前記充電スポットとの間を航続可能なバッテリ残量、前記出発地と前記経由地、および、前記経由地と前記目的地を結ぶ各々の線から所定範囲内に位置する候補充電スポット、さらに前記候補充電スポットに対応して記憶した前記充電スポット間コストとに基づき、前記車両が前記目的地へ到達するために経由する前記充電スポットを探索する経路探索処理部を有する
ことを特徴とする充電スポットの探索システム。