JP7119346B2 - 環境改善システム、ならびにそれに用いられるサーバ - Google Patents

Description

本開示は、環境改善システム、ならびにそれに用いられるサーバに関し、より特定的には、サーバと車両との間の通信モードを切換えて通信を行なう技術に関する。

特開２００９－２７６９９１号公報（特許文献１）は、車群レベルで危険回避を行なう危険回避システムを開示する。特開２００９－２７６９９１号公報（特許文献１）の危険回避システムにおいては、交通情報管理サーバは、ある車両（第１の車両）から後続車両（第３の車両）との衝突の危険を検知したことの情報を受けると、第１の車両とその周辺の車両（第２の車両）に対して、協調した走行制御を行なうよう指令を通知することによって、第１の車両と第３の車両との衝突、および第１の車両と第２の車両との衝突を回避する。

特開２００９－２７６９９１号公報 特開２０１７－１２３６９２号公報 特開２０１７－０９１１４９号公報

特許文献１に開示されるシステムにおいては、複数の車両の制御をサーバで統括して行なうことで、車群レベルでの安全性を高めることができる。しかしながら、サーバで全ての制御が行なわれるため、制御対象となる車両の台数が増加すると、サーバにおける負荷が増大してしまい、制御速度の低下等の要因となる可能性が懸念される。

一方で、データを分散して管理する手法として、特開２０１７－１２３６９２号公報（特許文献２）および特開２０１７－０９１１４９号公報（特許文献３）に開示されているようなブロックチェーンを用いることが提案されている。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の車両とサーバとの間で通信を行なう車両情報通信システムにおいて、サーバの負荷の増大を抑制しつつ、適切に通信を行なうことである。

本開示に従う車両情報通信システムは、複数の車両と、当該複数の車両と通信を行なうことが可能に構成されたサーバとを備える。サーバは、第１通信モードおよび第２通信モードのいずれかの通信モードを用いて複数の車両と通信を行なう。第１通信モードにおいては、サーバは、複数の車両の各々と個別に情報の授受を行なう。第２通信モードにおいては、サーバは、複数の車両のうちの一部の車両と情報の授受を行なうとともに、複数の車両の間で車車間通信を用いて情報を共有する。

本開示によれば、複数の車両とサーバとの間で通信を行なうシステムにおいて、各車両とサーバとが個別に通信を行なう第１通信モードと、通信を分散化し、サーバと一部の車両のみが通信を行なうとともに車両間では車車間通信を用いて情報を共有する第２通信モードとを切換えて使用することができる。第１通信モードは、リアルタイムでの情報を取得することができる一方で、通信対象の車両の台数が多くなるとサーバ側の負荷が増大してしまう。２つの通信モードを適切に切換えて使用することによって、サーバの通信負荷の増大を抑制しつつ、適切な通信を行なうことができる。

サーバは、複数の車両との間の通信負荷がしきい値よりも低い場合には第１通信モードで通信を行ない、通信負荷がしきい値よりも高い場合には第２通信モードで通信を行なう。

このような構成とすることによって、サーバと車両との間の通信負荷が低い場合には、第１通信モードを用いることによってリアルタイムで情報を取得でき、通信負荷が高い場合には、分散化した通信により負荷の増大を抑制することができる。

複数の車両は、第２通信モードにおいて、ブロックチェーン認証を用いて情報を共有する。

ブロックチェーン認証を用いて情報共有を行なうことによって、車両間で共有するデータの信頼性および堅牢性を確保することができる。

本開示の他の局面に従う環境改善システムは、環境汚染物質による汚染状態を検出するセンサと、環境汚染物質を除去する環境改善装置を搭載した複数の車両と、当該複数の車両と通信を行なうことが可能に構成されたサーバとを備える。サーバは、第１通信モードおよび第２通信モードのいずれかの通信モードを用いて複数の車両と通信を行なう。第１通信モードにおいては、サーバは、複数の車両の各々と個別に情報の授受を行なう。第２通信モードにおいては、サーバは、複数の車両のうちの一部の車両と情報の授受を行なうとともに、複数の車両の間で車車間通信を用いて情報を共有する。サーバは、センサが位置するエリアにおいて、環境汚染物質による汚染度が基準値を超える場合に、複数の車両のうちから選択された車両を当該エリアに移動させるとともに、環境改善装置を用いて環境改善動作を実行させる指令を出力する。

環境改善装置が搭載された複数の車両を用いてエリア内の環境汚染状態を改善する環境改善システムにおいて、第１通信モードと第２通信モードとを切換えて通信を行なうことによって、サーバと車両との間の通信負荷の増大を抑制しつつ、適切な通信を行なうことが可能となる。

サーバは、環境改善動作を実行させる車両の台数が基準台数より少ない場合には第１通信モードで通信を行ない、台数が基準台数より多い場合には第２通信モードで通信を行なう。

このような構成とすることによって、対象車両台数が少なくサーバと車両との間の通信負荷が低い場合には、第１通信モードを用いることによってリアルタイムで情報を取得でき、対象車両台数が多く通信負荷が高い場合には、分散化した通信により負荷の増大を抑制することができる。

センサは、複数の車両の各々に備えられている。
固定されたセンサの情報のみに基づいて汚染度を判定すると、エリア内の汚染状態に偏りがある場合には、エリア全体の環境改善ができない場合が生じ得る。移動可能な車両に搭載されたセンサを用いることで、エリア内のより広い範囲の汚染状態を検出することが可能となるため、エリア全体を適切に環境汚染状態を改善することが可能となる。

サーバは、複数の車両の位置情報とセンサにより検出された汚染状態の情報とを用いて、予め定められたエリアごとに汚染度を算出する。

このような構成とすることにより、移動する車両の位置情報と汚染状態とを関連付けて汚染度を算出することができるので、エリア内の環境汚染状態をより適切に検出することが可能となる。

サーバは、第２通信モードで通信を行なう場合に、サーバと通信を行なう代表車両を各エリアごとに決定する。代表車両は、第２通信モードでの通信の際に、サーバからの情報を当該エリア内の他の車両に車車間通信により送信するとともに、当該エリア内の車両の間で共有される情報をサーバに送信する。

代表車両を介して各車両へサーバからの情報が送信され、車両間で共有される情報も代表車両によりサーバに送信される。このように、代表車両が一群の車両を統括して制御することによって、サーバとの間の通信負荷の増大を抑制しつつ、適切な通信を行なうことができる。

本開示の他の局面に従うサーバは、複数の車両と通信を行なうことが可能に構成される。サーバは、第１通信モードおよび第２通信モードのいずれかの通信モードを用いて複数の車両と通信を行なう。第１通信モードは、サーバが複数の車両の各々と個別に情報の授受を行なう通信モードである。第２通信モードは、サーバが複数の車両のうちの一部の車両と情報の授受を行なうとともに、複数の車両の間で車車間通信を用いて情報を共有する通信モードである。

本開示によれば、複数の車両とサーバとの間で通信を行なう車両情報通信システムにおいて、サーバと各車両とが個別に通信を行なう第１通信モードと、サーバが一部の車両とだけ通信を行ない、車両同士が車車間通信によりサーバからの情報を共有する第２通信モードとを切換えて通信を行なうことができる。第２通信モードにおいては、サーバと通信する車両の数を低減できるため、当該２つの通信モードを適切に選択することによって、サーバの負荷の増大を抑制しつつ、適切に通信を行なうことが可能となる。

本実施の形態に従う車両情報通信システム（環境改善システム）の全体構成の概略図である。 図１の車両およびサーバの詳細を説明するためのブロック図である。 第１通信モードにおける通信の概要を説明するための図である。 第２通信モードにおける通信の概要を説明するための図である。 サーバで実行される、通信モードの切換制御を説明するためのフローチャートである。 車両からサーバへ送信される車両情報の内容の一例を示す図である。 サーバで作成される各エリアごとの汚染度を表すマップの一例を示す図である。 サーバによる環境改善の要否判定と車両選択の一例を示す図である。 第１通信モードにおいて、サーバから車両へ通知される制御指令の内容の一例を示す図である。 第１通信モードにおいて、車両で実行される制御の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。 第１通信モードにおいて、サーバで実行される制御の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。 第２通信モードにおいて、サーバから車両へ通知される制御指令の内容の一例を示す図である。 第２通信モードにおいて、サーバおよび車両で実行される制御の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（システムの概要）
図１は、本実施の形態に従う車両情報通信システム１０の全体構成の概略図である。

図１を参照して、車両情報通信システム１０は、複数の車両（以下、単に「車両」とも称する。）１００と、当該車両１００と通信が可能なサーバ２００とを備え、サーバ２００と車両１００との間で情報の授受を行なう。

本実施の形態においては、車両情報通信システム１０の具体的な例として、環境改善装置を搭載した複数の車両を用いて、対象エリア内の環境汚染物質を除去する環境改善システムの場合を説明する。以下の説明においては、車両情報通信システム１０を環境改善システム１０と称することもある。なお、本実施の形態の車両情報通信システムは、サーバ２００と複数の車両１００との間での情報の授受を行なうシステムであれば、以下で説明する環境改善システムには限られない。

車両１００とサーバ２００とは、たとえば、インターネットあるいは電話回線などの通信ネットワーク３００を介して互いに情報の授受が可能に構成されている。なお、車両１００とサーバ２００は、通信ネットワーク３００を介さずに直接通信を行なってもよい。また、各車両１００は、車両間で直接通信することも可能である。

車両１００は、搭載されたバッテリからの電力を用いて走行が可能な電動車両である。電動車両としては、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などが含まれる。車両１００として、内燃機関で発生する駆動力のみを用いて走行する車両も利用可能であるが、本実施の形態においては、環境改善の観点から、大気汚染物質（以下、「環境汚染物質」とも称する。）の排出が比較的少ない電動車両とすることが好ましい。

車両１００は、花粉またはＰＭ２．５のような粒子状物質、あるいは、硫黄酸化物（ＳＯｘ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などのガス状大気汚染物質の濃度を検出することが可能なセンサ部１１０を備えている。また、車両１００は、これらの大気汚染物質を除去可能な空気清浄器またはバグフィルタなどの環境改善装置１２０を備えている。

サーバ２００は、車両１００に搭載されたセンサ部１１０、あるいは、路側等に固定されたセンサ４００で検出された環境汚染物質の濃度を通信ネットワーク３００を通して取得し、所定のエリアにおける汚染度を算出する。サーバ２００は、算出された汚染度が所定のしきい値を超える状態まで悪化すると、当該エリア内あるいは当該エリアの近隣のエリアに位置する車両１００を当該エリア内に移動させ、搭載された環境改善装置１２０を動作させる。これにより、汚染度が高いエリアの環境汚染物質を除去して環境を改善する。

（車両およびサーバの構成）
図２は、図１の車両１００およびサーバ２００の詳細を説明するためのブロック図である。図２を参照して、車両１００は、環境汚染物質を検出するセンサ部１１０および当該環境汚染物質を除去可能な環境改善装置１２０に加えて、制御装置１３０と、記憶部１４０と、位置検出部１５０と、通信部１６０と、入力部１７０と、自動運転制御部１８０とをさらに備える。

通信部１６０は、車両１００と通信ネットワーク３００との間の通信インターフェースである。車両１００は、通信部１６０を介して通信ネットワーク３００と無線通信を行ない、サーバ２００と情報の授受を行なう。また、車両１００は、通信部１６０を介して他の車両と車車間通信を行なうことも可能である。

制御装置１３０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ等の記憶装置および入出力バッファを含み、車両１００の全体を統括的に制御する。制御装置１３０は、通信部１６０を介してサーバ２００からの指令を受ける。制御装置１３０は、サーバ２００から当該車両１００の移動指令を受信した場合には、自動運転制御部１８０により車両１００の自動運転を行なわせて、サーバ２００から指示された位置まで車両１００を移動させる。また、制御装置１３０は、サーバ２００からの指令に基づいて、環境改善装置１２０の作動あるいは停止を制御する。

記憶部１４０は、たとえば不揮発性メモリやＨＤＤ（Hard Disc Drive）などの記録装置を含んで構成される。記憶部１４０は、サーバ２００から受信した指令を記憶したり、ユーザによって設定されるパラメータ等を記憶したりする。

位置検出部１５０は、たとえばナビゲーション装置（図示せず）に搭載されており、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて、自車両の絶対位置情報を取得する。位置検出部１５０は、取得した位置情報をサーバ２００へ出力する。

入力部１７０は、タッチパネルやスイッチなどで構成されており、たとえば上述のナビゲーション装置に含まれる。ユーザは入力部１７０を操作することによってパラメータ等の設定を行なうことができる。

サーバ２００は、制御部２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、表示部２４０とを備える。また、制御部２１０は、汚染度判定部２１１と、マップ生成部２１２と、車両選択部２１３と、指令出力部２１４とを含む。

通信部２３０は、サーバ２００と通信ネットワーク３００との間の通信インターフェースである。サーバ２００は、通信部２３０を介して車両１００から車両情報を取得するとともに、車両１００に対して移動指令および環境改善装置１２０の動作指令を出力する。

記憶部２２０は、通信部２３０を介して受信した車両情報の内容を記憶する。また、記憶部２２０には、環境改善動作を行なう地域の地図情報が予め記憶されている。

制御部２１０に含まれる汚染度判定部２１１は、各車両１００から送信される車両情報に含まれる環境汚染物質の濃度を用いて、予め定められたエリアごとに汚染度を算出し、環境改善動作が必要であるか否かを判定する。マップ生成部２１２は、汚染度判定部２１１で算出した汚染度を、記憶部２２０に記憶された地図情報と関連させて、汚染マップを生成する。生成された汚染マップは、液晶表示パネルなどの表示部２４０に表示され、サーバの管理者等が環境汚染状態を視覚的に認識できるようにする。

車両選択部２１３は、環境改善動作が必要であると判定された対象エリアについて、対象エリア内あるいは近隣のエリアに位置する車両１００のうちから、当該対象エリアにおいて環境改善動作を行なわせる車両を選択する。指令出力部２１４は、環境改善動作を実行させるための指令を生成して、選択された車両１００に出力する。

本実施の形態においては、上記のように、車両に搭載されたセンサあるいは固定型のセンサから取得した情報から環境汚染物質による汚染状態を各エリアごとに検出し、汚染度が高いエリアに対して、環境改善装置を搭載した車両を移動させて環境汚染物質を除去させる。このような構成とすることにより、当該エリアの汚染度を低減させて、環境汚染状態を改善することができる。

本実施の形態の環境改善システム１０のような、サーバ２００と複数の車両１００との間で通信を行なうシステムにおいては、通信する車両１００の数が比較的少ない場合であれば、サーバ２００と各車両１００とが個別に通信を行なう場合であっても、サーバ２００において適切に制御を行なうことができる。しかしながら、サーバ２００がカバーする領域が広範囲になり、制御対象の車両１００の数が増大すると、サーバ２００における負荷が増大してしまい、制御速度の低下等の要因となる可能性が懸念される。

そこで、本実施の形態においては、サーバ２００と車両１００との間の通信の負荷に応じて、異なる通信モードを使用することで、サーバ２００の負荷の増大を抑制する手法を採用する。以下、図３および図４を用いて、本実施の形態における２つの通信モードについて説明する。

（通信モードの説明）
図３は、制御対象の車両１００の台数が比較的少ない場合（すなわちサーバ２００の負荷が低い場合）に採用される、第１通信モード（以下、「モードＩ」とも称する。）における通信の概要を説明するための図である。図３を参照して、モードＩにおいては、サーバ２００は各車両１００と個別に通信を行なう。モードＩでは、サーバ２００が各車両１００から情報を直接取得するため、サーバ２００は、システム全体の監視をリアルタイムで行なうことができるというメリットがある。

図４は、制御対象の車両１００の台数が多い場合（すなわち、サーバ２００の負荷が高い場合）に採用される、第２通信モード（以下、「モードＩＩ」とも称する。）における通信の概要を説明するための図である。モードＩＩにおいては、サーバ２００は、複数の車両１００の内の一部の車両（以下、「代表車両」とも称する。）とだけ通信を行ない、他の車両については、この代表車両との車車間通信によって、サーバ２００からの情報を取得する。

本実施の形態の環境改善システム１０の例においては、汚染度を判定するエリアごとに代表車両が設定される。たとえば、図４のように、エリアＡにおいては車両１００Ａ－１が代表車両として選択され、エリアＢにおいては車両１００Ｂ－１が代表車両として選択され、エリアＣにおいては車両１００Ｃ－１が代表車両として選択される。

エリアＡにおいては、代表車両１００Ａ－１以外の他の車両（車両１００Ａ－２，１００Ａ－３）は、サーバ２００からの指令を代表車両１００Ａ－１との車車間通信により取得する。また、同一エリア内の各車両の作動状況（車両情報）は車両間で共有され、代表車両１００Ａ－１によって、エリア内の車両の車両情報がサーバ２００に一括して送信される。なお、エリア内における車車間通信での情報の共有については、ブロックチェーン認証を利用して行なわれる。

エリアＢおよびエリアＣにおいても同様に、代表車両１００Ｂ－１，１００Ｃ－１がサーバ２００との通信を行ない、他の車両については、各エリア内での車車間通信により情報が共有される。

このように、モードＩＩによる通信を行なうことによって、サーバ２００との通信は代表車両１００Ａ－１，１００Ｂ－１，１００Ｃ－１のみにより行なわれるので、各車両と個別に通信を行なうよりもサーバ２００の負荷を低減することができる。ただし、モードＩＩの場合、階層構造による通信の分散化のため、各車両の動作状況をリアルタイムでの監視は困難となる。

（制御内容の説明）
図５は、サーバで２００実行される、通信モードの切換制御を説明するためのフローチャートである。図５および後述する図１０，１１，１３に示されるフローチャートは、所定周期あるいは所定の条件が成立した場合に、車両１００の制御装置１３０あるいはサーバ２００の制御部２１０に格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて実行される。あるいは、フローチャートの一部または全部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。

図５を参照して、サーバ２００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１０にて、対象領域内に位置する車両１００から車両情報を取得し、取得した車両情報から制御対象となり得る車両１００の数を認識する。そして、サーバ２００は、Ｓ２０にて、領域内の車両の台数が基準台数αよりも少ないか否かを判定する。ここで、基準台数αは、サーバ２００の処理可能な通信負荷に応じて定められる。

車両１００の台数が基準台数αよりも少ない場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３０に進められて、サーバ２００は、通信モードとしてモードＩを選択する。一方、車両１００の台数が基準台数αよりも多い場合（Ｓ２０にてＮＯ）は、処理がＳ４０に進められて、サーバ２００は、通信モードとしてモードＩＩを選択する。

その後、サーバ２００は、Ｓ５０にて、選択された通信モードを各車両１００へ通知する。

なお、図５のフローチャートにおいては、サーバ２００がカバーする領域全体に含まれるすべての車両の台数を用いて通信モードを選択しているが、それに代えて、環境改善装置１２０を動作させて実際に環境改善動作を実行する車両の台数に応じて通信モードを選択するようにしてもよい。

（モードＩの説明）
次に、各通信モードにおける制御の詳細を説明する。まず、モードＩについて説明する。

図６は、車両１００からサーバ２００へ送信される車両情報の内容の一例を示す図である。各車両から送信される車両情報には、自車両を識別するための車両ＩＤ、送信日時、車両の位置情報、センサ部１１０において検出された環境汚染物質の濃度、環境改善動作を行なうことが可能な時間（利用可能時間）、および、サーバ２００からの指令で移動が可能であるか否かの情報（移動可否情報）が含まれる。

ここで、図６の車両の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示される座標は、たとえば、Ｘが経度を表し、Ｙが緯度を表し、Ｚが高度を表している。また、車両の位置情報として、車両の進行方向（向き）の情報をさらに含んでいてもよい。

利用可能時間は、ユーザが入力部１７０を介して任意に設定可能なパラメータである。ユーザは、当該車両を使用しない時間帯において、環境改善活動のために車両の利用を許可する時間を設定する。サーバ２００は、この利用可能時間を参照して、環境改善活動のために使用する車両を選択する。ユーザにより設定された利用可能時間の範囲内で環境改善活動を行なうことで、ユーザのニーズを満たしつつ環境改善に貢献することが可能となる。

移動可否情報は、当該車両を環境改善活動に使用する場合に、指定のエリアに移動させることができるか否かを示す情報である。たとえば、対象車両が自宅のガレージ内に配置されており、ガレージの門扉が閉鎖（施錠）されているような場合であれば、ガレージ内での環境改善装置の使用は可能であるが、ガレージから指定場所への移動はできない。サーバ２００は、移動可能情報を参照して対象車両を選択する。

サーバ２００は、各車両１００から図６に示すような車両情報を取得すると、車両の位置情報と環境汚染物質の濃度の情報とを用いて、地図上の指定されたエリアごとについての汚染度を算出する。サーバ２００は、たとえば、同一エリア内に位置する車両１００から送信された環境汚染物質の濃度の最大値を当該エリアの汚染度とすることができる。あるいは、エリア内における環境汚染物質の濃度の平均値を汚染度としてもよい。

サーバ２００は、算出した汚染度に基づいて、図７に示されるような汚染度のマップを作成し、サーバ２００の表示部２４０へ表示する。図７の例においては、表示部２４０に表示された領域が矩形のエリアＡ～エリアＨの８つのエリアに分割されており、各エリアについての汚染度が表示されている。なお、エリアの設定については、図７に示されるような矩形の領域には限られず、たとえば市区町村のような行政単位の区域としてもよいし、あるいは主要道路によって定められる区域であってもよい。

サーバ２００は、エリアごとに、算出された汚染度が予め定められたしきい値を超えているか否かによって、当該エリアの環境改善の要否を判断する。図８は、サーバ２００によって実行される環境改善の要否判定と車両選択の一例を示す図である。図８の例においては、環境改善の要否判定用の汚染度のしきい値は、たとえば１００ｐｐｍであり、当該しきい値を超えているエリアＢ，Ｄ，Ｅ，Ｇについて、環境改善が必要であると判定されている。そして、サーバ２００は、当該領域内に位置する車両１００の中から、各エリアで環境改善動作を実行させる車両を選択する。なお、サーバ２００は、除去すべき環境汚染物質の種類と、各車両１００に搭載されている環境改善装置で除去可能な環境汚染物質の種類とを考慮して、選択すべき車両１００を決定する。また、車両１００ごとに利用可能時間が異なるため、最初に選択された車両の一部が利用不可能となる場合には、当該車両に代えて、対象のエリア内あるいはその近隣のエリアに位置する他の車両をさらに選択する。

環境改善を実行するエリアと、それに用いられる車両１００が決定されると、サーバ２００は、図９に示されるような制御指令を生成して各車両１００へ出力する。より具体的には、サーバ２００は、環境改善を実行するエリアの情報と、初期移動位置情報と、当該エリア内での動作形態についての情報とを、選択された各車両１００に対して送信する。初期移動位置情報は、当該車両が最初に配置される位置を示す情報である。各車両１００は、サーバ２００からの初期移動位置情報に示される位置へ自動運転によって移動し、その後は、エリア情報と動作形態の情報とに基づいて環境改善動作を実行する。

図９において、動作形態が「停止」の場合には、車両１００は、初期移動位置に移動後、その位置に停止した状態で環境改善装置１２０を動作させる。一方、動作形態が「走行」の場合には、車両１００は、初期移動位置に移動後、環境改善装置１２０を動作させながら指定されたエリア内を自律的に走行する。たとえば、エリア内において特に環境汚染物質の濃度が高い場所には、特定の車両を停止させた状態で環境改善動作を実行させるようにしてもよい。なお、この動作形態については、環境汚染物質による汚染状態（濃度）の分布に応じて逐次変更することが好ましい。

環境改善動作を実行中においては、選択された各車両１００は、所定時間ごとに、図６で示したような車両情報をサーバ２００へ送信する。サーバ２００においては、環境改善動作の実行による汚染度の変化を監視し、上記の動作を繰り返して実行する。そして、指定されたエリア内の汚染度がしきい値を下回る状態に改善すると、サーバ２００は、当該エリア内で環境改善活動を実行している車両１００に対して、環境改善装置１２０を停止させる指令を出力する。

図１０および図１１は、モードＩにおいて、車両１００およびサーバ２００で実行される制御の詳細を説明するためのフローチャートである。図１０および図１１に示されるフローチャートは、所定周期あるいは所定の条件が成立した場合に、それぞれ車両１００の制御装置１３０およびサーバ２００の制御部２１０に格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて実行される。あるいは、フローチャートの一部または全部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）で処理を実現することも可能である。

図１０を参照して、車両１００は、Ｓ１００にて、センサ部１１０を用いて、車両１００の現在位置における環境汚染物質の濃度を含む汚染データを取得する。そして、車両１００はＳ１１０にて、Ｓ１００で取得した汚染データに加えて、図６で示したような他の情報を含む車両情報をサーバ２００へ送信する。なお、複数の種類の環境汚染物質が検出される場合には、各々の環境汚染物質ごとの個別の濃度データを含むようにしてもよい。

車両１００は、サーバ２００から図９で示したような指令を受信すると、Ｓ１２０にて、自車両が環境改善動作を実行するための対象車両として選択されたか否かを判定する。対象車両として選択されていない場合（Ｓ１２０にてＮＯ）は、車両１００は、以降のステップをスキップして、メインルーチンに処理を戻す。

一方、自車両が対象車両として選択された場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１３０に進められて、車両１００は、サーバ２００から送信される移動指令に従って、指定されたエリアに自動運転により移動する。なお、車両１００が、たとえば環境改善を行なう専門業者の所有する車両であるような場合には、自動運転が可能であることは必須ではなく、サーバ２００からの指令に従って当該業者の運転者が有人で指定エリアまで運転してもよい。なお、図１０には記載されていないが、車両１００は、サーバ２００により対象車両として選択された場合には、ユーザに対して、対象車両として選択されたことをメール等により通知する。

そして、車両１００は、サーバ２００から指定された初期移動位置への移動が完了すると、Ｓ１４０にて移動完了情報をサーバ２００へ送信する。これ対応して、サーバ２００から環境改善装置１２０の運転指令を受信すると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、車両１００は環境改善装置１２０を運転させるとともに、指定された動作形態に従って、当該位置における停止状態の維持、あるいはエリア内の走行を行なう（Ｓ１６０）。サーバ２００から環境改善装置１２０の運転指令を受信していない場合（Ｓ１５０にてＮＯ）は、車両１００は環境改善装置１２０を停止させたままの状態でＳ１７０に処理を進める。

Ｓ１７０においては、車両１００は、サーバ２００から環境改善装置１２０の停止指令を受信したか否かを判定する。環境改善装置１２０を運転している状態においてサーバ２００から停止指令を受けた場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）には、車両１００は、環境改善装置１２０を停止して（Ｓ１８０）、処理をメインルーチンに戻す。一方で、環境改善装置１２０を運転している状態においてサーバ２００から停止指令を受けていない場合（Ｓ１７０にてＮＯ）は、車両１００は、環境改善装置１２０の運転を維持しつつ、処理をメインルーチンに戻す。なお、環境改善装置１２０がまだ停止した状態のままの場合には、停止指令の受信にかかわらず、環境改善装置１２０を停止した状態が維持される。

上記のＳ１５０の説明においては、環境改善装置１２０が停止された初期の状態の場合を説明したが、一旦環境改善装置１２０が運転された状態で図１０の処理が開始された場合には、Ｓ１５０の判定がＹＥＳ／ＮＯのいずれであっても、環境改善装置１２０の運転が維持される。

次に図１１を参照して、サーバ２００における処理について説明する。サーバ２００は、Ｓ２００にて、各車両１００から車両情報を取得すると、指定されたエリアごとに、当該エリア内に位置する車両からの車両情報に含まれる環境汚染物質の濃度の情報を用いて、当該エリアの汚染度を算出し（Ｓ２１０）、当該エリアを含む領域全体の汚染マップを作成する（Ｓ２２０）。なお、Ｓ２３０以降の処理（図１１中の破線枠ＳＡ内の処理）については、指定されたエリアごとに実行される。

サーバ２００は、Ｓ２３０にて、指定されたエリアにおける汚染度が予め定められたしきい値を超えているか否かを判定する。汚染度がしきい値以下の場合（Ｓ２３０にてＮＯ）は、サーバ２００は、環境改善動作の必要がないと判定し、処理をＳ２８０に進める。Ｓ２８０では、環境改善装置１２０が停止状態のままである場合には当該停止状態を維持し、環境改善装置１２０が動作中である場合には環境改善装置１２０を停止させて、処理をメインルーチンに戻す。

一方、汚染度がしきい値より大きい場合（Ｓ２３０にてＹＥＳ）は、サーバ２００は、環境改善動作が必要であると判定する。サーバ２００は、次にＳ２４０にて、車両情報で取得した各車両１００の位置情報と利用可能時間の情報等に基づいて、当該エリアにおいて環境改善動作を実行させる実行車両を選択し、その選択情報を当該エリア内の車両へ送信する。また、サーバ２００は、Ｓ２５０にて、選択された車両１００に対して移動指令を出力する。なお、実行車両の選択情報および移動指令の車両１００への送信は、図１１のように異なるタイミングで送信されてもよいが、選択情報と移動指令とを同じ指令に含めて同じタイミングで送信されてもよい。

その後、サーバ２００は、Ｓ２６０において、指定のエリアに対して選択されたすべての車両が、設定されたそれぞれの初期移動位置へ移動したか否かを判定する。車両１００から移動完了情報を受けていない場合（Ｓ２６０にてＮＯ）には、処理がＳ２６０に戻されて、サーバ２００は、実行車両の移動が完了するのを待つ。

一方、車両１００から移動完了情報を受け、設定された初期移動位置への車両の移動が完了したことを認識すると（Ｓ２６０にてＹＥＳ）、サーバ２００は、Ｓ２７０において、各実行車両に対して、環境改善装置１２０を始動させるための運転指令を出力して、各車両１００に環境改善動作を実行させる。その後、処理がメインルーチンに戻される。

上述したように、図１１中の破線枠ＳＡの処理は各エリアごとに実行され、各エリア内の汚染度が所定のしきい値以下となるまで、車両１００を用いた環境改善動作が継続される。これにより、環境改善装置１２０を備えた車両１００を利用して、指定エリア内の環境汚染物質を低減させて環境改善を行なうことが可能となる。

（モードＩＩの説明）
通信モードとしてモードＩＩが選択された場合は、自車両が代表車両であるか否かによって制御内容が異なる。代表車両として選択された車両は、エリア内の他の車両についての指令も含んだ制御指令をサーバ２００から受信し、車車間通信を用いて当該他の車両の各々に対して指令を送信する。また、代表車両は、エリア内の車両間で共有されるデータを収集してサーバ２００へ送信する。

図１２は、代表車両に対してサーバ２００が送信する制御指令の一例を示す図である。図１２は、図９で示したモードＩにおける制御指令と類似しているが、送信先の代表車両の属するエリア別の指令となっていることと、代表車両であるか否かの指令が追加されている点が異なっている。たとえば、図１２の例では、エリアＡにおいては４台の車両が環境改善動作を行なう対象として選択されており、そのうちの「Ａ１２３４」の車両ＩＤを有する車両が代表車両として選択されている。サーバ２００からは、車両ＩＤ「Ａ１２３４」の車両に対して当該制御指令が送信される。サーバ２００から当該制御指令を受けた車両ＩＤ「Ａ１２３４」の車両は、自車両が代表車両であることを認識し、他の３台の車両（車両ＩＤ「Ｄ５１２３」，「Ｆ８５４６」，「Ｇ５５６４」）に対して車車間通信を用いて制御指令を送信する。代表車両および他の３台の車両は、モードＩでの説明と同様に、制御指令に含まれる初期移動位置へ移動後、動作形態に従って環境改善動作を実行する。

モードＩＩにおいては、各車両の有するデータ（たとえば、各車両の位置情報、検出した環境汚染物質の濃度など）は車車間通信によって車両間で共有される。そして、代表車両は、エリア内の各車両についての情報を集約して、エリア情報として定期的にサーバ２００へ送信する。なお、この車両間でのデータの共有においては、ブロックチェーン認証を用いることで、データの信頼性および堅牢性を維持することができる。

なお、各車両においては、利用可能時間が設定されているため、環境改善動作の実行中に利用可能時間外になってしまう場合がある。その場合には、利用できない車両についての情報が代表車両からサーバ２００へ送信され、それに応じて、サーバ２００が、その時点での環境汚染状態に基づいて、改めて環境改善動作を実行させる車両を選択する。実行車両の追加および／または変更がある場合には、サーバ２００から代表車両に新たな制御指令が通知される。代表車両が変更となる場合には、サーバ２００は、別の車両を代表車両として選択し、新たに選択された代表車両に対して制御指令を送信する。

図１３は、モードＩＩにおいて、サーバ２００および各車両１００で実行される制御の詳細な処理を説明するためのフローチャートである。

まず、サーバ２００の制御について説明する。図５で示した制御によって、サーバ２００から通信モードとしてモードＩＩが選択されたことが各車両１００に通知されると、サーバ２００がカバーする領域内の各車両から車両情報がサーバ２００へ送信される（Ｓ４００，Ｓ５００）。なお、この時点においては、どの車両が環境改善動作を実行するための対象車両として選択されるか、また、どの車両が代表車両に選択されるかについては決定されていない。

サーバ２００は、Ｓ３００にて、各車両１００からの車両情報を取得すると、車両情報に含まれる環境汚染物質の濃度に基づいて各エリアにおける汚染度を算出し（Ｓ３１０）、図７で示したようなマップを作成する（Ｓ３２０）。そして、サーバ２００は、Ｓ３３０にて、算出された汚染度としきい値とを比較することによって、環境改善動作を実行する対象エリアを選択するとともに、Ｓ３４０にて、当該対象エリアにおいて環境改善動作を実行する実行車両を選択する。なお、Ｓ３４０においては、実行車両の選択とともに、当該実行車両の中から代表車両が選択される。その後、サーバ２００は、Ｓ３５０にて、選択された代表車両に対して、図１２で示した制御指令を送信する。

各エリアにおいて環境改善動作が開始されると、サーバ２００は、エリア内での各車両の位置情報および環境汚染物質の濃度変化の情報を含むエリア情報を、各エリアの代表車両から定期的に取得する（Ｓ３６０）。そして、サーバ２００は、Ｓ３７０にて、エリア情報に基づいて、対象エリアの汚染度が所定のしきい値以下まで改善したか否かを判定する。

汚染度が改善している場合（Ｓ３７０にてＹＥＳ）は、処理がＳ３８０に進められて、サーバ２００は当該対象エリアについての環境改善動作を停止する指令を代表車両に送信する。一方、汚染度がいまだ改善されていない場合（Ｓ３７０にてＮＯ）は、処理がＳ３６０に戻されて、サーバ２００は、当該対象エリアにおける環境改善動作を継続する。なお、図１３には示されていないが、環境改善動作を実行中に、対象エリアにおいて実行車両の変更が必要となった場合には、サーバ２００は、必要に応じて環境改善動作を実行させる車両の選択を改めて行ない、変更された制御指令を代表車両を経由して各車両へ出力する。サーバ２００においては、このような制御が対象エリアに対してそれぞれ実行される。

次に、代表車両に選択された車両の制御について説明する。上述のように、通信モードとしてモードＩＩが選択された通知をサーバ２００から受けると、各車両１００は、まず自車両の車両情報をサーバ２００へ送信する（Ｓ４００）。サーバ２００により環境改善動作および代表車両が選択され、サーバ２００から制御指令（図１２）を受信すると（Ｓ４１０）、当該制御指令を受けた車両は自車両が代表車両であることを認識する。そして、代表車両は、Ｓ４２０にて、他の車両に対して、サーバ２００から送信された制御指令を車車間通信を用いてブロードキャストする。なお、代表車両から他の車両に対する制御指令の送信は、１対１通信（Ｐ２Ｐ通信）で行なってもよい。

その後、代表車両は、制御指令における自車両に対する指令に従って、対象エリア内の初期移動位置まで移動（Ｓ４３０）するとともに、環境改善装置１２０を動作させて環境改善動作を開始する（Ｓ４４０）。環境改善動作を実行中、代表車両は、車車間通信を用いてエリア内の各車両のデータを共有する（Ｓ４５０）。このとき、代表車両は、各車両のデータを適宜編集してエリア情報を生成し、当該エリア情報を所定の時間間隔でサーバ２００へ送信する。なお、エリア情報には、実行車両の変更の要否についての情報も含まれる。

サーバ２００においては、上述したように、当該エリア情報に基づいて対象エリアの汚染度の改善状況を監視し、環境改善動作を継続するか否かが判定される。そして代表車両は、Ｓ４７０にて、サーバ２００から、環境改善動作の停止指令を受信したか否かを判定する。停止指令が受信されていない場合（Ｓ４７０にてＮＯ）は、処理がＳ４５０に戻されて、環境改善動作が継続される。一方、停止指令を受信した場合（Ｓ４７０にてＹＥＳ）は、処理がＳ４８０に進められて、代表車両は、自車両の環境改善装置１２０を停止させるとともに、対象エリア内の他の車両に対して、環境改善動作の停止指令を車車間通信を用いて送信する。

次に、代表車両以外の他の車両の制御について説明する。通信モードとしてモードＩＩが選択された通知をサーバ２００から受けると、各車両１００は、まず自車両の車両情報をサーバ２００へ送信する（Ｓ５００）。その後、代表車両からの制御指令を車車間通信で受信すると（Ｓ５１０）、車両１００は、自車両が環境改善動作を行なう車両として選択されたことを認識する。そして、車両１００は、制御指令に従って、対象エリア内の初期移動位置まで移動（Ｓ５２０）するとともに、環境改善装置１２０を動作させて環境改善動作を開始する（Ｓ５３０）。

環境改善動作を実行中、車両１００は、車車間通信を用いてエリア内の各車両のデータを共有する（Ｓ５４０）。そして、車両１００は、Ｓ５５０にて、代表車両から、環境改善動作の停止指令を受信したか否かを判定する。停止指令が受信されていない場合（Ｓ５５０にてＮＯ）は、処理がＳ５４０に戻されて、環境改善動作が継続される。一方、停止指令を受信した場合（Ｓ５５０にてＹＥＳ）は、処理がＳ５６０に進められて、車両１００は、自車両の環境改善装置１２０を停止して、環境改善動作を停止する。

このように、通信対象の車両の台数が多く、サーバと車両との個別の通信ではサーバの負荷が増大するような場合に、代表車両を利用して通信の分散化を行なうとともに、車車間通信により車両間のデータ共有する「モードＩＩ」の通信モードを採用することにより、サーバと車両との間の通信負荷を低減しつつ、適切に通信を行なうことが可能となる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 車両情報通信システム、１００，１００Ａ～１００Ｃ 車両、１１０ センサ部、１２０ 環境改善装置、１３０ 制御装置、１４０，２２０ 記憶部、１５０ 位置検出部、１６０，２３０ 通信部、１７０ 入力部、１８０ 自動運転制御部、２００ サーバ、２１０ 制御部、２１１ 汚染度判定部、２１２ マップ生成部、２１３ 車両選択部、２１４ 指令出力部、２４０ 表示部、３００ 通信ネットワーク、４００ センサ。

Claims (4)

1. 環境汚染物質による汚染状態を検出するセンサと、
   前記環境汚染物質を除去する環境改善装置を搭載した複数の車両と、
   第１通信モードおよび第２通信モードのいずれかの通信モードを用いて前記複数の車両と通信を行なうことが可能に構成されたサーバとを備え、
   前記第１通信モードは、前記サーバが前記複数の車両の各々と個別に情報の授受を行なう通信モードであり、
   前記第２通信モードは、前記サーバが前記複数の車両のうちの一部の車両と情報の授受を行なうとともに、前記複数の車両の間で車車間通信を用いて情報を共有する通信モードであり、
   前記サーバは、前記複数の車両との間の通信負荷がしきい値よりも低い場合には前記第１通信モードに切換えて通信を行ない、前記通信負荷が前記しきい値よりも高い場合には前記第２通信モードに切換えて通信を行ない、
   前記サーバは、前記第２通信モードで通信を行なう場合に、前記サーバと通信を行なう代表車両を各エリアごとに決定し、
   前記代表車両は、前記第２通信モードでの通信の際に、前記サーバからの情報を当該エリア内の他の車両に車車間通信により送信するとともに、当該エリア内の車両の間で共有される情報を前記サーバに送信し、
   前記センサは、前記複数の車両の各々に備えられており、
   前記サーバは、前記複数の車両の位置情報および前記センサにより検出された汚染状態の情報を受信し、前記位置情報および前記汚染状態の情報を用いて、前記エリアごとに前記環境汚染物質による汚染度を算出し、
   前記サーバは、前記環境汚染物質による汚染度が基準値を超える場合に、前記複数の車両のうちから当該エリア内の前記環境汚染物質を除去可能な前記環境改善装置を搭載した車両を選択し、選択された車両を当該エリアに移動させるとともに、前記環境改善装置を用いて環境改善動作を実行させる指令を出力する、環境改善システム。
2. 前記サーバは、前記環境改善動作を実行させる車両の台数が基準台数より少ない場合には前記第１通信モードで通信を行ない、前記台数が前記基準台数より多い場合には前記第２通信モードで通信を行なう、請求項１に記載の環境改善システム。
3. 前記複数の車両は、前記第２通信モードにおいて、ブロックチェーン認証を用いて情報を共有する、請求項１または２に記載の環境改善システム。
4. 環境改善システムに適用されるサーバであって、
   前記環境改善システムは、
   環境汚染物質による汚染状態を検出するセンサと、
   前記環境汚染物質を除去する環境改善装置を搭載した複数の車両とを含み、
   前記センサは、前記複数の車両の各々に備えられており、
   前記サーバは、第１通信モードおよび第２通信モードのいずれかの通信モードを用いて前記複数の車両と通信を行なうことが可能に構成されており、
   前記第１通信モードは、前記サーバが前記複数の車両の各々と個別に情報の授受を行なう通信モードであり、
   前記第２通信モードは、前記サーバが前記複数の車両のうちの一部の車両と情報の授受を行なうとともに、前記複数の車両の間で車車間通信を用いて情報を共有する通信モードであり、
   前記サーバは、前記複数の車両との間の通信負荷がしきい値よりも低い場合には前記第１通信モードに切換えて通信を行ない、前記通信負荷が前記しきい値よりも高い場合には前記第２通信モードに切換えて通信を行ない、
   前記サーバは、前記第２通信モードで通信を行なう場合に、前記サーバと通信を行なう代表車両を各エリアごとに決定し、
   前記代表車両は、前記第２通信モードでの通信の際に、前記サーバからの情報を当該エリア内の他の車両に車車間通信により送信するとともに、当該エリア内の車両の間で共有される情報を前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記複数の車両の位置情報および前記センサにより検出された汚染状態の情報を受信し、前記位置情報および前記汚染状態の情報を用いて、前記エリアごとに前記環境汚染物質による汚染度を算出し、
   前記サーバは、前記汚染度が基準値を超える場合に、前記複数の車両のうちから当該エリア内の前記環境汚染物質を除去可能な前記環境改善装置を搭載した車両を選択し、選択された車両を当該エリアに移動させるとともに、前記環境改善装置を用いて環境改善動作を実行させる指令を出力する、サーバ。

Images