JP7816112B2

JP7816112B2 - 経路検索装置

Info

Publication number: JP7816112B2
Application number: JP2022196277A
Authority: JP
Inventors: 崇弘三澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-12-08
Filing date: 2022-12-08
Publication date: 2026-02-18
Anticipated expiration: 2042-12-08
Also published as: US12553730B2; US20240183676A1; JP2024082431A; CN118168570A

Description

本明細書は、充電式のバッテリの電力で走行する車両が目的地に到達するまでの経路を検索する経路検索装置を開示する。

特許文献１には、自車両の目的地までの経路と、経由地としての充電スタンドと、を検索するナビゲーションシステムが開示されている。

特開２０１２－００２７７８号公報

特許文献１の技術では、車両に搭載されているバッテリの状態と、充電スタンドに備えられている充電器の出力と、が何ら考慮されていない。例えば、バッテリの状態に対して充電器の出力が不足する場合には、バッテリの充電時間が比較的に長くなる可能性がある。本明細書では、バッテリの状態に対して適切な充電スタンドを抽出するための技術を提供する。

本明細書で開示する経路検索装置は、充電式のバッテリの電力で走行する車両が目的地に到達するまでの経路を検索する経路検索部と、検索された前記経路に基づいて、前記車両が地理的に利用可能な複数の充電スタンドを検索するとともに、前記複数の充電スタンドのそれぞれが備える充電器の出力情報を取得するスタンド検索部と、検索された前記複数の充電スタンドのそれぞれについて、前記車両が前記充電スタンドに到達するタイミングにおける前記バッテリの将来の状態を示す予測値を、前記バッテリの現在の状態と、前記車両の現在地から前記充電スタンドまでの経路と、に基づいて算出する算出部と、検索された前記複数の充電スタンドの中から、前記バッテリの前記予測値と前記充電器の前記出力情報との組み合わせに基づいて、推奨スタンドを抽出する推奨スタンド抽出部と、を備える。

上記の構成によれば、推奨スタンドが、バッテリの将来の状態を示す予測値と充電器の出力情報との組み合わせに基づいて抽出される。例えば、バッテリの将来の状態が低出力の充電器で充電することに適している場合には、低出力の充電器を備える充電スタンドが推奨スタンドとして抽出される。また、例えば、バッテリの将来の状態が高出力の充電器で充電することに適している場合には、高出力の充電器を備える充電スタンドが推奨スタンドとして抽出される。バッテリの状態に対して適切な充電スタンドを抽出することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

車両及びナビゲーション装置の構成を示す概略図である。ナビゲーション装置が実行する処理のフローチャートである。ナビゲーション装置が表示する検索結果の一例を示す図である。

（車両２の構成；図１）
車両２は、外部の電源によって充電される充電式の車両、及び、エンジンを併せ持つハイブリッド車等である。車両２は、走行用のモータ３と、電力変換装置４と、充電式のバッテリ５と、を備える。電力変換装置４は、モータ３とバッテリ５との間に接続されている。電力変換装置４は、バッテリ５の電力を昇圧するコンバータや、バッテリ５の電力をモータ３の駆動電力に変換するインバータ等を備えている。電力変換装置４に関してはよく知られているので、説明を省略する。バッテリ５に蓄えられた電力は、モータ３への放電によって減少する。このため、車両２の走行のためにはバッテリ５の充電が必要である。

車両２は、さらに、温度センサ６と、ＳＯＣセンサ７と、を備える。温度センサ６は、バッテリ５に取り付けられ、バッテリ５の温度であるバッテリ温度を計測する。なお、変形例では、バッテリ温度は、バッテリ５の充電に関与する部品（例えばバスバー）の温度、バスバーを流れる電流値等から推測されてもよい。

ＳＯＣセンサ７は、バッテリ５に内蔵され、バッテリ５のＳＯＣを計測する。ＳＯＣは、ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅの略であり、バッテリ５の充電率を示す。ＳＯＣセンサ７は、例えば、バッテリ５の端子間の電圧、バッテリ５の出力電流等を利用してＳＯＣを推測するＣＰＵである。

車両２は、さらに、ナビゲーション装置１０を備える。ナビゲーション装置１０は、例えば、車両２のダッシュボードに設置される。ナビゲーション装置１０は、車両２の現在地から目的地に到着するまでの経路を検索し、目的地までの案内を行う。特に、本実施例では、ナビゲーション装置１０は、検索された経路に基づいて、車両２が地理的に利用可能な複数の充電スタンドを検索する。車両２が地理的に利用可能な充電スタンドは、例えば、検索された経路上の充電スタンド、又は、検索された経路から所定の範囲内に設置されている充電スタンドである。

ナビゲーション装置１０は、表示部１２と、ＧＰＳセンサ１４と、制御部３０と、を備える。表示部１２は、様々な情報を表示するタッチスクリーンである。表示部１２は、ユーザからの指示を受ける操作部としても機能する。なお、変形例では、操作部は、表示部１２と別体で設けられているボタン等であってもよい。

ＧＰＳセンサ１４は、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）の複数の衛星から緯度及び経度の値を受信するセンサである。制御部３０は、ＧＰＳセンサ１４からの出力値を利用して車両２の現在地を取得することができる。

制御部３０は、ＣＰＵ３２と、メモリ３４と、を備える。ＣＰＵ３２は、メモリ３４に記憶されているプログラム４０に従って様々な処理を実行する。メモリ３４は、例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリである。

メモリ３４は、さらに、地図情報４２と、スタンド情報４４と、を記憶する。地図情報４２は、地図を示す地理的な情報である。スタンド情報４４は、車両２が走行可能な地域、例えば、国の全域に設定されている複数の充電スタンドを示す情報である。スタンド情報４４は、複数の充電スタンドのそれぞれについて、当該スタンドの設置場所、当該スタンドが備える充電器の出力情報、当該スタンドの充電単価等を含む。出力情報は、充電器を高出力充電器と低出力充電器とのいずれかに区分するものである。高出力充電器は、例えば、１５０ｋｗの出力を有する充電器であり、低出力充電器は、例えば、５０ｋｗの出力を有する充電器である。充電単価は、例えば、単位分当たりの利用料金である。なお、変形例では、地図情報４２及びスタンド情報４４は、外部と通信可能なインターフェースを介して、外部から受信されてもよい。外部は、例えば、インターネット上のサーバである。

また、制御部３０は、温度センサ６及びＳＯＣセンサ７に接続されている。制御部３０は、温度センサ６及びＳＯＣセンサ７のそれぞれから計測値を取得する。

（ナビゲーション装置１０の処理；図２、図３）
図２を参照して、ＣＰＵ３２が、プログラム４０に従って実行する処理について説明する。Ｓ１０では、ＣＰＵ３２は、ユーザによってナビゲーション装置１０に目的地が入力されることを監視する。ＣＰＵ３２は、目的地が入力される場合（Ｓ１０でＹＥＳ）に、Ｓ２０に進む。

Ｓ２０では、ＣＰＵ３２は、車両２が現在地から目的地に到着するまでの経路を検索する。検索される経路は、１個でもいいし、複数個でもいい。

Ｓ２２では、ＣＰＵ３２は、スタンド情報４４によって示される全ての充電スタンドの中から、Ｓ２０で検索された経路に基づいて、車両２が地理的に利用可能な複数の充電スタンドを検索する。そして、ＣＰＵ３２は、検索された複数の充電スタンドのそれぞれについて、スタンド情報４４から当該充電スタンドに関する情報、例えば、出力情報、充電単価を取得する。

Ｓ２４では、ＣＰＵ３２は、温度センサ６及びＳＯＣセンサ７の計測値から、バッテリ５の現在の状態を取得する。バッテリ５の現在の状態は、現在のバッテリ温度と、現在のＳＯＣと、を含む。

Ｓ３０では、ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検索された複数の充電スタンドの中から１個の対象充電スタンドを選択する。

Ｓ３２では、ＣＰＵ３２は、車両２が対象充電スタンドに到達するタイミングにおけるバッテリ５の将来の状態を、Ｓ２４で取得した現在の状態と、現在地から対象充電スタンドまでの経路と、に基づいて算出する。例えば、当該経路の距離、起伏、当該経路を走行する速度等からバッテリ５の消費電力を推定することが可能である。ＣＰＵ３２は、推定された消費電力を利用して、バッテリ５の将来の状態を算出する。バッテリ５の将来の状態は、将来のバッテリ温度と、将来のＳＯＣと、を含む。

Ｓ３４では、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のバッテリ温度が通常範囲内であるのか否かを判断する。ここで、「通常範囲」は、第１閾値から第２閾値の間の範囲である。第１閾値は、例えば、バッテリ温度が過度に高いと判断するための温度である。第２閾値は、例えば、バッテリ温度が過度に低いと判断するための温度である。例えば、バッテリ温度が通常範囲外である状況において、高出力充電器でバッテリ５を充電するとバッテリ５の負荷が過大となる場合がある。バッテリ温度が通常範囲外である状況では、低出力充電器でバッテリ５を充電することが推奨される。

ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のバッテリ温度が通常範囲外であると判断する場合（Ｓ３４でＮＯ）に、Ｓ４０に進む。Ｓ４０では、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドの出力情報が低出力充電器を示すのか否かを判断する。ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドの出力情報が低出力充電器を示すと判断する場合（Ｓ４０でＹＥＳ）に、Ｓ５０に進む。Ｓ５０では、ＣＰＵ３２は、低出力充電器を備える対象充電スタンドを推奨スタンドに決定する。推奨スタンドは、ユーザに利用を推奨する充電スタンドである。Ｓ５０の処理が終了すると、ＣＰＵ３２は、Ｓ５２に進む。一方、対象充電スタンドの出力情報が低出力充電器を示さないと判断する場合（Ｓ４０でＮＯ）に、ＣＰＵ３２は、Ｓ５０の処理をスキップして、Ｓ５２に進む。この場合、対象充電スタンドは推奨スタンドとして決定されない。

Ｓ５２では、ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検索された複数の充電スタンドの全てが対象充電スタンドとして選択されたのか否かを判断する。ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検索された複数の充電スタンドの全てが対象充電スタンドとして選択されてないと判断する場合（Ｓ５２でＮＯ）に、Ｓ３０に戻る。一方、ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検索された複数の充電スタンドの全てが対象充電スタンドとして選択されたと判断する場合（Ｓ５２でＹＥＳ）に、Ｓ６０に進む。

Ｓ６０では、ＣＰＵ３２は、Ｓ５０で決定された全ての推奨スタンドを表示部１２に表示するための表示処理を実行する。Ｓ６０が終了すると、ＣＰＵ３２は、図２の処理を終了する。

また、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のバッテリ温度が通常範囲内であると判断する場合（Ｓ３４でＹＥＳ）に、Ｓ３６に進む。Ｓ３６では、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のＳＯＣが所定値以上であるのか否かを判断する。対象充電スタンドにおける将来のＳＯＣが所定値以上であることは、低出力充電器でもバッテリ５の充電時間が比較的に短いことを意味する。ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のＳＯＣが所定値以上であると判断する場合（Ｓ３６でＹＥＳ）に、Ｓ４０に進む。

また、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドにおける将来のＳＯＣが所定値未満であると判断する場合（Ｓ３６でＮＯ）に、Ｓ４２に進む。対象充電スタンドにおける将来のＳＯＣが所定値未満であることは、低出力充電器ではバッテリ５の充電時間が比較的に長いことを意味する。別言すれば、高出力充電器でバッテリ５を充電することが推奨される。

Ｓ４２では、ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドの出力情報が高出力充電器を示すのか否かを判断する。ＣＰＵ３２は、対象充電スタンドの出力情報が高出力充電器を示すと判断する場合（Ｓ４２でＹＥＳ）に、Ｓ５０に進む。Ｓ４２でＹＥＳの判断を経たＳ５０では、高出力充電を備える対象充電スタンドが推奨スタンドとして決定される。

（具体的なケース；図３）
図３は、Ｓ６０の表示処理において表示部１２に表示される画面５０の具体的なケースを示す。本ケースでは、ＣＰＵ３２は、現在地Ｐ１から目的地Ｐ２までの２個の経路Ｒ１、Ｒ２を検索する（図２のＳ２０）。ＣＰＵ３２は、全ての充電スタンドの中から、２個の経路Ｒ１、Ｒ２に基づいて、車両２が地理的に利用可能な５個の充電スタンドＡ～Ｅを検索する（Ｓ２２）。そして、ＣＰＵ３２は、５個の充電スタンドＡ～Ｅの中から３個の推奨スタンドＡ、Ｃ、Ｅを決定する（Ｓ３０～Ｓ５０）。例えば、充電スタンドＢについて、将来のバッテリ温度が通常範囲内であり、かつ、将来のＳＯＣが所定値未満であるものの、充電スタンドＢの充電器が低出力充電器であることにより、充電スタンドＢは推奨スタンドとして選択されない（Ｓ３４でＹＥＳ、Ｓ３６でＮＯ、Ｓ４２でＮＯ）。また、例えば、充電スタンドＤについて、将来のバッテリ温度が通常範囲内であり、かつ、将来のＳＯＣが所定値以上であるものの、充電スタンドＤの充電器が高出力充電器であることにより、充電スタンドＤは推奨スタンドとして選択されない（Ｓ３４でＹＥＳ、Ｓ３６でＹＥＳ、Ｓ４０でＮＯ）。

画面５０は、２個の経路Ｒ１、Ｒ２と、５個の充電スタンドＡ～Ｅと、を表示する。さらに、画面５０は、推奨スタンドリスト５２を表示する。推奨スタンドリスト５２は、図２のＳ５０で決定された推奨スタンドのリストである。本ケースでは、推奨スタンドリスト５２は、３個の推奨スタンドＡ、Ｃ、Ｅを含む。

本実施例では、ＣＰＵ３２は、図２のＳ５０において複数の推奨スタンドが決定されるときに、当該複数の推奨スタンドに優先順位を付与する。本実施例では、優先順位は、第１から第３パターンのうちのいずれかで設定される。

第１パターンは、推奨スタンドを経由して目的地に到達する予想到着時刻に基づく順位である。図３に示すように、予想到着時刻が速い推奨スタンドがリストの上段に表示される。予想到着時刻は、経路の走行時間と、推奨スタンドの充電所要時間と、を含む。ここで、充電所要時間は、推奨スタンドに到着からバッテリ５を充電器に接続するまでの充電待ち時間と、実際に充電している充電時間と、の合計時間である。充電待ち時間は、例えば、推奨スタンドの到着タイミングにおける充電器の空き状況に基づき算出される。また、充電時間は、例えば、推奨スタンドにおける将来のＳＯＣと推奨スタンドの出力情報とに基づき算出される。予想到着時刻に基づく優先順位を利用することにより、ユーザは、予想到着時刻を考慮して、利用すべき推奨スタンドを決定することができる。

第２パターンは、推奨スタンドにおける充電所要時間に基づく順位である。図３に示すように、充電所要時間が速い推奨スタンドがリストの上段に表示される。充電所要時間に基づく優先順位を利用することにより、ユーザは、充電所要時間を考慮して、利用すべき推奨スタンドを決定することができる。

第３パターンは、推奨スタンドにおける充電単価に基づく順位である。図３に示すように、充電単価の低い推奨スタンドがリストの上段に表示される。充電単価に基づく優先順位を利用することにより、ユーザは、充電単価を考慮して、利用すべき推奨スタンドを決定することができる。

例えば、ＣＰＵ３２は、デフォルトで第１パターンの優先順位で推奨スタンドリスト５２を表示する。そして、ＣＰＵ３２は、パターンを変更する指示を受けると、第１パターンに代えて、当該指示に従ったパターン、例えば、第２パターンの優先順位で推奨スタンドリスト５２を表示する。

（本実施例の効果）
本実施例の構成によれば、ＣＰＵ３２は、スタンド情報４４から充電器の出力情報を取得し（図２のＳ２２）、バッテリ５の将来の状態を示す予測値を算出する（Ｓ３２）。そして、ＣＰＵ３２は、バッテリの将来の状態を示す予測値と充電器の出力情報との組み合わせに基づいて推奨スタンドを抽出する（Ｓ３０～Ｓ５０）。例えば、バッテリの将来の状態が低出力充電器で充電することに適している場合（Ｓ４０でＹＥＳ）には、低出力充電器を備える充電スタンドが推奨スタンドとして抽出される（Ｓ５０）。また、例えば、バッテリの将来の状態が高出力充電器で充電することに適している場合（Ｓ４２でＹＥＳ）には、高出力充電器を備える充電スタンドが推奨スタンドとして抽出される（Ｓ５０）。バッテリの状態に対して適切な充電スタンドを抽出することができる。

（対応関係）
ナビゲーション装置１０が、「経路検索装置」の一例である。車両２、バッテリ５が、それぞれ、「車両」、「バッテリ」の一例である。スタンド情報４４内の出力情報が、「出力情報」の一例である。５個の充電スタンドＡ～Ｅが、「複数の充電スタンド」の一例である。

図２のＳ２０を実行するＣＰＵ３２、Ｓ２２を実行するＣＰＵ３２が、それぞれ、「経路検索部」、「スタンド検索部」の一例である。Ｓ３２を実行するＣＰＵ３２、Ｓ３４～Ｓ５０を実行するＣＰＵ３２が、それぞれ、「算出部」、「推奨スタンド抽出部」の一例である。

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。「経路検索装置」は、ナビゲーション装置１０に限らず、例えば、車両２とは別体に設けられている外部装置、例えば、スマートフォン、インターネット上のサーバでもよい。本変形例では、「出力情報」は、例えば、インターネット上の他の装置から外部装置に受信されてもよい。また、「バッテリの現在の状態」を示す情報は、無線又は有線の通信方式を利用して、車両２から外部装置に送信されてもよい。

図２のＳ３４の判断が実行され、Ｓ３６の判断は実行されなくてもよい。本変形例では、「バッテリの予測値」は、「バッテリの予測温度」である。また、図２のＳ３６の判断が実行され、Ｓ３４の判断が実行されなくてもよい。本変形例では、「バッテリの予測値」は、「バッテリの予測ＳＯＣ」である。

図２のＳ５０で決定された複数の推奨スタンドに優先順位は付与されなくてもよい。例えば、推奨スタンドリスト５２における推奨スタンドの順序は、ランダムであってもよい。また、例えば、画面５０は、推奨スタンドリスト５２を含まず、画面５０には、推奨スタンドＡ、Ｃ、Ｅが表示され、他の充電スタンドＢ、Ｄは表示されなくてもよい。

優先順位のパターンは、第１～第３パターンのうちのいずれかであればよい。例えば、推奨スタンドリスト５２は、第１パターンで表示され、第２及び第３パターンで表示されなくてもよい。

また、優先順位が第１パターンである場合において、充電スタンドＣのみが画面５０に表示され、充電スタンドＡ、Ｅは画面５０に表示されなくてもよい。本変形例では、最も推奨される充電スタンドを画面５０に表示し、それ以外の推奨スタンドを画面５０に表示しないことが、「優先順位を付与する」ことの一例である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：車両
３：モータ
４：電力変換装置
５：バッテリ
６：温度センサ
７：ＳＯＣセンサ
１０：ナビゲーション装置
１２：表示部
１４：ＧＰＳセンサ
３０：制御部
３２：ＣＰＵ
３４：メモリ
４０：プログラム
４２：地図情報
４４：スタンド情報
５０：画面
５２：推奨スタンドリスト
Ｐ１：現在地
Ｐ２：目的地
Ｒ１、Ｒ２：経路

Claims

充電式のバッテリの電力で走行する車両が目的地に到達するまでの経路を検索する経路検索部と、
検索された前記経路に基づいて、前記車両が地理的に利用可能な複数の充電スタンドを検索するとともに、前記複数の充電スタンドのそれぞれが備える充電器の出力情報を取得するスタンド検索部であって、前記出力情報は、前記充電器を高出力充電器と低出力充電器とのいずれかに区分するものである、前記スタンド検索部と、
検索された前記複数の充電スタンドのそれぞれについて、前記車両が前記充電スタンドに到達するタイミングにおける前記バッテリの将来の状態を示す予測値として、前記バッテリの予測温度を、前記バッテリの現在の状態と、前記車両の現在地から前記充電スタンドまでの経路と、に基づいて算出する算出部と、
検索された前記複数の充電スタンドの中から、前記バッテリの前記予測温度が所定の通常範囲外であり、かつ、前記出力情報が前記低出力充電器を示す充電スタンドを推奨スタンドとして抽出する推奨スタンド抽出部と、
を備える経路検索装置。
前記算出部は、前記予測値として前記バッテリの予測ＳＯＣをさらに算出し、
前記推奨スタンド抽出部は、
前記バッテリの前記予測温度が所定の通常範囲内であり、前記バッテリの前記予測ＳＯＣが所定の閾値以上であり、かつ、前記出力情報が前記低出力充電器を示す充電スタンドと、
前記バッテリの前記予測温度が所定の通常範囲内であり、前記バッテリの前記予測ＳＯＣが所定の閾値未満であり、かつ、前記出力情報が前記高出力充電器を示す充電スタンドと、を前記推奨スタンドとして抽出する、請求項１に記載の経路検索装置。
前記経路検索装置は、前記推奨スタンド抽出部が複数の前記推奨スタンドを抽出したときに、抽出された前記複数の推奨スタンドに優先順位を付与する付与部をさらに備え、
前記付与部は、前記推奨スタンドを経由して前記目的地に到達する予想到達時刻と、前記推奨スタンドにおける充電所要時間と、前記推奨スタンドにおける充電単価と、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記優先順位を付与する、請求項１又は２に記載の経路検索装置。