JP5535694B2 - 充電管理装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は移動体に搭載されたバッテリを充電するための技術に関する。

陸上輸送の分野においては、大気汚染や化石燃料の枯渇に対する懸念から、電力を使って走行する自動車（以下電気自動車と称す）の研究開発が盛んに行われている。そして、このような電気自動車に電力を供給するための技術として、従来、目的地近傍に充電設備がある場合に、現在地から目的地までの走行がバッテリの残存容量で可能かどうかを判断し、その判断結果を出力する技術がある（特許文献１を参照）。

また、走行用バッテリの残存容量について複数の規定値を設け、規定値に応じて異なる発信者電話番号を設け、バッテリの残存容量が各規定値となると夫々の規定値に応じた発信者電話番号を用いて発信し、着信側で発信者電話番号に応じた呼出音を出力させる技術がある（特許文献２を参照）。

特開２００３−２９４４６３号公報 特開２００６−１１３８８９号公報

ガソリン車や燃料電池車における燃料の充填と比べて、電気自動車におけるバッテリの充電には、時間がかかるという問題がある。

特に、家庭用の電源で充電を行う場合、単位時間当たりに供給可能な電力量に限りがあり、満充電までにかかる時間は、非常に長いのが実情である。例えば、小型の電気自動車で総電力量１６ｋＷｈのバッテリを搭載している場合、家庭用として一般的な１００Ｖの電圧で１５Ａの電流を流したとすると、満充電までに約１４時間かかる。

このため、ユーザが、昼間に電気自動車で外出し、電力を消費した場合、帰宅後に充電を開始し、夜間に充電を行って翌日の利用に備えるといった利用形態が考えられる。

この場合、翌日８：００に電気自動車を利用するのであれば、１８：００には充電を開始しないと満充電に達しない可能性がある。即ち、この時間までに帰宅しなければ翌日の電気自動車の利用に支障を来す可能性があるため、ユーザは外出先で何時に帰宅して充電を開始するかを気にしていなければならない。

しかし、満充電までの時間は、バッテリの残電力量によって変わるので、必ずしも１４時間前から充電を開始しなければならないものではない。また、翌日の電気自動車の利用が短距離であれば満充電に達しなくても良く、翌日に予定される走行距離に応じて必要な充電時間は異なる。更に、外出先で充電開始時間を考えた場合、外出先から帰宅するまでの消費電力量を加味してバッテリの残電力量を想定し、充電時間を判断する必要があるが、帰宅するまでの消費電力量は、自宅までの距離や、渋滞の有無、エアコンの使用の有無、前照灯の使用の有無等により変動する。

このようにバッテリの充電に必要な時間は、種々の条件によって決まるため、いつ充電
を行ったら良いかを容易に判断することができないという問題があった。

本発明は、上記した問題に鑑み、電力駆動される移動体に駆動用電源として搭載されるバッテリの充電を適切に管理する技術の提供を課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、充電管理装置に以下の手段を備えることとした。即ち、本発明は、
電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理装置であって、
前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得する所在取得手段と、
取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求める移動量決定手段と、
前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するスケジュール取得手段と、
前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測する到着時残電力量予測手段と、
前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定する充電開始決定手段と、
前記充電開始時刻が所定条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力する管理手段と、
を備える。

前記充電管理装置は、前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出する到着時刻予測手段を更に備え、
前記管理手段が、前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早いことを前記所定条件としても良い。

前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早く、前記充電開始時刻と前記到着予定時刻の差が所定時間以内の場合に、前記管理手段は、前記充電開始時刻が近づいたことを示すアラームを出力しても良い。

前記到着時刻が前記充電開始時刻以降の場合、前記管理手段は、電力を抑制するための情報を出力しても良い。

更に本発明は、上記課題を解決するために、コンピュータが以下のステップを実行する方法であっても良い。即ち、本発明は、
電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理方法であって、
コンピュータが、
前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得するステップと、
取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求めるステップと、
前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するステップと、
前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測するステップと、
前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻
を決定するステップと、
前記充電開始時刻が所定条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力するステップと、
を実行する。

前記充電管理方法は、前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出するステップを更に備え、
充電管理情報を出力するステップにおいて、前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早いことを前記所定条件としても良い。

前記充電管理方法は、前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早く、前記充電開始時刻と前記到着予定時刻の差が所定時間以内の場合に、前記充電管理情報として前記充電開始時刻が近づいたことを示すアラームを出力しても良い。

前記充電管理方法は、前記到着時刻が前記充電開始時刻以降の場合、前記充電管理情報として電力を抑制するための情報を出力しても良い。

なお、本発明は、上記充電管理装置の各手段を有する充電管理システムとして捉えることができる。また、本発明は、上記充電管理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして捉えることもできる。また、本発明は、前記プログラムをコンピュータが読み取り可能に記録した記録媒体（記憶媒体）として捉えることもできる。

ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体の内、コンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、８mmテープ、メモリカード等がある。

また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。

上記手段およびステップの各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、電力駆動される移動体に駆動用電源として搭載されるバッテリの充電を適切に管理する技術を提供することが可能となる。

実施形態に係る充電管理装置を含む充電管理システム全体の構成を示す図 実施形態に係る無線電力伝送装置の構成を示す図 実施形態に係る車載機の構成の概略を示した図 実施形態に係る車載機の機能構成を示す図 スケジュール情報の一例を示す図 スケジュール情報に基づいて求めた経路の説明図 実施形態に係る充電管理方法の説明図 充電管理情報を出力する処理の説明図

以下、本発明に係る充電管理システムの実施の形態について、図面に基づいて説明する
。
なお、本実施形態では、主に無線電力伝送装置を備えることで、バッテリに対して磁界共鳴を用いた無線電力伝送によって充電を行うことが可能な車両ＥＶについて説明する。

但し、本発明は、無線電力伝送を用いて充電を行う方式の車両ＥＶのための充電管理システムに限らず、バッテリからの電力を用いて駆動される移動体のための充電管理システム全般に適用することが可能である。

例えば、電力伝送ケーブルを介して給電装置と車載の充電ユニットとを有線で接続して充電するような方式を採用するシステムについても、本発明は適用可能であるし、無線電力伝送についても、コイル間の電磁誘導を用いる方式や、磁界共鳴方式、マイクロ波伝送方式、等様々な伝送方式を採用した充電管理システムに適用可能である。

また、本発明は電気自動車に限らず、バッテリからの電力を用いて駆動される移動体全般に適用可能である。ここで、バッテリからの電力を用いて駆動される移動体とは、電動の自動車、電動の自動二輪といった所謂電気自動車の他、プラグイン・ハイブリッド車、電動自転車、電動アシスト自転車、電動車椅子も含み、以下本実施形態では単に車両ＥＶとも称する。

＜充電管理システム全体の構成＞
図１は、本実施形態に係る充電管理装置を含む充電管理システム全体の構成を示す図である。本実施形態において、本発明に係る充電管理装置は、車載機１として実施される。この車載機１は、本実施形態において、カーナビゲーション機能を備えた装置として実現されるが、ＥＣＵ等、その他の車載装置として実現されてもよい。本実施形態に係る充電管理システムは、後述する受電ユニット１２０を有する車両ＥＶに搭載された車載機１と、情報センタサーバ２と、後述する送電ユニット１１０を含む給電設備を管理する給電設備管理サーバ３と、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等のリアルタイム道路情報配信システム４と、が互いにネットワーク９を介して接続されることで構成される。

なお、ネットワーク９にはインターネット、携帯電話網、専用回線、プライベートネットワーク、イントラネット等が相互に接続されたものを用いることが可能であり、具体的なネットワーク９としては、情報センタサーバ２や給電設備管理サーバ３、車載機１等が互いに通信を行うのに適したネットワークが採用されることが好ましい。例えば、本実施形態では、車載機１は、携帯電話網を利用する通信モジュール５５を通信手段とし、携帯電話網を介して情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３との間で情報の送受を行う。但し、車載機１は、通信手段として、衛星通信やモバイルＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）等、その他の通信方式のものを備えてもよい。

なお、本発明に係る充電管理装置は、所謂カーナビゲーションシステムとして実施することが出来るが、この際、処理を行うカーナビゲーションシステムのうち、乗車中のユーザに対するインターフェースを提供する部分、および車両ＥＶに係る情報を取得する部分以外は、必ずしも車載される必要はない。必要な入力を外部に設置されたナビゲーション装置本体やサーバ装置に送信し、本体またはサーバ装置において必要な処理を行い、処理結果をユーザインターフェースに送信して表示させる方式が採用されてもよい。

情報センタサーバ２は、駐車場情報、給電設備による給電の課金情報、道路情報を有するデータセンタに備えられたコンピュータであり、ネットワーク９を介して車載機１からの情報要求を受け付け、車載機１に対して必要な情報を提供する。ここで、駐車場情報には、駐車場の空き情報、予約情報、サービス情報（給電設備情報）が含まれる。また、道
路情報には、渋滞情報、工事情報、観光スポット情報が含まれる。なお、道路情報は、ＶＩＣＳ等のリアルタイム道路情報配信システム４から配信された情報が蓄積されたものであってもよい。このようにすることで、車載機１は、リアルタイム道路情報配信システム４によって配信される情報を直接得ることが出来ない場合であっても、情報センタサーバ２から同様の道路情報を得ることが出来る。

給電設備管理サーバ３は、給電設備を管理するサーバであり、給電設備による給電方式、規格、給電能力（急速充電の可否等）、設備の空き情報、予約情報、等を管理する。また、給電設備管理サーバ３は、ネットワーク９を介した車載機１の要求に応じて、管理する情報を提供し、また、給電設備の予約処理を行う。但し、給電設備の予約処理は、給電設備情報を情報センタサーバ２と同期することで、情報センタサーバ２によって行われてもよい。

＜無線電力伝送装置の構成＞
なお、本実施形態では、バッテリ１３３に対する給電方法として、無線電力伝送が用いられる。図２は、本実施形態に係る無線電力伝送装置１０１の構成を示す図である。無線電力伝送装置１０１は、大きく分けて送電ユニット１１０および受電ユニット１２０を備える。このうち、送電ユニット１１０は、車両ＥＶが停止する位置（例えば、駐車スペース）の地面側に設けられ、送電コントローラ１１７、コンバータ１１３、送電アンプ１１４、送電コイル１１５、共振制御ユニット１１６、発振回路１１８、アンテナ１１１およびデータ送受信ユニット１１２を備える。ここで、送電コイル１１５は、例えば、駐車スペースの車止めを基準とした所定位置等、車両ＥＶが停止した場合の位置合わせが容易な位置に、車両ＥＶ底面に設けられた受電コイル１２５に対向するように設けられることが好ましい。

送電コントローラ１１７は、予め設定された送電用の設定内容、データ送受信ユニット１１２による受電ユニット１２０とのデータ送受信結果、および送電アンプ１１４から得られた送電電力モニタ結果に従って、発振回路１１８、共振制御ユニット１１６、コンバータ１１３を制御する。データ送受信ユニット１１２は、アンテナ１１１に接続された、無線通信のための通信インターフェースである。また、コンバータ１１３は、供給された交流または直流の電力を直流電流へ変換し、送電アンプ１１４へ送る。なお、コンバータ１１３による出力電圧は、送電コントローラ１１７によって制御される。また、送電アンプ１１４は、コンバータ１１３から送られた電力を、発振回路１１８から与えられた周波数で、送電コイル１１５へ入力する。ここで、発振回路１１８によって与えられる周波数は、送電コントローラ１１７によって制御される。

共振制御ユニット１１６は、送電コントローラ１１７による指示に従って、送電コイル１１５に設けられたコンデンサ（キャパシタ）の容量を制御する等の方法で、送電ユニット１１０の共振周波数を、受電ユニット１２０の共振周波数と一致するように制御する。また、発振回路１１８は、送電コントローラ１１７による指示に従って、送電コイル１１５へ発振される周波数を、共振周波数と一致するように制御する。即ち、本実施形態に係る送電ユニット１１０は、送電コントローラ１１７によって送電ユニット１１０の共振周波数と受電ユニット１２０の共振周波数が一致するように制御され、この共振周波数で送電されるように、発振回路１１８が制御されることで、磁界共鳴による無線電力伝送を可能とするものである。

また、受電ユニット１２０は、車両ＥＶに設けられ、送電ユニット１１０から無線電力伝送により電力を受電し、受電した電力をバッテリ１３３に供給する。

受電ユニット１２０は、受電コントローラ１２７、受電コイル１２５、共振制御ユニッ
ト１２６、整流回路１２８、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２９、アンテナ１２１およびデータ送受信ユニット１２２を備える。ここで、受電コイル１２５は、車両ＥＶ底面の、地面に設置された送電ユニット１１０と対向する位置に設けられることが好ましい。また、受電ユニット１２０は、車載の充放電制御装置１３１を介して、バッテリ１３３やモータ１３２に接続される。

受電コントローラ１２７は、予め設定された受電用の設定内容、データ送受信ユニット１２２による送電ユニット１１０とのデータ送受信結果、および整流回路１２８から得られた受電電力モニタ結果に従って、共振制御ユニット１２６、整流回路１２８およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２９を制御する。データ送受信ユニット１２２は、アンテナ１２１に接続された、無線通信のための通信インターフェースである。また、受電コイル１２５には、送電コイル１１５との間の磁界共鳴によって電流が流れる。ここで、受電コントローラ１２７は、送電コイル１１５との間で磁界共鳴を発生させるために、受電コイル１２５の共振周波数が送電ユニット１１０と一致するように共振制御ユニット１２６を制御する。

整流回路１２８（ＡＣ／ＤＣコンバータ）およびＤＣ／ＤＣコンバータ１２９は、充放電制御側による取り出し電力を一定に保つことで、送電側の電圧変更による受電側の見かけの負荷抵抗の制御を可能とする。

充放電制御装置１３１は、バッテリ１３３からモータ１３２や車載機１等の電気部品への電力の供給（放電）を制御すると共に、バッテリ１３３への充電を制御する。

例えば、充放電制御装置１３１は、ユーザがアクセルを操作した際、ＥＣＵ１３４から指示された量の電力をバッテリ１３３からモータ１３２へ供給（放電）させるように制御して、車両ＥＶを駆動させる。

また、充放電制御装置１３１は、受電ユニット１２０で電力を受電した場合に、当該電力をバッテリ１３３へ供給してバッテリ１３３の充電を行う。このとき、充放電制御装置１３１は、定期的にバッテリ１３３内に蓄積された電力量、即ち放電可能な電力の量（以下残電力量とも称す）を検出し、満充電に達した場合には受電ユニット１２０を通知して充電を終了させる。

本実施形態の充電制御装置１３１は、バッテリ１３３から単位時間あたりに出力される電流値をモニタし、これを積算して消費電力量を求めると共に、バッテリ１３３へ単位時間当たりに充電される電流値をモニタし、これを積算して充電量を求め、これらの電力量からバッテリ１３３の残電力量を算出する。なお、バッテリ１３３の残電力量を求める手法は、これに限らず公知の如何なる手法であっても良い。

また、充放電制御装置１３１は、ブレーキが操作され、ＥＣＵ１３４から減速の指示を受けると、モータ１３２への給電を止め、車両ＥＶの慣性によって移動する際の車輪の回転に伴ってモータ１３２で発電された回生電力をバッテリ１３３に供給して充電させるように制御する。

充放電制御装置１３１は、車載機１やＥＣＵ１３４からバッテリ１３３の残電力量の参照要求を受けた場合、上述の如く残電力量を算出或いは直前に算出した残電力量をメモリ等から読み出し、この残電力量を示す信号を返信する。

＜車載機の構成＞
図３は、本実施形態に係る車載機１の構成の概略を示した図である。車載機１は、ＣＰ
Ｕ（Central Processing Unit）１３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１２、タッチパネルディスプレイおよびボタン類からなる入出力装置８、ＣＤ／ＤＶＤデッキ１４、ＴＶ／ＡＭ／ＦＭチューナ１５等が電気的に接続された情報処理装置である。また、車載機１は、パワーアンプ１６と、スピーカ１７と、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機１８と、車速センサ１９と、加速度センサ２０と、バッテリ１３３の充放電制御装置１３１とに接続される。

ＣＰＵ１３は、中央処理装置であり、ＲＡＭ１０等に展開された命令及びデータを処理することで、ＲＡＭ１０、ＨＤＤ１２、入出力装置８等を制御する。ＲＡＭ１０は、主記憶装置であり、ＣＰＵ１３によって制御され、各種命令やデータが書き込まれ、読み出される。ＨＤＤ１２は、補助記憶装置であり、主に車載機１の電源を落としても保持したい情報が書き込まれ、読み出される。入出力装置８は、タッチパネルディスプレイや各種ボタン類からなり、ＣＰＵ１３によって制御され、出力された表示データを表示し、ユーザによる操作を受け付ける。入出力装置８から入力された内容はＲＡＭ１０に記録され、ＣＰＵ１３によって処理される。

本実施形態に係る車載機１では、入出力装置８として、タッチパネルディスプレイおよびボタン類からなる入出力装置が用いられ、主にユーザの視覚を通じて情報を提供し、ユーザによるタッチ操作やボタン押下操作等を介してユーザによる入力を受け付けるが、ユーザインターフェースとして、タッチパネルディスプレイ等を介した画面表示を介した入出力の他、音声による入出力、カメラを用いたジェスチャによる入出力等を用いることとしてもよい。

ＨＤＤ１２には、ＲＡＭ１０にロードされる目的地検索用プログラム等の各種プログラムの他、車載機１によって使用される各種データが記憶される。具体的には、ＨＤＤ１２には、車両ＥＶのナビゲーションに必要な地点情報データベースが構築され、また地図データ等（以下、単に地図情報とも称す）が記憶されている。そして、車載機１は、ＧＰＳ受信機１８および車速センサ１９からの信号と、ＨＤＤ１２内に記憶されている地点情報および地図データ等に基づいて、車両ＥＶのナビゲーションを行う。

地点情報データベースは、地点情報が検索可能に蓄積されたデータベースであり、地点情報には、各地点の名称、住所、位置情報、属性情報の他、給電設備に係る情報（給電設備情報）、および地点情報毎のユーザの平均滞在時間等が含まれる。また、給電設備情報には、給電設備の有無を示す情報の他、給電設備が有る場合には、給電設備による給電方式（無線伝送方式であるか有線伝送方式であるかの区別の他、無線伝送方式では電磁誘導方式、磁界共鳴方式、マイクロ波伝送方式、等の区別がある）、規格（例えば、コイルを用いて無線伝送を行う場合には、駐車スペースにおけるコイルの設置位置や、コイルの可動範囲、コイルの径、共振周波数等の情報が含まれる）、給電能力（急速充電の可否）、設備の空き情報、予約情報、等が含まれてもよい。給電設備情報は、情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３によっても管理され、ＨＤＤ１２に蓄積されたこれらの情報は、情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３との通信によって適宜更新されることが好ましい。また、車載機１は、必要に応じて、これらの情報のうちの全部または一部を、地点情報データベース、情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３から取得して処理に用いることが出来る。原則として、給電設備情報は変更される可能性が高いため、情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３から直接取得されることが好ましい。特に、設備の空き情報や予約情報のような、リアルタイム性の高い情報については、情報センタサーバ２または給電設備管理サーバ３から直接取得されることが好ましい。

地図データは、後述する経路探索部２３によって索出された目的地等までの経路を探索
することが可能な地図情報を含む。地図データを用いた経路検索については、従来カーナビゲーション分野において用いられている技術を用いて行うことが可能であるため、詳細な説明は省略する。

図４は、本実施形態に係る車載機１の機能構成を示す図である。本実施形態に係る情報処理装置は、ＣＰＵ１３が、ＲＡＭ１０に展開されたＯＳ、カーナビゲーションプログラム、充電管理プログラム等を解釈および実行することで、入力受付部２１、経路探索部（移動量決定手段）２３、残電力量取得部２５、到着時残電力量予測部２６、必要残量予測部２７、経路案内部３３、所在取得部４１、スケジュール取得部４２、充電開始決定部４３、管理部４４及び到着時刻予測部４５を備える車載機１として機能する。

入力受付部２１は、車載機１に備えられたタッチパネルディスプレイやボタン等の入出力装置８を介してユーザによって入力された情報や、ＨＤＤ１２等の記憶媒体から読み出された情報、通信モジュール５を介してサーバ２等の他の装置から受信した情報を受け、メモリ１０に格納する。

経路探索部（移動量決定手段）２３は、所在取得部４１で取得した車両ＥＶの所在地と入力受付部２１で受け付けた目的地とＨＤＤ１２内に記憶されている地図データ等に基づいて所在地から目的地までの経路を探索し、移動距離や所要時間を算出する。

また、経路探索部２３は、索出した経路の状況を求めても良い。例えば、地図情報に基づき索出した経路が一般道路か高速道路かを経路の状況として求める。また、ＶＩＣＳの交通情報等を受信し、索出した経路が渋滞中か、混雑中かを経路の状況として求める。

なお、経路の探索や、移動距離及び所要時間の算出は、公知のカーナビゲーション技術によって可能であるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態において、経路探索部２３は、移動量決定手段としても機能し、自宅（充電地点）を目的地として経路探索した場合の移動距離及び所要時間が、後述の移動量である。

残電力量取得部２５は、車両ＥＶに搭載されたバッテリ１３３の充放電制御装置１３１から、バッテリ１３３の残電力量を取得する。

到着時残電力量予測部２６は、車両ＥＶの所在地におけるバッテリ１３３の残電力量と、当該所在地から充電地点までの移動量とに基づいて、当該充電地点に到着したときに前記バッテリ１３３に残存する到着時残電力量を予測する。例えば、到着時残電力量予測部２６は、図５のように目的地Ａ，Ｂ及び自宅Ｃの位置（緯度・経度）とその出発時間をスケジュール情報として取得した場合、経路探索部２３によって図６のように現在地から第一の目的地Ａへの経路Ｒａ、第一の目的地Ａから第二の目的地Ｂへの経路Ｒｂ、最終目的地となっている第二の目的地Ｂから自宅Ｃへ戻る経路Ｒｃ、そして各経路Ｒａ〜Ｒｃの距離を求め、各経路Ｒａ〜Ｒｃの距離に電費を乗じる等して各経路Ｒａ〜Ｒｃを走行した場合の消費電力量を現在地におけるバッテリ１３３の残電力量から減じて到着時残電力量を求める。なお、電費とは、単位電力量当たりの走行距離であり、予め測定してＨＤＤ１２に記憶しておく。

必要残量予測部２７は、スケジュール取得部４２で取得したスケジュールに基づいて、充電地点（自宅）での充電後、次の充電までに必要なバッテリ１３３の残電力量を予測する。例えば、図５の例では、自宅Ｃでの充電後、目的地Ｄへ行き、目的地Ｄから自宅Ｃに戻るまでの移動量を求め、この移動に必要な電力を求める。

経路案内部３３はタッチパネルディスプレイへの画像出力、およびスピーカを介した音
声出力等によって、スケジュール情報に基づく目的地への経路案内をユーザに対して行う。なお、経路案内は、経路探索部２３によって探索された経路に従って行われる。経路案内は、従来のカーナビゲーションシステムにおいて用いられている経路案内技術を用いて行うことが可能であるため、詳細な説明を省略する。

所在取得部４１は、車両ＥＶの所在地を示す所在地情報を取得する。例えばＧＰＳ受信機１８でＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号の到達時間と各ＧＰＳ衛星の位置関係から自車両ＥＶの現在位置（緯度・経度）を求める。また、所在取得部４１は、車速センサ１９によって検出した車速や加速度センサ２０によって検出した移動方向、そして地図情報に基づき、地図上の何処を走行しているのかを自律的に求めても良い。

なお、本実施形態では、走行開始時または走行中に充電管理を行う場合について主に説明しているため、所在地とは、主に移動体の現在地を示すが、これに限らずユーザの操作により入出力装置８を介して入力された任意の地点であっても良い。例えば入力装置８を介して所在地を任意に入力し、必要残量予測部２７が、この任意の所在地を充電地点とし、スケジュールに基づいて走行するのに必要なバッテリ１３３の残電力量を予測しても良い。また、到着時残電力量予測部２６が、この任意の所在地におけるバッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリ１３３に残存する到着時残電力量を予測してもよい。なお、この任意の所在地におけるバッテリ１３３の残電力量は、到着時残電力量予測部２６が、現在地におけるバッテリ１３３の残電力量と、現在地から任意の所在地までの移動量とに基づいて前記任意の所在地に到着したときに前記バッテリ１３３に残存する到着時残電力量を予測する。

スケジュール取得部４２は、入出力装置８や通信モジュール５を介して車両ＥＶの運行予定を取得し、ＨＤＤ１２に登録しておき、要求に応じて読み出して必要残量予測部２７や充電開始決定部４３等へ送る。なお、スケジュール情報は、自宅から次の目的地へ出発する出発時刻や、各目的地の位置情報を含む。

充電開始決定部４３は、到着時残電力量に基づいて充電にかかる時間を求め、前記出発時刻から逆算して充電開始時刻を決定する。充電開始決定部４３は、夜間電力のように、時間帯によって電力料金が安くなる場合、この電力料金が安くなる時間帯を優先して充電開始時刻を決定しても良い。

到着時刻予測部４５は、前記移動量、即ち所在地から充電地点までの走行距離や所要時間に基づいて、車両ＥＶが前記充電地点に到着する到着時刻を算出する。

管理部４４は、ユーザに対する充電開始時刻の通知や消費電力の抑制制御を行うことにより、出発時刻までに充電が完了するように管理する。このため管理部４４は、充電開始時刻を車両ＥＶの到着時刻と比較し、充電開始時刻が所定条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力する。なお、充電管理情報の出力は、ディスプレイへの表示、スピーカ１７からの音声出力、ＥＣＵ１３４等への制御情報の送信のほか、ユーザの携帯電話５１等へ電子メールで送信することとしても良い。ユーザの携帯電話へ充電管理情報を送信する構成とすれば、車両ＥＶを駐車してユーザが車外へ出た状態でも充電開始時刻等をユーザに知らせることができる。この場合、車両ＥＶのエンジンをＯＦＦにしても管理部４４等へバッテリから電力を供給して充電管理を継続する構成とするのが良い。

＜充電管理方法の詳細＞
図７は、充電管理方法の説明図である。車載機１は、ＨＤＤ１２に記憶された充電管理用のプログラムに従って図７に示す充電管理方法の各ステップを実行する。

まず、ユーザが車両ＥＶのスケジュール情報の入力を行うと、車載機１のスケジュール取得部４２は、入力されたスケジュール情報をＨＤＤ１２に登録する（ステップＳ１）。ここでスケジュール情報は、図５に示すように、１または複数の目的地（充電地点を含む）の位置や、充電地点であることを示す情報（充電フラグ）、各目的地に係る到着予定時刻、各目的地からの出発予定時刻（走行開始時間）、優先して探索すべき経路を指定する情報（有料道路の利用可否等）、等を含む。なお、充電フラグが立っている目的地、即ち充電フラグの値が１となっているレコードの目的地が充電地点である。なお、スケジュール情報の入力は車内のユーザが入出力装置８を操作して入力するものに限らず、車外のユーザが携帯電話５１等からネットワーク９を介してスケジュール情報を送信し、スケジュール取得部４２がこれを取得する構成であっても良い。

次に車載装置１のＣＰＵ１３は充電の管理を開始するか否かを判定し、開始条件を満たした場合に充電の管理を開始する（ステップＳ２）。例えば、充電地点が次の目的地となったことを開始条件とする。図５の例では、目的地Ｂに到着し、次の目的地が自宅（充電地点）となった場合に、車載装置１のＣＰＵ１３は、開始条件を満たしたと判断して充電の管理を開始する。開始条件は、これに限らず、バッテリ１３３の残電力量が所定値以下となった場合や、次の充電地点への到着時刻までの時間が所定値以下となった場合、ユーザから充電の管理の開始を指示する入力があった場合など、任意に設定して良い。

充電の管理を開始すると、所在取得部４１は、車両ＥＶの所在地（例えば現在地）を示す所在地情報を取得する（ステップＳ３）。

経路探索部２３は、取得した所在地情報と自宅（充電地点）の位置とに基づき、車両ＥＶの当該所在地から自宅までの経路や移動量（走行距離、所要時間）を求める（ステップＳ４）。

スケジュール取得部４２は、車両ＥＶが充電地点である自宅から充電後に次の目的地へ走行を開始する時刻（出発時刻）を含むスケジュール情報をＨＤＤ１２から読み出して取得する（ステップＳ５）。

到着時残電力量予測部２６は、前記所在地におけるバッテリ１３３の残電力量と前記移動量に基づき、所在地から充電地点までの走行距離に電費を乗じて当該充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測する（ステップＳ６）。なお、電費は、予め測定してＨＤＤ１２に記憶しておく。また、電費は、経路の状況に応じて複数の値を記憶しても良い。例えば、一般道を走行した場合（10・15モード、JC08モード）、高速道路を走行した場合、渋滞中の道路を走行した場合などの電費を測定して、それぞれ記憶しておき、経路探索部２３で求めた経路の状況に応じた電費を適用する。

充電開始決定部４３は、到着時残電力量予測部２６で予測した到着時残電力量に充電地点（自宅）の給電能力を乗じて充電にかかる時間を求め、前記出発時刻から逆算して充電開始時刻を決定する（ステップＳ７）。このとき、一般的に料金が安価となる夜間電力の時間帯を優先して充電開始時刻を決定する。例えば、夜間電力の時間帯が２３：００〜翌７：００、出発時刻が８：００、充電にかかる時間が７時間、到着予定時刻が２０：００であった場合、２０：００〜翌１：００の間であれば何時に充電を開始しても必要量の充電が可能であるが、夜間電力を最大限利用できるように２３：００〜２４：００の間で充電開始時刻を決定する。なお、２３：００〜２４：００であれば同じように夜間電力を利用でき、条件が変わらないので、このうち最も早い時間２３：００を充電開始時刻とする。

到着時刻予測部４５は、経路探索部２３で求めた現在地（所在地）から自宅（充電地点
）までの所要時間を現時刻（当該所在地に車両ＥＶが位置する時刻）に加えて到着予定時刻を算出する（ステップＳ８）。

管理部４４は、前記充電開始時刻が所定条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力する（ステップＳ９）。

車載機１は、ステップＳ９で充電管理の処理を行った後、処理をステップＳ３に戻して以降の処理を繰り返す。即ち、定期的に到着予定時刻や充電開始時刻を求めて充電管理を行う。

＜充電管理情報の出力例＞
前記ステップＳ９における充電管理情報を出力する処理について具体的に説明する。
ステップＳ９では、例えば図８に示すように、充電開始時刻Ｔｓと到着予定時刻Ｔａを比較し、到着予定時刻Ｔａが充電開始時刻Ｔｓより早いか否かを判定する（ステップＳ９１）。

到着予定時刻Ｔａが充電開始時刻Ｔｓよりも早ければ（Ｓ９１，Ｙｅｓ）、スケジュールどおり充電可能なため、管理部４４は、充電開始時刻などをユーザに案内するメッセージを充電管理情報として出力する（ステップＳ９２）。例えば、入出力装置８のディスプレイに自宅（充電地点）までの経路を表示させると共に「到着予定時刻は２０：００です。次の目的地Ｄへ８：００に出発するため２３：００に充電を開始する予定です。」のようなメッセージを表示させる。当該メッセージでは到着予定時刻（２０：００）、出発時刻（８：００）、充電開始時刻（２３：００）を案内している。なお、メッセージは、各時刻を変数としたテンプレートをＨＤＤ１２に記憶しておき、管理部４４がこのテンプレートを読み出し、充電開始決定部４３や到着時刻予測部４５の求めた各時刻を前記変数に代入して作成する。なお、以降に説明するメッセージについても同様である。また、メッセージは、ディスプレイへの表示だけでなく、パワーアンプ１６を介してスピーカ１７から音声として出力させても良い。

そして管理部４４は、前記充電開始時刻Ｔｓから前記到着予定時刻Ｔａを引いた差ΔＴ、即ち、前記到着予定時刻Ｔａから前記充電開始時刻Ｔｓまでの時間的
余裕が所定時間Ｔｒ以内か否かを判定し（ステップＳ９３）、所定時間以内であれば（Ｓ９３，Ｙｅｓ）、管理部４４は、前記充電開始時刻が迫っていることを示すアラームを出力する（ステップＳ９４）。例えば、「到着予定時刻は２２：３０です。充電開始時刻２３：００が迫っているので、十分運転に注意して予定時刻を超えないように走行してください。」のように充電開始時刻が近付いている（迫っている）ことを警告するメッセージをディスプレイに表示させる。なお、ステップＳ９３で前記充電開始時刻と前記到着予定時刻の差が所定時間以内でなければステップＳ３に処理を戻す。

また、管理部４４は、充電開始時刻に達したか否かを判定し（ステップＳ９５）、充電開始時刻に達していれば受電ユニット１２０に充電開始を通知して充電を開始させ（ステップＳ９６）、充電管理を終了する。なお、ステップＳ９５で充電開始時刻に達していなければステップＳ３に処理を戻す。

一方、ステップＳ９１で、到着予定時刻Ｔａが充電開始時刻Ｔｓよりも後の場合（Ｓ９１，Ｎｏ）、このままではスケジュールのとおり充電することが出来ないので、管理部４４は、消費電力の抑制処理を行う。本実施形態では、まず消費電力の抑制が可能な処理があるか否かを判定し（スケジュールＳ９７）、抑制可能な処理があれば（Ｓ９７，Ｙｅｓ）、抑制処理を実行する（ステップＳ９８）。例えば、エアコン等の電気機器がＯＮであればＯＦＦにする。高速道路のように、電費の良い代替経路があれば代替経路に変更する
。その後、車載機１は、処理をステップＳ３に戻して、充電開始時刻や到着予定時刻を算出しなおす。

そしてステップＳ９７で、消費電力の抑制が可能な処理がなければ（Ｓ９７，Ｎｏ）、このまま帰宅したのでは次の出発時刻までに充電が完了しないので、充電スタンドに寄るように警告し（ステップＳ９９）、充電管理を終了する。このとき車載機１の管理部４４は、最寄りの充電スタンドをＨＤＤ１２の地図情報から索出し、この最寄りの充電スタンドへの経路をディスプレイに表示させても良い。また、車載機１の管理部４４は、情報センタサーバ２と通信し、最寄りの充電スタンドの位置を情報センタサーバ２から取得し、この充電スタンドへの経路をディスプレイに表示させるようにしても良い。また、管理部４４は、充電スタンドの管理サーバ３と通信して充電の予約処理を行っても良い。

このように本実施形態の充電管理システムによれば、定期的に前記充電開始時刻と前記到着予定時刻を比較し、これに応じたメッセージの出力や消費電力の抑制処理を行うことにより、電力駆動される車両ＥＶのバッテリの充電を適切に管理することができる。即ち、ユーザ（運転者）は、このメッセージに従えば、充電時間が足りなくなるといった支障を生じさせることなく、車両ＥＶを運行できる。

１ 車載機
８ 入出力装置
１０ ＲＡＭ
１１ ＲＯＭ
１２ ＨＤＤ（記憶手段）
１３ ＣＰＵ
１４ ＣＤ／ＤＶＤデッキ
１５ ＴＶ／ＡＭ／ＦＭチューナ
１６ パワーアンプ
１７ スピーカ
１８ ＧＰＳ受信機
１９ 車速センサ
２０ 加速度センサ
２１ 入力受付部
２３ 経路探索部（移動量決定手段）
２５ 残電力量取得部
２６ 到着時残電力量予測部
２７ 必要残量予測部
３３ 経路案内部
４１ 所在取得部
４２ スケジュール取得部
４３ 充電開始決定部
４４ 管理部
４５ 到着時刻予測部
１３１ 充放電制御装置
１３３ バッテリ
１３４ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理装置であって、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得する所在取得手段と、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求める移動量決定手段と、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するスケジュール取得手段と、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測する到着時残電力量予測手段と、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定する充電開始決定手段と、
   前記充電開始時刻が所定条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力する管理手段と、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出する到着時刻予測手段と、を備え、
   前記管理手段が、前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早いことを前記所定条件とする充電管理装置。
2. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理装置であって、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得する所在取得手段と、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求める移動量決定手段と、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するスケジュール取得手段と、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測する到着時残電力量予測手段と、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定する充電開始決定手段と、
   充電管理情報を出力する管理手段と、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出する到着時刻予測手段と、を備え、
   前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早く、前記充電開始時刻と前記到着予定時刻の差が所定時間以内の場合に、前記管理手段が、前記充電開始時刻が近づいたことを示すアラームを前記充電管理情報として出力する充電管理装置。
3. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理装置であって、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得する所在取得手段と、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求める移動量決定手段と、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するスケジュール取得手段と、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測する到着時残電力量予測手段と、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定する充電開始決定手段と、
   充電管理情報を出力する管理手段と、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出する到着時刻予測手段と、を備え、
   前記到着時刻が前記充電開始時刻以降の場合、前記管理手段が、電力を抑制するための充電管理情報を出力する充電管理装置。
4. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理方法であって、
   コンピュータが、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得するステップと、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求めるステップと、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するステップと、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測するステップと、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定するステップと、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出するステップと、
   前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早いことを条件とし、前記充電開始時刻が前記条件を満たしたか否かに応じて充電管理情報を出力するステップと、
   を実行する充電管理方法。
5. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理方法であって
   、
   コンピュータが、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得するステップと、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求めるステップと、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するステップと、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測するステップと、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定するステップと、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出するステップと、
   前記充電開始時刻よりも前記到着予定時刻が早く、前記充電開始時刻と前記到着予定時刻の差が所定時間以内の場合に、前記充電開始時刻が近づいたことを示すアラームを前記充電管理情報として出力するステップと、
   を実行する充電管理方法。
6. 電力で駆動される移動体に搭載されたバッテリの充電を管理する充電管理方法であって、
   コンピュータが、
   前記移動体の所在地を示す所在地情報を取得するステップと、
   取得した前記所在地情報に基づき、前記移動体が前記所在地から前記バッテリに対して充電可能な充電設備を備えた充電地点へ移動する場合の移動量を求めるステップと、
   前記移動体が前記充電地点から出発する出発時刻を含むスケジュール情報を取得するステップと、
   前記所在地における前記バッテリの残電力量と前記移動量に基づいて前記充電地点に到着したときに前記バッテリに残存する到着時残電力量を予測するステップと、
   前記到着時残電力量に基づいて充電時間を求め、前記出発時刻に基づいて充電開始時刻を決定するステップと、
   前記移動量に基づいて、前記移動体が前記充電地点に到着する到着予定時刻を算出するステップと、
   前記到着時刻が前記充電開始時刻以降の場合、電力を抑制するための充電管理情報を出力するステップと、
   を実行する充電管理方法。

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