特許 7375717 充電制御方法、サーバ及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】充電制御方法、サーバ及びシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/04 20060101AFI20231031BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20231031BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20231031BHJP

   B60L 53/14 20190101ALI20231031BHJP

   B60L 53/67 20190101ALI20231031BHJP

   B60L 53/68 20190101ALI20231031BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20231031BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20231031BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20231031BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231031BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H02J7/04 N

B60L50/60

B60L53/12

B60L53/14

B60L53/67

B60L53/68

B60L58/12

H01M10/44 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

H02J7/00 P

H02J7/02 G

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020166540

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057994

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2022-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100187078

【弁理士】

【氏名又は名称】甲原 秀俊

(74)【代理人】

【識別番号】100147692

【弁理士】

【氏名又は名称】下地 健一

(72)【発明者】

【氏名】東出 宇史

(72)【発明者】

【氏名】宇野 慶一

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１３３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０９８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御する充電制御方法であって、
充電を行う環境の温度を測定すること、
測定した前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定すること、及び
充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電すること
を含み、
前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率は、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定され、
充電対象である前記車両の充電前の充電率を第２の充電率とするとき、前記第１の充電率は、前記第２の充電率の状態の前記バッテリを、前記次の走行までの所定時間内で充電可能な範囲から設定される、
充電制御方法。

【請求項2】

前記第１の充電率は、前記環境の温度の関数として決定される、請求項１に記載の充電制御方法。

【請求項3】

前記第１の充電率は、前記バッテリが前記第１の充電率の状態から、前記所定の経路を走行するのに放電すると予測される予測放電量の電気を放電した後に、前記バッテリに許容される最低の充電率である第３の充電率よりも高い充電率となるように決定される、請求項１または２に記載の充電制御方法。

【請求項4】

前記予測放電量は、前記車両が走行する経路の長さを考慮して設定される、請求項３に記載の充電制御方法。

【請求項5】

前記予測放電量は、前記車両が走行する経路の気象条件を考慮して設定される、請求項３に記載の充電制御方法。

【請求項6】

前記予測放電量は、前記車両が走行する経路の混雑状況を考慮して設定される、請求項３に記載の充電制御方法。

【請求項7】

前記車両は、旅客運送用の車両であり、前記予測放電量は、前記車両に乗車する利用者の推定人数を考慮して設定される、請求項３に記載の充電制御方法。

【請求項8】

前記所定時間内に、前記バッテリの前記第１の充電率を、前記予測放電量を消費した後に、前記第３の充電率よりも高い充電率となるような充電率に設定できない場合、前記運行スケジュールを変更する、請求項３から７の何れか一項に記載の充電制御方法。

【請求項9】

前記車両の制御部が前記第１の充電率を決定する、請求項１から８の何れか一項に記載の充電制御方法。

【請求項10】

運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御するサーバであって、
充電を行う環境の温度を取得する取得部と、
前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定する制御部と、
充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電させる指示を、充電装置に送信する通信部と
を含み、
前記制御部は、前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率を、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定し、
充電対象である前記車両の充電前の充電率を第２の充電率とするとき、前記制御部は、前記第１の充電率を、前記第２の充電率の状態の前記バッテリが前記次の走行までの所定時間内で充電可能な範囲から設定する、
サーバ。

【請求項11】

前記制御部は、前記第１の充電率を、前記環境の温度の関数として決定する、請求項１０に記載のサーバ。

【請求項12】

前記制御部は、前記第１の充電率を、前記バッテリが前記第１の充電率の状態から、前記所定の経路を走行するのに放電すると予測される予測放電量の電気を放電した後に、前記バッテリに許容される最低の充電率である第３の充電率よりも高い充電率となるように決定する、請求項１０または１１に記載のサーバ。

【請求項13】

前記制御部は、前記所定時間内に、前記バッテリの前記第１の充電率を、前記予測放電量の電気を放電した後に前記第３の充電率よりも高い充電率となるような充電率に設定できない場合、前記運行スケジュールを変更する、請求項１２に記載のサーバ。

【請求項14】

運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御するシステムであって、
前記複数の車両と、
充電を行う環境の温度を測定する温度センサと、
前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定する制御部を含むサーバと、
充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電させる充電装置とを含み、
前記制御部は、前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率を、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定し、
充電対象である前記車両の充電前の充電率を第２の充電率とするとき、前記制御部は、前記第１の充電率を、前記第２の充電率の状態の前記バッテリが前記次の走行までの所定時間内で充電可能な範囲から設定する、
システム。

【請求項15】

前記制御部は、前記第１の充電率を、前記環境の温度の関数として決定する、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記制御部は、前記第１の充電率を、前記バッテリが前記第１の充電率の状態から、前記所定の経路を走行するのに放電すると予測される予測放電量の電気を放電した後に、前記バッテリに許容される最低の充電率である第３の充電率よりも高い充電率となるように決定する、請求項１４または１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記制御部は、前記所定時間内に、前記バッテリの前記第１の充電率を、前記予測放電量を消費した後に前記第３の充電率よりも高い充電率となるような充電率に設定できない場合、前記運行スケジュールを変更する、請求項１６に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリの充電を制御する充電制御方法、サーバ及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、所定経路を周回走行し利用者を輸送する複数の電動車両、及び、複数の電動車両を管理するサーバを含む車両運行管理システムが提案されている。例えば、特許文献１では、所定の走行経路を周回走行中の電動車両に搭載されるバッテリの最大出力値に基づいて、予定されている運行計画に従う走行の可否を判断し、必要な場合、運行計画を再構築することが記載されている。これにより、特許文献１では、不測の事態により電動車両の最大出力値又は電動車両への要求出力値が変動した場合に、車両が停滞することなく輸送サービスを提供するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０１３３７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の車両の運行を管理するシステムでは、電動車両を充電する際の環境の温度に応じた充電期間の違いは考慮されていない。充電を行う環境の温度が低いとき、所定の充電率まで充電を行うのにかかる時間が長くなるため車両の利用効率が低下することがある。その結果、充電を行う環境の温度が低い場合、必要な車両の台数が多くなるということが生じうる。

【0005】

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、充電を行う環境の温度が相対的に低い場合でも、充電を行う環境の温度が相対的に高い場合の利用効率により近い利用効率で電動車両を利用することができる、充電制御方法、サーバ及びシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態に係る充電制御方法は、運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御する充電制御方法である。前記充電制御方法は、充電を行う環境の温度を測定すること、測定した前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定すること、及び、充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電することを含む。さらに、前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率は、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定される。

【0007】

本開示の一実施形態に係るサーバは、運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御するサーバである。前記サーバは、充電を行う環境の温度を取得する取得部と、前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定する制御部と、充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電させる指示を、充電装置に送信する通信部とを含む。前記制御部は、前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率を、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定する。

【0008】

本開示の一実施形態に係るシステムは、運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う複数の車両のバッテリの充電を制御するシステムである。前記システムは、前記複数の車両と、充電を行う環境の温度を測定する温度センサと、前記環境の温度に基づいて、充電を終了させる充電率である第１の充電率を決定する制御部を含むサーバと、充電対象である前記車両の前記バッテリを前記第１の充電率まで充電させる充電装置とを含む。前記制御部は、前記環境の温度が第１の温度よりも低い第２の温度の場合の前記第１の充電率を、前記環境の温度が前記第１の温度の場合の前記第１の充電率よりも低くなるように決定する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、充電を行う環境の温度が相対的に低い場合の車両の利用効率を、充電を行う環境の温度が相対的に高い場合の車両の利用効率により近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施形態に係る充電制御システムの概略構成を示す図である。

【図2】図１の車両の概略構成を示すブロック図である。

【図3】車両の走行経路の一例を説明する図である。

【図4】車両の走行スケジュールの一例を示す図である。

【図5】充電率０％の状態からバッテリを充電したときの経過時間に対する充電率の変化の一例を示す図である。

【図6】図５の例よりも充電を行う環境の温度が低い場合の、経過時間に対する充電率の変化の一例を示す図である。

【図7】図６の場合の充電方法を説明する図である。

【図8】本開示の一実施形態に係る車両のバッテリの充電方法を示すフロー図である。

【図9】図８の第１の充電率を決定する方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

【0012】

図１は、本開示の一実施形態に係る充電制御システム１の概略構成を示すブロック図である。充電制御システム１は、サーバ１０と、複数の車両２０と、車庫３０に配置された充電装置３１及び温度センサ３２とを含む。サーバ１０は、車庫３０の配置された施設と同じ場所に配置されてよく、車庫３０が配置された施設と異なる施設に配置されてよい。サーバ１０と、充電装置３１及び温度センサ３２とは、情報の送受信が可能である。サーバ１０と、充電装置３１及び温度センサ３２とは、通信回線により1対１接続されてもよく、ネットワーク４０を介して接続されてもよい。サーバ１０と、複数の車両２０とは、ネットワーク４０に接続されており、互いに通信可能に構成されてよい。

【0013】

（サーバの構成）
サーバ１０は、複数の車両２０のバッテリ２８（図２参照）の充電を制御する。サーバ１０は、複数の車両２０の運行を管理してよい。あるいは、サーバ１０は、複数の車両２０の運行を管理する他のサーバと通信可能に構成されてよい。サーバ１０は、サーバ通信部１１（通信部）、サーバ制御部１２（制御部）、サーバ記憶部１３、及び、温度取得部１４（取得部）を備える。

【0014】

サーバ通信部１１は、通信モジュールを含み、車両２０及び充電装置３１と情報の送受信が可能に構成される。サーバ通信部１１は、情報の送信、受信に係るプロトコル処理、送信信号の変調および受信信号の復調等の処理を行うことができる。

【0015】

サーバ制御部１２は、サーバ１０が備える各構成部を制御する。サーバ制御部１２は、サーバ通信部１１を介して車両２０からバッテリ２８の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）を含む種々の情報を取得することができる。サーバ制御部１２は、温度取得部１４を介して温度センサ３２からバッテリ２８の充電を行う際の周囲の環境の温度情報を取得することができる。以下において、バッテリ２８の充電を行う際の周囲の環境の温度を「環境温度」と呼ぶ。サーバ制御部１２は、サーバ通信部１１を介して充電装置３１を制御することができる。サーバ制御部１２は、充電装置３１によるバッテリ２８の充電開始及び充電終了を制御することができる。サーバ制御部１２は、車両２０のバッテリ２８を所定の充電率まで充電させる指示を、充電装置３１に送信することができる。ここで、充電率は、バッテリの満充電の容量に対する残容量の割合を百分率（％）で表したものである。充電率は、バッテリ残量又は残容量と言い換えることができる。

【0016】

サーバ制御部１２は、１つ以上のプロセッサを含んでよい。サーバ制御部１２は、種々のプロセッサを含みうる。プロセッサには、特定のプログラムを読み込ませることにより、プログラムされた機能を実行する汎用プロセッサおよび、特定の処理に特化した専用プロセッサが含まれる。専用プロセッサとしては、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を採用しうる。

【0017】

サーバ記憶部１３は、サーバ制御部１２が実行するプログラム及びサーバ制御部１２が実行する処理に必要な情報を記憶する。サーバ記憶部１３は、半導体メモリ、磁気記憶装置、光記憶装置を含む。半導体メモリは、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、等を含みうる。ＲＡＭにはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）とＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）とが含まれうる。磁気記憶装置は、ハードディスク等が含まれる。光記憶装置は、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、およびブルーレイ（Blu-ray；登録商標）等が含まれる。

【0018】

温度取得部１４は、車庫３０の温度センサ３２から車両２０の充電を行う環境温度の情報を取得可能に構成される。温度取得部１４は、ネットワーク４０を介して環境温度の情報を取得してよい。温度取得部１４は、ネットワーク４０とは異なる通信経路を用いて環境温度の情報を取得してよい。温度取得部１４は、一部又は全部をサーバ通信部１１と同一の構成要素を用いて構成されてよい。車庫３０に配置された温度センサ３２に代えて、充電を行う環境温度を測定するため、充電制御システム１は、各車両２０が有する外気温を測定する温度センサを用いることも可能である。この場合、温度取得部１４は、ネットワーク４０を介して車両２０から環境温度の情報を取得してよい。

【0019】

（車両の構成）
車両２０は、予め定められた経路を、運行スケジュールに従って走行する自動運転可能な車両である。車両２０は、例えば旅客運送用のバス等の形態の車両である。車両２０は、走行経路上に設けられた、停留所で利用者を乗車及び降車させてよい。車両２０は、運行スケジュールに従い、それぞれ所定の経路を走行した後、順次他の車両２０と交代し、次の走行のためバッテリの充電を行う。車両２０の自動運転は、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）において定義されるレベル１からレベル５までのいずれかのレベルで実施されてよい。自動運転は、例示した定義に限られず、他の定義に基づいて実施されてもよい。車両２０としては、電力を用いて走行する電気自動車が使用される。

【0020】

図２に例示すように、車両２０は、車両通信部２１と、車両制御部２２と、駆動部２３と、電気装備２４と、車両記憶部２５と、位置検出部２６と、センサ２７と、バッテリ２８とを含む。車両２０のそれぞれの構成部は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク又は専用線を介して、互いに通信可能に接続されている。

【0021】

車両通信部２１は、ネットワーク４０を介して、サーバ１０と情報を送受信可能に構成される。車両通信部２１は、例えば車載通信機であってよい。車両通信部２１は、ネットワーク４０に接続する通信モジュールを含んでよい。通信モジュールは、例えば４Ｇ（4th Generation）及び５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでよい。

【0022】

車両制御部２２は、車両２０が備える各構成部を制御する。車両制御部２２は、１つ以上のプロセッサを含んでよい。車両制御部２２は、サーバ制御部１２と同様に種々のプロセッサを含みうる。車両制御部２２は、駆動部２３を制御して運行スケジュールに従って所定の経路を自動運転により走行する。車両制御部２２は、バッテリ２８から充電率の情報を取得して、サーバ１０に送信してよい。

【0023】

駆動部２３は、車両２０の走行に係る機能を提供する。駆動部２３は、車両制御部２２の制御の下で、車両２０を走行させる。駆動部２３はモータ、ステアリング、ブレーキ等を含む。駆動部２３は、車両制御部２２の制御の下で、位置検出部２６及びセンサ２７と協働して、自動運転による走行を実行してよい。

【0024】

電気装備２４は、駆動部２３以外の車両２０内の種々の電力を消費する設備を含む。電気装備２４は、エアコン、ヘッドライト、自動ドア、及び、車両２０内の表示装置等を含む。

【0025】

車両記憶部２５は、車両制御部２２が実行するプログラム及び車両制御部２２が実行する処理に必要な情報を記憶する。車両記憶部２５は、サーバ記憶部１３と同様に、半導体メモリ、磁気記憶装置、及び、光記憶装置等を含む。車両記憶部２５は、車両２０が走行する走行経路及び運行スケジュールを記憶することができる。

【0026】

位置検出部２６は、車両２０の位置情報を取得する。位置検出部２６は、全地球測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）に対応する受信機を含んでよい。全地球測位システムに対応する受信機は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含んでもよい。本実施形態において、車両２０は、位置検出部２６を用いて、車両２０自身の位置情報を取得できるものとする。車両２０は、車両２０自身の位置情報を、車両通信部２１を介してサーバ１０に送信してよい。

【0027】

センサ２７は、自動運転に用いられる車両２０の外部を検知するセンサである。センサ２７は、車両２０の周辺の人及び物を検出することができる。センサ２７は、走行時において前方の車両との距離を測定するセンサを含む。センサ２７は、例えば、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、超音波センサ、および、カメラが含まれる。カメラは、複数台のカメラを同一方向に向けて配置したステレオカメラを含む。また、センサ２７は、車両２０の外気温を測定する温度センサを含んでよい。

【0028】

バッテリ２８は、繰り返し充放電可能な二次電池である。バッテリ２８は、少なくとも車両２０の駆動部２３に電力を供給する。バッテリ２８は、車両２０の電気装備２４を含む電力を必要とする全ての装置に電力を供給してよい。車両２０は、バッテリ２８以外に他のバッテリを含むことも可能である。バッテリ２８は、任意の二次電池を使用する事ができる。バッテリ２８は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ナトリウムイオン電池、マグネシウム空気電池、リチウム空気電池、又は、亜鉛空気電池とすることができる。

【0029】

車両制御部２２は、各車両２０のバッテリ２８の充電率を取得または推定することができる。例えば、車両記憶部２５は、バッテリ２８の端子間の開放電圧（ＯＣＶ：open circuit voltage）と充電率（ＳＯＣ）との関係を示す、ＳＯＣ－ＯＣＶ特性を予め記憶する。車両制御部２２は、バッテリ２８から、バッテリ２８の端子間の電圧を取得し、開放電圧を推定する。車両制御部２２は、推定した開放電圧と車両記憶部２５に記憶されたＳＯＣ－ＯＣＶ特性に基づいて、充電率を推定することができる。また、例えば、バッテリ２８は、電流積算法により充電率を算出してよい。この場合、バッテリ２８は、充電時及び放電時の電流を時間積分した積分値を算出する機構を有することができる。これにより、車両制御部２２は、バッテリ２８に蓄積されている電荷量を求め、充電率を算出することができる。車両制御部２２は、バッテリ２８の充電率を推定するために、複数の手段を組み合わせて用いることができる。

【0030】

バッテリ２８は、図１の車庫３０等の充電拠点又は車両基地に設置された充電装置３１により充電することができる。充電装置３１は、車両２０のバッテリ２８を、有線又は無線により充電する。有線による給電方式では、充電装置３１と車両２０とは充電用のケーブル及びコネクタにより接続される。無線による給電方式では、充電装置３１の送電コイルから車両２０の受電コイルに対して、磁界結合方式又は磁界共鳴方式等により電力が供給される。

【0031】

一実施形態において、充電装置３１は、サーバ１０のサーバ制御部１２の制御の下で、バッテリ２８の充電を行う。サーバ制御部１２は、バッテリ２８への給電の開始及び終了を制御する。サーバ１０は、ネットワーク４０を介して、充電中にバッテリ２８の充電率を車両２０から取得してよい。サーバ１０は、充電中にバッテリ２８の充電率を充電装置３１を介して取得してよい。

【0032】

（車両の運行）
図３及び図４を用いて、複数の車両２０の運行の一例について説明する。図３において、複数の車両２０は、車両２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ及び２０Ｆを含む。複数の車両２０は、それぞれ、運行スケジュールに従って所定の走行経路５０を走行する。走行経路５０は、環状の経路を循環する経路、及び、直線状の経路を往復する経路等を含む。図３では、走行経路５０は環状の経路とする。走行経路５０中には、利用者の乗降のため複数の停留所５１Ｘ，５１Ｙ及び５１Ｚが設けられている。車両２０は、停留所５１Ｘ，５１Ｙ及び５１Ｚで順次停車した後停留所５１Ｘに戻る。それぞれの車両２０は、運行スケジュールに従って走行経路５０を所定回数周回（直線状の経路の場合は所定回数往復）した後、車庫３０に移動する。車庫３０に入ると、車両２０に対して、決められた整備作業が行われるとともに、充電装置３１によりバッテリ２８の充電が行われる。バッテリ２８の充電は、予めプログラムされた手順に従い全て自動で行われてよい。バッテリ２８の充電は、少なくとも部分的に人が介在して行われてよい。

【0033】

一例として、図４に概略を示すように、車両２０は、各時点で３台の車両２０が走行経路５０を走行するように配車される。図４の例によれば、まず、車両２０Ａが走行経路５０に投入され、走行経路５０を１周走行した後、車両２０Ｂが走行経路５０に投入される。車両２０Ｂは、車両２０Ａの後ろを、走行経路５０の約３分の１に相当する距離だけ離れて走行するように投入されてよい。車両２０Ｂが走行経路５０に投入され、走行経路５０を１周走行した後、車両２０Ｃがさらに走行経路５０に投入される。車両２０Ｃは、車両２０Ｂの後ろを、走行経路５０の約３分の１に相当する距離だけ離れて走行するように投入されてよい。図４の例では、車両２０Ａ、車両２０Ｂ及び車両２０Ｃは、それぞれ、５周ずつ走行経路５０を周回する。

【0034】

車両２０Ａは、走行経路５０の５周目の周回のとき、５周目の周回が終了する停留所５１Ｘを終点とし車両２０Ａの内部及び外部に表示する。車両２０Ａは、停留所５１Ｘに到着すると、利用者を全て降車させ走行経路５０を離脱して車庫３０に移動する。車両２０Ａが走行経路５０を離脱するのと同じタイミングで、車庫３０に待機していた車両２０Ｄが、走行経路５０に投入され、停留所５１Ｘを起点として走行経路５０を周回し始める。車両２０Ｂ及び車両２０Ｃも、車両２０Ａと同様に、走行経路５０の５周目の周回の後、走行経路５０を離脱して車庫３０に移動する。車両２０Ｂ及び車両２０Ｃが走行経路５０を離脱するのと同じタイミングで、それぞれ、車両２０Ｅ及び車両２０Ｆが走行経路５０に投入される。

【0035】

各車両２０は、走行経路５０を周回する間に電力を消費し、バッテリ２８の充電率が低下する。各車両２０は、車庫３０に待機中に、あらかじめ決められたスケジュールに従って、バッテリ２８の充電を行う。充電を終えた車両２０は、後のあらかじめ決められたタイミングで走行経路５０に投入され、利用者を輸送する。例えば、車両２０Ａは、走行開始から第６－１０周目に当たる期間内に充電を行い、走行開始から１１周目に当たるタイミングで再び走行経路５０に投入される。

【0036】

このようにすることによって、図３及び図４で図示した例では、６台の車両２０Ａ－２０Ｆにより、走行経路５０上で常時３台の車両が利用者を輸送することができる。また、常に均等な時間間隔で車両２０が走行経路５０上を巡回するようにすることができる。

【0037】

図５は、第１の温度での、充電率０％の状態からバッテリ２８を充電したときの経過時間に対する充電率の変化の一例を説明する図である。第１の温度は、例えば２５°Ｃとすることができる。図５は、バッテリ２８の充電特性の一例を示している。図５によれば、バッテリ２８を充電率が２０％から５０％まで充電するには、ｔ２－ｔ１の期間が必要となる。また、バッテリ２８を充電率５０％から８０％まで充電するには、ｔ３－ｔ２の期間が必要となる。例えば、車両２０が運行スケジュールに従って走行すると、充電率１００％のときにバッテリ２８に蓄積される容量の３０％の電気を使用する場合、サーバ制御部１２は、バッテリ２８の充電率５０％－８０％の領域を使用することができる。図５では、この充電に必要となる充電期間をＴで表している。

【0038】

しかしながら、充電装置３１がバッテリ２８の充電をする環境温度は、常に一定にできない場合がある。充電をする際の環境温度が相対的に低くなると、温度が高い場合に比べて充電速度が遅くなることが知られている。そのため、充電期間Ｔを一定とした場合、環境温度が低い場合は、温度が高い場合に比べて充電できる容量が少なくなる。その結果、予め運行スケジュールにより定められた経路を全て走行できない場合が生じうる。あるいは、環境温度が低い場合、環境温度が高い場合と同じ充電率まで充電を行おうとすると、環境温度が高い場合に比べて、より長い充電期間Ｔが必要となる。その結果、環境温度が低い場合には、車両２０が車庫に待機する時間を相対的に長くする必要が生じうる。そのため、環境温度が低い場合には、環境温度が高い場合に比べてより多くの車両２０が必要となりうる。

【0039】

例えば、バッテリ２８を充電する環境温度が第１の温度よりも低い第２の温度となり、バッテリ２８の充電特性が図５から図６のように変化した場合を想定する。第２の温度は、例えば５°Ｃである。この場合、充電率５０％から８０％までバッテリ２８を充電するのに必要な充電期間Ｔ（＝ｔ３－ｔ２）は、図５の場合と比べて長くなる。例えば、図５の場合は、充電に必要となる充電期間Ｔが２０分のところ、図６では重電に必要な充電期間Ｔが３０分となり得る。

【0040】

そこで、本実施形態の充電制御システム１では、サーバ制御部１２が充電を行う環境温度に基づいて、充電を行う際に充電を終了させる充電率を第１の充電率として決定する。例えば、図６の充電特性において、図７に示すように第１の充電率を６０％とする。運行スケジュールに従って走行した場合に放電される電気量（電荷の量）が、充電率１００％のときの容量の３０％ならば、走行経路５０を走行した後の車両２０の充電前の充電率は３０％となる。これにより、バッテリ２８は、図５に示した場合とほぼ等しい充電期間Ｔで、充電率３０％から、充電率６０％まで充電することが可能になる。第１の充電率は、環境温度が第１の温度より低い第２の温度の場合、第１の温度の場合の第１の充電率よりも低くなるように決定される。バッテリ２８は、充電率が高くなるほど、単位時間当たりに充電できる電気量が少なくなるので、充電率の低い領域を用いて充電することで、充電速度を速めることができる。ただし、バッテリ２８の充電量に余裕を持たせるため、第１の充電率は走行経路５０の走行で放電する電気量を考慮したうえで、なるべく高い値に設定されることが望ましい。

【0041】

サーバ制御部１２は、温度センサ３２から取得した温度と、バッテリ２８の充電特性とから、第１の充電率を算出してよい。あるいは、サーバ制御部１２は、第１の充電率を環境温度の関数として決定してよい。第１の充電率は、充電を行う環境温度に対して単調に増加する関数となる。あるいは、サーバ１０は、環境温度と第１の充電率とを対応付けたテーブルをサーバ記憶部１３に記憶することができる。サーバ制御部１２は、このテーブルを参照して第１の充電率を決定してよい。

【0042】

車両２０が車庫３０において充電可能な時間は、車両２０が走行経路５０を離脱してから次に走行経路５０に投入されるまでの時間、整備に係る時間、及び、利用可能な充電装置３１の台数等によって制約を受ける。また、走行経路５０の渋滞又は利用者の人数等の諸条件により車両２０の充電前の充電率が、変動する場合がある。以下に、車両２０の充電前の充電率を第２の充電率と呼ぶ。サーバ制御部１２は、次の走行までの所定時間内に、第２の充電率の状態のバッテリ２８を、第１の充電率まで充電できるか判定してよい。サーバ制御部１２は、所定時間内にバッテリ２８を第１の充電率まで充電できないと判断した場合、第１の充電率を所定時間内で充電可能な範囲に設定し直してよい。

【0043】

また、バッテリ２８が第１の充電率の状態から、走行経路５０を運行スケジュールに従って走行した場合に放電すると予測される電気量を予測放電量とする。サーバ制御部１２は、予測放電量を放電した後の充電率が、バッテリ２８に許容される最低の充電率である第３の充電率を上回るように制御する。第３の充電率は、バッテリ２８を安全に使用できる範囲で放電を行うために設定された最低電圧である。第３の充電率は電池の種類及び構造等によって決定される。第３の充電率は、例えば、２０％とすることができる。

【0044】

サーバ制御部１２は、車両２０が走行する走行経路５０の長さを考慮して予測放電量を設定することができる。走行経路５０が長ければ、走行経路５０が短い場合に比べて、予測放電量は大きくなる。車両制御部２２は、走行経路５０の起伏、及び、交差点の数等を考慮して予測放電量を設定してよい。

【0045】

サーバ制御部１２は、車両２０が走行する走行経路５０の気象条件を考慮して、予測放電量を設定することができる。車両制御部２２は、外部の情報源、又は、運行中の車両２０から気象情報を取得可能に構成されてよい。風、雨、気温等の条件により、車両２０を走行させるのに必要となる電力が変化することがある。例えば、悪天候で路面が濡れている場合、タイヤの転がり抵抗が大きくなるので、予測放電量は悪天候でない場合よりも大きく設定されてよい。また、例えば、車両の外部の気温が高い場合、エアコンによる電力消費を考慮して、予測放電量は気温が低い場合よりも大きく設定されてよい。さらに、例えば、悪天候の場合、運行スケジュールに予期しない遅延が生じうる。運行スケジュールに遅延が生じた場合、車両２０内で消費される電力が増加しうる。したがって、サーバ制御部１２は、悪天候の場合、リスクを考慮して予測放電量をより大きな値に設定してよい。

【0046】

サーバ制御部１２は、車両２０が走行する走行経路５０の混雑状況を考慮して、予測放電量を設定することができる。サーバ制御部１２は、外部の情報源、又は、運行中の車両２０から走行経路５０の混雑情報を取得可能に構成されてよい。走行経路５０に混雑している道路が含まれる場合、走行距離当たりの電力消費量が増加するとともに、走行時間も増加する。したがって、走行経路５０に混雑が発生していない場合に比べて、予測放電量は大きく設定されてよい。また、走行経路５０上に混雑が発生している場合、放電量を正確に推定することは難しい。そのため、サーバ制御部１２は、予測のブレを考慮して、予測放電量をより大きな値に設定してよい。

【0047】

サーバ制御部１２は、車両２０に乗車する利用者の推定人数を考慮して、予測放電量を設定することができる。サーバ制御部１２は、外部の情報源、又は、運行中の車両２０から走行経路５０の混雑情報を取得可能に構成されてよい。例えば、サーバ制御部１２は、予め外部の情報源から走行経路５０周辺のイベント情報を取得し、これに基づいて利用者の人数を推定してよい。また、サーバ制御部１２は、曜日及び時間帯ごとの車両２０の過去の利用者の情報に基づいて、現時点での利用者の数を推定してよい。過去の車両２０の利用者の情報は、サーバ記憶部１３に蓄積することができる。利用者の数がより多いと推定される場合、サーバ制御部１２は、車両２０の予測放電量をより大きく設定してよい。

【0048】

サーバ制御部１２は、運行スケジュールに従って走行し予測放電量の電気を放電した後に、第３の充電率よりも高い充電率となるように、第１の充電率を決定する。環境温度に基づいて決定された第１の充電率のバッテリ２８から予測放電量の電気が放電されると、バッテリ２８の充電率が第３の充電率を下回ると推定される場合、サーバ制御部１２は、複数の車両２０の運行スケジュールを変更する。例えば、サーバ制御部１２は、当該車両２０の走行経路５０を周回する周回数を減らしてよい。他に利用可能な車両２０がある場合、サーバ制御部１２は、走行させる車両２０を交代させてよい。サーバ１０は、変更した運行スケジュールを各車両２０に送信してよい。

【0049】

（充電制御方法）
次に、図８及び図９を参照して、サーバ制御部１２が実行する充電制御方法について説明する。

【0050】

サーバ制御部１２は、車両２０の充電を行う環境温度を取得する（ステップＳ１０１）。図１に示した例では、サーバ制御部１２は、車庫３０内の温度センサ３２が検出した温度を、ネットワーク４０を介して取得する。サーバ制御部１２は、車両２０が充電装置３１により充電可能となったことを示す信号を、車両２０又は充電装置３１から取得して、この信号をトリガーとしてステップＳ１０１の処理を実行してよい。

【0051】

次に、取得した温度に基づいて、サーバ制御部１２は、車両２０の第１の充電率を決定する（ステップＳ１０２）。

【0052】

ステップＳ１０２における第１の充電率を決定する手順の詳細が、図９に示される。

【0053】

サーバ制御部１２は、ステップＳ１０１で取得した充電を行う環境温度に基づいて、第１の充電率を導出する（ステップＳ２０１）。第１の充電率は、バッテリ２８の充電特性に基づいて決定されてよい。

【0054】

サーバ制御部１２は、車両２０の充電のために割り当てられた時間内に、充電前の第２の充電率から第１の充電率まで充電できるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。第１の充電率まで充電できる場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、サーバ制御部１２の処理は、ステップＳ２０４に進む。第１の充電率まで充電できない場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、サーバ制御部１２は、第１の充電率を充電可能な範囲内の充電率に変更し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０４に進む。

【0055】

サーバ制御部１２は、充電後に所定経路を走行後の予測される充電率が、許容される最低の充電率である第３の充電率以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。所定経路を走行後の予測される充電率が、第３の充電率以上の場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、サーバ制御部１２の処理は、ステップＳ２０６に進む。所定経路を走行後の予測される充電率が、第３の充電率未満の場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、サーバ制御部１２は、車両２０が走行経路５０を走行中に、充電率が第３の充電率を下回ることのないように、運行スケジュールを変更する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の終了した後、サーバ制御部１２の処理は、ステップＳ２０６に進む。

【0056】

サーバ制御部１２は、第１の充電率を確定させ（ステップＳ２０６）、図８のフロー図に戻る。

【0057】

サーバ制御部１２は、ステップＳ２０６で確定した第１の充電率まで充電を行うように、充電装置３１を制御する（ステップＳ１０３）。サーバ制御部１２は、車両２０から充電中の各時点におけるバッテリ２８の充電率の情報を取得し、充電装置３１を制御してよい。

【0058】

本開示の充電制御システム１、サーバ１０、及び、充電制御方法によれば、充電を行う環境温度が第１の温度の場合の第１の充電率は、環境温度が前記第１の温度より高い第２の温度の場合の第１の充電率よりも低くなるように決定される。そのため、環境温度が相対的に低い第１の温度の場合でも、所定の時間内に環境温度が相対的に高い第２の温度の場合により近い量の電力を充電することができる。これによって、第２の温度の場合により近い利用効率で車両２０を利用することが可能になる。

【0059】

また、第１の充電率は、バッテリ２８が第１の充電率の状態から、所定の経路を走行するために消費されると予測される予測放電量の電気を放電した後に、バッテリに許容される最低の充電率である第３の充電率よりも高い充電率となるように決定される。これによって、充電を行う環境温度が低い場合に、第1の充電率を低く設定しつつ、充電率が走行中に第３の充電率を下回らないようにすることができる。したがって、走行中に充電率の低下による不具合、又は、バッテリ切れ等を生じることを防止することができる。

【0060】

上記実施形態では、車両２０のバッテリ２８は、車両２０に装着されたまま充電するものとした。しかし、バッテリ２８は、車両２０と着脱可能に構成されてよい。この場合、バッテリ２８は、車両２０と分離して充電することができるものとする。車両２０は、走行スケジュールに従って、走行経路５０を走行した後、車庫３０でバッテリ２８を充電済のバッテリ２８と交換することができる。このような場合でも、本開示の充電方法は、各バッテリ２８に対して適用することができる。本開示の充電方法は、バッテリ２８の数が限定されている場合に、充電を行う環境温度が低い場合でも、バッテリ２８の利用効率を、充電を行う環境温度が高い場合に近づけることができる。

【0061】

上記実施形態では、サーバ１０のサーバ制御部１２が、各車両２０の充電の開始及び終了を制御した。しかし、車両２０の車両制御部２２は、上述の実施形態のサーバ制御部１２の機能の少なくとも一部を有してよい。例えば、車両制御部２２は、充電のため接続された充電装置３１から環境温度の情報を取得し、充電装置３１を制御可能に構成されてよい。車両制御部２２は、環境温度に基づいて、第１の充電率を決定してよい。車両制御部２２は、決定した第１の充電率に基づいて、充電の終了を制御してよい。したがって、本開示の車両制御方法は、車両２０及び充電装置３１によって実行することも可能である。

【0062】

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について装置を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

【符号の説明】

【0063】

１ 充電制御システム
１０ サーバ
１１ サーバ通信部（通信部）
１２ サーバ制御部（制御部）
１３ サーバ記憶部
１４ 温度取得部（取得部）
２０，２０Ａ－２０Ｆ 車両
２１ 車両通信部
２２ 車両制御部
２３ 駆動部
２４ 電気装備
２５ 車両記憶部
２６ 位置検出部
２７ センサ
２８ バッテリ
３０ 車庫
３１ 充電装置
３２ 温度センサ
４０ ネットワーク
５０ 走行経路
５１Ｘ－５１Ｚ バス停

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】