JP2014126916A - テレメトリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイム性と情報のユビキタス性を兼ね備え、且つ、車載モジュールの肥大化を招かずに低コストで簡易に構築することができる新規なテレメトリシステムを提供する。
【解決手段】本発明によれば、汎用の移動通信端末と、電気自動車に搭載されるセンサのサンプリングデータをリアルタイムに移動通信端末に送信するサンプリングデータ提供手段と、移動通信端末が接続可能なネットワーク上に設置されるウェブサーバとを含むテレメトリシステムが提供される。移動通信端末は、受信したサンプリングデータと移動通信端末の時計機能が提供する現在時刻とＧＰＳ機能が提供する緯度経度とを紐付けてレコードを生成し、リアルタイムにウェブサーバに送信する。ウェブサーバは、受信したレコードをデータベースに蓄積し、ウェブクライアントからの要求に応答して、これをレスポンスする。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレメトリシステムに関し、より詳細には、電気自動車の運行を支援するためのテレメトリシステムに関する。

従来、車体に貼付した太陽電池セルから電力供給を受けて走行する電気自動車によるレース（ソーラーカーレース）が行われており、これまで、多くの企業や工学系の学生チームが参加して盛況を極めてきた（例えば、非特許文献１）。ソーラーカーレースにおいては、コントロール不可能な天候（太陽）を頼りにレースを展開しなければならないため、マシンの性能もさることながら、エネルギーマネジメントがレースの展開を大きく左右する。よって、レースを勝ち抜くには、太陽電池の発電量や車載バッテリの残量などの運行情報をピット側でリアルタイムに把握するためのテレメトリシステムを導入する必要がある。

FIA ALTERNATIVE ENERGIES CUP ソーラーカーレース鈴鹿2012 ホームページ（URL:http://www.suzukacircuit.jp/solarcar_s/）

本発明は、電気自動車運行支援システムに適用することができるテレメトリシステムであって、リアルタイム性と情報のユビキタス性を兼ね備え、且つ、車載モジュールの肥大化を招かずに低コストで簡易に構築することができる新規なテレメトリシステムを提供することを目的とする。

本発明者は、リアルタイム性と情報のユビキタス性を兼ね備え、且つ、車載モジュールの肥大化を招かずに低コストで容易に構築することができる新規なテレメトリシステムにつき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。

すなわち、本発明によれば、車載バッテリの電力で駆動する電気自動車の運行を支援するためのテレメトリシステムであって、表示手段と時計機能とＧＰＳ機能を搭載した移動通信端末と、電気自動車に搭載される１以上のセンサを所定時間おきにサンプリングして取得したサンプリングデータをリアルタイムに前記移動通信端末に送信するサンプリングデータ提供手段と、前記移動通信端末が接続可能なネットワーク上に設置されるウェブサーバとを含み、前記移動通信端末は、受信した前記サンプリングデータをリアルタイムに表示するサンプリングデータ表示部と、受信した前記サンプリングデータと前記時計機能が提供する現在時刻と前記ＧＰＳ機能が提供する緯度経度とを紐付けたレコードを生成し、リアルタイムに前記ウェブサーバに送信する運行データレコード提供部とを含み、前記ウェブサーバは、受信した前記レコードをデータベースに蓄積する運行データレコード蓄積部と、ウェブクライアントからの要求に応答して、前記データベースに蓄積される前記レコードを該ウェブクライアントに送信する運行データレコード提供部とを含むテレメトリシステムが提供される。

上述したように、本発明によれば、リアルタイム性と情報のユビキタス性を兼ね備え、且つ、車載モジュールの肥大化を招かずに低コストで容易に構築することができる新規なテレメトリシステムが提供される。

本実施形態の電気自動車運行支援システムのネットワーク構成図。 本実施形態の電気自動車運行支援システムを構成する装置の機能ブロック図。 本実施形態におけるＡ／Ｄ変換ユニットが実行する処理を示すフローチャート。 ＣＳＶ形式のサンプリングデータを示す図。 本実施形態におけるスマートフォンが実行する処理を示すフローチャート。 本実施形態におけるウェブサーバが実行する処理を示すフローチャート。 本実施形態におけるレコードテーブルを示す図。 本実施形態におけるウェブクライアントが実行する処理を示すフローチャート。 スマートフォンの給電を説明するための模式的回路図。

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。

図１は、本発明の実施形態である電気自動車運行支援システム１０００のネットワーク構成を示す模式図である。なお、以下においては、電気自動車運行支援システム１０００をソーラーカーレースに適用した場合を例にとって本発明を説明するものとする。

本実施形態の電気自動車運行支援システム１０００は、移動通信端末１００と、Ａ／Ｄ変換ユニット２００と、ウェブサーバ３００とを含んで構成されており、主に、テレメトリシステムとして機能して、ソーラーカー２０の運行を支援する。

移動通信端末１００は、少なくとも表示機能、内部時計（ＲＴＣ）およびＧＰＳ機能を標準搭載した汎用の携帯端末として参照されるものであり、スマートフォン１００やタブレット型ＰＣなどを例示することができる。以下の説明においては、移動通信端末１００をスマートフォン１００として参照する。

本実施形態において、スマートフォン１００は、ソーラーカー２０のドライバーが視認可能な位置に適切な取り付け具を介して取り外し可能に固定される。図１は、ドライバーの視認容易性を考慮して、ステアリングホイール２２の中央部にスマートフォン１００を固定した例を示す。

ウェブサーバ３００は、インターネット１２上に設置されるアプリケーションサーバであり、インターネット１２に接続される任意のウェブクライアント４００とＨＴＴＰ通信を実施するとともに、３Ｇ回線などを介してインターネット１２に接続されるスマートフォン１００ともＨＴＴＰ通信を実施する。

ソーラーカー２０は、車体に貼付した太陽電池セルから供給される電気で電気モータを駆動させて走行する電気自動車であり、車載バッテリと、ソーラーカー２０の運行に関連する実世界情報を取得するための１以上のセンサと、当該センサからのアナログ出力をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換ユニット２００を搭載する。

ここで、Ａ／Ｄ変換ユニット２００は、ソーラーカー２０に搭載されるセンサからの出力を所定時間おき（例えば、1秒毎）にサンプリングし、その値をリアルタイムにスマートフォン１００に送信する。これを受けて、スマートフォン１００は、時々刻々と変換するセンサの出力（運行情報）としてリアルタイムにウェブサーバ３００にアップロードするとともに、その内容をディスプレイに表示してドライバーに提示する。

ピットに設置されるウェブクライアント４００ａは、所定時間おき（例えば、1秒毎）にウェブサーバ３００から運行情報をダウンロードして、これをリアルタイムに表示する。ソーラーカー２０のドライバーを支援するクルー２４は、ウェブクライアント４００ａに表示される運行情報に応じて、適切なレースマネジメントを行う。

なお、本実施形態においては、ウェブブラウザを搭載したクライアントであれば、インターネット１２を介していつでもソーラーカー２０の最新の運行状況をリアルタイムに閲覧することができる。

以上、本実施形態の電気自動車運行支援システム１０００のネットワーク構成とその利用態様について概説してきたが、続いて、電気自動車運行支援システム１０００を構成する各装置について、図２に基づいて具体的に説明する。

図２は、本実施形態の電気自動車運行支援システム１０００を構成する各装置の機能ブロックを示す。

まず、Ａ／Ｄ変換ユニット２００の構成を説明する。Ａ／Ｄ変換ユニット２００は、マイクロコンピュータとして参照されるサンプリングデータ提供手段２１０と、ソーラーカー２０の運行に関連する実世界情報を取得するための１以上のセンサを含んで構成される。図２に示す例では、車載モータの駆動を制御するモータコントローラ２０１、車載バッテリの電圧を測定するための電圧センサ２０２、太陽電池セルの発電電流を測定するための電流センサ２０３、車載モータ（電気モータ）のモータ電流を測定するための電流センサ２０４、気圧を測定するための気圧センサ２０５、および気圧を測定するための気圧センサ２０５がサンプリングデータ提供手段２１０（以下、マイコン２１０として参照する）と接続されており、これらのうちマイコン２１０を含む少なくとも一部がＡ／Ｄ変換ユニット２００の筐体に収容されている。

なお、本発明はセンサの種類を限定するものではなく、ソーラーカー２０の運行に関連する実世界情報を取得することができるデバイスであれば、どのようなデバイスであってもよい。例えば、太陽電池の発電量や車内の温度上昇を予測するために日射計をセンサとして加えてもよい。

マイコン２１０は、予め設定されたサンプリングレートに従って、所定時間おきにモータコントローラ２０１および各センサ２０２、２０３、２０４，２０５，２０６からのアナログ出力をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換する。マイコン２１０は、Ａ／Ｄ変換された複数のデータ項目を紐付けたサンプリングデータを生成する。マイコン２１０は、Ａ／Ｄ変換ユニット２００と通信可能に接続されたスマートフォン１００に対して、生成したサンプリングデータをリアルタイムに出力する。

ここで、Ａ／Ｄ変換ユニット２００とスマートフォン１００の間の接続は、USBなどを使用した有線接続であってもよいし、Bluetooth（登録商標）や近距離無線通信などを使用した無線接続であってもよい。

次に、スマートフォン１００の構成を説明する。スマートフォン１００は、表示手段としてのディスプレイ１０１、現在時刻を取得するための内部時計１０２（ＲＴＣ）、ＧＰＳ機能１０３といった標準搭載機能に加えて、運行データレコード提供部１０４、サンプリングデータ表示部１０５、レコードバックアップ部１０６を含んで構成されている。なお、標準搭載機能以外の各機能手段は、専用アプリケーションによって実装される。

運行データレコード提供部１０４は、Ａ／Ｄ変換ユニット２００からサンプリングデータを受信したことに応答して、内部時計１０２が提供する現在時刻とＧＰＳ機能１０３が提供する緯度経度を受信したサンプリングデータに紐付けてレコードを生成し、リアルタイムにウェブサーバ３００に送信する。

なお、スマートフォン１００が、三軸加速度センサや電子コンパスなどの機能を標準搭載している場合は、運行データレコード提供部１０４は、上述した現在時刻や緯度経度に加えて、加速度や方角をサンプリングデータに紐付けてもよい。

サンプリングデータ表示部１０５は、運行データレコード提供部１０４が受信したサンプリングデータをディスプレイ１０１にリアルタイムに表示する。

レコードバックアップ部１０６は、運行データレコード提供部１０４が生成したレコードを所定期間にわたって一時メモリ１０７に保存し、所定期間満了時に一時メモリ１０７に保持された複数のレコードを不揮発性メモリ１０８（例えば、ＳＤカードなど）に退避する。

次に、ウェブサーバ３００の構成を説明する。ウェブサーバ３００は、運行データレコード蓄積部３０２と運行データレコード提供部３０４を含んで構成されている。運行データレコード蓄積部３０２は、スマートフォン１００から受信したレコードをデータベース３０１に保存（蓄積）する。一方、運行データレコード提供部３０４は、ウェブクライアント４００からの要求に応答して、データベース３０１に蓄積されるレコードをウェブクライアント４００に送信する。

次に、ウェブクライアント４００の構成を説明する。ウェブクライアント４００は、表示手段としてのディスプレイ４０１とウェブブラウザ４０２を含んで構成されている。ウェブブラウザ４０２上では、所定時間おきにウェブサーバ３００に対してレコード（運行情報）を要求し、最新の運行情報をリアルタイムに表示するためのウェブアプリケーションが動作する。なお、本実施形態においては、ウェブサーバ３００に対して運行情報を要求するレート（時間間隔）は、先に説明したＡ／Ｄ変換ユニット２００のマイコン２１０に設定するサンプリングレートに合わせることが好ましい。

以上、電気自動車運行支援システム１０００を構成する各装置について説明してきたが、続いて、各装置において実行される処理を具体的に説明する。なお、以下の説明においては、適宜、図２を参照するものとする。

以下、図３に示すフローチャートに基づいて、Ａ／Ｄ変換ユニット２００のマイコン２１０が実行する処理を説明する。

マイコン２１０が実行する処理は、図３（ａ）に示すメインルーチンと、図３（ｂ）に示すサブルーチン１と、図３（ｃ）に示すサブルーチン２からなる。メインルーチンでは、タイマと[PULSE]の値（後述する）を初期化した後（ステップ１０１、１０２）、割り込みを許可する（ステップ１０３）。

本実施形態においては、車載モータを駆動するための速度指令パルスがモータコントローラ２０１からマイコン２１０に入力されるように構成されており、マイコン２１０は、モータコントローラ２０１からパルスが入力されたこと（パルス割り込み）に応答して、サブルーチン１を実行する。

サブルーチン１では、[PULSE]の値をインクリメントし（ステップ２０１）、割り込みを終了する（ステップ２０２）。つまり、サブルーチン１は、車載モータの駆動パルスの発生数をカウントアップするためのルーチンであり、[PULSE]は、モータコントローラ２０１から入力されるパルス数をカウントアップするためのバッファ領域である。

一方、サブルーチン２は、所定時間おきに発生するタイマ割り込みに応答して実行される。ここで、タイマのセット時間は、要求されるサンプリングレートに応じた値が設定される。以下においては、タイマのセット時間を１秒に設定した場合について説明する。

サブルーチン２が開始すると、各センサ（電圧センサ２０２、電流センサ２０３、電流センサ２０４、気圧センサ２０５、気温センサ２０６）からアナログ出力を受信し、これをＡ／Ｄ変換してデジタル値（バッテリ電圧、太陽電池の発電電流、モータ電流、気圧、気温）を取得し、バッファに保持する（ステップ３０１）。続くステップ３０２では、[PULSE]の値（すなわち、１秒間に発生した車載モータの駆動パルスの発生数）と予め与えられた車輪の外径から車速(km/h)を算出する（ステップ３０２）。その後、[PULSE]の値を０クリアして（ステップ３０３）、ステップ３０４に進む。

ステップ３０４では、サンプリングデータを生成する。具体的には、ステップ３０１で取得した５つのデジタル値（バッテリ電圧、太陽電池の発電電流、モータ電流、気圧、気温）とステップ３０２で算出した車速とを紐付けたデータをサンプリングデータとして生成する。本実施形態においては、サンプリングデータを図４に示すようなＣＳＶ形式のテキストデータとして生成することができる。以下においては、サンプリングデータをＣＳＶ形式のテキストデータとして生成したものとして説明を続ける。

最後に、生成したサンプリングデータをスマートフォン１００に送信し（ステップ３０５）、割り込みを終了する（ステップ３０６）。

以上、説明したように、本実施形態においては、車速、バッテリ電圧、太陽電池の発電電流、モータ電流、気圧、気温という６つのデータ項目からなるサンプリングデータが１秒間に１回、Ａ／Ｄ変換ユニット２００（マイコン２１０）からスマートフォン１００に送信される。

以上、Ａ／Ｄ変換ユニット２００において実行される処理について説明してきたが、続いて、スマートフォン１００において実行される処理を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

スマートフォン１００は、図５に示す４つのタスクを並列処理する。以下、それぞれの処理を順番に説明する。

運行データレコード提供部１０４は、ＧＰＳ機能１０３を起動した後（ステップ４１０）、ＧＰＳ機能１０３が提供する緯度と経度を１秒毎に取得し、それぞれを所定のバッファ領域[LAT]および[LNG]に格納する処理をループする（ステップ４１１）。

一方、運行データレコード提供部１０４は、Ａ／Ｄ変換ユニット２００（マイコン２１０）との接続を確立した後（ステップ４２０）、サンプリングデータの受信を待機する（ステップ４２１）。その後、マイコン２１０からサンプリングデータ（ＣＳＶデータ）を受信すると、これをパース（解析）してサンプリングデータに記述されたデータ項目を取得し、所定のバッファ領域に格納する（ステップ４２２）。図５に示す例では、車速、バッテリ電圧、発電電流、モータ電流、気圧および気温を、それぞれ、[SPD]、[VOL]、[CUR_S]、[CUR_M]、[PRE]および[TEM]に格納している。

続くステップ４２３で、運行データレコード提供部１０４は、スマートフォン１００の内部時計１０２（時計機能）の現在時刻を参照し、これをサンプリングデータの取得時刻として所定のバッファ領域[TIM]に格納する。

続くステップ４２４で、運行データレコード提供部１０４は、上述した９つのバッファ領域（[LAT]、[LNG]、[SPD]、[VOL]、[CUR_S]、[CUR_M]、[PRE]、[TEM]、[TIM]）に格納された値をデータ構造体（以下、EVINFOとして参照する）に格納する。

最後に、サンプリングデータ表示部１０５は、ディスプレイ１０１にEVINFOに格納された値（一部または全部）を表示する（ステップ４２５）。その後、処理は、再び、ステップ４２１に戻り、以降、ステップ４２１〜ステップ４２５の処理をループする。

レコードバックアップ部１０６は、値が格納されたEVINFO（以下、レコードとして参照する）を１秒毎にウェブサーバ３００に送信した後（ステップ４３０）、そのレコードを一時メモリに保存する（ステップ４３１）。以降、ステップ４３０〜ステップ４３１の処理をループする。

同じく、レコードバックアップ部１０６は、一時メモリに保存された全てのレコードを所定期間（例えば、５分毎）に不揮発性メモリに退避した後（ステップ４４０）、一時メモリ上の全てのレコードをクリア（消去）する（ステップ４４１）。以降、上述したステップ４４０〜ステップ４４１の処理をループする。このレコードバックアップ部１０６の働きにより、スマートフォン１００は、データロガーとしても機能する。よって、万が一、ウェブサーバ３００との間の通信に障害が生じた場合であっても、その間のレコードが失われない。

以上、スマートフォン１００において実行される処理について説明してきたが、続いて、図６に示すフローチャートに基づいて、ウェブサーバ３００において実行される処理について説明する。

ウェブサーバ３００は、常時、外部からのＨＴＴＰリクエストを待機する（ステップ５０１）。ＨＴＴＰリクエストを受信すると、リクエストの内容を判定し（ステップ５０２）、内容に応じたＨＴＴＰレスポンスを返す。

ここで、ウェブサーバ３００は、受信したＨＴＴＰリクエストがスマートフォン１００からのレコードのＰＯＳＴ要求であった場合、当該レコードをデータベース３０１に保存（蓄積）する（ステップ５０３）。

図７は、データベース３０１で管理されるレコードテーブル５００を例示的に示す。レコードテーブル５００は、受信したレコードに対する一意識別子（レコードＩＤ）を格納するためのカラム５０１と、受信したレコードに含まれる９つのデータ項目（取得時間、経度、緯度、車速、バッテリ電圧、発電電流、モータ電流、気温、気圧）を格納するための9つのカラム５０２〜５１０を含んで構成されている。

一方、ステップ５０２の判定の結果、受信したＨＴＴＰリクエストがウェブクライアント４００からの最新レコードのＧＥＴ要求（以下、最新情報要求という）であった場合、ウェブサーバ３００は、データベース３０１のレコードテーブル５００に格納されているレコードの中から、最新のレコードを取り出し、これをＨＴＴＰレスポンスとしてウェブクライアント４００に返す（ステップ５０４）。ステップ５０４においては、例えば、カラム５０２の値（取得時刻）が最大のものを最新レコードとしてレスポンスしても良いし、レコードの登録に応じてオートインクリメントされる数値（UNDINED BIGINTなど）をレコードＩＤとして付与する場合は、ＩＤの値が最大のレコードをレスポンスすることができる。

一方、ステップ５０２の判定の結果、受信したＨＴＴＰリクエストがウェブクライアント４００からの時間帯を指定したレコードのＧＥＴ要求（以下、時間帯情報要求という）であった場合、ウェブサーバ３００は、データベース３０１のレコードテーブル５００に格納されているレコードの中から、指定された時間帯に対応する複数のレコード群を取り出し、これをＨＴＴＰレスポンスとしてウェブクライアント４００に返す（ステップ５０５）。具体的には、指定された時間帯に照らしてカラム５０２の値（取得時刻）を検索し、合致する取得時刻に係るレコードを選択的に取り出して、ウェブクライアント４００に返す。

以上、ウェブサーバ３００側で実行される処理について説明してきたが、続いて、図８に示すフローチャートに基づいて、ウェブクライアント４００において実行される処理について説明する。図８に示すように、ウェブクライアント４００は、２つのタスクを並列処理する。以下、それぞれの処理を順番に説明する。

ウェブクライアント４００のウェブブラウザ４０２上で動作するウェブアプリケーションは、ウェブサーバ３００に対して１秒毎に最新情報要求を送信し（ステップ６１０）、ＨＴＴＰレスポンスとして最新のレコードをウェブサーバ３００から受信する（ステップ６１１）。その後、受信した最新レコードに格納されたデータ項目の値を表示に反映させる（ステップ６１２）。以降、ステップ６１０〜ステップ６１２の処理をループする。

ここで、ウェブアプリケーションは、好ましくは、Ajaxによる非同期通信を用いて、ウェブサーバ３００に対し画面遷移を伴わないリクエストをバックグラウンドで送信し、最新レコードをJSON形式で受信することを１秒毎に繰り返す。その結果、ウェブクライアント４００のディスプレイ４０１に表示される各データ項目は、1秒おきに画面遷移なしでリフレッシュする。

一方、ウェブブラウザ４０２上で動作するウェブアプリケーションは、ユーザからの入力を待機する（ステップ６２０→ステップ６２１，Ｎｏ）。そして、ユーザからの時間帯の入力があった場合（ステップ６２１，Ｙｅｓ）、入力された時間帯を指定した時間帯情報要求をウェブサーバ３００に送信し（ステップ６２２）、ＨＴＴＰレスポンスとして指定した時間帯に対応する複数のレコードをウェブサーバ３００から受信する（ステップ６２３）。

その後、受信した複数のレコードに格納された内容（一部または全部）を運行状況に関連する所定の可視化データ（表やグラフなど）の表示に反映させる（ステップ６２４）。以降、ステップ６２０〜ステップ６２４の処理をループする。

ここで、ウェブブラウザ４０２上で動作するウェブアプリケーションは、上述したようにレコードに格納されたデータをそのままの形で表示する他、各データを他のアプリケーションに投入したり、各データから所定の２次情報を算出したりするように構成してもよい。以下、この点につき、例示的に説明する。

本実施形態によれば、地図を表示する他のウェブアプリケーションのＡＰＩを利用して、最新レコードに格納された緯度経度に基づいてソーラーカー２０の現在位置を地図上にアイコンでリアルタイムに表示することができる。また、最新レコードに格納された緯度経度と予め与えられた計測ラインの緯度経度から計測ラインの最終通過時刻を導出・提示することもできる。

また、本実施形態によれば、最新レコードに格納されたバッテリ電圧とモータ電流から消費電力を算出したり、最新レコードに格納されたバッテリ電圧と太陽電池の発電電流から発電電力を算出したりして、各値をリアルタイムに表示することができる。

また、本実施形態によれば、その時点でデータベース３０１に保存される全てのレコードに格納されたバッテリ電圧、太陽電池の発電電流、モータ電流のうち、バッテリ電圧および太陽電池の発電電流から算出した発電電力を積算し、バッテリ電圧とモータ電流から算出した消費電力を積算し、車載バッテリの満充電量と発電電力の積算値の合算値から消費電力の積算値を減算して、現在における車載バッテリのバッテリ残量をリアルタイムに算出して表示することができる。

さらに、本実施形態によれば、最新レコードに格納された気温および気圧から海抜高度を算出してリアルタイムに表示することができる。

さらに、最新レコードに格納された緯度経度および現在時刻と、直前のレコードに格納された緯度経度および現在時刻から車速を算出してリアルタイムに表示することができる。この場合、車載モータの駆動パルス数に依存しない速度計測系が利用可能になるのでシステムのロバスト性が向上する。

以上、説明したように、本実施形態の電気自動車運行支援システム１０００によれば、バッテリやモータの状態がリアルタイムにチェックできるため、ピットは、車輌の不具合を早期に発見してその対策をとることができる。例えば、ソーラーカー２０の車載バッテリは、通常、複数の電池モジュールが並列に接続されてなるが、バッテリ電圧を電池モジュールごとにサンプリングするように構成すれば、故障した電池モジュールを早期に発見して、ピットイン時に速やかにこれを交換することが可能になる。また、ソーラーカー２０の現在位置を地図上で把握することによって、レースペースの指示をきめ細やかに行うことができる。

また、インターネットに接続できるユーザであれば、どこでもソーラーカー２０の運行状況を閲覧することができるため（情報のユビキタス性）、ラップタイム計測や写真撮影をするスタッフがそれぞれの持ち場で効率的に動くことができる。また、サーキットから離れた遠隔地の支援者からドライバーへ走行指示を行うことも可能になり、さらに、ウェブサーバ３００とＳＮＳを連携させることにより、サーキットに居ないレースファンとレースの臨場感を共有することが可能になる。

さらに、本実施形態では、スマートフォン１００に標準搭載されている機能（ディスプレイ、ＧＰＳ、ＲＴＣ等）を流用するため、各用途のために追加的なデバイスを実装することが不要になる。その結果、エネルギーマネジメントのための電子機器の実装が格段に容易なものになり、車載モジュールの肥大化が回避される。また、データ通信のために、スマートフォン１００の既存の通信インフラを利用するため、敷地の広大なサーキットでも運用が可能になり、総じて、低コストでシステムを構築することができる。

最後に、スマートフォン１００の給電について説明する。スマートフォン１００などの移動通信端末は、通常、内蔵バッテリの給電で動作するが、レースが長時間にわたるような場合、その電源を確保する必要がある。ただし、レースのレギュレーションによっては車載バッテリの数が制限されるため、スマートフォン１００の充電用バッテリを車載できない場合がある。

この点につき、スマートフォン１００をＡ／Ｄ変換ユニット２００にＵＳＢ接続すれば、スマートフォン１００の内蔵バッテリは、ＵＳＢバスパワーによって、Ａ／Ｄ変換ユニット２００（に電源供給する車載バッテリ）から電力の供給を受けることができる。

ただし、スマートフォン１００のような高機能コンピュータは、多くの電流を消費するため、スマートフォン１００をＡ／Ｄ変換ユニット２００に接続する場合、センサの誤作動が生じないように留意する必要がある。以下のこの点につき、図９に示す模式的な回路図に基づいて説明する。なお、図９においては、説明の便宜上、給電線のみを示し、データ通信線を省略する。

図９（ａ）は、Ａ／Ｄ変換ユニット２００とスマートフォン１００を単純に接続した場合の回路図を示す。この場合、車載バッテリから供給される電流は、三端子レギュレータによって電圧を下げられた後に、各センサとスマートフォン１００の内蔵バッテリのそれぞれに対して並列に供給されている。図９（ａ）に示す回路構成では、気温上昇に伴う放電やプロセッサの計算負荷の増大などに起因して電池残量が急激に低下した場合、内部抵抗が低下した内蔵バッテリに対して電源の出力する電流値を超えた電流が流れ込む結果、各センサが配置される区画全体に電圧降下が生じる虞がある。この場合、センサ端子間の電位差が最低動作電圧を下回ると、センサに誤作動が生じる虞がある。

一方、図９（ｂ）は、本実施形態が採用するＡ／Ｄ変換ユニット２００とスマートフォン１００の接続例を示す。図９（ｂ）に示す実施形態においては、スマートフォン１００の内蔵バッテリの陽極側に出力電流制限のついた三端子レギュレータを設け、内蔵バッテリに流れ込む電流値を一定以下に抑えることによって、各センサが配置される区画の流れ込む電流を確保し、もって、センサの正常動作が保証される。

なお、各センサが配置される区画に供給される電流の電圧が各センサの最低動作電圧を下回らないようにするために内蔵バッテリの陽極側に設ける素子は、三端子レギュレータに限定されず、シャントレギュレータやトランジスタ、オペアンプを用いた定電流回路など、内蔵バッテリ側に流れ込む電流量を制限することができる電流制限素子であればどのような構成であってもよい。

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、スマートフォン１００とウェブサーバ３００がインターネット回線で接続される態様を示したが、WSC(World Solar Challenge)のようなソーラーカーが併走車を伴って走行する自動車競技においては、後続車にウェブサーバ３００を載せ、Bluetooth（登録商標）やIEEE802.11n等の無線通信でウェブサーバ３００とスマートフォン１００の通信を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、電気自動車運行支援システム１０００をソーラーカーレースに適用した場合を説明してきたが、本発明のシステムは、一般的な電気自動車の運行管理に適用することも当然可能である。その場合、月ごとの消費電力を算出表示して利用者に燃費を意識させたり、TwitterなどのＳＮＳに自動車の利用状況を投稿する機能を設けることで、利用者が燃費の良い走行を心がけられるようモチベーション向上を図ったりすることができる。その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

なお、上述した実施形態の各機能は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどの装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。

１２…インターネット
２０…ソーラーカー
２２…ステアリングホイール
２４…クルー
１００…移動通信端末（スマートフォン）
１０１…ディスプレイ
１０２…内部時計
１０３…ＧＰＳ機能
１０４…運行データレコード提供部
１０５…サンプリングデータ表示部
１０６…レコードバックアップ部
１０７…一時メモリ
１０８…不揮発性メモリ
２００…Ａ／Ｄ変換ユニット
２０１…モータコントローラ
２０２…電圧センサ
２０３…電流センサ
２０４…電流センサ
２０５…気圧センサ
２０６…気温センサ
２１０…サンプリングデータ提供手段
２１０…マイコン
３００…ウェブサーバ
３０１…データベース
３０２…運行データレコード蓄積部
３０４…運行データレコード提供部
４００…ウェブクライアント
４０１…ディスプレイ
４０２…ウェブブラウザ
５００…レコードテーブル
５０１〜５１０…カラム
１０００…電気自動車運行支援システム

Claims (14)

1. 車載バッテリの電力で駆動する電気自動車の運行を支援するためのテレメトリシステムであって、
   表示手段と時計機能とＧＰＳ機能を搭載した移動通信端末と、
   電気自動車に搭載される１以上のセンサを所定時間おきにサンプリングして取得したサンプリングデータをリアルタイムに前記移動通信端末に送信するサンプリングデータ提供手段と、
   前記移動通信端末が接続可能なネットワーク上に設置されるウェブサーバと
   を含み、
   前記移動通信端末は、
   受信した前記サンプリングデータをリアルタイムに表示するサンプリングデータ表示部と、
   受信した前記サンプリングデータと前記時計機能が提供する現在時刻と前記ＧＰＳ機能が提供する緯度経度とを紐付けたレコードを生成し、リアルタイムに前記ウェブサーバに送信する運行データレコード提供部と
   を含み、
   前記ウェブサーバは、
   受信した前記レコードをデータベースに蓄積する運行データレコード蓄積部と、
   ウェブクライアントからの要求に応答して、前記データベースに蓄積される前記レコードを該ウェブクライアントに送信する運行データレコード提供部と
   を含む、
   テレメトリシステム。
2. 前記サンプリングデータは、車載モータの駆動パルス数から算出された車速、車載バッテリのバッテリ電圧、車載モータのモータ電流、気温、気圧および車載バッテリを充電するための太陽電池の発電電流からなる群から選択される少なくとも１つのデータを含む、請求項１に記載のテレメトリシステム。
3. 前記車載バッテリは、複数の電池モジュールが並列に接続されてなり、前記サンプリングデータの前記バッテリ電圧は、電池モジュールごとの電圧である、請求項２に記載のテレメトリシステム。
4. 前記センサおよび前記移動通信端末の内蔵バッテリは、車載バッテリに対して並列に接続されて電源の供給を受け、
   前記センサに供給される電流の電圧が該センサの最低動作電圧を下回らないように、該センサと前記内蔵バッテリの間に該内蔵バッテリ側に流れる電流量を制限するための電流制限素子が配置される、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
5. 前記サンプリングデータは、１以上のデータ項目をカンマで区切ったＣＳＶ形式のテキストデータである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
6. 前記移動通信端末は、所定時間おきに生成される前記レコードを所定期間にわたって一時メモリに保存し、前記所定期間満了時に該一時メモリに保持された複数の前記レコードを不揮発性メモリに退避するレコードバックアップ部を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
7. 前記移動通信端末は、汎用の携帯端末である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
8. 前記移動通信端末は、スマートフォンまたはタブレット型ＰＣである、請求項７に記載のテレメトリシステム。
9. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから受信した最新の前記レコードに格納された前記バッテリ電圧および前記モータ電流から消費電力を算出する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
10. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから受信した最新の前記レコードに格納された前記バッテリ電圧および前記太陽電池の発電電流から発電電力を算出する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
11. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから受信した前記データベースに保存される全ての各前記レコードに格納された前記バッテリ電圧および前記発電電流から算出した発電電力を積算し、該全ての各前記レコードに格納された前記バッテリ電圧および前記モータ電流から算出した消費電力を積算し、車載バッテリの満充電量と該発電電力の積算値の合算値から該消費電力の積算値を減算して車載バッテリのバッテリ残量を算出する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
12. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから受信した最新の前記レコードに格納された前記気温および前記気圧から海抜高度を算出する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
13. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから受信した最新の前記レコードに格納された前記緯度経度および前記現在時刻と、直前の前記レコードに格納された前記緯度経度および前記現在時刻から車速を算出する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。
14. 前記ウェブクライアントは、前記ウェブサーバから前記データベースに蓄積された前記レコードのうち、指定した時間帯に対応する複数のレコードを受信し、該複数のレコードに格納された情報を使用して、電気自動車の運行状況を表すための可視化データを生成する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のテレメトリシステム。