JP7430212B2 - シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、シミュレーション装置に関する。

特許文献１には、電気自動車が消費するバッテリの電力量を推定する消費電力量推定装置が開示されている。

特開２０１４－２３５７０９号公報

特許文献１の開示によれば、電動車両の日常的な利用に必要な電力量を推定することができる。しかし、電動車両の充電が日常的に必要になるエリアを、利用者自身は推定できない、という課題がある。したがって、内燃機関車両から電動車両への買い換えをためらう利用者がいる。

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

本発明の態様は、シミュレーション装置であって、内燃機関を備える内燃機関車両から、前記内燃機関車両の走行履歴を含む走行情報を取得する走行情報取得部と、電動車両の走行性能に関する電動車両情報を記憶する電動車両情報記憶部と、道路情報が含まれる地図情報が記憶される地図情報記憶部と、前記電動車両情報と所定期間の前記走行情報とに基づいて、前記内燃機関車両の保管場所と、前記走行情報に基づく目的地との往復に前記電動車両が利用された場合に必要な電力量を算出する電力量算出部と、算出された前記電力量と、前記電動車両情報と、前記地図情報とに基づいて、前記往復の間に前記電動車両への充電が必要になる充電必要エリアを推定するエリア推定部と、前記内燃機関車両の利用者の情報端末に前記充電必要エリアを出力させる出力部と、を備える。

本発明によれば、利用者は電動車両の利用イメージを想起することができる。

図１は、一実施の形態におけるシミュレーション装置のネットワーク接続構成を例示する図である。 図２は、シミュレーション装置の構成を示すブロック図である。 図３は、走行情報を例示する図である。 図４は、電動車両情報を例示する図である。 図５は、地図情報のデータ構造を例示する図である。 図６は、利用者が自宅の駐車場と、目的地である勤務先との間を電動車両で往復することが仮定された様子を、道路地図上で例示する図である。 図７は、充電必要エリアを説明するための図である。 図８は、利用者が情報端末に充電設備情報を入力するために表示された画面を例示する図である。 図９は、利用者の情報端末に充電必要エリアが出力された様子を示す図である。 図１０は、シミュレーション装置における走行情報の取得に関する処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、シミュレーション装置における充電必要エリアの推定に関する処理手順を示すフローチャートである。

図１は、一実施の形態におけるシミュレーション装置１０のネットワーク接続構成を例示する図である。シミュレーション装置１０には、通信ネットワーク２０を介して、利用者の情報端末３０と、その利用者の内燃機関車両４０とが接続される。

図２は、シミュレーション装置１０の構成を示すブロック図である。シミュレーション装置１０は、処理回路６０と、記憶装置７０とを有する。処理回路６０は、ＣＰＵまたはＧＰＵ等のプロセッサを含む。記憶装置７０は、ＲＡＭ等の揮発性メモリと、ＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして用いられる。不揮発性メモリは、プロセッサが実行するプログラムと、その他必要なデータとを記憶する。記憶装置７０は、走行情報記憶部７２と、電動車両情報記憶部７４と、地図情報記憶部７６とを有する。走行情報、電動車両情報および地図情報については後述する。

処理回路６０は、走行情報取得部１００と、充電設備情報取得部１１０と、電力量算出部１２０と、エリア推定部１３０と、出力部１４０とを有する。処理回路６０が記憶装置７０に保存されたプログラムを実行することにより、走行情報取得部１００と、充電設備情報取得部１１０と、電力量算出部１２０と、エリア推定部１３０と、出力部１４０とが実現される。走行情報取得部１００、充電設備情報取得部１１０、電力量算出部１２０、エリア推定部１３０および出力部１４０のうちの少なくとも一部は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路、或いはディスクリートデバイスを含む電子回路によって実現されてもよい。

走行情報取得部１００は、内燃機関車両４０から、内燃機関車両４０の走行履歴を含む走行情報を取得する。走行情報取得部１００は、取得した走行情報を、走行情報記憶部７２に保存する。

本実施の形態において、利用者は、内燃機関車両４０の保管場所として、自宅の駐車場を利用する。その場合において、利用者が内燃機関車両４０の利用から電動車両の利用へ切り換えることにより、その自宅の駐車場に電動車両が日常的に保管されると仮定する。なお、内燃機関車両４０の保管場所は、利用者の自宅以外の駐車場であってもよい。例えば、保管場所は、自宅近辺の駐車場であってもよい。

充電設備情報取得部１１０は、自宅の駐車場に充電設備が設置されるか否かに関する充電設備情報を取得する。自宅の駐車場に充電設備が設置される場合、電動車両はその駐車場に保管されている間に充電され、満充電された状態になる。電動車両が満充電された状態において、電動車両のバッテリのＳＯＣは１００％である。利用者は、自分の情報端末３０に表示された充電設備情報の入力画面に、充電設備情報を入力する。充電設備情報取得部１１０は、その情報端末３０から、入力された充電設備情報を取得する。

所定期間（例えば１日間、１週間等）における走行情報に基づいて、電力量算出部１２０は、その走行情報に記録された少なくとも１つの走行地点を、目的地として決定する。電力量算出部１２０は、所定期間における走行情報に基づいて、自宅の駐車場と目的地との往復における内燃機関車両４０の走行距離を算出する。算出した走行距離と、電動車両の電費とに基づいて、電力量算出部１２０は、利用者が自宅の駐車場と目的地との往復に電動車両を利用した場合に必要な電力量を算出する。

利用者の自宅の駐車場に充電設備が設置される場合、エリア推定部１３０は、利用者が自宅を出発する時点における電動車両のバッテリのＳＯＣを１００％と決定する。その場合、電動車両は満充電された状態である。利用者の自宅の駐車場に充電設備が設置されない場合、エリア推定部１３０は、利用者が自宅を出発する時点における電動車両のバッテリのＳＯＣを１００％以外の所定値（例えば８０％）に決定する。

決定したＳＯＣと、電力量算出部１２０により算出された電力量と、電動車両情報記憶部７４が記憶する電動車両情報と、地図情報記憶部７６が記憶する地図情報とに基づいて、エリア推定部１３０は充電必要エリアを推定する。充電必要エリアは、その利用者が自宅の駐車場と目的地との往復に電動車両を利用した場合において、その往復の間にその電動車両への充電が必要になるエリアである。

エリア推定部１３０は、さらに、充電必要エリア内に設置されている充電施設のうち、利用可能な充電施設の位置を、地図情報と所定期間の走行情報とに基づいて決定する。例えば、電動車両が充電必要エリアを走行する時間帯に営業している充電施設を、利用可能な充電施設として、その充電施設の位置が決定される。

出力部１４０は、上記した充電設備情報の入力画面を、利用者の情報端末３０に出力させる。また、出力部１４０は、利用者の情報端末３０に、エリア推定部１３０により推定された充電必要エリアを、道路地図および充電施設情報とともに出力させる。

図３は、走行情報１５０を例示する図である。走行情報１５０は、内燃機関車両４０の走行履歴を含む。走行履歴は、内燃機関車両４０に搭載された各種センサから得られる。図３に示すように、走行情報１５０は、少なくとも時刻、走行地点の位置および総走行距離に関する走行履歴を含む。走行地点の位置は緯度および経度により表される。走行情報１５０は、さらに速度、加速度、エンジントルクおよび燃料残量等に関する走行履歴を含んでもよい。走行情報１５０は、シミュレーション装置１０へ、繰り返し送信される。

シミュレーション装置１０の走行情報取得部１００は、内燃機関車両４０から走行情報１５０を取得すると、上記したように、その走行情報１５０を走行情報記憶部７２に保存する。なお、走行情報１５０は、内燃機関車両４０の車両ＩＤと、内燃機関車両４０の利用者ＩＤと、利用者が操作する情報端末３０の端末ＩＤとに対応付けられている。

図４は、電動車両情報１７０を例示する図である。電動車両情報１７０は、電動車両の車種毎に、電動車両情報記憶部７４に予め保存される。電動車両情報１７０は、電動車両の走行性能に関係するバッテリ容量および電費を含む。図４に示す例において、車種Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の電動車両に対応してそれぞれバッテリ容量Ｖ１、Ｖ２およびＶ３が保存される。車種Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の電動車両に対応してそれぞれ電費Ｐ１、Ｐ２およびＰ３が保存される。

図５は、地図情報１９０のデータ構造を例示する図である。地図情報１９０のデータは、複数のメッシュのそれぞれに対応するメッシュデータ１９２と、施設データ１９４とを含む。各メッシュのメッシュデータ１９２は、少なくとも、メッシュコードと、道路リンクのリンク列データとを含む。施設データ１９４は、公共施設、商業施設および観光施設等の施設の位置情報および詳細情報を含む。すなわち、地図情報１９０は、道路情報および施設情報を含む。

施設情報は、充電施設情報を含む。充電施設情報は、緯度および経度で表される充電施設の位置情報と、充電施設の詳細情報とを含む。充電施設の詳細情報は、例えば施設名と、住所と、営業時間および定休日と、収容台数と、急速充電設備の台数とを含む。

図６は、利用者が自宅ＯＰの駐車場と、目的地である勤務先ＤＰとの間を電動車両で往復することが仮定された様子を、道路地図ＲＭ上で例示する図である。図６を見やすくするため、図６の道路地図ＲＭ上において、道路情報は省略されている。電動車両を用いた自宅ＯＰと勤務先ＤＰとの往復には、内燃機関車両４０の走行履歴を含む走行情報１５０に基づく経路が利用される。ただし、図６は具体的な経路を示していない。図６には、自宅ＯＰから勤務先ＤＰまでの往路ＭＡと、勤務先ＤＰから自宅ＯＰまでの復路ＭＢとが、模式的に示されている。

上記したように、利用者が自宅ＯＰを出発する時点における電動車両のバッテリのＳＯＣは、１００％または１００％以外の所定値である。エリア推定部１３０は、そのＳＯＣと、電動車両情報１７０に含まれるバッテリ容量とに基づいて、バッテリの電力残量を算出する。エリア推定部１３０は、算出したバッテリの電力残量を、電力量算出部１２０により算出された、往復に必要な電力量と比較する。バッテリの電力残量が往復に必要な電力量よりも少ない場合、自宅ＯＰと勤務先ＤＰとの間の往復の途中で、電動車両を充電する必要がある。その場合、エリア推定部１３０は、バッテリの電力が枯渇する地点を推定する。

バッテリの電力が枯渇する地点は、往路ＭＡに含まれるのか、或いは復路ＭＢに含まれるのかを区別して推定される。エリア推定部１３０は、バッテリの電力が枯渇することが推定される地点と、その前に電動車両が走行する他の地点とを含むエリアを、上記した充電必要エリアとして推定する。充電必要エリアは、バッテリの電力が枯渇することが推定される地点を含まなくてもよい。充電必要エリアは、例えば、バッテリの電力が枯渇する前の電動車両が走行時にバッテリのＳＯＣが所定値（例えば２０％）を下回る地点を含む。

図７は、充電必要エリア２００を説明するための図である。図７を見やすくするため、図７の道路地図ＲＭ上において、道路情報は省略されている。図７は、バッテリの電力が枯渇する地点が復路ＭＢに含まれる例を示している。バッテリの電力が枯渇する地点が往路ＭＡに含まれる場合であっても同様である。上記したように、充電必要エリア２００は、バッテリの電力が枯渇することが推定される地点の前に電動車両が通過する他の地点を含む。

したがって、電動車両が走行する経路上における所定範囲の区間が充電必要エリア２００に含まれる。電動車両が復路ＭＢとして走行可能な経路が複数存在する場合、それぞれの経路に対応した複数の区間が充電必要エリア２００に含まれる。充電必要エリア２００の輪郭線は、地図情報１９０に含まれる道路リンクデータに基づいて定まる。

次に、利用者の情報端末３０に表示される画面について説明する。図８は、利用者が情報端末３０に充電設備情報を入力するために表示された画面を例示する図である。出力部１４０は、充電設備情報の入力画面を、利用者の情報端末３０の表示部３０Ｓに出力させる。充電設備情報の入力画面には、利用者の自宅ＯＰの駐車場に充電設備が設置されるか否かに関する問い合わせＩＱと、その問い合わせＩＱに対する回答用のボタンの画像ＡＳとが表示されている。利用者が、表示されている画像ＡＳのボタンのうちのいずれか１つに接触することにより、充電設備情報が入力される。これにより、充電設備情報取得部１１０は、利用者の充電設備情報を取得できる。

図９は、利用者の情報端末３０に充電必要エリア２００が出力された様子を示す図である。出力部１４０は、情報端末３０の表示部３０Ｓに、エリア推定部１３０により推定された充電必要エリア２００を示す画面を出力させる。充電必要エリア２００は、道路地図ＲＭ上に表示される。なお、図９を見やすくするため、道路地図ＲＭ上において、道路情報は省略されている。さらに、利用可能な充電施設の位置を示すアイコンＣＳが、充電必要エリア２００に重畳して表示される。道路地図ＲＭ、充電必要エリア２００および充電施設の位置を示すアイコンＣＳは、地図情報１９０の道路情報および施設情報に基づいて描画される。

メッセージボックスＭ１は、自宅ＯＰと勤務先ＤＰとの往復に車種Ｅ１の電動車両が用いられた場合の充電必要エリア２００が表示されていることを示す。利用者が車種Ｅ２に対応するアイコンＮＥに触れると、自宅ＯＰと勤務先ＤＰとの往復に車種Ｅ２の電動車両が用いられた場合の充電必要エリア２００を示す画面に切り替わる。

図９には、メッセージボックスＭ２に記載されているように、自宅ＯＰと勤務先ＤＰとの往復の復路ＭＢでの充電必要エリア２００が表示されている。復路ＭＢは、勤務先ＤＰから自宅ＯＰへの経路ＲＴとして表示されている。経路ＲＴを走行する電動車両は、充電必要エリア２００内に設置されている充電施設で充電される必要がある。充電必要エリア２００内に設置されている複数の充電施設の中には、利用可能でない充電施設が含まれる可能性がある。利用可能でない充電施設は、例えば利用者が電動車両で充電必要エリア２００を走行する時刻に営業していない充電施設である。

上記したように、エリア推定部１３０は、充電必要エリア２００内に設置されている複数の充電施設のうち、利用可能な充電施設の位置を決定する。出力部１４０は、情報端末３０に、充電必要エリア２００内で利用可能な充電施設の位置情報を、充電必要エリア２００に重畳して出力させる。図９に示す例では、充電必要エリア２００の中に、３つの利用可能な充電施設に対応する３つのアイコンＣＳが、それぞれの充電施設の位置に表示されている。

情報端末３０には、さらに、それら３つの利用可能な充電施設の詳細情報ＤＦが、表示されている。充電施設の詳細情報ＤＦは、各充電施設の施設名と、住所と、営業時間および定休日と、収容台数と、急速充電設備の台数とを含む。

図１０は、シミュレーション装置１０における走行情報１５０の取得に関する処理手順を示すフローチャートである。本処理手順は、例えばシミュレーション装置１０が有する処理回路６０が、記憶装置７０に保存されたプログラムを実行することにより行われる。本処理手順が開始されると、ステップＳ１１０で、走行情報取得部１００は、内燃機関車両４０から走行情報１５０を取得したか否かを判定する。ステップＳ１１０でＹＥＳとなった場合、本処理手順はステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１１０でＮＯとなった場合、本処理手順はステップＳ１１０へ戻る。

ステップＳ１２０で、走行情報取得部１００は、取得した走行情報１５０を、記憶装置７０に保存する。ステップＳ１２０の処理が完了すると、本処理手順は終了する。

図１１は、シミュレーション装置１０における充電必要エリア２００の推定に関する処理手順を示すフローチャートである。本処理手順は、例えばシミュレーション装置１０が有する処理回路６０が、記憶装置７０に保存されたプログラムを実行することにより行われる。本処理手順が開始されると、ステップＳ３１０で、電力量算出部１２０は、記憶装置７０から、電動車両情報１７０および所定期間の走行情報１５０を読み出す。

ステップＳ３２０で、電力量算出部１２０は、自宅ＯＰの駐車場と勤務先ＤＰとの間の往復に必要な電力量を、電動車両の車種毎に算出する。ステップＳ３３０で、出力部１４０は、自宅ＯＰの駐車場に充電設備が設置されるか否かに関する充電設備情報の入力画面を、利用者の情報端末３０に出力させる。ステップＳ３４０で、充電設備情報取得部１１０は、充電設備情報を、情報端末３０から取得する。

ステップＳ３５０で、エリア推定部１３０は、充電設備情報に基づいて、利用者が自宅ＯＰを出発する時点における電動車両のバッテリのＳＯＣを決定する。ステップＳ３６０で、エリア推定部１３０は、決定したＳＯＣと、電動車両情報１７０に含まれるバッテリ容量とに基づいて、バッテリの電力残量を、電動車両の車種毎に算出する。自宅ＯＰの駐車場に充電設備が設置されている場合、電動車両は満充電された状態である。

ステップＳ３７０で、エリア推定部１３０は、バッテリの電力残量と、自宅ＯＰの駐車場と勤務先ＤＰとの間の往復に必要な電力量とを比較する。バッテリの電力残量が往復に必要な電力量よりも少ない場合、本処理手順はステップＳ３８０へ進む。バッテリの電力残量が往復に必要な電力量以上の場合、本処理手順は終了する。

ステップＳ３８０で、エリア推定部１３０は、バッテリの電力が枯渇する地点を、車種毎に推定する。ステップＳ３９０で、エリア推定部１３０は、充電必要エリア２００を車種毎に決定する。ステップＳ４００で、エリア推定部１３０は、充電必要エリア２００内で利用可能な充電施設の位置を決定する。ステップＳ４１０で、出力部１４０は、情報端末３０に、充電必要エリア２００を、充電施設情報とともに車種毎に出力させる。充電施設情報は、充電必要エリア２００内で利用可能な充電施設の位置を示すアイコンＣＳと、その充電施設の詳細情報ＤＦとを含む。ステップＳ４１０の処理が完了すると、本処理手順は終了する。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。

［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態から把握しうる発明について、以下に記載する。

（１）シミュレーション装置（１０）は、内燃機関を備える内燃機関車両（４０）から、前記内燃機関車両の走行履歴を含む走行情報（１５０）を取得する走行情報取得部（１００）と、電動車両の走行性能に関する電動車両情報（１７０）を記憶する電動車両情報記憶部（７４）と、道路情報が含まれる地図情報（１９０）が記憶される地図情報記憶部（７６）と、前記電動車両情報と所定期間の前記走行情報とに基づいて、前記内燃機関車両の保管場所（ＯＰ）と、前記走行情報に基づく目的地（ＤＰ）との往復に前記電動車両が利用された場合に必要な電力量を算出する電力量算出部（１２０）と、算出された前記電力量と、前記電動車両情報と、前記地図情報とに基づいて、前記往復の間に前記電動車両への充電が必要になる充電必要エリア（２００）を推定するエリア推定部（１３０）と、前記内燃機関車両の利用者の情報端末（３０）に前記充電必要エリアを出力させる出力部（１４０）と、を備える。これにより、利用者は電動車両の利用イメージを想起することができる。その結果、車両の買い換えを利用者に促すことができる。

（２）前記電動車両情報記憶部は、前記電動車両情報を、前記電動車両の車種（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）毎に記憶し、前記エリア推定部は、前記車種毎に前記充電必要エリアを推定し、前記出力部は、前記情報端末に、前記車種毎に前記充電必要エリアを出力させてもよい。これにより、利用者は、車種毎の充電必要エリアを比較して、電動車両の購入を検討することができる。

（３）前記シミュレーション装置は、前記保管場所に充電設備が設置されるか否かに関する充電設備情報を取得するための充電設備情報取得部（１１０）をさらに備え、前記保管場所に前記充電設備が設置される場合、前記エリア推定部は、前記保管場所を出発する際、前記電動車両は満充電された状態であると仮定して前記充電必要エリアを推定してもよい。これにより、利用者は、電動車両とともに家庭用充電設備を購入する必要性を検討することができる。

（４）前記地図情報は、前記道路情報とともに、前記往復の途中で前記電動車両を充電するための充電施設の位置を含む充電施設情報を有し、前記エリア推定部は、前記充電必要エリアを推定するとともに、前記充電必要エリア内で利用可能な前記充電施設の前記位置を、前記地図情報と前記所定期間の前記走行情報とに基づいて決定し、前記出力部は、前記情報端末に、前記充電必要エリア内で利用可能な前記充電施設の前記位置を、前記充電必要エリアに重畳して出力させてもよい。これにより、利用者は、充電施設の利便性を考慮して、電動車両の購入を検討することができる。

１０…シミュレーション装置 ２０…通信ネットワーク
３０…情報端末 ４０…内燃機関車両
６０…処理回路 ７０…記憶装置
７２…走行情報記憶部 ７４…電動車両情報記憶部
７６…地図情報記憶部 １００…走行情報取得部
１１０…充電設備情報取得部 １２０…電力量算出部
１３０…エリア推定部 １４０…出力部
１５０…走行情報 １７０…電動車両情報
１９０…地図情報 １９２…メッシュデータ
１９４…施設データ ２００…充電必要エリア

Claims (3)

1. 内燃機関を備える内燃機関車両から、前記内燃機関車両の走行履歴を含む走行情報を取得する走行情報取得部と、
   電動車両の走行性能に関する電動車両情報を、前記電動車両の車種毎に記憶する電動車両情報記憶部と、
   道路情報が含まれる地図情報が記憶される地図情報記憶部と、
   前記電動車両情報と所定期間の前記走行情報とに基づいて、前記内燃機関車両の保管場所と、前記走行情報に基づく目的地との往復に前記電動車両が利用された場合に必要な電力量を算出する電力量算出部と、
   算出された前記電力量と、前記電動車両情報と、前記地図情報とに基づいて、前記往復の間に前記電動車両への充電が必要になる充電必要エリアを、前記車種毎に推定するエリア推定部と、
   前記内燃機関車両の利用者の情報端末に、前記車種毎に切り替え可能に前記充電必要エリアを出力させる出力部と、
   を備える、シミュレーション装置。
2. 請求項１に記載のシミュレーション装置であって、
   前記保管場所に充電設備が設置されるか否かに関する充電設備情報を取得するための充電設備情報取得部をさらに備え、
   前記保管場所に前記充電設備が設置される場合、前記エリア推定部は、前記保管場所を出発する際、前記電動車両は満充電された状態であると仮定して前記充電必要エリアを推定する、シミュレーション装置。
3. 請求項１または２に記載のシミュレーション装置であって、
   前記地図情報は、前記道路情報とともに、前記往復の途中で前記電動車両を充電するための充電施設の位置を含む充電施設情報を有し、
   前記エリア推定部は、前記充電必要エリアを推定するとともに、前記充電必要エリア内で利用可能な前記充電施設の前記位置を、前記地図情報と前記所定期間の前記走行情報とに基づいて決定し、
   前記出力部は、前記情報端末に、前記充電必要エリア内で利用可能な前記充電施設の前記位置を、前記充電必要エリアに重畳して出力させる、シミュレーション装置。

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