(57)【要約】【課題】複雑な配線工事を一切必要とせずに車両に取付け可能であると共に、ＧＰＳ受信機が速度情報を受信できない状態であっても、信頼性の高い車両の速度情報を得ることができる運行管理システムを提供する。【解決手段】車速Ｖｇを取得するためのＧＰＳ受信機５，１３と、車両２のエンジン回転数Ｒを検出するエンジン回転数検出手段１７と、エンジン回転数４１ｃおよび車速４１ｂを含む車両状態データ４１に加えて時間４３などからなる運行管理データ４０を記録する記憶部３６とを有し、かつ、エンジン回転数Ｒと車速Ｖｇの関係から変速機の各シフト位置ｓにおける変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂを求める変速比算出手段３５と、前記ＧＰＳ受信機５，１３が車速Ｖｇを検出できないときに、エンジン回転数検出手段１７から得られるエンジン回転数４１ｃと変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂを用いてＧＰＳ受信機５，１３が車速Ｖｇを検出できない間Ｔ１  〜Ｔ２  の車速Ｖｃを求める車速補間手段３８とを設けた。【選択図】      図５
2004240639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速を取得するためのＧＰＳ受信機と、
車両のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジン回転数および車速を含む車両状態データに加えて時間などからなる運行管理データを記録する記憶部とを有し、かつ、
エンジン回転数と車速の関係から変速機の各シフト位置における変速比を求める変速比算出手段と、
前記ＧＰＳ受信機が車速を検出できないときに、エンジン回転数検出手段から得られるエンジン回転数と変速比を用いてＧＰＳ受信機が車速を検出できない間の車速を求める車速補間手段とを設けたことを特徴とする運行管理システム。
【請求項２】
前記車速補間手段が、ＧＰＳ受信機によって車速を検出できない間に、エンジン回転数が上方向に鋭いピークを形成するときにシフトアップ操作が行われたと判断し、エンジン回転数が下方向に鋭いピークを形成するときにシフトダウン操作が行われたと判断して、シフト位置を推定するシフト位置推定機能を有する請求項１に記載の運行管理システム。
【請求項３】
前記車速補間手段が、ＧＰＳ受信機によって再び車速を検出できた時点におけるエンジン回転数と車速の関係から変速機の変速比を求め、これを推定したシフト位置における変速比と比較することで、ＧＰＳ受信機による車速の検出ができなかった期間における推定シフト位置を補正するシフト位置判断補正機能を有する請求項２に記載の運行管理システム。
【請求項４】
前記車速補間手段が、エンジン回転数と変速比との積によって得られる推定車速を変速前の推定時速と比較して妥当な速度変化になるように、推定シフト位置を調整する妥当シフト位置判断機能を有する請求項２または３に記載の運行管理システム。
【請求項５】
前記エンジン回転数検出手段が、エンジンに連動される交流発電機の出力を整流した直流電圧に含まれる交流発電機の回転に起因するリップルだけを通過させるリップル通過手段を有し、このリップル通過手段を通過したリップルに基づいてエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出回路である請求項１〜４の何れかに記載の運行管理システム。
【請求項６】
前記エンジン回転数検出手段が、エンジンに連動される交流発電機の出力を整流した直流電圧に含まれる交流成分を取り出すＡＣカップリング手段と、
このＡＣカップリング手段からの出力電圧に含まれる交流発電機の回転に起因するリップルだけを通過させるリップル通過手段と、
このリップル通過手段の出力電圧を増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力電圧と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、
この比較手段の比較出力をカウントするカウント手段と、
このカウント手段からのカウント値に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段とを備えたエンジン回転数検出回路である請求項１〜４の何れかに記載の運行管理システム。
【請求項７】
前記ＡＣカップリング手段が前記直流電圧を供給する電源部に接続されたシガープラグに接続されるものである請求項６に記載の運行管理システム。
【請求項８】
前記エンジン回転数算出手段は前記エンジンの回転数と前記カウント値との関係を示す回転数情報に基づいて前記エンジンの回転数を算出する請求項６または７に記載の運行管理システム。
【請求項９】
前記リップル通過手段としてバンドパスフィルタを用いる請求項６〜８の何れかに記載の運行管理システム。
【請求項１０】
前記比較手段としてヒステリシス・コンパレータを用いる請求項６〜９の何れかに記載の運行管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラック，タクシー，オートバイなどの業務用車両の運行を管理する運行管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平９−１１３３０７号公報
【０００３】
近年、運送業界におけるＯＡ化は、事務所内だけでなくトラック内まで及んでおり、業務記録の内容や走行距離，走行速度（以下、車速という）などをそれぞれ個別に自動的に記録し、帰社後、事務所内のコンピュータから出力する運行管理システムが導入され、実用に供されるようになっている。
【０００４】
図７は従来の運行管理システムの例を示している。図７において、５１は従来の運行管理システムの車載装置、５２はこの車載装置５１を搭載する車両、５３は例えば運送業務を行なう事務所、５４は事務所５３側に配置されて各車載装置５１によって記録された運行管理データを集計することにより各車両５２の管理や全体的な業務記録を行なう運行管理システムの演算処理装置（サーバ）である。
【０００５】
前記車載装置５１は車両５２の各部に配置されて車速，エンジン回転数などの種々の車両状態信号を検出するセンサ５５と、乗務員５６によって作業内容などを入力するための入力端末（ハンディーターミナル）５７と、入力された作業内容を作業内容データとして車両状態データなどの各種データと共に運行管理データとして記録する記憶媒体（メモリカード）５８とを有している。
【０００６】
一方、サーバ５４は前記メモリカード５８に記録された運行管理データを読み出すためのカードリーダ５９と、サーバ５４によって分析した業務記録などを印刷するプリンタ６０を有している。
【０００７】
各車両５２は前記メモリカード５８を車載装置５１にセットした状態で、事務所５３側から指示されたルートに従って、複数の作業地点を巡回する。そして、乗務員５６は荷物の積込みや荷卸しを行うときに、作業内容を入力端末５７を用いて入力して、車載装置５１は入力された作業内容（例えば、積込，荷卸，休憩など）に加えて車両状態（車速，方位，エンジン回転数など）を運行管理データとしてメモリカード５８に時系列的に記録する。また、全ての作業地点を巡回して事務所５３に帰ると車載装置５１からメモリカード５８を取り出してカードリーダ５９に挿入することにより、一日の業務記録を報告することができる。一方、前記サーバ５４は各乗務員５６が報告した業務記録を分析して、その運行状況を適正に管理する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の車載装置５１を導入して運行管理を行う場合には、車両５２の状態（車速，エンジン回転数など）を取得するためにセンサ５５を取り付けたり、図外の車載コンピュータ（ＥＣＵ）に対する接続を行なう必要があった。つまり、各センサ５５は車両５２の車種に合わせてそれぞれ異なる部分に取り付ける必要があり、ＥＣＵに対する接続も車種に合わせて変える必要があるので、その配線工事には特殊な技能を必要としているので、従来の車載装置５１は車載装置本体の製造コストのみならず、取付けにかかる施工コストもかかるために、その導入が困難であった。
【０００９】
そこで、上述のような配線工事などをできるだけ少なくするため、車両の電源部（シガープラグソケット）に接続されたシガープラグから出力される直流電圧に含まれるリップル成分を検出してエンジン回転数を検出する従来技術として、例えば特許文献１に記載された走行パラメータ検出装置が知られている。この走行パラメータ検出装置における車速検出部は、シガープラグなどにより供給される電源電圧の変動をＡ／Ｄ変換しデジタル化された電圧変動をパルスカウンタを用いて計数することでエンジン回転数を判定するものであり、この走行パラメータ検出装置を用いることにより、センサ５５の取付けやＥＣＵからの信号の取出しを行うことなくエンジン回転数の概算を得ることができる。
【００１０】
また、前記引用文献１に記載された走行パラメータ検出装置にはＧＰＳ受信機から入力される車速を電源電圧から判定したエンジン回転数と共に用いることで、車両に独特の場所から車速信号を取り出すことなく、車速を得ると共に、ＧＰＳ受信機から入力される車速に含まれる誤差を軽減することが行われている。ところが、ＧＰＳ受信機を用いて車速を取得する場合には、ＧＰＳ受信機が車速を取得できなくなることがあり、これによって、車速が全く分からなくなるという事態が生じることがあった。
【００１１】
例えば、車両５２がトンネル内、ビルの谷間、建物内や高架の下を通行するときなどには、ＧＰＳ受信機からの正しい速度データが受信できないか、全く受信できなくなるために、その間の速度情報が一切なくなるという問題があった。これにより、運行管理データに速度情報のない空白部分が生じ、これが正確な記録の妨げとなっている。このため、車速データとしてＧＰＳ受信機のみから情報を得るような運行管理システムは実用的ではなかった。
【００１２】
加えて、シガープラグから出力される直流電圧のリップル成分は、実際は例えば図４（Ａ）に示すような波形となる。このような波形になる理由は、車載の電源には、図示しないエンジン駆動回路、制御回路、電気系統などが接続されており、これらの回路の動作による電気ノイズＮｅが電源ラインなどを介して電源部に乗るためである。
【００１３】
したがって、上記走行パラメータ検出装置における車速検出部では、シガープラグからの直流電圧に電気ノイズＮｅが含まれると、この電気ノイズＮｅもＡ／Ｄ変換され、オルタネータの交流発電機によるリップル成分としてカウントされるおそれがあり、これによって、エンジン回転数を正確に検出できなかった。つまり、従来の走行パラメータ検出装置から得られるようなエンジン回転数は単なる概算を求めるに過ぎず、補助的な計測値としては幾らかの意味があるものの、この値を用いて何らかの信頼できる記録を残すことは困難であった。
【００１４】
本発明は、上述の点を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、複雑な配線工事を一切必要とせずに車両に取付け可能であると共に、ＧＰＳ受信機が速度情報を受信できない状態であっても、信頼性の高い車両の速度情報を得ることができる運行管理システムを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の運行管理システムは、車速を取得するためのＧＰＳ受信機と、車両のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジン回転数および車速を含む車両状態データに加えて時間などからなる運行管理データを記録する記憶部とを有し、かつ、エンジン回転数と車速の関係から変速機の各シフト位置における変速比を求める変速比算出手段と、前記ＧＰＳ受信機が車速を検出できないときに、エンジン回転数検出手段から得られるエンジン回転数と変速比を用いてＧＰＳ受信機が車速を検出できない間の車速を求める車速補間手段とを設けたことを特徴としている。（請求項１）
【００１６】
すなわち、前記変速比算出手段はＧＰＳ受信機が電波を受信できなくなる直前の速度と、エンジン回転数からエンジン回転数に対する速度の関係（すなわち変速比）を求めることができる。また、車速補間手段が求められた変速比を計数としてエンジン回転数に積算することにより、ＧＰＳ受信機が車速を検出できない間の車速を求めることができる。すなわち、ＧＰＳ受信機が電波を受信できない状態であっても、記憶部に車速を記録し続けることができ、運行管理システムがより正確な記録を行うことができる。
【００１７】
前記車速補間手段が、ＧＰＳ受信機によって車速を検出できない間に、エンジン回転数が上方向に鋭いピークを形成するときにシフトアップ操作が行われたと判断し、エンジン回転数が下方向に鋭いピークを形成するときにシフトダウン操作が行われたと判断して、シフト位置を推定するシフト位置推定機能を有する場合（請求項２）には、ＧＰＳ受信機が車速の検出を行えない状態において、乗務員が変速操作を行ったとしても、推定されたシフト位置における変速比を計数としてエンジン回転数に積算することにより、ＧＰＳ受信機が車速を検出できない間の車速を求めることができる。
【００１８】
前記車速補間手段が、ＧＰＳ受信機によって再び車速を検出できた時点におけるエンジン回転数と車速の関係から変速機の変速比を求め、これを推定したシフト位置における変速比と比較することで、ＧＰＳ受信機による車速の検出ができなかった期間における推定シフト位置を補正するシフト位置判断補正機能を有する場合（請求項３）には、ＧＰＳ受信機が車速の検出を行えない状態において車速補間手段が推定したシフト位置の判断を、ＧＰＳ受信機による車速の検出ができた時点で補正することで、ＧＰＳ受信機が車速の検出を行えなかった期間における車速の記録を見直して補正することができる。すなわち、より正確な車速の記録を残すことができる。
【００１９】
前記車速補間手段が、エンジン回転数と変速比との積によって得られる推定車速を変速前の推定時速と比較して妥当な速度変化になるように、推定シフト位置を調整する妥当シフト位置判断機能を有する場合（請求項４）には、変速比算出手段が推定するシフト位置がより正確に判断されるので、例えば、乗務員が１速飛ばしで変速操作を行った場合においても、これを的確に判断することが可能となる。すなわち、それだけ正確な車速の記録を行うことができる。
【００２０】
前記エンジン回転数検出手段が、エンジンに連動される交流発電機の出力を整流した直流電圧に含まれる交流発電機の回転に起因するリップルだけを通過させるリップル通過手段を有し、このリップル通過手段を通過したリップルに基づいてエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出回路である場合（請求項５）には、エンジンが駆動して交流発電機が回転することによって発生する交流電圧を整流して得られる直流電圧には、交流発電機の回転に起因するリップルだけでなく種々の電子機器によって生じるノイズが含まれているが、リップル通過手段は交流発電機の回転に起因するリップルだけを通過させるので、種々の電気ノイズはリップル通過手段によって除去される。つまり、交流発電機の回転に起因するリップルのみに基づいてエンジン回転数を算出することができ、このエンジン回転数を正確に検出することができる。
【００２１】
前記エンジン回転数検出手段が、エンジンに連動される交流発電機の出力を整流した直流電圧に含まれる交流成分を取り出すＡＣカップリング手段と、このＡＣカップリング手段からの出力電圧に含まれる交流発電機の回転に起因するリップルだけを通過させるリップル通過手段と、このリップル通過手段の出力電圧を増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力電圧と予め設定された閾値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較出力をカウントするカウント手段と、このカウント手段からのカウント値に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段とを備えたエンジン回転数検出回路である場合（請求項６）には、前記直流電圧に含まれる交流成分をＡＣカップリング手段によって取り出すことができ、リップル通過手段によって電気ノイズが除去されて交流発電機によるリップルだけが増幅手段によって増幅される。
【００２２】
次に、前記増幅手段の出力電圧と予め設定された基準電圧とが比較手段により比較され、この比較出力がカウント手段によってカウントされ、このカウント値はエンジン回転数算出手段によってエンジン回転数が求められる。ここで求められるエンジン回転数は、電気ノイズが除去された交流発電機の回転に起因するリップルのみに基づくものであるから、より正確な検出を行うことができる。
【００２３】
前記ＡＣカップリング手段が前記直流電圧を供給する電源部に接続されたシガープラグに接続されるものである場合（請求項７）には、エンジン回転数を検出するためのリップルを簡単に取り出すことができ、従来のようなエンジン回転数センサを車両の所定箇所に取り付けるような工事が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【００２４】
前記エンジン回転数算出手段は前記エンジンの回転数と前記カウント値との関係を示す回転数情報に基づいて前記エンジンの回転数を算出する場合（請求項８）には、車種に応じて、エンジンの回転数と交流発電機の回転数との関係に従って、エンジン回転数とカウント値との対応関係を予め記憶しておけば、全ての車種の車両に適用することができる。
【００２５】
前記リップル通過手段としてバンドパスフィルタを用いる場合（請求項９）には、交流発電機によるリップルの周波数帯域を前記バンドパスフィルタの通過帯域として調節すれば、交流発電機の回転に起因して生じるリップルだけを正確に通過させて、これをカウントできる。つまり、エンジン回転数の検出精度を向上できる。
【００２６】
前記比較手段としてヒステリシス・コンパレータを用いる場合（請求項１０）には、たとえリップル通過手段を透過したリップルに幾らかの電気ノイズが混入することがあったとしても、ヒステリシス・コンパレータはシュミットトリガとして動作するので、比較動作が安定し、精度の高いリップルのカウント値を得ることができ、したがって、エンジン回転数の検出感度を向上できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の運行管理システムを用いた運行管理の例を示す図である。これらの図において、１は本発明の第１実施例である運行管理システムの車載装置、２はこの車載装置１を搭載する車両、３は例えば運送業務を行なう事務所、４は事務所３側に配置されて各車載装置１によって記録された運行管理データを集計することにより各車両２の管理や全体的な業務記録を行なう運行管理システムのサーバ（演算処理装置）である。なお、以下の例では、本発明の運行管理システムが車載装置１とサーバ４を含む例を示しているが、本発明はこの点を限定するものではなく、車載装置１そのものが運行管理システムを構成してもよい。
【００２８】
前記車載装置１は車両２の各部に配置されて車両２の位置データ（緯度、経度）車速、方位などの車両状態データを得るＧＰＳ受信機のアンテナ５と、乗務員６が主に音声によって作業内容を車載装置１に入力するための音声ユニット７と、規定の伝送プロトコルを用いて例えばデジタル無線通信によって無線ＬＡＮを形成するための無線通信カード８と、車両２に差し込まれるシガープラグ（車両の電源供給ソケットに差し込まれる形状の電源端子）９を有している。なお、音声ユニット７を介して入力された作業内容は作業内容データとして車載装置１内の後述する記憶部に記録された車両状態データなどと共に時系列的に記録されて、運行管理データを作成する。
【００２９】
すなわち、本発明の車載装置１は車両２の上面部に面する適当な位置にＧＰＳアンテナ５を取り付けると共に、シガープラグ９を車両２の電源供給用ソケット（以下、シガーソケット）に差し込むことにより、車両２に対するセンサ等の取付け工事なしに極めて容易に取り付けることができる。
【００３０】
一方、サーバ４は前記無線通信カード８との通信によって車載装置１との通信を行い車載装置１に記録された運行管理データを読み出すために標準規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに対応した通信を行なう端末１０と、サーバ４によって分析した業務記録などを印刷するプリンタ１１とを有している。
【００３１】
各車両２は前記無線通信カード８を用いた通信によってサーバ４からダウンロードした運行指示データ（後述する）によって指示されたルートに従って、複数の作業地点１２ａ，１２ｂ…を巡回する。そして、乗務員６は荷物の積込みや荷卸しを行うときに、作業内容を音声ユニット７を用いて入力して、車載装置１は入力された内容を後述の記憶部に記録する。
【００３２】
また、全ての作業地点１２ａ，１２ｂ…を巡回して事務所３に帰ると再び無線ＬＡＮのエリア内に入ることで無線通信カード８は再び端末１０と通信できる状態となり、無線通信カード８と端末１０との通信によって車載装置１からサーバ４に運行管理データ（後述する）をアップロードすることにより一日の業務記録を報告することができる。
【００３３】
図２は前記車載装置１のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、本例の車載装置１はＧＰＳアンテナ５を接続して現在位置の緯経度や高度などの位置データに加えて車両２の走行速度（車速）や方位などの各種車両状態を車両情報データとして出力するＧＰＳ受信部１３（以下、ＧＰＳアンテナ５を含めてＧＰＳ受信機５，１３という）と、前記音声ユニット７を接続するための音声ユニットインターフェース１４と、前記無線通信カード８を挿脱自在に保持すると共にこの無線通信カード８に対するデータのやり取りを行うためのカードインターフェース１５と、前記シガープラグ９を介して入力する例えば１２Ｖの電源電圧Ｖｉを必要な大きさの出力電圧Ｖｏに調整すると共に電源電圧Ｖｉの瞬断が生じても電圧Ｖｏを安定するための蓄電機能を有する電源回路１６と、電源電圧Ｖｉに含まれるリップルを用いて車両２のエンジン２ａの回転数を検出するための回転数検出回路１７と、前記各部１３〜１７に接続された処理部１８とを有している。
【００３４】
また、前記音声ユニット７は乗務員６に対して音声を出力するための音声出力手段の一部としてのスピーカ１９と、乗務員６が音声による入力を行うための音声入力手段の一部としてのマイク２０と、音声の入出力確認メッセージを表示する表示部２１と、乗務員６による押操作によって音声ユニット７を介する音声の入力を行なうための音声入力開始ボタン２２とを有している。
【００３５】
本例の場合は、前記カードインターフェース１５に無線通信カード８を取り付けているので、車載装置１はサーバ４に接続された端末１０の無線ＬＡＮのエリア内に入ることでサーバ４とＬＡＮ接続されて互いにデータの通信を行なうことが可能となる。したがって、乗務員６は図７に示した従来のようにメモリカード５８を用いるまでもなく、サーバ４からの運行指示データのダウンロードやサーバ４に対する運行管理データのアップロードを自動的に行うことができる。なお、本例では端末１０および無線通信カード８が無線ＬＡＮを形成する例を示しているが、本発明はこの点を限定するものではなく、無線カード８と端末１０との通信はＰＨＳ電話回線を含む携帯電話回線を利用したデータ通信であってもよいことはいうまでもない。
【００３６】
また、本発明の車載装置１はカードインターフェース１５に無線通信カード８を取り付けることに限定するものではなく、このカードインターフェース１５にメモリカード５８を挿入して、運行支持データや運行管理データのやりとりをメモリカード５８を介して行なうようにしてもよい。
【００３７】
前記エンジン回転数検出回路１７は前記エンジン２ａに連動することで、エンジン２ａの回転に比例する回転数で回転するオルタネータ２ｂ（後述の交流発電機２ｃを含む）によって生じる周期的なリプルを検出し、これに所定の定数を乗算することにより、エンジン回転数を求めるものである。
【００３８】
図３は前記エンジン回転数検出回路１７およびその周囲の構成を説明する図である。図３において、図１，２と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。前記オルタネータ２ｂは三相交流を発電する交流発電機２ｃと、この交流発電機２ｃからの三相交流電圧を全波整流する整流回路２ｄとからなり、このオルタネータ２ｂの整流回路２ｄの出力端子が前記シガープラグ９を挿入可能とする電源部２ｅに接続されている。
【００３９】
また、図示は省略するが、前記電源部２ｅは整流回路２２の出力電圧を平滑する平滑用コンデンサからなる平滑回路と、この平滑回路からの直流電圧が供給されるバッテリとを備えている。また、電源部２ｅの出力端子は、図外のエンジン駆動回路、制御回路、電気系統と共に、前記シガープラグ９を挿入可能なシガープラグソケット２ｆ（図２参照）に接続されて各部に直流電圧を供給する。
【００４０】
なお、前記エンジン２ａとオルタネータ２ｂは図２に示すように、ベルトＶとプーリーＰによって接続されているので、オルタネータ２ｂは確実にエンジン２ａと比例する回転数で回転するように、エンジン２ａの回転に連動する。
【００４１】
すなわち、本例に示すエンジン回転数検出回路１７は、エンジン２ａに連動されるオルタネータ２ｂの出力から電源部２ｅからの直流電圧Ｖｉに含まれるリップルに基づいてエンジン２ａの回転数を検出する回路である。
【００４２】
また、本例のエンジン回転数検出回路１７は、ＡＣカップリング手段２３と、リップル通過手段２４と、このリップル通過手段２４の出力電圧を増幅する演算増幅器などで実現される増幅手段２５と、この増幅手段２５の出力電圧と予め設定された基準電圧を比較するヒステリシス・コンパレータなどで実現される比較手段２６と、この比較手段２６の比較出力をカウントするカウント手段２７と、このカウント手段２７からのカウント値に基づいてエンジン回転数を算出するエンジン回転数算出手段２８とを備えている。
【００４３】
また、前記増幅手段２５にはその出力電圧の振幅レベルを一定にするＡＧＣ（オートゲインコントローラ）２５ａを設けている。すなわち、このＡＧＣ２５ａによってリップル３０（後述する）の波高値を一定にすることで、車種によって大きさの異なるリップルの波高値を定めることができ、それだけ、比較手段２６による比較動作を安定させることができる。
【００４４】
なお、本例では前記ＡＣカップリング手段２３の具体的な構成の図示を省略するが、電源部２ｅの直流電圧Ｖｉに含まれる交流成分を取り出すカップリング用コンデンサなどで実現される。また、リップル通過手段２４はオルタネータ２ｂの回転に起因するリップル３０（後述する）成分だけを通過させるバンドパスフィルタなどで実現される。
【００４５】
前記電源部２ｅによって平滑された直流電圧Ｖｉは理論上では完全な直流電圧となるが、実際には電源部２ｅにはエンジン駆動回路、制御回路、電気系統などの負荷がかかっているので、電源部２ｅの出力電圧（直流電圧Ｖｉ）には図４（Ａ）に示すような電気ノイズＮｅが含まれている。
【００４６】
したがって、リップル３０を含んだ直流電圧Ｖｉが、シガープラグ９を介してエンジン回転数検出回路１７のＡＣカップリング手段２３に入力され、このＡＣカップリング手段２３により直流分が除去され、例えば図４（Ａ）に示すような電気ノイズを含むリップル成分の信号を得る。この信号の中には、前記オルタネータ２ｂの回転に伴って発生するリップル２９（交流発電機２ｃが三相の場合、発電機の回転数の３倍の周波数のリップル）が含まれており、このリップルを取り出すために、ＡＣカップリング手段２３からの信号がリップル通過手段２４に入力される。
【００４７】
前記リップル通過手段２４はエンジン２ａの回転数の下限（例えばアイドリング時の７００ｒｐｍ）から上限（例えば７０００ｒｐｍ）に対応するリップル２９を効率よく通過できる程度のバンドパスフィルタからなる。すなわち、交流発電機２ｃの種類やエンジン２ａに対するオルタネータの回転数によっても異なるが、例えば１〜１０ｋＨｚのバンドパスフィルタを用いてリップル通過手段２４を形成することができる。
【００４８】
すなわち、前記電気ノイズＮｅはバンドパスフィルタ２４によって効果的に減衰できるので、以下の回路における誤動作をまねく可能性を激減でき、得られる信号の信頼性を飛躍的に高めることができる。
【００４９】
リップル通過手段２４を通過した信号は、図４（Ｂ）に示すようなリップル成分信号３１となる。なお、図４（Ｂ）に示すリップル成分信号３１は、図４（Ａ）の中の符号３２で示す付近の信号を時間軸方向に拡大して示したものである。更に、このリップル成分信号３１は、増幅手段２５およびＡＧＣ２５ａによって増幅され、図４（Ｃ）中の符号３３で示すような信号となり、比較手段２６に入力される。
【００５０】
比較手段２６としてはヒステリシス・コンパレータ（シュミットトリガ回路ともいう）で実現され、このヒステリシス・コンパレータは、ハイレベルのスレショルドレベルＬｈと、ローレベルのスレショルドレベルＬｌとを有している。すなわち、増幅されたリップル成分信号３３の立ち上がり期間において、リップル成分信号３３がレベル上昇してスレショルドレベルＬｈに達したときに、ヒステリシスコンパレータ２６の出力は、図４（Ｄ）に示すようにハイレベルになり、次にリップル成分信号３３の立ち下がり期間において、リップル成分信号３３がレベル下降してスレショルドレベルＬｌに達したときに、ヒステリシス・コンパレータ２６の出力は同じく図４（Ｄ）に示すようにローレベルとなる。
【００５１】
したがって、比較手段２６からは、図４（Ｄ）に示すようなパルス信号３４が出力されることになる。そして、このパルス信号３４は図４（Ｃ）に示すように、リップル成分信号３３に幾らかの電気ノイズＮｅが重畳していたとしても正確に出力される。すなわち、電気ノイズＮｅが重畳することが避けられないような直流電圧Ｖｉの中から、目的とするエンジン回転数に直接関係のある信号を的確に抽出でき、信頼性が向上する。
【００５２】
次に、このパルス信号３４はオルタネータ２ｂの交流発電機２ｃから出力される三相交流電圧に起因する電圧変動をリップルとして含んでいるリップル成分信号に対応する信号であり、このパルス信号３４をカウント手段２７に入力することにより、その単位時間当たりのパルス数が係数される。そして、カウント手段２７の出力であるカウント値は、エンジン回転数算出手段２８に入力され、エンジン回転数が算出される。
【００５３】
なお、エンジン回転数算出手段１１では、エンジン回転数とカウント手段２７からのカウント値との関係を示す回転数情報を有しており、この回転数情報に基づいてエンジン回転数が算出される。したがって、エンジン２ａが１回転することで交流発電機２ｃがＭ回転し、交流発電機２ｃが１回転することでＡ回のリプル３０が形成されるような構成の場合は、エンジン回転数をＮ、カウントしたパルス数をＰとして、Ｎ＝Ｐ／（Ａ・Ｍ）という関係式から、エンジン回転数を算出できる。このようにエンジン回転数算出手段１７は、回転数情報として例えば上記のような関係式をもつことにより、パルス数に基づいて正確なエンジン回転数を算出できる。
【００５４】
上述したエンジン回転数検出回路１７の構成は、全て比較的単純で安価な電子部品を組み合わせることで容易に形成できるので、車載装置１の製造コストの削減に貢献できるだけでなく、複雑な演算処理を一切必要としておらず、動作が安定しているので、図に示した制御部１８に負担をかけることなく安定したエンジン回転数の検出を行うことができる。しかしながら、本発明のエンジン回転数検出回路１７は、上述した回路構成に限定されるものではなく、エンジンのスパークノイズのような信号を捕らえるものであってもよい。さらには、ＥＣＵやタコメータなどからエンジン回転数を電気信号によって検出するものであってもよい。
【００５５】
図５は前記車載装置１内の処理部１８における処理の内容を説明するブロック図である。なお、本例は処理部１８によって実行されるプログラムによって実現されるものであるから、プログラム処理の内容を概念的に示すものである。また、本発明はこの構成を限定するものではなく、以下に示す各部をハードウェアによって形成してもよいことはいうまでもない。
【００５６】
図５において３５は前記回転数検出回路１７およびＧＰＳ受信機５，１３から得られたエンジン回転数Ｒと速度データＶｇを用いて車両２の各シフト位置（例えば１速〜５速と後退などの変速位置）ｓと各シフト位置における変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂを求める変速比算出手段、３６は前記車両２の速度，位置，エンジン回転数，シフト位置などの車両状態に加えて作業内容や時間に加えて変速比算出手段３５によって求められた各シフト位置における変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂなどの各種データを記録する記憶部、３７は記憶部３６に対するデータの記録および記憶部３６の内容をカードインターフェース１５などを介してサーバ４に対するデータの入出力を行なう集計記録手段、そして、３８はＧＰＳ受信機５，１３が車速Ｖｇを検出不能であるときにエンジン回転数Ｒから車速Ｖｃを求めることで車速の補間を行なう車速補間手段である。
【００５７】
前記記憶部３６には例えば運行管理データ４０として、車両２の緯経度を示す位置４１ａ，車速４１ｂ，エンジン回転数４１ｃ，シフト位置４１ｄ…などからなる車両状態データ４１と、各地点における作業内容を示す作業内容データ４２と、時間データ４３とを時系列的に記録する。さらに、記憶部３６には例えば各作業地点の緯経度などの位置，作業時間などからなる運行指示データ４４を記録している。この運行指示データ４４は基本的にサーバ４側からダウンロードするものであり、運行管理データ４０は業務の遂行に伴って順次蓄積される記録である。
【００５８】
４５は前記変速比算出手段３５によって求められた各シフト位置における変速比（計数）ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂを記録してなる変速比データである。つまり、本例の車載装置１を搭載することで、変速比算出手段３５はエンジン回転数検出回路１７から得られるエンジン回転数ＲとＧＰＳ受信機５，１３から得られる車速Ｖｇを用いて車両２毎に定まる変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂを求めてこれを変速比データ４５として記録する。
【００５９】
なお、この変速比データ４５の各計数ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂは車両２に車載装置１を取り付けたときから蓄積されるものであり、同じシフト位置における走行と思われる状態での車速Ｖｇとエンジン回転数Ｒの関係から変速比ｒを求め、この変速比ｒを平均化することで、徐々に定まった値に焦束させる。ゆえに、現在の変速比ｒと変速比データ４５に蓄積された各変速比ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂの間に差がある場合には、クラッチ（断続器）を用いて動力伝達に滑りが生じている状態か、何らかの異常が生じているか、車両２が変わったことを検知できる。
【００６０】
前記変速比算出手段３５は現在のエンジン回転数Ｒと車速Ｖｇとの関係から現在の変速比ｒおよびシフト位置ｓを求める。そして、車速補間手段３８は現在の変速比ｒを用いることで、エンジン回転数Ｒを基にして車速Ｖｃを演算によって求めることが可能である。すなわち、集計記録手段３７はＧＰＳ受信機５，１３から得られる車速Ｖｇのみならずエンジン回転数Ｒを基にして演算によって求められた車速Ｖｃを用いてより精度の高い車速４１ｂの記録を行うことも可能である。
【００６１】
一方、ＧＰＳ受信機５，１３は受信可能である人工衛星の数や、位置や車速などを計測可能な状態であるかどうかを示す状態信号Ｓｇを出力しており、これが集計記録手段３７に入力される。そして、本発明の運行管理システムの特徴的な構成は、ＧＰＳ受信機５，１３が位置や車速Ｖｇなどを計測不能の状態になったときにおいても正確な車速を算出するためのものである。
【００６２】
すなわち、例えば、車両２がトンネル、高架の下、ビルの谷間などに入った状態において、ＧＰＳ受信機５，１３が車速Ｖｇを計測不能である場合には、車速補間手段３８による演算結果の車速Ｖｃを得ることで、可能なかぎり正確な車速４１ｂの記録を残すことが可能となる。
【００６３】
図６は前記変速比算出手段３５と車速補間手段３８の動作を説明するための一例を示す図である。図６（Ａ）はエンジン回転数検出回路１７から得られるエンジン回転数Ｒの検出結果を示すグラフ、図６（Ｂ）は変速比を示すグラフ、図６（Ｃ）は車速を示すグラフである。また、本例では、車両２が時点ｔ０  において発進し、時点Ｔ１  〜Ｔ２  の間においてトンネル内を走行した例を示している。
【００６４】
時点ｔ０  におけるエンジン回転数Ｒはアイドリング状態（すなわち７００ｒｐｍ程度）で、ＧＰＳ受信機５，１３からの車速Ｖｇが０ｋｍ／ｈであるから、変速比ｒ（＝Ｖｇ／Ｒ）は０である。ここで、乗務員６が変速機のギアを１速にした状態でクラッチを操作して車両を発進すると、クラッチの滑りがなくなった状態で変速比ｒは変速比データ４５に記録された１速の変速比ｒ１  と同じになって一定値となる。すなわち、集計記録手段３７は変速比ｒが変速比ｒ１  と同じになって安定するときに車速補間手段３８からの車速Ｖｃを真の車速として記録することで、精度を向上できる。
【００６５】
次いで、時点ｔ１  において、乗務員６がクラッチを操作して２速に変速する操作を行ったとする。ここで変速比ｒは変速比データ４５に記録された２速の変速比ｒ２  と同じになって一定値となる。また、このときＧＰＳ受信機５，１３から得られる車速Ｖｇはエンジン回転数Ｒに２速の変速比ｒ２  を掛けたものとほゞ同じ（Ｖｇ≒Ｒ×ｒ２  ）となり、図６（Ｃ）に示すように車速Ｖは連続した値となる。
【００６６】
同様に本例では、時点ｔ２  において３速に変速操作が行われ、時点ｔ３  において４速に変速操作が行われ、時点ｔ４  において５速に変速操作が行われれいる。何れの変速操作が行われた時点ｔ１  〜ｔ４  においても、シフトアップ時には乗務員６は加速しているからアクセルペダルを幾らか踏み込んだ状態でクラッチを操作するため、エンジン回転数Ｒは上方向に鋭いピークとなっており、クラッチを繋いだ瞬間に現在の車両２の速度に合わせた回転数になる。
【００６７】
一方、減速時にはシフトダウンを行なうが、この場合、一般的な運転者はアクセルペダルを踏まない状態でクラッチを操作するので、エンジン回転数Ｒはクラッチを踏んだときから低下して、アイドリング状態になる（または近づく）。すなわち、シフトダウン時に、エンジン回転数Ｒは下方向に鋭いピークとなり、クラッチを繋いだ瞬間に再び現在の車両２の速度に合わせた回転数になるように変化する。
【００６８】
前記車速補間手段３８は変速時におけるエンジン回転数Ｒの変化を監視することにより、乗務員６によって行われるシフトアップ／シフトダウン操作の癖を学習し、エンジン回転数Ｒと変速比ｒ（すなわちシフト位置）の関係から後述する変速操作が行われた時点を検出するシフト位置推定機能を有する。つまり、シフト位置推定機能とは、エンジン回転数Ｒが上方向に鋭いピークを形成するときにシフトアップ操作が行われたものと判断し、エンジン回転数Ｒが下方向に鋭いピークを形成するときにシフトダウン操作が行われたと判断する機能である。
【００６９】
なお、シフトアップ／シフトダウン操作を判断するための上下方向のピークの検出は、例えば、変速前にクラッチを切った瞬間におけるエンジン回転数Ｒの増加／減少の傾き、変速後にクラッチを繋いだ瞬間におけるエンジン回転数Ｒの減少／増加の傾き、および、各シフト位置における変速操作を行なうエンジン回転数などを用いて判断することができる。また、変速操作の判断の各基準値は運転者（乗務員６など）に合わせて学習できるようにすることが望ましい。
【００７０】
今、時点Ｔ１  〜Ｔ２  間において、車両２がトンネル内に入るなどしてＧＰＳ受信機５，１３が車速Ｖｇを検出不能になったとする。このとき、状態信号Ｓｇは車速Ｖｇが受信不能であることを示す内容となる。前記車速補間手段３８はこの時点Ｔ１  の直線における速度Ｖｇとエンジン回転数Ｒから、シフト位置ｓは５速であることを判断する。
【００７１】
また、この時点Ｔ１  から時点ｔ５  までのエンジン回転数Ｒには急激なエンジン回転数Ｒの変化がなく、車両２の変速機は５速のままで走行していることが分かる。したがって、時点Ｔ１  〜ｔ５  の間の推定シフト位置ｓｃは５速であり、この間の速度Ｖｃは以下の式（１）に示すように演算によって求めることができる。
Ｖｃ＝Ｒ×ｒ５                                            …  式（１）
【００７２】
したがって、集計記録手段３７は前記式（１）によって求められる車速Ｖｃおよび推定シフト位置ｓｃを運行管理データ４０の車速４１ｂ，シフト位置４１ｄとして記録することができる。なお、前記式（１）によってエンジン回転数Ｒから求められる速度Ｖｃを信頼に値する記録とすることができるのは、エンジン回転数検出回路１７が安定した信頼性の高いエンジン回転数Ｒを検出していることによる。
【００７３】
そして、時点ｔ５  でエンジン回転数Ｒが通常はシフトダウンする程度まで低下し、その回転数の減少の傾きが所定の閾値を越える。また、時点ｔ６  までにエンジン回転数Ｒがやがてアイドリング程度まで低下する。ここで、前記車速補間手段３８はエンジン回転数Ｒをモニタして下方向に鋭いピークを形成していることを検知し、乗務員がシフトダウンを行ったことを判断できる。つまり、現在の推定シフト位置ｓｃを５速から４速に変更する。
【００７４】
次に、時点ｔ６  で乗務員６がクラッチを繋ぐと、エンジン回転数Ｒは車両２の速度に合わせて急速に増加し、車速補間手段３８はエンジン２ａの動力が連結されたことを判断できる。また、推定したシフト位置ｓｃ（＝４）おける変速比ｒ４  とエンジン回転数Ｒに基づいて現在の車速Ｖｃを以下の式（２）に示すように演算によって求める。
Ｖｃ＝Ｒ×ｒ４                                            …  式（２）
【００７５】
次いで、車速補間手段３８はクラッチが離れていると思われる間ｔ５  〜ｔ６  における速度変化の大きさから平均加速度を求め、これが車両２の走行状態として妥当なものであるかどうかを判断する。そして、この時点では時間ｔ５  〜ｔ６  の間に生じる速度変化は十分に起こり得る妥当なものであると判断される。
【００７６】
すなわち、車速補間手段３８は変速後のエンジン回転数Ｒと変速比ｒとの積によって得られる推定時速を変速前の推定時速と比較して妥当な速度変化になるように、推定シフト位置ｓｃを調整する妥当シフト位置判断機能を有している。そして、集計記録手段３７は前記式（２）によって求められる車速Ｖｃおよび推定シフト位置ｓｃを運行管理データ４０の車速４１ｂ，シフト位置４１ｄとして記録することができる。
【００７７】
なお、この車速補間手段３８が有する妥当シフト位置判断機能には、前述したあり得ない速度変化であるかどうかの判断のみならず、例えば推定シフト位置ｓｃが５速で走行しているときにシフトアップ操作を行なうなどの、あり得ないシフトチェンジを検出したときに、以前の推定シフト位置ｓｃの判断を妥当なものに見直す機能が含まれていてもよい。
【００７８】
さらに、車速補間手段３８は時点ｔ７  においてエンジン回転数Ｒが上方向に鋭いピークを検出してこの時点ｔ７  においてシフトアップが行われたことを判断する。すなわち、推定シフト位置ｓｃは４速から再び５速になる。つまり、集計記録手段３７は再び前記式（１）によって求められる車速Ｖｃおよび推定シフト位置ｓｃを運行管理データ４０の車速４１ｂ，シフト位置４１ｄとして記録することができる。
【００７９】
そして、時点Ｔ２  において車両２がトンネルから出るなどして、ＧＰＳ受信機５，１３が再び車速Ｖｇを検出可能になる。すなわち、車速補間手段３８によって推定されている車速ＶｃとＧＰＳ受信機５，１３が再び計測した車速Ｖｇとを比較できる。また、前記変速比算出手段がエンジン回転数Ｒと車速Ｖｇの関係から現在の変速比ｒ（≒ｒ４  ）を再び求めることができ、これを現在の推定シフト位置ｓｃ（＝５）における変速比ｒ５  と比較する。本例の場合、推定シフト位置ｓｃが５速であるのに対し、実測のシフト位置ｓが４速であるから、推定されている車速ＶｃとＧＰＳ受信機５，１３が計測した車速Ｖｇの間には大きな相違が生じている。
【００８０】
そこで、前記車速補間手段３８はＧＰＳ受信機５，１３による車速の検出ができなかった期間Ｔ１  〜Ｔ２  における推定シフト位置ｓｃを補正するシフト位置判断補正機能を有している。具体的には例えば、推定シフト位置ｓｃを現在の実測のシフト位置ｓにあわせて調節し、時間を逆行して既に運行管理データ４０にシフト位置４１ｄとして記録されている推定シフト位置ｓｃを調整することが考えられる。またこの場合、変更後の推定シフト位置４１ｄの変速比とエンジン回転数４１ｃに基づいて求められる車速４１ｂの変化（加速度）が変速前後において妥当であるかどうか判断することが考えられる。
【００８１】
また、前記シフト位置判断補正処理において、時点Ｔ１  のときの車両の位置４１ａと時点Ｔ２  のときの車両の位置４１ａから車速の検出ができなかった期間Ｔ１  〜Ｔ２  に移動した走行距離Ｄを算出し、この走行距離Ｄを、式（３）に示すように演算によって求められる期間Ｔ１  〜Ｔ２  内の車速４１ｂ（すなわちＲ×ｒ）の積分によって求まる走行距離Ｄｃと比較し、最も妥当な推定シフト位置ｓｃになるように補正することも可能である。
Ｄｃ＝∫Ｒ×ｒｃ                                        …  式（３）
但し、ｒｃは各時点において補正した推定シフト位置ｓｃの変速比を示している。
【００８２】
本例の場合時点ｔ６  において５速から３速に１段飛ばしてシフトダウンを行ったとして、推定シフト位置ｓｃを調節することにより、前記式（３）に示す走行距離ＤｃもＧＰＳ受信機５，１３から得られた位置データとほゞ適合することを確認できる。つまり、車速補間手段にシフト位置判断補正機能が備えられているので、ＧＰＳ受信機５，１３から再び車速を検出できた時点で、運行管理データ４０に記録された車速４１ｂおよびシフト位置４１ｄの記録を適正に補正することができ、より正確な記録を残すことができる。
【００８３】
上述の例では、車載装置１内の制御部１８においてソフトウェアによって変速比算出手段３５や車速補間手段３８を設けて、ＧＰＳ受信機５，１３による車速Ｖｇの検出が行えない期間中の車速を推定する例を示しているが、本発明はこの点を限定するものではない。
【００８４】
すなわち、車両状態データ４１として車速４１ｂとエンジン回転数４１ｃを記録しておくことにより、この車両状態データ４１を含む運行管理データ４０を上述した変速比算出手段３５や車速補間手段３８を有するソフトウェアを用いてサーバ４によって分析することで、同様の効果を得ることが可能である。この場合、車載装置１側の制御部１８に高い情報処理能力が不要であるから、その構成をできるだけ簡素にして製造コストの削減を行うことができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の運行管理システムによれば、特別な配線工事を一切必要とせずに取付け容易であるＧＰＳ受信機で速度を取得するような運行管理システムであっても、電波が受信できないような状態で、車両の速度を得ることができるので、信頼性の高い運行管理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の運行管理システムの全体を示す図である。
【図２】図１に用いられる車載装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のエンジン回転数検出手段の構成を示すブロック図である。
【図４】前記エンジン回転数検出手段によるエンジン回転数の検出方法を説明する図である。
【図５】前記車載装置の内部における処理を説明する図である。
【図６】前記車載装置がエンジン回転数から車速を算出する例を説明する図である。
【図７】従来の運行管理システムの全体を示す図である。
【符号の説明】
１…車載装置、２…車両、４…演算処理装置、５，１３…ＧＰＳ受信機、１７…エンジン回転数検出手段、２３…ＡＣカップリング手段、２４…バンドパスフィルタ（リップル通過手段）、２５…増幅手段、２６…ヒステリシス・コンパレータ（比較手段）、２７…カウント手段、２８…エンジン回転数算出手段、３５…変速比算出手段、３６…記憶部、３８…車速補間手段、４０…運行管理データ、４１…車両状態データ、４１ｂ，Ｖｇ，Ｖｃ…車速、４１ｃ，Ｒ…エンジン回転数、４１ｄ，ｓ…シフト位置，ｒ（ｒ１  〜ｒ５  ，ｒｂ）…変速比。
【図１】
2004240639.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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