(57)【要約】【課題】ＧＰＳの手段を用いることなく運転者に丁寧な運転の注意喚起を促し、無駄な燃料消費を抑え、交通運搬機関において乗客、乗員への不快感や事故を防ぎ、かつ荷物運搬業者に対する運搬器物の破損防止を図る。【解決手段】この運転状態計測・警告・統計処理装置およびシステムは、車体に取り付けられた６軸半導体センサーと、このセンサーで検出した振動等の挙動データを集積し、統計情報として蓄積する処理装置と、処理装置で得られた統計情報に基いて閾値を設定する閾値自動設定装置と、その出力閾値に基いて警報を発する警報装置とを有し、６軸半導体センサーからの車両挙動情報を処理して統計情報として蓄積し、統計情報を閾値自動設定装置へフィードバックして該統計情報に対応した閾値を設定し、この閾値を基に指示や警報を出力する。【選択図】  図１
2016170611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられた６軸半導体センサーと、
前記センサーで検出した車両挙動データを集積し演算処理する処理装置と、
前記処理装置で得られたデータを閾値判定する閾値自動判定装置と、
前記閾値自動判定装置の出力に基いて警報を発する警報装置と、を有することを特徴とする車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項２】
処理装置は車両挙動データをフィルター処理してフィルタリングデータを算出し、閾値自動判定装置はフィルタリングデータを閾値判定することを特徴とする請求項１記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項３】
閾値自動判定装置は、前記設定閾値を変動させることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項４】
処理装置は、外部演算処理装置に車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを伝達し、前記外部演算処理装置は前記車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを解析し、新たな閾値を設定する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項５】
外部演算処理装置で解析された新たな閾値を処理装置にフィードバックすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項６】
閾値の解析は、種別・識別コードとしての車両種別情報及び／又は運転路線情報に基づき行われることを特徴とする請求項５記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項７】
車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータ及び／又は閾値及び／又は種別・識別コードはメモリ媒体を介して蓄積、伝達されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両の運転状態計測・警告・統計処理装置。
【請求項８】
車体に取り付けられた６軸半導体センサーから車両挙動データを取得する段階と、
取得した前記車両挙動データにフィルター処理を行って適正なレベルのフィルタリングデータを抽出する段階と、
種別・識別コードに基づき設定された閾値を用いて前記フィルタリングデータを閾値判定する段階と、閾値判定に基づき警報装置へ出力する段階と、車両挙動データ及び／またはフィルタリングデータをメモリ媒体に記録する段階と、
前記車両挙動データ及び／またはフィルタリングデータを外部演算処理装置に伝達する手段と、車両挙動データ及び／またはフィルタリングデータを解析する段階と、
解析結果から得られる閾値を、処理装置にフィードバックする手段を繰り返すことを特徴とする車両の運転状態計測・警告・統計処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転状態計測・警告・統計処理装置および運転状態計測・警告・統計処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から長距離トラック、長距離バスあるいはタクシー等車両の運行時間を管理する方法として、エンジンが稼働している時間を実際に計測して管理することが行われている。また、運転支援装置および運転支援方法としては、例えば特許文献１に示すように、車両の運転中に発生する加速度を検出し、ドライバーが運転前に設定した加速度の境界領域、即ち車両のタイヤが路面に対してスリップを起こす限界の加速度と運転中に加速度計で検出した加速度とを比較してその結果を報知するようにした運転支援装置および方法が知られている。
【０００３】
また他の例として、警告機能に加えて、車両の運転に関する診断項目を設定し、これに対する評価結果を算出する診断評価機能および評価結果に応じてアドバイスのメッセージを与える機能を有し、運転者は前記警告機能が働く前に、診断評価結果およびアドバイスのメッセージを受けて自らの運転操作の不適、特にそれまでの運転操作の傾向を知り、実際の警告がなされる前に運転操作の改善をなし得るようにした運転支援装置が提案されている（特許文献２）。この場合の診断項目としては、車速、エンジン回転数、アイドリング時間、波状運転、ブレーキ操作、ウインカー操作、カーブ走行、急操作の各項目が示されており、これに対応した診断、運転傾向の通知がなされる。なお、診断項目、診断評価として車両の振動は挙げられていない。
【０００４】
そのほか、特許文献３には、特許文献１と同様に、車両の運転中に発生する加速度を検出する加速度計を設け、運転者が運転前に設定した加速度のタイヤスリップ境界領域（摩擦円）をメモリに記憶しておき、この設定境界領域と実際の運転における加速度とを比較して報知するようにした運転支援装置および方法が開示されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０５２１１７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３１７７６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエンジンの稼働時間の計測から長距離トラックやバス、タクシー等の運行時間を管理する方法では、車両の走行時に生じる種々のトラブルや問題に対処できない。例えば長距離トラックの輸送における観点から、どれくらいの時間、どのような運転状態（急ブレーキ、急発進等）で、どのような道路を走行していたかを管理したいという要請がある。また、バスやタクシーでは事故防止は勿論、乗り心地の快適さを求める要請が強い。
【０００７】
特許文献１、３の運転支援装置は走行中の加速度の検出からタイヤと路面の間のスリップを防止するための評価、警報を与える装置であり、走行車両の振動や揺れを細かく計測して運転者に丁寧な運転の注意喚起を促すものではない。また、特許文献２の運転支援装置も過去の運転操作の傾向、例えば車速、アイドリング時間、ブレーキ操作の急緩、波動運転の有無などの評価項目に対する評価結果を運転者に報知し、警告に至る前に必要な情報を適時に提供する構成であり、正確かつ微細な振動を検出して運送業者等に対する運搬器物の破損原因まで記録し、その防止を図るものではない。
【０００８】
なお、衛星通信を利用した全方位測位システム（ＧＰＳ）の受信機の測位データから車両の速度、加速度などを検出するシステムは従来から行われているものの、このシステムは高価で大規模となる割には細かな振動や揺れまで正確に検出するには難点がある。ＧＰＳを利用しない簡易かつ廉価で車載固定式のシステムとしては未だ存在していない。
【０００９】
本発明は、運転者に丁寧な運転の注意喚起を促し、これによって無駄な燃料消費を抑え、さらに交通運搬機関において乗客、乗員への不快感や事故を防ぎ、かつ荷物運搬業者に対する運搬器物の破損防止を図り得る車両の運転状態計測・警告・統計処理装置および運転状態計測・警告・統計処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、車体に取り付けられた６軸半導体センサーと、
前記センサーで検出した車両挙動データを集積し演算処理する処理装置と、
前記処理装置で得られたデータを閾値判定する閾値自動判定装置と、
前記閾値自動判定装置の出力に基いて警報を発する警報装置と、を有することを特徴とする車両の運転状態計測・警告・統計処理装置が提供される。
【００１１】
また、処理装置は車両挙動データをフィルター処理してフィルタリングデータを算出し、閾値自動判定装置はフィルタリングデータを閾値判定することを特徴とする。
【００１２】
閾値自動判定装置は、前記設定閾値を変動させることを特徴とする
【００１３】
処理装置は、外部演算処理装置に車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを伝達し、前記外部演算処理装置は車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを解析し、新たな閾値を設定する手段を有することを特徴とする。
【００１４】
外部演算処理装置で解析された新たな閾値を処理装置にフィードバックすることを特徴とする。
【００１５】
解析は、種別・識別コードとしての車両種別情報及び／又は運転路線情報基に行われることを特徴とする。
【００１６】
車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータ及び／又は閾値及び／又は種別・識別コードはメモリ媒体を介して蓄積、伝達されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態によれば、車体に取り付けられた６軸半導体センサーから車両挙動データを取得する段階と、
取得した前記車両挙動データにフィルター処理を行って適正なレベルのフィルタリングデータを抽出する段階と、
種別・識別コードに基づき設定された閾値を用いて前記フィルタリングデータを閾値判定する段階と、閾値判定に基づき警報装置へ出力する段階と、車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータをメモリ媒体に記録する段階と、
前記車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを外部演算処理装置に伝達する手段と、車両挙動データ及び／又はフィルタリングデータを解析する段階と、
解析結果から得られる閾値を、処理装置にフィードバックする手段を繰り返すことを特徴とする車両の運転状態計測・警告・統計処理システム。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、不適切な運転あるいは運転環境による過度な振動や揺れの状況を計測データ化し、同時に運転者へ丁寧な運転の注意喚起を促すので、燃料消費を抑え得るとともに、交通運搬機関では乗客への不快感や事故を防ぎ、また荷物運送業者にとっては運搬器物の破損防止および破損原因の解明に大きな効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係る車両の運転状態計測・警告・統計処理装置の全体概略構成を示した図である。
【図２】本発明に係る運転状態計測・警告・統計処理装置を装備した車両の運転席の１例を概略的に示した部分的な運転席正面図である。
【図３】図１に示す運転状態計測・警告・統計処理装置の車体側における各部構成のブロック図である。
【図４】本発明の実施例に係る車両の運転状態計測・警告・統計処理システムにおけるフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を、図面を参照しつつ、実施例について説明する。図１でＡは６軸半導体センサー１、インジケータ５等が設けられる車体側、Ｂはコンピュータ等の演算装置８、データベース（不図示）等が設けられる外部のデータ処理室側を示している。まず、車体側Ａの構成と機能について説明する。本発明では振動等車両の挙動を検出する手段として車体に取り付けた６軸半導体センサーを用いる。６軸半導体センサーは一般に、移動方向、向き、回転を検出することができ、さらに移動距離や移動速度まで算出できるセンサーのことをいい、前後、左右、上下の３方向を検出できる加速度センサーと、東西南北が検出できる地磁気センサーが組み合わせることで、６軸センサーが実現されている。本発明では、車載固定設置型のセンサーとして用いられており、具体的には、車両の前後、左右、上下の３方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を検出する加速度センサーと、Ｘ、Ｙ、Ｚ各軸の回転要素（θｘ，θｙ，θｚ）を検出する３軸ジャイロセンサーを組み合せた構造としている。このような６軸センサーは一般に用いられているＧＰＳ方式と異なり、Ｘ，Ｙ，Ｚおよびθｘ，θｙ，θｚの６軸方向からの応力を半導体で計測するため、正確性と精度および応答速度、設置容易性等の点でＧＰＳ方式より優れている。本発明では、６軸センサーによりこの６軸センサーを取り付けた車体の移動方向、向き、回転、移動距離、移動速度を検出し、車両の姿勢、車両の振動、車両の移動方向、車両の移動距離、車両の移動速度、車輪あるいはエンジンの回転等の各種データ（以下、車両の挙動データという）を検出する。
【００２１】
図１、図２を参照すれば、６軸半導体センサー１の検出部２は運転席近傍やタイヤ近傍の車体の剛性部に固定され、主として車体に発生する車両の挙動データ（平均、重心、偏差等）すなわち、車両の移動、姿勢の変化、振動を検出して運転席周辺に設置した処理装置としてのセンサー本体部３へ信号線４を介して送信するように構成されている。検出部２からセンサー本体部３への送信は信号線でなく無線送信の方法であってもよい。
【００２２】
センサー本体部３は筐体とこれに内蔵されるＣＰＵ、ＲＡＭ、回路等の各種電気部品モジュールからなり、センサー本体部３には運転者に警報する警報装置としての警報スピーカ７が設けられ、また運転者が見やすい本体前面に振動／運転状態を色と音で表示するインジケータ５が取り付けられている。さらにメモリ媒体の一例としてのメモリカード６がセンサー本体部３に挿抜可能に設けられる。なお、センサー本体部３は運転者の視認容易性を考慮して運転席のメータ脇、サイドの壁面等に設置され、また運転席周囲のスペースを考慮して出来るだけ小形に構成し、一例として前面が１００〜１５０ｍｍ、奥行き４０ｍｍ程度の箱形形状としてある。警報スピーカ７はインジケータ５と連動し、速度、振動等の車両の挙動が閾値を外れた（超えた）ときに警告音で運転者および同乗者に知らせる。なお、警報スピーカ７はセンサー本体部３と接続される別体として設けてもよい。またセンサー本体部３の構造や大きさ、取り付け箇所、運転者に警報する手段、メモリ媒体の種類はこれに限られるものではない。たとえば警報する手段は警報音のように聴覚に訴える手段のみならず警報ランプの点滅など視覚に訴える手段、或いは運転者の座席を振動させる手段など触覚に訴える手段であってもよい。また、メモリ媒体はセンサー本体部３に内蔵されたメモリ部、或いはメモリカード以外のメモリー媒体であってもよい。さらにこのメモリ媒体に記録されたデータは、人為的にメモリ媒体をセンサー本体部３から抜いて、データ処理室側のコンピュータに移してもよいし、センサー本体部３からデータ処理室側に無線で送信する手段を設けてもよい。
【００２３】
次に、本発明におけるセンサー本体部３側の閾値の判定について説明する。センサー本体部３には閾値自動判定装置が内蔵されており、この閾値自動判定装置により、６軸半導体センサー１の検出部２を介してセンサー本体部３に入力された車両の挙動データをセンサー本体部３の制御部（ＣＰＵ）９のＲＡＭに蓄え、ノイズ成分のフィルタリング後に閾値自動設定装置の閾値判定手段が閾値判定をし、インジケータ５と警報スピーカ７への警報を出力する。
【００２４】
また、傾向、車両種別、走行路線等情報からなる車両挙動データ、及び／又は、種別／識別コードの情報に基づき車両挙動データをフィルタリングしたフィルタリングデータをメモリカード６を介してデータ処理室側Ｂ側のコンピュータへ送信する。なお閾値判定手段の閾値は後述するように、データ処理室側Ｂから随時フィードバックされるかたちでセンサー本体部３の制御部９（図３）において変更されることもある。
【００２５】
次に外部のデータ処理室側Ｂの構成と機能について説明する。外部のデータ処理室側のコンピュータ８及びデータベースには、複数の車両のセンサー本体部３からの振動、揺れ等の車両挙動データあるいはフィルタリング後のフィルタリグデータが集まり、このデータを大量にストレイジする。これを基に事前に設定する種別／識別情報毎に、種別／識別情報毎にに基づき、データ（平均、重心、偏差等）に於ける重力加速度の影響、実験データ等を演算し、閾値設定確定手段により、閾値の設定を確定し、さらに精度を増した閾値の情報をメモリカード６を介してセンサー本体部３へ送信する。また、次の計測のための種別／識別コードとして車両種別・運転路線情報をメモリカード入力しセンサー本体部２に送信する。また以前に蓄積されたデータと新たに追加されたデータ解析を行い、経過時間Ｔに対する加速度Ｇの変化を表示する。この時間Ｔ−加速度Ｇの関係を示すデータは、データ処理室側Ｂのデータベースや、本システムのユーザーがアクセス可能なデータベースに蓄積して、ブラウザ上にグラフ表示させるなど可視化されたデータとして確認させることもできる。
【００２６】
センサー本体部３の閾値自動判判定装置は、コンピュータ８から戻ったメモリカード６より新たな閾値を読み取り、センサー２から入力される車両挙動データ及び／又はのフィルタリングデータと、車両の種別／識別コードを自動で演算し、次の閾値設定を行う。このように、センサー本体部３に於ける車両挙動データの収集、フィルタリング、コンピュータ８に於ける閾値の設定確定により閾値を修正することを繰り返す学習型システムにより精度の高い自動閾値設定が行われるようになっている。
【００２７】
図３に基づき、センサー本体部３動作について説明する。６軸半導体センサー１の検出部２で検出された６軸検出データ（Ｘ，Ｙ，Ｚおよびθｘ，θｙ，θｚ）はセンサー本体部３のインターフェース（アンプ）１０により適正な信号に変換されてセンサー本体部３に内蔵された制御部（ＣＰＵ）９に入力される。この制御部（ＣＰＵ）９でデータの集計、統計処理がなされるとともに、前述したデータ処理により閾値の判定がなされ、この閾値に基いてインジケータ５に振動等車両の挙動状況や警報の表示がなされる。これらのデータは集計されてメモリ媒体（メモリカード６）に記録される。メモリカード６のデータは外部のコンピュータ８に入力され、さらに閾値の精度を高めるための演算と閾値の確定がなされ、再びメモリカード６を介してセンサー本体部３へフィードバックされる。
【００２８】
図４は本発明の運転状態計測・警告・統計処理システムの概略的なフローチャートであり、６軸半導体センサー１の６軸検出データがセンサー本体部３内の前記制御部にセンサー情報として取り込まれ（ステップＳ１）、制御部内でフイルター処理がなされて（ステップＳ２）、適正なレベルの振動のみが抽出され、統計情報に応じて随時設定された閾値を用いて判定がなされ（ステップＳ３）、インジケータ５にレベルＬＥＤ、音声警報等の判定結果表示がなされるとともに（ステップＳ４）、内部のメモリにデータ保存される（ステップＳ５）。この保存データ１１はメモリカード６に記録される。メモリカードの情報は外部コンピュータ（パソコン）に入力されて以前に蓄積されたセンサー情報を含めて解析され、さらに精度を上げたデータがメモリカード６に書き込まれ、このデータにより再びフィルター処理がなされ（ステップＳ６）、この繰り返しで精度を向上させた学習型システムが構築される。
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、既存のエコ運転等に用いられるＧＰＳ方式と異なり、６軸の半導体センサー方式を採用することにより、６軸要素からの応力を半導体で検出するため、正確性と精度および応答速度に優れたシステムとなり、またセンサーの車体設置も容易で、廉価な構成の運転支援システムが構築される。
【００３０】
従来のＧＰＳ方式では、車両の位置や車速の検出には優れているものの、車両の細かな振動、揺れなど挙動についての正確な検出には不向きであったが、本発明では６軸半導体センサーにより精度よく各種の振動を検出できる。これにより例えば運搬器物の毀損があったとき、その原因が走行中の振動、揺れなど車両の挙動によるものか、あるいは荷造り、梱包に原因があるのかの判別が容易となる。なお、センサーとしてはさらに高性能の８軸センサーを設けることも可能であるが、検出の精度や廉価性の点から６軸センサーとするのが好適である。
【００３１】
また、本発明に係る閾値フィードバック方式を用いることにより、多くの振動や揺れ等の挙動を検出してデータを集積し、それらの統計情報を随時フィードバックする形で閾値を設定するため、車両の運行状況や道路状況、トラックやタクシー等の車種に合せた適切な指示や警報が迅速になされ運転者には丁寧で安全な運転が促される。これにより燃料消費を抑えるとともに、排気ガスの排出量を抑えることができる。また旅客車においては乗客への不快感や事故を防ぎ、荷物運搬車においては積載物の破損を防止する。さらに、万が一、車両の積載物に破損があったり、車両に事故が生じたケースでは、過度な振動や急発進や急ブレーキが無く適切な運転がなされていたか等を精度の高い蓄積データから検証することもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ６軸半導体センサー
２  検出部
３  センサー本体部
５  インジケータ
６  メモリカード
７  警報スピーカ
８  外部コンピュータ
９  制御部
１０  インターフェース
【図１】
2016170611.tif 000003
【図２】
2016170611.tif 000004
【図３】
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【図４】
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