CN115214689A - 驾驶评价装置、驾驶评价方法、程序及介质 - Google Patents

驾驶评价装置、驾驶评价方法、程序及介质 Download PDF

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Abstract

本发明所要解决的问题在于，提供一种驾驶评价装置，可以对驾驶进行评价，以在环道行驶中缩短行驶时间等情形下能够利用。为了解决上述问题，本发明的驾驶评价装置包括：评价区间提取部(24)，检测转弯中的减速区间与加速区间；轮胎摩擦圆及负荷率计算部(27)，根据前后加速度及横向加速度，计算出前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率；及，不足技能评价部(28)，基于前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率来评价驾驶。

Description

驾驶评价装置、驾驶评价方法、程序及介质
技术领域
本发明涉及一种评价驾驶员(driver)对车辆的驾驶技能的驾驶评价装置、驾驶评价方法、程序及介质。
背景技术
在专利文献1中，示出了一种实时评价驾驶员对车辆的驾驶技能的驾驶评价装置。在专利文献1的驾驶评价装置中，根据将车辆的前后加速度及横向加速度合成后的合成加速度、与基于车速而设定的阈值的比较，来实时地评价驾驶员对车辆的驾驶技能。
另外，以往，在数据记录仪(data logger)系统中，对行驶时的车速、前后加速度、横向加速度等数据进行了记录。如果对像这样记录的数据进行分析，则可以详细地评价驾驶，可以在环道(circuit)等中缩短单圈时间(lap time)等情形下有效利用。
[先前技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本特开2014-80087号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，一般用户有时也在环道上行驶，并希望缩短单圈时间。由此，在这种情况下，期望对驾驶进行评价，以便可以缩短单圈时间。
然而，一般用户难以解析由数据记录仪系统记录的数据，进而大多情况下也不能理解由数据记录仪系统可以获取何种信息。由此，数据记录仪系统存在实用上尚不充分的问题。
本发明的目的在于，提供一种驾驶评价装置、驾驶评价方法、程序及介质，可以对驾驶进行评价，以在环道行驶中缩短行驶时间等情形下能够利用。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的驾驶评价装置(例如，后述的驾驶评价装置1)，评价驾驶员对车辆的驾驶技能，其特征在于，包括：区间检测部(例如，评价区间提取部24)，检测转弯中的减速区间与加速区间；轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部(例如，轮胎摩擦圆及负荷率计算部27)，根据前后加速度及横向加速度，计算出前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率；及，评价部(例如，不足技能评价部28)，基于前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来评价驾驶。
(2)此时优选的是，前述轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部合成轮胎前后力、轮胎横向力，并根据与轮胎摩擦圆的比率计算出前述轮胎负荷率。
(3)此时优选的是，前述评价部在前述减速区间及加速区间中，分别评价转弯中驾驶员所需的旋转、加速、减速操作。
(4)本发明的驾驶评价方法由根据(1)所述的驾驶评价装置执行，所述驾驶评价方法的特征在于，包括：区间检测步骤，前述区间检测部检测转弯中的减速区间与加速区间；轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算步骤，前述轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部根据前后加速度及横向加速度，计算出前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率；及，评价步骤，前述评价部基于前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来评价驾驶。
(5)本发明的程序的特征在于，使计算机(例如，后述的运算处理电路2)执行根据(4)所述的驾驶评价方法的各步骤。
(6)本发明的介质的特征在于，存储根据(5)所述的程序。
(发明的效果)
(1)在转弯中，驾驶员首先借由踩踏刹车踏板而使车辆减速，借由开始转向操作而使车辆旋转，并借由开始踩踏加速器踏板而使车辆加速。在驾驶技能高的老手驾驶员与驾驶技能低的一般驾驶员之间，与所述转弯相关的一系列操作大有不同，与驾驶技能低的一般驾驶员相比，老手驾驶员的转弯中的轮胎摩擦圆和/或轮胎负荷率被保持为较大的值。因此，在本发明的驾驶评价装置中，由轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部根据前后加速度及横向加速度，计算出减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，并由评价部基于减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率来评价驾驶。由此，可以对驾驶进行评价，以在环道行驶中缩短行驶时间等情形下能够利用。
(2)在本发明的驾驶评价装置中，合成轮胎前后力、轮胎横向力，并根据与轮胎摩擦圆的比率计算出轮胎负荷率。由此，根据本发明，可以根据前后加速度及横向加速度，计算出轮胎负荷率，可以可靠地对与弯道有关的驾驶技能进行判断，从而可以对驾驶进行评价，以在环道行驶中缩短行驶时间等情形下能够利用。
(3)在本发明的驾驶评价装置中，在减速区间及加速区间中，分别评价转弯中驾驶员所需的旋转、加速、减速操作。由此，根据本发明，可以详细地评价转弯中驾驶员的操作。
附图说明
图1是绘示本发明的一实施方式的驾驶评价装置的图。
图2是用于说明评价区间、减速区间、加速区间的图。
图3是绘示减速区间中的加速度范数平均值的检测结果的图。
图4是绘示加速区间中的加速度范数平均值的检测结果的图。
图5是用于说明加速度范数的评价的图。
图6是用于说明轮胎摩擦圆及轮胎负荷率的图。
图7是用于说明基于减速区间中的轮胎负荷率的评价的图。
图8是用于说明基于加速区间中的轮胎负荷率的评价的图。
图9是用于说明基于减速区间中的轮胎摩擦圆的评价的图。
图10是用于说明基于加速区间中的轮胎摩擦圆的评价的图。
图11是绘示评价结果的显示例的图。
具体实施方式
以下，针对本发明的一实施方式，参照图式来进行说明。
图1是绘示本实施方式的驾驶评价装置1的构造的框图。
驾驶评价装置1借由控制器局域网(Controller Area Network,CAN)等从车辆获取车辆信息D1，并利用此车辆信息D1来评价驾驶。
此处，所述车辆信息D1是表示当前时刻的时间信息、加速器开度信息、沿着车辆的行进方向的加速度信息即前后加速度信息(前后G)、沿着车辆的车宽方向的加速度信息即横向加速度信息(横向G)等。此外，关于前后加速度信息、横向加速度信息，也可以在驾驶评价装置1上设置加速度传感器来获取。另外，关于时间信息，也可以借由内置的计时器来获取。
驾驶评价装置1包括运算处理电路2、显示部3等。
此处，显示部3是液晶显示装置等图像显示装置，将驾驶评价结果通知给用户。
运算处理电路2借由执行保存在未图示的存储部中的驾驶评价程序来执行与驾驶评价相关的各处理流程，并形成与所述处理流程对应的各功能块。所述驾驶评价程序是事先记录在驾驶评价装置1中来提供，但也可以记录在通用串行总线(Universal SerialBus,USB)存储器等记录介质中来提供，还可以经由网络进行下载来提供。
输入数据处理部21借由执行噪声去除等处理，对依次获取的车辆信息进行数据处理，以能够在所述驾驶评价装置1中利用。
单圈时间计算部22基于由输入数据处理部21处理后的时间信息，来计算出环道行驶时的单圈时间。
单圈时间评价部23根据行驶中的环道中所设定的作为判定基准的单圈时间，来判定由单圈时间计算部22计算出的单圈时间，由此评价单圈时间，驾驶评价装置1将此评价结果在显示部3上显示。由此，在所述驾驶评价装置1中，可以根据单圈时间来针对整个环道进行驾驶的评价。
此处，为了缩短单圈时间，需要在弯道处高速度行驶，为此，需要评价转弯中的驾驶。
在转弯中，详细而言，减速至能转过弯道的速度的区间、从减速转移至旋转的区间、车辆旋转而改变朝向的区间、从旋转转移至加速的区间、加速的区间是连续的。然而，如果着眼于驾驶员的操作，则在转弯中，使车速减速的减速区间与使车速加速的加速区间是连续的，可以借由这些减速区间及加速区间中的减速及加速，来缩短弯道处的行驶时间。
因此，评价区间提取部24根据加速器开度来检测转弯中的减速区间与加速区间，并将前后加速度及横向加速度分为减速区间及加速区间来输出。
即，如图2所示，评价区间提取部24检测加速器开度(Thr Pedal)下降至第一判定基准值TH1以下之后且超过此第一判定基准值TH1而成为第二判定基准值TH2之前的区间(评价区间)。
另外，根据判定基准值TH3来判定所述评价区间中的前后加速度(Long G)，并将评价区间分割为减速区间TA及加速区间TB。
在此实施方式中，在直线区间中，以全油门(full throttle)行驶而由发动机性能决定的加速度行驶，在难以全油门行驶的弯道等处，以由轮胎性能决定的加速度行驶，由此，第一及第二判定基准值TH1及TH2分别被设定为相对于全油门的加速器开度100％而言的75％及83％。此外，由此，第一及第二判定基准值TH1及TH2可以根据需要进行各种设定。
另外，第三判定基准值TH3被设定为0G，由此，在评价区间中，将前后加速度从减速变化到加速侧的区间设定为加速区间。
此外，在此图2中，Entry/Exit(减速进入/加速离去)是减速区间TA及加速区间TB的识别信息。
区间平均分类部25利用下式(1)对由评价区间提取部24区分后的前后加速度及横向加速度进行运算处理，计算出加速度范数Gnorm。此外，在下述式(1)中，LongG及LatG分别是前后加速度及横向加速度。
[数1]
Figure BDA0003522678300000051
另外，区间平均分类部25将所述计算出的加速度范数Gnorm在每个评价区间中的减速区间及加速区间中分别平均值化，而计算出加速度范数平均值，并将计算结果输出至驾驶风格评价部26、不足技能评价部28。
即，一周路线上的加速度范数平均值与单圈时间具有高的相关性，可以说一周路线上的加速度范数平均值越大，单圈时间越短，驾驶技能越高。另外，由此，在由区间平均分类部25计算出的加速度范数平均值大的情况下，可以评价为减速区间及加速区间中的加减速大，转弯中的驾驶技术高。
驾驶风格评价部26根据由区间平均分类部25求出的加速度范数平均值，来判定驾驶风格。
此处，图3是绘示针对驾驶员A,B,C,D而言的减速区间中的加速度范数平均值(平均G)的图。另外，图4同样地，是绘示加速区间中的加速度范数平均值的图。在图3及图4中，利用虚线表示被视为目标的评价基准值。此处，关于驾驶员B，加速区间中的加速度范数平均值大致充分，与此相对，如箭头所示，减速区间中的加速度范数平均值低，由此，可以判定为驾驶风格是充分地减速后进入弯道的所谓旋转加速型。另外，关于驾驶员C及D，减速区间中的加速度范数平均值几乎为基准值，与此相对，如箭头所示，加速区间中的加速度范数平均值低，由此，可以判定为驾驶风格是在未充分地减速的情况下进入弯道的所谓的冲入型。
对此，如图5所示，将减速区间中的加速度范数平均值(Entry平均G)及加速区间中的加速度范数平均值(Exit平均G)分别设定为横轴及纵轴，绘制针对驾驶员A,B,C,D而言的加速度范数平均值。利用与车辆的行驶特性相应的基准直线LTH来划分此坐标平面，而分割为相对于减速区间中的加速度范数平均值而言，加速区间中的加速度范数平均值大的区域与小的区域。当针对驾驶员A,B,C,D而言的加速度范数平均值的标绘分布在加速区间中的加速度范数平均值大的区域中时，可以判断为所谓的冲入型，当分布在加速区间中的加速度范数平均值小的区域中时，可以判断为重视加速型。
由此，驾驶风格评价部26根据在行驶中的环道的各弯道中所设定的减速区间及加速区间的判定基准值，分别判定并合计由区间平均分类部25求出的加速度范数平均值。另外，驾驶风格评价部26判定并合计相对于减速区间的加速度范数平均值而言的加速区间的加速度范数平均值。驾驶风格评价部26根据这些的合计结果来判定驾驶风格，并将判定结果在显示部3上显示。
轮胎摩擦圆及负荷率计算部27在各评价区间的加速区间及减速区间中，计算轮胎摩擦圆及轮胎负荷率。
此处，如上所述，如果在加速区间及减速区间中增大加速度范数平均值，则可以在短时间内通过弯道，而提高单圈时间。为此，需要高效率地使用轮胎。此处，由于具有加速度范数平均值≒4个轮胎的轮胎力的总和、轮胎力＝轮胎摩擦圆×负荷率的关系，因此如果增大轮胎摩擦圆及负荷率，则可以增大加速度范数平均值。另外，轮胎摩擦圆及负荷率根据驾驶技能而变化，由此可以用于驾驶技术的评价。
此外，轮胎摩擦圆是用圆表示的轮胎能够产生的力的最大值(是轮胎力且是抓地力)。轮胎负荷率是所使用的轮胎力相对于所述轮胎摩擦圆下的轮胎力的比率。
如图6所示，在将轮胎摩擦圆(摩擦圆)及负荷率分别设定为纵轴及横轴的坐标空间中，如符号P1所示，首次进行环道行驶的驾驶员几乎都是在摩擦圆及负荷率都小的状态下行驶。如果要从所述状态来缩短单圈时间，则对于初学者而言，倾向于在如箭头X1所示，仅负荷率增大，如符号P2所示，摩擦圆小、仅负荷率大的状态下行驶。如果成为所述状态，则不仅不能充分地发挥车辆的潜力，而且单圈时间也达到极限，另大多数驾驶员成长缓慢。
此外，仅负荷率大的原因是无视前后的负载移动而进行急减速、无视左右的负载移动而急转向、旋转过程中紧急开启加速器、无视前后加速度、横向加速度的关系而进行紧急负载移动等。
与此相对，如符号P3所示，在能够进行恰当的负载移动、负荷率低、摩擦圆大的状态下，即使负荷率低，G等价线也上升。另外，G等价线上升意味着得以缩短了单圈时间，并意味着可以高效率地实现时间缩短。此处，G等价线是指摩擦圆与负荷率相乘的值等价的点连结而得的线。由此，如箭头X2所示，要缩短单圈时间而负荷率增大时，如符号P4所示，轮胎摩擦圆及负荷率双方变大，可以进一步缩短单圈时间。
此处，关于各轮胎的轮胎摩擦圆F，可以将左前右前的轮胎及左后右后的轮胎分别用下标FL、FR、RL、RR来表示，并由下式(2-1)～(2-4)来表示。此外，此处，h为重心高，l为轴距，ax为前后加速度，ay为横向加速度，df为前胎面，dr为后胎面，R为机械平衡(负载移动的前后分配率)。另外，M为与各轮胎相关的车辆的质量，g为重力加速度。
[数2]
Figure BDA0003522678300000071
Figure BDA0003522678300000081
Figure BDA0003522678300000082
Figure BDA0003522678300000083
Figure BDA0003522678300000084
轮胎摩擦圆及负荷率计算部27借由使用这些运算式进行运算处理，而计算出各轮胎的轮胎摩擦圆F。
轮胎负荷率LF同样地，如下式(3-1)～(3-4)所示，可以将轮胎前后力(前后方向的轮胎力)Fx、轮胎横向力(横向的轮胎力)Fy予以合成，并由与轮胎摩擦圆F的比率来表示。
[数3]
Figure BDA0003522678300000085
Figure BDA0003522678300000086
Figure BDA0003522678300000087
Figure BDA0003522678300000088
轮胎前后力Fx在Fx_total≧0的情况下，可以由下述式(4-1)～(4-4)表示。
[数4]
Figure BDA0003522678300000091
Figure BDA0003522678300000092
Figure BDA0003522678300000093
Figure BDA0003522678300000094
另外，轮胎前后力Fx在Fx_total<0的情况下，可以由下述式(5-1)～(5-2)表示。
[数5]
Figure BDA0003522678300000095
Figure BDA0003522678300000096
轮胎横向力Fy在ay≧0的情况下，可以由下式(6-1)～(6-4)表示。
[数6]
Figure BDA0003522678300000097
Figure BDA0003522678300000098
Figure BDA0003522678300000099
Figure BDA00035226783000000910
另外，轮胎横向力Fy在ay<0的情况下，可以由下式(7-1)～(7-4)表示。
[数7]
Figure BDA0003522678300000101
Figure BDA0003522678300000102
Figure BDA0003522678300000103
Figure BDA0003522678300000104
此外，Fx_total使用阻力KA由下式(8)表示。
[数8]
Fx_total＝M·ax+KA·V2 (8)
由此，轮胎摩擦圆及负荷率计算部27借由使用这些运算式进行运算处理，而计算出各轮胎的轮胎负荷率LF。进而，将所计算的各轮胎的轮胎摩擦圆F及轮胎负荷率LF在各评价区间中的加速区间、减速区间中平均值化。
不足技能评价部28基于由区间平均分类部25检测出的加速度范数平均值、由轮胎摩擦圆及负荷率计算部27计算出的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来评价驾驶技术，并检测不足的技能。
更具体而言，不足技能评价部28根据判定基准值来分别判定由区间平均分类部25检测出的减速区间及加速区间的加速度范数平均值，并合计判定结果来进行判定。由此，不足技能评价部28评价减速区间及加速区间的驾驶技术，并判断是否需要增大加速度范数平均值以缩短单圈时间。另外，在判断为需要增大加速度范数平均值的情况下，判断需要在加速区间、减速区间中的哪一者中增大加速度范数平均值。
不足技能评价部28根据基于所述加速度范数平均值的评价结果并基于轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来进一步详细地评价驾驶技术，并检测对于缩短单圈时间而言不足的技能。由此，不足技能评价部28在减速区间及加速区间中，分别评价转弯中驾驶员所需的旋转、加速、减速操作。
此处，图7及图8是借由与图5的对比，在将前轮胎及后轮胎的轮胎负荷率分别设定为横轴及纵轴的坐标平面上，分别绘制由负荷率计算部27计算出的轮胎负荷率的例子。图7是减速区间，图8是加速区间。基于这些图7及图8的评价是在借由减速区间的加速度范数平均值与减速区间中的加速度范数平均值的比较，而判断为需要分别增大减速区间及加速区间的加速度范数平均值时应用。
在图7中的坐标平面中，分布偏向右下角侧的情况下，是前侧轮胎力使用过度，作为其原因，考虑是转向过度、超速、未对前轮胎施加负载。另外，分布偏向左上侧的情况下，是前侧轮胎力有所保留，在此情况下，可以进一步转向，可以提高驶入速度。
与此相对，在图8中的坐标平面中，分布偏向右下角侧的情况下，是前侧轮胎力使用过度，作为其原因，考虑是未能使方向盘返回、加速器踩踏过度。另外，分布偏向左上侧的情况下，是前侧的轮胎力有所保留，可以进一步踩踏加速器，可以提高驶出速度。
另外，图9及图10是在将前轮胎及后轮胎的轮胎摩擦圆分别设定为横轴及纵轴的坐标平面上，分别绘制由负荷率计算部27计算出的轮胎摩擦圆的例子。图9是减速区间，图10是加速区间。基于这些图9及图10的评价是在借由减速区间的加速度范数平均值与加速区间中的加速度范数平均值的比较，而判断为需要分别增大减速区间及加速区间的加速度范数平均值时应用。
在图9中的坐标平面中，分布偏向右下角侧的情况下，是前侧轮胎力使用过度，考虑是转向过度、未对前轮胎施加负载。另外，分布偏向左上侧的情况下，可以判断为前侧轮胎力有所保留，在此情况下，可以进一步转向。
与此相对，在图10中的坐标平面中，分布偏向右下角侧的情况下，是前侧轮胎力使用过度，考虑是未能使方向盘返回、加速器踩踏过度。另外，分布偏向左上侧的情况下，可以判断为未能改变车的朝向。
由此，不足技能评价部28对减速区间及加速区间的加速度范数平均值进行比较，检测被判断为需要增大加速度范数平均值的区间。另外，基于检测结果，像针对图8～图10所叙述的那样，对轮胎摩擦圆及轮胎负荷率进行比较，由此检测不足的技能。
图11是借由与图3及图4的对比来绘示驾驶风格及不足的技能的显示例的图。在此例中，针对驾驶员A,B,C,D，显示由驾驶风格评价部26检测出的驾驶风格(分类)。另外，借由注解(comment)来显示由不足技能评价部28检测出的不足的技能。
以上，针对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限于此。
附图标记
1：驾驶评价装置
2：运算处理电路
3：显示部
21：输入数据处理部
22：单圈时间计算部
23：单圈时间评价部
24：评价区间提取部
25：区间平均分类部
26：驾驶风格评价部
27：轮胎摩擦圆及负荷率计算部
28：不足技能评价部

Claims (6)

1.一种驾驶评价装置，评价驾驶员对车辆的驾驶技能，其特征在于，包括：
区间检测部，检测转弯中的减速区间与加速区间；
轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部，根据前后加速度及横向加速度，计算出前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率；及，
评价部，基于前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来评价驾驶。
2.根据权利要求1所述的驾驶评价装置，其中，
前述轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部合成轮胎前后力、轮胎横向力，并根据与轮胎摩擦圆的比率计算出前述轮胎负荷率。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶评价装置，其中，
前述评价部在前述减速区间及加速区间中，分别评价转弯中驾驶员所需的旋转、加速、减速操作。
4.一种驾驶评价方法，由根据权利要求1所述的驾驶评价装置执行，所述驾驶评价方法的特征在于，包括：
区间检测步骤，前述区间检测部检测转弯中的减速区间与加速区间；
轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算步骤，前述轮胎摩擦圆及轮胎负荷率计算部根据前后加速度及横向加速度，计算出前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率；及，
评价步骤，前述评价部基于前述减速区间及加速区间中的轮胎摩擦圆及轮胎负荷率，来评价驾驶。
5.一种程序，用于使计算机执行根据权利要求4所述的驾驶评价方法的各步骤。
6.一种介质，存储有根据权利要求5所述的程序。
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