JP2014137625A - 車両の加速度検知、評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車車両の運転中に生じる加速度を計測する一方で、個々の運転者に対応して競技のための計測条件を設定し、この計測条件に基づく計測値を運転評価に反映させること。
【解決手段】 車両に搭載された加速度センサと、タイマー装置と、加速度等の計測を行うための条件を設定する計測条件設定手段と、計測した各種データを格納する記憶手段と、記憶手段からデータを読み出して解析する解析手段とを備え、前記計測条件設定手段は計測条件として、少なくとも、車両走行中において印加が許容される加速度の限度を表すペナルティレベルと、車両のスタート時における検知加速度を表す開始レベルと、車両のストップ時における検知加速度と、ペナルティレベルを連続して超えた状態が所定の時間経過したことの判定基準となる時間を表すペナルティ加算時間との各項目が設定されて解析され、運転の技量を評価するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の加速度検知、評価装置、特にサーキットなどを走行する車両の加速度から、走行時のデータを収集、記録し、そのデータを再現及び解析して運転技能を評価する車両の加速度検知、評価装置に関するものである。

自動車競技などにおいては、競技に参加する運転者の運転技量を計る手法としてタイムトライアル方式を採用することが一般的である。この方式では、サーキット等において、スタート地点からゴール地点まで、それぞれの運転者が自動車を運転し、その間の時間を競うものである。このような自動車競技では、車両に測定装置を積載し、走行中の車両から、スタートからゴールまでの各時点における速度、加速度、などの各種データを収集記録し、その記録データを再生及び解析して運転技量を評価し、得点を競うことが行われる。

従来においては、特許文献１として挙げているような、自動車競技で走行中の車両から、各時点における速度、加速度、などの各種データを測定及び記録し、表示演算装置においてその記録データから他のパラメータを検出したり記録内容の一部を表示する競技車両用データロガー装置がある。この従来装置では、２軸加速度センサの計測した二つの加速度情報と速度検出センサから検出した速度情報から車体の傾斜角とコーナリング半径（旋回半径）を演算により検出するデータ検出手段を付加したことを特徴としている。

特開２００４−３１８２１６号公報

上記従来のデータロガー装置では、競技車両の周回別の各種情報を重ね合わせて表示できるようにし、且つ、距離系列のデータ表示を可能にして、サーキット上での走行位置の特定を可能にすると共に、車体傾斜角とコーナリング半径を正確に検出できるように工夫している。しかしながら、この従来のデータロガー装置では、装置側に個々の運転者に対応して競技のための計測条件を設定したり、運転者の運転操作が計測条件を逸脱したときに運転者に対して、注意、警報を発したりする機能は持っておらず、また、運転者の運転操作が上記設定された計測条件を逸脱した事柄を記録しておいて、運転評価に反映させる機能は持っていないという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、車両の運転中に生じる加速度の変化などを記録する一方で、個々の運転者に対応して競技のための計測条件を設定できるようにし、また、運転者の運転操作が上記設定された計測条件を逸脱した事柄を記録しておいて、運転評価に反映させる機能を持つ車両の加速度検知、評価装置を提供することである。

本発明は、上記の技術的課題を解決するために、車両に搭載され、走行中の車両の加速度を計測する加速度センサと、時間を計測するタイマー装置と、前記各計測を行うための条件を設定する計測条件設定手段と、加速度計測及び時間計測した各種データを格納する記憶手段と、記憶手段からデータを読み出すデータ読出手段と、読み出されたデータを解析する解析手段とを備えた車両の加速度検知、評価装置であって、前記計測条件設定手段は計測条件として、少なくとも、車両走行中において印加が許容される加速度の限度を表すペナルティレベルと、車両のスタート時における検知加速度を表す開始レベルと、車両のストップ時における検知加速度と、ペナルティレベルを連続して超えた状態が所定の時間経過したことの判定基準となる時間を表すペナルティ加算時間との各項目が設定され、これらの設定項目について運転の技量を評価することを特徴とするものである。また、上記態様に加えて、前記計測条件設定手段は計測条件として、さらに、ペナルティレベルを超えた加速度に対して、ペナルティのオン又はオフを規定する時間を表すペナルティ検知時間が設定されてもよい。

本発明によれば、個々の運転者に対応して競技のための計測条件を設定でき、運転者の運転操作が上記設定された計測条件を逸脱した事柄を記録して運転評価に反映させることができるから、運転技量のレベルに応じた目標設定をして、その目標への到達を競うことが可能となり、運転者の技量の段階的向上に役立てることができる。

本発明に係る車両の加速度検知、評価装置の構成を示すブロック図である。 上記実施の形態に係る車両の加速度検知、評価装置の機能を説明する機能ブロック図である。 上記実施の形態において、車両走行中における加速度を円グラフで表示するインジケータの例を示す図である。 上記実施の形態において、計測条件の項目のディスプレイへの表示例を示す図である。 上記実施の形態において、表示部における加速度計測中画面の例を示す図である。 上記実施の形態において、ペナルティカウント処理動作の内容を説明するグラフ図である。 上記実施の形態において、ペナルティ検知時間の解析処理動作の内容を説明するグラフ図である。

以下に、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る車両の加速度検知、評価装置（以下、単に「加速度検知、評価装置」という）の構成を示すブロック図である。この加速度検知、評価装置は、当該加速度検知、評価装置全体の動作制御及び収集したデータの解析を行う制御手段としての制御演算部１と、時間計測および制御演算部１の動作タイミングをとるタイマー装置２と、車両の加速度を検出する加速度センサ３と、収集した加速度データを格納するメモリ４と、計測条件を設定するためのデータ（コマンド）を入力する入力部５と、制御演算部１において処理された結果を表示する手段であるディスプレイ６とを備えている。制御演算部１は各種演算を行うためのＣＰＵと、ＣＰＵの演算処理に必要なプログラム、データが展開されるＲＡＭを有している。加速度センサ３には、例えばジャイロスコープを組み込んだセンサ装置が用いられ、加減速加速度及び角加速度を測定可能である。タイマー装置２については、制御演算部１に内蔵させてもよい。メモリ４には書き換え自在のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）が用いられる。なおメモリ４には加速度検知、評価装置が加速度検知及び評価動作を行うためのプログラムも格納される。

図２は上記実施の形態に係る加速度検知、評価装置の機能ブロック図である。図２に示されるように、制御演算部１は、データ取得部１１と、設定部１２と、データ解析部１３とを備えている。また、図１に示されたディスプレイ６は表示部を構成する。データ取得部１１は、タイマー装置２からの時刻データと、加速度センサ３からの加速度データと、入力部５から入力された計測条件などのデータを受け入れる。データ取得部１１はまた、制御演算部１で実行される演算の種類に応じて必要なデータを記憶部１４から読み出す。設定部１２は、上記計測条件などのデータに基づいて自動車競技を遂行するための条件設定を行う。データ解析部１３は、競技車両が走行することによって得られた各種データ（加速度データなど）が計測条件などの設定データに合致しているかどうかを解析し、その結果を基に運転者の運転技量についての評価を出す。データ解析部１３における解析、評価結果は表示部６に表示される。表示部６にはまた、車両走行中における加速度を図３に示されるようにグラフ表示する機能を有する。図３は上記加速度を円グラフで表示するインジケータの例を示している。図３において円グラフの中心を原点Ｏとし、左右方向にＸ軸（右方を正）、上下方向にＹ軸（上方を正）をとると、原点Ｏは加速度が０を表し、原点Ｏから遠ざかるにしたがって大きな加速度値を表す。Ｘ軸の正方向は車両が左旋回したときに表れる加速度であり、Ｘ軸の負方向は車両が右旋回したときに表れる加速度である。また、Ｙ軸の正方向は車両がブレーキをかけたときに表れる加速度であり、Ｙ軸の負方向は車両が急発進したときに表れる加速度である。原点Ｏ近辺に位置しているマーク（小円で描かれている）２５は加速度値及び加速度の方向を表すためのものであり、車両の運転にしたがって、インジケータの円グラフの中を移動可能（表示場所が変わる）である。また、円グラフは原点Ｏを中心にして、同心円状に区画分けされ、原点Ｏに近い区画部分２７は、安全な加速度を示す一方、原点Ｏから遠ざかった区画部分２８については、例えば黄色に着色され、最も遠い区画部分２９は赤色に着色されてもよい。そして、加速度Ｇがかかり、マーク２５が原点Ｏから離れると、黄色部分がワーニングとなって注意音を発し、また、その後赤色区画に入ると警告音が発せられる。

以上のような構成を有する車両の加速度検知、評価装置について、以下動作を説明する。

（１）計測条件設定動作
先ず自動車競技をするに当たって計測の条件を設定する。図４は計測条件の項目のディスプレイ４への表示例を示す図である。計測条件の項目としては、例えば、ペナルティレベル１５、カウントダウン時間１６、開始レベル１７、停止レベル１８、ストップ判定時間１９、ペナルティ加算時間２０、ペナルティ検知時間２１、パトライト（登録商標）出力時間２２などの各項目（条件）を設定し、また、画面方向２３とか、計測モード２４などの選択項目がある。なお計測条件としては、以上に挙げた項目１５〜２２より少なくてもよいし、さらに別の計測条件項目が加わってもよい。

ペナルティレベル１５の設定とは、ペナルティ基準加速度、すなわち、車体への印加が許容される加速度の限度を設定することを意味し、図３に示される加速度が表示される円形インジケータの円グラフの外枠２６で表わされる。ペナルティレベル１５の入力単位は×０．１Ｇであり、設定範囲は０．１〜９．９Ｇに規定されている。カウントダウン時間１６の設定とは、セミオート時、車両のスタート前に表示されるカウントダウンの初期時間を設定することである。カウントダウン時間１６の入力単位は×１．０秒であり、設定範囲は１〜９９秒に規定されている。図４の例ではカウントダウン時間１６は「５」秒と設定されているから、スタートまでのカウントダウンは５，４，３、・・・というように秒読みが行われる。開始レベル１７の設定とは、車両のスタート時における検知加速度を設定することである。検知加速度の入力単位は×０．１Ｇであり、設定範囲は０．１〜９．９Ｇに規定されている。停止レベル１８の設定とは、車両のストップ時における検知加速度を設定することである。検知加速度の入力単位は×０．１Ｇであり、設定範囲は０．１〜９．９Ｇに規定されている。ストップ判定時間１９の設定とは、車両のストップ検知時間を設定することである。このストップ検知時間の計測は、上記停止レベルが設定時間下回った場合に計測を停止する。ストップ判定時間１９の入力単位は×０．１秒であり、設定範囲は０．１〜９．９秒に規定されている。ペナルティ加算時間２０の設定とは、ペナルティレベルを連続して超えた状態が所定の時間経過したことの判定基準となる時間を設定することである。このペナルティ加算時間２０を経過するとペナルティカウントが加算される。ペナルティ加算時間２０の入力単位は×０．１秒であり、設定範囲は０．１〜９．９秒に規定されている。ペナルティ検知時間２１の設定とは、上記ペナルティ加算時間２０の起動と関連性を持つもので、ペナルティのオン／オフを規定する条件を設定することである。このペナルティ検知時間２１として設定された時間を経過した場合にペナルティをオンする。これによりペナルティ検知を鈍くするという作用がある。ペナルティ検知時間２１の入力単位は×１．０秒であり、設定範囲は０．１〜９．９秒に規定されている。仮にペナルティ検知時間２１の設定値を１とした場合は、即座にペナルティとなる。パトライト（登録商標）出力時間２２の設定とは、ペナルティ検知されたとき、パトライト（登録商標）出力される最低保持時間を設定することである。一瞬でペナルティがオフとなった場合にパトライト（登録商標）出力時間として設定された時間だけパトライト（登録商標）オンを保持する。
また、上記最低保持時間経過後にペナルティがオフとなった場合、即座に消灯する。パトライト（登録商標）出力時間２２の入力単位は×１．０秒であり、設定範囲は０．１〜９．９秒に規定されている。

画面方向２３は、上記各設定項目の表示形態を表し、縦方向配列表示にするか、或いは横方向配列にするかを選択するようになっている。図４は計測条件の項目を横方向配列にしてディスプレイ４へ表示した例を示している。縦方向配列が選択された場合は、上記ペナルティレベル１５、カウントダウン時間１６・・・などの計測条件の項目が縦方向に配列されてディスプレイ４へ表示される。縦方向配列は携帯電話やスマートホン等の携帯情報端末のディスプレイに整合しやすい。 表示計測モード２２とは、車両の加速度計測について、自動、又は手動といった操作の種類を表示したものである。オート、セミオート、マニュアルの３つのモードから選択するようになっている。

（２）計測動作
加速度の計測は上述したオート、セミオート、マニュアルの３つのモードのいずれかにより実行される。マニュアルモードは、車両のスタート、ストップを手動で計測するときのモードであり、本実施の形態に係る加速度検知、評価装置の対応するスイッチをオンすると、車両スタート待ちとなる。車両がスタートして加速度を検知すると計測動作が開始される。表示部６におけるスタンバイ画面は、図３に示したものと同じである。すなわち、スタンバイの状態では車両はスタートしていないから、加速度はゼロであり、マーク２５は円グラフの原点付近に位置している。この状態から、車両がスタートすると、表示部６は計測中画面となり、車両に加速度が加わることによりマーク２５が円グラフの中で移動する。図５は表示部６における加速度計測中の画面の例を示す図である。この図から明らかなように、車両に加速度が加わったことによりマーク２５が円グラフの中で上方、やや右へずれた方向へ移動していることがわかる。

オートモードによる計測では、車両のスタート、ストップを、加速度を検知することにより自動的に計測開始および計測停止するモードである。この場合においても、表示部６におけるスタンバイ画面は、図３に示したものと同じ（マーク２５は円グラフの原点付近に位置している）である。この状態から、加速度検知、評価装置のオートモード計測のスイッチをオンすると車両スタート待ちとなる。車両がスタートすると、計測動作が開始され、これと同時にタイム計測がスタートする。さらに、車両の開始加速度検知処理動作が実行される。これらの計測動作中における表示部６の画面は上述したのと同じ計測中画面となる。また、このオートモード計測においては、加速度が上記ストップ判定時間１９として設定された時間規定値より小さい場合、自動的に加速度計測を停止する。車両がストップするときは停止加速度検知処理動作が実行される。この場合において、上記加速度計測が自動停止していた場合は、再び計測動作が開始されて停止加速度検知処理動作が実行される。以上の計測動作において取得された計測値（加速度データ及びタイマデータ）は、制御演算部１のデータ取得部１１で受け取った後、逐一記憶部４に格納される。

セミオートモードによる計測は、カウントダウン表示及び音声により車両をスタートさせ、ストップはオートモードによる計測と同じ操作によって実行される。カウントダウン操作は、上述したカウントダウン時間１６の設定にしたがって行われ、車両のスタート前に表示部６にカウントダウンの初期時間（図４では５秒）が表示され、５，４，３，・・・というように表示及び音声によりカウントダウンされる。

以上のようにして記憶部４に格納された計測値は記憶部４から読み出されて、データ解析部１３へ送られ、ここで加速度データの解析が行われる。データ解析される項目としては、上述したように、ペナルティレベル１５、カウントダウン時間１６、開始レベル１７、停止レベル１８、ストップ判定時間１９、ペナルティ加算時間２０、ペナルティ検知時間２１、パトライト（登録商標）出力時間２２などの各設定項目があるが、基本的な項目として、少なくとも、ペナルティレベル１５と、開始レベル１７と、停止レベル１８と、ペナルティ加算時間２０については解析されることが好ましい。ペナルティ検知時間２１もまた基本的な項目に準じる設定項目である。

基本的なデータ解析の１つとしてはペナルティカウント処理動作がある。図６はペナルティカウント処理動作の内容を説明するグラフ図である。このグラフ図において、横軸は時間を表し、縦軸は加速度を表す。また、図６中の台形線図３０は時間経過にともなう加速度の変化グラフを表し、この加速度変化グラフの上底付近に描かれた横線３１はペナルティレベル（図４では０．５Ｇ）を表し、一定間隔毎に表示された縦線３２はペナルティカウント値を表す。この処理動作は、例えば車両のスタート段階において、その加速度がペナルティレベル１５に設定された加速度０．５Ｇを超えた状態が連続してペナルティ加算時間（図４では３秒）分経過した場合、ペナルティカウントを加算する処理動作である。ペナルティカウントが加算された場合は、その分だけ運転技量に関する点数の低下を招き、この点数によりその運転者の技量が判定される。

データ解析の他の１つとしてはペナルティ検知時間２１の解析処理動作がある。図７はペナルティ検知時間２１の解析処理動作の内容を説明するグラフ図である。このグラフ図において、横軸は時間を表し、縦軸は加速度を表す。また、図７中の折れ線図３３は時間経過にともなう加速度の変化グラフを表し、この加速度変化グラフの折れ線途中に描かれた横線３４はペナルティレベル（図４では０．５Ｇ）を表し、所定の間隔を置いて表示された検出マーク（図７でＨ形状のマーク）３５はペナルティ検知時間の値を表す。この処理動作は、例えば車両走行で得られた加速度変化を解析してペナルティ加算時間２０の起動をオンするかオフのままにするかを判定する処理動作である。図７に示す例では、加速度はグラフ上で、時間の経過とともに加速度の値がＡ点から始まってＡ１点でペナルティレベル３４を超えてＢ点に達し、次にＢ１点でペナルティレベル３４を下回ってＣ点に達し、さらにペナルティレベル３４を下回ったままでＤ点に達し、次にＤ１点でペナルティレベル３４を超えてＥ点に達し、このままペナルティレベル３４を超えたままの状態が継続してＦに達するというグラフで表される。このような加速度変化において、加速度がペナルティレベル３４を超えているのは加速度変化グラフ中のＡ１−Ｂ−Ｂ１の第１区間と、Ｄ１−Ｅ−Ｆの第２区間である。そこで、それぞれの区間に上記検出マーク３５を適用してそれぞれのペナルティレベル３４超過区間がペナルティ検知時間２１を超えているか否かをチェックする。その結果、第１区間はペナルティ検知時間２１を超えていないので、ペナルティ加算時間２０は起動させない。他方第２区間はペナルティ検知時間２１を超えているので、ペナルティ加算時間２０は起動され、図６に示された態様と同様に処理動作される。

以上のようにして加速度データの解析が行われ、全体としての運転者の運転技量についての評価を出す。

本発明によれば、簡易な装置に加速度を計測するための計測条件の項目を設定し、車両の走行中における加速度を検知し、その加速度或いは加速度の時間変化を上記設定された計測条件にしたがって解析することにより、運転者個々の違いを考慮した運転技量の評価を行って運転者の技量の向上に役立てることができる。

１ 制御演算部
２ タイマー装置
３ 加速度センサ
４ メモリ（記憶部）
５ 入力部
１１ データ取得部
１２ 設定部
１３ データ解析部
１５ ペナルティレベル
１６ カウントダウン時間
１７ 開始レベル
１８ 停止レベル
１９ ストップ判定時間
２０ ペナルティ加算時間
２１ ペナルティ検知時間
２２ パトライト（登録商標）出力時間
２３ 画面方向
２４ 計測モード

Claims (2)

1. 車両に搭載され、走行中の車両の加速度を計測する加速度センサと、時間を計測するタイマー装置と、前記各計測を行うための条件を設定する計測条件設定手段と、加速度計測及び時間計測した各種データを格納する記憶手段と、記憶手段からデータを読み出すデータ読出手段と、読み出されたデータを解析する解析手段とを備えた車両の加速度検知、評価装置であって、
   前記計測条件設定手段は計測条件として、少なくとも、車両走行中において印加が許容される加速度の限度を表すペナルティレベルと、車両のスタート時における検知加速度を表す開始レベルと、車両のストップ時における検知加速度と、ペナルティレベルを連続して超えた状態が所定の時間経過したことの判定基準となる時間を表すペナルティ加算時間との各項目が設定され、これらの設定項目について運転の技量を評価することを特徴とする車両の加速度検知、評価装置。
2. 前記計測条件設定手段は計測条件として、さらに、ペナルティレベルを超えた加速度に対して、ペナルティのオン又はオフを規定する時間を表すペナルティ検知時間が設定されることを特徴とする請求項１記載の車両の加速度検知、評価装置。

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