JP2016057889A - 負荷判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転負荷の判定を適切に実行可能な新規技術を提供する。【解決手段】負荷判定装置（１）は、運転者に作用する車両の運転負荷を判定する。この負荷判定装置が備える制御部（１０）は、運転者による車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値を取得する。制御部（１０）は、予め設定された判定期間における観測値に基づき、運転負荷を判定する。制御部（１０）は、上記判定期間の長さを、車両の走行道路の種類に応じて切り替えるように設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷判定装置に関する。

従来、車両情報や道路情報等に基づいて、車両の運転シーンを判定する装置が知られている。更に、運転シーンに基づいて、ユーザのワークロードを判定する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１２９０１０号公報

しかしながら、運転負荷に関する従来の判定技術によれば、判定により得られた運転負荷が運転者の実感から乖離するケースも多々あり、この技術には、改善の余地があった。
本発明は、運転負荷の判定を適切に実行可能な新規技術を提供することを目的とする。

本発明の一側面の負荷判定装置は、運転者に作用する車両の運転負荷を判定する負荷判定装置であって、取得手段と、判定手段と、設定手段とを備える。取得手段は、運転者による車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値を取得する。

判定手段は、予め設定された判定期間における観測値に基づき、運転負荷を判定する。設定手段は、判定期間の長さを、車両が走行する道路である走行道路の種類に応じて切り替えるように設定する。

道路には、空間的な環境変化又は時間的な状況変化が多い種類の道路、及び、これらの変化が少ない種類の道路が含まれる。従って、運転に係る作業の発生態様は、道路の種類によって異なる。このため、これら異なる種類の道路に対し、一定の判定期間を適用して車両状態から運転負荷を判定すると、運転負荷に関して、運転者の実感と判定結果とが大きく乖離する可能性がある。

本発明の一側面の負荷判定装置によれば、こうした点を考慮して、道路種類に応じた期間の観測値に基づき運転負荷の判定を行う。従って、運転者の実感と乖離するのを抑えて高精度に運転負荷を判定することができる。

道路種類に応じた判定期間の長さの切り替えは、例えば、予め道路種類毎に判定期間の長さを定めておくことで実現可能である。この場合、設定手段は、走行道路の種類を特定し、判定期間の長さを、特定した種類に対応する長さに設定する構成にされ得る。

判定期間の長さは、高速道路及び非高速道路によって分類される種類毎に定められ得る。高速道路では、交差点、信号機、及び、歩行者等が存在せず、環境変化及び状況変化は非高速道路によりも緩やかであると考えられる。

従って、上記分類に従う道路種類毎に、判定期間の長さを予め定めておけば、走行道路が高速道路であるとき、及び、非高速道路であるときのいずれにおいても、運転者が実感する運転負荷と乖離するのを抑えて適切に運転負荷を判定することができる。但し、判定期間の長さは、予め定められていなくてもよい。判定期間の長さは、道路種類の変化に応じて相対的に切り替えられ得る。

走行道路が高速道路及び非高速道路によって分類される場合、設定手段は、走行道路が高速道路及び非高速道路のいずれであるかに応じて、判定期間の長さを切り替える構成にされ得る。非高速道路は、更に市街地道路及び非市街地道路に分類されてもよい。

上記判定手段は、判定期間における観測値の統計量に基づき、運転負荷を判定する構成にされ得る。観測値の統計量としては、観測値の平均、又は、観測値の標準偏差若しくは分散を一例に挙げることができる。標準偏差や分散は、車両状態の変化を評価するのに適しており、運転負荷を評価するのに適している。この他、判定手段は、判定期間における観測値の時間変化に基づき、運転負荷を判定する構成にされ得る。上記観測値は、車両のアクセル開度又は走行速度の観測値であり得る。

上述した各手段としての機能は、ハードウェアにより実現可能である。これら各手段としての機能は、プログラムにより、コンピュータに実現させることも可能である。コンピュータには、これらの手段の少なくとも一つとしての機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを提供することができる。プログラムは、半導体製メモリ、磁気ディスク及び光ディスク等のコンピュータ読取可能な一時的でない記録媒体に記録することができる。

負荷判定装置の構成を表すブロック図である。 制御部により実現される機能を示す図である。 制御部が実行するメイン処理を表すフローチャートである。 制御部が実行するアクセル開度を用いた負荷判定処理を表すフローチャートである。 高速道路におけるアクセル開度変化率の軌跡を示すグラフ群である。 市街地道路におけるアクセル開度変化率の軌跡を示すグラフ群である。 制御部が実行する車速を用いた負荷判定処理を表すフローチャートである。 主観的負荷及び車両状態を表す各パラメータの軌跡を同一時間軸上で示すグラフ群である。

以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
［第一実施例］
図１に示す本実施例の負荷判定装置１は、車両の運転負荷を判定する構成にされる。ここで言う運転負荷は、運転者に作用する負荷であって、車両の運転に関する作業負荷を意味する。負荷判定装置１は、四輪自動車等の車両に搭載される。負荷判定装置１は、車両に搭載されたセンサ群４０、及び、ナビゲーションシステム５０から情報を取得可能に構成される。

この負荷判定装置１は、制御部１０と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部３０とを備える。制御部１０は、各種プログラムを実行するＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行する各種プログラムを記憶するＲＯＭ１３と、ＣＰＵ１１によるプログラム実行時に作業領域として使用されるＲＡＭ１５と、を備える。

制御部１０は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することにより、図２に示す取得部２１及び判定部２５として機能する。以下では、ＣＰＵ１１がプログラムを実行することにより実現される機能を、制御部１０によって実現される機能として説明する。取得部２１は、インタフェース部３０を制御し、運転負荷の判定に必要な情報を取得する。判定部２５は、取得部２１により取得された情報を用いて、運転負荷を判定する。

インタフェース部３０は、車内ネットワーク内の装置と通信可能に構成される。車内ネットワークには、エンジン制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ブレーキ制御を行う電子制御ユニット、及び、ステアリング制御を行う電子制御ユニット等の各種電子制御ユニットが含まれる。これらの電子制御ユニットの夫々には、車両状態を検出するセンサが接続される。図１に示すセンサ群４０は、これら電子制御ユニットに接続されるセンサの一つ以上を含む。

取得部２１は、インタフェース部３０を介して、車内ネットワーク内の装置と通信することにより、センサ群４０を構成するセンサの一つ以上から、車両状態の観測値を含む観測データを逐次取得する。

具体的に、取得部２１は、アクセル開度センサ４１から電子制御ユニットを通じて、車両状態の観測値としてアクセル開度の検出値を含む観測データを逐次取得し、この観測データをＲＡＭ１５に蓄積する。アクセル開度センサ４１は、アクセル開度を検出する。

取得部２１は、車速センサ４５から電子制御ユニットを通じて、車両状態の観測値として車両の走行速度の検出値を含む観測データを逐次取得し、この観測データをＲＡＭ１５に蓄積する構成にされてもよい。車速センサ４５は、車両の走行速度を検出する。以下では、車両の走行速度のことを車速と表現する。

この他、車内ネットワークには、ナビゲーションシステム５０が含まれる。ナビゲーションシステム５０は、ＧＰＳ受信機を含む位置検出器５１、及び、道路データベース５５を備える。位置検出器５１は、ＧＰＳ受信機を用いて車両の現在位置を検出する。道路データベース５５は、道路ネットワークを構成するリンク毎に、リンクの特徴を表すリンクデータを備える。

リンクデータは、リンクに対応する道路の位置、及び、道路種別を特定可能な情報を含む。具体的に、リンクデータは、道路種別を特定可能な情報として、対応する道路が高速道路及び非高速道路のいずれであるかを特定可能な情報を含む。更に、当該リンクデータは、非高速道路の道路種別を特定可能な情報として、対応する道路が、市街地に位置する道路である市街地道路、及び、それ以外の道路である非市街地道路のいずれであるかを特定可能な情報を含む。

ナビゲーションシステム５０は、負荷判定装置１から道路種別に関する要求信号を受信すると、車両が現在走行する道路である走行道路の道路種別を特定可能なデータを、負荷判定装置１に送信する構成にされる。

判定部２５は、この走行道路の道路種別を特定可能なデータに基づいて、運転負荷を判定する。具体的に、制御部１０は、図３に示すメイン処理を繰返し実行することにより、走行道路の道路種別に応じた時間長Ｔの判定期間を設定し、判定期間における車両状態の観測値に基づき、運転負荷を判定する判定部２５として機能する。判定期間は、現在から過去に時間Ｔ遡った時点までの期間である。

ここでメイン処理の詳細を説明する。制御部１０は、メイン処理を開始すると、現在における走行道路の道路種別を特定する（Ｓ１１０）。具体的には、ナビゲーションシステム５０に対して要求信号を送信し、ナビゲーションシステム５０から現在の走行道路の道路種別を特定可能なデータを取得する。そして、この取得データに基づき、走行道路の道路種別として、走行道路が「高速道路」「非市街地道路」及び「市街地道路」の内のいずれに該当するかを特定する。

その後、制御部１０は、走行道路が「高速道路」であるか否かに応じて処理を切り替える（Ｓ１２０）。制御部１０は、走行道路の道路種別を「高速道路」と特定した場合（Ｓ１２０でＹｅｓ）、Ｓ１２５に移行して、判定期間の時間長Ｔを、「高速道路」に対して予め定められた時間Ｔ１に設定する。その後、Ｓ１５０に移行する。

制御部１０は、走行道路の道路種別を非高速道路である「非市街地道路」又は「市街地道路」と特定した場合（Ｓ１２０でＮｏ）、Ｓ１３０に移行し、走行道路が「市街地道路」であるか否かに応じて処理を切り替える。

制御部１０は、走行道路の道路種別を「非市街地道路」と特定した場合（Ｓ１３０でＮｏ）、Ｓ１３５に移行して、判定期間の時間長Ｔを、「非市街地道路」に対して予め定められた時間Ｔ２に設定する。時間Ｔ２は、時間Ｔ１よりも短い時間に定められる。その後、Ｓ１５０に移行する。

制御部１０は、走行道路の道路種別を「市街地道路」と特定した場合（Ｓ１３０でＹｅｓ）、Ｓ１４０に移行して、判定期間の時間長Ｔを、「市街地道路」に対して予め定められた時間Ｔ３に設定する。時間Ｔ３は、時間Ｔ２よりも短い時間に定められる。

Ｓ１２５、Ｓ１３５又はＳ１４０で判定期間の時間長Ｔを設定すると、制御部１０は、負荷判定処理を実行する（Ｓ１５０）。負荷判定処理では、現在から過去に時間Ｔ遡った時点までの判定期間における車両状態の観測値に基づき、車両の運転負荷に関する評価値Ｌを算出する。この評価値Ｌに基づいて、運転負荷の高低を判定する。評価値Ｌは、車両状態を表すパラメータであって、運転者による車両の運転に応じて変化するパラメータの観測値に基づいて算出される。

図４に示す負荷判定処理は、上記車両状態を表すパラメータとして、アクセル開度を用いて運転負荷を判定する負荷判定処理である。本実施例によれば、制御部１０は、Ｓ１５０において、ＲＡＭ１５に蓄積されたアクセル開度の観測データに基づき、図４に示す負荷判定処理を実行する。

この負荷判定処理において、制御部１０は、現在から過去に時間Ｔ遡った時点までの判定期間に検出されたアクセル開度の検出値に基づき、上記評価値Ｌを算出する（Ｓ２１０）。以下では、アクセル開度に基づいて算出した評価値Ｌを評価値ＬＡと表現する。ここでは、判定期間内でアクセル開度の変化率Ｘ１が閾値Ｈ１を超えた回数を評価値ＬＡとして算出することができる。

アクセル開度は、０％（閉状態）から１００％（全開状態）までの範囲の値を採る。ここで言うアクセル開度の変化率Ｘ１は、アクセル開度の単位時間当たりの変化量である。即ち、アクセル開度の変化率Ｘ１は、アクセル開度の時間軸に対する傾き又は時間微分ｄＸＡ／ｄｔに対応する。ここで示す変数ＸＡは、アクセル開度であり、変数ｔは、時間である。

図５上段及び下段、並びに、図６上段及び下段に示すグラフは、横軸に時間を表し、縦軸にアクセル開度の変化率Ｘ１を表すグラフである。図５上段には、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときの変化率Ｘ１の軌跡であって、運転負荷が高いケースにおける軌跡の例を示す。図示される判定期間Ｐ１は、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときに設定される判定期間である。図５下段には、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときの変化率Ｘ１の軌跡であって、運転負荷が低いケースにおける軌跡の例を示す。

図６上段には、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときの変化率Ｘ１の軌跡であって、運転負荷が高いケースにおける軌跡の例を示す。図示される判定期間Ｐ３は、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときに設定される判定期間である。図６下段には、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときの変化率Ｘ１の軌跡であって、運転負荷が低いケースにおける軌跡の例を示す。

図５上段に示す例によれば、Ｓ２１０では、評価値ＬＡとして値３を算出し、図５下段に示す例によれば、評価値ＬＡとして、値１を算出する。図６上段に示す例によれば、評価値ＬＡとして値３を算出し、図６下段に示す例によれば、評価値ＬＡとして値１を算出する。

Ｓ２１０での処理を終えると、制御部１０は、評価値ＬＡが標準値ＲＡ以上であるか否かに応じて、運転負荷の高低を判定する（Ｓ２２０〜Ｓ２４０）。標準値ＲＡに関しては、負荷判定装置１の設計者が、その設計段階で、運転負荷と評価値ＬＡとの対応関係を実験により求めて、この対応関係から運転負荷の高低の境界値として適切な値に定めることができる。標準値ＲＡは、学習処理により更新されてもよい。学習処理は、負荷判定装置１を利用するユーザから運転負荷の判定結果と実感との相違に関する情報を取得するように、負荷判定装置１を構成することにより実現することができる。

評価値ＬＡが標準値ＲＡ以上である場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）、制御部１０は、現在の運転負荷を「高」と判定して（Ｓ２３０）、当該負荷判定処理を終了する。一方、評価値ＬＡが標準値ＲＡ未満である場合（Ｓ２２０でＮｏ）、制御部１０は、現在の運転負荷を「低」と判定して（Ｓ２４０）、当該負荷判定処理を終了する。

このようにして負荷判定処理を終了すると、制御部１０は、その判定結果をＲＡＭ１５に記録する一方、外部装置に出力する（Ｓ１６０）。制御部１０は、上記判定結果として、運転負荷の高低を現在時刻に関連付けてＲＡＭ１５に記録することができる。外部装置としては、負荷判定装置１と同じ車両に搭載された運転支援装置６０や表示装置７０を一例に挙げることができる。制御部１０は、インタフェース部３０及び車内ネットワークを通じて、上記判定結果を運転支援装置６０や表示装置７０に提供することができる。

運転支援装置６０は、運転者に対する運転支援を行う装置である。運転支援装置６０は、負荷判定装置１から提供される上記判定結果に従って、運転負荷に応じた運転支援処理を実行する構成にされ得る。

表示装置７０は、運転者に対する各種情報表示を行う装置である。表示装置７０は、負荷判定装置１から提供される上記判定結果に従って、運転者に向けて表示する情報の種類、表示形態、表示タイミング、及び、情報量等を切り替える構成にされ得る。制御部１０は、上述したメイン処理を一定周期毎に繰返し実行する。メイン処理の実行周期は、判定期間の時間長Ｔ（例えばＴ３）より短い時間に定められ得る。

以上に、本実施例の負荷判定装置１について説明した。この負荷判定装置１によれば、制御部１０が、プログラムの実行により取得部２１として機能し、運転者による車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値として、アクセル開度の検出値を含む観測データを取得する。

更に、制御部１０は、メイン処理の実行により判定部２５として機能し、ナビゲーションシステム５０から得られる情報に基づいて、車両の走行道路の種類を特定し（Ｓ１１０）、判定期間の時間長Ｔを、特定した走行道路の種類に対応する長さＴ１，Ｔ２又はＴ３に設定する（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）。そして、この走行道路の種類に応じた時間長Ｔの判定期間におけるアクセル開度の検出値に基づき、運転負荷を判定する（Ｓ１５０）。

本実施例によれば、走行道路が「高速道路」並びに非高速道路としての「非市街地道路」及び「市街地道路」のいずれの種類の道路であるかを制御部１０が特定する。そして、不等式Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３を満足するように予め定められた道路種別毎の時間長Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に基づき、走行道路の道路種別に応じて判定期間の時間長Ｔを切り替える。

従って、走行道路の種類に応じた適切な期間のアクセル開度の検出値に基づき運転負荷の判定を行うことができ、運転者の実感と乖離するのを抑えて高精度に運転負荷を判定することができる。特に、本実施例によれば、道路を、高速道路、及び、非高速道路としての非市街地道路及び市街地道路に分類して、これらの道路種別に適した判定期間の時間長を設定するので、運転負荷を適切に判定することができる。

ここで、図５及び図６を用いて、道路種別に応じた判定期間の時間長Ｔの切り替えを仮に行わない場合の運転負荷の判定結果について説明する。例えば、判定期間の時間長Ｔを、道路種別に依らず一律に時間Ｔ３に設定した場合を考える。この場合の判定期間は、図５において期間Ｐ３である。

図５上段及び下段を参照すれば理解できるように、この例では、判定期間Ｐ３が短すぎることに起因して、運転負荷の高低を精度良く判別できるようなアクセル開度ＸＡの時間変化が判定期間Ｐ３に現れない。即ち、実際の運転負荷が図５上段では「高」であり図５下段では「低」であるにも関わらず、両方とも評価値ＬＡとして値１が算出される。

「高速道路」のような環境変化や状況変化が少ない環境では、標準的な運転負荷に対するアクセル開度の変動が少なく、短い判定期間では、上述したような運転負荷の高低を適切に判別できないような状況が起こり得る。

一方、判定期間の時間長Ｔを長く設定した場合を考える。例えば、判定期間の時間長Ｔを道路種別に依らず、一律に時間Ｔ１に設定した場合を考える。この場合の判定期間は、図６において期間Ｐ１である。

図６上段及び下段を参照すれば理解できるように、この例では、判定期間が長すぎることに起因して、運転負荷が図６上段では「高」であり、図６下段では「低」であるにも関わらず、両方とも評価値ＬＡとして値３が算出される。即ち、この例では、常に運転負荷が「高」と判定される。

この問題を避けるために、仮に標準値ＲＡを大きくした場合を考える。この場合には、運転負荷が「高」であるのに関わらず、運転負荷が「低」と判定されてしまう。例えば、標準値ＲＡを値３から値４に変更すると、図６上段のケース及び下段のケースのいずれにおいても、運転負荷が「低」と判定されてしまう。

「市街地道路」のような、環境変化及び状況変化が多い道路の走行時には、短期間にアクセル開度の変動や運転負荷の変動が大きく生じるために、判定期間が長いと運転負荷の高低を適切に判別できないような状況が起こり得る。本実施例によれば、道路種別に応じて判定期間を切り替えるので、道路種別に依らず一律に同一の判定期間を設定する場合のような、運転者の実感と乖離した運転負荷の判定結果が生じる可能性を抑えることができ、走行道路に応じて適切に運転負荷を判定することができる。

更に言及すれば、運転者が感じる運転負荷は、相対的なものである。走行道路が「高速道路」であるときには、環境変化及び状況変化が乏しいことから、比較的少ないアクセル操作が生じるシーンでも、運転者は運転負荷を高く感じる。一方、走行道路が「市街地道路」であるときには、「高速道路」と比較して環境変化及び状況変化が大きいことから、運転負荷が高いと感じるアクセル操作の頻度の基準が、高速道路と比較して高くなる。

本実施例によれば、走行道路が「高速道路」であるときには、「市街地道路」や「非市街地道路」よりも判定期間を長く設定し、逆に、走行道路が「市街地道路」であるときには、「非市街地道路」や「高速道路」よりも判定期間を短く設定する。従って、本実施例によれば、運転負荷をアクセル開度の変化率Ｘ１から適切に判定することができる。

尚、上記実施例では、評価値ＬＡとして、判定期間内でアクセル開度の変化率Ｘ１が閾値Ｈ１を超える回数を算出した。これにより、判定期間におけるアクセル開度の時間変化を数値化した評価値ＬＡを算出した。しかしながら、評価値ＬＡは、判定期間におけるアクセル開度の検出値に基づいた他の種類の値であってもよい。

例えば、評価値ＬＡは、判定期間におけるアクセル開度の標準偏差であってもよい。この標準偏差は、判定期間におけるアクセル開度の時間変化を表す統計量である。この場合、制御部１０は、Ｓ２１０において、判定期間におけるアクセル開度の検出値に基づき、この期間におけるアクセル開度の標準偏差を評価値ＬＡとして算出することができる。そして、標準偏差が標準値ＲＡとしての標準偏差の基準値以上であると、運転負荷が高いと判定し（Ｓ２３０）、それ以外の場合には、運転負荷が低いと判定する（Ｓ２４０）ことができる。

アクセル開度の標準偏差は、判定期間におけるアクセル開度のばらつきや時間変化の程度を表す点で、アクセル開度の変化率Ｘ１が閾値Ｈ１を超えた回数と類似する性質を有する。従って、上記実施例と同様に、適切な運転負荷の判定を行うことができる。標準偏差に代えて、分散を用いることも当然に可能である。

別例として、評価値ＬＡは、判定期間におけるアクセルオフ回数であってもよい。アクセルオフ回数は、判定期間内でアクセル開度ＸＡが非ゼロからゼロに変化した回数であり得る。この場合、制御部１０は、評価値ＬＡとしてアクセルオフ回数を算出し（Ｓ２１０）、このアクセルオフ回数が、標準値ＲＡとしての基準回数以上であると、運転負荷が高いと判定し（Ｓ２３０）、それ以外の場合には、運転負荷が低いと判定する（Ｓ２４０）ことができる。

評価値ＬＡは、判定期間におけるアクセルオフ時間であってもよい。アクセルオフ時間は、判定期間内でアクセル開度がゼロである時間の合計であり得る。この場合、制御部１０は、評価値ＬＡとしてアクセルオフ時間を算出し（Ｓ２１０）、このアクセルオフ時間が、標準値ＲＡとしての基準時間以上であると、運転負荷が高いと判定し（Ｓ２３０）、それ以外の場合には、運転負荷が低いと判定する（Ｓ２４０）ことができる。

評価値ＬＡは、判定期間におけるアクセル開度の平均又はアクセル開度変化率の平均であってもよい。この場合、制御部１０は、評価値ＬＡとしてアクセル開度の平均又はアクセル開度変化率の平均を算出し（Ｓ２１０）、この平均が基準値以上であると、運転負荷が高いと判定し（Ｓ２３０）、それ以外の場合には、運転負荷が低いと判定する（Ｓ２４０）ことができる。アクセル開度の平均又はアクセル開度変化率の平均は、判定期間におけるアクセル開度の統計量である。平均に代えて、統計的に類似した性質を有する中央値が用いられ得る。

Ｓ１５０では、上述した評価値ＬＡの二つ以上を算出してもよい。制御部１０は、算出した評価値ＬＡの夫々に関して、この評価値ＬＡを用いて運転負荷の高低を判定し、Ｓ１６０では、各判定結果を記録及び出力するように動作してもよい。

［第二実施例］
第二実施例の負荷判定装置１は、第一実施例の負荷判定装置１において、制御部１０がアクセル開度に基づいた運転負荷の判定に加えて、車速に基づいた運転負荷の判定を行うように構成されたものである。他の点に関して、本実施例の負荷判定装置１は、第一実施例の負荷判定装置１と基本的に同一である。従って、以下では、本実施例の負荷判定装置１における第一実施例と同一構成部位についての説明を省略する。

本実施例の制御部１０は、メイン処理のＳ１５０において、図４に示す負荷判定処理に加えて、図７に示す負荷判定処理を実行する。図７に示す負荷判定処理は、上記車両状態を表すパラメータとして、車速を用いて運転負荷を判定する負荷判定処理である。制御部１０は、Ｓ１５０において、ＲＡＭ１５に蓄積された車速の観測データに基づき、図７に示す負荷判定処理を実行する。

この負荷判定処理において、制御部１０は、現在から過去に時間Ｔ遡った時点までの判定期間に検出された車速の検出値に基づき、上記評価値Ｌを算出する。以下では、車速に基づいて算出した評価値Ｌを評価値ＬＢと表現する（Ｓ３１０）。

Ｓ３１０では、判定期間における車速の標準偏差Ｘ２を評価値ＬＢとして算出することができる。評価値ＬＢが標準値ＲＢ以上である場合（Ｓ３２０でＹｅｓ）、制御部１０は、現在の運転負荷を「高」と判定し（Ｓ３３０）、当該負荷判定処理を終了する。一方、評価値ＬＢが標準値ＲＢ未満である場合（Ｓ３２０でＮｏ）、制御部１０は、現在の運転負荷を「低」と判定して（Ｓ３４０）、当該負荷判定処理を終了する。

このようにして負荷判定処理を終了すると、制御部１０は、図４に示す負荷判定処理により得られた判定結果、及び、図７に示す負荷判定処理により得られた判定結果を、ＲＡＭ１５に記録する一方、外部装置に出力する（Ｓ１６０）。制御部１０は、例えば、インタフェース部３０及び車内ネットワークを通じて、外部装置としての運転支援装置６０や表示装置７０に判定結果を提供することができる。

図８に示す各グラフは、互いに同じ時間軸を横軸に有するグラフである。図８の上から一段目のグラフには、主観的負荷の軌跡を示す。主観的負荷とは、運転者が感じると推定される運転負荷を数値化したものである。主観的負荷は、実験により統計的に得ることができる。グラフにおいて数値が高い程、運転負荷が高いことを示す。

二段目のグラフは、車速平均の軌跡を示す。三段目のグラフは、車速の標準偏差Ｘ２の軌跡を示す。この他、四段目のグラフは、アクセルオフ回数の軌跡を示し、五段目のグラフは、アクセル開度変化回数の軌跡を示す。ここで言うアクセル開度変化回数は、各判定期間において、アクセル開度の変化率Ｘ１が閾値Ｈ１を超えた回数である。各グラフに示す軌跡は、同一道路種別の道路を車両が走行するときの軌跡の例である。

図８に示す破線で囲まれる期間は、アクセルオフ回数又はアクセル開度変化回数を評価値ＬＡとして用いて運転負荷を判定すると、適切な負荷判定を行うことができる期間の一部を示したものである。図８に示す一点鎖線で囲まれる期間は、車速の標準偏差Ｘ２を評価値ＬＢとして用いて運転負荷を判定すると、適切な負荷判定を行うことができる期間の一部を示したものである。

図８に示す一点鎖線で囲まれる期間では、評価値ＬＡを用いても、運転負荷が高い状態を検知できない可能性がある。しかしながら、評価値ＬＢを用いれば、適切に運転負荷が高い状態を検知することができる。

このように本実施例によれば、種類の異なる複数の評価値ＬＡ，ＬＢを用いて運転負荷を判定するので、一層適切に運転負荷を判定することが可能である。
付言すると、上述の評価値ＬＢは、判定期間における車速の分散であってもよいし、判定期間における車速の平均であってもよい。この他、評価値ＬＢは、判定期間における車速の傾き（加速度、減速度又はその絶対値）が閾値を超えた回数であってもよい。第二実施例として、評価値ＬＡに加えて評価値ＬＢを算出する例を説明したが、評価値ＬＡを算出しない例も考えられる。

［他の実施形態］
以上に、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、負荷判定装置１は、車両状態を表すパラメータとして、ブレーキペダルの操作量を観測し、この操作量に基づいて運転負荷を判定する構成にされてもよい。この他、負荷判定装置１は、車両状態を表すパラメータとして、ステアリング操作量を観測し、この操作量に基づいて運転負荷を判定する構成にされてもよい。

ブレーキペダルの操作量及びステアリング操作量のいずれも車両の運転負荷と相関を有する。従って、これらのパラメータに基づいて運転負荷の判定を行う場合にも、適切に運転負荷の判定を行うことができる。いずれのパラメータを用いるケースにおいても、そのパラメータには、互いに異なる特徴があり、運転負荷の判定に得意な運転シーンがあると考えられる。従って、複数のパラメータを用いて運転負荷の判定を行うと、一層適切に運転負荷を判定することが可能である。どの判定結果を採用するかは、例えば運転シーンに基づいて決定することができる。複数パラメータについての判定結果を点数化して、統合した判定結果を求めることも考えられる。

また、上記実施例では、判定期間の時間長Ｔを、道路種別に応じて固定値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に定めたが、判定期間の時間長Ｔは、走行道路の道路種別の変化に応じて増減することにより、道路種類の変化に応じて相対的に切り替えられてもよい。

この他、上記実施例においてプログラムの実行により実現される機能は、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。プログラムは、光ディスクや磁気ディスク、半導体製メモリ等のコンピュータ読取可能な一時的でない記録媒体に記録して、利用者に提供され得る。

［対応関係］
用語間の対応関係は次の通りである。取得部２１は、取得手段の一例に対応する。また、判定部２５は、判定手段及び設定手段の一例に対応し、制御部１０が実行するＳ１５０，Ｓ２１０〜Ｓ２４０，Ｓ３１０〜Ｓ３４０によって実現される機能は、判定手段によって実現される機能の一例に対応する。制御部１０が実行するＳ１１０〜Ｓ１４０によって実現される機能は、設定手段によって実現される機能の一例に対応する。

１…負荷判定装置、１０…制御部、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＯＭ、１５…ＲＡＭ、２１…取得部、２５…判定部、３０…インタフェース部、４０…センサ群、４１…アクセル開度センサ、４５…車速センサ、５０…ナビゲーションシステム、５１…位置検出器、５５…道路データベース、６０…運転支援装置、７０…表示装置。

Claims (12)

1. 運転者に作用する車両の運転負荷を判定する負荷判定装置（１）であって、
   前記運転者による前記車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値を取得する取得手段（１０，２１）と、
   前記取得手段により取得された予め設定された判定期間における前記観測値に基づき、前記運転負荷を判定する判定手段（１０，２５，Ｓ１５０）と、
   前記判定期間の長さを、前記車両が走行する道路である走行道路の種類に応じて切り替えるように設定する設定手段（１０，２５，Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
   を備えることを特徴とする負荷判定装置。
2. 前記判定期間の長さは、前記走行道路の種類毎に予め定められ、
   前記設定手段は、前記走行道路の種類を特定し、前記判定期間の長さを、前記特定した種類に対応する長さに設定すること
   を特徴とする請求項１記載の負荷判定装置。
3. 前記判定期間の長さは、少なくとも高速道路及び非高速道路によって分類される前記種類毎に定められていること
   を特徴とする請求項２記載の負荷判定装置。
4. 前記走行道路は、少なくとも高速道路及び非高速道路によって分類され、
   前記設定手段は、前記走行道路が高速道路及び非高速道路のいずれであるかに応じて、前記判定期間の長さを切り替えること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の負荷判定装置。
5. 前記非高速道路は、更に市街地道路及び非市街地道路に分類され、
   前記設定手段は、前記走行道路が高速道路、市街地道路及び非市街地道路のいずれであるかに応じて、前記判定期間の長さを切り替えること
   を特徴とする請求項４記載の負荷判定装置。
6. 前記判定手段は、前記判定期間における前記観測値の統計量に基づき、前記運転負荷を判定すること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の負荷判定装置。
7. 前記観測値の統計量は、前記観測値の平均であること
   を特徴とする請求項６記載の負荷判定装置
8. 前記観測値の統計量は、前記観測値の標準偏差又は分散であること
   を特徴とする請求項６記載の負荷判定装置。
9. 前記判定手段は、前記判定期間における前記観測値の時間変化に基づき、前記運転負荷を判定すること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の負荷判定装置。
10. 前記観測値は、前記車両のアクセル開度又は走行速度の観測値であること
    を特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の負荷判定装置。
11. 前記判定手段は、前記観測値から特定されるアクセル開度の時間軸に対する傾きが前記判定期間において予め定められた範囲を超えた回数に基づき前記運転負荷を判定すること
    を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の負荷判定装置。
12. 前記判定手段は、前記観測値から特定される前記判定期間におけるアクセルオフ回数又はアクセルオフ時間に基づいて、前記運転負荷を判定すること
    を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の負荷判定装置。

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