JP5836711B2 - 車両用運行記録計の坂道検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、バスやトラック等の車両に搭載される車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法に関する。

自動車の安全運転と経済走行の観点から、特にバスやトラック等には運行記録計を備えることが義務づけられている。この運行記録計から安全運転日報が表示され解析されるが、安全運転分析の一つとしてエンジン回転数の適切さが評価される。しかしながら、坂道ではエンジンの回転超過は必然的に起こるもので、運転技術の公平から、運行記録計に気圧センサ等を設けて坂道を判定することが行われている（特許文献１及び特許文献２参照）。

図３は、特許文献１に開示された、従来の車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法を示す回路ブロック図である。

車両用運行記録計１０１は、トラックの運転席近傍に設けられ、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１２０、時計回路１２１、電源回路１０４、インターフェース１０５などよりなり、エンジン回転数センサ１２２、速度センサ１２３、吸入空気量センサ１２４などトラックに本来装備されている各種センサからの出力信号や、トラックの適宜の位置に設けられる気圧計である気圧センサ１１１からの出力信号のほか、登録ターミナル１２５などの適宜の入力手段によって入力される作業情報が車両用運行記録計１０１に着脱自在に装着される記録媒体としてのメモリカード１２６に時間の経過とともに記録するよう構成されていることが開示されている。

坂道検出方法は、坂道検出装置１１０としての気圧センサ１１１を利用して行われ、気圧センサ１１１の出力を車両用運行記録計１０１において適宜処理することにより、路面の進行方向への傾きθを得ることができる。この手段により、車両の走行状態が的確に把握され、運転者への省エネに対する意識を向上させることも開示されている。

図４は、特許文献２に開示された、従来の車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法を示す回路ブロック図である。

坂道検出装置２１０は、主に、ＣＰＵ２０２、ＥＥＰＲＯＭ２０３、気圧センサ２１１、などから構成されている。ＣＰＵ２０２は、坂道検出装置２１０の動作全般を統括する制御部である。ＥＥＰＲＯＭ２０３は、ＣＰＵ２０２を動作させるためのプログラムや計測用データ等を格納する。気圧センサ２１１は、走行中の車両周辺の気圧を所定間隔で測定する。また、ＣＰＵ２０２は、電源回路２０４を介して入力される車速センサからのｓｐｅｅｄ信号２０７を取得して、坂道検出の動作開始や各種演算を行う。更に、インターフェース回路２１２を介して、坂道の上り検出信号２１４、下り検出信号の出力２１５を行う。また２つのダイヤル２１３によって上りと下りの勾配の閾値を設定することが開示されている。

坂道検出方法は、気圧センサ２１１を利用して行われ、単位走行距離約５０ｍごとに気圧センサ２１１で高度値を算出し、単位走行距離ごとに算出した高度値の変化量を単位走行距離の５０ｍで除した値（％）を勾配として得ることができる。そして、過去に算出した勾配が３回連続して同一方向への勾配である場合に坂道として判定するため、高い精度で坂道の検出ができ、運行管理や運転評価を適正に行うことが開示されている。

特開２００４−４６４３９号公報 特開２０１０−３９９５４号公報

特許文献１記載の坂道検出装置及び坂道検出方法では、単に気圧センサ１１１を用いることが記載されているのみであり、具体的にどのように計測精度を上げて坂道を検出するかは記載されていない。

また、特許文献２記載の坂道検出装置及び坂道検出方法では、気圧センサ２１１から得られた高度値の計測精度を上げることが記載されている。過去に算出した勾配が３回連続して同一方向への勾配である場合に坂道として判定することにより精度を上げているが、１５０ｍ以上の走行距離を必要としており、より短い距離での検出ができないという課題を生じていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、坂道の検出を短い走行距離でも精度良く行い運行管理の適切な評価に繋がる車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用運行記録計の坂道検出装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 車両用運行記録計に一体的に設けられる坂道検出装置であって、
車両の前方側に取り付けられる第１気圧センサと、
車両の後方側に取り付けられる第２気圧センサと、
車両が位置する路面が坂道であるか否かの坂道判定を行う処理部と、
を備え、
前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの取り付け間隔は１０ｍ以上であり、
前記処理部は、
前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの測定値に基づいて前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの取り付け位置の高度の差を取得し、前記高度の差に基づいて前記路面の勾配を算出し、前記勾配に基づいて前記坂道判定を行う、こと。
（２） 上記（１）の坂道検出装置において、
前記処理部が、
車両が所定距離だけ移動する期間中における前記勾配の平均値を算出することを複数回行い、複数の前記勾配の平均値に基づいて前記坂道判定を行う、こと。
（３） 上記（１）又は（２）の坂道検出装置において、
前記坂道判定のための勾配閾値を設定するための設定ダイヤルを備え、
前記処理部が、
前記勾配と前記勾配閾値とに基づいて前記坂道判定を行う、こと。

上記（１）の構成では、車両に取り付けられた第１気圧センサと第２気圧センサとの高度値の差をリアルタイムに算出でき、第１気圧センサと第２気圧センサとの取り付け間隔が長いため、５０〜１００ｍの短い走行距離に於いても正確な坂道判定ができる坂道検出装置を提供できる。
上記（２）の構成では、より精度の勾配値を算出できる。
上記（３）の方法では、設定ダイヤルを操作することにより、坂道判定の閾値を調整できる。

本発明によれば、車両前後に搭載された気圧センサの測定値の差を勾配として計測できるため、走行距離が短くても確実に高い精度で坂道を検出できる車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の一実施形態における車両用運行記録計の坂道検出装置の回路ブロック図である。 図１の発明の坂道検出方法を示すフローチャートである。 従来技術の回路ブロック図である。 従来技術の回路ブロック図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜具体的手段＞
図１の回路ブロック図に基づいて、本発明の一実施形態である車両用運行記録計の坂道検出装置を説明する。

車両用運行記録計１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）３、電源回路４、インターフェース回路５、などから構成されている。また、坂道検出装置１０は、気圧センサ１１とインターフェース回路１２とダイヤル１３から構成されている。気圧センサ１１は、車両の前方側に取り付けられる第１気圧センサ１１Ａと、車両の後方側に取り付けされる第２気圧センサ１１Ｂと、から成る。インターフェース回路１２を介して、坂道の上り検出信号１４、下り検出信号１５の出力を行い車両用運行記録計１に記録する。またダイヤル１３によって上りと下りの勾配の閾値を設定することができる。

本発明の一実施形態として、既存の車両用運行記録計１に付随した一体型の坂道検出装置１０として説明するが、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、電源回路４、インターフェース回路５、を含む構成としての別体型の坂道検出装置１０であっても良い。

ＣＰＵ２は、車両用運行記録計１や坂道検出装置１０の動作全般を統括する制御部である。また、ＣＰＵ２は、電源回路４を介して入力されるＩＧＮ（イグニッション）信号６やインターフェース回路５を介して入力される車速センサからのｓｐｅｅｄ信号７を取得して坂道検出の動作開始や各種演算も行う。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ２を動作させるためのプログラムや計測用データ等を格納する。

気圧センサ１１は、走行中の車両周辺の気圧を所定間隔（例えば約０．５秒間隔）で測定し、測高公式で算出される高度値Ｈを出力する。第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂは、例えば取り付け間隔Ｌが１０ｍ（大型バスや大型トラック等）の場合、勾配５％で０．５ｍの高低差が確保される。即ち、第１気圧センサ１１Ａの高度値Ｈ１と第２気圧センサ１１Ｂの高度値Ｈ２との差ΔＨ（ΔＨ＝Ｈ１−Ｈ２）が、０．５ｍであれば勾配５％であると算出できる。
勾配（％）＝１００×ΔＨ［ｍ］／Ｌ［ｍ］
の式で求められる勾配は、所定間隔（リアルタイム）で算出される複数の値の平均値を用いることが望ましい。例えば、一定走行距離３０ｍ毎に平均値を取り、２回の平均値がそれぞれ＋％、＋％であれば上り坂と判定する。

上述したように、本発明の車両用運行記録計の坂道検出装置及び坂道検出方法は、少なくとも２つ以上の気圧センサ１１Ａ、１１Ｂを備え、２つの気圧センサ１１Ａ、１１Ｂで測定される高度値の差をリアルタイムで算出している。従って、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂとの取り付け間隔Ｌを大きく取れることが有利であり、全長１０ｍを越える大型バスや大型トラック等に最適である。

＜具体的方法＞
図２のフローチャートに基づいて、本発明の一実施形態である車両用運行記録計の坂道検出方法を説明する。

ステップＳ５１：イグニッション信号ＯＮ後、ＣＰＵ２は、速度信号入力処理を開始する。その際、気圧センサ１１から得られる初期の高度値を算出する。

ステップＳ５２：ｓｐｅｅｄ信号７のパルス数をカウントして走行距離を算出する。

ステップＳ５３：一定の走行距離毎に気圧センサ１１から気圧データを入手する。入手された気圧データを基に高度値を算出する。例えば３０ｍ毎や５０ｍ毎に高度値を算出するよう設定する。

ステップＳ５４：ＣＰＵ２は加速度を算出処理する。

ステップＳ５５：ＣＰＵ２は勾配判定処理を行う。ここで勾配とは、一定距離Ｄ毎に算出した高度値の変化量ｄＨを一定距離Ｄで除した値（％）であり、
勾配［％］＝１００×ｄＨ［ｍ］／Ｄ［ｍ］
で示される式により所定回数分記録される。

ステップＳ５６：ＣＰＵ２は、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂから算出されたそれぞれの高度値からの差ΔＨを基に高度差判定処理を行う。一定距離毎にリアルタイムで算出された個々のΔＨを総和して算出回数で除することにより、一定距離毎の平均値を得ることができる。

ステップＳ５７：一定距離毎に行った勾配値を連続して数回行うことにより坂道判定処理をする。坂道であると判定した場合は、インターフェース回路１２を介して、勾配が＋％である場合は、坂道の上り検出信号１４の出力を行い、勾配が−％である場合は、下り検出信号１５の出力を行い車両用運行記録計１に記録する。

本発明の坂道検出装置及び坂道検出方法では、算出した勾配が連続して近似値として同一であれば坂道と判定している。即ち、＜＋％、＋％＞であれば上り坂と判定し、＜−％、−％＞であれば下り坂として判定する。また、２つの気圧センサ１１Ａ、１１Ｂによる差ΔＨを、リアルタイムで算出しているため、短い距離、例えば３０ｍ毎で３回（計９０ｍ）や５０ｍ毎で２回（計１００ｍ）でも精度良く坂道判定ができる。

＜本発明のまとめ＞
本発明の車両用運行記録計の坂道検出装置においては、車両用運行記録計１に一体的に設けられる坂道検出装置１０であって、少なくとも気圧センサ１１とインターフェース回路１２とを備え、気圧センサ１１は、少なくとも２つ以上を備え、車両の前方側に取り付けられる第１気圧センサ１１Ａと車両の後方側に取り付けられる第２気圧センサ１１Ｂとから成り、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂから測定されたそれぞれの高度値の差ΔＨを取得して勾配を算出して坂道を判定することを特徴としている。

この構成により、車両に取り付けられた第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂとの高度値の差ΔＨをリアルタイムに算出でき、５０〜１００ｍの短い走行距離に於いても正確な坂道判定ができる坂道検出装置を提供できる。

また、本発明の車両用運行記録計の坂道検出装置においては、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂから測定されたそれぞれの高度値の差ΔＨを取得して勾配を算出し、一定距離毎に平均値を算出し坂道を判定することを特徴としている。この構成により、より精度の勾配値を算出できる。

本発明の車両用運行記録計の坂道検出方法においては、車両の走行距離を算出するステップと、各気圧センサ１１Ａ、１１Ｂから一定距離毎に算出された高度値の変化量ｄＨから勾配判定処理を行うステップと、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂから算出されたそれぞれの高度値からの差ΔＨを基に高度差判定処理を行うステップと一定距離毎に算出した勾配値を連続して数回行うことにより坂道判定処理を行うステップと、を有することを特徴としている。

この方法により、車両に取り付けられた第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂとの高度値の差ΔＨをリアルタイムに算出でき、５０〜１００ｍの短い走行距離に於いても正確な坂道判定ができる坂道検出方法を提供できる。

また、本発明の車両用運行記録計の坂道検出方法においては、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂから算出されたそれぞれの高度値からの差ΔＨをリアルタイムに記憶して、一定距離毎に平均値を算出して坂道判定処理をするステップと、を有することを特徴としている。この方法により、より精度の勾配値を算出できる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明の一実施形態では、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂとの差ΔＨを用いて坂道の勾配を判定することを述べたが、第１気圧センサ１１Ａと第２気圧センサ１１Ｂとが独立して一定走行距離に於ける高度値の変化量ｄＨを比較することにより、精度の高い勾配判定処理を行うことも可能である。

また、本発明の一実施形態では、２つの気圧センサ１１Ａ、１１Ｂを説明したが、車両の前部に２つ、後部に２つ、計４つの気圧センサを設けても良い。４つの高度値を同時に比較することにより精度の高い値を得ることができる。

気圧センサ１１として第１気圧センサ１１Ａ及び第２気圧センサ１１Ｂを記載したが、第１、第２の順序に特定されるものではない。

１ 車両用運行記録計
２ ＣＰＵ
３ ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）
１０ 坂道検出装置
１１ 気圧センサ
１１Ａ 第１気圧センサ
１１Ｂ 第２気圧センサ

Claims (3)

1. 車両用運行記録計に一体的に設けられる坂道検出装置であって、
   車両の前方側に取り付けられる第１気圧センサと、
   車両の後方側に取り付けられる第２気圧センサと、
   車両が位置する路面が坂道であるか否かの坂道判定を行う処理部と、
   を備え、
   前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの取り付け間隔は１０ｍ以上であり、
   前記処理部は、
   前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの測定値に基づいて前記第１気圧センサ及び前記第２気圧センサの取り付け位置の高度の差を取得し、前記高度の差に基づいて前記路面の勾配を算出し、前記勾配に基づいて前記坂道判定を行う、
   坂道検出装置。
2. 請求項１に記載の坂道検出装置において、
   前記処理部が、
   車両が所定距離だけ移動する期間中における前記勾配の平均値を算出することを複数回行い、複数の前記勾配の平均値に基づいて前記坂道判定を行う、
   坂道検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の坂道検出装置であって、
   前記坂道判定のための勾配閾値を設定するための設定ダイヤルを備え、
   前記処理部が、
   前記勾配と前記勾配閾値とに基づいて前記坂道判定を行う、
   坂道検出装置。

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