JP7359549B2 - 安全監視装置および安全監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷物を積載した車両の安全監視装置および安全監視方法に関する。

例えばトラックなどの業務用車両は、乗務員の労務管理や安全運転管理などに利用可能な運行データを自動的に記録するための車載器として、デジタルタコグラフやドライブレコーダを搭載している場合が多い。また、このような車載器は、近年では乗務員の運転状況を評価するための機能を有する場合もある。

例えば、特許文献１の運転解析装置は、車速、アクセル開度、エンジン回転数、ブレーキ操作、瞬時燃費などの運行データを記録し、これらのデータを解析して燃費の低減を図ることを目的とする。また、このような運転解析装置は、一般には急発進、急加速、急減速、速度オーバー、連続走行時間などのイベントも記録できるので、記録されたイベントに基づいて運転者の指導や管理に役立てることも可能である。

ところで、このような業務用車両においては、積載される荷物の量や重さ、位置によって車両の走行状態が異なってくる。例えば、重量の大きい荷物を運搬する際には、車両の制動距離が増加するとともに、遠心力の増加により曲線道路における車線からの逸脱の危険性が高まる。また、走行中の加速度などの影響で荷物の位置が横方向に移動すると車両全体の重心位置が片寄って通常よりも車両が横転しやすい状況になる。また、多数積み上げた荷物が荷崩れしたり、各荷物の位置が移動すると、荷物同士が衝突したり床面等に落下して荷物に損傷が発生しやすい状況になる。しかしながら、特許文献１に記載の運転解析装置は、積荷の重さを燃費と関連付けるようにはなっているものの、積荷の状態を監視し積荷の重さや重心などと安全運転評価とを関連付けるようなものではない。

また、特許文献２の荷崩れ監視システムにおいては、ドライバー及び管理センターが運送車両の荷崩れを容易に知ることができ、荷崩れの処置に対し迅速に対応でき、荷崩れの損害を最小限にするための技術を示している。具体的には、車載端末は、運送車両の荷台内に取り付けられた複数のセンサにより積荷の荷崩れを監視し、積荷の荷崩れが検出されたとき、積荷の荷崩れが発生した旨を示す警告をドライバーに発する。

国際公開第２０１５／１３６６４７号 特開２００５－１８４７２号公報

しかしながら、特許文献２の技術は、荷崩れを監視するために赤外線の受発信機により荷物を監視しているので、実際に荷崩れのような大きな変化が発生しない限り異常を検知するのは困難である。つまり、荷崩れの事後対応しかできないため、荷崩れが発生していない状況では、取得したデータを運送車両の走行に役立てることができない。

また、走行中に積荷の状態が変化したとしても、車両走行中における積荷の状態を把握するようなものではないため、運転手が実際の積荷の状態に応じた適切な運転操作を行っているかを正しく評価することはできなかった。

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、車両走行開始後の積荷の状態を運転評価に反映し、評価精度を高めることができる安全監視装置および安全監視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、本発明に係る安全監視装置および安全監視方法は、下記（１）～（５）を特徴としている。
（１） 車両の走行状態を検知する走行状態検知部と、
少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を計測し、当該積載状況を反映した荷物監視情報を生成する自動計測部と、
前記走行状態を規定値と比較することにより運転評価を実行する運転評価部と、を備え、
前記運転評価部は、前記荷物監視情報に基づいて前記車両の操舵角速度の前記規定値を設定し、
前記走行状態検知部は、前記走行状態として、前記車両の操舵角速度を検知し、
前記運転評価部は、前記検知された操舵角速度を前記操舵角速度の前記規定値と比較することにより運転評価を実行する、
ことを特徴とする安全監視装置。

（２） 前記走行状態検知部は、前記走行状態として、前記車両の車速を検知する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の安全監視装置。

（３） 前記車両の停車状態を検知する停車検知部を更に備え、
前記自動計測部は、前記車両が走行を開始した後で、前記停車状態の検知に基づいて、前記積載状況を計測し前記荷物監視情報を生成する、
ことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の安全監視装置。

（４） 前記荷物監視情報は、前記荷物の重量および前記車両の上下方向及び左右方向の重心位置の情報を含む、
ことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の安全監視装置。

（５） 車両の走行状態を検知し、
少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を反映した荷物監視情報の生成を繰り返し実行し、
前記走行状態を、前記荷物監視情報に基づいて設定された規定値と比較することにより運転評価を実行し、
前記走行状態として、前記車両の操舵角速度を検知し、
前記検知された操舵角速度を前記車両の操舵角速度の前記規定値と比較することにより運転評価を実行する、
ことを特徴とする安全監視方法。

上記（１）の構成の安全監視装置によれば、積荷の状態を運転評価の規定値に反映させることができるので、高精度な安全評価が可能になる。すなわち、車両が走行を開始した後で、自動計測部が積載状況を計測し荷物監視情報を生成し、この荷物監視情報に基づいて運転評価を実行するので、積荷の状態に応じた適正な安全運転が実行されているかを監視することが可能となる。
更に、上記（１）の構成の安全監視装置によれば、車両の安定走行のために、積荷の状態に応じて運転の際に最も注意すべき操舵角速度に対する評価を適切に行うことにより、運転操作に対する評価の信頼性を高めることができる。

上記（２）の構成の安全監視装置によれば、車両の安定走行のために、積荷の状態に応じて運転の際に最も注意すべき車速に対する評価を適切に行うことにより、運転操作に対する評価の信頼性を高めることができる。

上記（３）の構成の安全監視装置によれば、車両の停止中に荷物監視情報を生成するので、車両走行に起因する振動や加速度の影響を受けない状態で荷物監視情報を取得できる。したがって、現在の積荷の状態に応じた適切な評価用の規定値を設定でき、この規定値を用いて精度の高い安全運転評価を実行することができる。

上記（４）の構成の安全監視装置によれば、積荷の積載状況のうち、車両の走行状態に最も影響を与える積荷の重さおよび車両の重心位置を安全運転評価に反映することができる。

上記（５）の構成の安全監視方法によれば、積荷の状態を運転評価に規定値に反映させることができるので、高精度な安全評価が可能になる。すなわち、車両が走行を開始した後で荷物の積載状況を計測し、荷物監視情報を生成するので、積荷の状態に応じて変化する車両の走行状態に応じた安全運転が実行されているかを監視することが可能となる。

本発明の安全監視装置および安全監視方法によれば、車両走行開始後の積荷の状態を運転評価に反映させるので、安全運転評価の精度を高めることができる。

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（以下、「実施形態」という。）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。

図１は、安全監視装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、荷重センサの構成例を示すブロック図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）、および図３（ｃ）は、それぞれ監視対象のトラック車両の構成例を表す正面図、右側面図、および底面図である。 図４は、トラック車両を後方から視た場合の車体と重心位置との関係を表す模式図である。 図５は、安全監視装置における安全評価動作を表すフローチャートである。 図６は、時刻及び車両位置に基づく注意度の判定値設定動作を表すフローチャートである。 図７は、積荷の積載重量に基づく危険度の判定値設定動作を表すフローチャートである。 図８は、トラック車両の車両重心に基づく危険度の判定値設定動作を示すフローチャートである。 図９は、トラック車両の重心位置算出動作を示すフローチャートである。 図１０は、トラック車両を後方から視た場合の車体と重心位置との関係を表す模式図である。 図１１は、トラック車両の重心位置に応じた判定値を設定するための判定値テーブルを示す図である。 図１２は、設定テーブルの一例を示す図である。 図１３は、車載器を含む通信システムの構成例を示すブロック図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

＜安全監視装置の構成例＞
安全監視装置の構成例を図１に示す。なお、以下の説明では、安全監視装置が車載器により構成される場合を例に説明する。
図１に示した安全監視装置は、車載器の本体として車両に搭載される電子制御装置１０を備えている。また、この電子制御装置１０に記録カード２１、警報出力部２２、車両電源２３、車速検出部２４、４つの荷重センサ２５Ａ～２５Ｄ、３つの傾斜センサ２６Ａ～２６Ｃ、操舵角速度検出部２７、および車両位置検出部２８が接続されている。

また、電子制御装置１０は、旋回加速度検出部１１、本体メモリ１２、外部出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３、警報出力部１４、表示部１５、制御部１６、電源部１７、および入出力Ｉ／Ｆ１８を備えている。

記録カード２１は、電子制御装置１０に対して着脱自在な不揮発性のメモリカードであり、運転者毎に個別に用意される。この記録カード２１は、荷物の輸送品質に関連する情報を含む運行記録情報を記録するために利用できる。

警報出力部２２は、制御部１６が後述する運転手の安全評価を行うための動作を実行し、安全運転から逸脱したと判断した場合に、その旨を表す警報を、表示、警報音、文字情報などの形態で自車両の運転手や管理者などに報知するために利用される。また、荷物の異常に関連する警報を報知するためにも利用される。
車両電源２３は、車両に搭載されているバッテリーなどの電源であり、電子制御装置１０等の車載器に対して所定の直流電力を供給することができる。

車速検出部２４は、変速機の出力軸、あるいは各車輪の回転に連動して発生する車速パルス信号を生成する。電子制御装置１０は、車速検出部２４が出力する車速パルス信号に基づいて、各時点の車速（ｋｍ／ｈ）を算出できる。なお、電子制御装置１０が車速パルス信号以外の情報に基づいて車速を把握することも可能である。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を搭載する場合には、この受信信号から車速の情報を算出できる。

荷重センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、および２５Ｄは、それぞれ、前方左側（ＦＬ）、前方右側（ＦＲ）、後方左側（ＲＬ）、および後方右側（ＲＲ）の各位置の車輪を支持するサスペンションに加わる荷重の大きさを計測できるように設置されている。

傾斜センサ２６Ａは、前方左側の車輪回転軸と、前方右側の車輪回転軸との間を結ぶ軸（前輪側車軸）の水平方向に対する傾斜角度の大きさを検出できる位置に設置されている。また、傾斜センサ２６Ｂは、後方左側の車輪回転軸と、後方右側の車輪回転軸との間を結ぶ軸（後輪側車軸）の水平方向に対する傾斜角度の大きさを検出できる位置に設置されている。また、傾斜センサ２６Ｃは、前輪側車軸と後輪側車軸とを結ぶ軸（前後方向車軸）の水平方向に対する傾斜角度の大きさを検出できる位置に設置されている。

操舵角速度検出部２７は、ステアリングシャフトの近傍に取り付けられた図示しない操舵角センサから単位時間ごとにステアリングシャフトの回転角を示す信号を取得し、操舵角速度を算出する。制御部１６は、操舵角速度検出部２７から操舵角速度を表す信号を取得する。
車両位置検出部２８は、図示しないＧＰＳ受信機により構成されており、現在位置情報を生成する。ＧＰＳ受信機は複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信して、受信地点である車両の現在位置を算出できる。

旋回加速度検出部１１は、自車両の旋回時に荷物等に加わる水平面内の加速度の方向および大きさを表す電気信号を出力できる。
本体メモリ１２は、事前に定めた各種定数データや電子制御装置１０の動作に必要なプログラムが書き込まれた不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）と、一時データを保持するためのメモリ（ＲＡＭ）とを備えている。

外部出力Ｉ／Ｆ１３は、制御部１６が記録カード２１のデータにアクセスするための信号処理と、警報出力部２２への信号出力のための制御を実施する。
警報出力部１４は、電子制御装置１０に内蔵された警報ランプやブザーなどを用いて安全運転から逸脱したと判断した場合や異常の発生を運転手に報知するために利用される。

表示部１５は、自車両の運転手の位置から視認が容易な状態で配置された平面ディスプレイを備えている。この平面ディスプレイの二次元画面に、カラー画像や文字情報などを必要に応じて表示できる。

制御部１６は、マイクロコンピュータを主体とする電子回路により構成され、事前に用意されたプログラムを実行することにより、電子制御装置１０に必要とされる各種の制御機能を実現する。

電源部１７は、車両電源２３から供給される電力に基づいて、安定した直流電力を生成し、この直流電力は電子制御装置１０内部の各回路と、荷重センサ２５Ａ～２５Ｄおよび傾斜センサ２６Ａ～２６Ｃへ電源として供給する。
入出力Ｉ／Ｆ１８は、車速検出部２４、荷重センサ２５Ａ～２５Ｄ、傾斜センサ２６Ａ～２６Ｃ、操舵角速度検出部２７、車両位置検出部２８等の各信号を制御部１６に入力するための信号処理を実施する。

＜荷重センサの構成例＞
荷重センサ２５の構成例を図２に示す。図１中に示した荷重センサ２５Ａ～２５Ｄのそれぞれが図２の荷重センサ２５に相当する。

図２に示すように、この荷重センサ２５は歪み検出素子３１、専用ＩＣ（ＡＳＩＣ）３２、Ｖ／Ｆ変換回路３３、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）３４、入出力Ｉ／Ｆ３５、および電源回路３６を内蔵している。

歪み検出素子３１は、これが設置されている箇所に加わる荷重により生じる歪み量を検出する。専用ＩＣ３２は、歪み検出素子３１が検出した歪み量、すなわち荷重に相当する電圧（Ｖ）の電気信号を生成する。Ｖ／Ｆ変換回路３３は、専用ＩＣ３２が出力する信号の電圧変化を周波数（Ｆ）の変化に変換する。具体的には、Ｖ／Ｆ変換回路３３が出力するパルス信号の周波数が、歪み検出素子３１に加わった荷重に相当する。

ＭＣＵ３４は、Ｖ／Ｆ変換回路３３が出力するパルス信号の周波数に基づいて、検出された荷重の大きさを表すデータを生成する。ＭＣＵ３４が生成した荷重の検出データは、入出力Ｉ／Ｆ３５を経由して電子制御装置１０に入力される。

＜監視対象のトラック車両の構成例＞
監視対象のトラック車両４１の構成例を図３（ａ）～図３（ｃ）に示す。図３（ａ）、図３（ｂ）、および図３（ｃ）は、それぞれトラック車両４１の正面図、右側面図、および底面図である。

図３（ａ）に示した例では、トラック車両４１の運転席の近傍に電子制御装置１０が設置されている。電子制御装置１０に接続された４つの荷重センサ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、および２５Ｄは、それぞれ、左前方の車輪４４Ａ、右前方の車輪４４Ｂ、左後方の車輪４４Ｃ、および右後方の車輪４４Ｄの近傍に設置されている。

また、傾斜センサ２６Ａは前方側の車軸４３Ａ近傍に設置され、傾斜センサ２６Ｂは後方側の車軸４３Ｂ近傍に設置されている。傾斜センサ２６Ｃは、車軸４３Ａ、４３Ｂの中間位置に設置されている。つまり、傾斜センサ２６Ａは横方向の前方車軸４３Ａの傾斜角度を検出し、傾斜センサ２６Ｂは横方向の後方車軸４３Ｂの傾斜角度を検出し、傾斜センサ２６Ｃは前後方向の車軸の傾斜角度を検出する。

トラック車両４１の荷台４２の内部空間には、様々な荷物が積載される。荷物の積載状況に応じて、各位置の荷重Ｗ１、Ｗ２等が変動する。また、各位置の荷重Ｗ１、Ｗ２のバランスに応じて、車軸４３Ａの傾斜角度、車軸４３Ｂの傾斜角度、および前後方向の車軸の傾斜角度が変動する。

＜車体と重心位置との関係＞
トラック車両４１を後方から視た場合の車体と重心位置との関係の例を図４に示す。
なお、図４において、ｘ軸がトラック車両４１の車幅方向、ｚ軸がその高さ方向をそれぞれ示している。ｙ軸は前後方向を表している。そして、ｘ軸をトラック車両４１の前方側及び後方側の各々の車軸４３Ａ、４３Ｂと設定したときに、ｘ軸とｚ軸とを通るようにトラック車両４１の断面Ｐを設定している。これは、トラック車両４１の前方側及び後方側の車軸４３Ａ、４３Ｂの各々は傾斜角θが異なるためである。

トラック車両４１は、半径ｒの一対の車輪（タイヤ）４４Ａ－４４Ｂ間を車輪距離ｂとして表してある。そして、車両重量ｍ（荷物等を含む）はトラック車両４１の重量を示している。
各断面Ｐの重心位置Ｃは、トラック車両４１に加わる荷重に応じて変化する前記車両の重心の断面Ｐにおける位置を示し、二次元の重心座標（ｘ１，ｚ１）で示すことができる。そして、重心位置Ｃは、荷物等を積載していない空荷状態が初期位置となり、荷物等が積載されて重量が増加することで、重心は高さ方向の上方に向かって重量の増加量に応じた分だけ移動することになる。重心高さｈは、地面１００から重心位置Ｃまでの高さを示している。

重力加速度ｇは、トラック車両４１に働く重力をそのトラック車両４１の質量で割った値を示している。遠心加速度ａは、トラック車両４１が左折や右折に応じて生じるみかけ上の力を示している。傾斜角θは、トラック車両４１が所望の方向（図４では左方向）に傾斜したときの角度を示し、本実施形態では左側の車輪の中心線が地面１００と交わった支点Ａの傾斜角を示している。そして、トラック車両４１の右側の車輪の中心線と地面１００と交わった点を支点Ｂとしている。

車幅ｂのトラック車両４１が図３（ｂ）に示すように水平面上にある場合、左側の車輪４４Ａ、４４Ｃに重力Ｗ１、右側の車輪４４Ｂ、４４Ｄに重力Ｗ２がそれぞれ加わり、且つ、トラック車両４１が図４に示すように傾斜角θの傾斜面上にある場合、左側の車輪４４Ａ、４４Ｃに重量Ｗ１’、右側の車輪４４Ｂ、４４Ｄに重量Ｗ２’がそれぞれ加わっていることを荷重検出部が検出した場合、前方側及び後方側の各重心位置Ｃの二次元重心座標（ｘ１，ｚ１）は以下の式１、式２で算出することができる。
ｘ１＝（Ｗ２／（Ｗ１＋Ｗ２））×ｂ ・・・（式１）
ｚ１＝（ｘ１－（Ｗ２’／（Ｗ１＋Ｗ２）×ｂ））／ｔａｎθ ・・・（式２）

図４において、横転限界線Ｌが、トラック車両４１の横転する基準線となっており、重心座標（ｘ１，ｚ１）が横転限界線Ｌを左側へ超えると横転することになる。すなわち、横転限界線Ｌの右側が安全走行可能な領域となる。これは、支点Ｂに対しても同様に設定されるものである。

このような場合に、支点Ａを中心にトラック車両４１を左側に傾斜角θだけ傾けると、重心位置Ｃから地面１００に対する垂線によって車輪距離ｂは第１距離ｂ１と第２距離ｂ２（ｂ－ｂ１）とに分割される。そして、モーメントのつり合いより、以下の式３の条件を満たした場合に自重により左に横転することになる。すなわち、式３の左辺が車軸４３Ａ、４３Ｂに平行な力によるモーメントを示し、右辺が車軸４３Ａ、４３Ｂに垂直な力によるモーメントを示している。
((ｍｇ・sinθ)＋(－ｍａ・cosθ))ｈ ＞ ((ｍｇ・cosθ)＋(ｍａ・sinθ))ｂ１
・・・（式３）

また、図１に示した安全監視装置においては、傾斜センサ２６Ｃが前後方向の車軸の傾斜角度を検出するので、図４の場合と同様に前後方向の車軸の傾斜角度を考慮して、前後方向（ｙ軸方向）の重心位置も算出できる。つまり、重心位置Ｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を特定できる。

＜安全評価動作の説明＞
安全監視装置における安全評価動作を図５に示す。すなわち、トラック車両４１における運転手の安全評価を行うための動作を電子制御装置１０の制御部１６が実行する。

制御部１６は、時刻及び車両位置による注意度判定値をＳ１１で設定する。時刻及び車両位置による注意度判定値の具体的な設定手順は、後述するように、図６に示す判定値設定動作に従って行われる。

次に、制御部１６は、積載重量による危険度判定値をＳ１２で設定する。積載重量による危険度判定値の具体的な設定手順は、後述するように、図７に示す判定値設定動作に従って行われる。次に、制御部１６は、車両重心による危険度判定値をＳ１３で設定する。車両重心による危険度判定値の具体的な設定手順は、後述するように、図８に示す判定値設定動作に従って行われる。

そして、制御部１６は、Ｓ１１～Ｓ１３で設定された判定値を、後述する設定テーブル（図１２）に適用して、現在のトラック車両４１の走行状態に対して安全評価を行うためのしきい値（規定値）を設定する（Ｓ１４）。なお、本実施形態では、車速及び操舵角速度に対するしきい値が設定される場合を例に説明する。

次に、制御部１６は、車速検出部２４からの車速パルス信号に基づいて、現在のトラック車両４１の車速（ｋｍ／ｈ）を算出する（Ｓ１５）。そして、現在の車速がＳ１４で設定された車速のしきい値を超えているかを識別し（Ｓ１６）、超えているならば安全運転から逸脱したと判断したことを表す警報を、表示、警報音、文字情報などの形態で警報出力部２２に報知させる（Ｓ１７）。また、車速がしきい値を超えたことを示すイベントを運行データとして記録する。一方、現在の車速がＳ１４で設定された車速のしきい値を超えていないならばＳ１８に進む。

制御部１６は、操舵角速度検出部２７から現在の操舵角速度を表す信号を取得する（Ｓ１８）。そして、現在の操舵角速度がＳ１４で設定された操舵角速度のしきい値を超えているかを識別し（Ｓ１９）、超えているならば安全運転から逸脱したと判断したことを表す警報を、表示、警報音、文字情報などの形態で警報出力部２２に報知させる（Ｓ２０）。また、操舵角速度がしきい値を超えたことを示すイベントを運行データとして記録する。一方、現在の車速がＳ１４で設定された操舵角速度のしきい値を超えていないならば処理を終了する。制御部１６は、トラック車両４１の運行中に、この安全評価動作を所定の時間間隔で繰り返し実行する。

＜時刻及び車両位置に基づく判定値設定動作＞
制御部１６は、上記安全評価動作のＳ１１における時刻及び車両位置による注意度判定を、図６に示す判定値設定動作に従って実行する。

制御部１６は、まずＳ３１で注意度判定値を初期値として０に設定するとともに、Ｓ３２で現在時刻を取得する。現在時刻は、電子制御装置１０の内部時計あるいはＧＰＳ受信機により受信したＧＰＳ衛星からの電波によって求められる。

制御部１６は、取得した現在時刻が注意時間帯に含まれているかをＳ３３で識別する。注意時間帯は予め設定されており、例えば通勤・通学時間帯、夕方や夜間の時間帯が含まれる。この注意時間帯は、例えばトラック車両４１の運行管理を行う企業ごとや、その企業の事業所ごとに設定することができる。制御部１６は、現在時刻が注意時間帯に含まれているならばＳ３４に進み、含まれていないならばＳ３１に戻る。

制御部１６は、車両位置検出部２８から現在位置情報をＳ３４で取得すると、トラック車両４１が注意エリアを走行中であるかを識別する（Ｓ３５）。注意エリアは予め設定されており、例えば通学路や事故多発地帯、急カーブが連続する地点などが含まれている。この注意エリアも企業ごとや事業所ごとなどによって自由に設定される。制御部１６は、トラック車両４１が注意エリアを走行中と識別したならばＳ３６に進み注意度判定値を１に設定し処理を終了する。一方、制御部１６は、トラック車両４１が注意エリア外であると識別したならば、注意度判定値が０に設定されたままの状態で処理を終了する。
なお、図６に従った上記の注意度判定値設定動作は一例であり、例えば注意時間帯又は注意エリアのいずれか一方が該当していれば注意度判定値を１に設定してもよい。また、注意時間帯及び注意エリアの双方に該当している場合には注意度判定値を２に設定するようにしてもよい。

＜積載重量に基づく判定値設定動作＞
制御部１６は、上記安全評価動作のＳ１２における積載重量による危険度判定を、図７に示す判定値設定動作に従って実行する。すなわち、制御部１６は、トラック車両４１の積載重量に応じた危険度の判定値を設定する。

制御部１６は、まずＳ４１で荷重センサ２５Ａ～２５Ｄから入力される信号に基づき、トラック車両４１に積載されている荷物の積載重量を算出する。すなわち、制御部１６は、荷物等を積載していない空荷状態において予め記憶されている荷重センサ２５Ａ～２５Ｄの値と、これらの荷重センサ２５Ａ～２５Ｄから現在入力される値を比較することにより積載重量を算出する。

制御部１６は、Ｓ４２に進むと、積載重量が５ｔ以上であるか否かを識別する。５ｔ未満と識別した場合には、積載重量による危険度の判定値を１に設定し（Ｓ４３）、処理を終了する。制御部１６は、積載重量が５ｔ以上と識別するとＳ４４に進み、積載重量が１０ｔ以上であるか識別する。１０ｔ未満と識別した場合には、積載重量による危険度の判定値を２に設定し（Ｓ４５）、１０ｔ以上と識別した場合には、積載重量による危険度の判定値を３に設定する（Ｓ４６）。

＜車両重心に基づく判定値設定動作＞
制御部１６は、上記安全評価動作のＳ１３における車両重心による危険度判定を、図８に示す判定値設定動作に従って実行する。すなわち、制御部１６は、トラック車両４１の車両重心に応じた危険度の判定値を設定する。

制御部１６は、トラック車両４１の車両重心位置を算出する（Ｓ５１）。車両重心位置は、例えば図９に示す重心位置算出動作に従って算出される。この重心位置算出動作は、トラック車両４１への荷積み作業が完了し運行が開始されると、電子制御装置１０の制御部１６によって繰り返し実行される。

制御部１６は、例えば車速検出部２４が出力する信号に基づいて現在のトラック車両４１の走行速度（車速：ｋｍ／ｈ）をＳ６１で検出し、検出した車速を事前に定めた車速閾値とＳ６２で比較することにより、自車両が停車状態か否かを識別する。停車状態を検知すると、Ｓ６３以降の処理に進む。

つまり、制御部１６は、トラック車両４１の走行に起因して発生する振動や加速度の影響を受けない状態で、Ｓ６３以降の処理に進み正しい重心位置を算出することができる。なお、「停車状態」以外の条件をＳ６２の処理に更に追加しても良い。例えば、停車状態で且つ路面がほぼ水平状態である場合にＳ６３に進むようにすれば、計算誤差の発生をさらに抑制できる。

制御部１６は、Ｓ６３で荷重センサ２５Ａ～２５Ｄの出力をそれぞれ読み取って各車輪位置の荷重を計測する。
制御部１６は、Ｓ６４で傾斜センサ２６Ａ、２６Ｂの出力をそれぞれ読み取って前後の各車軸４３Ａ、４３Ｂの傾斜角度θを計測する。

制御部１６は、前記式１、式２と、Ｓ６３、Ｓ６４で得られた荷重および傾斜角度の計測値を利用して、Ｓ６５で重心位置Ｃの二次元座標（ｘ，ｚ）を車軸毎に算出する。
制御部１６は、Ｓ６６で傾斜センサ２６Ｃの出力を読み取って前後方向の車軸における傾斜角度θを計測する。そして、Ｓ６３、Ｓ６６で得られた荷重および傾斜角度の計測値を利用して、Ｓ６７で重心位置Ｃの前後方向の二次元座標（ｙ，ｚ）を算出する。

制御部１６は、Ｓ６５で得られた車軸毎の重心位置の二次元座標（ｘ，ｚ）と、Ｓ６７で得られた前後方向の重心位置の二次元座標（ｙ，ｚ）とを合成することにより、重心位置Ｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する（Ｓ６８）。

制御部１６は、Ｓ６８で算出した最新の重心位置Ｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）のデータに基づいて、Ｓ６９で重心位置Ｃのブロック割り当てを実行する。重心位置のブロック割り当ては、例えば図１０に示すように行われる。
図１０は、トラック車両４１の三次元形状を、トラック車両４１の後方斜め右上から見下ろした状態を模擬している。

図１０の例では、立体的な多数のブロックにより区画されており、ｘ軸方向に４個、ｙ軸方向に４個、ｚ軸方向に４個、すなわち合計で６４個のブロックにより構成されている。これら６４個のブロックそれぞれには、３次元のアドレスが割り当てられている。このアドレスは、ｘ軸方向にはトラック車両４１の左側から右側へ１，２，３，４の数字がそれぞれ割り当てられ、ｙ軸方向にはトラック車両４１の後方から前方へＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ割り当てられ、ｚ軸方向にはトラック車両４１の下方から前方へａ，ｂ，ｃ，ｄがそれぞれ割り当てられている。したがって、制御部１６は、Ｓ６８で算出した重心位置Ｃの３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）が、いずれのブロックの領域に該当するかを識別し、そのブロックのアドレスを取得する。本実施形態においては、ブロックのｘ軸方向のアドレス（１～４）及びｚ軸方向のアドレス（ａ～ｄ）の２つを用いる場合を例示している。以上により、図８に示す判定値設定動作のＳ５１における車両重心位置の算出が完了する。

次に、制御部１６は、Ｓ５２に進み車両重心位置に対応した危険度判定値を設定する。トラック車両４１の重心位置に応じた判定値の設定は、図１１に示す判定値テーブルを用いて行われる。
判定値テーブルは、各ブロックに対し、最も安全性が高い危険度１から、最も危険性が高い危険度５までのいずれかの危険度を割り当てている。例えば、ｘ軸方向においては、トラック車両４１の側面寄りとなるアドレス１又は４のブロックの危険度が、トラック車両４１の中央寄りとなるアドレス２又は３のブロックの危険度よりも高く設定されている。また、ｚ軸方向においては、トラック車両４１の上方寄りとなるアドレスｄのブロックの危険度が最も高く設定されており、アドレスがｃ、ｂ、ａとなるにつれて危険度が低くなるように設定されている。一例として、ｘ軸方向とｚ軸方向のアドレスが１又は４とｄの組み合わせとなるブロックには、危険度として最も高い５が割り当てられ、２又は３とａの組み合わせとなるブロックには、危険度として最も低い１が割り当てられている。

図１２は、現在のトラック車両４１の走行状態に対して安全評価を行うためのしきい値を設定する設定テーブルである。制御部１６は、上記のように時刻・車両位置による注意度判定値、積載重量による危険度判定値、車両重心による危険度判定値をそれぞれ設定すると、図１２に示す設定テーブルを参照して、車速及び操舵角速度に対するしきい値を設定する。

このように安全評価を行うためのしきい値が設定されると、制御部１６は、上記安全評価動作のＳ１６やＳ１９のように、現在の車速や操舵角速度と、設定テーブルにより設定されているしきい値とを比較し、しきい値を超えているならば安全運転から逸脱したと判断したことを表す警報を、表示、警報音、文字情報などの形態で警報出力部２２に報知させ、車速あるいは操舵角速度がしきい値を超えたことを示すイベントを運行データとして記録する。そして、制御部１６は、トラック車両４１の走行中に所定の時間間隔で安全評価動作を繰り返しており、１回の動作ごとにＳ１１～Ｓ１３において、時刻・車両位置による注意度判定値、積載重量による危険度判定値、車両重心による危険度判定値を新たに取得し、Ｓ１４においてしきい値を最新の値に更新するので、実際の走行状況に応じた精度の高い安全評価を実施することができる。

＜車載器を含む通信システムの構成例＞
車載器を含む通信システムの構成例を図１３に示す。
図１３に示した通信システムにおいては、車載器としてトラック車両４１に搭載された電子制御装置１０に、無線通信モジュール５１が接続されている状況を想定している。したがって、図１３に示した電子制御装置１０は車両外部の装置との間で無線通信することができる。

図１３の例では、データセンタ５２および事務所ＰＣ５３がインターネット５４を介して互いに接続されている。また、無線基地局５５がインターネット５４に接続されている。トラック車両４１上の無線通信モジュール５１は、無線基地局５５を介してデータセンタ５２内のサーバとの間で、または事務所ＰＣ５３との間で通信することができる。

したがって、図１３に示した通信システムにおいては、トラック車両４１における安全運転評価を、電子制御装置１０、データセンタ５２、事務所ＰＣ５３のいずれでも行うことができる。すなわち、図５～図９に示した各処理に相当する機能は、電子制御装置１０、データセンタ５２、事務所ＰＣ５３のいずれでも行うことができる。

なお、事務所ＰＣ５３は、トラック車両４１の運行を管理する企業等の事務所内に設置され、トラック車両４１の運行管理や各運転手の労務管理、安全管理などの用途で使用される。

事務所ＰＣ５３は、例えば電子制御装置１０から取り外した記録カード２１から、または無線通信により無線基地局５５、データセンタ５２を経由して電子制御装置１０から運行情報のデータを取り込む。そして、事務所ＰＣ５３は運行中に計測された重心位置Ｃの三次元座標を含む運行情報を、電子データとして保存したり、紙の媒体に印刷して出力することができる。また、荷主などの顧客に対して、輸送品質の証拠文書として、電子制御装置１０が記録カード２１に記録した重心位置Ｃの三次元座標のデータを提出することも可能である。

企業等の管理者は、事務所ＰＣ５３により運転手毎に積載した荷物に応じた適切な運転を行っているか把握できるので、各運転手の運転状態を公正に評価することが容易になる。また、事務所ＰＣ５３は、この評価結果を日報として出力してもよい。

＜安全監視装置および安全監視方法の利点＞
例えば図１に示した電子制御装置１０が図５～図９に示した処理を実行する場合には、現在の積荷の状態を運転評価のしきい値（規定値）に反映させることができるので、高精度な安全評価が可能になる。すなわち、車両が走行を開始した後で、自動計測部が積載状況を計測し荷物監視情報を生成し、この荷物監視情報に基づいて運転評価を実行するので、積荷の状態に応じた適正な安全運転が実行されているかを監視することが可能となる。また、車両の安定走行のために、積荷の状態に応じて運転の際に最も注意すべき車速と操舵角速度に対する評価を適切に行うことにより、運転操作に対する評価の信頼性を高めることができる。

また、車両の走行開始後に停止した際に荷物監視情報を生成する場合には、車両走行に起因する振動や加速度の影響を受けない状態で荷物監視情報を取得できるので、現在の積荷の状態に応じた適切な評価用のしきい値を設定でき、このしきい値を用いて精度の高い安全運転評価を実行することができる。また、積荷の積載状況のうち、車両の走行状態に最も影響を与える積荷の重さおよび車両の重心位置を安全運転評価に反映することができる。
そのため、荷物の輸送品質を改善するための運転手の教育と、そのための公正な評価のために利用できる。また、評価の結果を事務所ＰＣに入力し、事務所ＰＣにおいて日報を作成することもできる。あるいは事務所ＰＣの代わりにデータセンタが必要なデータを取得し、安全評価あるいは日報の作成を代行してもよい。

なお、制御部１６は、図１０に示したトラック車両４１の車体形状を模擬した三次元画像を立体的に画面に表示し、算出した最新の重心位置Ｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）の位置が運転手により視覚的に特定できるように色の違いや濃淡を用いて表現するようにしてもよい。これにより、運転者は、例えば重心位置Ｃがトラック車両４１の側面寄りであったり上方寄りであることを画像により視認すると、慎重な運転を心掛けるようになるので、設定テーブルにより車速や操舵角速度に対し厳しいしきい値が設定されたとしても、安全運転から逸脱した旨を表す警報が発せられる前に事前にしきい値以下となる運転を実施することが可能になる。また、音声出力機能を搭載している場合には、重心位置Ｃの三次元座標を音声により出力してもよい。また、無線通信機能を搭載している場合には、重心位置Ｃの三次元座標のデータを、事前に定めた送信先に向けて送信してもよい。

また、制御部１６は、トラック車両４１への荷積み作業が完了し、走行を開始する前の時点で、予め重心位置Ｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、保存するようにしてもよい。この場合、制御部１６は、走行開始前と走行開始後における重心位置Ｃの変化量を安全運転評価の判断基準に加えるようにしてもよい。また、重心位置Ｃの変化量が所定値を超えた場合には、運転手に対し警報出力部２２を用いて警告するようにしてもよい。

ここで、上述した本発明の実施形態に係る安全監視装置および安全監視方法の特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 車両（トラック車両４１）の走行状態を検知する走行状態検知部（制御部１６、Ｓ１５、Ｓ１８）と、
少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を計測し、当該積載状況を反映した荷物監視情報を生成する自動計測部（制御部１６、Ｓ６３～Ｓ６９）と、
前記走行状態を規定値と比較することにより運転評価を実行する運転評価部（制御部１６、Ｓ１６、Ｓ１９）と、を備え、
前記運転評価部は、前記荷物監視情報に基づいて前記規定値を設定する（制御部１６、Ｓ１４）、
ことを特徴とする安全監視装置（電子制御装置１０）。

［２］ 前記走行状態検知部は、前記走行状態として、前記車両の車速および操舵角速度の少なくともいずれか一方を検知する、
ことを特徴とする上記［１］に記載の安全監視装置。

［３］ 前記車両の停車状態を検知する停車検知部（制御部１６、Ｓ６１～Ｓ６２）を更に備え、
前記自動計測部は、前記車両が走行を開始した後で、前記停車状態の検知に基づいて、前記積載状況を計測し前記荷物監視情報を生成する、
ことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の安全監視装置。

［４］ 前記荷物監視情報は、前記荷物の重量および前記車両の重心位置に関する情報を含む、
ことを特徴とする上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の安全監視装置。

［５］ 車両の走行状態を検知し（Ｓ１５、Ｓ１８）、
少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を反映した荷物監視情報の生成を繰り返し実行し（Ｓ６３～Ｓ６９）、
前記走行状態を、前記荷物監視情報に基づいて設定された規定値と比較することにより運転評価を実行する（Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１９）、
ことを特徴とする安全監視方法。

１０ 電子制御装置
１１ 旋回加速度検出部
１２ 本体メモリ
１３ 外部出力Ｉ／Ｆ
１４ 警報出力部
１５ 表示部
１６ 制御部
１７ 電源部
１８ 入出力Ｉ／Ｆ
２１ 記録カード
２２ 警報出力部
２３ 車両電源
２４ 車速検出部
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 荷重センサ
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ 傾斜センサ
２７ 操舵角速度検出部
２８ 車両位置検出部
３１ 歪み検出素子
３２ 専用ＩＣ
３３ Ｖ／Ｆ変換回路
３４ ＭＣＵ
３５ 入出力Ｉ／Ｆ
３６ 電源回路
４１ トラック車両
４２ 荷台
４３Ａ，４３Ｂ 車軸
４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄ 車輪
５１ 無線通信モジュール
５２ データセンタ
５３ 事務所ＰＣ
５４ インターネット
５５ 無線基地局

Claims (5)

1. 車両の走行状態を検知する走行状態検知部と、
   少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を計測し、当該積載状況を反映した荷物監視情報を生成する自動計測部と、
   前記走行状態を規定値と比較することにより運転評価を実行する運転評価部と、を備え、
   前記運転評価部は、前記荷物監視情報に基づいて前記車両の操舵角速度の前記規定値を設定し、
   前記走行状態検知部は、前記走行状態として、前記車両の操舵角速度を検知し、
   前記運転評価部は、前記検知された操舵角速度を前記操舵角速度の前記規定値と比較することにより運転評価を実行する、
   ことを特徴とする安全監視装置。
2. 前記走行状態検知部は、前記走行状態として、前記車両の車速を検知する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の安全監視装置。
3. 前記車両の停車状態を検知する停車検知部を更に備え、
   前記自動計測部は、前記車両が走行を開始した後で、前記停車状態の検知に基づいて、前記積載状況を計測し前記荷物監視情報を生成する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の安全監視装置。
4. 前記荷物監視情報は、前記荷物の重量および前記車両の上下方向及び左右方向の重心位置の情報を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の安全監視装置。
5. 車両の走行状態を検知し、
   少なくとも前記車両の走行開始後に荷物の積載状況を反映した荷物監視情報の生成を繰り返し実行し、
   前記走行状態を、前記荷物監視情報に基づいて設定された規定値と比較することにより運転評価を実行し、
   前記走行状態として、前記車両の操舵角速度を検知し、
   前記検知された操舵角速度を前記車両の操舵角速度の前記規定値と比較することにより運転評価を実行する、
   ことを特徴とする安全監視方法。

Images