JP2019043497A - 運転情報システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転による環境負荷を低減するとともに、運転の安全性を向上する。【解決手段】判定部５３は、車両が惰性走行を開始すべきタイミングを判定する。指示部５４は、前記車両の運転者に対し、判定部５３による判定結果に基づいて指示をする。惰性走行を開始すべきタイミングであると判定されるのは、例えば、車両の速度が閾値より大きい場合や、車両と先行車両との間の車間距離が閾値より小さい場合である。判定部５３は、更に、運転者が運転に集中すべきタイミングを判定してもよい。指示部５４は、前記運転者が運転に集中すべきときは、前記指示をしなくてもよい。運転者が運転に集中すべきタイミングと判定されるのは、例えば、前記車両が走行している走行路の曲率が閾値より大きい場合である。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの車両の運転者に対して情報を提供する運転情報システムに関する。

近年、自動車の使用による環境負荷が問題となっている。
非特許文献１は、穏やかにアクセルを踏んで発進する「ふんわりアクセル」を推奨している。
一方、非特許文献２は、加速を大きくし、速度を素早く上昇させたあとアクセルオフして惰性で走行する「ＰｎＧ（Ｐｕｌｓｅ ａｎｄ Ｇｌｉｄｅ）」を推奨している。

エコドライブ普及連絡会「エコドライブ１０のすすめ」 Ｓ・エベン・リー他「Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｃａｒｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃａｒ−ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ」Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、２０１２年、第２２６巻、第３３号、ｐｐ．４１９−４２９ 国土交通省ホームページ、インターネット（ＵＲＬ： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｌｉｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｓｏｇｏｓｅｉｓａｋｕ／ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ／） 平岡敏洋他「エコドライブ走行の教示内容および燃料消費量計の提示が燃料消費率低減効果に与える影響」ヒューマンインタフェース学会論文誌、２０１０年２月、ｐ．７１−８０ 森健二他「混雑時におけるエコドライブの効果」土木学計画学研究・論文集、２０１０年９月、第２７巻、第５号、ｐ．９３５−９４０ 中山沖彦他「運転者負荷定量化手法『ステアリングエントロピー法』の開発」自動車技術会’９９年春季学術講演会前刷集、１９９９年 岡澤正之「自動車工学 低公害車・エコカーシリーズ１『トヨタ・プリウス総集編』」鉄道日本社、２０１４年１１月

車両の運転者は、あらかじめ環境負荷を低減する運転方法を教わっていたとしても、運転中は、自分が慣れた運転方法になってしまい、結果として、環境負荷の低減につながらない場合がある。
また、運転中の負荷が大きいと、ステアリング操作が乱雑になるなど、運転の安全性が低下する場合がある。
本発明は、例えば上記のような課題を解決し、車両の運転による環境負荷を低減するとともに、運転の安全性を向上することを目的とする。

運転情報システムは、車両が惰性走行を開始すべきタイミングを判定する判定部と、前記車両の運転者に対し、前記判定部による判定結果に基づいて指示をする指示部とを備える。「惰性走行」とは、アクセルペダルから足を離し、惰性で走行することである。
前記判定部は、（１）前記車両の速度が閾値より大きい場合、及び、（２）前記車両と先行車両との間の車間距離が閾値より小さい場合のうち、少なくともいずれかの場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定してもよい。速度についての閾値は、道路の種類（一般道か高速道か）、法定速度や制限速度、勾配、混雑度などに基づいて決定してもよい。車間距離についての閾値は、車両の速度、道路の勾配や混雑度などに基づいて決定してもよい。
前記判定部は、更に、前記運転者が運転に集中すべきタイミングを判定してもよい。前記指示部は、前記運転者が運転に集中すべきときは、前記指示をしなくてもよい。
前記判定部は、前記車両が走行している走行路の曲率が閾値より大きい場合に、運転に集中すべきと判定してもよい。走行路の曲率は、ステアリングの舵角などに基づいて算出してもよい。前記判定部は、前記車両のステアリングの舵角が閾値より大きい場合に、運転に集中すべきと判定してもよい。閾値は、車両の速度などに基づいて決定してもよい。
前記判定部は、更に、惰性走行を終了すべきタイミングを判定してもよい。
前記判定部は、（１）前記車両の速度が閾値より小さい場合、及び、（２）前記車両と先行車両との間の車間距離が閾値より大きい場合のうち、少なくともいずれかの場合に、惰性走行を終了すべきタイミングであると判定してもよい。速度についての閾値は、道路の種類（一般道か高速道か）、法定速度、勾配、混雑度、先行車両との間の車間距離などに基づいて決定してもよい。車間距離についての閾値は、車両の速度、先行車両の速度、道路の勾配や混雑度などに基づいて決定してもよい。
前記判定部は、更に、前記運転者によるステアリング操作が滑らかであるか否かを判定してもよい。前記指示部は、前記運転者によるステアリング操作が滑らかでない場合に、前記指示をしてもよいし、前記運転者に対して、ステアリング操作をもっと滑らかにするよう指示をしてもよい。
前記判定部は、ステアリングエントロピー値が閾値より大きい場合に、前記運転者によるステアリング操作が滑らかでないと判定してもよい。
前記運転情報システムは、前記車両と通信して前記車両に関する情報を取得する取得部を更に備えてもよい。前記判定部は、前記取得部が取得した情報に基づいて、前記タイミングを判定してもよい。
前記運転情報システムは、前記車両に設けられた故障診断用コネクタと接続するコネクタを更に備えてもよい。前記取得部は、前記コネクタを介して、前記車両と通信してもよい。
前記運転情報システムは、前記車両の一部として、前記車両に初めから搭載されてもよい。前記運転情報システムは、後付けの装置として、前記車両に搭載してもよい。
前記運転情報システムのうちの少なくとも一部は、前記車両に搭載されていなくてもよい。例えば、前記判定部を、前記車両とは異なる場所に固定配置してもよく、前記取得部が取得した情報を前記判定部に無線送信してもよく、前記判定部による判定結果を前記指示部に無線送信してもよい。

本発明の発明者らによる研究によれば、惰性走行を正しく使うことにより、車両の燃費が向上し、環境負荷が低減することがわかった。更に、惰性走行中は、運転者がアクセル操作から解放されて、その分の負荷が減り、周囲の状況や他の操作に集中することができるので、結果として、運転の安全性が向上することもわかった。
前記運転情報システムによれば、車両の運転者に対し、惰性走行を開始すべきタイミングで指示することにより、惰性走行を正しく使うことができ、環境負荷が低減するとともに、運転の安全性が向上する。
惰性走行を開始すべきタイミングには、例えば、車両が十分に加速して燃費がよい速度に到達したときがある。車速が閾値より大きい場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定すれば、環境負荷を低減することができる。
また、先行車両がある場合は、十分な車間距離をとる必要がある。車間距離が短いと、先行車両が急減速したとき、急減速する必要があり、環境負荷が大きくなる。また、先行車両の動きに集中する必要があり、運転中の負荷が増加する。車間距離が閾値より小さい場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定すれば、環境負荷を低減し、安全性を向上することができる。
しかし、運転負荷が大きいときに、指示部が運転者に対する指示をすると、集中が乱され、安全性が低下するおそれがある。運転者が運転に集中すべきときに、指示をしなければ、安全性の低下を防ぐことができる。
運転者が運転に集中すべきときには、例えば、急なカーブを曲がっているときがある。走行路の曲率が閾値より大きい場合に、運転者が運転に集中すべきタイミングであると判定すれば、運転者の集中が乱され、安全性が低下するのを防ぐことができる。
惰性走行を続けていると、車両の速度が徐々に低下するので、再びアクセルを踏んで加速する必要がある。車両の速度が小さくなり過ぎてから加速すると、加速に必要なエネルギーが、惰性走行によって削減できたエネルギーよりも大きくなるおそれがある。車両の運転者に対し、惰性走行を終了すべきタイミングで指示することにより、惰性走行を正しく使うことができ、環境負荷が低減する。
慣性走行を終了すべきタイミングには、例えば、車両が減速して燃費がよい速度から外れたときがある。車速が閾値より小さい場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定すれば、環境負荷を低減することができる。
また、先行車両との車間距離が大きくなり過ぎると、回りの交通に迷惑がかかるので、他の車両が消費するエネルギーが大きくなり、全体としての環境負荷が増えるおそれがある。また、他の車両が前方に割り込むことにより、急ブレーキを踏む必要が出てくるかもしれない。車間距離が閾値より大きい場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定すれば、環境負荷を低減することができ、安全性が向上する。
運転者の運転負荷が高い場合、ステアリング操作が乱雑になる。そこで、ステアリング操作が滑らかであるか否かを判定する。滑らかでない場合に、例えば、惰性走行を開始すべきタイミングを指示すれば、運転負荷を減らすことができるので、車両の燃費が向上し、環境負荷が低減するとともに、運転の安全性が向上する。また、ステアリング操作が滑らかでない場合に、ステアリング操作をもっと滑らかにするよう指示すれば、車両の燃費が向上し、環境負荷が低減する。
車両に搭載された制御装置は、車両の速度や、運転者によるアクセルなど操作装置の操作状態など、様々な情報を保持しているので、車両の制御装置と通信することにより、このような判定をするために必要な情報を取得することができる。
故障診断用コネクタにコネクタを接続すれば、車両と容易に通信してこのような情報を取得することができる。また、運転情報システムを車両に容易に着脱することができる。

車両の構成の一例を示す構成図。 運転情報システムの構成の一例を示す構成図。 実験で使用した走行コースを示す地図。 実験結果におけるエンジン回転数の割合を示すグラフ図。 実験で使用した車両の構成を示す構成図。

図１に示すように、車両１０は、例えば、測定装置１１、車両操作装置１２、車両制御装置１３、車両装置１４、運転情報システム１５を備える。
測定装置１１は、車両１０に関する様々な情報を収集する。測定装置１１は、例えば、タイヤの回転数などに基づいて車両１０の速度を測定する速度測定装置、超音波レーダなどにより先行車両との間の車間距離を測定する車間距離測定装置、全地球測位システムなどにより車両の位置を測定する位置測定装置などを含む。
車両操作装置１２は、運転者が操作する装置である。車両操作装置１２は、例えば、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、ギアレバーなど車両の運転に必要な運転操作装置や、エアコン操作スイッチ、カーオーディオ操作スイッチなど車両の運転には必ずしも必要ない付属装置を操作するための付属操作装置を含む。
車両制御装置１３は、測定装置１１が測定した情報や、運転者による車両操作装置１２の操作に基づいて、車両装置１４を制御する。
車両装置１４は、車両１０に搭載されている様々な装置である。車両装置１４は、ステアリング、エンジン、ブレーキ、変速装置など車両の運行に必要な装置や、空調装置、音声再生装置などの付属装置を含む。
運転情報システム１５は、車両１０の運転者に対して、運転を支援する情報を提供する。運転を支援する情報は、例えば、環境負荷を低減する運転を促す情報を含み、具体的には、惰性走行を開始すべきタイミングや、惰性走行を終了すべきダイミングを指示すること、ステアリング操作をもっと滑らかにするよう指示することを含む。運転を支援する情報の提供方法には、様々なものがあり、特に限定されない。例えば、音声案内など聴覚による提供、文字や記号など視覚による提供（運転者が前方から目を離す必要がないよう、フロントガラスに情報を映すなど）、アクセルペダルの振動など触覚による提供などである。

図２に示すように、運転情報システム１５は、コネクタ５１、取得部５２、判定部５３、指示部５４を備える。
コネクタ５１は、例えばＯＢＤ−ＩＩなど車両１０に設置された故障診断用コネクタに接続可能である。
取得部５２は、故障診断用コネクタに接続されたコネクタ５１を介して、車両１０の車両制御装置１３と通信して、様々な情報を取得する。取得部５２が取得する情報には、例えば、車両１０の速度、先行車両との間の車間距離、ステアリングの舵角、アクセル開度などがある。
判定部５３は、取得部５２が取得した情報に基づいて、指示部５４が提供すべき情報や、その情報を提供すべきタイミングを判定する。
指示部５４は、判定部５３による判定結果に基づいて、車両１０の運転者に対し、情報を提供する。
以下、指示部５４が提供する情報の具体例について説明する。

＜惰性走行を開始すべきタイミング＞
惰性走行を開始すべきタイミングになったとき、指示部５４は、運転者に対し、惰性走行を開始するよう促す。この指示にしたがって運転者がアクセルペダルから足を離すことにより、惰性走行が開始する。
惰性走行を開始すべきタイミングは、判定部５３が判定する。判定基準は、例えば、以下のとおりである。
（１）単独走行時
周囲に他の車両が存在しない場合は、最も燃費がよい速度範囲内の速度で走行することが望ましい。このため、最も燃費がよい速度範囲の上限速度を閾値とする。なお、指示部５４が指示をしてから、それに反応して運転者がアクセルペダルから足を離すまでにかかる時間を考慮して、最も燃費がよい速度範囲の上限速度よりも少し小さい速度を閾値としてもよい。これにより、車両１０の速度が、最も燃費がよい速度範囲から逸脱するのを防ぐことができる。なお、最も燃費がよい速度範囲の上限速度が、法定最高速度や制限速度を越える場合は、法定最高速度や制限速度を閾値としてもよい。
判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれた状態で、車両１０の速度がこの閾値より大きくなった場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定する。
なお、周囲に他の車両が存在するか否かの判定は、例えば、先行車両との間の車間距離、車載カメラが撮影した周囲の映像などに基づいて、判定部５３が行う。
また、最も燃費がよい速度範囲は、例えば、車両１０の車種、走行路の勾配、走行路の混雑状況などに基づいてあらかじめ決定しておいてもよいし、過去の走行データを記録しておき、これを分析することにより、速度と燃料消費量との関係を割り出して、決定してもよい。
走行路の勾配は、加速度計により重力加速度の方向を測定して算出してもよいし、車両１０の位置情報に基づいて車両１０が走行している道路を判定し、データベースなどから、その道路の勾配を取得してもよい。
走行路の混雑状況は、車載カメラが撮影した周囲の映像を解析することにより判定してもよいし、車両１０の位置情報に基づいて車両１０が走行している道路を判定し、渋滞情報を取得して判定してもよい。
制限速度は、例えば、車載カメラが撮影した周囲の映像を解析することにより、道路標識や道路標示を読み取ってもよいし、車両１０の位置情報に基づいて車両１０が走行している道路を判定し、データベースなどから、その道路の制限速度を取得してもよい。

（２）先行車両がある時
先行車両がある場合は、先行車両が減速したとしても、なるべくブレーキを使わなくて済むようにすることが望ましい。このため、先行車両が少し減速した程度ではそのまま惰性走行を継続できる車間距離の下限距離を閾値とする。車両１０の速度が、先行車両の速度より速い場合は、惰性走行により車両１０が減速して先行車両とほぼ同じ速度になった時点でもときに十分な車間距離が確保できるよう、下限距離よりも大きい車間距離を閾値としてもよい。
判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれた状態で、先行車両との間の車間距離がこの閾値より小さくなった場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定する。
なお、下限距離は、例えば、車両１０の速度などに基づいて、判定部５３が決定してもよい。
また、先行車両の速度は、例えば、車両１０の速度と、先行車両との間の速度差とに基づいて、算出してもよい。先行車両との間の速度差は、例えば、ドップラーレーダなどで測定してもよいし、先行車両との間の車間距離の変化率に基づいて算出してもよい。

あるいは、先行車両の平均速度を閾値としてもよい。先行車両との間の車間距離が近い場合は、先行車両の平均速度よりも少し小さい速度を閾値としてもよいし、逆に、先行車両との間の車間距離が遠い場合は、先行車両の平均速度よりも少し大きい速度を閾値としてもよい。また、先行車両の平均速度が、前述した最も燃費がよい速度範囲の上限速度より大きい場合は、単独走行時の基準にしたがって閾値を決定してもよい。
判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれた状態で、車両の速度がこの閾値より大きくなった場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定する。

＜惰性走行を終了すべきタイミング＞
惰性走行を終了すべきタイミングになったとき、指示部５４は、運転者に対し、惰性走行を終了するよう促す。この指示にしたがって運転者がアクセルペダルを再び踏むことにより、惰性走行が終了する。
惰性走行を終了すべきタイミングは、判定部５３が判定する。判定基準は、例えば、以下のとおりである。
（１）単独走行時
前述した最も燃費がよい速度範囲の下限速度、あるいは、それよりも少し大きい速度を閾値とし、判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれていない状態で、車両１０の速度がこの閾値より小さくなった場合に、惰性走行を終了すべきタイミングであると判定する。
（２）先行車両がある時
先行車両がある場合は、先行車両との間の車間距離が大き過ぎると、渋滞の原因となり、他の車両による割込みや追い越しが発生するので、他の車両も含めた全体としての環境負荷はむしろ増大し、安全性も低下する。このため、逆効果にならない車間距離の上限距離を閾値とする。判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれていない状態で、先行車両との間の車間距離がこの閾値より大きくなった場合に、惰性走行を終了すべきタイミングであると判定する。
あるいは、先行車両の平均速度に基づいて、車両１０の速度の閾値を決定してもよい。先行車両の平均速度が大きい場合は、単独走行時の基準にしたがって閾値を決定してもよい。判定部５３は、例えば、アクセルペダルが踏まれていない状態で、車両１０の速度がこの閾値より小さくなった場合に、惰性走行を終了すべきタイミングであると判定する。

＜運転に集中すべきタイミング＞
車両１０の運転者が運転に集中すべき間は、指示部５４が指示をすると、集中が乱され、安全性が低下するおそれがある。このため、環境負荷が多少増大したとしても、アクセル操作を運転者の自己判断に任せたほうがよい。
そこで、運転者が運転に集中すべきタイミングの間は、惰性走行を開始／終了すべきタイミングであったとしても、指示部５４は、運転者に対する指示をしない。
運転に集中すべきタイミングは、判定部５３が判定する。判定基準は、例えば、以下のとおりである。
（１）カーブ走行中
車両１０が急なカーブを走行している場合、運転者は、運転に集中すべきである。そこで、所定の曲率を閾値とする。なお、曲率の閾値は、例えば、車両１０の速度などに基づいて、判定部５３が決定してもよい。
判定部５３は、例えば、車両１０が走行している走行路の曲率が閾値より大きい場合に、運転に集中すべきタイミングであると判定する。
なお、走行路の曲率は、例えば、車両１０のステアリングの舵角に基づいて算出してもよいし、車両１０の位置情報に基づいて車両１０が走行している道路を判定し、データベースなどから、その道路の曲率を取得してもよい。
あるいは、曲率の閾値の代わりに、舵角の閾値を設け、車両１０のステアリングの舵角が閾値より大きい場合に、運転に集中すべきタイミングであると判定してもよい。

＜ステアリング操作＞
運転者の運転負荷が高いと、ステアリング操作が乱雑になる。したがって、ステアリング操作の滑らかさを評価することにより、運転者の運転負荷を推定できる。ステアリング操作が滑らかでない場合に、指示部５４は、惰性走行を開始／終了すべきタイミングを指示してもよい。これにより、運転者の運転負荷が高い場合にこれを低減することができるので、環境負荷を低減し、運転の安全性を向上することができる。
また、ステアリング操作が滑らかでない場合に、指示部５４は、直接的に、ステアリング操作をもっと滑らかにするよう指示してもよい。意識してステアリング操作を滑らかにすることにより、燃費が向上するので、環境負荷を低減し、運転の安全性を向上することができる。
ステアリング操作が滑らかであるか否かは、判定部５３が判定する。例えば、ステアリングエントロピー値Ｈ_ｐが閾値より大きい場合に、ステアリング操作が滑らかでないと判定する。なお、ステアリングエントロピー値Ｈ_ｐは、例えば、以下の式で定義される。
Ｈ_ｐ＝−Σ^９ _ｉ＝１Ｐ_ｉｌｏｇ_９Ｐ_ｉ
ここで、Ｐ_ｉ（ｉは１以上９以下の整数。）は、舵角の測定値Ｓ（ｎ）と予測値Ｓ_ｐ（ｎ）との差ｅ（ｎ）が、各セルに入る割合（ｎはサンプリング時点を示す整数。）を示し、各セルは、例えば、所定の時間単位で複数のｅ（ｎ）の９０％タイル値αを算出し、このαによって度数分布を９つに分けたものである。舵角の予測値Ｓ_ｐ（ｎ）は、例えば、
過去３点（ｎ−３，ｎ−２，ｎ−１）における舵角の測定値Ｓを用いて２次テイラー展開により予測し、以下の式で定義される。
Ｓ_ｐ（ｎ）＝Ｓ（ｎ−１）＋（Ｓ（ｎ−１）−Ｓ（ｎ−２））＋
１／２｛（Ｓ（ｎ−１）−Ｓ（ｎ−２））−（Ｓ（ｎ−２）−Ｓ（ｎ−３））｝

以上のように、適切なタイミングで車両１０の運転者に対して情報を提供することにより、環境負荷を低減し、運転の安全性を向上することができる。

なお、コネクタ５１及び取得部５２は、なくてもよい。その場合、判定部５３は、車両制御装置１３と直接通信して、判定に必要な情報を取得してもよい。また、判定部５３は、車両制御装置１３を介さず、測定装置１１、車両操作装置１２、車両装置１４などから情報を直接取得してもよい。
また、車両制御装置１３が、判定部５３を含む構成であってもよい。
逆に、判定部５３を、車両１０とは異なる場所に固定配置し、車両１０には、取得部５２が取得した情報を判定部５３に対して無線送信する送信部と、判定部５３による判定結果を受信する受信部とを設けてもよい。そうすれば、処理能力の高いサーバ装置などを使用して、判定部５３による判定をすることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。

最後に、本発明に関連して、惰性走行と燃費及び安全性との関係を調査した研究について説明する。

１．はじめに
近年，運転支援システム技術の発展により自動車の利便性が進んでいる一方，解決されていない課題が残っている．具体的な課題として，環境課題やエネルギ課題，危険運転が挙げられる．環境課題とエネルギ課題では，２０１４年度日本の二酸化炭素排出量の運送部門で，自動車が約８５％も占めている（非特許文献３）．自動車からの二酸化炭素排出量は，ガソリンの消費量に比例しているため，二酸化炭素排出量を削減するためには燃費を改善することが必要である．自動車を低燃費化するためには車両側では軽量化，エンジンの高効率化などの技術開発が進められている．
一方，ドライバ側では，運転操作で低燃費化にするエコドライブが注目を集めている．エコドライブは日本で普及されている「エコドライブ１０のすすめ」とドイツを中心とした欧州での「ＰｎＧ（Ｐｕｌｓｅ ａｎｄ Ｇｌｉｄｅ）」がある．「エコドライブ１０のすすめ」では，１０項目からなるエコドライブの方法を指摘しおり，加減速の少ない運転操作である．ＰｎＧとは，加速を大きくし，速度を素早く上昇させたあとアクセルオフして惰性で走行する運転操作である．「エコドライブ１０のすすめ」とＰｎＧを用いて運転することにより，通常走行と比べ燃費がよくなったことが報告されている（非特許文献４）（非特許文献５）．
次に危険運転では，急ハンドル，急アクセル，急ブレーキの乱雑な運転操作が挙げられる．これらを改善するためには滑らかな運転操作が必要である．また，エコドライブを支援した結果，安全性向上の視点から，年間事故件数が大幅に減少したことが報告されている．運転行動の変化においては，最高速度，平均速度は低下傾向を示した．加速度，減速度においても，急加速，急減速といった危険域での発生割合が減少した．
現代の全ての乗用車には，車両内のネットワークの通信技術として，ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が搭載されている．ドライバの挙動を示す情報としてのＣＡＮ情報によって，車速やエンジン回転数，ステアリング舵角，燃料消費量などの情報を収集することができる．
そこで本研究では，ドライバに加速後アクセルペダルから足を離し，惰性で走行をアクセルオフ走行と定義し，アクセルオフ走行で走行することにより，ドライバは運転操作に対して集中することから，より運転操作が滑らかになり，燃費が改善するかを検証する．

２．ステアリング操作の滑らかさ評価
ＣＡＮ情報から得られるステアリング舵角よりステアリングの滑らかさを評価する．滑らかさ評価としてステアリングエントロピー法を用いる（非特許文献６）．ドライバは運転中負荷がある時，負荷がない時と比べると，ステアリング操作は乱雑になる．ステアリングエントロピー法は，運転者にとっての負荷度合いを，時系列舵角データから計算される情報エントロピー値として数値化するものである．
実際の計算方法は，まず，ステアリング舵角データのあるｎ時点に着目する．舵角データの過去３点（ｎ−３，ｎ−２，ｎ−１）の舵角値を用いて，２次テイラー展開により算出されるｎ時点での舵角予測値（ｎ）と実際のｎ時点の舵角値Ｓ（ｎ）の差ｎのｅ（ｎ）を求める．

ｅ（ｎ）＝Ｓ（ｎ）−Ｓｐ（ｎ） （１）

Ｓ_ｐ（ｎ）＝Ｓ（ｎ−１）＋（Ｓ（ｎ−１）−Ｓ（ｎ−２））＋１／２｛（Ｓ（ｎ−１）
Ｓ（ｎ−２））−（Ｓ（ｎ−２）−Ｓ（ｎ−３））｝ （２）

次に，時間単位である複数のｅ（ｎ）の９０％タイル値αを算出する．このαによって，度数分布を９つに分け，各セルに入る割合Ｐ１〜Ｐ９を求め，ステアリングエントロピー値Ｈｐを算出する．

Ｈ_ｐ＝−Σ^９ _ｉ＝１Ｐ_ｉｌｏｇ_９Ｐ_ｉ （３）

３．データ解析方法
３．１ データ収集
本研究は協力者に，通常走行とアクセルオフ走行をした場合の惰性走行率，燃料消費量とステアリング操作の滑らかさの比較を見る．協力者は普通自動車第一種免許を取得している芝浦工業大学学生男性１７名と教員男性３名とし，芝浦工業大学の研究論理審査委員会の許可を得てデータを収集した．
走行コースは図３のコースである．このコースは首都高速都心環状線（Ｃ１）の芝公園から江戸橋の約８ｋｍである．
各協力者には，１回目の走行では通常走行を行い，２回目の走行ではアクセルオフ走行を行った．アクセルオフ走行を通常走行より後に設定したのは，先にアクセルオフ走行を実践すると，その運転の仕方が身についてしまい，後で行う通常走行に影響することを懸念したためである．ドライバには，走行コースを通常走行で走行してもらった後，アクセルオフ走行で走行するよう以下のように伝えた．
（１）加速後アクセルペダルから足を離し惰性で走行する事を多用する
（２）周りの交通の妨げにならないように走行する

３．２ 収集装置
収集装置として実車両のプリウスα（登録商標）と，ＣＡＮ情報を収集する燃費計と，周囲の走行環境及びドライバの運転状況を記録するためのドライブレコーダを示す．また，今回使用した燃費計で収集するＣＡＮ情報の，標本化間隔は１［ｓ］である．
（１）車両：トヨタ自動車株式会社製プリウスα（登録商標）
（２）燃費計：株式会社テクトム製 燃費マネージャー（登録商標）ＦＣＭＮＸ１（記録対応版）
（３）ドライブレコーダ：Ｔｒａｎｓｃｅｎｄ製ＤｒｉｖｅＰｒｏ（登録商標）５２０

４．解析結果
４．１ 解析した走行区間
今回首都高速都心環状線を走行した際，時間によって混み具合に違いが生じた．そこで，芝公園から渋滞により車速が０になったところで解析区間を終了することにした．通常走行とアクセルオフ走行で距離が短い区間を基準とした．表１では各協力者の解析に用いる芝公園からの距離を示す．
［表１］

４．２ 惰性走行率の結果
アクセルとブレーキの操作量が０で，車速が正の状態を惰性走行状態と定義する．そして，各走行における総運転時間に対する惰性走行を行っていた時間の割合を，惰性走行率と定義する．通常走行とアクセルオフ走行の各協力者の惰性走行率をまとめたものを表２に示す．なお，この表では惰性走行率が大きい方に網掛け処理をしている．すべての協力者において，通常走行とアクセルオフ走行を比べるとアクセルオフ走行の惰性走行率が向上したことが確認できた．惰性走行率の平均値で比較すると約２３．９％から４８．３％と約２５．４％増加していることが確認できる．
［表２］

４．３ 燃料消費量の結果
次にコースを走った際の全体の燃料消費量を比較する．各協力者に通常走行とアクセルオフ走行の各協力者の燃料消費量をまとめたものを表３に示す．なおこの表では，燃料消費量の少ない方に網掛け処理をしている．１８名の協力者において燃料消費量はアクセルオフ走行の方が削減され，残る２名はむしろ燃料消費量が増加された．惰性走行率と燃料消費量の結果を比較すると，協力者Ｎｏ．１０，１１は惰性走行率が増加したにもかかわらず燃料消費量が増加していることがわかる．
［表３］

４．４ ステアリングエントロピー値の結果
ステアリングの滑らかさ評価であるステアリングエントロピー値の比較をする．
各協力者の通常走行とアクセルオフ走行のステアリングエントロピー値をまとめたものを表４に示す．なおこの表では，２０名中１６名がアクセルオフ走行で走行することによりステアリング操舵角が滑らかになった．
［表４］

５．考察
今回の解析より，ドライバにアクセルオフ走行を行うよう指示することで，全協力者の惰性走行率の向上が確認できた．しかし，惰性走行率が向上したにも関わらず燃料消費量が削減せず，むしろ増加した協力者がいた．
Ｎｏ．１０とＮｏ．１１のエンジン回転数を解析した結果，エンジン回転数が０−３０００［ｒｐｍ］と３００１［ｒｐｍ］以上の全体の割合を図４に示す．
Ｎｏ．１０の協力者の場合，エンジン回転数が３０００［ｒｐｍ］より大きい割合が通常走行では２．３％，アクセルオフ走行では１１．０％に増加した．Ｎｏ．１１の協力者の場合，エンジン回転数が３０００［ｒｐｍ］より大きい割合が通常走行では２．０％，アクセルオフ走行では１１．１％に増加した．また，アクセル開度について解析すると，通常走行と比較するとアクセルオフ走行の方が，アクセル開度が高い割合が多かった．これらエンジン回転数とアクセル開度のＮｏ．１０，Ｎｏ．１１の結果より，アクセルを踏み過ぎたため燃料消費量が増加したことにつながったと考えられる．
また，燃料消費量が増加したもう一つの原因として，今回使用した車両のハイブリッドシステムであると考えられる．プリウスα（登録商標）のハイブリッドシステムには動力源としてガソリンエンジンと電気モータを備えている．減速時・制動時には車輪が電気モータを駆動し発電機として作動させることにより回生発電を行い，減速時・制動時に失われる運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリに回収する回生ブレーキが発生する（非特許文献７）（図５）．そのため，惰性走行をすることにより回生ブレ―キが発生し減速が早くなったため，燃料消費量が悪くなったと考えられる．そのため，バッテリにたまる電気エネルギを効率よく運動エネルギに変換して燃料消費量を削減する必要があると考えられる．
ステアリング操作の滑らかさについては，ステアリングエントロピー値の結果より，アクセルオフ走行を行うことにより運転に対しての集中力が向上し，ステアリング操作が滑らかになる傾向がわかる．
また，惰性走行率，燃料消費量，ステアリングエントロピー値の通常走行，アクセルオフ走行をｔ検定した結果，２つの走行には統計上有意差があることがわかった．

６．まとめ
本研究は，ドライバに運転支援システムを提示し，燃費と安全性を改善することを目的とし，アクセルオフ走行の効果について解析を行った．また，アクセルオフ走行をすることで，燃費が向上し，ステアリングの滑らかさが向上するか検証を行った．解析コースとして，首都高速都心環状線の芝公園から江戸橋までの区間を解析した．解析するにあったって，ステアリング操作の滑らかさ評価として，ステアリングエントロピー法を用いた．結果は，惰性走行率の向上の確認，２０名中１８名が燃料消費量を削減し，２０名中１６名はステアリング操作が滑らかになった．燃料消費量が増加した原因として，加速時のアクセルペダルの踏み過ぎ，ハイブリッドシステムによる惰性走行時の回生ブレーキのための２つが挙げられる．
今後は，実際にドライバにアクセルオフのタイミングを表示することで燃費・安全性が向上するかの検証実験を行う．

１０ 車両、１１ 測定装置、１２ 車両操作装置、１３ 車両制御装置、１４ 車両装置、１５ 運転情報システム、５１ コネクタ、５２ 取得部、５３ 判定部、５４ 指示部、Ｐ１ 動力分割遊星歯車、Ｐ２ 遊星減速機、Ｉ インバータ、Ｇ 電動発電機１、Ｍ 電動発電機２、Ｄ 減速機、Ｂ ＨＶバッテリー。

Claims (11)

1. 車両が惰性走行を開始すべきタイミングを判定する判定部と、
   前記車両の運転者に対し、前記判定部による判定結果に基づいて指示をする指示部と、
   を備える、運転情報システム。
2. 前記判定部は、
   （１）前記車両の速度が閾値より大きい場合、及び、
   （２）前記車両と先行車両との間の車間距離が閾値より小さい場合、
   のうち、少なくともいずれかの場合に、惰性走行を開始すべきタイミングであると判定する、
   請求項１の運転情報システム。
3. 前記判定部は、更に、前記運転者が運転に集中すべきタイミングを判定し、
   前記指示部は、前記運転者が運転に集中すべきときは、前記指示をしない、
   請求項１又は２の運転情報システム。
4. 前記判定部は、前記車両が走行している走行路の曲率が閾値より大きい場合に、運転に集中すべきと判定する、
   請求項３の運転情報システム。
5. 前記判定部は、更に、惰性走行を終了すべきタイミングを判定する、
   請求項１乃至４いずれかの運転情報システム。
6. 前記判定部は、
   （１）前記車両の速度が閾値より小さい場合、及び、
   （２）前記車両と先行車両との間の車間距離が閾値より大きい場合、
   のうち、少なくともいずれかの場合に、惰性走行を終了すべきタイミングであると判定する、
   請求項５の運転情報システム。
7. 前記判定部は、更に、前記運転者によるステアリング操作が滑らかであるか否かを判定し、
   前記指示部は、前記運転者によるステアリング操作が滑らかでない場合に、前記指示をする、
   請求項１乃至６いずれかの運転情報システム。
8. 前記判定部は、更に、前記運転者によるステアリング操作が滑らかであるか否かを判定し、
   前記指示部は、前記運転者によるステアリング操作が滑らかでない場合に、前記運転者に対して、ステアリング操作をもっと滑らかにするよう指示をする、
   請求項１乃至６いずれかの運転情報システム。
9. 前記判定部は、ステアリングエントロピー値が閾値より大きい場合に、前記運転者によるステアリング操作が滑らかでないと判定する、
   請求項７又は８の運転情報システム。
10. 前記車両と通信して前記車両に関する情報を取得する取得部を更に備え、
    前記判定部は、前記取得部が取得した情報に基づいて、前記タイミングを判定する、
    請求項１乃至９いずれかの運転情報システム。
11. 前記車両に設けられた故障診断用コネクタと接続するコネクタを更に備え、
    前記取得部は、前記コネクタを介して、前記車両と通信する、
    請求項１０の運転情報システム。

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