JP5400598B2 - 車両用情報提示装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の運転に係る情報をドライバに提示する車両用情報提示装置に関する。

近年、自動車等の車両の省燃費運転を目的として、燃費や瞬間燃費等を表示する装置が開発され、車両に搭載されている。このような装置は、瞬間燃費等から運転操作の省燃費度を判断して、エコランプを点灯させる等の表示を行なうものが多い。

しかしながら、これらの装置は、車両の運転状態を加味してないことが原因で、実際の省燃費度とエコランプの状態が一致しないことがある。例えば、アクセルを踏み込んだ「加速時」やブレーキを踏んだ「減速時」では、どんなに良い運転若しくは悪い運転をしても、前者では、悪い運転であると判断されて常にエコランプが消灯し、後者では、良い運転と判断されて常に点灯してしまうという問題がある。

このような問題に対処するため、例えば、特許文献１には、車両の運転状態を「加速」と「巡航」と「減速」との３つのフェーズに分け、個別のフェーズ毎に省燃費運転度を定める指標を計算し、情報表示を行なう技術が提案されている。

特開２００９−１２６４６４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の技術では、現在の運転操作が省燃費運転であるか否かをドライバは把握することができるものの、運転操作をどのようにすれば良いのか、又は運転操作をどの程度改善すれば省燃費運転に繋がるのかといった具体的な対処の仕方を把握し難く、省燃費運転のスキル向上を図るには不十分である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、省燃費運転に繋がる運転操作をドライバが直感的に把握することを可能とし、省燃費運転のスキル向上を促進することのできる車両用情報提示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明による車両用情報提示装置は、車両の運転に係る情報をドライバに提示する車両用情報提示装置であって、所定の評価指針に基づいて現在の運転状態が属するフェーズを判別する運転状態フェーズ判別部と、ドライバの運転操作を評価し、上記運転状態のフェーズ毎に運転操作の評価値を算出する運転操作評価部と、上記運転状態フェーズ判別部で判別した運転状態のフェーズを、ディスプレイに表示するモデル車両の姿勢によって明示すると共に、上記運転操作評価部で算出した評価値を、上記モデル車両の表示位置によって明示する表示制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、省燃費運転に繋がる運転操作をドライバが直感的に把握することが可能となり、省燃費運転のスキル向上を促進することができる。

車両用情報提示装置の概略構成図 モデル車両の表示画面を示す説明図 運転状態の表示アクションを示す説明図 運転操作評価値の表現例を示す説明図 モデル車両周辺のブリンクを示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本発明による車両用情報表示装置は、自動車等の車両に搭載され、どのような運転操作が省燃費又は燃費を悪化させることに繋がるかをドライバに対してリアルタイムに情報提示し、ドライバに対して省燃費運転方法を学習させることを可能とするものである。本実施の形態においては、主として画像によるドライバへの情報提示を行い、所定のフレーズの発話による音声出力を併用する。

図１に示すように、本実施の形態の情報提示装置１（以下、単に「情報提示装置１」と記載）は、マイクロコンピュータを中心として構成されるコントローラ１ａと、ドライバへの情報を画像表示するディスプレイ１ｂと、ドライバへの情報を音声出力するスピーカ１ｃとを備えて構成されている。コントローラ１ａは、その機能部として、図示しない各種センサ類やスイッチ類からの信号に基づいて、車両の運転状態を「加速」と「巡航」と「減速」との３つのフェーズに分けて判別する運転状態フェーズ判別部２、運転状態の各フェーズにおけるドライバの運転操作を評価する運転操作評価部３、運転状態のフェーズと運転操作の評価結果とに応じてディスプレイ１ｂへの画像信号を制御する表示制御部４、運転状態の各フェーズにおける発話出力の評価指針に従ってスピーカ１ｃへの音声信号を制御する音声制御部５を備えている。

本実施の形態の情報提示装置１は、「加速」、「巡航」、「減速」といった運転状態を、車両イメージによる画像表現によってドライバにきちんと把握させるための情報提示を行なうことを前提としている。その上で、各運転状態に応じて、運転操作をどのように、又はどの程度改善すれば良いのかが直感的に把握できるような情報提示を行ない、更に、ドライバが画面を常に注視しなくとも、良い運転操作が継続していること又は悪い操作だったことを直感的に把握できるような情報提示を行なう。

このため、表示制御部４は、ディスプレイ１ｂに表示する車両イメージのデータを予め保有しており、この車両イメージの表示位置、表示姿勢等を運転状態のフェーズや運転操作の評価結果に応じて制御する第１画像処理部４ａ、運転操作の評価結果を表現するバーグラフ、車両イメージの表示色や表示サイズ、車両イメージに付加するマーク等を決定する第２画像処理部４ｂを備えている。第２画像処理部４ｂからの画像データは、第１画像処理部４ａへ送られ、第１画像処理部４ａで処理した画像データと合成されてディスプレイ１ｂに表示する表示画像として出力される。

尚、表示制御部４、音声制御部５は、コントローラ１ａとは別の処理ユニットとして独立させ、互いに通信ラインで接続するようにしても良い。

次に、車両イメージによる画像表現を主とするドライバへの情報提示に係る処理について、各部の機能を詳細に説明する。

先ず、運転状態フェーズ判別部２は、省燃費運転の観点から予め設定した評価指針を用いて、ドライバのアクセル操作やブレーキ操作、車両状態等から、現在の運転状態が「加速」と「巡航」と「減速」との何れのフェーズに属するかを判別する。本実施の形態においては、運転状態を判別する評価指針は、以下のように設定され、これらの評価指針に基づく運転状態の判別結果が表示制御部４へ送られてディスプレイ１ｂに表示され、ドライバが現在の運転状態を容易に把握することが可能となる。

（Ａ１）加速
以下の指針Ａｉ1,Ａｉ2,Ａｉ3を評価し、現在の運転状態が加速状態であるか否かを判別する。
指針Ａｉ1…車両発進時にクリープを用いているか
指針Ａｉ2…じわじわとアクセルを踏み込んでいるか
指針Ａｉ3…低エンジン回転数、低アクセル開度で加速しているか
具体的には、下記の条件Ａｊ1,Ａｊ2を判定条件として、これらの条件を共に満足するとき、現在の運転状態を「加速」と判定する。
条件Ａｊ1…アクセルオン
条件Ａｊ2…車両加速度Ａ１以上

（Ｂ１）巡航
以下の指針Ｂｉ1,Ｂｉ2,Ｂｉ3を評価し、現在の運転状態が巡航状態であるか否かを判別する。
指針Ｂｉ1…無駄な加減速がなく、一定速度で走行しているか
指針Ｂｉ2…ラフなアクセル操作がなく、一定速度で走行しているか
指針Ｂｉ3…高シフト位置で走行しているか
具体的には、下記の条件Ｂｊ1,Ｂｊ2を判定条件として、これらの条件を共に満足するとき、現在の運転状態を「巡航」と判定する。
条件Ｂｊ1…アクセルオン
条件Ｂｊ2…車両加速度Ａ１未満

（Ｃ１）減速
以下の指針Ｃｉ1,Ｃｉ2を評価し、現在の運転状態が減速状態であるか否かを判別する。
指針Ｃｉ1…アクセルオフで減速しているか
指針Ｃｉ2…弱いブレーキでゆっくり減速しているか
具体的には、下記の判定条件Ｃｊ1を満足するとき、現在の運転状態を「減速」と判定する。
条件Ｃｊ1…アクセルオフ

運転操作評価部３は、運転状態の各フェーズ毎に、以下の運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算し、アクセルの踏まな過ぎ、適度なアクセル操作、アクセルの踏み過ぎ、ラフなアクセル操作、滑らかなアクセル操作、ブレーキの踏み過ぎ、適度なブレーキ操作といったドライバの運転操作を評価する。

（Ａ２）加速状態における運転操作評価値
ブレーキオフから設定時間Ｔ1が経過するまでは車両発進時の評価指針Ａｉ1を評価する。具体的には、アクセルオンまでの時間ＡＣＣonを取得し、以下の（１）式により、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。
Ｅｖａｌ(t)
＝１００×（Ｔ1−ｔ）／Ｔ1 ：ＡＣＣon＜Ｔ1
＝０ ：ＡＣＣon≧Ｔ1 …（１）

アクセルオンからは、設定時間Ｔ2が経過するまでアクセル踏み込みに関する評価指針Ａｉ2を評価する。具体的には、アクセルオンからの時間ＡＣＣ(t)に応じてエンジン回転数ＥＧ(T)が直線的に変化し、設定時間に達したとき、エンジン回転数ＥＧ(t)が設定回転数Ｎaccになる直線関数Ｆ(t)を定義し、以下の（２）式により運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。尚、（２）式におけるＣ1は定数である。
Ｅｖａｌ(t)＝０−１００× Ｆ(t)−ＥＧ(t) ／Ｃ1 …（２）

それ以降は、加速に関する評価指針Ａｉ3を評価し、以下の（３）式により運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。尚、（３）式におけるＣ2,Ｃ3,Ｃ4は定数である。
Ｅｖａｌ(t)
＝０ ：ＥＧ(t)＜Ｎacc，ＡＣＣ(t)＜Ｃ2
＝０＋５０×（ＥＧ(t)−Ｎacc）／Ｃ3 ：ＥＧ(t)≧Ｎacc
＝０＋５０×（ＡＣＣ(t)−Ｃ2）／Ｃ4 ：ＡＣＣ(t)≧Ｃ2
＝０＋５０×（ＥＧ(t)−Ｎacc）／Ｃ3
＋５０×（ＡＣＣ(t)−Ｃ2）／Ｃ4 ：ＥＧ(t)≧Ｎacc，ＡＣＣ(t)≧Ｃ2
…（３）

（Ｂ２）巡航状態における運転操作評価値
一定速度での走行に関する評価指針Ｂｉ1とアクセル操作に関する評価指針Ｂｉ2とを評価し、過去Ｔ3秒間の車速の分散量Ｖvarとアクセル開度の分散量ＡＣＣvarとを計算する。更に、シフト位置に関する評価指針Ｂｉ3を評価し、過去Ｔ3秒間のシフト位置に応じた補正量Ｃshtを決定する。そして、補正量Ｃsht、所定の重み係数α，βを用いて、以下の（４）式により運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。
Ｅｖａｌ(t)＝０＋α×Ｖvar＋β×ＡＣＣvar＋Ｃsht …（４）

尚、補正量Ｃshtは、例えば、５速の場合、４，５速を補正量Ｃsht＝０として、以下のように決定する。但し、Ｃ5,Ｃ6,Ｃ7は定数である（Ｃ5＞Ｃ6＞Ｃ7）。
１速 ：Ｃsht＝−Ｃ5
２速 ：Ｃsht＝−Ｃ6
３速 ：Ｃsht＝−Ｃ7
４，５速：Ｃsht＝０

（Ｃ２）減速状態における運転操作評価値
アクセルオフのコースト走行状態では、評価指針Ｃｉ1を評価し、以下の（５）式により運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。
Ｅｖａｌ(t)＝０ …（５）

また、ブレーキオン時には、評価指針Ｃｉ2を評価し、アクセルオフ時の車速Ｖaccoffを計測すると共に、アクセルオフによる減速の最適時間Ｔbstを車速のテーブル等から算出し、ブレーキオンまでの時間Ｂｒｋonを取得する。そして、以下の（６）式により、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)を計算する。
Ｅｖａｌ(t)
＝０−１００×Ｂｒｋ(t)／Ｃ8 ：ｔ＜（Ｔbst−Ｂｒｋon）
＝０−１００×（Ａｘ(t)−Ｃ9） ：ｔ≧（Ｔbst−Ｂｒｋon） …（６）
但し、Ｂｒｋ(t)：時間ｔにおけるブレーキ圧力
Ａｘ(t) ：時間ｔにおける車両減速度
Ｃ8,Ｃ9 ：定数

表示制御部４は、第１画像処理部４ａにおいて、「加速」、「巡航」、「減速」の各運転状態のフェーズ及びドライバの運転操作の評価結果に基づいて、ディスプレイ１ｂに表示する車両イメージの表示アクションを設定する。この表示アクションにより、ドライバが運転状態を容易に理解することができ、また、運転操作がどのように又はどの程度改善すれば省燃費運転になるか、ドライバが直感的に捉えやすい画像表示とする。

すなわち、図２に示すように、ディスプレイ１ｂの表示画面には、車両イメージとして所定のモデル車両１０を表示し、このモデル車両１０の車体の表示姿勢を、運転状態のフェーズに応じて変化させる。この運転状態のフェーズに応じた表示アクションは、図３に示すように、巡航状態のモデル車両１０を基準として幾何学的な画像回転を行い、「加速」、「減速」の表示アクションを設定する。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、巡航状態でモデル車両１０を水平に保持した画像１０ａを表示させ、この画像１０ａを基準として、加速時には、図３（ａ）に示すように、モデル車両１０の前部サスペンションをリフトした画像１０ｂ、減速時には、図３（ｃ）に示すように、モデル車両１０の後部サスペンションをリフトした画像１０ｃを、それぞれ表示させる。

尚、「加速」、「減速」の表示アクションとして、画面上のモデル車両１０の走行路面を傾けるようにしても良い。

また、運転操作の評価結果に対する表示アクションとして、図４に示すように、モデル車両１０の表示位置を、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)の値に応じてリニアに変更する。具体的には、画面中央を、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)＝０のときのモデル車両１０の表示位置、画面右端を運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)＝１００のときのモデル車両１０の表示位置、画面左端を運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)＝―１００のときのモデル車両１０の表示位置として、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)の値に応じてモデル車両１０の表示位置を決定する。

このとき、同時に、第１画像処理部４ａによる表示に連動して、第２画像処理部４ｂでは、運転操作の評価結果を視覚的に表現する処理を行い、運転操作の良し悪しをドライバが直感的に把握できるようにする。このため、第２画像処理部４ｂは、図２〜図４に示すように、画面下部に表示されるバーグラフ１１、モデル車両１０の表示色及び表示サイズ、モデル車両１０に付加するマーク１２を設定し、第１画像処理部４ａの画像データに付加する画像データとして第１画像処理部４ａへ送る。

バーグラフ１１は、表示画面の下部横方向に配設される表示バー１１ａと、モデル車両１０の下部中心位置に配置され、運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)の値に応じてモデル車両１０の中心位置を示しながら横方向に移動する三角形のインジケータ１１ｂとを有している。表示バー１１ａは、中央部がＥｖａｌ(t)＝０に対応する評価値の高い部分を示し、この評価値の高い部分の画面左側を減速側で評価値の低い部分（左端でＥｖａｌ(t)＝−１００）、画面右側を加速側で評価値の低い部分（右端でＥｖａｌ(t)＝１００）として設定し、表示バー１１ａとインジケータ１１ｂとで運転操作の評価結果を視覚的に把握可能としている。

また、モデル車両１０の表示色、モデル車両１０の表示色やモデル車両１０の後部上方に付加表示されるマーク１２は、ドライバが表示画面を常に注視できるものではないことに対応するものである。例えば、運転操作の評価値が低い状態から高い状態へ短い時間間隔で遷移した場合、ドライバが画面を注視していないと見逃してしまう。そこで、このような場合、過去に評価が低い状態があったことをドライバへ提示することを目的として、モデル車両１０の表示色を、運転操作の評価の良し悪しに応じて変更する。

例えば、図４（ｂ）に示すように、適度なアクセル操作、滑らかなアクセル操作、適度なブレーキ操作といった評価値の高い状態では、モデル車両１０（但し、図４（ｂ）においては巡航状態を示す画像１０ａ）を緑色系の表示色で表示する。一方、図４（ａ）や図４（ｃ）に示すように、ブレーキの踏み過ぎ、アクセルの踏まな過ぎ、アクセルの踏み過ぎ、ラフなアクセル操作といった評価値の低い状態では、モデル車両１０（但し、図４（ａ）においては減速状態を示す画像１０ｃ、図４（ｃ）においては加速状態を示す画像１０ｂ）の表示色を赤色系の警告的な表示色に変更する。

尚、モデル車両１０の表示位置が評価値の低い位置に移動した場合には、画面中央にモデル車両１０の残像を表現する領域１０’を残しておくことにより、評価値が下がったことを強調してドライバの注意を喚起する。

また、モデル車両１０の後部上方に表示するマーク１２は、図４（ａ）に示すように、減速側での評価値の低い運転操作を強調表現する汗マーク１２ａ、図４（ｂ）に示すように、評価値の高い良い運転操作を強調表現する音符マーク１２ｂ、図４（ｃ）に示すように、加速側での評価値の低い運転操作を強調表現するガスマーク１２ｃの３種類のマークが備えられている。これらのマーク１２ａ，１２ｂ，１２ｃを評価値に応じて変更し、点滅表示することにより、ドライバが運転操作の良し悪しを直感的に把握すると共に、評価方向が加速側、減速側のどちらだったかを容易に認識することが可能となる。評価が低い状態を表現するモデル車両１０の表示色とマーク１２による表示は、評価値が高い状態に戻っても継続させ、所定時間（例えば、約２秒程度）経過後に元の表示に戻す。これにより、ドライバは表示画面を常に注視していなくても過去の運転操作の評価を把握することができ、効果的に省燃費運転スキルを向上させることができる。

また、ドライバが常に表示画面を注視できないことへの対応として、良い運転操作を継続して行なっている場合には、その継続時間に応じた表示アクションを行う。例えば、予め保有する車両メージデータを基準として、運転操作評価値が高い状態（良い運転操作）が継続した場合、その継続時間に応じてモデル車両１０を徐々に拡大する。或いは、図５に示すように、モデル車両１０周辺の領域１０’を、良い運転操作の継続時間に応じた周期でブリンクする領域１０”とする。

尚、ブリンクによる表示アクションは、モデル車両１０自体をブリンクさせても良く、或いはモデル車両１０を含む領域全体をブリンクさせても良い。また、この拡大或いはブリンクによる表示アクションは、良い運転操作から外れてしまった場合、直ちに停止する（急激に元の大きさに戻す、或いはブリンクを停止する）。

更に、以上の車両イメージの表示アクションによるドライバへの情報提示に加え、走行中、特筆すべき良い操作、或いは悪い操作があった場合には、音声制御部５は、以下に示すようなＩＤ１〜ＩＤ４の発話条件に基づいてフレーズを選択し、スピーカ１ｃを介してドライバに音声出力を行う。

ＩＤ１：停車発進から設定時間までの運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)の平均が設定値を超える場合の発話条件であり、例えば、以下のフレーズが発話される。
「ふんわりアクセルで非常に良いです。」
ＩＤ２：ＩＤ１の条件が未達の場合の発話条件であり、例えば、以下のフレーズが発話される。
「ブレーキからアクセルに踏みかえるとき一呼吸おくと燃費が良くなります。」
ＩＤ３：アクセル開度が設定開度以上の状態を設定時間以上継続した場合の発話条件であり、例えば、以下のフレーズが発話される。
「アクセルの踏みすぎです。ゆっくり加速すると燃費に良いです。」
ＩＤ４：運転操作評価値Ｅｖａｌ(t)が設定値を超える状態が設定時間以上継続する場合の発話条件であり、例えば、以下のフレーズが発話される。
「良いアクセル操作で燃費に良いです。この調子で一定スピードで行きましょう。」

このように本実施の形態においては、現在の運転状態が「加速」、「巡航」、「減速」のどの状態にいるかを、車両イメージの表示アクションによってドライバが容易に理解することが可能となる。また、どの運転状態かを把握した上で、それぞれの運転状態に最適な省燃費運転操作を行うには、具体的にどの程度改善するべきか等を直感的に理解できるので、効果的に省燃費運転スキルを向上させることができる。

また、運転操作の評価を車両イメージの表示位置だけでなく、車両イメージの色や車両イメージに付加するマークによって過去の評価値を表現しているので、ドライバは表示画面を常に注視していなくても過去の運転操作の評価を把握することができ、効果的に省燃費運転スキルを向上させることができる。

さらに、ドライバが画面を常に注視していなくても、良い運転操作が継続していることを示す表示が行なわれるので、ドライバの省燃費運転意欲を刺激し、効果的に省燃費運転スキルを向上させることができる。

１ 車両用情報提示装置
１ａ コントローラ
１ｂ ディスプレイ
１ｃ スピーカ
２ 運転状態フェーズ判別部
３ 運転操作評価部
４ 表示制御部
５ 音声制御部
１０ モデル車両
１２ａ 汗マーク
１２ｂ 音符マーク
１２ｃ ガスマーク

Claims (7)

1. 車両の運転に係る情報をドライバに提示する車両用情報提示装置であって、
   所定の評価指針に基づいて現在の運転状態が属するフェーズを判別する運転状態フェーズ判別部と、
   ドライバの運転操作を評価し、上記運転状態のフェーズ毎に運転操作の評価値を算出する運転操作評価部と、
   上記運転状態フェーズ判別部で判別した運転状態のフェーズを、ディスプレイに表示するモデル車両の表示姿勢によって明示すると共に、上記運転操作評価部で算出した評価値を、上記モデル車両の表示位置によって明示する表示制御部と
   を備えることを特徴とする車両用情報提示装置。
2. 上記表示制御部は、上記モデル車両の表示色を上記評価値に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の車両用情報提示装置。
3. 上記表示制御部は、上記評価値が低いときに設定した上記モデル車両の表示色を、上記評価値が低い状態から高い状態に遷移したときにも設定時間維持することを特徴とする請求項２記載の車両用情報提示装置。
4. 上記表示制御部は、上記評価値に応じたマークを上記モデル車両に付加して上記ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の車両用情報提示装置。
5. 上記表示制御部は、上記評価値が低いときに付加した上記マークを、上記評価値が低い状態から高い状態に遷移したときにも設定時間維持することを特徴とする請求項４記載の車両用情報提示装置。
6. 上記表示制御部は、上記評価値が高い状態が継続した場合、その継続時間に応じて上記モデル車両を徐々に拡大することを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の車両用情報提示装置。
7. 上記表示制御部は、上記評価値が高い状態が継続した場合、その継続時間に応じた周期で上記モデル車両周辺をブリンクさせることを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の車両用情報提示装置。

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