JP5910755B2 - 車両状態判定装置、車両状態判定方法及び運転操作診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、加速度情報に基づいて車両状態を判定する車両状態判定装置、及び該車両状態判定装置に用いられる車両状態判定方法、及び該車両状態判定装置を備える運転操作診断装置に関する。

周知のように、ドライバによるハンドル操作や、アクセル操作、ブレーキ操作などの運転操作を検知し、この検知した運転操作と車速等とに基づいてドライバの運転操作の良否の程度を診断する運転操作診断装置がある。従来、こうした運転操作診断装置は、車両に備えられている各種センサから得られた速度情報やブレーキ操作情報などの各種情報に基づいてドライバの運転操作を検知している。そして、例えば、こうした運転操作診断機能を有する車載装置の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の装置は、自車両の運転についての運転診断を行うことができるナビゲーション装置である。この装置は、運転診断場面として、自車両が交差点に進入する場面や、高速道路の本線に進入する場面等が発生したとき、加速度センサの測定した自車両の加速度と、自車両の車速及び角速度に基づき特定された自車両の加速度との差分を算出する。そしてこの装置は、算出された差分が所定の値以内である場合に限り、加速度センサにより測定された自車両の加速度に基づいて自車両の運転についての運転診断を行う。

特開２０１０−３８６４３号公報

ところで近年は、特許文献１に記載の装置などとは異なり車両に据付けられてはおらず、必要に応じて車両に持ち込まれる携帯型の情報処理装置が注目されている。こうした携帯型の情報処理装置は、各種のプログラムを処理し、それらの処理結果を画像として表示することができるとともに、ＧＰＳ信号などを使って現在位置を特定する位置センサや加速度情報を測定する加速度センサを搭載するものもある。つまり、携帯型の情報処理装置に搭載されたセンサから得られる情報を活用して運転診断に利用することが検討されている。ただし、限られたセンサ、それも車両状態を検出することを目的としていないセンサから得られた情報のみから車両状態を判定し、ドライバの運転操作を診断することは容易ではない。

そこで、こうした携帯型の情報処理装置に車両の各種センサからの情報を取得させることも考えられるが、車両にとって外部機器である情報処理装置による情報の取得には、リアルタイム性や精度等の面での制約が懸念される。例えば、携帯型の情報処理装置が車両の各種センサからの情報を、データ通信を介して取得可能であったとしても、外部機器へのデータ通信の優先度は高くないなど、車両状態を判定、ひいてはドライバの運転操作を診断するうえで十分なリアルタイム性が得られないおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサから得られる加速度等の限られた情報からであれ、車両状態を好適に判定することのできる車両状態判定装置、及び該車両状態判定装置に用いられる車両状態判定方法、及び該車両状態判定装置を備える運転操作診断装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果を記載する。
上記目的を達成するために車両状態判定装置は、加速度センサから得られる情報に基づいて車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定装置であって、前記加速度センサにより取得される加速度を経時的に記憶する記憶部と、前記取得される加速度の変化量が所定値未満であることに基づいて推定されるブレーキの操作終了タイミングに基づいてブレーキの操作状態の判定開始を指示する判定開始指示部と、前記判定開始指示部が判定開始を指示した時点から過去に向けて前記記憶部に記憶されている加速度を参照し、該参照した加速度が過去に向けて減少している期間を除外期間として選択する除外期間選択部と、前記選択された除外期間よりも過去の期間を対象期間とし、その対象期間における加速度の推移に基づいてブレーキ操作が開始された時点を特定する操作開始特定部とを備える。

上記目的を達成するために車両状態判定方法は、加速度センサから得られる情報に基づいて車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定装置に用いられ車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定方法であって、前記加速度センサにより取得される加速度を経時的に記憶部に記憶させる工程と、前記取得される加速度の変化量が所定値未満であることに基づいて推定されるブレーキの操作終了タイミングに基づいてブレーキの操作状態の判定開始を指示する判定開始指示工程と、前記判定開始指示工程によって判定開始が指示された時点から過去に向けて前記記憶部に記憶されている加速度を参照し、該参照した加速度が過去に向けて減少している期間を除外期間として選択する除外期間選択工程と、前記選択された除外期間よりも過去の期間を対象期間とし、その対象期間における加速度の推移に基づいてブレーキ操作が開始された時点を特定する操作開始特定工程とを備える。

このような構成もしくは方法によれば、加速度センサから得られる加速度の変化からブレーキの操作が開始された時点を求める際、ブレーキの操作が開始されることのない期間を適切に除外することができるようになる。こうしたブレーキ操作の開始とは関係のない期間を除外することによって、ブレーキ操作の開始時点の誤検出が抑制され、加速度センサが検出する加速度に基づいて車両の状態を好適に判定することができるようになる。また、ブレーキ操作の開始時点の検出に係る情報処理を減らすことができるため車両状態の判定が迅速になされるようにもなる。しかも、このような判定態様であれば、上記加速度センサが携帯型の情報処理装置に搭載されているセンサであっても、その取得される加速度に基づいて上記ブレーキの操作状態を精度よく判定することが可能となる。

好ましい構成として、前記除外期間選択部は、前記参照した加速度が過去に向けて減少している期間として、前記判定開始が指示された時点からその過去において加速度が最小となる時点までの期間を選択する。

好ましい方法として、前記除外期間選択工程では、前記参照した加速度が過去に向けて減少している期間として、前記判定開始が指示された時点からその過去において加速度が最小となる時点までの期間が選択される。

このような構成もしくは方法によれば、加速度が最小になる時点までの期間の特定が容易であるため、除外期間算出に係る演算負荷などを抑えることができる。つまり、更なる処理負荷の軽減や応答性の向上が図られるようになる。

好ましい構成として、前記操作開始特定部は、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点を特定する。
好ましい方法として、前記操作開始特定工程では、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作の開始された時点が特定される。

ドライバのブレーキ操作の特徴として、ブレーキ操作開始前には加速度が０［ｍ／ｓ^２］付近で徐々に減速するものの、速度変化は小さい状態にあることが多い。そこで、このような構成もしくは方法によれば、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下にあることを条件にしてブレーキ操作が開始された時点を探すようにする。これにより、ブレーキ操作の開始時点の検索範囲が好適に絞られるため、これによっても検出精度の向上や、迅速な演算処理などが期待されるようになる。

好ましい構成として、前記対象期間のうちの加速度は、所定のサンプリング期間における加速度の平均値である。
好ましい方法として、前記対象期間のうちの加速度を所定のサンプリング期間における加速度の平均値とする。

このような構成もしくは方法によれば、車両にあっては加速度の測定値に多少のばらつきが生じることは避けられないため、所定のサンプリング時間における加速度の測定値の平均値を利用することで加速度の変化傾向が適切に反映されるようになる。例えば、加速度の一時的な変動の影響が排除された平均値の加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下である範囲から、ブレーキ操作が開始された時点を探すことができる。これにより、加速度に生じる一時的な変化によってブレーキ操作の開始時点の判定が影響を受けるおそれを低減させることができるようになる。

好ましい構成として、加速度はさらに、−１．０［ｍ／ｓ^２］以上であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点を特定する。
好ましい方法として、加速度がさらに、−１．０［ｍ／ｓ^２］以上であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点が特定される。

このような構成もしくは方法によれば、ドライバがブレーキを操作すれば大きな負の加速度が発生するため、ブレーキが操作されたときに発生する加速度よりも絶対値が小さい減速用の加速度範囲となる−１．０［ｍ／ｓ^２］以上をブレーキ操作が開始された時点を特定するときの条件にする。これにより、特定のための対象期間がより絞り込まれるようになるため、ブレーキ操作の開始時点の判定の一層の向上が図られるようになる。

好ましい構成として、前記操作開始特定部は、前記対象期間のうち、加速度を微分したジャークの絶対値が最大の時点を、ブレーキ操作が開始された時点として特定する。
好ましい方法として、前記操作開始特定工程では、前記対象期間のうち、加速度を微分したジャークの絶対値が最大の時点をブレーキ操作が開始された時点として特定される。

加速度を微分したジャークは、ブレーキ操作のときに大きな値を発生させる一方、路面からの振動などでも大きな値を発生させる。そこで、このような構成もしくは方法によれば、対象期間を適切に絞り込んだ範囲内でのジャークの最大値に基づくことによって、高い精度でブレーキ操作の開始時点を特定することができるようになる。これにより、ブレーキ操作の開始時点の特定精度の向上が一層図られるようになる。

好ましい構成として、前記操作開始特定部は、ジャークが負である時点のうちから前記ジャークの絶対値が最大となる時点を特定する。
好ましい方法として、前記操作開始特定工程では、ジャークが負である時点のうちから前記ジャークの絶対値が最大となる時点が特定される。

ブレーキ操作時には負の加速度が生じるため、まず負のジャークが生じる。このため、このような構成もしくは方法によれば、負のジャークが最大であることに基づいて、ブレーキ操作が開始された時点を判定することで、その他の要因に基づき発生するジャークの影響を抑制することができる。

好ましい構成として、前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、車両停止時における加速度の変化量との対比から判断する。

このような構成によれば、ブレーキの操作終了を車両停止時における加速度の変化量との対比に基づいて判断することで、車両停止を迅速かつ容易に判定できるようになる。
好ましい構成として、前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、加速度が負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻って変化が少なくなったときにおける加速度の変化量との対比に基づいて判断する。

このような構成によれば、加速度が負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻って変化が少なくなったときにおける加速度の変化量に関して、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する加速度の変化量が、所定値未満であることに基づいて、ブレーキの操作終了タイミングを判断する。これにより、車両が停止しないブレーキ操作であってもブレーキ操作の終了を判断することができ、このように車両の停止を伴わないブレーキ操作に対しても車両状態の判定をすることができるようになる。

このましい構成として、位置の時間変化に基づいて速度を算出する速度検出部を備え、前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、加速度が負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻るとともに、前記速度検出部により算出された速度が減速から増速に変化することに基づいて判断する。

このような構成によれば、ブレーキ操作が行われたものの、車両は停止しなかった場合であれ、ブレーキ操作に関する運転診断を行うことができるようになる。これにより、ユーザに対してブレーキ操作に関する運転診断を提供できる機会の増加が図られる。つまり、車両状態判定装置の適用可能性や採用可能性の拡大が図られるようになる。

上記目的を達成するために運転診断装置は、加速度情報に基づいてそれぞれ特定されるブレーキ操作が終了した時点とブレーキ操作が開始された時点とに基づいてブレーキ操作に関する運転診断を行い、その診断結果を提供する運転診断装置であって、ブレーキ操作が開始される時点を判定する判定装置として、上記車両状態判定装置を備え、前記ブレーキ操作が開始された時点の速度が、運転診断を行う条件としての速度である診断速度以上のとき、前記運転診断の結果を提供する。

このような構成によれば、ブレーキ操作を開始したときの速度が運転診断を行う速度以上のとき運転診断の結果が提供される。例えば、渋滞や市街地走行などで行われる低速度におけるブレーキ操作は運転診断に適さないことがあるうえ、ドライバに煩わしさを与えるおそれがある。つまりこうした低速度に対する運転診断が行われないようになる。これにより、運転診断の提供が適切になされるようになる。なお運転診断の結果が提供されないのであればよく、運転診断を実行しない態様でもよいし、実行された運転診断の結果を提供しない態様でもよい。

好ましい構成として、ブレーキ操作が開始された時点から判定開始が指示された時点までの期間が、ブレーキ操作が開始された時点での速度から算出された減速に要する標準的な時間である標準時間以上であるとき、前記運転診断の結果を提供する。

ブレーキの操作開始からブレーキ操作終了までの時間がブレーキ操作の開始時点の速度に対して極端に短い場合、加速度に基づいて判断されたブレーキ操作の開始時点の判断や、ブレーキ操作の終了時点の判断に誤りがあるおそれが高い。つまり、このような構成によれば、このような判断の誤りが生じた場合に運転診断を提供しないようにすることができる。これにより、不適切な運転診断の提供が防止され、運転診断が適切に行われるようになる。

好ましい構成として、現在位置の変化に基づいて速度を算出する位置検出装置と、前記位置検出装置により算出された速度が所定の速度以上になったことを検出する走行検出部とを備え、前記判定装置を構成する判定開始指示部は、前記走行検出部が所定の速度以上になったことを検出したことを条件に前記ブレーキの操作状態の判定開始を指示する。

このような構成によれば、運転診断を行なうとき、車両が所定の速度以上で走行していたことを条件とすることで、車両が走行していないときや、運転診断装置が車両に搭載されていないとき運転診断を行なってしまうおそれが防止される。これにより運転診断が適切に提供されるようになる。

好ましい構成として、前記位置検出装置により算出された速度が所定の速度未満になったことを検出する低速検出部を備え、前記判定装置を構成する判定開始指示部は、前記低速検出部が所定の速度未満になったことを検出していることを条件に前記ブレーキの操作状態の判定開始を指示する。

車両が安定走行しているために加速度変化が少なくなるようなとき、ブレーキ操作が終了したと誤判定されるおそれがある。そこで、このような構成によれば、車両が停止する速度に近い低速度が検出されたこと条件に運転診断を提供することで、ブレーキ操作に関する運転診断を適切に提供することができるようになる。なお、低速度を検出する所定の速度に、停止の速度、つまり「０」よりも少し大きい値を設定するとよい。こうすることで、たとえ速度検出に若干の遅れが生じても、ブレーキの操作終了のリアルタイムの検出に生じる影響を低減させることができる。

車両状態判定装置が持ち込まれる車両を具体化した一実施形態について、その概略構成を示す模式図。 図１に示す車両状態判定装置について、その概略構成を示すブロック図。 図２に示す車両状態判定装置が測定する加速度等の態様を示すグラフ。 図２に示す車両状態判定装置による診断開始の判定条件に基づいて運転診断の開始が判定されるタイミングを示すタイムチャート。 図２に示す車両状態判定装置による診断開始の判定条件に基づいて運転診断の開始が判定される例について示すタイムチャート。 図５に示す診断開始の判定条件とは異なる例において運転診断の開始が判定される例を示すタイムチャート。 図２に示す車両状態判定装置による速度補正の態様を示すグラフ。 図７に示す速度補正の態様を示すグラフの一部を拡大したグラフ。

車両状態判定装置、車両状態判定方法及び運転診断装置を具体化した一実施形態について、図１〜８に従って説明する。
まず、運転診断装置の概略について説明する。

図１に示すように、自動車などの車両１は携帯型の情報処理装置２を備えている。携帯型の情報処理装置２は、ユーザによる持ち運びが可能な装置であるため、必要に応じて車両１内に持ち込まれるとともにその持ち込まれた車内に一時的に取り付けられる。携帯型の情報処理装置２は、いわゆる携帯電話やスマートフォンなどであって、各種プログラムを実行処理する小型コンピュータを含み構成されている。本実施形態では、携帯型の情報処理装置２は、ブレーキ操作に関する運転診断用のプログラムを実行処理することでブレーキ操作に関する運転診断を行う。

続いて、携帯型の情報処理装置２の構成について説明する。
図２に示すように、携帯型の情報処理装置２は、各種センサとＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インターフェース）と、運転診断を行なう運転診断部１３とを備えている。各種センサには、加速度を検出する加速度センサ部１０と、現在の位置情報を取得する位置検出装置及び速度検出部としての位置センサ部１１とが含まれている。ＨＭＩは、ユーザが認識可能な情報を出力する出力部と、ユーザからの指示が入力される入力部とを備えている。出力部には、画像情報を表示する表示装置１２や図示しない音声出力装置が含まれている。入力部には、操作ボタンやタッチセンサなどが含まれている。

加速度センサ部１０は、半導体式の３軸加速度センサなど公知の加速度センサを有し、携帯型の情報処理装置２に印加される加速度Ｓａｒを検出する。つまり、加速度センサ部１０が３軸分の加速度を出力する場合、加速度Ｓａｒにはそれら３軸分の加速度が含まれる。加速度センサ部１０は、検出した加速度Ｓａｒに対応する信号を運転診断部１３へ出力する。なお、こうした３軸加速度センサにより検出された加速度Ｓａｒからは、重力加速度の方向を特定することで、垂直方向や水平方向の加速度とその向きをそれぞれ得ることができる。つまり加速度センサ部１０は、加速度Ｓａｒの検出方向を機器正面（前方）等の向きに関連付けることができる。例えば、ドライバに機器正面を向けるように車内に配置された携帯型の情報処理装置２は、車両１が減速すると機器後方への加速度Ｓａｒを検出し、車両１が加速すると機器前方への加速度Ｓａｒを検出する。

位置センサ部１１は、ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号を利用して現在位置や現在時刻を算出する。位置センサ部１１は、算出した現在の位置Ｓｐｒや現在時刻に対応する信号を運転診断部１３へ出力する。また、位置センサ部１１は、位置の移動と時間との関係に基づいて速度Ｓｖｒを算出するものの、速度Ｓｖｒには位置の移動と時間との関係に基づいて算出されることに基づく遅延が生じる。例えば、ＧＰＳ信号の取得間隔を５００ｍｓとすれば、速度Ｓｖｒの算出には少なくとも５００ｍｓの遅延が生じる。また、位置センサ部１１はＧＰＳ信号以外の情報を加えて現在位置を算出してもよいし、ＧＰＳ信号を利用しないで現在の位置を算出してもよい。さらに、時刻は時計から取得してもよい。

運転診断部１３は、ブレーキ操作に関する運転診断を行なう。運転診断部１３は、加速度センサ部１０と位置センサ部１１とに電気的に接続されている。運転診断部１３は、加速度センサ部１０から加速度Ｓａｒに対応する信号が入力される。運転診断部１３は、加速度Ｓａｒを記憶する記憶部としてのデータログ部４０と、加速度Ｓａｒにフィルタ処理を施すフィルタ部４１と、フィルタ処理された加速度Ｓａ１に基づいて加速度Ｓａ１の最小値Ｓａｍを検出する最小加速度検出部４２とを備える。また運転診断部１３は、加速度Ｓａｒを微分してジャークＳｊａ（加速度の時間変化率）を算出する微分処理部４３と、加速度Ｓａｒから車両１の停止を検出する判定開始指示部としての停止検出部４４とを備えている。

データログ部４０は、加速度センサ部１０から入力された加速度Ｓａｒを記憶する。データログ部４０は、入力された加速度Ｓａｒを時系列的（経時的）に記憶する。またデータログ部４０は、記憶した加速度Ｓａｒのうちから指定された期間に対応する加速度Ｓａｒのデータを出力する。

フィルタ部４１は、入力された加速度Ｓａｒにフィルタ処理を施すことで平準化された加速度Ｓａ１を生成する。フィルタ部４１は、例えば、所定のサンプリング時間における加速度Ｓａｒの測定値の平均値として平準化された加速度Ｓａ１を生成する。このように平準化することで加速度Ｓａｒに含まれる、運転診断に不要な高い周波数成分が除去される。例えば、車両１は、路面のでこぼこから短周期の大きな加速度を受けるが、このような加速度は運転診断に不要であるため除去する。また、こうして算出される平準化された加速度Ｓａ１は、加速度Ｓａｒの一時的な変動の影響が排除され、加速度Ｓａｒの変化傾向が適切に反映されるようになる。そしてフィルタ部４１は、フィルタ処理を施した平準化された加速度Ｓａ１を出力する。なお、高い周波数成分を除去するために、高周波数除去フィルタを用いてもよい。また、平準化は、平均値処理以外の処理でもよい。

最小加速度検出部４２は、フィルタ部４１から平準化された加速度Ｓａ１が入力されるとともに、現在時点から過去の所定期間の間において平準化された加速度Ｓａ１が最小値Ｓａｍとなった時点Ｓｔｍを記憶しておく。なお、所定期間において複数の極小値とその時点をそれぞれ記憶しておいてもよい。極小値を記憶しておけば最小値を選択することが可能である。所定期間は、例えば、２０秒などの期間が設定されているが、車両１の速度に応じて変化させてもよい。例えば、速度が高ければ長期間に、速度が低ければ短期間になるように変化させてもよい。そして、最小加速度検出部４２は、要求に応じて加速度Ｓａ１の最小値Ｓａｍとその時点Ｓｔｍとを出力する。

微分処理部４３は、加速度Ｓａｒを微分演算してジャークＳｊａを算出し、算出したジャークＳｊａを出力する。微分処理部４３は、加速度センサ部１０から入力される加速度ＳａｒからジャークＳｊａを算出することができるとともに、データログ部４０に記憶されている加速度Ｓａｒを参照してジャークＳｊａを算出することもできる。

停止検出部４４は、加速度センサ部１０から入力された加速度Ｓａｒに基づいて車両１の停止を検出する。停止検出部４４は、加速度Ｓａｒに生じる加速度偏差Ｓａｄを演算する偏差演算部４５と、車両１が停止している状態における加速度偏差Ｓａｄを学習する停止状態学習部４６と、現在の加速度偏差Ｓａｄから停止状態を検出する停止状態検出部４７とを備える。ところで、携帯型の情報処理装置２は、その位置センサ部１１が出力する速度Ｓｖｒから車両１の停止を検出することは可能ではあるが、位置センサ部１１は位置変化に基づいて速度Ｓｖｒを検出するため停止の検出に多少の遅れが生じる。そこで、本実施形態では、停止検出に係る遅れを低減させるため、停止検出部４４が加速度Ｓａｒに基づいて車両１の停止を迅速に検出するようにしている。

偏差演算部４５は、加速度センサ部１０から加速度Ｓａｒが入力され、この入力された加速度Ｓａｒに所定期間に生じている加速度偏差Ｓａｄを算出する。偏差演算部４５は、算出した加速度偏差Ｓａｄを出力する。本実施形態では、所定期間を１秒としており、偏差演算部４５は、加速度Ｓａｒに生じる１秒間の変位から加速度偏差Ｓａｄを算出する。つまり、加速度偏差Ｓａｄは所定期間における加速度Ｓａｒの変化量として算出される。なお、所定期間は、車両１の停止状態を適切に検出できるのであれば、１秒より短くても、１秒より長くてもよい。

停止状態学習部４６は、偏差演算部４５から出力された加速度偏差Ｓａｄが入力されるとともに、車両１が停止中であるときの加速度偏差Ｓａｄを学習する。車両１は停止状態となるとき、加速度Ｓａｒは、負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻って変化が少なくなる傾向にあることが一例としてあげられる。停止状態学習部４６は、車両１が停止中であることを、位置センサ部１１が算出する速度Ｓｖｒを利用して検知してもよいし、ドライバに車両停止の確認を要求してもよいし、学習タイミングをドライバから指示されてもよい。また、停止状態学習部４６は、車両１の停止が確実なときの加速度偏差Ｓａｄを検知したとき、加速度偏差Ｓａｄを学習してもよい。なお、停止状態学習部４６は、加速度偏差Ｓａｄを一つだけ学習してもよいし、所定期間における加速度偏差Ｓａｄを複数学習してもよい。

ところで、車両１の停止時に生じる加速度Ｓａｒは、車種や、携帯型の情報処理装置２の設置状態、加速度センサの種類、携帯型の情報処理装置２の種類などの違いによって異なると考えられる。このため、対象とする車両１に携帯型の情報処理装置２を最初に設置したとき、車両１が停止している状態で停止状態における加速度偏差Ｓａｄを学習させることが望ましい。この学習によって、車種や、機器、設置条件のばらつきを補正することできるため、加速度偏差Ｓａｄに基づく停止状態の判定精度を向上させることができる。

停止状態検出部４７は、現時点の加速度偏差Ｓａｄに基づいて、現在、車両１が停止しているか否か検出する。停止状態検出部４７は、まず、現時点の加速度偏差Ｓａｄが停止判断のレベルにあるか否かを判断する。そして、停止状態検出部４７は、現時点の加速度偏差Ｓａｄが停止判断のレベルにあると判断すると、現時点の加速度偏差Ｓａｄを、停止状態学習部４６に学習されている停止時の加速度偏差Ｓａｄと比較する。停止状態検出部４７は、所定時間の間、現時点の加速度偏差Ｓａｄが学習された停止時の加速度偏差Ｓａｄよりも小さいと判断すると、車両１が停止していると判断するとともにその判断結果を車両停止信号Ｓｓｔとして出力する（判定開始指示工程）。つまり、停止検出部４４によって車両１の停止が検出される。

本実施形態では、現時点の加速度偏差Ｓａｄと学習された停止時の加速度偏差Ｓａｄとを比較する所定時間を２秒としているが、車両１の停止を好適に判断できるのであれば、所定の時間は２秒より短くても、２秒より長くてもよい。また、加速度偏差Ｓａｄに複数の成分が含まれている場合、現時点の加速度偏差Ｓａｄに含まれるいずれかの成分の最大の加速度偏差と、学習された停止時の加速度偏差Ｓａｄに含まれるいずれかの成分の最小の加速度偏差とを比較してもよい。もしくは、現時点の加速度偏差Ｓａｄに含まれる各成分の加速度偏差と、学習された停止時の加速度偏差Ｓａｄに含まれる対応する成分の加速度偏差とをそれぞれ比較してもよい。

また運転診断部１３は、車両１のブレーキ操作の開始時点を推定する減速開始検出部２０と、ブレーキ操作に関しての運転診断を行なう診断処理部３０とを備えている。
減速開始検出部２０は、加速度センサ部１０からフィルタ部４１を介して平準化された加速度Ｓａ１が入力される。減速開始検出部２０は、入力された平準化された加速度Ｓａ１に基づいて車両１のブレーキ操作の開始時点を推定する。減速開始検出部２０は、停止検出部４４から車両停止信号Ｓｓｔが入力されたことに基づいて車両停止信号Ｓｓｔが入力された時点から過去の所定期間を推定対象期間として、当該推定対象期間内においてブレーキ操作の開始時点を推定する。減速開始検出部２０は、推定対象期間におけるブレーキ操作の開始時点の推定範囲を絞り込む除外期間選択部としての第１の範囲選択部２１と、第２の範囲選択部２２とを備えている。第１の範囲選択部２１は、推定対象期間における対象範囲を、平準化された加速度Ｓａ１の大きさに基づいて絞り込む。第２の範囲選択部２２は、推定対象期間における対象範囲を、平準化された加速度Ｓａ１の範囲に基づいて絞り込む。また、減速開始検出部２０は、加速度ＳａｒのジャークＳｊａに基づいて推定対象期間からブレーキ操作の開始時点を特定する操作開始特定部としての操作時点特定部２３を備えている。

図３を参照して、第１の範囲選択部２１、第２の範囲選択部２２及び操作時点特定部２３について説明する。図３には、加速度センサ部１０から出力される加速度ＳａｒがグラフＬａ０で示され、フィルタ部４１から出力される平準化された加速度Ｓａ１がグラフＬａで示され、微分処理部４３から出力されるジャークＳｊａがグラフＬｊで示されている。また、図３には、参考のため、速度センサなどにより測定された車両１の実際の速度がグラフＬｖ０で示され、ブレーキ操作により変化するブレーキ油圧がグラフＬｂｐで示されている。

図２に示すように、第１の範囲選択部２１は、停止検出部４４から車両停止信号Ｓｓｔが入力される。そして、図３に示すように、第１の範囲選択部２１は、車両停止信号Ｓｓｔが入力されると、車両停止信号Ｓｓｔが入力された時点を停止時点ｔ０として特定するとともに、その特定された停止時点ｔ０から所定期間だけ過去の時点ｔ６までの期間を推定対象期間として設定する。なお、時点ｔ６は、運転診断の対象となるブレーキ操作に要する標準的な期間から定めた最大値であって、実験値や経験値、計算値などに基づいて定められ、例えば２０秒の値が設定される。

また、第１の範囲選択部２１は、推定対象期間が設定されると、最小加速度検出部４２から、平準化された加速度Ｓａ１が最小値Ｓａｍであった過去の時点Ｓｔｍを取得する。この取得された時点Ｓｔｍは、図３において時点ｔ３に対応する。そして、第１の範囲選択部２１は、時点ｔ３から停止時点ｔ０までの範囲を除外期間として設定する。つまり、ブレーキ操作の開始時点を推定する推定対象期間から除外期間を除外した、時点ｔ３から時点ｔ６までの期間としての第１の対象期間を設定する（除外期間選択工程）。

第２の範囲選択部２２は、加速度の範囲に基づいて、第１の範囲選択部２１が設定した第１の対象期間をさらに絞り込む。第２の範囲選択部２２は、フィルタ部４１を介してデータログ部４０から、第１の対象期間に対応する時点ｔ３から時点ｔ６までの平準化された加速度Ｓａ１を取得する。そして、第２の範囲選択部２２は、取得した平準化された加速度Ｓａ１の範囲が所定の加速度範囲に含まれる範囲を抽出する。通常、ドライバのブレーキ操作の特徴として、ブレーキ操作開始前には加速度が０［ｍ／ｓ^２］付近で徐々に減速するものの、変化は小さい状態にあることが多い。そこで、加速度が０［ｍ／ｓ^２］付近以下にある範囲からブレーキ操作が開始された時点を探すようにすることが好ましい。本実施形態では、所定の加速度範囲は、０［ｍ／ｓ^２］≧Ｓａ１≧−０．１［ｍ／ｓ^２］に設定されていることから、第２の範囲選択部２２は、時点ｔ３から時点ｔ６までの間で、加速度Ｓａ１（グラフＬａ）が０［ｍ／ｓ^２］≧Ｓａ１≧−０．１［ｍ／ｓ^２］にある範囲として時点ｔ３から時点ｔ５までの間を抽出する。つまり、第２の範囲選択部２２は、第１の対象期間を時点ｔ３から時点ｔ５までの範囲に絞り込んだ第２の対象期間を設定する。

操作時点特定部２３は、ジャークＳｊａに基づいて、第２の対象期間（時点ｔ３から時点ｔ５まで）のうちからブレーキ操作の開始時点を特定する（操作開始特定工程）。操作時点特定部２３は、第２の対象期間の加速度Ｓａｒをデータログ部４０から微分処理部４３に出力させ、微分処理部４３が出力する第２の対象期間のジャークＳｊａを取得する。そして、操作時点特定部２３は、取得したジャークＳｊａから極値を抽出し、抽出された極値のうち最小の極値である時点（ｔ４）をブレーキ操作の開始時点ｔ４として特定する。なお一般に、ブレーキ操作の開始時点ｔ４では、まず、ジャークＳｊａは負の方向に大きくなるため、最小の極値によりブレーキ操作の開始時点ｔ４を特定することは好ましい。本実施形態では、ブレーキ操作の開始時点ｔ４と、ブレーキの油圧が上昇している時点とが重なるため（グラフＬｂｐ）、ブレーキ操作の開始時点ｔ４が正しく特定されている。

これにより、減速開始検出部２０はブレーキ操作の開始時点ｔ４を特定する。そして、減速開始検出部２０は、ブレーキ操作の開始時点ｔ４から車両１の停止時点ｔ０までの期間を、ブレーキ操作の運転診断の診断対象期間として診断処理部３０へ出力する。

診断処理部３０は、診断対象期間におけるブレーキ操作に関する運転診断を行う。診断処理部３０は、減速開始検出部２０から診断対象期間を得るとともに、当該診断対象期間における加速度Ｓａ１、速度Ｓｖｒ、及びジャークＳｊａなどに基づいてブレーキ操作に関する運転診断を行う。また、診断処理部３０は、位置センサ部１１から入力される現在の位置Ｓｐｒや速度Ｓｖｒなどを走行履歴として図示しない記憶装置などに保持することができる。

診断処理部３０は、運転診断の実行条件を判定する走行検出部としての第１の条件判定部３１、低速検出部としての第２の条件判定部３２及び時間条件判定部３３と、運転診断に用いる速度を補正する速度補正部３４と、ブレーキ操作に関する運転診断を行うブレーキ診断部３５とを備えている。

ブレーキ診断部３５は、ブレーキの操作に関する運転診断を行う部分であって、診断対象期間における加速度Ｓａ１や、速度Ｓｖｒ、ジャークＳｊａの変化を、設定されている適正モデルと比較してそれらの類似度を評価し、数値化する。なお、こうした類似度の評価や数値化は、公知の評価手法や数値化手法で行われる。そして、ブレーキ診断部３５は、数値化された類似度をユーザ向けの指標に変換し、この変換した指標を表示装置１２に表示させる。つまりブレーキ診断部３５は、直前のブレーキ操作に関する運転診断をユーザに提供する。

なお、減速開始検出部２０により診断対象期間が設定された場合であっても、ブレーキ操作に関する運転診断をユーザに提供することが適切ではない場合がある。このため、本実施形態では、診断処理部３０は、運転診断を提供するにあたり、予め、第１の条件判定部３１、第２の条件判定部３２及び時間条件判定部３３によって運転診断を提供することが適切であるか否かを判断する。

そこで、診断処理部３０により実行される、運転診断の提供の可否判断について説明する。
第１の条件判定部３１は、診断対象期間を含む車両１の走行履歴中の速度Ｓｖｒに基づいて運転診断が実行可能であるか否かを判断する。第１の条件判定部３１は、ブレーキ操作に関する運転診断の実行可能条件とする第１条件速度αとして、例えば２０［ｋｍ／ｈ］が設定されているとともに、判断結果を保持する走行判定用フラグを有している。車両１が第１条件速度α以上で走行していたことを条件とすることで、車両１が走行していないときや、そもそも携帯型の情報処理装置２が車両１に搭載されていない環境下で運転診断を行なってしまうおそれが防止することができる。

図４に示すように、第１の条件判定部３１は、前回に運転診断が実行された後、走行判定用フラグをＯＦＦ（オフ）「０」に設定する（時間ｔａ２以前）とともに、その後、速度Ｓｖｒが２０［ｋｍ／ｈ］以上になったとき（時間ｔａ１）、走行判定用フラグをＯＮ（オン）「１」に設定する。そして、第１の条件判定部３１は、診断対象期間が検出されたとき（時間ｔａ０）、走行判定用フラグが「１」であった場合、運転診断を実行可能と判断する。そして、運転診断の実行可能と判断されると、本実施形態では、診断処理部３０は、次に第２の条件判定部３２による条件判定を行う。また第１の条件判定部３１は、運転診断が実行されたことを検出すると走行判定用フラグをＯＦＦ（オフ）「０」に設定する。なお、走行判定用フラグは、停止状態学習部４６による加速度偏差Ｓａｄの学習が実行されたときや、ブレーキ操作に関する運転診断を中断や終了したときなどにもＯＦＦするとよい。

ところで、第１条件速度αは、運転診断をドライバの感覚に適合させるために設定されている。例えば、低速でしか走行していない運転に対して運転診断を行うと、ドライバが運転診断の必要がないと感じる渋滞時などに運転診断が頻繁に行われ、ドライバに煩わしさを与えるおそれがある。またそうした、渋滞や市街地走行などの低速度におけるブレーキ操作は運転診断に適さない。そこで、走行履歴に含まれる速度Ｓｖｒが第１条件速度α以下のみの場合、運転診断を行わないようにすることが好適である。走行履歴中の速度Ｓｖｒが第１条件速度未満であった場合、第１の条件判定部３１は、運転診断の不実施を判断することで、診断処理部３０では今回の診断対象期間に対してブレーキ操作に関する運転診断を行わないこととする。

第２の条件判定部３２は、診断対象期間を含む車両１の走行履歴中の速度Ｓｖｒに基づいて運転診断が実行可能であるか否かを判断する。第２の条件判定部３２は、実行不許可条件とする第２条件速度βとして、例えば１０［ｋｍ／ｈ］が設定されている。

図４に示すように、第２の条件判定部３２は、前回の運転診断が実行された後、停止判定用フラグをＯＦＦ（オフ）「０」に設定する（時点ｔａ２以前）とともに、その後、速度が１０［ｋｍ／ｈ］以下になったとき（時間ｔａ２以前）、停止判定用フラグをＯＮ（オン）「１」に設定する。そして、第２の条件判定部３２は、診断対象期間が検出されたとき（時間ｔａ０）、停止判定用フラグが「１」であった場合、運転診断の実行可能と判断する。そして、運転診断の実行可能と判断されると、本実施形態では、診断処理部３０は、次に時間条件判定部３３による条件判定を行う。逆に、第２の条件判定部３２は、診断対象期間が検出されたとき、停止判定用フラグが「０」であった場合、運転診断の不実施を判断することで、診断処理部３０では今回の診断対象期間に対してブレーキ操作に関する運転診断を行わないこととする。

運転診断の実行可能と判断された後、第２の条件判定部３２は、運転診断が実行されたことを検出すると停止判定用フラグをＯＦＦ（オフ）「０」に設定する。通常、運転診断が実行された後には車両１は停止しているため、停止判定用フラグは直ちにＯＮに設定される。

ここで、走行判定用フラグと停止判定用フラグとを用いた場合の効果について説明する。
図５に示すように、車両１の速度Ｖｒが安定すると加速度の変化も小さくなるため、停止検出部４４は車両１の停止を誤判定する場合がある（時点ｔｂ２）。このとき、走行中であるため時点ｔｂ１以降の走行判定用フラグはＯＮであり、時点ｔｂ０以前から停止判定用フラグはＯＮであるため、一旦、運転診断が実行される（時点ｔｂ２）。これにより、走行判定用フラグ及び停止判定用フラグはそれぞれＯＦＦに設定される。その後直ちに走行判定用フラグはＯＮに設定される一方、停止判定用フラグはそれ以降ＯＦＦを維持されるため、時点ｔｂ２以降、例えば、診断対象期間が通知された時点ｔｂ３や時点ｔｂ４などにおいても、第２の条件判定部３２により運転診断の不実施が判断されて運転診断が実行されなくなる。

図６に示すように、停止判定用フラグを用いない場合、停止検出部４４が車両１の停止を誤判定すると、運転診断が実行される（時間ｔｃ２）。このとき、走行判定用フラグはＯＦＦされた後、直ちにＯＮに設定されるため、その後に停止検出部４４が車両１の停止を誤判定すると、再び運転診断が実行される（時間ｔｃ３）。この後さらに、停止検出部４４が車両１の停止を誤判定するたびに、例えば時点ｔｃ４や時点ｔｃ５に運転診断が実行されて、車両１の走行中に実行されるブレーキ操作に関する運転診断がユーザに不信感を与えることにもなりかねことも考えられる。

しかしこのように、速度Ｓｖｒに基づく簡単な条件で設定することができる走行判定用フラグと停止判定用フラグとによって運転診断を実施、もしくは提供を適切な条件にすることができるようになる。これにより、運転診断の利便性が向上するようになる。

図２に示すように、時間条件判定部３３は、診断対象期間の長さが、ブレーキ操作に要する時間として適切であるか否かを判断し、適切な場合、運転診断を可能と判断する一方、不適切であった場合、運転診断を不実施と判断する。時間条件判定部３３は、通常のブレーキ操作で許容される減速用の最大の加速度、つまり最小の加速度として−０．４［Ｇ］（Ｇ＝９．８ｍ／ｓ^２）を有する。そして時間条件判定部３３は、ブレーキ操作の開始時点ｔ４（図３参照）の車両１の速度Ｓｖｒを取得するとともに、その取得した速度Ｓｖｒが、減速用の絶対値が最大の加速度による減速で「０」になるまでの時間を減速時間として算出する。そして、診断対象期間の長さが、ブレーキ操作に要する時間よりも短い場合、運転診断の不実施を判断する。診断対象期間よりも短い場合としては、緊急時の急ブレーキであったり、センサの誤差などによる診断対象期間の誤検出であったりすることが考えられるため、こうした、運転診断に適さない場合における運転診断を抑制することで、ブレーキ操作に関する運転診断がドライバに違和感を与えるおそれが低減される。

例えば、第１条件速度２０［ｋｍ／ｈ］と最大の減速加速度−０．４［Ｇ］とから減速時間Ｔｄは約１．４１［秒］として算出される。つまり、減速時間Ｔｄ＝（２０÷３．６）÷（０．４×９．８）≒１．４１となるため、減速時間に１．４１［秒］や近い値である１．５［秒］などに設定してもよい。なお本実施形態では診断処理部３０は、車両１の速度Ｓｖｒが第１条件速度２０［ｋｍ／ｈ］以下のときには運転診断を行わないことから、それ以上の速度Ｓｖｒに対しても減速時間として１．４１［秒］や１．５［秒］などを適用することができる。また、最大の減速加速度は、ドライバが通常運転で生じさせる範囲であれば−０．４［Ｇ］より大きくてもよいし、−０．４［Ｇ］より小さくてもよい。さらに、ブレーキ操作の開始時点の車両１の速度Ｓｖｒに基づいて、都度減速時間を算出してもよい。

速度補正部３４は、位置センサ部１１が検出する速度Ｓｖｒの正確性を用いて、加速度センサ部１０に基づき算出される微分速度を補正する。ブレーキ操作に関する運転診断を実施する際、正確な速度が迅速に必要になる。しかし、位置センサ部１１から出力される速度Ｓｖｒは正確であるが、時間的な遅れが生じることが避けられない。他方、車両１の停止時点ｔ０から加速度センサ部１０の平準化された加速度Ｓａ１又は加速度Ｓａｒを積分することによって積分速度を迅速に算出できるが、積分速度は停止時点ｔ０から時間が離れるにつれて積分誤差の累積が無視できなくなる。そこで、速度補正部３４は、位置センサ部１１が既に出力しているブレーキ操作の開始時点ｔｄ１の車両１の速度Ｖｒ０に基づいて、ブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０を補正することで、正確な速度を迅速に得るようにしている。

図７に示すように、車両１の実際の速度がグラフＬｖ０の様に変化する場合、位置センサ部１１が算出する速度ＳｖｒはグラフＬｖｒの様に変化する。つまり、車両１の位置Ｓｐｒに基づいて速度Ｓｖｒが算出されるため、速度Ｓｖｒは正確であるものの算出に遅れが生じることが避けられない。例えば、速度Ｓｖｒに基づく停止の判定は、実際の停止時点ｔｄ０よりも遅い時点ｔｅ０になる。また、積分速度はグラフＬｖａの様に変化する。つまり、車両１の停止が検出された停止時点ｔｄ０では積分誤差はないが停止時点ｔｄ０から時間的に離れるにつれて積分誤差が累積することが避けられない。

図８に示すように、積分速度は車両１の停止が検出された停止時点ｔｄ０に時間的に近ければ積分誤差が少なく、時間の経過（過去に遡る）とともに誤差が大きくなる。例えば、ブレーキ操作の開始時点ｔｄ１でブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０が検出されているものとする。ブレーキ操作の開始時点ｔｄ１は、車両１が安定走行していた直後近傍であるため、位置センサ部１１が算出する速度Ｖｒ０は車両１の実際の速度Ｖ０に近い。そこで、ブレーキ操作に関する運転診断に必要なブレーキ操作の開始時点ｔｄ１から車両１の停止時点ｔｄ０までの間の速度について、次のように算出する。

まず、速度補正部３４は、ブレーキ操作の開始時点ｔｄ１における位置センサ部１１が算出する速度Ｖｒ０を得るとともに、ブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０を算出する。そして、速度補正部３４は、ブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０に対する補正率を、（位置センサ部１１が算出する速度Ｖｒ０）÷（ブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０）として算出する。加速度から算出される積分速度をＶａ［ｔ］とし、「ｔ」をブレーキ操作の開始時点ｔｄ１から車両１の停止時点ｔｄ０までの範囲とすると、速度補正部３４は、補正された車速Ｖ［ｔ］を、車速Ｖ［ｔ］＝Ｖａ［ｔ］×（Ｖｒ０÷Ｖａ０）との式よりを得ることができる。こうして求められる補正された車速Ｖ［ｔ］はグラフＬｖｈの様に示され、車両１の実際の速度のグラフＬｖ０に近い値となる。つまり、積分速度を、ブレーキ操作の開始時点ｔｄ１の「ブレーキ操作開始時の積分速度Ｖａ０」と「位置センサ部１１が算出している速度Ｖｒ０」との関係に基づいて補正することにより、車両１の正確な速度を迅速に得る。こうして迅速に正確な速度が得られることで、運転診断を迅速に行うことができるようになり、ユーザの利便性が向上する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両状態判定装置、車両状態判定方法及び運転操作診断装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）加速度センサ部１０から得られる加速度Ｓａｒの変化からブレーキ操作が開始された時点を求める際、ブレーキ操作が開始されることのない期間を適切に除外することができるようになる。こうしたブレーキ操作の開始とは関係のない期間を除外することによって、ブレーキ操作の開始時点ｔ４の誤検出が抑制され、加速度センサが検出する加速度Ｓａｒに基づいて車両の状態を好適に判定することができるようになる。また、ブレーキ操作の開始時点ｔ４の検出に係る情報処理を減らすことができるため車両状態の判定が迅速になされるようにもなる。しかも、このような判定態様であれば、上記加速度センサが携帯型の情報処理装置２に搭載されているセンサであっても、その取得される加速度Ｓａｒに基づいて上記ブレーキの操作状態を精度よく判定することが可能となる。

（２）加速度Ｓａｒが最小になる時点ｔ３までの期間の特定が容易であるため、除外期間算出に係る演算負荷などを抑えることができる。つまり、更なる処理負荷の軽減や応答性の向上が図られるようになる。

（３）ドライバのブレーキ操作の特徴として、ブレーキ操作開始前には加速度が０［ｍ／ｓ^２］付近で徐々に減速するものの、速度変化は小さい状態にあることが多い。そこで、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下にある範囲からブレーキ操作が開始された時点を探すようにする。これにより、ブレーキ操作の開始時点の検索範囲が好適に絞られるため、これによっても検出精度の向上や、迅速な演算処理などが期待されるようになる。

（４）車両１にあっては加速度Ｓａｒの測定値に多少のばらつきが生じることは避けられないため、所定のサンプリング時間における加速度の測定値の平均値を利用することで加速度の変化傾向が適切に反映されるようになる。例えば、加速度の一時的な変動の影響が排除された平均値の加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下である範囲からブレーキ操作が開始された時点を探すことができる。これにより、加速度に生じる一時的な変化によってブレーキ操作の開始時点の判定が影響を受けるおそれを低減させることができるようになる。

（５）ドライバがブレーキを操作すれば大きな加速度が発生する。このため、第２の対象期間を、平準化された加速度Ｓａ１が−１．０［ｍ／ｓ^２］以上である範囲（−０．１≦Ｓａ１）とすることで、ブレーキを操作したときに発生する加速度Ｓａｒよりも小さい大きさ（絶対値）の減速用の加速度範囲に対象期間を絞り込むようにする。これにより、対象期間がより絞り込まれるようになるため、ブレーキ操作の開始時点の判定の一層の向上が図られるようになる。

（６）ジャークＳｊａの絶対値が最大となる時点をブレーキ操作の開始時点として特定する。なお、加速度Ｓａｒを微分したジャークＳｊａは、ブレーキ操作のときに大きな値を発生させる一方、路面からの振動などでも大きな値を発生させる。そこで対象期間を適切に絞り込んだ範囲内でのジャークＳｊａの最大値に基づくことによって、高い精度でブレーキ操作の開始時点を特定することができる。これにより、ブレーキ操作の開始時点の特定精度の向上が一層図られるようになる。

（７）ブレーキ操作時には負の加速度Ｓａｒが生じるため、まず負のジャークＳｊａが生じる。このため、負のジャークＳｊａが最大であることに基づいて、ブレーキ操作が開始された時点を判定することで、その他の要因に基づき発生するジャークＳｊａの影響を抑制することができる。

（８）ブレーキの操作終了を車両停止時における加速度Ｓａｒの変化量との対比に基づいて判断することで、車両停止を迅速かつ容易に判定できるようになる。
（９）加速度Ｓａｒが負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻って変化が少なくなったときにおける加速度Ｓａｒの変化量（加速度偏差Ｓａｄ）に基づいて、ブレーキ操作の終了タイミングを判断することができる。ブレーキ操作の終了タイミングは、ブレーキの操作終了タイミングとして推定されるときの加速度Ｓａｒの変化量（加速度偏差Ｓａｄ）が、学習された加速度偏差Ｓａｄなどの所定値未満であることに基づいて判断される。これにより、車両１が停止しないブレーキ操作であってもブレーキ操作の終了を判断することができ、このように車両１の停止を伴わないブレーキ操作に対しても車両状態の判定をすることができるようになる。

（１０）ブレーキ操作を開始したときの速度Ｓｖｒが運転診断を行う第１条件速度α未満のとき運転診断の結果が提供されない、つまり第１条件速度α以上のとき運転診断の結果が提供される。例えば、渋滞や市街地走行などで行われる低速度におけるブレーキ操作は運転診断に適さないことがあるうえ、ドライバに煩わしさを与えるおそれがある。つまりこうした低速度に対する運転診断が行われないようになる。これにより、運転診断の提供が適切になされるようになる。なお運転診断の結果が提供されないのであればよく、運転診断を実行しない態様でもよいし、実行された運転診断の結果を提供しない態様でもよい。

（１１）ブレーキ操作の開始からブレーキ操作終了までの時間が、ブレーキ操作の開始時点の速度Ｓｖｒに対して極端に短い場合、加速度Ｓａｒに基づいて判断されたブレーキ操作の開始時点の判断や、ブレーキ操作の終了時点の判断に誤りがあるおそれが高い。つまり、このような判断の誤りが生じた場合に運転診断を提供しないようにすることができる。これにより、不適切な運転診断の提供が防止され、運転診断が適切に行われるようになる。

（１２）第１の条件判定部３１は速度が第１条件速度α以上になったことを検出したことを条件に、前記ブレーキの操作状態の判定開始を指示する。つまり運転診断を行なうとき、車両１が第１条件速度α以上で走行していたことを条件とすることで、車両１が走行していないときや、そもそも携帯型の情報処理装置２が車両１に搭載されていない環境下で運転診断を行なってしまうおそれが防止される。これにより運転診断が適切に提供されるようになる。

（１３）車両１が安定走行しているために加速度変化が少なくなるようなとき、ブレーキ操作が終了したと誤判定されるおそれがある。そこで、第２の条件判定部３２が、車両が停止する速度に近い低速度（第２条件速度β）が検出されたことを条件に運転診断を提供することで、ブレーキ操作に関する運転診断を適切に提供することができるようになる。なお、低速度を検出する所定の速度に、停止の速度、つまり「０」よりも少し大きい値を設定するとよい。こうすることで、たとえ速度検出に若干の遅れが生じても、ブレーキの操作終了のリアルタイムの検出に生じる影響を防ぐことができる。

（その他の実施形態）
なお上記各実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態では、フィルタ部４１は加速度センサ部１０から入力される加速度Ｓａｒをフィルタ処理して平準化された加速度Ｓａ１として出力する場合について例示した。なお、フィルタ部は、そのフィルタ処理の内容として、ブレーキ操作に関する運転診断に適した平準化された加速度Ｓａ１が得られるように様々に設定することができる。例えば、フィルタ部が設けられていないことと等価であるようにフィルタとしての機能を発揮しない状態、つまり入力した加速度と出力した加速度との間に相違が生じないような状態にしてもよい。これにより、車両状態判定装置や運転診断装置としての設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、停止検出部４４は、所定期間の加速度Ｓａｒに生じている加速度偏差Ｓａｄに基づいて車両停止を検出する場合について例示した。しかしこれに限らず、停止検出部は、車両が停止していることを検出することができるのであれば、その他の方法で車両の停止を検出してもよい。例えば、停止検出部は、停止した車両における加速度の変化の態様を学習し、この学習された加速度の変化の態様と、現在の加速度の変化の態様とが類似するとき車両の停止と判断してもよい。また、停止した車両の加速度が変動する範囲を学習し、この学習された加速度の変動範囲に現在の加速度の変動範囲が含まれるとき車両の停止と判断してもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、除外期間は、車両１の停止が特定された停止時点ｔ０から加速度が最小の時点ｔ３までの範囲を除外期間として設定する場合について例示した。しかしこれに限らず、除外期間は、車両の停止が特定された時点から過去に向けての加速度の変化量が負の傾向にある範囲に定めてもよい。例えば、図３において、停止時点ｔ０から時点ｔ３までの範囲から、加速度の変化量が負である部分だけを除外期間としてもよいし、停止時点ｔ０から時点ｔ３までの範囲において、平均値などの平準化処理を施された加速度の変化量が負である期間を除外期間としてもよい。所定の処理を施すことで、加速度に一時的に生じる過去に向けての正方向への変化による影響を減らし、加速度の変化量が負に変化する傾向にある範囲から除外期間を定めることができるようになる。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、第２の範囲選択部２２における所定の加速度範囲は、０［ｍ／ｓ^２］≧Ｓａ１≧−０．１［ｍ／ｓ^２］である場合について例示した。しかしこれに限らず、推定対象期間の候補を適切に絞り込むことができるのであれば、所定の加速度範囲は、この範囲に限られない。例えば、所定の加速度範囲は、（０＋δ１）［ｍ／ｓ^２］≧Ｓａ１≧（−０．１−δ２）［ｍ／ｓ^２］であってもよい。δ１やδ２は誤差範囲であって、それぞれ０．１［ｍ／ｓ^２］の１０％に相当する値などであってもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、第２の範囲選択部２２では第１の対象期間を加速度Ｓａ１が０［ｍ／ｓ^２］≧Ｓａ１≧−０．１［ｍ／ｓ^２］となる第２の対象期間に絞り込む場合について例示した。しかしこれに限らず、第２の範囲選択部は、第２の対象期間を定めるのではなく、第１の対象期間において加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下、及び−０．１［ｍ／ｓ^２］以上に含まれている時点や区間をそれぞれ、ブレーキ操作の開始時点を特定に用いる範囲として操作時点特定部に提供してもよい。これにより操作時点特定部は、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下、及び−０．１［ｍ／ｓ^２］以上を条件にして、ジャークＳｊａに基づきブレーキ操作の開始時点を特定するようにしてもよい。例えば、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下、及び−０．１［ｍ／ｓ^２］以上の条件が時点ｔ３から時点ｔ５まで連続して続けば、特定に用いる範囲は、時点ｔ３から時点ｔ５までになる。一方、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下、及び−０．１［ｍ／ｓ^２］以上の条件が時点ｔ３から時点ｔ６までの間で不連続であれば特定に用いる範囲は、時点ｔ３から時点ｔ６までの間に複数設定されることになる。上記実施形態のように第２の範囲選択部によって第２の対象期間を特定することとは異なり、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下、及び−０．１［ｍ／ｓ^２］以上の条件に含まれているときに操作時点特定部がジャークＳｊａに基づいてブレーキ操作の開始時点を特定するようにしても、特定に用いる範囲は絞り込まれるようになる。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、操作時点特定部２３は、ブレーキ操作の開始時点ｔ４をジャークの最小の極値に基づいて特定する場合について例示した。しかしこれに限らず、操作時点特定部は、ブレーキ操作の開始時点をジャークの最大の極値に基づいて特定しても、ジャークの絶対値の最大の極値に基づいて特定してもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、車両１の停止に基づいてブレーキ操作に関する運転診断を開始する場合について例示した。しかしこれに限らず、ブレーキ操作の運転診断は、ブレーキ操作が終了された時点から開始してもよい。つまり、車両が停止しなかった場合でも、ブレーキ操作が開始されて車両が減速し、その後ブレーキ操作が終了したのであれば、ブレーキ操作に関する運転診断を開始してもよい。例えば、踏んだブレーキを離すだけのような場合、負の加速度が正方向に増加し、その後「０」付近で安定したことに基づいてブレーキの操作終了を検出してもよい。また例えば、ブレーキからアクセルに踏み換えたような場合、負の加速度が正方向に増加して「０」付近になるとき、車両の速度が減速から増速（増加）に変化することに基づいてブレーキの操作終了を検出してもよい。このとき、車両の速度が減速から増速へ変化したことは、位置センサ部から出力された速度変化に生じる極小点から判断することができる。つまり、ブレーキ操作が行われたものの、車両は停止しなかった場合であれ、ブレーキ操作に関する運転診断を行うことができるようになる。これにより、ユーザに対してブレーキ操作に関する運転診断を提供できる機会の増加が図られる。つまり、車両状態判定装置の適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記実施形態では、診断対象期間が検出された後、第１の条件判定部３１による運転診断の実施可能性を判断する場合について例示した。しかしこれに限らず、第１の条件判定部によって運転診断の実施可能性を判断した後、運転診断が実施可能である場合に限って診断対象期間を検出するようにしてもよい。

診断対象期間の検出に係る処理負荷は高いため、診断対象期間の検出より先に第１の条件判定部３１により車両１の速度が運転診断条件速度以上であったか否かを判断するようにしてもよい。これにより、運転診断に要する処理負荷を低下させ、また、必要なときには運転診断を迅速に処理させることができるようになることも期待される。

・上記実施形態では、診断処理部３０は、第１の条件判定部３１、第２の条件判定部３２及び時間条件判定部３３により運転診断の提供の可否を判断する場合について例示した。しかしこれに限らず、診断処理部は、さらに他の判断を行ってもよい。例えば、車両の停止時点ｔ０から過去に所定期間として２０秒（時点ｔ６まで）の間のうちの加速度などのデータ内容の正／不正を判定するようにしてもよい。例えば、診断処理部は、位置センサ部１１から取得した位置Ｓｐｒや速度Ｓｖｒのデータ（走行履歴）などが診断実行１秒前から過去に１９秒間（つまり診断実行２０秒前まで）正しいか否かを判定してもよい。不正であることは、例えば全て空白データであることなどから判断することができる。

同様に減速開始検出部は、車両停止信号Ｓｓｔが入力されたとき、データログ部４０に記憶されている加速度Ｓａｒのデータが、車両停止信号Ｓｓｔが入力された時点である診断実行の１秒前から過去に１９秒間（つまり診断実行２０秒前まで）正しいか否かを判定してもよい。

いずれの場合であれ、正／不正の判定を各種処理に先立って実行することで、データが不正な場合、つまりブレーキ操作に関する運転支援を適切に提供できないとき、携帯型の情報処理装置における処理負荷を軽減することができる。これにより、車両状態判定装置の利便性の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、第１の条件判定部３１は速度Ｓｖｒを第１条件速度αと比較することで、運転診断を実行可能であるか否かを判定する場合について例示した。しかしこれに限らず、第１の条件判定部は、さらに積分速度が第１条件速度より大きいことを運転診断の実行可能条件としてもよいし、又は、積分速度が第１条件速度より大きいことだけを運転診断の実行可能条件としてもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、第１の条件判定部３１、第２の条件判定部３２、及び時間条件判定部３３が運転診断の実施条件を判断する場合について例示した。しかしこれに限らず、運転診断の実施条件の判断に、第１の条件判定部、第２の条件判定部、及び時間条件判定部の少なくとも１つ、もしくは全部が用いられなくてもよい。例えば、運転診断の実施条件が緩やかにはなるものの、減速開始検出部などによる加速度に基づいて検出される車両の停止判断が実用的なレベルであれば、その停止判断に基づいてブレーキ操作に関する運転診断を行ってもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上や適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記実施形態では、速度補正部３４により、加速度を積分した速度を補正する場合について例示した。しかしこれに限らず、運転診断に影響が出ないのであれば、加速度を積分した速度を補正しなくてもよいし、検出速度が早く取得できるのであれば位置センサからの速度を用いてもよい。例えば、加速度を積分した速度の誤差は、停止が検出された時点から離れるにつれて大きくなるのであり、ブレーキ操作の開始時点までの時間が短ければ誤差が小さいため運転診断に利用してもよい。これにより、車両状態判定装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、運転診断部１３の機能が停止検出部４４や減速開始検出部２０や診断処理部３０などに区分けされて設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、運転診断部はその機能がどのように区分けされて設けられていてもよいし、同様の機能は共用したりしてもよい。これにより運転診断装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、運転診断部１３は、主にソフトウェア処理によりその機能が発揮されるが、これに限らず、機能の一部にハードウェア処理が含まれていてもよい。これにより運転診断装置の設計自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、携帯型の情報処理装置２にてブレーキ操作に関する運転診断を行う場合について例示した。しかしこれに限らず、車両１に搭載されているナビゲーション装置やＥＣＵなどでブレーキ操作に関する運転診断を行ってもよい。ナビゲーション装置などの装置は車両１に搭載されている機器であっても、車両情報が伝達される車載ネットワークなどに接続されて、必要な情報を車載ネットワークなどから取得するとなると、接続の手間や、セキュリティーなどを考慮する必要が生じる。しかし、自身に搭載されたセンサだけで運転診断を行うようにすれば、車載ネットワークなどに接続する際の問題などが生じないとともに、設置場所などの自由度も向上する。これのように、運転診断装置の適用可能性の向上が図られる。

・上記実施形態では、携帯型の情報処理装置２が車両１から情報を得られない場合について例示した。しかしこれに限らず、携帯型の情報処理装置は、ブレーキ操作に関する運転診断を、当該装置自身に搭載された加速度センサからの加速度に基づいて行うのであればよく、車両からその他の車両情報を取得可能に車両に有線や無線で接続されていてもよい。これにより、運転診断装置の適用範囲の拡大が図られるようになる。

・上記実施形態では、携帯型の情報処理装置２は携帯電話やスマートフォンである場合について例示した。しかしこれに限らず、携帯型の情報処理装置は、車両に持ち込み、載せることが可能であれば、タブレット型、ラップトップ型、もしくはデスクトップ型のコンピュータであってもよい。また、検査装置や測定装置などでもよい。これにより、運転支援装置の構成自由度の向上が図られるようになる。

・上記実施形態では、自動車などの車両１のブレーキ操作に関する運転診断を行う場合について例示した。しかしこれに限らず、ブレーキの操作に関する運転診断はブレーキ操作を必要とする自動車以外の車両、例えば鉄道などに適用することもできる。これにより、車両状態判定装置の適用範囲の拡大が図られるようになる。

１…車両、２…情報処理装置、１０…加速度センサ部、１１…位置センサ部、１２…表示装置、１３…運転診断部、２０…減速開始検出部、２１…第１の範囲選択部、２２…第２の範囲選択部、２３…操作時点特定部、３０…診断処理部、３１…第１の条件判定部、３２…第２の条件判定部、３３…時間条件判定部、３４…速度補正部、３５…ブレーキ診断部、４０…データログ部、４１…フィルタ部、４２…最小加速度検出部、４３…微分処理部、４４…停止検出部、４５…偏差演算部、４６…停止状態学習部、４７…停止状態検出部、β…第２条件速度、α…第１条件速度、Ｓａ１…加速度、Ｓａｄ…加速度偏差、Ｓａｍ…最小値、Ｓａｒ…加速度、Ｓｊａ…ジャーク、Ｓｐｒ…位置、Ｓｓｔ…車両停止信号。

Claims (21)

1. 加速度センサから得られる情報に基づいて車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定装置であって、
   前記加速度センサにより取得される加速度を経時的に記憶する記憶部と、
   前記取得される加速度の変化量が所定値未満であることに基づいて推定されるブレーキの操作終了タイミングに基づいてブレーキの操作状態の判定開始を指示する判定開始指示部と、
   前記判定開始指示部が判定開始を指示した時点から過去に向けて前記記憶部に記憶されている加速度を参照し、該参照した加速度が過去に向けて減少している期間を除外期間として選択する除外期間選択部と、
   前記選択された除外期間よりも過去の期間を対象期間とし、その対象期間における加速度の推移に基づいてブレーキ操作が開始された時点を特定する操作開始特定部と
   を備えることを特徴とする車両状態判定装置。
2. 前記除外期間選択部は、前記参照した加速度が過去に向けて減少している期間として、前記判定開始が指示された時点からその過去において加速度が最小となる時点までの期間を選択する
   請求項１に記載の車両状態判定装置。
3. 前記操作開始特定部は、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点を特定する
   請求項１又は２に記載の車両状態判定装置。
4. 前記対象期間のうちの加速度は、所定のサンプリング期間における加速度の平均値である
   請求項３に記載の車両状態判定装置。
5. 加速度はさらに、−１．０［ｍ／ｓ^２］以上であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点を特定する
   請求項３又は４に記載の車両状態判定装置。
6. 前記操作開始特定部は、前記対象期間のうち、加速度を微分したジャークの絶対値が最大の時点を、ブレーキ操作が開始された時点として特定する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両状態判定装置。
7. 前記操作開始特定部は、ジャークが負である時点のうちから前記ジャークの絶対値が最大となる時点を特定する
   請求項６に記載の車両状態判定装置。
8. 前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、車両停止時における加速度の変化量との対比から判断する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両状態判定装置。
9. 前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、加速度が負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻って変化が少なくなったときにおける加速度の変化量との対比に基づいて判断する
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両状態判定装置。
10. 位置の時間変化に基づいて速度を算出する速度検出部を備え、
    前記判定開始指示部は、ブレーキの操作終了タイミングとして推定する、加速度の変化量が所定値未満であることを、加速度が負の値から０［ｍ／ｓ^２］付近に戻るとともに、前記速度検出部により算出された速度が減速から増速に変化することに基づいて判断する
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両状態判定装置。
11. 加速度情報に基づいてそれぞれ特定されるブレーキ操作が終了した時点とブレーキ操作が開始された時点とに基づいてブレーキ操作に関する運転診断を行い、その診断結果を提供する運転診断装置であって、
    ブレーキ操作が開始される時点を判定する判定装置として、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両状態判定装置を備え、
    前記ブレーキ操作が開始された時点の速度が、運転診断を行う条件としての速度である診断速度以上のとき、前記運転診断の結果を提供する
    ことを特徴とする運転診断装置。
12. ブレーキ操作が開始された時点から判定開始が指示された時点までの期間が、ブレーキ操作が開始された時点での速度から算出された減速に要する標準的な時間である標準時間以上であるとき、前記運転診断の結果を提供する
    請求項１１に記載の運転診断装置。
13. 現在位置の変化に基づいて速度を算出する位置検出装置と、前記位置検出装置により算出された速度が所定の速度以上になったことを検出する走行検出部とを備え、
    前記判定装置を構成する判定開始指示部は、前記走行検出部が所定の速度以上になったことを検出したことを条件に前記ブレーキの操作状態の判定開始を指示する
    請求項１１又は１２に記載の運転診断装置。
14. 前記位置検出装置により算出された速度が所定の速度未満になったことを検出する低速検出部を備え、
    前記判定装置を構成する判定開始指示部は、前記低速検出部が所定の速度未満になったことを検出していることを条件に前記ブレーキの操作状態の判定開始を指示する
    請求項１３に記載の運転診断装置。
15. 加速度センサから得られる情報に基づいて車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定装置に用いられ車両のブレーキの操作状態を判定する車両状態判定方法であって、
    前記加速度センサにより取得される加速度を経時的に記憶部に記憶させる工程と、
    前記取得される加速度の変化量が所定値未満であることに基づいて推定されるブレーキの操作終了タイミングに基づいてブレーキの操作状態の判定開始を指示する判定開始指示工程と、
    前記判定開始指示工程によって判定開始が指示された時点から過去に向けて前記記憶部に記憶されている加速度を参照し、該参照した加速度が過去に向けて減少している期間を除外期間として選択する除外期間選択工程と、
    前記選択された除外期間よりも過去の期間を対象期間とし、その対象期間における加速度の推移に基づいてブレーキ操作が開始された時点を特定する操作開始特定工程と
    を備えることを特徴とする車両状態判定方法。
16. 前記除外期間選択工程では、前記参照した加速度が過去に向けて減少している期間として、前記判定開始が指示された時点からその過去において加速度が最小となる時点までの期間が選択される
    請求項１５に記載の車両状態判定方法。
17. 前記操作開始特定工程では、加速度が０［ｍ／ｓ^２］以下であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作の開始された時点が特定される
    請求項１５又は１６に記載の車両状態判定方法。
18. 前記対象期間のうちの加速度を所定のサンプリング期間における加速度の平均値とする
    請求項１７に記載の車両状態判定方法。
19. 加速度がさらに、−１．０［ｍ／ｓ^２］以上であることを条件に前記対象期間のうちから前記ブレーキ操作が開始された時点が特定される
    請求項１７又は１８に記載の車両状態判定方法。
20. 前記操作開始特定工程では、前記対象期間のうち、加速度を微分したジャークの絶対値が最大の時点を、ブレーキ操作が開始された時点として特定される
    請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の車両状態判定方法。
21. 前記操作開始特定工程では、ジャークが負である時点のうちから前記ジャークの絶対値が最大となる時点が特定される
    請求項２０に記載の車両状態判定方法。

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