JP6449681B2 - 車両用システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用システムに関する。

従来、車両情報や道路情報等に基づいて、車両の運転シーンを判定する装置が知られている。更に、運転シーンに基づいて、ユーザのワークロードを判定する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１２９０１０号公報

運転負荷（ワークロード）の判定は、安全運転を考慮した車内装置の制御に役立つ。しかしながら、制御の種類によっては、その時々の運転負荷を判定するだけは十分でない可能性がある。例えば、運転負荷が高い状態が見込まれるどうかによって、適切な制御が異なる可能性がある。また、運転負荷の変動が高い運転負荷の中で生じたのか、低い運転負荷の中で生じたのかによって、適切な制御が異なる可能性がある。

従って、本発明の一側面によれば、運転負荷に関する有意義な判定を行うことが可能な新規技術を提供できることが望ましい。

本発明の一側面に係る車両用システムは、運転者に作用する車両の運転負荷を判定する車両用システムであって、取得手段と判定手段とを備える。取得手段は、運転者による車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値を取得する。判定手段は、取得手段により取得された現在に対応する第一の注目期間の観測値に基づき、運転負荷を判定すると共に、第二の注目期間の観測値に基づき、運転負荷を判定する。第二の注目期間は、第一の注目期間と隣接する過去の期間を含む第一の注目期間より長い期間である。

この車両用システムによれば、第一の注目期間の観測値に基づく上記判定により、現在の運転負荷を知ることができる。また、第二の注目期間の観測値に基づく上記判定により、最近の運転負荷の傾向を知ることができる。そのため、この車両用システムの判定結果によれば、現在の運転負荷が、運転負荷が高い傾向を示す環境で生じたものであるのか、運転負荷が低い傾向を示す環境で生じたものであるのかを特定することができる。従って、本発明の一側面に係る車両用システムによれば、運転負荷に関する有意義な判定を行うことが可能である。

上記第二の注目期間は、第一の注目期間と重複する期間を含む期間であり得る。このように第二の注目期間を設定することによれば、現在の運転負荷が、運転負荷が高い傾向を示す環境で生じたものであるのか、運転負荷が低い傾向を示す環境で生じたものであるのかをより良く特定し得る。

上記車両用システムは、第一の注目期間の観測値に基づき判定された運転負荷である第一負荷、及び、第二の注目期間の観測値に基づき判定された運転負荷である第二負荷に基づき、車両内の装置を制御する制御手段を備えた構成にされてもよい。制御手段は、例えば、情報出力装置からの車両乗員向けの情報の出力動作を、上記第一負荷及び第二負荷に基づき制御するように構成にされ得る。

この車両用システムによれば、第一負荷及び第二負荷の組合せに基づき、車両内の装置に対する制御を、安全運転を考慮して適切に行うことが可能であり、例えば、情報の出力動作を、安全運転を考慮して適切に切り替えることが可能である。

上記車両用システムは、第一及び第二の注目期間の少なくとも一方の時間長を、車両が走行する道路である走行道路の種類に応じて切り替える切替手段を備える構成にされてもよい。運転に係る作業の発生態様は、道路の種類によって異なる。従って、異なる種類の道路に対し、その種類に応じた時間長の注目期間を設定すれば、道路種類に応じた適切な期間の観測値に基づき運転負荷の判定を行うことができる。その結果、上記車両用システムによれば、運転者の実感に適合した高精度な運転負荷の判定を行うことができる。

判定手段は、第一負荷及び第二負荷の少なくとも一方を、対応する注目期間における観測値の統計量に基づき判定するように構成されてもよい。観測値の統計量としては、観測値の平均、標準偏差又は分散を一例に挙げることができる。標準偏差や分散は、車両状態の変化を評価するのに適し、多くのケースで運転負荷の判定に適している。

判定手段は、第一負荷及び第二負荷の少なくとも一方を、対応する注目期間における観測値の時間変化に基づき判定する構成にされてもよい。上記観測値は、車両のアクセル開度又は走行速度の観測値であり得る。このような判定方法によれば、運転負荷を適切に判定することができる。

車両用システムの構成を表すブロック図である。 負荷判定装置の制御部により実現される機能を表す図である。 制御部が実行する主判定処理を表すフローチャートである。 制御部が実行する負荷判定処理を表すフローチャートである。 アクセル開度変化率の軌跡と負荷の判定結果との関係を表す図である。 出力制御装置が実行する通知制御処理を表すフローチャートである。 負荷の判定結果と通知動作との関係を表す図である。 制御部が実行する設定処理を表すフローチャートである。 高速道路におけるアクセル開度変化率の軌跡を示すグラフ群である。 市街地道路におけるアクセル開度変化率の軌跡を示すグラフ群である。

以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
［第一実施例］
図１に示す本実施例の車両用システム１は、四輪自動車等の車両内に構築されるシステムである。この車両用システム１は、主に、負荷判定装置１０、センサ群５０、運転支援装置６０、出力制御装置７０及びＨＭＩ（ヒューマンマシンインタフェース）８０を備え、運転者に作用する車両の運転負荷を判定し、その判定結果に従って、車両内の装置を制御するように構成される。ここで言う運転負荷は、運転者の作業負荷であって、車両の運転に関する作業負荷を意味する。

負荷判定装置１０は、制御部２０と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部４０と、を備え、上記運転負荷を判定するように構成される。制御部２０は、ＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１が実行する各種プログラムを記憶するＲＯＭ２３と、ＣＰＵ２１によるプログラム実行時に作業領域として使用されるＲＡＭ２５と、を備える。

制御部２０は、ＣＰＵ２１におけるプログラムの実行により、図２に示す取得部３１及び判定部３５として機能する。取得部３１は、運転負荷の判定に必要な情報を取得する。判定部３５は、取得部３１により取得された情報を用いて、運転負荷を判定する。

インタフェース部４０は、車内ネットワーク内の装置と通信可能に構成される。車内ネットワークには、エンジン制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）、ブレーキ制御を行う電子制御ユニット、及び、ステアリング制御を行う電子制御ユニット等の各種電子制御ユニットが含まれる。これらの電子制御ユニットには、車両状態を検出するセンサが接続される。センサ群５０は、これら電子制御ユニットに接続されるセンサの一つ以上を含む。

取得部３１は、インタフェース部４０を介して、車内ネットワーク内の装置と通信することにより、センサ群５０を構成するセンサの一つ以上から、車両状態の観測値を含む観測データを取得する。

具体的に、取得部３１は、アクセル開度センサ５１から、車両状態の観測値としてアクセル開度の検出値を含む観測データを逐次取得し、この観測データをＲＡＭ２５に蓄積する。アクセル開度センサ５１は、アクセル開度を検出するセンサである。

取得部３１は、車速センサ５５から、車両状態の観測値として車両の走行速度の検出値を含む観測データを逐次取得し、この観測データをＲＡＭ２５に蓄積する構成にされてもよい。車速センサ５５は、車両の走行速度を検出するセンサである。以下では、車両の走行速度のことを車速と表現する。

判定部３５は、取得部３１が取得した観測データに基づいて、運転負荷を判定し、その判定結果を、インタフェース部４０を通じて、車内ネットワーク内の運転支援装置６０及び出力制御装置７０に提供するように構成される。

運転支援装置６０は、車内装置を制御して車両の運転を支援する処理を、運転負荷の判定結果に従って内容を切り替えるように実行する構成にされる。出力制御装置７０は、ＨＭＩ８０を制御して、車両の運転に役立つ情報を含む車両乗員向けの情報を、ＨＭＩ８０から車両乗員（特に運転者）に提供するように構成される。ＨＭＩ８０は、図示しないモニタ及びスピーカを備える。上記情報は、ＨＭＩ８０が備えるモニタからの情報表示、及び、ＨＭＩ８０が備えるスピーカからの音声出力の少なくとも一方により車両乗員に提供される。

詳細は後述するが、出力制御装置７０は、運転負荷の判定結果に従ってＨＭＩ８０からの情報出力動作を制御する構成にされる。図示しないが出力制御装置７０は、ＣＰＵ及びＣＰＵが実行するプログラムを記憶するメモリを備え、ＣＰＵによるプログラムの実行により、各種機能を実現する。

続いて、制御部２０が実行する処理の詳細を、図３〜図５を用いて説明する。制御部２０は、図３に示す主判定処理を繰返し実行することにより、判定部３５として機能する。
主判定処理を開始すると、制御部２０は、注目期間Ｐａを対象期間に設定し、更には、注目期間Ｐａ用の基準値ＲＨ，ＲＬを設定して（Ｓ１１０）、図４に示す負荷判定処理を実行する（Ｓ１２０）。負荷判定処理は、対象期間における車両状態の観測値に基づいて運転負荷を判定する処理である（詳細後述）。基準値ＲＨ，ＲＬは、運転負荷のレベルを判定するために用いられる。

注目期間Ｐａは、所定の時間長Ｔａを有する期間であり、現在から過去に時間Ｔａ遡った時点までの期間に対応する。図５の領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃの夫々に示される期間Ｐａは、ここで言う注目期間Ｐａに対応する。領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃでは、観測値から特定されるアクセル開度変化率Ｘの軌跡が横軸を時間ｔとするグラフにより例示される。

その後、制御部２０は、参考期間Ｐｂを対象期間に設定し、更には、参考期間Ｐｂ用の基準値ＲＨ，ＲＬを設定して（Ｓ１３０）、図４に示す負荷判定処理を再実行する（Ｓ１４０）。参考期間Ｐｂは、所定の時間長Ｔｂを有する期間であり、現在から過去に時間Ｔｂ遡った時点までの期間に対応する。

参考期間Ｐｂは、図５からも理解できるように、注目期間Ｐａより長い期間に定められる。参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂは、例えば、注目期間Ｐａの時間長Ｔａの所定倍に定められる。注目期間Ｐａは、現在の運転負荷を判定するための期間であるのに対し、参考期間Ｐｂは、最近の運転負荷の傾向を判定するための期間である。

付言すると、注目期間Ｐａは、現在に対応する短期間の運転負荷を判定するための期間に対応し、参考期間Ｐｂは、最近の長期間の運転負荷を判定するための期間に対応する。例えば、注目期間Ｐａは、時々刻々と変化する状況に対応した運転操作に起因する運転負荷を判定可能な期間に定められる。これに対し、参考期間Ｐｂは、車両密度（渋滞度）や道路環境の複雑さに起因する運転負荷を判定可能な期間に定められ得る。

制御部２０は、このようにして現在に対応する注目期間Ｐａの運転負荷、及び、参考期間Ｐｂの運転負荷を判定すると（Ｓ１１０〜Ｓ１４０）、それらの判定結果をＲＡＭ２５に記録する一方、この判定結果を運転支援装置６０及び出力制御装置７０に送出する（Ｓ１５０）。制御部２０は、上記判定結果としての運転負荷を、これを判定した時刻に関連付けてＲＡＭ２５に記録することができる。制御部２０は、その後、主判定処理を終了する。制御部２０は、このような主判定処理を繰返し実行するように構成される。

続いて、制御部２０が実行する負荷判定処理の詳細を、図５を用いて説明する。この負荷判定処理では、対象期間における車両状態の観測値に基づき、運転負荷に関する評価値Ｌを算出し、この評価値Ｌに基づいて運転負荷のレベルを判定する。以下では、車両状態の観測値として、アクセル開度の検出値に基づいて運転負荷を判定する例を主に説明する。

Ｓ１２０又はＳ１４０において負荷判定処理を開始すると、制御部２０は、アクセル開度センサ５１から取得した上記対象期間におけるアクセル開度の検出値に基づき、運転負荷に関する評価値Ｌを算出する（Ｓ２１０）。ここでは、対象期間内でアクセル開度の変化率Ｘが閾値ＴＨを超えた回数を評価値Ｌとして算出することができる。

アクセル開度は、０％（閉状態）から１００％（全開状態）までの範囲の値を採る。ここで言うアクセル開度の変化率Ｘは、アクセル開度の単位時間当たりの変化量である。即ち、アクセル開度の変化率Ｘは、アクセル開度の時間軸に対する傾き又は時間微分ｄＸＡ／ｄｔに対応する。変数ＸＡは、アクセル開度であり、変数ｔは、時間である。図５の領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに示すグラフは、このアクセル開度の変化率Ｘを縦軸に有するグラフである。

アクセル開度の変化率Ｘが図５領域Ａに示すように変動する例によれば、注目期間Ｐａにおける評価値Ｌは、値１であり、参考期間Ｐｂにおける評価値Ｌは、値１である。アクセル開度の変化率Ｘが図５領域Ｂに示すように変動する例によれば、注目期間Ｐａにおける評価値Ｌは、値１であり、参考期間Ｐｂにおける評価値Ｌは、値５である。アクセル開度の変化率Ｘが図５領域Ｃに示すように変動する例によれば、注目期間Ｐａにおける評価値Ｌは、値０であり、参考期間Ｐｂにおける評価値Ｌは、値５である。

Ｓ２１０で評価値Ｌを算出すると、制御部２０は、この評価値Ｌと、対象期間に応じてＳ１１０又はＳ１３０で設定される基準値ＲＨ，ＲＬとを比較し、運転負荷を判定する（Ｓ２２０〜Ｓ２６０）。その後、負荷判定処理を終了する。

具体的に、評価値Ｌが基準値ＲＨ以上である場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）、制御部２０は、対象期間の運転負荷のレベルを「高」と判定する（Ｓ２３０）。評価値Ｌが基準値ＲＨ未満且つ基準値ＲＬ以上である場合（Ｓ２４０でＹｅｓ）、制御部２０は、対象期間の運転負荷のレベルを「中」と判定する（Ｓ２５０）。この他、評価値Ｌが基準値ＲＬ未満である場合（Ｓ２４０でＮｏ）、制御部２０は、対象期間の運転負荷のレベルを「低」と判定する（Ｓ２６０）。

上記判定に用いられる基準値ＲＨ，ＲＬに関しては、運転負荷と評価値Ｌとの対応関係を実験により求めて適切な値に定めることができる。基準値ＲＨは、基準値ＲＬより大きな値に定められる。基準値ＲＨ，ＲＬは、学習処理により更新されてもよい。学習処理は、ユーザから運転負荷の判定結果と実感との相違に関する情報を取得するように、負荷判定装置１０を構成することにより実現可能である。

図５に示す例によれば、注目期間Ｐａの基準値ＲＬは、値１に設定され、図５領域Ａ及び領域Ｂに示す例によれば、注目期間Ｐａの運転負荷は「中」レベルに判定され、図５領域Ｃに示す例によれば、注目期間Ｐａの運転負荷は「低」レベルに判定される。

図５に示す例によれば、参考期間Ｐｂの基準値ＲＬは、値３に設定され、基準値ＲＨは値５に設定され、図５領域Ａに示す例によれば、参考期間Ｐｂの運転負荷は「低」レベルに判定され、図５領域Ｂ及び領域Ｃに示す例によれば、参考期間Ｐｂの運転負荷は「高」レベルに判定される。参考期間Ｐｂの基準値ＲＨ，ＲＬは、注目期間Ｐａの基準値ＲＨ，ＲＬに対して、参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂと注目期間Ｐａの時間長Ｔａとの比Ｔｂ／Ｔａに対応した倍率となるように定められ得る。

続いて、負荷判定装置１０から得られる運転負荷の判定結果に基づき、出力制御装置７０が実行する通知制御処理の詳細を、図６を用いて説明する。出力制御装置７０は、通知制御処理を繰返し実行する構成にされる。

通知制御処理を開始すると、出力制御装置７０は、車両乗員に通知する対象の情報（以下「通知対象」と表現する。）が存在するか否かを判断する（Ｓ３１０）。そして、通知対象が存在しないと判断すると（Ｓ３１０でＮｏ）、当該通知制御処理を終了する。一方、通知対象が存在すると判断すると（Ｓ３１０でＹｅｓ）、Ｓ３３０に移行する。

Ｓ３３０に移行すると、出力制御装置７０は、負荷判定装置１０から得られた運転負荷の最新の判定結果に基づき、通知対象に対応する情報の通知可否を判断する。具体的には、通知対象の重要度と、負荷判定装置１０により判定された注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの運転負荷と、に基づき、所定規則に従って通知可否を判断する。

図７には、その規則の例を表で示す。ここで言う重要度は、通知することの重要性の度合いを意味する。例えば、重要度は、情報量の多い情報ほど低くなるように定められる。重要度の高い情報は、迅速且つ正確に運転者に伝わるように、必要十分な情報量に抑えられて作成される。この重要度は、情報の種類毎に、設計者が予め定めることができる。

図７によれば、出力制御装置７０は、注目期間Ｐａの運転負荷が「高」レベルに判定されている場合、通知不可と判断する。注目期間Ｐａの運転負荷が「中」レベルに判定されている場合には、参考期間Ｐｂの運転負荷及び通知対象の重要度に応じて、通知可否を判断する。

即ち、注目期間Ｐａの運転負荷が「中」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷が「低」又は「中」レベルに判定されている場合には、通知対象の重要度が「中」レベル以上に設定されている場合に、通知可と判断し、重要度が「低」レベルに設定されている場合には、通知不可と判断する。注目期間Ｐａの運転負荷が「中」レベルと判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷が「高」レベルと判定されている場合には、通知対象の重要度が「高」レベルに設定されている場合に、通知可と判断し、重要度が「中」レベル以下に設定されている場合には、通知不可と判断する。

また、注目期間Ｐａのおける運転負荷が「低」レベルに判定されている場合、出力制御装置７０は、次のように通知可否を判断する。即ち、注目期間Ｐａの運転負荷が「低」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷が「低」又は「中」レベルに判定されている場合には、通知可と判断する。一方、注目期間Ｐａの運転負荷が「低」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷が「高」レベルに判定されている場合には、通知対象の重要度が「高」レベルに設定されている場合に、通知可と判断し、重要度が「中」レベル以下に設定されている場合には、通知不可と判断する。

Ｓ３３０において通知可と判断すると、出力制御装置７０は、ＨＭＩ８０を制御することにより、ＨＭＩ８０に、通知対象に対応する情報を車両乗員に向けて出力させる（Ｓ３４０）。この情報出力動作は、表示及び音声出力の少なくとも一方の形態によって実現することができる。

Ｓ３３０において通知不可と判断すると、出力制御装置７０は、通知対象に対応する情報を車両乗員に向けて出力するためのＨＭＩ８０に対する制御を保留し（Ｓ３５０）、通知制御処理を終了する。保留された情報は、その通知（出力）が完了するか、通知（出力）することができないまま所定時間が経過するまで、繰返し実行される通知制御処理において通知対象として認識されて、その通知可否がＳ３３０において繰返し判断される。

ここで図５の領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに示すようにアクセル開度が変動する場合における、出力制御装置７０の動作態様を説明する。図５の領域Ａに示す例によれば、注目期間Ｐａの運転負荷は「中」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷は「低」レベルに判定される。この例によれば、長期的には運転負荷が低い傾向にあるが、短期的には運転負荷が少し高い状態にある。このため、出力制御装置７０は、重要度が「低」レベルである場合には、情報の通知を一旦保留し（Ｓ３５０）、その後、運転負荷が「低」レベルに下がったときに、保留した情報を通知する（Ｓ３４０）ように動作する。

一方、図５の領域Ｂに示す例によれば、注目期間Ｐａの運転負荷は「中」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷は「高」レベルに判定される。図５の領域Ｃに示す例によれば、注目期間Ｐａの運転負荷は「低」レベルに判定され、参考期間Ｐｂの運転負荷は「高」レベルに判定される。これらの例によれば、長期間に亘って負荷が高い状態が続いており、その傾向が今後も続く可能性が高い。このため、注目期間Ｐａの運転負荷が「中」レベルや「低」レベルにあっても、重要度が「高」レベルにない限りは、情報の通知を保留する（Ｓ３５０）ように動作する。

但し、通知対象には、運転負荷によらず、即座の通知を必須とする情報が含まれていてもよい。例えば、車両安全のために特に緊急に通知すべき情報については、運転負荷にかかわらず通知可と判断して、これを通知するように、出力制御装置７０は構成され得る。

以上に、第一実施例の車両用システム１について説明した。本実施例によれば、負荷判定装置１０が、運転者による車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値（アクセル開度の検出値）に基づいて運転負荷を判定する。この負荷判定装置１０は、特に時間長Ｔａ，Ｔｂの異なる複数の期間Ｐａ，Ｐｂに関し、各期間Ｐａ，Ｐｂの運転負荷を、対応する期間Ｐａ，Ｐｂの観測値に基づき判定する。

具体的に、負荷判定装置１０は、現在に対応する短い注目期間Ｐａの運転負荷を判定すると共に（Ｓ１２０）、この注目期間Ｐａ及び当該注目期間Ｐａに隣接する過去の期間を含む長い参考期間Ｐｂの運転負荷を判定する（Ｓ１４０）。そして、出力制御装置７０は、参考期間Ｐｂの運転負荷の判定結果から、運転負荷の最近の傾向を特定し、この傾向と、現在の運転負荷（注目期間Ｐａの運転負荷）とに基づいて、ＨＭＩ８０を通じた情報の出力動作を制御する。例えば、出力制御装置７０は、長期間運転負荷が高い傾向にある場合には、現在の運転負荷が低い場合でも、重要度の高い情報以外は、その通知を保留するように動作する。

従って、本実施例によれば、負荷判定装置１０において、運転負荷に関する有意義な判定を行うことが可能であり、出力制御装置７０は、現在の運転負荷が、運転負荷が高い傾向を示す環境で生じたものであるのか、運転負荷が低い傾向を示す環境で生じたものであるのかによって、車両乗員に対する情報の通知動作を適切に制御することができる。即ち、本実施例によれば、現在の運転負荷だけでなく、運転負荷の傾向を考慮した適切な情報の通知を行うことができ、運転者の安全運転を考慮した適切な情報出力を行うことが可能な車両用システム１を構築することができる。

以上には、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの運転負荷に基づき、情報出力動作を制御する例を説明したが、運転支援装置６０においても、同様の思想に基づいて、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの運転負荷に基づく処理を実行可能である。即ち、参考期間Ｐｂの運転負荷が高い場合には、注目期間Ｐａの運転負荷が低くても、運転負荷が高い場合と同様の運転支援に係る処理を実行するように、運転支援装置６０は構成され得る。

また、Ｓ２１０で算出される評価値Ｌは、アクセル開度の検出値から特定される対象期間におけるアクセルオフ回数であってもよいし、対象期間におけるアクセルオフ時間であってもよい。

負荷判定処理では、アクセル開度の検出値に代えて、車速センサ５５から得られる車速の検出値に基づき、運転負荷が判定されてもよい。この場合、Ｓ２１０では、対象期間における車速の検出値に基づいて評価値Ｌを算出することができる。評価値Ｌは、対象期間における車速の標準偏差であってもよいし、分散であってもよいし、平均値等の統計量であってもよい。

更に言えば、運転負荷の判定は、複数種の観測値に基づいて行われてもよいし、複数種の評価値Ｌに基づいて行われても良い。運転者が感じる運転負荷や疲労度は、複雑な要因によるものである。従って、多種の観測値に基づいて運転負荷を判定することにより、一層適した運転負荷の判定を実現可能である。

この他、上記実施例では、参考期間Ｐｂが注目期間Ｐａを含む期間に定められたが、参考期間Ｐｂは、注目期間Ｐａを含まない注目期間Ｐａより前（過去）の期間として定められてもよい。例えば、参考期間Ｐｂは、注目期間Ｐａと隣接する注目期間Ｐａより前の期間として定められてもよい。即ち、参考期間Ｐｂは、注目期間Ｐａの始点から、それより時間Ｔｂ前までの期間に定められてもよい。また、参考期間Ｐｂは、注目期間Ｐａと一部重複する期間を含む期間として定められてもよい。即ち、参考期間Ｐｂは、現在より少し前の時点から、それより時間Ｔｂ前までの期間に定められてもよい。

［第二実施例］
続いて、第二実施例の車両用システム１について説明する。本実施例の車両用システム１は、第一実施例の車両用システム１に対して、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂを、車両が走行する道路の道路種別に応じて切り替える機能を追加した構成にされる。本実施例の車両用システム１は、多くの部分で第一実施例の車両用システム１と共通する。以下では、本実施例の車両用システム１における第一実施例と同一部分についての説明を適宜省略する。

本実施例の車両用システム１は、ナビゲーションシステム９０（図１参照）を更に備えた構成にされる。ナビゲーションシステム９０は、ＧＰＳ受信機を含む位置検出器９１、及び、道路データベース９５を備える。位置検出器９１は、ＧＰＳ受信機を用いて車両の現在位置を検出する。道路データベース９５は、道路ネットワークを構成するリンク毎に、リンクの特徴を表すリンクデータを備える。

リンクデータは、リンクに対応する道路の位置、及び、道路種別を特定可能な情報を含む。具体的に、リンクデータは、道路種別を特定可能な情報として、対応する道路が高速道路及び非高速道路のいずれであるかを特定可能な情報を含む。更に、リンクデータは、非高速道路の道路種別を特定可能な情報として、対応する道路が、市街地に位置する道路である市街地道路、及び、それ以外の道路である非市街地道路のいずれであるかを特定可能な情報を含む。

ナビゲーションシステム９０は、負荷判定装置１０から道路種別に関する要求信号を受信すると、車両が現在走行する道路である走行道路の道路種別を特定可能なデータを、負荷判定装置１０に送信する構成にされる。本実施例の負荷判定装置１０は、このナビゲーションシステム９０から得られる情報に基づいて、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂを、走行道路の種類に対応する値に設定するように構成される。

詳細には、制御部２０は、主判定処理（図３参照）の実行毎に、その実行に先駆けて図８に示す設定処理を実行するように構成される。制御部２０は、この設定処理の実行により、走行道路の種類に応じた時間長を有する注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの観測値に基づき、各期間の運転負荷を判定する判定部３５として機能する。

設定処理を開始すると、制御部２０は、走行道路の道路種別を特定する（Ｓ４１０）。具体的には、ナビゲーションシステム９０に対して上記要求信号を送信し、ナビゲーションシステム９０から現在の走行道路の道路種別を特定可能なデータを取得する。そして、この取得データに基づき、走行道路の道路種別として、走行道路が「高速道路」「非市街地道路」及び「市街地道路」の内のいずれに該当するかを特定する。

その後、制御部２０は、走行道路の道路種別に応じて処理を切り替える（Ｓ４２０，Ｓ４４０）。制御部２０は、走行道路の道路種別を「高速道路」と特定した場合（Ｓ４２０でＹｅｓ）、注目期間Ｐａの時間長Ｔａを、予め定められた高速道路用の時間長Ｔ１に設定する（Ｓ４３０）。その後、Ｓ４７０に移行する。

制御部２０は、走行道路の道路種別を「非市街地道路」と特定した場合（Ｓ４４０でＮｏ）、注目期間Ｐａの時間長Ｔａを、予め定められた非市街地道路用の時間長Ｔ２に設定する（Ｓ４５０）。時間長Ｔ２は、時間長Ｔ１よりも短い時間に定められる。その後、Ｓ４７０に移行する。

制御部２０は、走行道路の道路種別を「市街地道路」と特定した場合（Ｓ４４０でＹｅｓ）、注目期間Ｐａの時間長Ｔａを、予め定められた市街地道路用の時間長Ｔ３に設定する（Ｓ４６０）。時間長Ｔ３は、時間長Ｔ２よりも短い時間に定められる。その後、Ｓ４７０に移行する。

Ｓ４７０に移行すると、制御部２０は、参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂを、第一実施例と同様に、注目期間Ｐａの時間長Ｔａの所定倍に設定する。その後、制御部２０は、上記設定した時間長Ｔａ，Ｔｂに基づいて、主判定処理（図３）を実行し、夫々、現在から走行道路の道路種別に対応した時間Ｔａ及び時間Ｔｂ遡った時点までの期間に対応する注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの観測値に基づき、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの運転負荷を判定する（Ｓ１２０，Ｓ１４０）。

図９上段及び下段、並びに、図１０上段及び下段に示すグラフは、横軸に時間ｔを表し、縦軸にアクセル開度の変化率Ｘを表すグラフである。図９上段には、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときの変化率Ｘの軌跡であって、運転負荷が高いケースにおける軌跡の例を示す。図示される時間長Ｔ１の期間は、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときに設定される注目期間Ｐａである。図９下段には、走行道路の道路種別が「高速道路」であるときの変化率Ｘの軌跡であって、運転負荷が低いケースにおける軌跡の例を示す。図９に示される時間長Ｔ３は、図１０に示される時間長Ｔ３に対応する。

図１０上段には、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときの変化率Ｘの軌跡であって、運転負荷が高いケースにおける軌跡の例を示す。図示される時間長Ｔ３の期間は、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときに設定される注目期間Ｐａである。図１０下段には、走行道路の道路種別が「市街地道路」であるときの変化率Ｘの軌跡であって、運転負荷が低いケースにおける軌跡の例を示す。図１０に示される時間長Ｔ１は、図９に示される時間長Ｔ１に対応する。

Ｓ２１０（図４参照）において、アクセル開度の変化率Ｘが閾値ＴＨを超えた回数を評価値Ｌとして算出する場合、図９上段に示す例によれば、評価値Ｌとして値３が算出され、図９下段に示す例によれば、評価値Ｌとして値１が算出される。図１０上段に示す例によれば、評価値Ｌとして値３が算出され、図９下段に示す例によれば、評価値Ｌとして値１が算出される。

図９から理解できるように、「高速道路」のような変化が少ない環境では、標準的な運転負荷に対するアクセル開度の変動が小さい。このため、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂが短くすると、現在に対応する短期の運転負荷、及び、長期における運転負荷の傾向のいずれについても、これらを適切に判定できないような状況が起こり得る。即ち、短い時間長Ｔａ，Ｔｂでは、運転負荷の変動があっても、それが評価値Ｌの変動に大きく現れずに、高精度に運転負荷を判定できない可能性がある。

一方、図１０から理解できるように、「市街地道路」のような変化が多い環境では、標準的な運転負荷に対するアクセル開度の変動が大きい。このため、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂを長くすると、これらを適切に判定できないような状況が起こり得る。

このように観測値の変動と運転負荷との対応関係は、道路種別間で一律ではない。従って、道路種別間で一律の時間長Ｔａ，Ｔｂではなく、異なる時間長Ｔａ，Ｔｂを設定すると、一層高精度な運転負荷の判定が可能である。そして、高精度な負荷判定によれば、運転負荷に応じた車両制御又は情報通知を一層適切に行うことが可能である。従って、本実施例によれば、優れた車両用システム１を構築することが可能である。

以上には、注目期間Ｐａの時間長Ｔａと、参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂとの比率を、道路種別によらず一定とする車両用システム１を例示した。しかしながら、注目期間Ｐａ及び参考期間Ｐｂの夫々には、独立した時間長が道路種別毎に定義されてもよい。即ち、道路種別毎に、注目期間Ｐａの時間長Ｔａを個別に定義すると共に、道路種別毎に、参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂを個別に定義するように、負荷判定装置１０は構成されてもよい。時間長Ｔａ，Ｔｂの道路種別毎の適値は、例えば実験により探し出すことができる。

付言すると、参考期間Ｐｂの時間長Ｔｂは、注目期間Ｐａの時間長Ｔａに対して比較的長い時間であることから、道路種別毎に時間長Ｔａを定義する一方、道路種別によらずに時間長Ｔｂを一定値に定義するように、負荷判定装置１０は構成されてもよい。

［他の実施形態］
以上に、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、負荷判定装置１０は、車両状態を表すパラメータとして、ブレーキペダルの操作量を観測し、この操作量に基づいて運転負荷を判定する構成にされてもよい。この他、負荷判定装置１０は、車両状態を表すパラメータとして、ステアリング操作量を観測し、この操作量に基づいて運転負荷を判定する構成にされてもよい。

ブレーキペダルの操作量及びステアリング操作量のいずれも車両の運転負荷と相関を有する。従って、これらのパラメータに基づいて運転負荷の判定を行うことも可能である。これらのパラメータには、互いに異なる特徴があり、運転負荷の判定に得意な運転シーンがあると考えられる。従って、複数のパラメータを用いて運転負荷の判定を行うと、一層適切に運転負荷を判定することが可能である。どの判定結果を採用するかは、例えば運転シーンに基づいて決定することができる。複数パラメータについての判定結果を点数化して、統合した判定結果を求めることも考えられる。

また、第二実施例では、各期間Ｐａ，Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂを、道路種別に応じて予め定められた値に切り替えたが、各期間Ｐａ，Ｐｂの時間長Ｔａ，Ｔｂは、走行道路の道路種別の変化に応じた増減により、道路種類の変化に応じて相対的に切り替えられてもよい。

この他、上記実施例においてプログラムの実行により実現される機能は、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。プログラムは、光ディスクや磁気ディスク、半導体製メモリ等のコンピュータ読取可能な一時的でない記録媒体に記録して、利用者に提供され得る。特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない範囲において考え得るあらゆる態様が本発明の実施形態である。

［対応関係］
用語間の対応関係は、次の通りである。取得部３１は、取得手段の一例に対応する。判定部３５は、判定手段及び切替手段の一例に対応し、制御部２０が実行する主判定処理によって実現される機能は、判定手段によって実現される機能の一例に対応し、制御部２０が実行する設定処理によって実現される機能は、切替手段によって実現される機能の一例に対応する。運転支援装置６０及び出力制御装置７０は、制御手段の一例に対応する。

１…車両用システム、１０…負荷判定装置、２０…制御部、２１…ＣＰＵ、２３…ＲＯＭ、２５…ＲＡＭ、３１…取得部、３５…判定部、４０…インタフェース部、５０…センサ群、５１…アクセル開度センサ、５５…車速センサ、６０…運転支援装置、７０…出力制御装置、８０…ＨＭＩ、９０…ナビゲーションシステム、９１…位置検出器、９５…道路データベース、Ｐａ…注目期間、Ｐｂ…参考期間。

Claims (11)

1. 運転者に作用する車両の運転負荷を判定する車両用システム（１）であって、
   前記運転者による前記車両の運転に応じて変化する車両状態の観測値を取得する取得手段（２０，３１）と、
   第一負荷として、前記取得手段により取得された現在に対応する第一の注目期間（Ｐａ）の前記観測値に基づき、前記運転負荷を判定すると共に、第二負荷として、前記第一の注目期間と隣接する過去の期間を含む前記第一の注目期間より長い第二の注目期間（Ｐｂ）の前記観測値に基づき、前記運転負荷を判定する判定手段（２０，３５，Ｓ１１０〜Ｓ１４０）と、
   を備えることを特徴とする車両用システム。
2. 前記第二の注目期間は、前記第一の注目期間と重複する期間を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の車両用システム。
3. 前記第一の注目期間の前記観測値に基づき判定された前記運転負荷である前記第一負荷、及び、前記第二の注目期間の前記観測値に基づき判定された前記運転負荷である前記第二負荷に基づき、前記車両内の装置（８０）を制御する制御手段（７０）
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用システム。
4. 前記制御手段は、前記車両内の装置である情報出力装置からの車両乗員向けの情報の出力動作を前記第一負荷及び前記第二負荷に基づき制御すること
   を特徴とする請求項３記載の車両用システム。
5. 前記第一及び前記第二の注目期間の少なくとも一方の時間長を、前記車両が走行する道路である走行道路の種類に応じて切り替える切替手段（２０，Ｓ４１０〜Ｓ４７０）
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の車両用システム。
6. 前記判定手段は、前記第一負荷及び前記第二負荷の少なくとも一方を、対応する前記注目期間における前記観測値の統計量に基づき判定すること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の車両用システム。
7. 前記観測値の統計量は、前記観測値の標準偏差又は分散であること
   を特徴とする請求項６記載の車両用システム。
8. 前記判定手段は、前記第一負荷及び前記第二負荷の少なくとも一方を、対応する前記注目期間における前記観測値の時間変化に基づき判定すること
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の車両用システム。
9. 前記観測値は、前記車両のアクセル開度又は走行速度の観測値であること
   を特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の車両用システム。
10. 前記判定手段は、前記第一負荷及び前記第二負荷の少なくとも一方を、対応する前記注目期間において前記観測値から特定されるアクセル開度の時間軸に対する傾きが予め定められた範囲を超えた回数に基づき判定すること
    を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の車両用システム。
11. 前記判定手段は、前記第一負荷及び前記第二負荷の少なくとも一方を、対応する前記注目期間における前記観測値から特定されるアクセルオフ回数又はアクセルオフ時間に基づき判定すること
    を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の車両用システム。

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