JP2009005504A

JP2009005504A - 電動車両の加速度検出装置

Info

Publication number: JP2009005504A
Application number: JP2007164097A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Haniyu; 倫之羽二生; Itsuro Muramoto; 逸朗村本; Takeshi Aso; 剛麻生
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: JP4788669B2

Abstract

【課題】加速度センサの個体ばらつきおよび車両傾斜角を考慮して、温度に関する出力特性を適正に補償することができ、さらに、振動等の外乱を受けることがない補償機能を具えた車両の加速度検出装置を提案する。
【解決手段】車両は、車両走行のための動力源に電力を供給するバッテリを具えた電動車両であり、出力特性格納手段であるT_n基準Gセンサ出力特性マップ作成部２３は、バッテリを充電する充電器が電動車両の外に設置された外部電源とコネクタで接続中に、加速度センサ５の温度に関する出力特性であるGセンサ出力特性マップを求め、T_n-1基準Gセンサ出力特性マップ格納部２２は今回接続中より前（n-１）に格納したT_n-1基準Gセンサ出力特性マップを今回（n）接続中に求めたT_n基準Gセンサ出力特性マップに改めるよう補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に設けられた加速度センサの温度に関する出力特性を高精度かつ好適に検出し、これをもって正確な加減速度を検出することができる技術に関するものである。

車両の走行状態を検出するため従来、加速度センサを車両に取り付けることが常套である。
加速度センサは、同じ加速度を受けても、加速度センサ自身の温度によって、出力信号が異なるという温度に関する出力特性を具えることから、加速度センサ自身の温度変化を考慮する必要がある。このような加速度センサの温度補償機能に関する発明としては従来、例えば特許文献１に記載のごときものが知られている。
特許文献１に記載の温度補償機能に関する発明は、加速度変化値を積分演算し、所定値以上になると信号を発する演算部を具える。この演算部に、加速度センサの環境温度と対応する補償用データをあらかじめメモリしておく。そして車両の走行中に、この補償用データを前記の加速度変化値に加算するようにしたものである。
特開平５−１４７４９６号公報

しかし、上記従来のような温度補償機能にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり加速度センサは傾斜角も検出することから、上述した加速度センサ自身の温度変化による出力信号のばらつきの他、車両の傾きによっても出力信号が異なるという傾斜角も考慮しなければならない。また、あらかじめメモリした補償用データを用いるのでは、加速度センサの個体ばらつきを補正することができない。さらに走行中にあっては、加速度センサに振動等の外乱が加わるため、従来のように走行中に温度補償するのでは、温度補償に外乱が加わってしまい、温度に関する温度特性を適正に補償することができない。したがって、従来の補償機能では、車両の加速度を正確に検出することができない。

本発明は、上述した個体ばらつきおよび傾斜角を考慮して、温度に関する出力特性を適正に補償することができ、さらに、振動等の外乱を受けることがない補償機能を具えた車両の加速度検出装置を提案するものである。

この目的のため本発明による車両の加速度検出装置は、請求項１に記載のごとく、
傾斜角を検出可能であって入力される加減速度に応じた電気的な出力信号を出力する加速度センサと、加速度センサの温度に関する出力特性を格納する出力特性格納手段と、加速度センサの温度および格納した前記温度に関する出力特性に基づき前記出力信号を補償して車両の加速度を算出する加速度算出手段と、を具えた車両の加速度検出装置において、
前記車両は、車両走行のための動力源に電力を供給するバッテリを具えた電動車両であり、
前記バッテリを充電する充電器が電動車両の外に設置された外部電源と接続中に、前記加速度センサの温度に関する出力特性を求める出力特性作成手段を具え、
前記出力特性格納手段は、今回接続中より前に格納した温度に関する出力特性を今回接続中に前記出力特性作成手段が求めた温度に関する出力特性に改めるよう補正することを特徴としたものである。

かかる本発明の加速度検出装置によれば、外部電源と接続中に前記加速度センサの温度に関する出力特性を求めるところ、温度に関する出力特性を求めるときに車両が停車している。したがって、走行時の振動等の外乱を回避して個々の加速度センサを正確に較正することが可能になる。また、外部電源と接続してバッテリを充電する際は水平な場所に駐車することが一般的であることから、傾斜角によって前記較正が損なわれることがない。しかもほぼ毎日行われる外部電源との接続時に、温度に関する出力特性を求めることが可能となり、加速度センサ補償機能を逐次補正することができる。したがって、加速度センサの温度に関する出力特性を最新のものにして、加速度を正確に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる加速度検出装置を搭載する電動車両の概略全体を示すシステム図である。
車両１は、図示しないモータを動力源として車輪２を駆動する電動車両(Electric Vehicle)である。このため車両１は、モータに電力を供給するバッテリ３を具える。バッテリ３は電動車両１に搭載した充電器４と接続する。充電器４はバッテリ３を充電する機能を有する。

運転者が運転しないとき、主として夜間から早朝にかけての駐車時は、図１に示すように電動車両１を停車させ、電動車両１の充電器４を、電動車両１の外に設置された外部電源１１と電力ケーブル１２で接続しておく。電力ケーブル１２の一端は充電器４と常時接続し、電力ケーブル１２の他端にコネクタ１３を取り付ける。コネクタ１３は外部電源１１に抜き差し可能であり、運転者がコネクタ１３を外部電源１１に差し込むことで、バッテリ３が外部電源１１と接続する。なお本実施例の他、コネクタ１３を設けていない電力ケーブル１２の端部を外部電源１１に常時接続し、コネクタ１３を充電器４に抜き差しする構成であってもよい。
電力消費によりバッテリ３の蓄電率（State of Charge :SOCともいう）が十分ではないと、外部電源１１から充電器４を経てバッテリ３に電力を供給し、バッテリ３を充電して蓄電率を十分にする。

電動車両１は、加速度センサ５を車内に具える。加速度センサ５はその内部に図示しない内部素子を具え、この内部素子に加速度（加速度が負値であれば減速度）が作用すると内部素子が機械的にあるいは電子的に揺動することにより、加速度に応じた信号を出力する。また内部素子の姿勢から傾斜角に応じた信号も出力する。以上より加速度センサ５は、車両の加速度を検出するが、車両の傾斜角も検出可能である。

加速度センサ５は電動車両１の走行制御および運転制御に用いられる。例えば、運転者がアクセルペダルを踏まなくても車両が走行するいわゆるクリープ走行可能な仕様の車両にあっては、無駄なエネルギー消費を回避する手段として、車両停止時にクリープトルクを低下させる、いわゆるNアイドル制御が有効である。車両が停止しているか否かを判断するために加速度センサ５は有用である。このため総合コントローラ６は、加速度センサ５から車両の加速度に関する信号を入力され、この信号に基づき車両の加速度を算出する。

加速度センサ５は加速度センサ５自身の温度が異なると、同じ加速度が作用しても異なる信号を出力するという特性、すなわち温度に関する出力特性を有する。そこで総合コントローラ６は加速度の算出時に、加速度センサ５の温度に関する出力特性を後述のごとく補償して、加速度の検出精度を向上させる。

電動車両１は、運転者の希望する目標温度に車内温度を調節する車内空調機７を具える。車内空調機７は、車内温度を検出する車内温度センサ８から車内温度に関する情報を入力され、車内温度を目標温度に追従させる。

加速度センサ５の出力信号を補償する総合コントローラ６は、加速度センサ５の温度に関する出力特性を求めて加速度センサ補償機能を最新かつ正確なものに補正するため、上記の車内空調機７および車内温度センサ８と車内温度に関する情報を遣り取りし、車内温度センサ８が検出した車内温度を加速度センサ５の雰囲気温度と推定する。そして、この雰囲気温度を加速度センサ温度とみなす。加速度センサ５の出力特性を適正に補償するため、総合コントローラ６は、加速度センサ温度に関する情報と、電動車両１の外部温度を検出する外気温センサ９から外気温に関する情報を、充電器４から充電の有無を、バッテリ３からバッテリ温度および蓄電率を、それぞれ入力される。

図２は本実施例による加速度センサ５の出力信号に係る補償機能につき、本補償機能を補正する制御を例示するブロック線図である。この補正制御は、総合コントローラ６によって実行され、およそ毎日実行する充電時毎に実行する。このブロック線図に沿って説明すると、まず加速度（G）センサ温度検出部２１は、今回（ｎ）充電時に車内温度センサ８が検出した車内温度をもって加速度センサ５の温度T_nと推定し、加速度センサ温度T_nをT_n-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２およびT_n基準加速度センサ出力特性マップ作成部２３に出力する。以下、加速度センサをGセンサという場合がある。

Tn-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２は、前回（n-1）充電時に格納した出力特性マップを具備し、今回（ｎ）充電時に検出した加速度センサ温度T_nを入力されて、出力特性マップを参照することにより後述する基準信号を求めて比較器２４へ出力する。

ここで付言すると、上記の出力特性マップは、加速度センサ５を温度補償する補償機能において用いられる。車内温度センサ８が検出した車内温度は、加速度センサ８の雰囲気温度であることから、総合コントローラ６が、具備された出力特性マップを参照して、車内温度に基づき加速度センサ８の出力信号を補償する。

説明を図２に戻すと、比較器２４は、加速度センサ５から、今回充電時に車両１が停止して外部電源１１と接続中の加速度センサ出力信号が入力される。また、上述した基準信号が入力される。これら出力信号と基準信号とを比較して、偏差をエラー判定部２５に出力する。エラー判定部２５は、入力された前記偏差は所定の閾値よりも大きいか否かを判断し、前記偏差のほうが大きければ、充電場所の路面が水平ではなく車両が傾斜しているためエラー有りと判定して、Tn-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２に基準信号を再作成するよう偏差を出力する。Tn-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２は、入力された偏差が車両傾斜角に相当するとして、Gセンサ温度に前記偏差を考慮した基準信号を比較器２４に再出力する。これにより、エラー判定部２５は再度、エラーの有無を判定する。

これに対し、エラー判定部２５が前記偏差は閾値以下であると判断すれば、充電場所の路面が水平であり車両は傾斜していないためエラー無しと判定して、リセット信号を出力する。リセット信号を入力されたT_n基準加速度センサ出力特性マップ作成部２３は、今回（ｎ）充電時の加速度センサ温度T_nを基準とする出力特性マップを作成して、この出力特性マップをTn-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２に出力する。新しいT_n基準速度センサ出力特性マップを入力されたTn-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２は、これまで具備していた加速度センサ出力特性マップを破棄し新作成したT_n基準加速度センサ出力特性マップを格納する。つまりT_n-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部２２はこれまで具備していたT_n-1基準加速度センサ出力特性マップをT_n基準加速度センサ出力特性マップに書き改める。

今回（ｎ）充電が終了して走行する際は、このT_n基準加速度センサ出力特性マップを用いて、Ｇセンサからの出力信号を補償し、正確な加速度を求める。そして、充電毎に上述した加速度センサ出力特性マップの作成および格納を実行して、車両傾斜角の影響を受けずに、かつ、経時変化を取り込んだ加速度センサ出力特性マップの較正を行う。このようにして出力特性マップを書き改める結果、電動車両１が数万ｋｍ走行する場合や、数年間利用される場合であっても、加速度センサ５の経時変化を反映して、最新の出力特性マップを得ることができる。

図３は、加速度センサ出力特性マップをリセットする補正制御を示すブロック図である。外部電源１１が設置された駐車場は地面が水平であって車両の傾斜角が０であるのが通常であるため、リセット信号が入力されたT_n基準加速度センサ出力特性マップ作成部２３は、図３に示すように横軸を傾斜角、縦軸をGセンサ出力信号とする平面に、今回（ｎ）充電時のGセンサ温度T_nにおけるGセンサ出力信号を、傾斜角０に対応する縦軸▽の上にプロットする。そして、この点に加速度センサ出力特性マップ（図３に斜めに延びた直線で例示）の原点を合わせることで、経時変化といった出力特性マップのずれを補正することができる。

なお、外部電源１１が設置された駐車場は水平でなく車両が傾斜している場合は、後述する図６に示す補正制御によって出力特性マップを作成する。

工場内の床面は水平で傾斜角が０であるため、車両傾斜角はOである。工場出荷時、つまり最初（０）は、車両傾斜角の影響を受けずに所定温度Ｔ₀で出力特性マップを作成および格納する。初回（１）充電時には、所定の加速度センサ温度Ｔ₁で出力特性マップを書き改める。次回（２）充電時にも、所定の加速度センサ温度Ｔ₂で出力特性マップを書き改める。これら加速度センサ温度Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂・・・Ｔ_nはいずれも、例えば２５℃といった所定値であるが、夏場乃至冬場に応じて他の所定値に随時乗り換えが可能である。

つまり、夏場であれば加速度センサ温度Ｔ_nを２５℃よりも５℃高い３０℃とし、これに合わせて出力特性マップの原点も５℃上げて、夏場の当該出力信号に当該上げた原点を合わせることで、最新（ｎ）の出力特性マップに補正することができる。
また、冬場であれば加速度センサ温度Ｔ_nを２５℃よりも５℃低い２０℃とし、これに合わせて出力特性マップの原点も５℃下げて、冬場の当該出力信号に当該下げた原点を合わせることで、最新（ｎ）の出力特性マップに補正することができる。

図４は、本実施例による加速度センサの温度に関する出力特性を求め、最新の加速度センサ出力特性マップに書き改めるという加速度センサ補償機能の補正制御を開始するまでの処理を示す説明図である。

まずステップS1において、コネクタ１３が外部電源１１と嵌合しているかを検知し、充電器４が外部電源１１と接続中であるか否かを判断する。嵌合していると検知すれば、次のステップS2において、車両１は停止していると判定する。停止していると判定すれば、次のステップS3において、さらに充電器４からバッテリ３までの電気回路の絶縁抵抗が安全なレベルであるか等を検知し、安全を確認した上で充電を許可する。

充電を許可すると、次のステップS4において、充電器４は外部電源１１の充電能力を判定する。外部電源は１００V電源または２００V電源が考えられる。さらに、猛暑酷寒といった使用環境や経時変化によっても、外部電源の電源電圧が変更したり、充電器４の性能が変化したりする場合もあり得る。したがって充電器４外部電源１１の電源電圧を検出して、充電可能な電力を算出する。充電電力の大小によって充電時間が変化するため、正確な電力推定が必要である。ここで判定した充電能力の情報は、後述する加速度センサ補償機能の補正制御で利用される。

次のステップS5において、バッテリ３の蓄電率（SOC）および温度を検出し、バッテリ３の状態を判定する。ここで判定したバッテリ状態の情報は、後述する加速度センサ補償機能の補正制御で利用される。

充電能力およびバッテリ状態を判定すると、次のステップS6において、バッテリ３の充電を開始する。外部電力１１は自己の充電電力をもってバッテリ３の状態に応じて充電する。

次のステップS7において、温度に関する出力特性の補正制御を開始する。本補正制御は、図２および図３に沿って前述した加速度センサ補償機能を補正する制御を実行して、出力特性マップを書き改める。

図５は、加速度センサの温度に関する出力特性の補正制御の処理を例示するフローチャートであり、図２および図３に沿って前述した作成・格納を詳しく示すものである。上記ステップＳ７で補正制御を開始すると、まずステップS11へ進む。ステップS11では、車内温度センサ８を用いて加速度センサ５の温度を推定する。次のステップS12では、加速度センサ５の温度が適切か否かを判断する。高温領域・中間領域・低温領域それぞれの加速度センサ温度を検出し、これらの平均から検出誤差を軽減して一層正確な出力特性マップを作成するためである。上記ステップS12で適切でないと判断すれば（NO）、ステップS17へ進み車内温度を制御する。そして上記ステップS12に戻る。この車内温度制御は、詳しくは後述するが、加速度センサ５の補償機能を補正するため、運転者の操作によらないで車内温度を高温領域・中間領域・低温領域にする温度制御である。

上記ステップS12で加速度センサ５の温度が適切であると判断すれば（YES）、ステップS13へ進み、T_n-1基準加速度センサ出力特性マップを参照して基準信号を出力する。次のステップS14において、加速度センサ５の出力信号と上記の基準信号との偏差ΔGは閾値A以上であるか否かをエラー判定する。閾値Aは加速度センサ５の出力信号が車両の傾きによる影響を受けているか否かを判断するよう選定されている。つまり、前回のバッテリ充電時と今回のバッテリ充電時との間は、通常１日であることから出力信号の経時変化は極めて僅かである。したがって、前回のバッテリ充電時に用いた出力特性マップから求めた基準信号が、今回の出力信号と大きく異なって偏差ΔGが大きければ、車両が傾斜していることを検知できるのである。偏差ΔGは傾斜角に比例して大きくなる。

偏差ΔGが閾値A以上あれば、上記ステップS14でエラー有りと判定し（YES）、ステップS15へ進む。ステップS15において、停止車両が傾斜していると判定する。停止車両が傾斜している例として、毎回充電する所定の水平な駐車場ではなく、今回充電時に限って水平でない別の駐車場に駐車していることが考えられる。次のステップS16において、偏差ΔGに相当する分、T_n-1基準加速度センサ出力信号を変更する。

具体的には、今回(n)充電時にプロットするための縦軸をΔG相当分の傾斜角だけずらし、ずらした縦軸▽上にGセンサ出力信号をプロットする。そして上記ステップS13に戻る。ステップS13では、上記ステップS16でずらした縦軸上で、基準信号を求め、出力信号と比較して偏差を算出する。以下偏差が閾値A未満になるまでステップS13〜S16を繰り返す。

これに対し、偏差ΔGが閾値A未満であれば、上記ステップS14でエラー無しと判定し（NO）、ステップS18へ進む。ステップS18において、今回（n）処理時の加速度センサ温度Tｎに基づく出力特性マップにリセットする。リセットについては、図３に沿って前述したとおりである。そして本制御を抜ける。

図６は、上記ステップS13〜S16およびS18の処理を、よりわかり易く示した説明図である。ステップS13の左側には、前回充電時に作成したT_n-1基準加速度センサ出力特性マップを実線で示す。縦軸▽は、車両傾斜角が０のときのGセンサ出力信号である。縦軸▽上に白丸が３個あるのは、前回(n-1)充電時に測定した３個の異なる加速度センサ温度と、これらに対応する出力信号とのデータを示す。そして、これら複数個のデータから、基準信号を算出してプロットするのである。複数個のデータ、好ましくは高温領域・中間領域・低温領域それぞれの温度データ、を用いることで温度測定誤差および出力誤差を小さくし、信頼性の高いT_n-1基準加速度センサ出力特性マップを作成することができる。

このようにして、前回(n-1)充電時に作成したT_n-1基準加速度センサ出力特性マップの縦軸▽上に、今度はステップS13の左側に示すように今回充電時の出力信号をプロットする。今回充電時でも、破線で示すように３個の異なる加速度センサ温度と、これらに対応する出力信号とを、プロットし、これら複数個のデータから、基準点との比較対象になる１個の加速度センサ温度と、出力信号とを算出してプロットする。
なお、３個というのは一例にすぎず、実際はそれ以上またはそれ以下の単数個または複数個のデータであると理解されたい。

そして、上述した実線上に白丸で示すT_n-1基準加速度センサ偏差出力特性マップに基づつ今回（n）充電時の加速度センサ温度T_nの基準信号（実線）と、破線上に白丸で示す今回（n）充電時の出力信号とを比較して偏差ΔGを算出する。

図６中の次のステップS14で、偏差ΔGは閾値A以上でないと判断すると、車両１は水平な場所に駐車してあると判断して、この偏差ΔGを認定し、ステップS18へ進む。

図６のステップS18に示すように、上記の偏差ΔGに基づくT_n基準加速度センサ出力特性マップを新しく作成する。具体的には、図３のところで前述したように今回（n）充電時の出力信号に、出力特性マップの原点を合わせて、T_n基準加速度センサ出力特性マップを作成する。

これに対しステップS14で偏差ΔGは閾値A以上であると判断すると、連続する２回の充電（n）（n-1）の間でこのような大きな偏差となるのは不自然であるとエラー判断して、この偏差ΔGを認定せず、ステップS16へ進む。

図６のステップS16に示すように、偏差ΔGに相当する傾斜角だけ、縦軸▽を実線から一点鎖線のようにずらす。そして、ずらした縦軸上に、今回(n)充電時の３個の異なる加速度センサ温度と、これらに対応する出力信号とを、プロットし、これら複数個のデータから、基準信号を算出してプロットする。
その後、ステップS13へ戻り、ずらした縦軸上にある基準信号と、今回(n)充電時の出力信号とを比較して偏差ΔGを算出する。
このように、縦軸をずらすことで、傾斜角の影響を受けることなく、加速度センサ５の出力信号を求めることができる。

図７は、前述した図５のステップS17に示す加速度センサ５の補償機能を補正するため車内温度制御を図解するための説明図である。加速度（G）センサ補償機能補正用車内温度制御部３１は、電力配分マップ部３１１と、充電優先判定部３１２と、温度制御判定部３１３とを具える。

電力配分マップ部３１１は、図７の３１１内に例示する電力配分マップを具える。そして電力配分マップを参照し、バッテリ３の温度と、バッテリ３の蓄電率（SOC）と、図４のステップS4で判定した充電能力に基づいて、車内温度を変化させる電力をバッテリ３から供給するか、あるいは外部電源１１から供給するかを決める。

この電力配分マップによれば、バッテリ温度が高い場合と比較して、バッテリ温度が低い場合は、積極的に車内空調機（A/C）７にバッテリ電力を供給する。これは、バッテリ温度が低い場合はバッテリ３の内部抵抗が大きく充電効率が低いため、積極的にバッテリ３から電力を取り出すことで、バッテリ温度を上昇させるためである。この制御によりバッテリ３の温度が上がり、その後の充電効率が向上する。
逆に、バッテリ温度が高い場合は、外部電源１１から電力を供給する。

充電優先判定部３１２は、バッテリ３の蓄電率（SOC）と、充電能力の情報から、充電優先とすべきか否かを判定する。SOCが低く、かつ、充電能力が低い場合は、充電に時間がかかることから、充電を優先するべく、充電優先フラグをONにする。これに対し、上記以外の場合は、充電優先フラグをOFFにする。

温度制御判定部３１３は、外気温と、図４のステップS7で補正制御を開始する時の加速度（G）センサ温度と、季節に応じて変化する測定温度範囲との情報から、車内空調機（A/C）７を動作させて加速度センサ温度を制御する必要があるか否かを判定する。なお、加速度センサ５の測定温度範囲は例えば冬場は図１１に示すものであり、前述した図６のステップS13およびステップS16で示すように、車内温度を高温領域・中間領域・低温領域にする。本補正制御の開始時から終了時までにサンプリングする複数個の異なる温度データは当該測定温度範囲にある。
温度制御判定部３１３はさらに、図１１に例示する季節毎の充電中の外気温範囲と、運転者が快適と感じる車内温度とを予め記憶し、これらを車内温度制御に用いる。

図８は、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。これは、冬場の夜間駐車であって、バッテリ３のSOCが予め定められた閾値SOC1よりも低いため充電優先フラグがONである場合を例示する。
図８の上段は温度を示し、上段中、実線は車内温度および加速度センサ温度を、一点鎖線は外気温を、破線はバッテリ温度を示す。補正制御が開始すると、図８の瞬時t1において、車内温度センサ８が第１個目の加速度センサ温度を測定する。図８中、白丸は測定した加速度センサ温度を示す。

一点鎖線の外気温が実線の車内温度よりも低く、車内空調機（A/C）が停止（OFF）しているため、車内温度は瞬時t1以後低下し続ける。続く瞬時t2、t3、t4において、車内温度センサ８が第２〜４個目の加速度センサ温度を測定する。

充電優先フラグがONである間、バッテリ３を優先して充電しSOCが上昇する。続く瞬時t5でSOCが閾値SOC1を超えると、充電優先判定部３１２で充電優先フラグがOFFになり、車内空調機（A/C）７を動作させることが許容される。

続く瞬時t6で第５個目の加速度センサ温度を測定して、季節毎の充電中の外気温範囲（図１１）を参照して外気温が最低になったことを検知する。続く瞬時t7から瞬時t8まで外部電源１１の充電電力を止めてバッテリ３の電力で車内空調機（A/C）７を冷房動作させて、車内温度をさらに低くする。そして瞬時t8で温度センサ８が第６個目の加速度センサ温度を測定して車内空調機（A/C）７を停止（OFF）にする。

なお瞬時t7から瞬時t8までバッテリ３で車内空調機（A/C）７を冷房動作させてバッテリ温度を上昇させることから、瞬時t8以後、バッテリ３の効率が改善する。瞬時t8以後、バッテリ３の充電を再開する。車内温度は外気温に向かって上昇する。

図８に示すタイムチャートの例では、複数（６）個の異なる加速度センサ温度および加速度センサ出力信号を得ることから測定誤差の少ない基準信号および出力信号を算出することができる。また、SOCが低いときは充電を優先することができる。瞬時t7〜t8にバッテリ３の電力を用いてバッテリ温度を上げることから瞬時t8以後のバッテリ３の充電効率を改善することができる。また、瞬時t7〜t8の車内温度制御によって測定温度範囲を広くすることができ、その結果、加速度センサ５の温度データの検出誤差を少なくすることができる。

図９は、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。これは、冬場の夜間駐車であって、バッテリ３のSOCが予め定められた閾値SOC1よりも高いため充電優先フラグがOFFである場合を示す。
補正制御が開始すると、図９の瞬時t11から瞬時t12まで車内空調機（A/C）７を暖房動作させて車内温度を高くする。そして瞬時t11および瞬時t12で車内温度センサ８が第１〜２個目の加速度センサ温度を測定する。図９中、白丸は測定した加速度センサ温度を示す。

瞬時t12以降は車内空調機（A/C）７を停止（OFF）し、バッテリ３を充電する。車内温度は下降し、SOCは上昇し、続く瞬時t13で第３個目の加速度センサ温度を測定する。

瞬時t15および続く瞬時t16で第４〜５個目の加速度センサ温度を測定する。瞬時t16で、季節毎の充電中の外気温範囲（図１１）を参照して外気温が最低になったことを検知する。続く瞬時t17から瞬時t18までバッテリ３の電力で車内空調機（A/C）７を冷房動作させて、車内温度をさらに低くする。そして瞬時t18で温度センサ８が第６個目の加速度センサ温度を測定して車内空調機（A/C）７を停止（OFF）にする。

なお瞬時t17から瞬時t18までバッテリ３で車内空調機（A/C）７を冷房動作させてバッテリ温度を増大させることから、瞬時t18以後、バッテリ３の効率が改善する。瞬時t18以後、バッテリ３の充電を再開する。車内温度は外気温に向かって上昇する。

図９に示すタイムチャートの例では、複数（６）個の異なる加速度センサ温度および加速度センサ出力信号を得ることから測定誤差の少ない基準信号および出力信号を算出することができる。また、SOCが高いときは充電初期の瞬時t11〜t12にバッテリ３の電力を用いてバッテリ温度を上げることから瞬時t12以後のバッテリ３の充電効率を改善することができる。また、瞬時t11〜t12および瞬時t17〜t18の車内温度制御によって測定温度範囲を広くすることができ、その結果、加速度センサ５の温度データの検出誤差を少なくすることができる。

図１０は、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。これは、夏場の夜間駐車であって、外部電源１１の供給電力が大きく、バッテリ３の温度が高く、バッテリ３のSOCが予め定められた閾値SOC０よりも低いため充電優先フラグがONである場合を示す。
補正制御が開始すると、図１０の瞬時t21において、車内温度センサ８が第１個目の加速度センサ温度を測定する。図１０中、白丸は測定した加速度センサ温度を示す。

一点鎖線の外気温が実線の車内温度および加速度センサ温度よりも高く、瞬時t21以降は車内空調機（A/C）が停止（OFF）するため、車内温度は瞬時t21以後上昇する。続く瞬時t22において、車内温度センサ８が第２個目の加速度センサ温度を測定する。

瞬時t22で車内温度および加速度センサ温度が外気温に達し、バッテリSOCが閾値SOC0に達するとバッテリ３の充電優先フラグをOFFにする。そして瞬時t22から続く瞬時t23まで車内空調機（A/C）７を暖房動作させて、車内温度をさらに高くする。瞬時t23で温度センサ８が第３個目の加速度センサ温度を測定して車内空調機（A/C）７を停止（OFF）にする。
なお、瞬時t22から続く瞬時t23まで外部電源１１の電力で車内空調機（A/C）７を暖房動作させることから、この間バッテリ３の充電を中断する。

瞬時t23以降バッテリ３の充電を再開する。続く瞬時t24で車内温度および加速度センサ温度が外気温に略一致すると、温度センサ８が第４個目の加速度センサ温度を測定する。続く瞬時t25と瞬時t26とで温度センサ８が第５，６個目の加速度センサ温度を測定する。

瞬時t27でSOCが上限値に達するとバッテリ充電を中止する。なお瞬時t27から続く瞬時t28を経て瞬時t29までバッテリ３が電力を授受しないため、この間バッテリ３温度が外気温と略一致する。瞬時t28で温度センサ８が第７個目の加速度センサ温度を測定する。

SOCが上限値になっている瞬時t29から瞬時t30までバッテリ３の電力で車内空調機（A/C）７を冷房動作させて、車内温度をさらに低くする。そして瞬時t30で温度センサ８が第８個目の加速度センサ温度を測定して車内空調機（A/C）７を停止（OFF）にする。瞬時t30以後、バッテリ３の充電を再開する。

図１０に示すタイムチャートの例では、複数（８）個の異なる加速度センサ温度および加速度センサ出力信号を得ることから測定誤差の少ない基準信号および出力信号を算出することができる。また、瞬時t22〜t23および瞬時t29〜t30の車内温度制御によって測定温度範囲を広くすることができ、その結果、加速度センサ５の温度データの検出誤差を少なくすることができる。また、瞬時t29〜t30に冷房動作させることから、夏場翌朝の走行時に運転者が涼しく感じることができる。

図１２は、これまで説明してきた本実施例の加速度検出装置が具える加速度センサ温度補償機能と、当該温度補償機能の補正制御とを総括して示す説明図である。
４１は加速度センサ５の温度に関する出力特性を求めて格納する出力特性作成・格納手段である。出力特性作成・格納手段４１は、車両１側のコネクタ１３を外部電源１１に接続した今回（ｎ）充電時において、車内温度センサ８が検出した図８〜図１０に例示する温度データから加速度（G）センサの温度Tnを求め、これら温度データ検出時に加速度センサ５が出力した出力信号データから基準信号と比較される出力信号を求め、前回に作成したT_n-1基準加速度センサ出力特性マップを参照してGセンサ温度Tnに基づき基準信号を求め、これら出力信号と基準信号との偏差にエラーが無ければ、当該出力信号に出力特性マップの原点を合わせて、T_n基準加速度センサ出力特性マップを新しく作成する。そして、前回（ｎ−1）充電時に求めた出力特性を今回接続中に求めた出力特性に書き改めるよう補正する。

また図１２中の４２は、出力特性作成・格納手段４１が作成して格納した温度に関する出力特性に基づき、コネクタ１３が外部電源１１に接続しない走行中に加速度センサ５の出力信号を補償して車両１の加速度を算出する加速度算出手段である。

このような本実施例によれば、外部電源１１と接続中に加速度センサ５の温度に関する出力特性を求めるため、振動等の外乱を回避して個々の加速度センサ出力特性を正確に較正することが可能になる。また、外部電源１１と接続してバッテリ３を充電する際は水平な場所に駐車することが一般的であることから、傾斜角によって前記較正が損なわれることがない。したがって、格納される加速度センサ５の温度に関する出力特性マップを正確かつ最新のものにして、車両１の走行中は加速度を正確に検出することができる。

具体的には、加速度センサ５を車内に配置し、図５のステップＳ17に示す車内温度制御により加速度センサ５の雰囲気温度、即ち加速度センサ温度を制御する。そして、加速度センサ温度Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂・・・Ｔ_nを、例えば２５℃といった所定の雰囲気温度に制御して、加速度センサ５の温度に関する出力特性を求める。これにより、作成・格納する加速度センサの温度に関する出力特性マップを正確かつ最新のものに補正することができる。

また本実施例では図６に示すように、コネクタ１３の前回（ｎ−１）接続中に求めた前記加速度センサの温度に関する出力特性であるT_n-1基準加速度センサ出力特性マップと、コネクタ１３の今回(ｎ)接続中に求めた前記加速度センサの温度に関する出力特性であるT_n基準加速度センサ出力特性マップとを、比較して、今回(ｎ)接続中の電動車両１の傾斜角に相当する偏差ΔＧを算出することから、
車両１の駐車場が傾斜していても、傾斜角の影響を受けずに正確かつ最新の温度に関する出力特性マップを作成することができる。

また本実施例では、図１１に例示する外気温範囲を予め記憶しておき、外気温の季節的変化に応じて、加速度センサ５が出力信号を出力するときの所定の車内温度、即ち加速度センサ温度、を変化させてもよい。つまり、夏場乃至冬場に応じて他の所定値に随時乗り換えを可能にすることで、温度に関する出力特性マップを作成する際の車内空調機７の運転を軽減することが可能になって省エネルギーを図ることができる。

また本実施例では、図８の瞬時t7〜t8、ならびに図９の瞬時t11〜t12およびt17〜t18に示すように、バッテリ３の蓄電率SOCが所定値SOC1より高い場合に、バッテリ電力で車内空調機７を動作させることから、バッテリ温度を上昇させることが可能となって、冬場でもバッテリ３の充電効率を改善することができる。

また本実施例では、図７の充電優先判定部３１２が、図８の瞬時t5以前でバッテリ３の蓄電率が所定値SOC1より小さい場合や、図１０の瞬時t22以前でバッテリ３の蓄電率が所定値SOC2より小さい場合に、車内空調機７による車内温度、つまり加速度センサ温度、の制御を禁止して外部電源１１による充電を優先することから、バッテリ３の充電作業を損なうことがない。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。例えば、加速度センサ５の温度に関する出力特性の作成は、前回(ｎ−１)充電時と、今回(ｎ)充電時というように毎回充電時毎にすべて実行することなく、複数回おきに温度に関する出力特性を作成するものであってもよい。また、電動車両１は、電気自動車の他、駆動源としてモータおよびエンジンを具え、外部電源でバッテリを充電するハイブリッド車両であってもよい。

本発明の一実施例になる加速度検出装置を搭載する電動車両の概略全体を示すシステム図である。同実施例による加速度センサの出力信号に係る補償機能につき、この補償機能を補正する制御を例示するブロック線図である。同実施例による補償機能で用いる加速度センサ出力特性マップをリセットして書き改める補正制御を示すブロック図である。同補正制御を開始するまでの処理を示す説明図である。同補正制御の処理を例示するフローチャートであり、図２および図３に示す出力特性マップの作成および格納を詳しく示すものである。同補正制御における車両傾斜角を求める処理をわかり易く示した説明図である。同補正制御における車内温度制御を図解するための説明図である。冬場の夜間であり、充電優先フラグがONである場合の、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。冬場の夜間であり、充電優先フラグがOFFである場合の、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。夏場の夜間であり、充電優先フラグがONである場合の、本実施例による加速度センサ補償機能の補正制御のタイムチャートである。同補正制御における車内温度制御が予め記憶する季節毎の充電中の外気温範囲と、運転者が快適と感じる車内温度と、季節に応じて変化する測定温度範囲とを例示する説明図である。本実施例の加速度検出装置が具える加速度センサ温度補償機能と、当該温度補償機能の補正制御とを総括して示す説明図である。

符号の説明

１電動車両
２車輪
３バッテリ
４（車載側）充電器
５加速度センサ
６総合コントローラ
７車内空調機（エアーコンディショナー：A/C）
８車内温度センサ
９外気温センサ
11 外部電源
13 コネクタ
22 T_n-1基準加速度センサ出力特性マップ格納部
23 T_n基準加速度センサ出力特性マップ作成部

Claims

傾斜角を検出可能であって入力される加減速度に応じた電気的な出力信号を出力する加速度センサと、加速度センサの温度に関する出力特性を格納する出力特性格納手段と、加速度センサの温度および格納した前記温度に関する出力特性に基づき前記出力信号を補償して車両の加速度を算出する加速度算出手段と、を具えた車両の加速度検出装置において、
前記車両は、車両走行のための動力源に電力を供給するバッテリを具えた電動車両であり、
前記バッテリを充電する充電器が電動車両の外に設置された外部電源と接続中に、前記加速度センサの温度に関する出力特性を求める出力特性作成手段を具え、
前記出力特性格納手段は、今回接続中より前に格納した温度に関する出力特性を今回接続中に前記出力特性作成手段が求めた温度に関する出力特性に改めるよう補正することを特徴とする電動車両の加速度検出装置。
請求項１に記載の電動車両の加速度検出装置において、
前記加速度センサを車内に配置し、
前記出力特性作成手段は、車内温度を調節する車内温度制御手段を具え、該車内温度制御手段により前記加速度センサの雰囲気温度を制御して前記温度に関する出力特性を求めることを特徴とする電動車両の加速度検出装置。
請求項２に記載の電動車両の加速度検出装置において、
前記出力特性格納手段は、前回接続中に求めた前記加速度センサの温度に関する出力特性と、今回接続中に検出した前記加速度センサの温度に関する出力特性とを、比較して、今回接続中の電動車両の傾斜角を検出することを特徴とする電動車両の加速度検出装置。
請求項２または３に記載の電動車両の加速度検出装置において、
前記車内温度制御手段は、外気温の季節的変化に応じて、前記雰囲気温度を変化させることを特徴とする電動車両の加速度検出装置。
請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動車両の加速度検出装置において、
前記バッテリの蓄電率が所定値より高い場合に、バッテリ電力で前記車内温度制御手段を動作させることを特徴とする電動車両の加速度検出装置。
請求項２〜４のいずれか１項に記載の電動車両の加速度検出装置において、
バッテリの蓄電率が所定値より低い場合には、前記車内温度制御手段による雰囲気温度の制御を禁止して前記外部電源による充電を優先することを特徴とする電動車両の加速度検出装置。