JP2013238448A

JP2013238448A - 移動体の傾斜角検出装置

Info

Publication number: JP2013238448A
Application number: JP2012110484A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Okabe; 和也岡部
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】移動体の傾斜角検出装置において、移動体が過度な傾斜路面に設置された場合であっても、傾斜角度の検出精度を向上することにある。
【解決手段】制御手段（２２）は、ローパスフィルタ（２０）からの減衰出力信号により高周波減衰値を演算するとともにローパスフィルタ（２０）の時定数を有する高周波減衰値演算手段（２２Ｂ）と、速度検出手段（２１）により検出された移動体（１）の速度が所定値（Ｖ）未満であるときに、高周波減衰値演算手段（２２Ｂ）におけるローパスフィルタ（２０）の時定数を、速度検出手段（２１）により検出された移動体（１）の速度が所定値（Ｖ）以上であるときの値（Ａ）よりも小さい値（Ｂ）に変更する時定数変更手段（２２Ｃ）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、移動体の傾斜角検出装置に係り、特に移動体が移動している際の傾斜角度を検出する移動体の傾斜角検出装置に関する。

移動体の傾斜角検出装置としては、移動体の加速度を検出する加速度検出手段を設け、この加速度検出手段の出力信号のうち高周波成分を減衰するローパスフィルタを設け、このローパスフィルタからの減衰出力信号に基づき移動体の傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段を備える制御手段を設けたものがある。

特許第２６９６４２７号公報

特許文献１に係る移動体の傾斜角度計測装置は、建設機械に角速度センサ（ジャイロセンサ）を設け、この角速度センサの検出信号を低域フィルタに加えることにより、高周波数成分を減衰させ、誤差（ドリフト分）が低減された傾斜角度を検出するものである。

ところで、例えば、移動体として、車椅子に代表されるように、ドアを介さずに乗降する車両においては、自動車等に積載して遠方の目的地へ向かった後、路上に設置して発進する場合があり、このとき、過度に傾斜した路面で発進すると、バランスを崩すおそれがあった。

また、移動体の傾斜角検出装置において、移動体が移動中に突起物や段差等を乗り越えたりする際のわずかな時間の傾斜角度の変化によって傾斜警告を行っている場合、傾斜角検出手段が過度な応答になってしまう。
そこで、一般的に、傾斜角検出手段の過度な応答を抑制するために、演算した傾斜角度をローパスフィルタでフィルタリングした傾斜角度により傾斜警告を判断している。また、重力と慣性力との合力の加速度を検出する加速度検出手段と、演算により重力方向を読み出して傾斜角度を求める傾斜角検出手段とを用いる場合には、加速度検出手段の出力信号にローパスフィルタでフィルタリングすることもある。しかし、このローパスフィルタによるフィルタリングによって、傾斜角度検出時間に時間遅れが生じていた。
また、傾斜角検出手段は、スリップや振動等の取り除けない外乱によって傾斜角度の検出にズレが生じることがある。このため、検出誤差による傾斜警告を防ぐために、警告角度に到達してから実際に警告を開始するまでの警告判定時間に、時間差を設ける必要があった。
この結果、上記の傾斜角度検出時間と警告判定時間との和が傾斜警告の開始時間となるが、移動体の移動中・停止中で、この開始時間の設定を同一にすると、ローパスフィルタや警告判定時間の影響で応答性が悪くなってしまうという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、移動体が過度な傾斜路面に設置された場合であっても傾斜角度の検出精度を向上できる移動体の傾斜角検出装置を提供することにある。

この発明は、移動体にこの移動体の加速度を検出する加速度検出手段を設け、この加速度検出手段の出力信号のうち高周波成分を減衰するローパスフィルタを設け、このローパスフィルタからの減衰出力信号に基づき前記移動体の傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段を備える制御手段を設けた移動体の傾斜角検出装置において、前記移動体に前記移動体の速度を検出する速度検出手段を設け、前記制御手段は、前記ローパスフィルタからの減衰出力信号により高周波減衰値を演算するとともに前記ローパスフィルタの時定数を有する高周波減衰値演算手段と、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度が所定値未満であるときに、前記高周波減衰値演算手段における前記ローパスフィルタの時定数を、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度が前記所定値以上であるときの値よりも小さい値に変更する時定数変更手段とを備えることを特徴とする。

この発明は、移動体が過度な傾斜路面に設置された場合であっても、傾斜角度の検出精度を向上できる。

図１は移動体の傾斜角検出装置のブロック構成図である。（実施例）図２は移動体の傾斜角度検出のフローチャートである。（実施例）図３は移動体の第１の例としての車椅子の側面図である（実施例）。図４は移動体の第２の例としてのシニアカーの側面図である（実施例）。

この発明は、移動体が過度な傾斜路面に設置された場合であっても、傾斜角度の検出精度を向上する目的を、移動体の速度が所定値未満であるときに、ローパスフィルタの時定数を、移動体の速度が所定値以上であるときの値よりも小さい値に変更して実現するものである。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図３、図４に示すように、この実施例では、移動体１として、車椅子１Ａとシニアカー１Ｂとがある。
車椅子１Ａは、図３に示すように、フレーム２に前輪３と後輪４と座部５と背部６と足置き部７と肘掛け部８とを組み付けて構成されるとともに、肘掛け部８に走行指示装置（アクセルレバー）９を備えている。
シニアカー１Ｂは、図４に示すように、車体１０に、前輪１１と後輪１２と座部１３と背部１４と操作部１５と電動モータ１６とを組み付けて構成されるとともに、操作部１５に走行指示装置（アクセルレバー）１７を備えている。
移動体１としての車椅子１Ａ及びシニアカー１Ｂには、図１に示すように、傾斜角検出装置１８が設けられる。
この傾斜角検出装置１８は、加速度検出手段１９と、ローパスフィルタ２０と、速度検出手段２１と、制御手段（ＥＣＵ）２２とを備える。
加速度検出手段１９は、移動体１に取り付けられて移動体１の加速度を検出するものである。また、この加速度検出手段１９は、移動体１に加速度が作用している限り、その加速度に応じた反応を維持する構造であって、動的な加速度だけでなく、地球の重力加速度等の静的な加速度にも反応し、傾斜角度を検出可能なものである。
ローパスフィルタ２０は、加速度検出手段１９に連絡してこの加速度検出手段１９の出力信号（加速度信号）のうち高周波成分を減衰するものであって（フィルタリング）、その減衰出力信号を制御手段２２に出力する。なお、本実施例のローパスフィルタ２０は、電子回路により構成したものを示すが、このローパスフィルタの処理をＲｅｍｅｚ法などによる演算により行っても良い。
速度検出手段２１は、移動体１に取り付けられて移動体１の速度を検出するものであって、例えば、図３の車椅子１Ａでは走行指示装置９の操作角度検出器、図４のシニアカー１Ｂでは電動モータ１６の出力（トルク）検出器を用いることが可能である。
また、制御手段２２には、電源のオン／オフを検出する電源スイッチ２３と、警報を発する警報手段２４とが連絡している。

制御手段２２は、傾斜角度演算手段２２Ａと、高周波減衰値演算手段２２Ｂと、時定数変更手段２２Ｃと、傾斜タイマ２２Ｄとを備える。
傾斜角度演算手段２２Ａは、ローパスフィルタ２０からの減衰出力信号に基づき移動体１の傾斜角度を演算する。
高周波減衰値演算手段２２Ｂは、ローパスフィルタ２０からの減衰出力信号により高周波減衰値を演算するとともに、ローパスフィルタ２０の時定数を有する。
時定数変更手段２２Ｃは、速度検出手段２１により検出された移動体１の速度が所定値（Ｖ）未満であるときに、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおけるローパスフィルタ２０の時定数を、速度検出手段２１により検出された移動体１の速度が前記所定値（Ｖ）以上であるときの値（Ａ）よりも小さい値（Ｂ）に変更する。よって、Ａ＞Ｂの関係がある。
傾斜タイマ２２Ｄは、移動体１の傾斜時間を計測する。
また、制御手段２２には、判定時間として、時定数が「Ａ」に変更された時に取得される判定時間（α）と、時定数が「Ｂ」に変更された時に取得される判定時間（β）とが設定されている。ここで、α＞βの関係がある。

次に、この実施例に係る傾斜角度検出を、図２にフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、制御手段２２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、電源スイッチ２３がオンか否かを確認し（ステップＡ０２）、このステップＡ０２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、速度検出手段２１からの出力信号である移動体１の速度を取得し（ステップＡ０３）、そして、移動体１が移動中であってその移動体１の速度が所定値（Ｖ）以上か否か（速度≧Ｖ）を判断する（ステップＡ０４）。
このステップＡ０４がＹＥＳで、移動体１の速度が所定値（Ｖ）以上の場合には、時定数変更手段２２Ｃで、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおけるローパスフィルタ２０の時定数を「Ａ」に変更するとともに、判定時間（α）を取得する（ステップＡ０５）。
そして、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおいて、ローパスフィルタ２０からの減衰出力信号により高周波減衰値を演算して取得し（ステップＡ０６）、その後、この高周波減衰値に基づいて傾斜角度演算手段２２Ａでは傾斜角度を演算する（ステップＡ０７）。
一方、前記ステップＡ０４がＮＯで、移動体１の速度が所定値（Ｖ）未満の場合には、時定数変更手段２２Ｃで、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおけるローパスフィルタ２０の時定数を「Ｂ」に変更するとともに、判定時間（β）を取得する（ステップＡ０８）。
そして、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおいて、ローパスフィルタ２０からの減衰出力信号により高周波減衰値を演算して取得し（ステップＡ０９）、その後、この高周波減衰値に基づいて傾斜角度演算手段２２Ａでは傾斜角度を演算する（ステップＡ１０）。
前記ステップＡ０７の処理後、又は、前記ステップＡ１０の処理後は、そこで演算された傾斜角度が判定値（傾斜警告判定時間）を超えたか否かを判断する（ステップＡ１１）。
このステップＡ１１がＮＯの場合には、傾斜タイマ２２Ｄをリセットする（ステップＡ１２）。
一方、このステップＡ１１がＹＥＳの場合には、傾斜タイマ２２Ｄの計測を開始し（ステップＡ１３）、傾斜タイマ２２Ｄの計測時間が上記の判定時間（α又はβ）を超えたか否かを判断する（ステップＡ１４）。
このステップＡ１４がＹＥＳの場合には、警報手段２４を作動して警報を開始する（ステップＡ１５）。即ち、移動体１が移動中の場合（長い方の判定時間（α）が選択された場合）、ローパスフィルタ２０に入力される誤差が大きいため、検出された傾斜角度が長時間継続した場合で、警報を開始する。一方、移動体１が停止中の場合（短い方の判定時間（β）が選択された場合）には、短い時間で警報を発生する。
このステップＡ１５の処理後、前記ステップＡ１２の処理後、又は、前記ステップＡ１４がＮＯの場合には、警報を実行せず、プログラムをリターンする（ステップＡ１６）。
なお、高周波減衰値演算手段２２Ｂでは、移動体１の停止状態に、上記の大きい値（Ａ）の時定数にすることにより、短時間の減衰出力信号に基づいて、傾斜角度を演算することが可能となる。

この結果、この実施例において、移動体１の移動中で、移動体１の速度が所定値（Ｖ）未満の場合には、高周波減衰値演算手段２２Ｂにおける時定数を、移動体１の速度が所定値（Ｖ）以上の場合の値（Ａ）よりも小さい値（Ｂ）に変更させるため、振動等の外乱が加わったとしても、振動等が除去されるため、移動体１の傾斜角度の検出精度を向上することができる。

この発明に係る傾斜角検出装置を、各種車両等の移動体に適用可能である。

１移動体
１Ａ車椅子
１Ｂシニアカー
１８傾斜角検出装置
１９加速度検出手段
２０ローパスフィルタ
２１速度検出手段
２２制御手段
２２Ａ傾斜角度演算手段
２２Ｂ高周波減衰値演算手段
２２Ｃ時定数変更手段
２２Ｄ傾斜タイマ
２３電源スイッチ
２４警報手段

Claims

移動体にこの移動体の加速度を検出する加速度検出手段を設け、この加速度検出手段の出力信号のうち高周波成分を減衰するローパスフィルタを設け、このローパスフィルタからの減衰出力信号に基づき前記移動体の傾斜角度を演算する傾斜角度演算手段を備える制御手段を設けた移動体の傾斜角検出装置において、前記移動体に前記移動体の速度を検出する速度検出手段を設け、前記制御手段は、前記ローパスフィルタからの減衰出力信号により高周波減衰値を演算するとともに前記ローパスフィルタの時定数を有する高周波減衰値演算手段と、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度が所定値未満であるときに、前記高周波減衰値演算手段における前記ローパスフィルタの時定数を、前記速度検出手段により検出された前記移動体の速度が前記所定値以上であるときの値よりも小さい値に変更する時定数変更手段とを備えることを特徴とする移動体の傾斜角検出装置。