JP2022036450A

JP2022036450A - 車両状態検出装置、車両状態検出方法、車両用前照灯の光軸調整システム、ナビゲーションシステム

Info

Publication number: JP2022036450A
Application number: JP2020140662A
Authority: JP
Inventors: 成克中村; Shigekatsu Nakamura
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2020-08-24
Publication date: 2022-03-08

Abstract

【課題】車両状態（停車／走行）を精度よく検出すること。【解決手段】車両に設置された加速度センサから、車両の前後方向に対応する第１軸と車両の左右方向に対応する第２軸の各々における加速度を受け取る受信部２０と、第１軸に対応する第１加速度の時間に対する変化量の積算値と、第２軸に対応する第２加速度の時間に対する変化量の積算値とを求める積算部２１と、第１期間における第１加速度の変化量の積算値が基準範囲内に該当し、かつ第２加速度の変化量の積算値が基準値以下という第１条件を満たす場合に車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、当該第１条件を満たさない場合に車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力する出力部２２と、を含む車両状態検出装置１である。【選択図】図１

Description

本開示は、車両状態検出装置、車両状態検出方法、車両用前照灯の光軸調整システム、ナビゲーションシステムに関する。

車両が停車した状態と走行している状態のいずれの状態であるかという情報を必要とするシステムが存在する。例えば、車両等の進路案内を行うナビゲーションシステムや、車両の前照灯の光軸を車両姿勢に対応して自動的に調整する車両用前照灯の光軸調整システム（オートレベリングシステム）が具体例として挙げられる。これに関して、例えば特開２００８－３２５９１号公報（特許文献１）には、ジャイロの各速度信号に基づいて車両の停車、走行開始を検出する技術が開示されている。また、例えば特開２００９－８３７３４号公報（特許文献２）には、車両のドア等の開閉部が開状態になっているときにのみ、光軸調整を許容するように制御する前照灯光軸調整装置が開示されている。

しかし、例えば車速が極低速（一例として１ｋｍ／ｈ未満）という状況において、車両が停車した状態と走行している状態のいずれかを精度よく検出することは難しかった。

特開２００８－３２５９１号公報特開２００９－８３７３４号公報

本開示に係る具体的態様は、車両状態（停車／走行）を精度よく検出することを目的の１つとする。

［１］本開示に係る一態様の車両状態検出装置は、車両の状態が「停止」と「走行」のいずれであるかを検出する車両状態検出装置であって、（ａ）前記車両に設置された加速度センサから、前記車両の前後方向に対応する第１軸と前記車両の左右方向に対応する第２軸の各々における加速度を受け取る受信部と、（ｂ）前記第１軸に対応する第１加速度の時間に対する変化量の積算値と、前記第２軸に対応する第２加速度の時間に対する変化量の積算値とを求める積算部と、（ｃ）第１期間における前記第１加速度の変化量の積算値が基準範囲内に該当し、かつ前記第２加速度の変化量の積算値が基準値以下という第１条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、当該第１条件を満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力する出力部と、を含む、車両状態検出装置である。
［２］本開示に係る一態様の車両用前照灯の光軸調整システムは、上記［１］の車両状態検出装置から出力される前記車両の状態を示すデータないし信号を用いる、車両用前照灯の光軸調整システムである。
［３］本開示に係る一態様のナビゲーションシステムは、上記［１］の車両状態検出装置から出力される前記車両の状態を示すデータないし信号を用いる、ナビゲーションシステムである。
［４］本開示に係る一態様の車両状態検出方法は、車両の状態が「停止」と「走行」のいずれであるかを検出する車両状態検出方法であって、（ａ）前記車両に設置された加速度センサから、前記車両の前後方向に対応する第１軸と前記車両の左右方向に対応する第２軸の各々における加速度を受け取ること、（ｂ）前記第１軸に対応する第１加速度の時間に対する変化量の積算値と、前記第２軸に対応する第２加速度の時間に対する変化量の積算値とを求めること、（ｃ）第１期間における前記第１加速度の変化量の積算値が基準範囲内に該当し、かつ前記第２加速度の変化量の積算値が基準値以下という第１条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、当該第１条件を満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力すること、を含む、車両状態検出方法である。

上記構成によれば、車両状態（停車／走行）を精度よく検出することができる。

図１は、一実施形態の車両状態検出装置並びにこれを含んで構成されるオートレベリングシステムの構成を示すブロック図である。図２は、制御装置を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図である。図３は、加速度センサの設置状態を説明するための図である。図４（Ａ）は、停車中の車両に荷物が載せられた際における加速度の変化を例示する図である。図４（Ｂ）は、走行中の車両における加速度の変化を例示する図である。図５は、車両状態検出装置の処理手順を示すフローチャートである。

図１は、一実施形態の車両状態検出装置並びにこれを含んで構成されるオートレベリングシステムの構成を示すブロック図である。図１に示すオートレベリングシステム（車両用前照灯の光軸調整システム）は、車両状態検出装置１、レベリング調整装置２、ランプユニット３を含んで構成されている。なお、ランプユニット３は実際には２つ存在するが説明の簡素化のために１つのみ示す。車両状態検出装置１とレベリング調整装置２は相互に接続されている。レベリング調整装置２とランプユニット３は相互に接続されている。

本実施形態のオートレベリングシステムは、車両に搭載され、この車両の前部に設置されるランプユニット３による光照射方向（光軸）ａを車両のピッチ方向の傾き角度に応じてレベリング調整装置２により自動的に制御するものである。そして、車両状態検出装置１は、車両が「停車」と「走行」のいずれの状態であるかを検出するものであり、この検出結果に応じてレベリング調整装置２における制御の内容が変わる。具体的には、例えば、「停車」と「走行」の各状態に応じてレベリング調整装置２における車両の傾き角度の演算方法が異なる。あるいは、走行中には光軸調整を実行しないといった制御が行われる場合もある。なお、このようなレベリング調整装置２については種々の公知技術により構成可能であり、ここでは詳細な説明を省略する。

車両状態検出装置１は、加速度センサ１０と制御装置１１を含んで構成されている。加速度センサ１０は、少なくとも互いに直交する２つの軸の加速度を検出可能なセンサであり、車両内の所定位置に設置されている。この加速度センサ１０は、例えば１つの軸を車両の前後方向に対応付け、他の１つの軸を車両の上下方向に対応付けて設置される。制御装置１１は、車両状態検出装置１の動作を制御するものであり、加速度データ受信部２０、積算部２１、車両状態出力部２２を含んで構成されている。この制御装置１１は、例えば後述する図２に示すようなＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータシステムにおいて所定の制御プログラムを実行させることによって実現される。なお、加速度センサ１０と制御装置１１は一体化されていてもよい。また、加速度センサ１０に相当するセンサが車両における他用途のために存在する場合に、そのセンサによる出力を加速度センサ１０の出力に代替してもよい。

加速度データ受信部２０は、加速度センサ１０によって検出される加速度データ（ないし信号）を受け取る。本実施形態では、加速度データ受信部２０は、一定期間ごと（例えば１００ｍｓごと）に加速度データを受信し、これを一時記憶メモリ（後述するＲＡＭ２０３）に時系列を特定可能な状態で格納する。

積算部２１は、加速度データ受信部２０によって受信された加速度データを用いて、加速度の時間に対する変化量を算出し、この変化量を一定期間ごとで積算する。詳細な演算方法については後述する。

車両状態出力部２２は、積算部２１によって積算される加速度の変化量に基づいて、車両状態（停車／走行）を識別し、この車両状態を表すデータ（ないし信号）を出力する。本実施形態では、車両状態を示すデータ（ないし信号）はレベリング調整装置２へ出力される。

図２は、制御装置を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図である。図示のコンピュータシステムは、相互に通信可能に接続されたＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０５を含んで構成されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２から読み出される基本制御プログラムをベースにして動作し、記憶装置２０４に格納されたプログラム（アプリケーションプログラム）２０６を読み出してこれを実行する。これにより、上記した制御装置１１における機能が実現される。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の動作時に使用させるデータを一時的に記憶する。記憶装置２０４は、例えばハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性のデータ記憶装置であり、プログラム２０６など種々のデータを格納する。外部インタフェース２０５は、ＣＰＵ２０１と外部装置を接続するインタフェースである。本実施形態では、レベリング調整装置２や加速度センサ１０とＣＰＵ２０１との接続に用いられる。

図３は、加速度センサの設置状態を説明するための図である。図示のように、本実施形態では説明の簡略化のために、加速度センサ１０の第１軸であるＸ軸が車両の前後方向（水平方向）と略一致し、第２軸であるＹ軸が車両の上下方向（垂直方向）と略一致するように加速度センサ１０が設置されているものとする。ただし、Ｘ軸、Ｙ軸と車両の前後方向、上下方向とが完全に一致していなくてもよい。その場合には、Ｘ軸、Ｙ軸と車両の前後方向、上下方向とのなす角度に応じて各軸の加速度の検出値を補正すればよい。

図４（Ａ）は、停車中の車両に荷物が載せられた際における加速度の変化を例示する図である。また、図４（Ｂ）は、走行中の車両における加速度の変化を例示する図である。各図において横軸は時間、縦軸は加速度に対応している。横軸は、１マスが５００ｍｓの時間に対応している。縦軸は、１マスが５ｍＧの加速度に対応している。車両に荷物が載せられた際には図４（Ａ）に示すように、加速度センサ１０のＸ軸、Ｙ軸により検出される加速度は、各軸においてほぼ同じ時期に発生し、かつ比較的早い変化（高周波数）を示し、かつ短い期間で変化が収束する。なお、図４（Ａ）に示すような加速度の変化は、荷物を下ろした際や人の乗り降りの際にも同様に生じ得る。これに対して、車両が走行を開始した際には図４（Ｂ）に示すように、加速度センサ１０のＸ軸（車両前後方向に対応）により検出される加速度は、相対的に遅い変化（低周波数）を示し、走行が継続する間は変化し得る。しかし、Ｙ軸（車両上下方向に対応）により検出される加速度は、ほとんど変化を示さない。

このため本実施形態では、上記した停車中の荷物積載時と走行時における加速度の変化の違いを利用して、加速度センサ１０により検出されるＸ軸、Ｙ軸の加速度を用いて車両状態（停車／走行）を識別する。具体的には、（ａ）所定時間ごとにＸ軸の加速度の変化量ないしその積算値が所定の基準に当てはまり、（ｂ）Ｘ軸の加速度の変化量ないしその積算値が複数の期間において同じ符号（プラスまたはマイナス）の値であり、（ｃ）Ｙ軸の加速度の変化量が所定の基準に当てはまりほとんど変化していない、という条件を満たす場合に、車両状態が「走行」であるとし、当該条件を満たさない場合には車両状態が「停車」であるとする。

図５は、車両状態検出装置の処理手順を示すフローチャートである。なお、図示の各処理は、結果に矛盾や不整合を生じない限りにおいて相互に順番を入れ替えて実行することも可能であり、そのような実施形態も排除されない。本実施形態では、ここに示す一連の処理が一定時間ごと（例えば１秒間ごと）に実行されるものとする。

加速度データ受信部２０は、加速度センサ１０から一定時間ごと（ここでは１００ｍｓごと）にＸ軸、Ｙ軸の加速度データを受信する（ステップＳ１１）。受信した加速度データは時系列がわかるように一時記憶される。

積算部２１は、処理開始時である０ｍｓから５００ｍｓまでの期間（第２期間の１つ）におけるＸ軸の加速度の変化量を積算する（ステップＳ１２）。ここでいう変化量とはある時期の加速度Ｘ_（ｎ）と、その１つ前の時期の加速度Ｘ_{（ｎ－１）}との差分Ｘ_（ｎ）－Ｘ_{（ｎ－１）}である。積算部２１は、０ｍｓ時と１００ｍｓ時の差分、１００ｍｓ時と２００ｍｓ時の差分・・・というように一定時間ごとに差分を求め、それらを積算する。以後、ここでの積算値をΔＸ_５００βと呼ぶ。

次に積算部２１は、５００ｍｓから１０００ｍｓ（１ｓ）までの期間（第２期間の１つ）におけるＸ軸の加速度の変化量を積算する（ステップＳ１３）。ここでいう変化量は上記と同様である。以後、ここでの積算値をΔＸ_５００αと呼ぶ。

次に積算部２１は、処理開始時である０ｍｓから１０００ｍｓ（１ｓ）までの期間（第１期間）におけるＸ軸の加速度の変化量を積算する（ステップＳ１４）。ここでいう変化量は上記と同様である。以後、ここでの積算値をΔＸ_１ｓと呼ぶ。

次に積算部２１は、処理開始時である０ｍｓから１０００ｍｓ（１ｓ）までの期間（第１期間）におけるＹ軸の加速度の変化量を積算する（ステップＳ１５）。ここでいう変化量は上記と同様である。以後、ここでの積算値をΔＹ_１ｓと呼ぶ。

上記のように各積算値が得られると、これを用いて車両状態出力部２２は、各積算値が所定条件を満たす場合には（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、車両状態出力部２２は、車両状態として「走行」を出力する（ステップＳ１７）。また、各積算値の１つ以上が所定条件を満たさない場合には（ステップＳ１６；ＮＯ）、車両状態出力部２２は、車両状態として「停車」を出力する（ステップＳ１８）。

本実施形態では、ステップＳ１６における所定条件は以下のように設定される。
(1)ΔＸ_５００βとΔＸ_５００αの符号（プラス／マイナス）が同一
(2)ΔＸ_５００αが５ｍＧ以下
(3)ΔＸ_５００βが５ｍＧ以下
(4)ΔＸ_１ｓが３ｍＧ以上５ｍＧ以下
(5)ΔＹ_１ｓが５ｍＧ以下

上記の条件(1)は、車両が加速または減速し続けていることを特徴づける。上記の条件(2)、(3)、(4)は、車両が小さく加速している（極低速）であることを特徴づける。条件(5)は、荷物等による変化ではないことを特徴づける。また、条件(2)、(3)により、荷物等の積載時における短い周期での変化を排除することができる。本実施形態では、これらの特徴を表した各積算値を組み合わせることで、特に、車両が極低速で走行している場合における車両状態の識別を精度よく行えるようにしている。ここでいう極低速での走行とは、例えば車両が停車した後に目標場所（例えば停止線）までゆっくり移動する場合や、駐車場などで車両位置をゆっくり調整する場合など、比較的時間をかけて車速を調整して車両を動かすシーンでの走行である。

以上のような本実施形態によれば、車両状態（停車／走行）を精度よく検出することができる。特に、車両が極低速である場合における検出精度を高めることができる。

なお、本開示は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記実施形態では車両状態検出装置（車両状態検出方法）の適用例としてオートレベリングシステムを示したが適用範囲はこれに限定されず、例えばナビゲーションシステムに適用することもできる。また、この場合におけるナビゲーションシステムは、車両の進路案内を目的としたものに限らず、スマートフォンやタブレット型コンピュータ等を用いて構成される歩行ユーザ向けのナビゲーションシステムに適用されてもよい。タブレット型コンピュータ等には加速度センサが備わっている場合が多いので、タブレット型コンピュータのＣＰＵにて本開示に係る車両状態検出方法を用いたアプリケーションプログラムを実行することで、ナビゲーションシステムを実現可能である。

また、上記した実施形態では、車両の状態を識別する際に上記した条件(1)～(5)を用いていたが、これらのすべてが必須ではなく、適宜、いくつかの条件を組み合わせて用いることができる。例えば、条件(4)、(5)のみを用いる実施形態や、これに対して条件(1)～(3)を適宜に組み合わせて用いる実施形態も実現し得る。また、条件(2)、(3)のみを用いる実施形態や、これに対して条件(1)を組み合わせる実施形態も実現し得る。また、上記した条件(2)～(5)における各基準値については一例であり、適宜に変更し得る。

１：車両状態検出装置、２：オートレベリング装置、３：車両用ランプ、１０：加速度センサ、２０：加速度データ受信部、２１：積算部、２２：車両状態出力部

Claims

車両の状態が「停止」と「走行」のいずれであるかを検出する車両状態検出装置であって、
前記車両に設置された加速度センサから、前記車両の前後方向に対応する第１軸と前記車両の左右方向に対応する第２軸の各々における加速度を受け取る受信部と、
前記第１軸に対応する第１加速度の時間に対する変化量の積算値と、前記第２軸に対応する第２加速度の時間に対する変化量の積算値とを求める積算部と、
第１期間における前記第１加速度の変化量の積算値が基準範囲内に該当し、かつ前記第２加速度の変化量の積算値が基準値以下という第１条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、当該第１条件を満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力する出力部と、
を含む、車両状態検出装置。
前記出力部は、前記第１条件に加えて、互いに前後する２つ以上の第２期間の各々における前記第１加速度の変化量の積算値の正負が同一であるという第２条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、前記第１条件及び／又は前記第２条件を満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力する、
請求項１に記載の車両状態検出装置。
前記第２期間の各々が前記第１期間よりも短く設定される、
請求項２に記載の車両状態検出装置。
前記出力部は、前記第１条件及び前記第２条件に加えて、前記第２期間の各々における前記第１加速度の変化量の積算値がいずれも基準値以下であるという第３条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、前記第１条件、前記第２条件及び前記第３条件の少なくとも１つを満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力する、
請求項２又は３に記載の車両状態検出装置。
請求項１～４の何れか１項に記載の車両状態検出装置から出力される前記車両の状態を示すデータないし信号を用いる、車両用前照灯の光軸調整システム。
請求項１～４の何れか１項に記載の車両状態検出装置から出力される前記車両の状態を示すデータないし信号を用いる、ナビゲーションシステム。
車両の状態が「停止」と「走行」のいずれであるかを検出する車両状態検出方法であって、
（ａ）前記車両に設置された加速度センサから、前記車両の前後方向に対応する第１軸と前記車両の左右方向に対応する第２軸の各々における加速度を受け取ること、
（ｂ）前記第１軸に対応する第１加速度の時間に対する変化量の積算値と、前記第２軸に対応する第２加速度の時間に対する変化量の積算値とを求めること、
（ｃ）第１期間における前記第１加速度の変化量の積算値が基準範囲内に該当し、かつ前記第２加速度の変化量の積算値が基準値以下という第１条件を満たす場合に前記車両の状態が「走行」であることを示すデータないし信号を出力し、当該第１条件を満たさない場合に前記車両の状態が「停止」であること示すデータないし信号を出力すること、
を含む、車両状態検出方法。