JP4542433B2 - 車載機器 - Google Patents

Description

本発明は、車載機器に関する。

現在、ナビゲーション、テレビ、オーディオ等の多様な機能を実装した車載機器が普及している。この車載機器には表示モニタが備えられていて、運転中の娯楽性を高めるために様々な内容が表示されるようになっている（例えば特許文献１参照）。ここで、ドライバーによっては運転時に車体の状況を客観的に見たいという要求があるために、車載機器に加速度センサ（例えば特許文献２参照）を搭載し、その検出結果に基づいて車体の状況を表示モニタに表示する車載機器が開発されている。加速度センサは、車載機器に組み込まれる際に、計測値が正確に調整されているかを否かを検査して、正確でない場合にはキャリブレーションを行っている。図７は加減速時における車載機器１００の側面図であり、（ａ）は減速時、（ｂ）は停止時又は定速走行時、（ｃ）は加速時の車載機器１００の傾きを表している。一方図８は車載機器１００の正面図であり、（ａ）は左折時、（ｂ）は直進時、（ｃ）は右折時の車載機器１００の傾きを表している。加速度センサは、上記した傾きを検出することで加速度を検出しているが、この傾き検出が正確でないと正確な表示ができないために、キャリブレーションを行う必要がある。車載機器に組み込まれる際のキャリブレーションは、車載機器１００が水平な状態、つまり図７（ｂ）、図８（ｂ）の状況を傾き無しとして設定されている。
特開２００４−２１０２１６号公報 特開平５−１６４７７９号公報

ところで、車種によっては停止時又は直進時であっても車載機器１００が傾くように搭載される場合もある。このままでは、実際の車体の傾きと加速度センサの検出値とに差が生じてしまって、車種によっては現実の車体状況を正確に表示できなかった。このために、近年においては、車載機器１００を車体に搭載した際にユーザが加速度センサのキャリブレーションを行う車載機器が開発されている。
しかしながら加速度センサはキャリブレーションを行ったとしても、走行時における温度変化によって補正した値にずれが生じてしまい、結果として実際の車体の傾きと加速度センサの検出値とに差が出ることになっていた。

本発明の課題は、温度変化によるずれを補正することで、実際の車体の状況に即した表示を可能とすることである。

請求項１記載の発明における車載機器は、
車体に取り付けられる車載機器本体と、
前記車載機器本体に設けられて種々の情報を表示する表示手段と、
前記車体の進行方向の軸に対して前記車載機器本体が左右方向に傾いた傾きである進行方向に対する傾き、前記車体の進行方向を含む水平面に対して前後方向の軸回りと左右方向の軸回りとに傾いた傾きである水平方向に対する傾き及び前記車載機器本体に対する前記車体の進行方向を検出することで加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段の検出結果に基づいて前記表示手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記加速度検出手段が検出した前記進行方向に対する傾き及び前記水平方向に対する傾きが所定時間一定であった場合には、前記車体が停止状態と判断して、前記所定時間一定であった前記進行方向に対する傾き及び前記水平方向に対する傾きを前記進行方向及び前記水平方向の基準値として設定することを特徴としている。

本発明によれば、加速度検出手段が検出した進行方向に対する傾き及び水平方向に対する傾きが所定時間一定であった場合には、所定時間一定であった傾きが進行方向及び水平方向の基準値として設定されるので、車載機器を車体に搭載して一度キャリブレーションを行った後であっても、水平方向の基準値が再設定されることになる。このため、車体に搭載した直後に行われたキャリブレーションが温度変化によってずれたとしても、自動的に進行方向及び水平方向の基準値が設定でき、結果として温度変化によるずれを補正できる。したがって、実際の車体の状況に即した表示が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、車載機器１の概略構成を表す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。同図に示すように、車載機器１には、車体に取り付けられる車載機器本体２と、車載機器本体２に設けられて種々の情報を表示する表示手段としての表示モニタ３と、各種指示が入力される入力部４とが備えられている。

図２は本実施形態における車載機器１の主制御構成を示すブロック図である。同図に示すように、車載機器１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、表示モニタ３、入力部４、加速度センサ５、メモリ１３、記憶装置１４、再生制御手段１７、タイマ１８、音声出力部１９、ＣＤ機構部３０、ＭＤ機構部４０、チューナ機構部６０が、バス２２により相互にデータの送受信が可能なように接続されて構成される。

ＣＰＵ１１は、本発明に係る制御手段であり、記憶装置１４に記憶された基本動作制御プログラムや、加速度センサ５の検出結果に基づく表示制御プログラム、加速度センサ５のキャリブレーション制御プログラム等により、車載機器１の処理動作を統括的に制御するようになっている。

表示モニタ３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ＣＰＵ１１から入力される表示信号に従って、その表示画面に画像等を表示する。
入力部４は、図１に示す音量調整用のアナログ入力部４１の他に、図示しない複数の入力スイッチから形成されており、回転或いは押下による信号をＣＰＵ１１に出力するようになっている。

加速度センサ５は、本発明に係る加速度検出手段であり、車体の進行方向の軸に対して車載機器本体２が左右方向に傾いた傾きである進行方向に対する傾き、車体の進行方向を含む水平面に対して前後方向の軸回りと左右方向の軸回りとに傾いた傾きである水平方向に対する傾きを検出するものである。この加速度センサ５は、車載機器１を車体に搭載する前に水平な場所において、そのときの検出結果を水平方向及び進行方向の傾きの基準値とし、車載機器１の正面に対して直交する方向（図１（ｂ）における矢印Ａ）を進行方向の基準値として予めキャリブレーションが施されている。

メモリ１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、ＣＰＵ１１により実行される各種プログラムやこれらの各種プログラムによって処理されたデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。

記憶装置１４は、プログラムやデータが予め記憶された記憶媒体（図示せず）を備え、この記憶媒体内に車載機器１に対応した基本動作制御プログラム、加速度センサ５の検出結果に基づく表示制御プログラム、加速度センサ５のキャリブレーション制御プログラム、キャリブレーション制御プログラムでの設定を補正するための補正用キャリブレーション制御プログラム、キャリブレーション制御プログラム及び補正用キャリブレーション制御プログラムで用いられる第１判定値、第２判定値、第１計測時間Ｔ１、第１計測時間Ｔ１よりも長い第２計測時間Ｔ２などが記憶されている。
ここで、第１判定値は、キャリブレーション時における加速度センサ５の水平方向の傾き及び進行方向の傾きが想定以上となったことを判定するための値であり、第２判定値はキャリブレーション時における加速度センサ５の進行方向が想定以上となったことを判定するための値である。これらの第１判定値及び第２判定値は、各種実験やシミュレーションなどにより最適な値が設定されている。

再生制御手段１７は、ＣＤ機構部３０、ＭＤ機構部４０、チューナ機構部６０を制御して、ＣＤ、ＭＤ、チューナの各ソースの再生制御を行い、音声信号を音声出力部１９に送出して発音させる。
タイマ１８は、ＣＰＵ１１からの指示に従い、第１計測時間Ｔ１、第２計測時間Ｔ２を計時する。
音声出力部１９は、スピーカ、Ｄ／Ａコンバータ及び増幅器（何れも図示せず）等により構成され、再生制御手段１７又はＣＰＵ１１からの音声出力指示信号に従って、デジタル音声信号をＤ／Ａコンバータによりアナログ信号に変換後、増幅器により所定の音量に増幅して、スピーカから音声として出力する。

次に本実施形態の車載機器１の作用について説明する。
図３は車体に車載機器１が搭載された際における水平方向の傾きと、進行方向の傾きと、進行方向の一例を示す説明図である。図３（ａ）が左右方向の傾きを表す側面図であり、（ｂ）が前後方向の傾きを表す側面図であり、図３（ｃ）が進行方向を表す座標軸である。図３（ａ）、（ｂ）では、左右方向及び前後方向の傾きにより座標（０，０）が黒点Ｐの位置にずれている場合を表している。この座標のずれを上面から見ると図３（ｃ）の黒点Ｐの位置となる。黒点Ｐ及び基準座標の原点位置を通過する線Ｌ１と当該線Ｌ１に直交し基準座標の原点位置を通過する線Ｌ２とが補正後の座標軸となる。ここで線Ｌ１が補正後のＸ軸となり、線Ｌ２が補正後のＹ軸となる。このように補正後の座標軸が得られれば、補正前の座標軸に対する値（ｙ０，ｘ０）と補正後の座標軸に対する値（ｙ１，ｘ１）との関係は以下のようになる。
ｙ１＝ｓｉｎ（θ０−θ）＝ｙ０×ｃｏｓθ＋ｘ０×ｓｉｎθ
ｘ１＝ｃｏｓ（θ０−θ）＝ｘ０×ｃｏｓθ−ｙ０×ｓｉｎθ
θ：補正前の座標に対する補正後の座標の傾き
θ０：補正前の座標軸に対する値（ｙ０，ｘ０）と座標軸の原点とを結んだ直線の、補正前の座標軸に対する傾き
なお、補正後のＸ軸が補正前のＸ軸に対して時計回りに移動している場合には、θは負の値を代入し、補正後のＸ軸が補正前のＸ軸に対して反時計回りに移動している場合には、θは正の値を代入する。

図３のように車載機器１が車体に搭載されると、ユーザは、入力部４を操作してキャリブレーションの開始指示を選択する。この選択時にはＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御して種々の項目を表示させている。図４は表示モニタ３の表示例を表す説明図であるが、表示モニタ３にキャリブレーション開始の旨（図４（ａ）：「Ｇ−Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」）が表示されると、ユーザは、入力部４を操作してその項目を選択し、キャリブレーションを開始させる。ＣＰＵ１１は入力部４からのキャリブレーション開始指示に基づいて、記憶装置１４からキャリブレーション制御プログラムを読み出してメモリ１３に展開し、実行する。

図５はキャリブレーションのフローチャートである。図５に示すように、キャリブレーションが開始されると、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御して、キャリブレーションの手順として車体の停止を促す旨（図４（ｂ）：「Ｓｔｏｐ」）を表示させる（ステップＳ１）。ユーザは走行中であれば車体を停止させる。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１１は、加速度センサ５により検出された水平方向の傾き及び進行方向の傾きを取得する。この際、加速度センサ５により得られた水平方向の傾き若しくは進行方向に対する傾きが第１計測時間Ｔ１だけ一定であるか否かを判断して（ステップＳ３）、変動した場合には車体が走行状態であると判断してステップＳ４に移行し、一定である場合には車体が停止状態と判断してそのサンプリング値をメモリ１３に記憶させて、ステップＳ５に移行する。

車体が走行状態であると水平方向のキャリブレーションが正確には行われないので、ステップＳ４では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御してエラーである旨（図４（ｅ）：「Ｎｏ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」）を表示させる。

ステップＳ５では、ＣＰＵ１１は水平方向の傾き及び進行方向の傾きにおけるサンプリングがＮ回行われたか否かを判断して、行われていない場合はステップＳ２に移行して、行われていた場合にはステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、ＣＰＵ１１は水平方向の傾き及び進行方向の傾きにおける総サンプリング値の平均を算出する。
ステップＳ７では、ＣＰＵ１１は水平方向の傾きの平均値若しくは進行方向の傾きの平均値が第１判定値を越えているか否かを判断して、越えている場合にはステップＳ８に移行し、越えていない場合にはステップＳ９に移行する。

ステップＳ８では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御してエラーである旨（図４（ｅ）：「Ｎｏ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」）を表示させる。
ステップＳ９では、ＣＰＵ１１は水平方向の傾きの平均値及び進行方向の傾きを水平方向の基準値として設定する。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御して、キャリブレーションの手順として車体の走行を促す旨（図４（ｃ）：「Ｍｏｖｅ Ｆｏｒｗａｒｄ」）を表示させる。これに応じてユーザは車体を直進させる。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１１は、加速度センサ５により検出された進行方向を取得する。この際、加速度センサ５により得られた進行方向の傾きが第１計測時間Ｔ１だけ一定であるか否かを判断して（ステップＳ１２）、一定である場合には車体が停止状態と判断してステップＳ１３に移行し、変動した場合には車体が走行状態であると判断して、そのサンプリング値をメモリ１３に記憶させてステップＳ１４に移行する。

車体が停止状態であると進行方向のキャリブレーションが行われないので、ステップＳ３では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御してエラーである旨（図４（ｅ）：「Ｎｏ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」）を表示させる。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１１は進行方向におけるサンプリングがＮ回行われたか否かを判断して、行われていない場合はステップＳ１１に移行して、行われていた場合にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１１は進行方向における総サンプリング値の平均を算出する。
ステップＳ１６では、ＣＰＵ１１は進行方向の平均値が第２判定値を越えているか否かを判断して、越えている場合にはステップＳ１７に移行し、越えていない場合にはステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御してエラーである旨（図４（ｅ）：「Ｎｏ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」）を表示させる。
ステップＳ１８では、ＣＰＵ１１は進行方向の平均値を進行方向の基準値として設定する。

ステップＳ１９では、ＣＰＵ１１は表示モニタ３を制御してキャリブレーションが完了した旨（図４（ｄ）：「Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ＯＫ」）を表示させる。これによりキャリブレーションが終了する。

キャリブレーション制御プログラムによるキャリブレーションが完了しても、走行時における温度上昇に伴って加速度センサ５の検出値にずれが生じてしまう。このために、キャリブレーションが完了すると、ＣＰＵ１１は、記憶装置１４から補正用キャリブレーション制御プログラムを読み出してメモリ１３に展開し、実行する。

図６は補正用キャリブレーションのフローチャートである。図６に示すように、補正用キャリブレーションが開始されると、ＣＰＵ１１はタイマ１８を制御してカウントを開始する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２１では、ＣＰＵ１１は、加速度センサ５によって今回検出された水平方向の傾き及び進行方向の傾きと、前回検出された値、つまり加速度センサ５によって検出された前回値との差が規定値以上であるか否かを判断し、規定値以上である場合にはステップＳ２４に移行して、規定値未満である場合にはステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ１１は今回検出された水平方向の傾き及び進行方向に対する傾きが第２計測時間Ｔ２だけ一定か否かを判断し、一定でない場合には走行状態と判断してステップＳ２４に移行して、一定である場合には停止状態と判断してステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、今回検出された水平方向の傾き及び進行方向の傾きを進行方向及び水平方向の基準値として設定して、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、ＣＰＵ１１はタイマ１８のカウントをリセットしてステップＳ２０に移行する。

以上のように、本実施形態の車載機器１によれば、加速度センサ５が検出した進行方向に対する傾き及び水平方向に対する傾きが所定時間一定であった場合には、停止状態と判断されるとともに所定時間一定であった進行方向及び水平方向の傾き及び進行方向の傾きが水平方向の基準値として設定されるので、車載機器１を車体に搭載して一度キャリブレーションを行った後であっても、水平方向の基準値が再設定されることになる。これにより、車体に搭載した直後に行われたキャリブレーションが温度変化によってずれたとしても、自動的に水平方向の基準値が設定でき、結果として温度変化によるずれを補正できる。したがって、実際の車体の状況に即した表示が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、水平方向に対するキャリブレーションが施された後に、進行方向に対するキャリブレーションを行う場合を例示して説明したが、これとは逆に進行方向に対するキャリブレーションを施した後に水平方向に対するキャリブレーションを行う順序であっても構わない。

本実施形態に係る車載機器の概略構成を表す説明図である。 図１の車載機器の主制御構成を表すブロック図である。 図１の車載機器が車体に搭載された際における水平方向の傾きと、進行方向の傾きとの一例を示す説明図である。 図１の車載機器に備わる表示モニタの表示例を表す説明図である。 図１の車載機器で行われるキャリブレーションのフローチャートである。 図１の車載機器で行われる補正用キャリブレーションのフローチャートである。 従来の車載機器の加減速時における側面図である。 図６の車載機器の正面図である。

符号の説明

１ 車載機器
２ 車載機器本体
３ 表示モニタ（表示手段）
４ 入力部
５ 加速度センサ（加速度検出手段）
１１ ＣＰＵ（制御手段）

Claims (1)

1. 車体に取り付けられる車載機器本体と、
   前記車載機器本体に設けられて種々の情報を表示する表示手段と、
   前記車体の進行方向の軸に対して前記車載機器本体が左右方向に傾いた傾きである進行方向に対する傾き、前記車体の進行方向を含む水平面に対して前後方向の軸回りと左右方向の軸回りとに傾いた傾きである水平方向に対する傾き及び前記車載機器本体に対する前記車体の進行方向を検出することで加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記加速度検出手段の検出結果に基づいて前記表示手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記加速度検出手段が検出した前記進行方向に対する傾き及び前記水平方向に対する傾きが所定時間一定であった場合には、前記車体が停止状態と判断して、前記所定時間一定であった前記進行方向に対する傾き及び前記水平方向に対する傾きを前記進行方向及び前記水平方向の基準値として設定することを特徴とする車載機器。

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