JP4752575B2 - 車両用盗難防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用盗難防止装置に関し、特に、車両の傾斜変化角を検出することによって盗難状態にあるか否かを判定する車両用盗難防止装置に関する。

車両に搭載した傾斜センサからの信号に基づいて傾斜変化角を逐次決定し、その決定した傾斜変化角と所定の判定値との比較に基づいて車両が盗難状態にあるか否かを判定する車両用盗難防止装置が知られている（たとえば、特許文献１）。

傾斜センサからの傾斜角度信号は、アンプによって増幅され、ノイズ低減用のフィルタを通過させられた後、マイコンに入力されて処理される。
特開平４−１５９１６４号公報

ところが、車両は、停車時においては風などによって振動することがありうる。この車両の停車時における車両振動は、傾斜センサのノイズになり、盗難状態を誤判定する要因となる恐れがある。また、この車両振動によるノイズは、ノイズ周波数が約１〜２Ｈｚとなっている。

従って、特許文献１に示す車両用盗難防止装置において、車両振動ノイズの影響を受けることなく車両の傾斜を検出するためには、ノイズ低減用のフィルタのカットオフ周波数（Ｆｃ）を０．１Ｈｚ程度とする必要があった。

しかしながら、ノイズ低減用のフィルタのカットオフ周波数を０．１Ｈｚとすると、車両が停止状態から傾斜した場合に、Ｔ＝１／Ｆｃにより最大で１０秒もの遅延時間（２Ｈｚの車両振動によるノイズ時で約６秒）が実際の傾斜角度信号を出力するまでに発生してしまう。また、この遅延時間は、カットオフ周波数は固定値であるため、車両振動ノイズの状況に係わらず、車両振動ノイズが少ない場合でも発生してしまうこととなる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、車両振動ノイズが少ない場合の遅延時間を低減することができる車両用盗難防止装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の車両用盗難防止装置は、車両の傾斜角度に基づいて車両の盗難を判定する車両用盗難防止装置であって、車両に搭載されるものであり、車両の傾斜角度を検出し、その傾斜角度を示す傾斜角度信号を出力する傾斜センサと、傾斜角度信号をフィルタリングするものであり、変更可能なカットオフ周波数を有し、カットオフ周波数以下を通過帯域とするフィルタと、フィルタの出力信号に基づいてカットオフ周波数を設定するカットオフ周波数設定手段とを備え、カットオフ周波数設定手段は、出力信号の標準偏差である出力標準偏差を算出し、出力標準偏差が第１所定値より小さい場合は、傾斜センサが出力した傾斜角度信号とフィルタの出力信号との差分の標準偏差である差分標準偏差を算出し、差分標準偏差が第２所定値よりも大きい場合は、差分標準偏差の大きさに応じてカットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも高い周波数側に設定することを特徴とするものである。

このように、変更可能なカットオフ周波数を有するフィルタを備え、このフィルタを通過した出力信号に基づいてカットオフ周波数を設定しているので、ノイズの発生状況に応じてカットオフ周波数を適切な値に設定できる。したがって、フィルタを通過した出力信号にノイズが少ない場合などは、カットオフ周波数を高周波側に設定することによって遅延時間を低減することができる。また、出力信号の標準偏差である出力標準偏差が第１所定値より小さい場合は、カットオフ周波数がノイズに対してマージンを持ち過ぎている可能性がある。したがって、このように、出力標準偏差が第１所定値より小さい場合は、傾斜センサが出力した傾斜角度信号とフィルタの出力信号との差分の標準偏差である差分標準偏差を算出し、差分標準偏差が第２所定値よりも大きい場合は、差分標準偏差の大きさに応じてカットオフ周波数をそのカットオフ周波数よりも高い周波数に設定することによって適切にカットオフ周波数を設定できる。

また、請求項２に記載の車両用盗難防止装置では、カットオフ周波数設定手段は、出力信号の標準偏差である出力標準偏差を算出し、出力標準偏差が第１所定値より大きい場合は、出力標準偏差の大きさに応じてカットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも低い周波数側に設定することを特徴とするものである。

このように、カットオフ周波数は、フィルタの出力信号の標準偏差（出力標準偏差）を算出し、その出力標準偏差と第１所定値とを比較することによって設定することができる。すなわち、出力標準偏差が第１所定値よりも大きい場合は、カットオフ周波数よりもさらに低周波帯域のノイズが発生しているとみなすことができる。したがって、出力標準偏差が第１所定値よりも大きい場合は、カットオフ周波数をそのカットオフ周波数よりも低い周波数に設定することによって、適切なカットオフ周波数を設定することができる。

また、請求項３に記載の車両用盗難防止装置では、カットオフ周波数設定手段は、カットオフ周波数を設定する場合、出力標準偏差の大きさに応じて指数的にカットオフ周波数を設定することを特徴とするものである。

フィルタは、カットオフ周波数が低周波数帯域である場合、遅延時間が大きくなる。したがって、請求項３に示すように、カットオフ周波数は、出力標準偏差の大きさに応じて指数的に設定すると好ましい。

また、請求項４に記載の車両用盗難防止装置では、出力標準偏差とカットオフ周波数とを対応付けて記憶する第１周波数マップを備え、カットオフ周波数設定手段は、算出した出力標準偏差と第１周波数マップとに基づいてカットオフ周波数を設定することを特徴とするものである。

このように、カットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも低い周波数に設定する場合、算出した出力標準偏差と第１周波数マップとに基づいてカットオフ周波数を設定するようにしてもよい。

また、請求項５に記載の車両用盗難防止装置では、差分標準偏差とカットオフ周波数とを対応付けて記憶する第２周波数マップを備え、カットオフ周波数設定手段は、算出した差分標準偏差と第２周波数マップとに基づいて前記カットオフ周波数を設定することを特徴とするものである。

このように、カットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも高い周波数に設定する場合、算出した差分標準偏差と第２周波数マップとに基づいてカットオフ周波数を設定するようにしてもよい。

また、標準偏差の算出に用いるサンプリング数は、請求項６に示すように、現在のカットオフ周波数から設定するようにすると好ましい。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された車両用盗難防止装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態における車両用盗難防止装置は、車両に搭載されるものであり、Ｇセンサ１０、ＡＤ変換部２０、ＩＩＲディジタルフィルタ３０、低周波ノイズ分散検出部４０、高周波ノイズ分散検出部５０、ノイズ分散検出部６０、カットオフ周波数算出部７０、記憶部８０、傾斜判定ロジック９０、ホーン１００などを備える。この車両用盗難防止装置は、車両の傾斜角度に基づいて車両の盗難を判定し警報を発生するものである。また、車両用盗難防止装置は、図１に示すもの以外に、侵入センサ、衝撃センサ等のセンサが備えられてもよい。

Ｇセンサ１０は、本発明における傾斜センサに相当するものであり、車両の傾斜角度を検出して、その傾斜角度を表す傾斜角度信号を出力する。すなわち、Ｇセンサ１０は、車両が水平な位置に駐車したときに水平面に対して平行となるように設置されており、車両の傾斜角度に応じた加速度を検出し、その加速度を表す電圧信号を傾斜角度信号として出力する。また、Ｇセンサ１０には、ピエゾ抵抗型、静電容量型、磁気センサ型等が知られているがいずれの形式も用いることができる。なお、本実施の形態においては、傾斜センサとしてＧセンサ１０を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両の傾斜角度が検出できるものであればよい。ＡＤ変換部２０は、Ｇセンサ１０が出力するアナログ信号の傾斜角度信号をディジタル信号に変換してディジタル信号としての傾斜角度信号Ｚ０を出力するものであり、周知のＡＤ変換器を用いることができる。

ＩＩＲディジタルフィルタ３０は、本発明のフィルタに相当するものであり、変更可能なカットオフ周波数Ｆｃを有し、そのカットオフ周波数Ｆｃ以下を通過帯域とする所謂ローパスフィルタである。ＩＩＲディジタルフィルタ３０は、ＡＤ変換部２０から傾斜角度信号Ｚ０が入力され、この傾斜角度信号Ｚ０のカットオフ周波数Ｆｃ以下の信号（出力信号Ｚ１）のみを出力する。すなわち、ＩＩＲディジタルフィルタ３０は、ＡＤ変換部２０から出力された傾斜角度信号Ｚ０の不要な高調波ノイズを除去した出力信号Ｚ１を出力する。なお、このＩＩＲディジタルフィルタ３０におけるカットオフ周波数Ｆｃは、後ほど説明する低周波ノイズ分散検出部４０、高周波ノイズ分散検出部５０、ノイズ分散検出部６０、カットオフ周波数算出部７０などによって設定される。また、本実施の形態においては、ＩＩＲディジタルフィルタ３０を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

低周波ノイズ分散検出部４０、高周波ノイズ分散検出部５０、ノイズ分散検出部６０、カットオフ周波数算出部７０は、本発明のカットオフ周波数設定手段に相当するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＩ／Ｏポートなどを備えたマイクロコンピュータによって構成される。

低周波ノイズ分散検出部４０は、ＩＩＲディジタルフィルタ３０における現在のカットオフ周波数Ｆｃからサンプリング数を算出し、ＩＩＲディジタルフィルタ３０の出力信号Ｚ１の標準偏差Σ１（本発明の出力標準偏差に相当する）を算出するものである。

高周波ノイズ分散検出部５０は、ＩＩＲディジタルフィルタ３０における現在のカットオフ周波数Ｆｃからサンプリング数を算出し、ＩＩＲディジタルフィルタ３０の出力信号Ｚ１とＡＤ変換部２０によるＡＤ変換後の傾斜角度信号Ｚ０との差分の標準偏差Σ２（本発明の差分標準偏差に相当する）を算出するものである。

ノイズ分散検出部６０は、低周波ノイズ分散検出部４０が算出した標準偏差Σ１が所定値（第１所定値）より大きいか小さいかを検出すると共に、高周波ノイズ分散検出部５０が算出した標準偏差Σ２が所定値（第２所定値）より大きいか小さいかを検出するものである。なお、所定値（第１所定値、第２所定値）は記憶部８０に記憶されるものである。

カットオフ周波数算出部７０は、ノイズ分散検出部６０の検出結果と記憶部８０に記憶される第１周波数マップ、第２周波数マップとに基づいてカットオフ周波数Ｆｃを算出する。なお、記憶部８０は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどからなるものであり、標準偏差Σ１とカットオフ周波数Ｆｃとを対応付けて記憶する第１周波数マップ、及び標準偏差Σ２とカットオフ周波数Ｆｃとを対応付けて記憶する第２周波数マップなどを記憶する。

なお、ＩＩＲディジタルフィルタ３０のカットオフ周波数Ｆｃは、車両振動時におけるノイズ周波数１〜２Ｈｚに対応する必要がある。したがって、カットオフ周波数Ｆｃは、下限値は０．１Ｈｚ、上限値１０Ｈｚの間で変更可能とする。カットオフ周波数Ｆｃが１０Ｈｚの場合、Ｇセンサの傾斜角度信号の遅延時間出力を０．１秒まで低減することが可能となり、車両傾斜時において出力信号Ｚ１（フィルタリング後の傾斜角度信号）を傾斜判定ロジック９０に出力することで傾斜判定の遅延時間を低減することが可能となる。この遅延時間（Ｔ＝1／Ｆｃ）０．１秒は、車両盗難時における警報を行うまでの時間としては十分な対応時間である。

傾斜判定ロジック９０は、ＩＩＲディジタルフィルタ３０から出力される出力信号Ｚ１に基づいて車両の傾斜を判定し、この傾斜判定の結果に基づいて車両が盗難状態にあるか否かを判定する。そして、傾斜判定ロジック９０は、車両が所定値より傾斜しており車両が盗難状態であると判定した場合は、ホーン１００にて車両外部に向けて警報を出力する。

ここで、車両用盗難防止装置の処理動作を説明する。図２は、本発明の車両用盗難防止装置の処理動作を示すフローチャートである。図３は、本発明の車両用盗難防止装置の高周波ノイズ分散検出を示すグラフである。

図２に示すフローチャートは、車両のＩＧがオフとなった場合など、車両が駐車状態となった場合にスタートする。

ステップＳ１０では、ＩＩＲディジタルフィルタ３０は、ＡＤ変換部２０によってＡＤ変換された傾斜角度信号Ｚ０を取得する。そして、ステップＳ２０では、ＩＩＲディジタルフィルタ３０は、傾斜角度信号Ｚ０をカットオフ周波数Ｆｃにてフィルタリング処理を行い、傾斜角度信号Ｚ０の不要な高調波ノイズを除去した出力信号Ｚ１を出力する。

ステップＳ３０では、高周波ノイズ分散検出部５０は、後ほど説明する標準偏差Σ２を算出するために、ＡＤ変換部２０によるＡＤ変換後の傾斜角度信号Ｚ０とＩＩＲディジタルフィルタ３０が出力した出力信号Ｚ１との差分を算出する。

ＡＤ変換部２０によるＡＤ変換後の傾斜角度信号Ｚ０とＩＩＲディジタルフィルタ３０が出力した出力信号Ｚ１との差分を取ることによって、図３に示すように、傾斜によるＧセンサ１０の傾斜角度信号を除いた高周波ノイズ成分のみを抽出することが可能となる。従って、ＡＤ変換部２０によるＡＤ変換後の傾斜角度信号Ｚ０とＩＩＲディジタルフィルタ３０が出力した出力信号Ｚ１との差分の標準偏差Σ２が大きい場合は、高周波ノイズが発生していると考えられ、標準偏差Σ２が小さい場合には高周波ノイズが少ないと判断できる。

ステップＳ４０では、低周波ノイズ分散検出部４０、及び高周波ノイズ分散検出部５０は、標準偏差Σ１、標準偏差Σ２の算出に用いるサンプリング数を現在のカットオフ周波数Ｆｃから算出する。

ステップＳ５０では、低周波ノイズ分散検出部４０は、カットオフ周波数Ｆｃよりも低周波数帯域にノイズがあるか否かを判定するために、ステップＳ４０で算出したサンプリング数にてＩＩＲディジタルフィルタ３０が出力した出力信号Ｚ１の標準偏差Σ１を算出する。

ステップＳ６０では、高周波ノイズ分散検出部５０は、カットオフ周波数Ｆｃよりも高周波数帯域にノイズがあるか否か、すなわち、カットオフ周波数Ｆｃがノイズ成分に対してマージンを持ちすぎている否かを判定するために、ステップＳ４０で算出したサンプリング数にてＡＤ変換部２０によるＡＤ変換後の傾斜角度信号Ｚ０とＩＩＲディジタルフィルタ３０が出力した出力信号Ｚ１との差分の標準偏差Σ２を算出する。

ステップＳ７０では、ノイズ分散検出部６０は、カットオフ周波数Ｆｃを低周波数帯域へ変更するか否かを判定するために、低周波ノイズ分散検出部４０が算出した標準偏差Σ１が所定値（第１所定値）より大きいか否かを判定する。ノイズ分散検出部６０は、標準偏差Σ１が所定値（第１所定値）より大きいと判定した場合は、現在のカットオフ周波数Ｆｃに対してさらに低周波数帯域のノイズが発生しているとみなしてステップＳ８０へ進み、標準偏差Σ１が所定値（第１所定値）より小さいと判定した場合は、現在のカットオフ周波数Ｆｃがノイズ成分に対してマージンを持ちすぎている可能性があるとみなしてステップＳ９０へ進む。

ステップＳ８０では、カットオフ周波数算出部７０は、カットオフ周波数Ｆｃを現在のカットオフ周波数Ｆｃよりも低周波数帯域へ変更する。すなわち、カットオフ周波数算出部７０は、ステップＳ５０にて低周波ノイズ分散検出部４０が算出した標準偏差Σ１と記憶部８０に記憶されている第１周波数マップとに基づいて、現在のノイズの発生状況に応じた適切なカットオフ周波数Ｆｃを算出して、ＩＩＲディジタルフィルタ７０に設定する。

なお、低周波数帯域では、遅延時間が大きくなる。したがって、低周波数帯域では細かくカットオフ周波数Ｆｃを設定する必要があるため、カットオフ周波数Ｆｃは、標準偏差Σ１の大きさに応じて指数的に設定すると好ましい。

ステップＳ９０では、ノイズ分散検出部６０は、カットオフ周波数Ｆｃを高周波数帯域へ変更するか否かを判定するために、高周波ノイズ分散検出部５０が算出した標準偏差Σ２が所定値（第２所定値）より大きいか否かを判定する。ノイズ分散検出部６０は、標準偏差Σ２が所定値（第２所定値）より大きいと判定した場合は、現在のカットオフ周波数Ｆｃに対して高周波数帯域のノイズが発生しているとみなしてステップＳ１１０へ進み、標準偏差Σ２が所定値（第２所定値）より小さいと判定した場合は、現在のカットオフ周波数Ｆｃがノイズ成分に対して適切に設定されているとみなしてステップＳ１００へ進む。

ステップＳ１００では、カットオフ周波数算出部７０は、現在のカットオフ周波数Ｆｃを維持してＩＩＲディジタルフィルタ７０に設定する。

ステップＳ１１０では、カットオフ周波数算出部７０は、カットオフ周波数Ｆｃを現在のカットオフ周波数Ｆｃよりも高周波数帯域へ変更する。すなわち、カットオフ周波数算出部７０は、ステップＳ６０にて高周波ノイズ分散検出部５０が算出した標準偏差Σ２と記憶部８０に記憶されている第２周波数マップとに基づいて、現在のノイズの発生状況に応じた適切なカットオフ周波数Ｆｃを算出して、ＩＩＲディジタルフィルタ７０に設定する。

このように、変更可能なカットオフ周波数Ｆｃを有するＩＩＲディジタルフィルタ３０を備え、このＩＩＲディジタルフィルタ３０を通過した出力信号Ｚ１に基づいてカットオフ周波数を設定しているので、ノイズの発生状況に応じてカットオフ周波数Ｆｃを適切な値に設定できる。したがって、ノイズが少ない場合などは、カットオフ周波数Ｆｃを高周波側に設定することによって遅延時間を低減することができる。

本発明が適用された車両用盗難防止装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の車両用盗難防止装置の処理動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用盗難防止装置の高周波ノイズ分散検出を示すグラフである。

符号の説明

１０ Ｇセンサ、２０ ＡＤ変換部、３０ ＩＩＲディジタルフィルタ、４０ 低周波ノイズ分散検出部、５０ 高周波ノイズ分散検出部、６０ ノイズ分散検出部、７０ カットオフ周波数算出部、８０ 記憶部、９０ 傾斜判定ロジック、１００ ホーン

Claims (6)

1. 車両の傾斜角度に基づいて当該車両の盗難を判定する車両用盗難防止装置であって、
   前記車両に搭載されるものであり、当該車両の傾斜角度を検出し、その傾斜角度を示す傾斜角度信号を出力する傾斜センサと、
   前記傾斜角度信号をフィルタリングするものであり、変更可能なカットオフ周波数を有し、当該カットオフ周波数以下を通過帯域とするフィルタと、
   前記フィルタの出力信号に基づいて前記カットオフ周波数を設定するカットオフ周波数設定手段と、を備え、
   前記カットオフ周波数設定手段は、前記出力信号の標準偏差である出力標準偏差を算出し、当該出力標準偏差が第１所定値より小さい場合は、前記傾斜センサが出力した前記傾斜角度信号と前記フィルタの出力信号との差分の標準偏差である差分標準偏差を算出し、当該差分標準偏差が第２所定値よりも大きい場合は、当該差分標準偏差の大きさに応じて前記カットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも高い周波数側に設定することを特徴とする車両用盗難防止装置。
2. 前記カットオフ周波数設定手段は、前記出力信号の標準偏差である出力標準偏差を算出し、当該出力標準偏差が第１所定値より大きい場合は、当該出力標準偏差の大きさに応じて前記カットオフ周波数を現在のカットオフ周波数よりも低い周波数側に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用盗難防止装置。
3. 前記カットオフ周波数設定手段は、前記カットオフ周波数を設定する場合、前記出力標準偏差の大きさに応じて指数的に前記カットオフ周波数を設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用盗難防止装置。
4. 前記出力標準偏差と前記カットオフ周波数とを対応付けて記憶する第１周波数マップを備え、前記カットオフ周波数設定手段は、算出した前記出力標準偏差と前記第１周波数マップとに基づいて前記カットオフ周波数を設定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用盗難防止装置。
5. 前記差分標準偏差と前記カットオフ周波数とを対応付けて記憶する第２周波数マップを備え、前記カットオフ周波数設定手段は、算出した前記差分標準偏差と前記第２周波数マップとに基づいて前記カットオフ周波数を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用盗難防止装置。
6. 前記カットオフ周波数設定手段は、現在のカットオフ周波数から前記標準偏差の算出に用いるサンプリング数を設定することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の車両用盗難防止装置。

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