JP5115655B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、軸周りに可動する可動部を有する車両を制御する車両制御装置に関する。
従来の車両制御装置として、車両内に取り付けられた加速度センサの出力値をモニタリングし、当該出力値を種々のシステムに適用するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両制御装置では、車両に取り付けられた加速度センサがエラーを有しているかを検出することができる。
特開2000−111571号公報
ここで、可動式のキャビンを大型トラックなどのように、可動部を有する車両に加速度センサなどの車両運動状態量センサを適用する場合、加速度センサの搭載環境(例えば、水、泥入り、飛石防止のため)によって、あるいはエアバッグECUなどの他部品へのセンサ内蔵化によって、キャビン内へ加速度センサが搭載されることが考えられる。しかしながら、キャビンに加速度センサを搭載した場合は、キャビンを開いて傾けた際に加速度センサも共に傾くため、停車中にも関わらず大きな傾きに対応した出力値を出力してしまう。このように停車中にも関らず過大な出力値が検出されると、VSCやセンサ信号を利用する車両制御システムがセンサ出力の異常と誤検出してしまう場合がある。更に、キャビンを一度開いた場合は再び閉じたときに加速度センサの傾きが微妙にずれてしまうことによって補正を行ったとしても最適な制御を行えない可能性があった。このように、従来の車両制御装置にあっては、加速度センサなどの車両運動状態量センサを車両の可動部に登載した場合に種々の問題を生じ、適切な制御を行えなくなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、車両の可動部に加速度センサを搭載した場合であっても、適切な制御を行うことのできる車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る車両制御装置は、軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、車両運動状態量センサの出力値に対して補正を行う補正ユニットと、を備え、開閉検出ユニットによって、キャビンが開いた後に閉じたことを検出された際に、補正ユニットは補正を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る車両制御装置は、軸周りに可動する可動部に取り付けられた車両運動状態量センサと、可動部が所定位置から動いたことを検出する検出ユニットと、車両運動状態量センサの出力値に対して補正を行う補正ユニットと、を備え、検出ユニットによって、可動部が所定位置から動いた後に所定位置に戻ったことを検出された際に、補正ユニットは補正を行うことを特徴とする。
この車両制御装置では、開閉検出ユニット(検出ユニット)によって可動部であるキャビンが開いた後に閉じたこと(すなわち所定位置から動いた後に所定位置に戻ったこと)を検出された際に、補正ユニットが補正を行う。可動部であるキャビンに車両運動状態量センサが設けられている場合は、一度キャビンを開いて閉じた場合、車両運動状態量センサの傾きは開く前と開いた後では微小ながらも異なっている可能性がある。例えば、キャビンを開く前と開いた後とで同様な補正値を用いてセンサ出力演算を行った場合は正確な制御が行えない可能性がある。また、車両の停車中にキャビンが開いている間も常時補正値を変化させて補正を行った場合は、無用な演算を行うこととなってしまい、制御負荷が増加してしまう。従って、キャビンが開いた後に閉じた際に補正を行うことによって、制御の負荷を低減すると共に、新たな車両運動状態量センサの傾きに従った正確な制御を行うことができる。以上によって、車両の可動部であるキャビンに車両運動状態量センサを搭載した場合であっても、適切な制御を行うことができる。
本発明に係る車両制御装置は、軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、車両運動状態量センサの異常を検出する異常検出ユニットと、を備え、開閉検出ユニットによって、キャビンが開いていることを検出された場合、異常検出ユニットの異常検出が禁止されることを特徴とする。
この車両制御装置では、開閉検出ユニットによって、キャビンが開いていることを検出された場合、異常検出ユニットの異常検出が禁止される。これによって、停車中にキャビンを可動させることで車両運動状態量センサが大きく傾いた場合であっても、異常検出ユニットが誤って異常を検出してしまうことを防止することができる。以上によって、車両の可動部であるキャビンに車両運動状態量センサを搭載した場合であっても、適切な制御を行うことができる。
本発明に係る車両制御装置は、軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、車両運動状態量センサの出力値に基づいて演算を行う演算ユニットと、を備え、開閉検出ユニットによってキャビンが開いていることを検出されている間、演算ユニットは車両運動状態量センサのセンサ出力演算値として、キャビンが開く前のセンサ出力演算値を保持することを特徴とする。
この車両制御装置では、開閉検出ユニットによってキャビンが開いていることを検出されている間、演算ユニットは、車両運動状態量センサのセンサ出力演算値として、キャビンが開く前の車両運動状態量センサのセンサ出力演算値を保持することができる。これによって、停車中にキャビンを可動させて車両運動状態量センサが大きく傾くことで、実際の車両運動状態量センサからの出力値が大きく変動してしまった場合であっても、キャビンが開く前のセンサ出力演算値を用いることにより、誤って異常検出されることや、他のシステムが誤作動してしまうことを防止することができる。
本発明によれば、車両の可動部に車両運動状態量センサを搭載した場合であっても、適切な制御を行うことができる。
図1は、本発明の実施形態に係る車両制御装置のブロック構成を示した図である。 図2は、本発明の実施形態に係る車両制御装置における制御処理を示すフローチャートである。 図3は、従来の車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や異常検出のフラグの状態を示した線図である。 図4は、本発明の実施形態に係る車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や異常検出のフラグの状態を示した線図である。 図5は、従来の車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や補正値の状態を示した線図である。 図6は、本実施形態に係る車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や補正値の状態を示した線図である。
以下、図面を参照して本発明に係る車両制御装置に好適な実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両制御装置1のブロック構成を示した図である。車両制御装置1は、大型トラックなどのように、軸2周りに可動するキャビン3を備えた車両M1に搭載される制御装置である。車両M1において、通常時、キャビン3は底面が略水平となるように土台4に載せられるが(この状態を以下、キャビン3が閉じている状態とする)、メンテナンスを行う場合、キャビン3は軸2周りに上側へ可動されて傾けられる(この状態を以下、キャビン3が開いている状態とする)。車両制御装置1は、VSC(Vehicle Stability Control)センサ5、ECU(Electronic Control Unit)7を備えて構成されている。
VSCセンサ5は、加速度センサ(車両運動状態量センサ)6を備えており、更に、ヨーレイトセンサ、操舵角センサ、車速センサなどの各種センサを含んで構成されている。このVSCセンサ5、加速度センサ6は、車両M1のキャビン3に搭載されており、キャビン3が閉じている状態では水平に保たれるが、キャビン3が開いている状態では水平に対して傾けられる。VSCセンサ5、加速度センサ6は、検出した各種情報をECU7へ出力する機能を有している。
ECU7は、車両制御装置1全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばCPUを主体として構成され、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。このECU7は、VSCセンサ5と同じく車両M1のキャビン3に搭載されている。ECU7は、開閉検出部(開閉検出ユニット、検出ユニット)11、演算部(演算ユニット)12、補正部(補正ユニット)13、異常検出部(異常検出ユニット)14を備えて構成されている。
開閉検出部11は、キャビン3の開閉を検出する機能を有する。この開閉検出部11は、例えば、土台4に設けられてキャビン3が開いたときに解除されるスイッチセンサの出力信号や、キャビン3の傾斜角に基づいて、キャビン3の開閉を検出することができる。
演算部12は、VSCセンサ5の出力値に基づいて各種演算を行う機能を有している。この演算部12は、キャビン3が閉じているときは、現在の実際の加速度センサ6の出力値をセンサ出力演算値として設定する機能を有している。一方、演算部12は、開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出されている間、加速度センサ6のセンサ出力演算値として、キャビン3が開く前のセンサ出力演算値を保持する機能を有している。具体的には、演算部12は、キャビン3が開く直前における加速度センサ6のセンサ出力演算値をセットすると共に、キャビン3が開いている間は、当該値をセンサ出力演算値として設定し続ける。
補正部13は、加速度センサ6のセンサ出力演算値に対して補正を行う機能を有している。この補正部13は、車両M1が停止している状態(車速センサの出力値がゼロである状態)での出力値をオフセット値(センサ補正値)として算出し、加速度センサ6からの出力値と補正値との差分に加速度センサ6の感度を乗算することで補正を行っている。これは一般的にゼロ点補正を呼ばれている。なお、補正部13はゼロ点補正のみならずゲインの補正など、各種補正処理を行う機能を有している。また、補正部13は、開閉検出部11によって、キャビン3が開いた後に再び閉じたことを検出された際、補正を行う機能を有している。具体的に、補正部13は、キャビン3が開いたときには既にセットされているセンサ補正値を一度リセットし、キャビン3が再び閉じたときに再度新たなセンサ補正値をセットする。また、補正部13は、キャビン3が開いているときは補正を禁止すると共に、再びキャビン3が閉じたときに補正を許可する機能を有している。
異常検出部14は、VSCセンサ5、加速度センサ6の異常を検出する機能を有しており、例えばセンサ出力値が高くなりすぎている場合にセンサ異常であると検出する機能を有している。異常検出部14は、キャビン3が開いているときは異常検出を禁止すると共に、再びキャビン3が閉じたときに異常検出を許可する機能を有している。
次に、図2を参照して本実施形態に係る車両制御装置1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る車両制御装置1における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU7において車両M1の停車中、所定のタイミングで実行される。
図2に示すように、車両制御装置1の開閉検出部11は、車両M1のキャビン3の開閉を検出する(ステップS10)。次に、開閉検出部11は、S10の検出結果に基づいて、キャビン3が閉じているか否かの判定を行う(ステップS12)。
S12においてキャビン3が開いていると判定された場合、演算部12は、キャビン3が開く前の加速度センサ6のセンサ出力演算値が既にセットされているか否かの判定を行う(ステップS14)。この出力値は、キャビン3が開く直前の、閉じている状態における加速度センサ6のセンサ出力演算値であり、以下「キャビン開前出力値」と称する。キャビン3が開いた直後の処理ではキャビン開前出力値は設定されておらず、一度設定された後は、キャビン3が開いている間、キャビン開前出力値が設定されていると判定される。S14において、キャビン開前出力値がセットされていないと判定された場合、演算部12は、直前に演算したセンサ出力演算値をキャビン開前出力値としてセットする(ステップS16)。
S14においてキャビン開前出力値がセットされていると判定された場合、またはS16の処理が終了した場合、補正部13は、加速度センサのセンサ補正を禁止する(ステップS18)。また、異常検出部14は、加速度センサのセンサ異常の検出を禁止する(ステップS20)。次に、補正部13は、現在設定されているセンサ補正値のリセットを行う(ステップS22)。その後、演算部12は、キャビン開前出力値をセンサ出力演算値として設定する(ステップS24)。これによって、開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出されている間、演算部12は、加速度センサの出力演算値として、キャビン3が開く前のセンサ出力演算値を保持することができる。S24の処理が終了すると、図2に示す制御処理は終了し、S10から再び処理をスタートする。
一方、キャビン3が開く前の状態、あるいはキャビン3が開いて再び閉じた状態では、S12においてキャビン3が閉じていると判定される。この場合、演算部12は、キャビン3が開いているときにS16でセットされたキャビン開前出力値をリセットする(ステップS26)。次に、補正部13は、加速度センサのセンサ補正を許可する(ステップS28)。また、異常検出部14は、加速度センサのセンサ異常の検出を許可する(ステップS30)。
次に、補正部13は、センサ補正値のセットを行う(ステップS32)。なお、S22の処理では、キャビン3が閉じた直後の処理であれば新たな補正値が再セットされるが、キャビン3が閉じられ続けている状態での処理であれば、既にセットされている補正値を用いることとし、S32の処理を省略することもできる。その後、演算部12は、現在の加速度センサの実際の出力値をセンサ出力演算値として設定する(ステップS34)。S34の処理が終了すると、図2に示す制御処理は終了し、S10から再び処理をスタートする。
以上によって、本実施形態に係る車両制御装置1によれば、開閉検出部11によって、キャビン3が開いた後に閉じたことを検出された際、補正部13は補正を行うことができる。可動部であるキャビン3に加速度センサ6が設けられている場合は、一度キャビン3を開いて閉じた場合、加速度センサ6の傾きは開く前と開いた後では微小ながらも異なっている可能性がある。例えば、キャビン3を開く前と開いた後とで同様な補正値を用いてセンサ出力演算を行った場合は正確な制御が行えない可能性がある。また、車両M1の停車中にキャビン3が開いている間も常時補正を行った場合は、無用な演算を行うこととなってしまい、制御負荷が増加してしまう。従って、キャビン3が開いた後に閉じた際に補正を行うことによって、制御の負荷を低減すると共に、新たな加速度センサ6の傾きに従った正確な制御を行うことができる。以上によって、車両M1の可動部であるキャビン3に加速度センサ6を搭載した場合であっても、適切な制御を行うことができる。
また、本実施形態に係る車両制御装置1によれば、開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出された場合、異常検出部14は異常検出を禁止することができる。これによって、停車中にキャビン3を可動させることで加速度センサ6が大きく傾いた場合であっても、異常検出部14が誤って異常を検出してしまうことを防止することができる。以上によって、車両M1の可動部であるキャビン3に加速度センサ6を搭載した場合であっても、適切な制御を行うことができる。
また、本実施形態に係る車両制御装置1によれば、開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出されている間、演算部12は、加速度センサ6のセンサ出力演算値として、キャビン3が開く前の加速度センサ6のセンサ出力演算値を保持することができる。これによって、停車中にキャビン3を可動させて加速度センサ6が大きく傾くことで、実際の加速度センサ6からの出力値が大きく変動してしまった場合であっても、キャビンが開く前のセンサ出力演算値を用いることにより、誤って異常検出されることや、他のシステムが誤作動してしまうことを防止することができる。
次に、本実施形態に係る車両制御装置1の実施例を従来の車両制御装置と比較して説明する。図3は、従来の車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や異常検出のフラグの状態を示した線図である。図4は、本実施形態に係る車両制御装置1を用いて制御を行った場合における、各出力値や異常検出のフラグの状態を示した線図である。図3及び図4では、線図LA1,LB1がキャビン3の開閉状態を示しており、線が下段にあるときはキャビン3が閉じている状態を示し、線が上段にあるときはキャビン3が開いている状態を示す。線図LA2,LB2は加速度センサ6の実際の出力値に基づいて演算部12が演算したセンサ出力演算値を示している。線図LA3,LB3は異常検出部14による異常検出が許可されているか禁止されているかを示しており、線が下段にあるときは異常検出が禁止されており、線が上段にあるときは異常検出が許可されている状態を示す。線図LA4,LB4はセンサ異常カウンタを示しており、異常検出部14が加速度センサ6の異常を検出するためにカウントしている値を示している。線図LA5,LB5は異常検出部14によるセンサ異常フラグを示しており、異常がないときは線が下段に存在し、異常が検出されたときにフラグが立って線が上段に移動する。線図LA6,LB6はヨーレイトを示し、線図LA7,LB7は舵角を示し、線図LA8,LB8は車体速度を示している。図3及び図4では、車両M1が停車し、7〜10秒付近でキャビン3を開いて、37〜40秒付近でキャビン3を閉じた場合の各線図が示されている。なお、車両M1が停車中であるため、ヨーレイト、舵角、車体速度は変化しない。
従来の車両制御装置は、加速度センサ6のセンサ出力演算値として実際の加速度センサ6の出力値を用い、異常検出部14の異常検出も禁止されていない。よって、図3の線図LA2に示すように、センサ出力演算値はキャビン3が開くのに従って増加し、キャビン3が閉まるのに従って減少する。また、線図LA3に示すように、キャビン3の開閉に関わらず常時、異常検出が許可される。従って、線図LA4に示すように、キャビン3が開いた後、センサ出力演算値に従ってセンサ異常カウンタは増加し(図中、PA1で示す)、センサ異常カウンタが一定以上増加したところでセンサ異常フラグが立ち上がり(図中、PA2で示す)、センサ異常検出が成立する。このように、従来の車両制御装置は、車両M1が停車中にキャビン3を開閉したときに、誤ってセンサ異常を検出してしまう。
一方、本実施形態に係る車両制御装置1は、キャビン3が開いている間、加速度センサ6のセンサ出力演算値として、キャビン3が開く前のセンサ出力演算値を用い、異常検出を禁止することができる。従って、図4の線図LB2に示すように、センサ出力演算値はキャビン3の開閉によらず一定となる(図中、PB1で示す)。また、線図LB3に示すように、キャビン3が開いたときに加速度センサ6の異常検出が禁止される(図中、PB2で示す)。これによって、線図LB4に示すように、キャビン3が開いた後もセンサ異常カウンタは増加せず(図中、PB3で示す)、線図LB5に示すように、センサ異常フラグも立ち上がらない(図中、PB4で示す)。以上のように、本実施形態に係る車両制御装置1では、キャビン3に加速度センサ6を取り付けてキャビン3を開閉した場合であっても、誤ってセンサ異常を検出することを防止できる。
図5は、従来の車両制御装置を用いて制御を行った場合における、各出力値や補正値の状態を示した線図である。図6は、本実施形態に係る車両制御装置1を用いて制御を行った場合における、各出力値や補正値の状態を示した線図である。図5及び図6では、線図LC1,LD1がキャビン3の開閉状態を示しており、線が下段にあるときはキャビン3が閉じている状態を示し、線が上段にあるときはキャビン3が空いている状態を示す。線図LC2,LD2は加速度センサ6の実際の出力値に基づいて演算部12が演算したセンサ出力演算値を示している。線図LC3,LD3は補正部13による補正が許可されているか禁止されているかを示しており、線が下段にあるときは補正が禁止されており、線が上段にあるときは補正が許可されている状態を示す。線図LC4,LD4は補正値を示している。線図LC5,LD5はヨーレイトを示し、線図LC6,LD6は舵角を示し、線図LC7,LD7は車体速度を示している。図5及び図6では、車両M1が停車し、7〜10秒付近でキャビン3を開いて、37〜40秒付近でキャビン3を閉じた場合の各線図が示されている。なお、車両M1が停車中であるため、ヨーレイト、舵角、車体速度は変化しない。
従来の車両制御装置は、補正部13の補正が禁止されておらず、補正値もセンサ出力演算値によって変化する。よって、図5の線図LC3に示すように、キャビン3の開閉に関わらず常時、補正が許可される。従って、線図LC4に示すように、キャビン3が開いた後、センサ出力演算値に従って補正値は増加し(図中、PC1で示す)、このように、従来の車両制御装置は、車両M1が停車中にキャビン3を開閉したときに、無用に補正値を変化させてしまい、制御の負荷が増加してしまう。
一方、本実施形態に係る車両制御装置1は、キャビン3が開いている間、補正を禁止すると共に、キャビン3が再び閉じたタイミングで補正することができる。なお、本実施形態における車両制御装置1の補正の効果を独立で検証すべく、LD2に示すように、センサ出力演算値は実際の加速度センサ6の出力値に従うものとする。図6の線図LD3に示すように、キャビン3が開いたときに補正が禁止される(図中、PD1で示す)。更に、線図LD4に示すように補正値がリセットされる。そして、キャビン3が再び閉じたタイミングで補正が許可され、新たな補正値がセットされる(図中、PD2で示す)。これによって、キャビン3に加速度センサ6を取り付けてキャビン3を開閉した場合に、制御の負荷を低減すると共に、新たな加速度センサ6の傾きに従った正確な制御を行うことができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では車両の可動部の一例として、大型トラックのキャビンに加速度センサを搭載した場合について説明したが、これに限定されず、可動する部分に加速度センサを搭載したどのような車両に対しても適用することができる。
また、上述の実施形態では、車両制御装置は、開閉検出部11によってキャビン3が開いた後に閉じたことを検出された際に補正部13が補正を行う機能、開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出された場合に異常検出部14の異常検出が禁止される機能、及び開閉検出部11によってキャビン3が開いていることを検出されている間に演算部12が加速度センサ6の出力値としてキャビン3が開く前の出力値を保持する機能を全て有しているが、これに代えて、いずれか一つの機能のみを有しているものであってもよい。
また、上述の実施形態では、車両運動状態量センサの一例として加速度センサの場合について説明したが、この車両運動状態量センサは、ピッチ、バランス、ヨー、ロール、ヨーレート、ローレートなどの運動状態を示す物理量を検出するセンサであって、少なくともキャビンの開閉に応じて出力値が変わりうるセンサであればどのようなものも含まれる。
本発明は、車両の可動部に加速度センサを搭載した場合、適切な制御を行う際に利用可能である。
1…車両制御装置、2…軸、3…キャビン、6…加速度センサ(車両運動状態量センサ)、11…開閉検出部(開閉検出ユニット,検出ユニット)、12…演算部(演算ユニット)、13…補正部(補正ユニット)、14…異常検出部(異常検出ユニット)。

Claims (3)

  1. 軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、
    前記キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、
    前記車両運動状態量センサの出力値に対して補正を行う補正ユニットと、
    前記車両運動状態量センサの出力値に基づいて演算を行う演算ユニットと、を備え、
    前記開閉検出ユニットによって、前記キャビンが開いた後に閉じたことを検出された際に、前記補正ユニットは補正を行い、
    前記開閉検出ユニットによって、前記キャビンが開いていることを検出されている間、前記演算ユニットは、前記車両運動状態量センサのセンサ出力演算値として、前記キャビンが開く前の前記センサ出力演算値を保持することを特徴とする車両制御装置。
  2. 軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、
    前記キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、
    前記車両運動状態量センサの異常を検出する異常検出ユニットと、
    前記車両運動状態量センサの出力値に基づいて演算を行う演算ユニットと、を備え、
    前記開閉検出ユニットによって、前記キャビンが開いていることを検出された場合、前記異常検出ユニットの異常検出が禁止され、
    前記開閉検出ユニットによって、前記キャビンが開いていることを検出されている間、前記演算ユニットは、前記車両運動状態量センサのセンサ出力演算値として、前記キャビンが開く前の前記センサ出力演算値を保持することを特徴とする車両制御装置。
  3. 軸周りに可動するキャビンに取り付けられた車両運動状態量センサと、
    前記キャビンの開閉を検出する開閉検出ユニットと、
    前記車両運動状態量センサの出力値に基づいて演算を行う演算ユニットと、を備え、
    前記開閉検出ユニットによって、前記キャビンが開いていることを検出されている間、前記演算ユニットは、前記車両運動状態量センサのセンサ出力演算値として、前記キャビンが開く前の前記センサ出力演算値を保持することを特徴とする車両制御装置。
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