JP6816617B2

JP6816617B2 - 加速度センサ信号処理装置

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Publication number: JP6816617B2
Application number: JP2017076798A
Authority: JP
Inventors: 彰規小山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: JP2018179645A

Description

本発明の実施形態は、加速度センサ信号処理装置に関する。

近年、車両には、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサが搭載されていることが多い。加速度センサから得られる加速度センサ信号は、例えば、車両重量推定や道路勾配推定に使用される。

車両は、人や物の乗降によって、姿勢が変化する。例えば、後部に重い人や物が乗れば、車両は、後方が沈んだ姿勢となる。車両の前後方向の傾きが変化した場合、加速度センサ信号のゼロ点（加速度がゼロのときの加速度センサ信号の値）を補正する必要がある。

特開２０１０−１０７２４４号公報

加速度センサ信号のゼロ点を補正するタイミングについて、さらなる改善が望まれている。

本発明の実施形態にかかる加速度センサ信号処理装置は、例えば、車両が走行状態から停車状態へ移行したか否かを判定する停車判定部と、前記車両に搭載されている加速度センサから加速度センサ信号を取得する加速度センサ信号取得部と、前記停車判定部によって前記車両が前記走行状態から前記停車状態へ移行したと判定された場合に、その時点から前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて第１の加速度を算出し、その後、前記停車判定部によって前記車両が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて第２の加速度を算出する加速度算出部と、前記第１の加速度と前記第２の加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する変化度判定部と、前記変化度判定部によって前記第１の加速度と前記第２の加速度との間の変化量が前記所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて前記加速度センサ信号のゼロ点を補正するゼロ点補正部と、を備える。車両に対する人や物の乗降は、通常、車両停車中に行われると考えられる。この構成によれば、例えば、停車中の車両に対する人や物の乗降による車両姿勢の変化を加速度センサ信号の変化から認識し、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。つまり、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。

また、上記加速度センサ信号処理装置において、例えば、前記加速度算出部は、前記停車判定部によって前記車両が前記走行状態から前記停車状態へ移行したと判定された場合に、前記第１の加速度として、その時点から所定時間の間の平均加速度を算出し、その後、前記停車判定部によって前記車両が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、前記第２の加速度として、所定時間の間の平均加速度を算出する処理を繰り返して更新する。この構成によれば、例えば、第１の加速度、第２の加速度それぞれとして、所定時間の間の平均加速度を算出することで、算出する加速度の精度を高めることができる。

また、上記加速度センサ信号処理装置において、例えば、前記車両が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定する発進判定部を、さらに有し、前記変化度判定部は、前記第１の加速度と、前記発進判定部によって前記車両が前記停車状態から前記発進状態へ移行したと判定された直前に前記加速度算出部によって算出された前記第２の加速度と、の間の変化量が前記所定値以上であるか否かを判定する。この構成によれば、例えば、車両停車直後の加速度センサ信号と車両発進直前の加速度センサ信号との間での変化を判定するだけでよいので、演算処理の負担を軽減できる。

また、上記加速度センサ信号処理装置において、例えば、前記車両は、連結されるトレーラを牽引する牽引車であり、前記加速度センサ信号処理装置は、前記車両に前記トレーラが連結されているか否かを前記車両に設けられた連結センサからの信号によって判定する連結判定部を、さらに備え、前記変化度判定部は、前記第１の加速度と、前記連結判定部によって前記車両に前記トレーラが連結されていると判定された後に前記加速度算出部によって算出された前記第２の加速度と、の間の変化量が前記所定値以上であるか否かを判定する。この構成によれば、例えば、車両が、連結されるトレーラを牽引する牽引車である場合に、車両にトレーラが連結される前後での加速度センサ信号の変化を判定するだけでよいので、演算処理の負担を軽減できるとともに、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。

また、実施形態にかかる加速度センサ信号処理装置は、例えば、加速度センサ信号処理装置の起動および動作停止の操作を検出する起動／動作停止操作検出部と、車両に搭載されている加速度センサから加速度センサ信号を取得する加速度センサ信号取得部と、前記起動／動作停止操作検出部によって前記加速度センサ信号処理装置の動作停止の操作が検出された場合に、その時点から前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第１の平均加速度を算出して不揮発性メモリに保存し、その後、前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第２の平均加速度を算出する処理を繰り返し、前記起動／動作停止操作検出部によって前記加速度センサ信号処理装置の起動の操作が検出された場合に、その直前に算出した前記第２の平均加速度を前記不揮発性メモリに保存する平均加速度算出部と、前記不揮発性メモリに保存された前記第１の平均加速度と前記第２の平均加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する変化度判定部と、前記変化度判定部によって前記第１の平均加速度と前記第２の平均加速度との間の変化量が前記所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて前記加速度センサ信号のゼロ点を補正するゼロ点補正部と、を備える。この構成によれば、例えば、加速度センサ信号処理装置に対する動作停止操作があってから起動操作があるまでの間の車両に対する人や物の乗降による車両姿勢の変化を加速度センサ信号の変化から認識し、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。つまり、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。

また、上記加速度センサ信号処理装置において、例えば、前記停車判定部は、前記車両のシフトレバーがドライブレンジに入れられたことを検出したときに前記車両が停車状態ではないと判定し、前記車両のシフトレバーがパーキングレンジまたはニュートラルレンジに入れられたことを検出したときに前記車両が停止状態であると判定する。この構成によれば、例えば、シフトレバーがドライブレンジに入れられたことで車両が停車状態ではないと判定し、シフトレバーがパーキングレンジまたはニュートラルレンジに入れられたことで車両が停止状態であると判定することで、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。

図１は、第１実施形態の車両の側面図である。図２は、第１実施形態の制御システムの構成を示すブロック図である。図３は、第１実施形態における加速度センサの出力と加速度との関係を示すグラフである。図４は、第１実施形態のＥＣＵの機能を示すブロック図である。図５は、第１実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。図６は、第２実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。図７は、第３実施形態のＥＣＵの機能を示すブロック図である。図８は、第３実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。図９は、第４実施形態の牽引車とトレーラの側面図である。図１０は、第４実施形態のＥＣＵの機能を示すブロック図である。図１１は、第４実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態（第１実施形態〜第４実施形態）が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも１つを得ることが可能である。

実施形態の加速度センサ信号処理装置（制御システム）を搭載する車両は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよい。また、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両は、種々の変速装置を搭載してもよいし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載してもよい。以下の第１実施形態〜第３実施形態では、車両としてピックアップトラックの場合を例にとる。また、第４実施形態では、車両として牽引車の場合を例にとる。ただし、車両は、それらに限定されず、乗用車、バス等、いかなる種類の車両であってもよい。また、加速度センサ信号とは、直接的には加速度センサから出力される電圧の値のことを指すが、その電圧の値に対応する加速度の意味も含むものとする。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態について説明する。まず、図１を参照して、車両１の構造等について説明する。図１は、第１実施形態の車両１の側面図である。車両１は、乗員が乗る部分であるキャビン２、開放式の荷台３、および、４つの車輪４を備える。車両１には加速度センサ５が搭載されている（詳細は後述）。

次に、図２を参照して、車両１における制御システム１００について説明する。図２は、第１実施形態の制御システム１００の構成を示すブロック図である。制御システム１００は、加速度センサ５、ＥＣＵ１１（Electronic Control Unit）、ブレーキシステム１２、アクセルセンサ１３、シフトセンサ１４、車輪速センサ１５、起動／動作停止操作センサ１６、および、パーキングブレーキセンサ１７を備える。それらは、電気通信回線としての車内ネットワーク１８に電気的に接続されている。車内ネットワーク１８は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）として構成される。ＥＣＵ１１は、車内ネットワーク１８を通じて制御信号を送ることで、アクチュエータ１２ａ等を制御することができる。また、ＥＣＵ１１は、車内ネットワーク１８を介して、加速度センサ５、ペダルブレーキセンサ１２ｂ、アクセルセンサ１３、シフトセンサ１４、車輪速センサ１５、起動／動作停止操作センサ１６、パーキングブレーキセンサ１７等の検出結果等を受け取ることができる。

加速度センサ５は、車両１の前後方向に受けている加速度に応じた電圧を出力する。ここで、加速度センサ５が車両１の前後方向に受けている加速度とは、車両１の前後方向の加速度運動に起因する加速度と、車両１の前後方向の傾きに起因する重力による加速度と、の合計である。つまり、例えば、車両１が静止していても、車両１の前後方向の傾きによって、加速度センサ５が出力する電圧は異なる。

加速度センサ５は、例えば、静電型、圧電体型、半導体ひずみゲージ型等の周知の種々のタイプのいずれでもよい。また、加速度センサ５は、例えば、図１に示すように車両１の荷台３におけるやや前方に搭載されるが、搭載位置はその位置に限定されない。

図２に戻って、ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１ａ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ１１ｂ（Read Only Memory）、ＲＡＭ１１ｃ（Random Access Memory）、ＳＳＤ１１ｄ（Solid State Drive、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ）等を備える。

ＲＯＭ１１ｂは、各種プログラムやデータを記憶する。ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂ等の不揮発性の記憶部に記憶された（インストールされた）プログラムを読み出し、当該プログラムに従って演算処理を実行する。

ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。ＳＳＤ１１ｄは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１１の電源がオフされた場合であってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ等は、同一パッケージ内に集積してもよい。また、ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１ａに替えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等によって構成されていてもよい。また、ＳＳＤ１１ｄに替えてＨＤＤ（Hard Disk Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１１ｄやＨＤＤは、ＥＣＵ１１とは別に設けられてもよい。

ブレーキシステム１２は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（Anti-lock Brake System）や、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：Electronic Stability Control）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（Brake By Wire）等である。ブレーキシステム１２は、アクチュエータ１２ａを介して、車輪４（車両１）に制動力を与える。また、ブレーキシステム１２は、左右の車輪４の回転差などからブレーキのロックや、車輪４の空回り、横滑りの兆候等を検出して、各種制御を実行することができる。ペダルブレーキセンサ１２ｂは、例えば、制動操作部（不図示）の可動部の位置を検出するセンサである。ペダルブレーキセンサ１２ｂは、可動部としてのペダルブレーキの位置を検出することができる。ペダルブレーキセンサ１２ｂは、変位センサを含む。

アクセルセンサ１３は、例えば、加速操作部（不図示）の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ１３は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。アクセルセンサ１３は、変位センサを含む。

シフトセンサ１４は、例えば、変速操作部（不図示）の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ１４は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ１４は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。シフトセンサ１４は、例えば、変速操作部であるシフトレバーがドライブ（Ｄ）レンジ、パーキング（Ｐ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ等のいずれに入れられているのかを検出する。

車輪速センサ１５は、車輪４の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車輪速センサ１５は、検出した回転数を示す車輪速パルス数をセンサ値として出力する。車輪速センサ１５は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ＥＣＵ１１は、車輪速センサ１５から取得したセンサ値に基づいて車両１の移動量などを演算し、各種制御を実行する。なお、車輪速センサ１５は、ブレーキシステム１２に設けられている場合もある。その場合、ＥＣＵ１１は、車輪速センサ１５の検出結果を、ブレーキシステム１２を介して取得する。

起動／動作停止操作センサ１６は、ＥＣＵ１１（加速度センサ信号処理装置）の起動および動作停止の操作を行うための起動／動作停止操作部（不図示）による操作を検知する。起動／動作停止操作部は、例えば、イグニッションスイッチやプッシュボタンである。

パーキングブレーキセンサ１７は、車両１に備えられているパーキングブレーキ（不図示）の操作を検出する。

なお、上述した各種センサ、アクチュエータ等の構成、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定（変更）することができる。

次に、図４を参照して、ＥＣＵ１１の機能について説明する。図４は、第１実施形態のＥＣＵ１１の機能を示すブロック図である。ＥＣＵ１１は、停車判定部１１１、加速度センサ信号取得部１１２、平均加速度算出部１１３（加速度算出部）、変化度判定部１１４、ゼロ点補正部１１５、発進判定部１１６等の各種モジュールを備える。これらのモジュールは、ＣＰＵ１１ａがＲＯＭ１１ｂ等の記憶部にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで実現される。

停車判定部１１１は、車両１が走行状態から停車状態へ移行したか否かを判定する。例えば、停車判定部１１１は、車輪速センサ１５による検出結果に基づいて、車両１が走行状態から停車状態へ移行したか否かを判定する。なお、停車判定部１１１は、車輪速センサ１５からの信号を取得する車輪速センサ信号取得部を含む。停車判定部１１１は、例えば、車輪速センサ１５による検出結果が０ｒｐｍ以外から０ｒｐｍに変化すれば、車両１が走行状態から停車状態へ移行したと判定する。

発進判定部１１６は、車両１が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定する。例えば、発進判定部１１６は、車輪速センサ１５による検出結果に基づいて、車両１が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定する。なお、発進判定部１１６は、車輪速センサ１５からの信号を取得する車輪速センサ信号取得部を含む。発進判定部１１６は、例えば、車輪速センサ１５による検出結果が０ｒｐｍから０ｒｐｍ以外に変化すれば、車両１が停車状態から発進状態へ移行したと判定する。

加速度センサ信号取得部１１２は、車両１に搭載されている加速度センサ５から加速度センサ信号（電圧の値）を所定の時間間隔（例えば１０ミリ秒ごと）で取得する。

平均加速度算出部１１３は、停車判定部１１１によって車両１が走行状態から停車状態へ移行したと判定された場合に、その時点から加速度センサ信号取得部１１２によって取得される加速度センサ信号に基づいて第１の加速度（第１の平均加速度）を算出する。より具体的には、平均加速度算出部１１３は、停車判定部１１１によって車両１が走行状態から停車状態へ移行したと判定された場合に、第１の加速度として、その時点から所定時間（例えば１００ミリ秒〜２００ミリ秒程度）の間の平均加速度を算出する。

また、平均加速度算出部１１３は、第１の加速度を算出した後、停車判定部１１１によって車両１が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、加速度センサ信号取得部１１２によって取得される加速度センサ信号に基づいて第２の加速度（第２の平均加速度）を算出する。より具体的には、平均加速度算出部１１３は、停車判定部１１１によって車両１が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、第２の加速度として、所定時間の間の平均加速度を算出する処理を繰り返して更新する。

変化度判定部１１４は、第１の加速度と第２の加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。なお、第１実施形態は、変化度判定部１１４が判定を行うときの信号の種類について限定するものではない。つまり、変化度判定部１１４は、加速度センサ５から入力された電圧の値を用いて判定してもよいし、その電圧の値に対応する加速度を用いて判定してもよい。

ゼロ点補正部１１５は、変化度判定部１１４によって第１の加速度と第２の加速度との間の変化量が所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正する。

ここで、図３は、第１実施形態における加速度センサ５の出力と加速度との関係を示すグラフである。なお、前記したように、加速度がゼロのときに加速度センサ５が出力する電圧（加速度センサ信号）の値がゼロ点である。図３において、ゼロ点Ｚ１を通るラインＬ１は、車両１が水平な場合の加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係を示す。また、ゼロ点Ｚ２を通るラインＬ２は、前方が沈むように車両１が傾いている場合の加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係を示す。また、ゼロ点Ｚ３を通るラインＬ３は、後方が沈むように車両１が傾いている場合の加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係を示す。

そして、ゼロ点補正部１１５がゼロ点を補正することで、当該ゼロ点を通る適切なラインに変更されることになる（詳細は後述）。

次に、図５を参照して、ＥＣＵ１１が実行するゼロ点補正処理について説明する。図５は、第１実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。なお、このゼロ点補正処理が始まったとき、車両１は走行しているものとする。まず、停車判定部１１１は、車両１が走行状態から停車状態へ移行したか否かを判定し（ステップＳ１０１）、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０２において、平均加速度算出部１１３は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１、タイマーＴ１をクリア（初期化）する。

次に、ステップＳ１０３において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ１をスタートする。

次に、ステップＳ１０４において、加速度センサ信号取得部１１２は、加速度センサ５から加速度センサ信号を取得する。

次に、ステップＳ１０５において、平均加速度算出部１１３は、取得した加速度センサ信号から平均加速度Ｇ_ａｖｅ１を算出する。

次に、ステップＳ１０６において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ１が、予め設定されたＴ_ａｖｅ１（例えば１００ミリ秒〜２００ミリ秒程度：所定時間）に達したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０７に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１０７において、平均加速度算出部１１３は、Ｇ_ａｖｅ１をＳＳＤ１１ｄ（不揮発性メモリ。図２）に保存する。

このステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理で、車両１の停車直後における所定時間内の平均加速度Ｇ_ａｖｅ１を算出することができる。

次に、ステップＳ１０８において、平均加速度算出部１１３は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ２、タイマーＴ２をクリア（初期化）する。

次に、ステップＳ１０９において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ２をスタートする。

次に、ステップＳ１１０において、加速度センサ信号取得部１１２は、加速度センサ５から加速度センサ信号を取得する。

次に、ステップＳ１１１において、平均加速度算出部１１３は、取得した加速度センサ信号から平均加速度Ｇ_ａｖｅ２を算出する。

次に、ステップＳ１１２において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ２が、予め設定されたＴ_ａｖｅ２（例えば１００ミリ秒〜２００ミリ秒程度：所定時間）に達したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１０に戻る。

このステップＳ１０８〜Ｓ１１２の処理で、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１の算出後における所定時間毎の平均加速度Ｇ_ａｖｅ２を算出することができる。

ステップＳ１１３において、変化度判定部１１４は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１と平均加速度Ｇ_ａｖｅ２の差の絶対値が所定値以上であるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１４に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１４において、ゼロ点補正部１１５は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１から平均加速度Ｇ_ａｖｅ２への変化量（絶対値ではない）に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正する。具体的には、図３に示すように、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１のときの加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係がゼロ点Ｚ１を通るラインＬ１とする。ゼロ点補正部１１５は、上記変化量が０より大きいと判定した場合、その変化量をｗ１とすると、ラインＬ１を上方にｗ１の分だけ平行移動し、ゼロ点をゼロ点Ｚ１からゼロ点Ｚ２に移す処理を行う。その後、加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係として、ゼロ点Ｚ２を通るラインＬ２が使用されることになる。また、ゼロ点補正部１１５は、上記変化量が０より小さいと判定した場合、その変化量をｗ２とすると、ラインＬ１を下方にｗ２の分だけ平行移動し、ゼロ点をゼロ点Ｚ１からゼロ点Ｚ３に移す処理を行う。その後、加速度センサ５の出力電圧と車両１の移動加速度の関係として、ゼロ点Ｚ３を通るラインＬ３が使用されることになる。ステップＳ１１４の後、処理を終了する。

ステップＳ１１５において、発進判定部１１６は、車両１が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合は処理を終了し、Ｎｏの場合はステップＳ１０８に戻る。

このようにして、第１実施形態の制御システム１００によれば、加速度センサ信号のゼロ点を適切なタイミングで補正することができる。つまり、車両１に対する人や物の乗降は、通常、車両１の停車中に行われると考えられることを踏まえ、停車中の車両１に対する人や物の乗降による車両姿勢の変化を加速度センサ信号の変化から認識し、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。それにより、加速度センサ信号を用いた車両重量推定や道路勾配推定をより高精度で行うことができる。

例えば、従来技術では、車両のドアが開く前と開いてから閉じた後の加速度センサ信号の変化に基づいて、加速度センサ信号のゼロ点補正を行うものがあった。しかし、この技術では、例えば、トラックのように荷台のある車両では、ドアを閉じたままの状態で荷台に対して荷物の積み下ろしを行うことが充分ありえるため、加速度センサ信号のゼロ点補正を適切なタイミングで行うことができない場合があった。一方、本実施形態の制御システム１００によれば、車両１のドアが閉じたままの状態であっても、加速度センサ信号のゼロ点を適切に補正することができる。

また、第１の加速度、第２の加速度それぞれとして、所定時間の間の平均加速度を算出することで、算出する加速度の精度を高めることができる。

なお、停車判定部１１１が車両１の状態を判定する方法は、上述したものに限定されない。例えば、停車判定部１１１は、車両１のシフトレバーがドライブレンジに入れられたことを検出したときに車両１が停車状態ではないと判定してもよいし、また、車両１のシフトレバーがパーキングレンジまたはニュートラルレンジに入れられたことを検出したときに車両１が停止状態であると判定してもよい。

これによれば、シフトレバーがドライブレンジに入れられたことで車両１が停車状態ではないと判定し、シフトレバーがパーキングレンジまたはニュートラルレンジに入れられたことで車両１が停止状態であると判定することで、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の事項については、説明を適宜省略する。第１実施形態において図１〜図４を参照して説明した事項は、第２実施形態でも同様である。なお、第２実施形態では、図４における変化度判定部１１４は、第１の加速度と、発進判定部１１６によって車両１が停車状態から発進状態へ移行したと判定された直前に平均加速度算出部１１３によって算出された第２の加速度と、の間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。

図６を参照して、第２実施形態におけるＥＣＵ１１が実行するゼロ点補正処理について説明する。図６は、第２実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１１１については、図５と同様である。

ステップＳ１１１の後、ステップＳ１１２において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ２が、予め設定されたＴ_ａｖｅ２に達したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１５に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１０に戻る。

ステップＳ１１５において、発進判定部１１６は、車両１が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０８に戻る。

ステップＳ１１３において、変化度判定部１１４は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１と平均加速度Ｇ_ａｖｅ２の差の絶対値が所定値以上であるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１４に進み、Ｎｏの場合は処理を終了する。

ステップＳ１１４において、ゼロ点補正部１１５は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１から平均加速度Ｇ_ａｖｅ２への変化量（絶対値ではない）に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正する。ステップＳ１１４の後、処理を終了する。

このようにして、第２実施形態の制御システム１００によれば、第１実施形態の場合と同様の効果に加えて、ステップＳ１１３の判定処理が一回で済むため、演算処理の負担を軽減できるという効果を奏する。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態の少なくともいずれかと同様の事項については、説明を適宜省略する。図７は、第３実施形態のＥＣＵ１１の機能を示すブロック図である。

ＥＣＵ１１は、停車判定部１１１、加速度センサ信号取得部１１２、平均加速度算出部１１３（加速度算出部）、変化度判定部１１４、ゼロ点補正部１１５、発進判定部１１６、起動／動作停止操作検出部１１７等の各種モジュールを備える。

停車判定部１１１、加速度センサ信号取得部１１２、発進判定部１１６については、第１実施形態（図４）の場合と同様である。

起動／動作停止操作検出部１１７は、起動／動作停止操作センサ１６からの検知信号に基づいて、ＥＣＵ１１（加速度センサ信号処理装置）の起動および動作停止の操作を検出する。

平均加速度算出部１１３は、起動／動作停止操作検出部１１７によってＥＣＵ１１の動作停止の操作が検出された場合に、その時点から加速度センサ信号取得部１１２によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第１の平均加速度を算出してＳＳＤ１１ｄ（不揮発性メモリ。図２）に保存する。

また、平均加速度算出部１１３は、その後、加速度センサ信号取得部１１２によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第２の平均加速度を算出する処理を繰り返し、起動／動作停止操作検出部１１７によってＥＣＵ１１の起動の操作が検出された場合に、その直前に算出した第２の平均加速度をＳＳＤ１１ｄ（不揮発性メモリ。図２）に保存する。

変化度判定部１１４は、ＳＳＤ１１ｄ（不揮発性メモリ。図２）に保存された第１の平均加速度と第２の平均加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。

ゼロ点補正部１１５は、変化度判定部１１４によって第１の平均加速度と第２の平均加速度との間の変化量が所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正する。

次に、図８を参照して、第３実施形態のＥＣＵ１１が実行するゼロ点補正処理について説明する。図８は、第３実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０５については、図５と同様である。

ステップＳ１０５の後、ステップＳ１０６において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ１が、予め設定されたＴ_ａｖｅ１に達したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ３０１に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ３０１において、起動／動作停止操作検出部１１７は、ＥＣＵ１１の動作停止操作があったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ３０２に進み、Ｎｏの場合はステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０２において、平均加速度算出部１１３は、Ｇ_ａｖｅ１をＳＳＤ１１ｄ（不揮発性メモリ。図２）に保存し、ＥＣＵ１１をシャットダウンする。

このステップＳ１０１〜Ｓ３０２の処理で、車両１の停車直後における所定時間内の平均加速度Ｇ_ａｖｅ１を算出し、保存することができる。

次に、ステップＳ３０３において、起動／動作停止操作検出部１１７は、ＥＣＵ１１の起動操作があったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０８に進み、Ｎｏの場合はステップＳ３０３に戻る。ステップＳ１０８〜Ｓ１１１については、図５と同様である。

ステップＳ１１１の後、ステップＳ１１２において、平均加速度算出部１１３は、タイマーＴ２が、予め設定されたＴ_ａｖｅ２に達したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１０に戻る。

このステップＳ３０３〜Ｓ１１２の処理で、ＥＣＵ１１の起動操作後における平均加速度Ｇ_ａｖｅ２を算出することができる。

ステップＳ１１３において、変化度判定部１１４は、平均加速度Ｇ_ａｖｅ１と平均加速度Ｇ_ａｖｅ２の差の絶対値が所定値以上であるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１１４に進み、Ｎｏの場合は処理を終了する。ステップＳ１１４については、図５と同様である。

このようにして、第３実施形態の制御システム１００によれば、ＥＣＵ１１に対する動作停止操作があってから起動操作があるまでの間という、車両１の停車中とほぼ同義の間の車両１に対する人や物の乗降による車両姿勢の変化を加速度センサ信号の変化から認識し、その変化量に基づいて加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。つまり、適切なタイミングで加速度センサ信号のゼロ点を補正することができる。そして、車両１を使用する際に必ず行うＥＣＵ１１の動作停止操作と起動操作を処理に用いることで、ゼロ点補正処理を容易に設計および実行することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態の少なくともいずれかと同様の事項については、説明を適宜省略する。図９は、第４実施形態の牽引車２１とトレーラ３１の側面図である。牽引車２１は、車輪４、連結部２２、連結センサ２３等を備える。牽引車２１には加速度センサ５が搭載されている。連結部２２は、牽引車２１とトレーラ３１を連結する部分である。連結センサ２３は、牽引車２１とトレーラ３１が連結部２２で連結されたことを検知する。連結センサ２３は、例えば、接触センサである。

トレーラ３１は、車輪４、ピン３２等を備える。ピン３２は、牽引車２１とトレーラ３１を連結する際に、牽引車２１の連結部２２に差し込まれる部材である。

次に、図１０を参照して、第４実施形態のＥＣＵ１１について説明する。図１０は、第４実施形態のＥＣＵ１１の機能を示すブロック図である。第１実施形態の図４のＥＣＵ１１と比較すると、連結判定部１１８が追加されている点で相違する。連結判定部１１８は、連結センサ２３からの検知信号に基づいて、牽引車２１にトレーラ３１が連結されているか否かを判定する。

また、第４実施形態では、変化度判定部１１４は、第１の加速度と、連結判定部１１８によって車両１にトレーラ３１が連結されていると判定された後に平均加速度算出部１１３によって算出された第２の加速度と、の間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する。また、変化度判定部１１４は、車両１にトレーラ３１が連結されている状態から連結されてない状態に変化したときも、同様の判定を行う。

次に、図１１を参照して、第４実施形態のＥＣＵ１１が実行するゼロ点補正処理について説明する。図１１は、第４実施形態におけるゼロ点補正処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図５と同様である。

ステップＳ１０７の後、ステップＳ４０１において、連結判定部１１８は、連結センサ２３からの検知信号に基づいて、牽引車２１にトレーラ３１が連結されているか否かの状態が変更になったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１０８に進み、Ｎｏの場合はステップＳ４０１に戻る。ステップＳ１０８〜Ｓ１１５は、図５と同様である。

このようにして、第４実施形態の制御システム１００によれば、平均加速度Ｇ_ａｖｅ２を牽引車２１とトレーラ３１の連結状態の変更後に１回計算するだけでよく、演算処理の負担を軽減できる。つまり、牽引車２１は、トレーラ３１が連結されることで、車体の後方が沈んだ姿勢となるが、そのような姿勢の変化を適切に加速度センサ信号のゼロ点補正に反映することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、図４における平均加速度算出部１１３が行う加速度の平均の算出は必須ではなく、ほかに、複数の加速度の中央値を用いたり、１回の加速度の値を用いたりしてもよい。

また、車両１の前後方向の加速度だけでなく、車両１の左右方向の加速度についても、同様にゼロ点補正を行うことができる。

１…車両、２…キャビン、３…荷台、４…車輪、５…加速度センサ、１１…ＥＣＵ、１１ａ…ＣＰＵ、１１ｂ…ＲＯＭ、１１ｃ…ＲＡＭ、１１ｄ…ＳＳＤ、１２…ブレーキシステム、１２ａ…アクチュエータ、１２ｂ…ペダルブレーキセンサ、１３…アクセルセンサ、１４…シフトセンサ、１５…車輪速センサ、１６…起動／動作停止操作センサ、１７…パーキングブレーキセンサ、１８…車内ネットワーク、２１…牽引車、２２…連結部、２３…連結センサ、３１…トレーラ、３２…ピン、１１１…停車判定部、１１２…加速度センサ信号取得部、１１３…平均加速度算出部、１１４…変化度判定部、１１５…ゼロ点補正部、１１６…発進判定部、１１７…起動／動作停止操作検出部、１１８…連結判定部。

Claims

車両が走行状態から停車状態へ移行したか否かを判定する停車判定部と、
前記車両に搭載されている加速度センサから加速度センサ信号を取得する加速度センサ信号取得部と、
前記停車判定部によって前記車両が前記走行状態から前記停車状態へ移行したと判定された場合に、その時点から前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて第１の加速度を算出し、
その後、前記停車判定部によって前記車両が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて第２の加速度を算出する加速度算出部と、
前記第１の加速度と前記第２の加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する変化度判定部と、
前記変化度判定部によって前記第１の加速度と前記第２の加速度との間の変化量が前記所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて前記加速度センサ信号のゼロ点を補正するゼロ点補正部と、
を備える加速度センサ信号処理装置。
前記加速度算出部は、
前記停車判定部によって前記車両が前記走行状態から前記停車状態へ移行したと判定された場合に、前記第１の加速度として、その時点から所定時間の間の平均加速度を算出し、
その後、前記停車判定部によって前記車両が停車状態であるとの判定が継続中の場合に、前記第２の加速度として、所定時間の間の平均加速度を算出する処理を繰り返して更新する、請求項１に記載の加速度センサ信号処理装置。
前記車両が停車状態から発進状態へ移行したか否かを判定する発進判定部を、さらに有し、
前記変化度判定部は、前記第１の加速度と、
前記発進判定部によって前記車両が前記停車状態から前記発進状態へ移行したと判定された直前に前記加速度算出部によって算出された前記第２の加速度と、の間の変化量が前記所定値以上であるか否かを判定する、請求項１に記載の加速度センサ信号処理装置。
前記車両は、連結されるトレーラを牽引する牽引車であり、
前記加速度センサ信号処理装置は、前記車両に前記トレーラが連結されているか否かを前記車両に設けられた連結センサからの信号によって判定する連結判定部を、さらに備え、
前記変化度判定部は、前記第１の加速度と、
前記連結判定部によって前記車両に前記トレーラが連結されていると判定された後に前記加速度算出部によって算出された前記第２の加速度と、の間の変化量が前記所定値以上であるか否かを判定する、請求項１に記載の加速度センサ信号処理装置。
加速度センサ信号処理装置の起動および動作停止の操作を検出する起動／動作停止操作検出部と、
車両に搭載されている加速度センサから加速度センサ信号を取得する加速度センサ信号取得部と、
前記起動／動作停止操作検出部によって前記加速度センサ信号処理装置の動作停止の操作が検出された場合に、その時点から前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第１の平均加速度を算出して不揮発性メモリに保存し、
その後、前記加速度センサ信号取得部によって取得される加速度センサ信号に基づいて所定時間の間の第２の平均加速度を算出する処理を繰り返し、
前記起動／動作停止操作検出部によって前記加速度センサ信号処理装置の起動の操作が検出された場合に、その直前に算出した前記第２の平均加速度を前記不揮発性メモリに保存する平均加速度算出部と、
前記不揮発性メモリに保存された前記第１の平均加速度と前記第２の平均加速度との間の変化量が所定値以上であるか否かを判定する変化度判定部と、
前記変化度判定部によって前記第１の平均加速度と前記第２の平均加速度との間の変化量が前記所定値以上であったと判定された場合に、その変化量に基づいて前記加速度センサ信号のゼロ点を補正するゼロ点補正部と、
を備える加速度センサ信号処理装置。
前記停車判定部は、前記車両のシフトレバーがドライブレンジに入れられたことを検出したときに前記車両が停車状態ではないと判定し、前記車両のシフトレバーがパーキングレンジまたはニュートラルレンジに入れられたことを検出したときに前記車両が停止状態であると判定する、請求項１に記載の加速度センサ信号処理装置。