JP7409541B1

JP7409541B1 - 指示装置及び指示方法

Info

Publication number: JP7409541B1
Application number: JP2023044117A
Authority: JP
Inventors: 聡今井; 貴之目黒
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2023-03-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2043-03-20

Abstract

【課題】加速度の解析精度の向上及びセンサの消費電力の低減を両立させる。【解決手段】指示装置４は、車両の車輪に設けられて車輪の加速度を検出して無線通信で送信するセンサ３から加速度を受信する受信部４４１と、加速度が閾値以上である場合にはセンサ３が検出した加速度を第１周期で送信させて、加速度が閾値未満である場合にはセンサ３が検出した加速度を第１周期よりも長い第２周期で送信させる指示部４４２と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、センサの送信タイミングを指示する指示装置及び指示方法に関する。

車輪に関する情報を取得する技術が知られている。特許文献１には、車輪に設けられたセンサが、所定の周期で検出した加速度を無線通信で送信する技術が開示されている。

特開２０１６－１４４９６１号公報

加速度を用いた解析精度を高めるためには周期を短くして単位時間あたりの加速度の検出と送信の回数を増加させるのが望ましい。しかし、単位時間あたりの加速度の検出と送信の回数を増加させるとセンサの消費電力が大きくなってしまう。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、加速度の解析精度の向上及びセンサの消費電力の低減を両立させることを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両の車輪に設けられて前記車輪の加速度を検出して無線通信で送信するセンサから前記加速度を受信する受信部と、前記加速度が閾値以上である場合には前記センサが検出した前記加速度を第１周期で送信させ、前記加速度が前記閾値未満である場合には前記センサが検出した前記加速度を前記第１周期よりも長い第２周期で送信させる指示部と、を有する指示装置を提供する。

前記センサから前記第１周期で送信された車軸方向の前記加速度に基づいて前記車輪が脱輪するか否かを判定する判定部を有してもよい。

前記指示部は、前記第２周期で送信させた前記加速度が前記閾値以上の場合に、前記センサが検出した前記加速度を前記第１周期で送信させてもよい。

前記指示部は、前記車輪が脱輪しないと判定された場合、前記センサが検出した前記加速度を前記第２周期で送信させてもよい。

前記指示部は、前記車輪が装着された場合には、前記車輪が装着されてから所定時間が経過するまでの間、前記加速度が前記閾値未満であっても前記第１周期で前記センサが検出した前記加速度を送信させてもよい。

前記指示部は、前記車両の複数の前記車輪の各々に設けられた前記センサのうちの前記閾値以上の前記加速度を送信した前記センサに前記第１周期で前記加速度を送信させ、複数の前記センサのうちの前記閾値未満の前記加速度を送信した前記センサに前記第２周期で前記加速度を送信させてもよい。

本発明の第２の態様においては、車両に搭載されたコンピュータが実行する、車両の車輪に設けられて前記車輪の加速度を検出して無線通信で送信するセンサが検出した前記加速度が閾値以上である場合には前記センサが検出した前記加速度を第１周期で送信させるステップと、前記加速度が前記閾値未満である場合には前記センサが検出した前記加速度を前記第１周期よりも長い第２周期で送信させるステップと、前記センサが前記第１周期又は前記第２周期で送信した前記加速度を受信するステップと、を有する指示方法を提供する。

本発明によれば、加速度の解析精度の向上及びセンサの消費電力の低減を両立させるという効果を奏する。

指示システムを説明するための図である。車輪にかかる加速度を説明するための図である。指示装置の構成を説明するための図である。指示装置が実行する脱輪するか否かを判定する処理の一例を示すフローチャートである。

［指示システムＳの構成］
図１は、指示システムＳを説明するための図である。指示システムＳは、車両１の車輪２に設けられたセンサ３が加速度を検出する周期を指示するシステムである。指示システムＳは、センサ３及び指示装置４を含む。センサ３は、車輪２のホイール２１に設けられている。具体的には、センサ３は、左前輪のホイール２１、左後輪のホイール２１、右前輪のホイール及び右後輪のホイールに設けられている。

センサ３は、車輪２の加速度を検出する加速度センサである。図２は、車輪２にかかる加速度を説明するための図である。センサ３は、車輪２の車軸方向Ｘの加速度と、半径方向Ｙの加速度と、車軸方向Ｘ及び半径方向Ｙに垂直な円周方向Ｚの加速度とを検出する。

センサ３は、指示装置４と通信するための無線通信モジュールを有する。センサ３は、指示装置４から加速度を検出する周期の指示を無線通信で受信する。センサ３は、指示装置４から指示された周期で加速度を検出する。センサ３は、検出した加速度を指示装置４に無線通信で送信する。具体的には、センサ３は、指示された周期で加速度を検出する毎に指示装置４に検出した加速度を送信する。つまり、センサ３は、指示装置４から指示された周期で加速度を検出して送信する。

センサ３は、電池を内蔵しており、電池の電力で動作する。センサ３に内蔵された電池は、例えばリチウムイオン電池又はアルカリ電池であるが、これに限定するものではない。センサ３は、内蔵された電池の電力を全て消費するまで加速度を検出して送信する。

ところで、加速度を用いて車輪２が脱輪するか否かを判定することができる。加速度を用いて車輪２が脱輪するか否かを判定する場合、多くの数の加速度を用いて判定する方が、少ない数の加速度を用いて判定するよりも判定精度を向上させることができる。したがって、判定精度を上げるためには、単位時間あたりの加速度の送信回数を増やすことが望ましい。しかし、単位時間あたりの加速度の送信回数を常に増加させているとセンサ３の消費電力が大きくなってしまう。

そこで、指示装置４は、車輪２が脱輪する蓋然性が高い場合にはセンサ３が加速度を検出して送信する周期を短くして、車輪２が脱輪する蓋然性が低い場合にはセンサ３が加速度を検出して送信する周期を長くする。これにより、指示装置４は、加速度を用いた車輪２の脱輪判定の精度の向上及びセンサ３の消費電力の低減を両立させる。以下、図３を参照しながら指示装置４の構成を説明する。

図３は、指示装置４の構成を説明するための図である。指示装置４は、通信部４１、報知部４２、記憶部４３及び制御部４４を有する。通信部４１は、無線通信で情報を送受信するための無線通信モジュールである。通信部４１とセンサ３は、無線通信で通信することができる。通信部４１とセンサ３が無線通信する周波数は、例えば３１５ＭＨｚであるが、これに限定するものではない。

報知部４２は、車両１のユーザに情報を報知する。例えば、報知部４２は、ディスプレイを有し、文字情報及び画像情報の少なくともいずれかをディスプレイに表示させる。また、報知部４２は、スピーカを有していてもよく、情報を示すメッセージをスピーカに出力させる。

記憶部４３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部４３は、制御部４４が実行するプログラムを記憶する。

制御部４４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部４４は、記憶部４３に記憶されたプログラムを実行することにより、受信部４４１、指示部４４２、判定部４４３及び報知制御部４４４としての機能を実現する。

受信部４４１は、通信部４１を介した無線通信でセンサ３から加速度を受信する。具体的には、受信部４４１は、指示部４４２が指示した周期で送信された加速度をセンサ３から受信する。受信部４４１は、受信した加速度を指示部４４２と判定部４４３に通知する。

指示部４４２は、センサ３が加速度を検出して送信する周期を、通信部４１を介した無線通信で通知する。例えば、指示部４４２は、センサ３に加速度を送信させる第１周期又は第２周期を通知することで、センサ３に加速度を第１周期又は第２周期で送信させる。第１周期は、加速度を用いた車輪２が脱輪するか否かの判定に適した周期として定められている。第１周期の具体的な値は、例えば８．３ミリ秒（１２０Ｈｚ）であるが、これに限定するものではない。第２周期は、第１周期よりも長い。第２周期は、異常な加速度を検出するための周期であって、具体的な値は、例えば１０秒（０．１Ｈｚ）であるが、これに限定するものではない。

指示部４４２は、受信部４４１が受信した加速度が閾値未満である場合にはセンサ３が検出した加速度を第２周期で送信させる。具体的には、指示部４４２は、受信された加速度が閾値未満である間、センサ３に第２周期を通知して加速度を第２周期で送信させる。閾値は、検出された加速度が異常な値であるか否かを判定するための値である。例えば、指示部４４２は、加速度の移動標準偏差に応じた閾値を決定する。また、指示部４４２は、現時点から所定時間前の間に検出された加速度の平均値と係数の積を閾値としてもよい。所定時間は適宜定めればよく、例えば１分であるが、これに限定するものではない。係数は、車輪２の仕様に応じて適宜定めればよい。これにより、指示部４４２は、異常な加速度が検出されておらず車輪２が脱輪する蓋然性が低い場合には、センサ３に第２周期で加速度を送信させことでセンサ３の消費電力を低減できる。

指示部４４２は、第２周期で送信させた加速度が閾値以上の場合には、センサ３に加速度を送信させる周期を第２周期から第１周期に変更して、センサ３に加速度を第１周期で送信させる。つまり、指示部４４２は、異常な値の加速度が検出されて車輪２が脱輪する蓋然性が高くなった場合には、加速度を用いた車輪２の脱輪判定に適した第１周期でセンサ３に加速度を送信させることができる。

判定部４４３は、センサ３から第１周期で送信された加速度に基づいて車輪２が脱輪するか否かを判定する。例えば、判定部４４３は、所定期間内に第１周期で送信された車軸方向Ｘの加速度の統計量に基づいて車輪２が脱輪するか否かを判定する。所定期間は、実験などにより適宜定めればよく、所定期間の具体的な値は例えば１分であるが、これに限らない。加速度の統計量は、所定期間内の加速度の平均値、中央値、最頻値又は積算値である。判定部４４３は、所定期間内に取得された車軸方向Ｘの複数の加速度の統計量が判定閾値以上の場合には車輪２が脱輪すると判定する。判定部４４３は、加速度の統計量が判定閾値未満の場合には車輪２が脱輪しないと判定する。加速度の統計量では路面からのノイズの影響が低減されるので、判定部４４３は、加速度の統計量に基づいて脱輪するか否かを判定することにより判定精度を向上できる。

指示部４４２は、車輪２が脱輪しないと判定された場合、センサ３に加速度を送信させる周期を第１周期から第２周期に変更して、センサ３が検出した加速度を第２周期で送信させる。このように、指示部４４２は、脱輪する蓋然性が低い場合にはセンサ３が加速度を送信する周期を第１周期よりも長い第２周期にするので、センサ３の消費電力を低減できる。

指示部４４２は、車輪２が脱輪しないと判定された後、再度加速度が閾値以上になった場合には、加速度を第１周期で送信させる。これにより、指示部４４２は、脱輪する蓋然性が高くなったら、センサ３が加速度を送信する周期を第２周期よりも短い第１周期にすることで、判定部４４３が脱輪するか否かを判定する精度を向上できる。

ところで、車輪２は、車両１の車軸に装着される際に車輪２のホイール２１を車軸に締結する力として定められた力よりも弱い力で装着されてしまうことがある。つまり、車輪２は、車両１に適切に装着されていないことがあり、車輪２が車両１に装着された直後に脱輪しやすい。

そこで、指示部４４２は、車両１に車輪２が装着された場合には、車輪２が装着された後、車両１が走行を開始してから所定時間が経過するまでの間、加速度が閾値未満であっても第１周期でセンサ３が検出した加速度を送信させる。所定時間は、脱輪の蓋然性が高くなる期間として実験や過去の統計データなどにより適宜定めればよく、所定期間の具体的な値は例えば１０分であるが、これに限らない。判定部４４３は、車輪２が装着されてから所定時間が経過するまでの間に検出された加速度の統計量に基づいて車輪２が脱輪するか否かを判定する。判定部４４３は、第２周期よりも短い第１周期で検出された加速度に基づいて脱輪するか否かを判定するので、判定精度を向上できる。

指示部４４２は、車両１が走行を開始してから所定時間が経過した後に車輪２が脱輪しないと判定された場合、センサ３が検出した加速度を第２周期で送信させる。これにより、指示部４４２は、車輪２が装着された直後の脱輪する蓋然性が高い期間では第１周期で加速度を送信させることで脱輪するか否かの判定精度を向上できる。また、指示部４４２は、脱輪する蓋然性が高い期間が経過した後に車輪２が脱輪しないと判定されたら第１周期よりも長い第２周期で加速度を送信させることでセンサ３の消費電力を低減できる。

指示部４４２は、閾値以上の加速度を送信したセンサ３に第１周期で加速度を送信させ、閾値未満の加速度を送信したセンサ３に第２周期で加速度を送信させてもよい。これにより、指示部４４２は、異常な値を検出したセンサ３が設けられている車輪２が脱輪するか否かの判定精度を向上でき、異常な値を検出していないセンサ３の消費電力を低減できる。

判定部４４３は、半径方向Ｙ及び円周方向Ｚのセンサ３が第１周期で検出した加速度に基づいて路面状態を判定してもよい。例えば、判定部４４３は、所定期間内に第１周期で検出された半径方向Ｙ及び円周方向Ｚの加速度から鉛直方向の加速度を算出し、算出した鉛直方向の加速度の統計量が所定の値未満であれば路面状態が舗装路であると判定する。判定部４４３は、第１周期で検出された各車輪２の加速度の統計量が全て所定の値以上であれば路面状態が未舗装道路であると判定する。これにより、判定部４４３は、例えば、舗装路を走行している際に、車輪２が路面の凸部や異物を踏んでしまって閾値以上の異常な加速度を検出した場合に未舗装道路であると誤判定することを抑制できる。

報知制御部４４４は、車輪２が脱輪すると判定されたら、車輪２が脱輪することを報知する。例えば、報知制御部４４４は、報知部４２に脱輪すること示す文字情報や画像情報をディスプレイに表示させる。また、報知制御部４４４は、脱輪することを示すメッセージを報知部４２のスピーカに出力させる。

［脱輪するか否かを判定する処理］
図４は、指示装置４が実行する脱輪するか否かを判定する処理の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、車両１が始動している間、繰り返し実行される。

指示部４４２は、センサ３に第２周期で加速度を送信させる（ステップＳ１）。例えば、指示部４４２は、第２周期で加速度を検出して送信させる指示をセンサ３に通知する。センサ３は、指示装置４の指示部４４２から通知された第２周期で加速度を検出して指示装置４に無線通信で送信する。受信部４４１は、無線通信でセンサ３から第２周期で送信された加速度を受信する（ステップＳ２）。

指示部４４２は、受信された加速度が閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３）。指示部４４２は、受信された加速度が閾値未満の場合（ステップＳ３でＮｏ）、ステップＳ１に戻って、センサ３に第２周期で加速度を検出させる。

指示部４４２は、受信された加速度が閾値以上の場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、センサ３に第１周期で加速度を検出させる（ステップＳ４）。例えば、指示部４４２は、第１周期で加速度を検出して送信させる指示をセンサ３に通知する。センサ３は、第１周期で加速度を検出して指示装置４に無線通信で送信する。受信部４４１は、無線通信でセンサ３から第１周期で送信された加速度を受信する（ステップＳ５）。

判定部４４３は、第１周期で検出された加速度が判定閾値以上か否かを判定する（ステップＳ６）。指示部４４２は、第１周期で検出された加速度が判定閾値未満であると判定部４４３が判定した場合（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ１に戻って、センサ３に第２周期で加速度を送信させる。判定部４４３は、第１周期で検出された加速度が判定閾値以上の場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、車輪２が脱輪すると判定する。報知制御部４４４は、車輪２が脱輪すると判定された場合、車輪２が脱輪することを報知する（ステップＳ７）。例えば、報知制御部４４４は、報知部４２に脱輪すること示す文字情報や画像情報をディスプレイに表示させる。

（変形例）
なお、報知制御部４４４は、車輪２が脱輪することを示す情報を、通信部４１を介して、ネットワーク上に設けられたクラウドサーバに出力する機能を有してもよい。この場合、通信部４１は、例えばインターネットを介して、クラウドサーバと接続できる。クラウドサーバに設けられた車両１の管理装置は、車輪２が脱輪することを示す情報を受信した場合、あらかじめ定められた管理者に対して、異常が発生したことを報知する。また、管理装置は、車輪２が脱輪することを示す情報を記憶媒体に記録するものであってもよい。これにより、管理者が車両１に関する車両情報の１つとして、当該情報をモニタリングすることが可能となる。

［指示装置４の効果］
以上説明したとおり、指示装置４は、車両１の車輪２に設けられて車輪２の加速度を検出して無線通信で送信するセンサ３が検出した加速度が閾値以上である場合にはセンサ３が検出した加速度を第１周期で送信させる。また、指示装置４は、加速度が閾値未満である場合にはセンサ３が検出した加速度を第１周期よりも長い第２周期で送信させる。そして、指示装置４は、センサ３が第１周期又は第２周期で送信した加速度を受信する。

これにより、指示装置４は、検出された加速度が、例えば異常な加速度であるか否かを判定するための閾値以上の場合には、加速度を検出する周期を第１周期にすることで単位時間あたりの加速度の送信の回数を増加させて加速度を用いた車輪２の脱輪判定の精度を高められる。また、指示装置４は、検出された加速度が閾値未満の場合には、第１周期よりも短い第２周期で加速度を送信させることによりセンサ３の消費電力を低減できる。その結果、指示装置４は、加速度を用いた解析精度の向上及びセンサの消費電力の低減を両立させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

Ｓ指示システム
１車両
２車輪
２１ホイール
３センサ
４指示装置
４１通信部
４２報知部
４３記憶部
４４制御部
４４１受信部
４４２指示部
４４３判定部
４４４報知制御部

Claims

車両の車輪に設けられて前記車輪の加速度を検出して無線通信で送信するセンサから、第１周期又は前記第１周期よりも長い第２周期で送信された前記加速度を受信する受信部と、
前記第２周期で送信された前記加速度が、現時点から所定時間前の間に検出された前記加速度の平均値に応じた閾値以上である場合には、前記センサに前記第１周期を通知して、前記センサが検出した前記加速度を前記第１周期で送信させ、
前記第２周期で送信された前記加速度が前記閾値未満である間は、前記センサが検出した前記加速度を前記第２周期で送信させ続ける指示部と、
を有する指示装置。
前記センサから前記第１周期で送信され、かつ所定期間内に取得された車軸方向の前記加速度の統計量が判定閾値以上の場合、前記車輪が脱輪すると判定し、前記統計量が前記判定閾値未満の場合、前記車輪が脱輪しないと判定する判定部を有する、
請求項１に記載の指示装置。
前記指示部は、前記車輪が脱輪しないと判定された場合、前記センサが検出した前記加速度を前記第２周期で送信させる、
請求項２に記載の指示装置。
前記指示部は、
前記車両の複数の前記車輪の各々に設けられた前記センサのうちの前記閾値以上の前記加速度を送信した前記センサに前記第１周期で前記加速度を送信させ、
複数の前記センサのうちの前記閾値未満の前記加速度を送信した前記センサに前記第２周期で前記加速度を送信させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の指示装置。
車両に搭載されたコンピュータが実行する、
車両の車輪に設けられて前記車輪の加速度を検出して無線通信で送信するセンサが検出した前記加速度を、第１周期よりも長い第２周期で送信させるステップと、
前記センサから前記第２周期で送信された前記加速度を受信するステップと、
前記第２周期で送信された前記加速度が、現時点から所定時間前の間に検出された前記加速度の平均値に応じた閾値以上である場合には、前記センサに前記第１周期を通知して、前記センサが検出した前記加速度を前記第１周期で送信させるステップと、
前記センサが前記第１周期で送信した前記加速度を受信するステップと、
前記第２周期で送信された前記加速度が前記閾値未満である間は前記センサが検出した前記加速度を前記第２周期で送信させ続けるステップと、
を有する指示方法。