(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された状態で加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度を、設定された出力レンジの下での出力値として出力する加速度センサであって、
道路の傾斜の検出に適した出力レンジとその他の出力レンジとからなる互いに異なる複数の前記出力レンジを選択的に設定可能とされ、
車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、前記複数の出力レンジのうち、前記道路の傾斜の検出に適した出力レンジを動的に設定すること
を特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記加速度検出手段によって検出される加速度と前記出力値との対応関係を示す前記複数の出力レンジごとの変換マップと、
これら複数の出力レンジごとの変換マップのいずれか１つを選択し、選択された前記変換マップを用いて前記加速度検出手段によって検出された加速度の前記出力値への変換を行う変換手段と
を備え、
前記出力レンジの設定を、前記変換手段による前記変換マップの選択によって行うこと
を特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記複数の出力レンジのそれぞれを有する複数の前記加速度検出手段と、
これら複数の加速度検出手段のいずれか１つを、前記出力値の出力に用いるべき加速度検出手段として選択する選択手段と
を備え、
前記出力レンジの設定を、前記選択手段による前記加速度検出手段の選択によって行うこと
を特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、前記道路の傾斜の検出に適した出力レンジとして低レンジ側の所定の出力レンジを設定すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記車両の走行状態が前記車両の急加速または急減速を示す場合には、前記複数の出力レンジのうちの高レンジ側の所定の出力レンジを設定すること
を特徴とする請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記高レンジ側の所定の出力レンジをデフォルト設定すること
を特徴とする請求項５に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、道路の傾斜の検出に適した出力レンジとその他の出力レンジとからなる前記複数の出力レンジを所定の微小時間周期にしたがって交互に設定すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサに係り、特に、車両に搭載するのに好適な加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車載用のナビゲーション装置においては、加速度センサを搭載することによって、搭載された加速度センサの検出結果に基づいて、例えば、道路の傾斜や車両の移動にともなう加速度を検出することが行われていた。
【０００３】
より具体的には、検出軸が車両の進行方向を向いた加速度センサにおいては、次のＡ〜Ｃの各値のすべてが加算された値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の加速度が出力されるようになっていた。
Ａ：加速度センサユニットの車両への取り付け傾斜による重力加速度
Ｂ：道路の傾斜による重力加速度
Ｃ：車両の移動にともなう加速度
【０００４】
そして、この種の加速度センサによって道路の傾斜を検出する場合には、加速度センサの出力値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）から、既知のＡの値と、車速パルスから算出されたＣの値とを減じることによって、道路の傾斜をＢの算出値として検出することが可能であった。このようにして検出された道路の傾斜は、高速道路や高架道路の出入り判定等に活用されていた。
【０００５】
また、加速度センサによって車両の移動にともなう加速度を検出する場合には、Ｂの値とＣの値とを比較した場合にＣの値が圧倒的に大きい点を利用して、加速度センサの出力値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）から既知のＡの値を減じた算出値として車両の移動にともなう加速度を検出することが可能であった。このような車両の移動にともなう加速度の検出は、車速パルスを取ることができないＰＮＤ（Portable Navigation Device）に搭載される加速度センサにおいても可能であった。そして、このようにして検出された車両の移動にともなう加速度は、エコドライブ表示、運転警告または自車位置算出（加速度の積分値を距離に換算したものに基づいた算出）等に活用されていた。
【０００６】
なお、この種の車両に搭載される加速度センサに関する従来技術としては、これまでにも、例えば、特許文献１に示すような技術が提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６６７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述の手法（Ｂの値の算出）によって道路の傾斜を例えば０．２°ステップで高感度に検出するためには、以下の表１に示すように、２〜３ｍＧ程度の加速度差分を加速度センサによって検出できることが必要であった。
【０００９】
【表１】
0005520738.tif 000002
【００１０】
そして、このような高感度（微小）な傾斜の検出を、分解能が１０ｂｉｔの加速度センサによって実現しようとする場合には、出力レンジが±０．５Ｇの１０ｂｉｔ加速度センサによれば、１ＬＳＢ（least significant bit）あたり１ｍＧの検出感度となるため十分に実現可能であったが、出力レンジが±２Ｇの１０ｂｉｔ加速度センサの場合には、１ＬＳＢあたり４ｍＧの検出感度となるため実現不可能であった。
【００１１】
したがって、道路の傾斜の検出には、低レンジ（換言すれば、狭レンジ）の加速度センサを用いることが有利であると言える。
【００１２】
しかるに、出力レンジが±０．５Ｇの１０ｂｉｔ加速度センサの場合であっても、車両が急加速または急減速した場合には、前述したＣの値が大きくなり、これにＡの値も手伝って、加速度センサの出力値（Ａ+Ｂ+Ｃ）がレンジを振り切ってしまう場合があった。このような場合には、前述の手法（Ｂの値の算出）によって道路の傾斜を検出しようとしても、Ａ＋Ｂ＋Ｃの値が不正確であるため、正確なＢの値を算出することができず、却って傾斜の検出に支障を来たす結果となっていた。
【００１３】
ここで、図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ出力レンジが±２Ｇ、±０．５Ｇの１０ｂｉｔ加速度センサの検出結果（縦軸の値）を示している。なお、両図において、出力レンジ以外の検出条件は同一であり、前述したＡの値はともに−０．２５Ｇ（１５°）とされている。図１０（ａ）、（ｂ）によれば、低レンジの加速度センサの方が微小な傾斜の検出に有利であるが、急加速または急減速によるレンジの振り切れが発生してしまうことが分かる。
【００１４】
この点、特許文献１によれば、加速度センサによって検出された加速度の大きさに応じて使用する出力レンジ（出力特性）を切り替えることができる。
【００１５】
しかしながら、特許文献１においては、車両の現在位置や走行状態との関係から出力レンジを切り替えるべきことが明らかな場面においても、検出された加速度の値が閾値を超えるか否かを判定してはじめて当該加速度に応じた出力レンジに切り替えるため、道路の傾斜を迅速に検出することが困難であるといった問題が生じていた。
【００１６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、迅速かつ正確な道路の傾斜の検出に利用することができる加速度センサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した目的を達成するため、本発明に係る加速度センサは、車両に搭載された状態で加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記加速度検出手段によって検出された前記加速度を、設定された出力レンジの下での出力値として出力する加速度センサであって、道路の傾斜の検出に適した出力レンジとその他の出力レンジとからなる互いに異なる複数の前記出力レンジを選択的に設定可能とされ、車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、前記複数の出力レンジのうち、前記道路の傾斜の検出に適した出力レンジを動的に設定することを特徴としている。このような構成によれば、車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、前記複数の出力レンジのうち、前記道路の傾斜の検出に適した出力レンジを、動的に設定することができるので、道路の傾斜の検出に適した出力レンジを迅速に設定することができる。
【００１８】
また、前記加速度検出手段によって検出される加速度と前記出力値との対応関係を示す前記複数の出力レンジごとの変換マップと、これら複数の出力レンジごとの変換マップのいずれか１つを選択し、選択された前記変換マップを用いて前記加速度検出手段によって検出された加速度の前記出力値への変換を行う変換手段とを備え、前記出力レンジの設定を、前記変換手段による前記変換マップの選択によって行うようにしてもよい。このような構成によれば、出力レンジが可変とされたデジタル出力方式の加速度センサに有効に適用することができる。
【００１９】
さらに、前記複数の出力レンジのそれぞれを有する複数の前記加速度検出手段と、これら複数の加速度検出手段のいずれか１つを、前記出力値の出力に用いるべき加速度検出手段として選択する選択手段とを備え、前記出力レンジの設定を、前記選択手段による前記加速度検出手段の選択によって行うようにしてもよい。このような構成によれば、出力レンジが固定されたアナログ出力方式の加速度センサに有効に適用することができる。
【００２０】
さらにまた、前記車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、前記道路の傾斜の検出に適した出力レンジとして低レンジ側の所定の出力レンジを設定することが望ましい。このような構成によれば、道路の傾斜を検出すべき区間において傾斜を高精度に検出することができる。
【００２１】
また、前記車両の走行状態が前記車両の急加速または急減速を示す場合には、前記複数の出力レンジのうちの高レンジ側の所定の出力レンジを設定することが望ましい。このような構成によれば、急加速または急減速が行われる区間においても、加速度検出手段の検出結果が出力レンジを振り切ることを防止してある程度は正確な道路の傾斜を検出することができる。
【００２２】
さらにまた、前記高レンジ側の所定の出力レンジをデフォルト設定してもよい。このような構成によれば、高レンジ側の所定の出力レンジをデフォルト設定しておき、車両が道路の傾斜を検出すべき区間を走行するようになった場合には、低レンジ側の所定の出力レンジに切り替えることができ、また、当該区間を走行中の場合においても、急加速や急減速が行われた場合には、出力レンジをデフォルト値に戻すことができる。
【００２３】
また、前記車両の現在位置が道路の傾斜を検出すべき区間に該当する場合には、道路の傾斜の検出に適した出力レンジとその他の出力レンジとからなる前記複数の出力レンジを所定の微小時間周期にしたがって交互に設定してもよい。このような構成によれば、道路の傾斜を検出すべき区間において傾斜をある程度高精度に検出することができるとともに、当該区間における急加速や急減速に柔軟に対応した傾斜検出を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、迅速かつ正確な道路の傾斜の検出に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る加速度センサの第１実施形態において、ナビゲーション装置を示すブロック図
【図２】本発明に係る加速度センサの第１実施形態を示すブロック図
【図３】本発明に係る加速度センサの第１実施形態において、低レンジ用信号変換マップの出力特性を示すグラフ
【図４】本発明に係る加速度センサの第１実施形態において、高レンジ用信号変換マップの出力特性を示すグラフ
【図５】本発明に係る加速度センサの第１実施形態において、加速度レンジ切り替えテーブルを示す概念図
【図６】本発明に係る加速度センサの第１実施形態を示すフローチャート
【図７】本発明に係る加速度センサの第２実施形態を示すブロック図
【図８】本発明に係る加速度センサの第２実施形態において、低加速度検出部の出力特性を示すグラフ
【図９】本発明に係る加速度センサの第２実施形態において、高加速度検出部の出力特性を示すグラフ
【図１０】加速度センサの出力特性を、高レンジ（ａ）および低レンジ（ｂ）の双方において示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る加速度センサの第１実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態における加速度センサ１は、車載用のナビゲーション装置２に搭載されている。
【００２８】
図１に示すように、ナビゲーション装置２は、例えばハードディスクドライブやＤＶＤドライブからなる地図データ記憶部３を有しており、この地図データ記憶部３には、地図データが記憶されている。この地図データは、道路データフレーム、背景データフレーム、名称データフレーム、経路誘導データフレーム、経路計算データフレームおよび地点情報フレーム等の各種の物理データフレームによって構成されている。
【００２９】
ここで、道路データフレームは、道路地図の表示等に用いられるようになっており、この道路データフレームには、リンク端またはリンク上の形状変化点を示すノードの二次元座標、他のリンクとの接続関係を示すノード・リンク接続情報、ノード付加情報（リンクＩＤ、幅員・車線情報、道路名称等）、標高情報および通行規制情報等が格納されている。
【００３０】
また、背景データフレームは、背景地図の表示等に用いられるようになっており、この背景データフレームには、図形（線または面）の形状を表現するための表示クラス（建物、公園、河川等）ごとにまとめられた要素点座標情報（始点座標、オフセット座標）が格納されている。
【００３１】
さらに、名称データフレームは、地図上への文字列の表示等に用いられるようになっており、この名称データフレームには、表示クラスごとにまとめられた名称データレコードが格納されている。
【００３２】
さらにまた、経路誘導データフレームは、経路誘導に用いられるようになっており、この経路誘導データフレームには、交差点名称、道路名称および方面名称等からなる誘導データ、誘導データと関連した実体の表示文字、発音文字、アクセント情報、誘導データと関連した実体を描画するための形状、案内のために交差点の進入方向に応じた画像を描画するための実データ等が格納されている。
【００３３】
また、経路計算データフレームは、目的地までの最適経路の計算に用いられるようになっており、この経路計算データフレームには、道路種別ごとにまとめられたランクの単位でノードデータ、リンクレコード、規制レコード、リンク間コストレコード、リンクＩＤ、リンク自身のコスト、上位のノードおよびリンクを特定する情報、ノード座標等が格納されている。
【００３４】
さらに、地点情報フレームは、目的地や経由地の候補となる地点の検索や、地図上へのＰＯＩ（Points Of Interests）のアイコン（換言すれば、ランドマーク）の表示等に用いられるようになっており、この地点情報フレームには、地点の名称、住所、郵便番号、電話番号、種別およびＰＯＩのアイコン等が格納されている。
【００３５】
また、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、地図読出制御部４、地図データ読取装置５および地図バッファ６を有している。ここで、地図データ読取装置５は、地図読出制御部４による読み出し指令に応じた地図データを地図データ記憶部３から読み出し、読み出された地図データを地図バッファ６に一時的に保存するようになっている。
【００３６】
さらに、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、ＧＰＳレシーバ７、車速パルス取得部８、ジャイロセンサ１０および自車位置計算部１１を有している。ここで、ＧＰＳレシーバ７は、ＧＰＳ衛星から逐次配信される軌道および時刻に関するＧＰＳ情報を受信し、受信されたＧＰＳ情報を自車位置計算部１１に入力するようになっている。また、車速パルス取得部８は、車両から車速パルスを取得し、取得された車速パルスを自車位置計算部１１に入力するようになっている。さらに、ジャイロセンサ１０は、自車の角速度や自車方位を検出し、検出結果を自車位置計算部１１に入力するようになっている。そして、自車位置計算部１１は、ＧＰＳレシーバ７から入力されたＧＰＳ情報を用いて車両の現在位置としての自車位置を絶対座標として算出する衛星航法を行うようになっている。また、自車位置計算部１１は、車速パルス８およびジャイロセンサ１０からの入力情報を用いて、自車位置を前回の測位位置からの相対的な変化分として算出する自律航法を行うようになっている。また、自車位置計算部１１は、地図読出制御部４に、電波航法または自律航法によって算出された自車位置の周辺の地図データの読出指令を出力させ、この読出指令によって読み出された地図データを地図バッファ６から取得するようになっている。さらに、自車位置計算部１１は、このようにして取得された地図データに基づいて、電波航法または自律航法によって算出された自車位置を、地図データにおける該当する道路上の位置に整合させるマップマッチング処理を行うようになっている。そして、自車位置計算部１１は、マップマッチング処理が適正に行われた場合には、マップマッチング処理後の自車位置を最終的な算出結果とするようになっている。
【００３７】
さらにまた、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、地図描画部１２、ＶＲＡＭ１４、画像合成部１５および表示部１６を有している。ここで、地図描画部１２は、地図バッファ６に保存された自車位置の周辺の地図データに基づいて、自車位置の周辺の地図を表示するための地図描画データを生成するようになっている。そして、地図描画部１２は、生成された地図描画データをＶＲＡＭ１４に一時的に格納するようになっている。そして、ＶＲＡＭ１４に格納された地図描画データは、画像合成部１５において必要に応じて他の画像データと合成された上で、表示部１６において地図として表示されるようになっている。
【００３８】
また、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、操作部１７、入力処理部１８、操作画面発生部１９、経路計算部２０、経路データ作成処理部２１、経路メモリ２２および経路表示処理部２３を有している。ここで、操作部１７は、目的地の設定操作、経路計算条件の設定操作および誘導経路の決定操作等の種々の操作を行うことが可能とされている。この操作部１７は、リモコン、タッチパネルまたは音声入力用のマイクロホン等であってもよい。このような操作部１７の操作は、操作画面発生部１９によって表示部１６に表示される各種の操作画面を用いて行うことが可能とされている。また、入力処理部１８は、操作部１７の操作にしたがった入力処理を行うようになっている。さらに、経路計算部２０は、操作部１７および入力処理部１８によって目的地の設定が行われた場合には、自車位置計算部１１によって算出された自車位置から目的地までの経路計算条件にしたがった最適経路を計算するようになっている。この最適経路の計算には、地図読出制御部４を介して地図データ記憶部３から読み出された地図データが用いられるようになっている。さらにまた、経路データ作成処理部２１は、経路計算部２０によって算出された最適経路を示す経路データを作成し、作成された経路データを経路メモリ２２に格納するようになっている。また、経路表示処理部２３は、経路メモリ２２に格納された経路データを、ＶＲＡＭ１４および画像合成部１５を介して表示部１６に表示するようになっている。このとき、経路表示処理部２３は、算出された最適経路を誘導経路の候補として表示するようになっている。
【００３９】
さらに、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、案内データ作成処理部２４および音声出力部２５を有している。ここで、案内データ作成処理部２４は、経路表示処理部２３によって提示された最適経路が操作部１７の操作によって誘導経路として決定された場合には、決定された誘導経路にしたがった経路誘導を行うための案内データを作成するようになっている。この案内データの作成には、経路メモリ２２に格納された経路データが用いられるようになっている。そして、案内データ作成処理部２４は、作成された案内データを用いて経路誘導を行うようになっている。この経路誘導においては、具体的には、表示部１６への交差点拡大図の表示や、音声出力部２５を介した交差点右左折案内等が行われる。
【００４０】
さらにまた、ナビゲーション装置２には、加速度センサ１の出力値を利用するための構成が備えられている。
【００４１】
すなわち、本実施形態において、自車位置計算部１１は、車両が高速道路または高架道路の入口もしくはその手前に該当する進入判定開始地点に到達した場合には、この後に自車位置を高速／高架道路上にマッチングさせるべきか、あるいは、その下を通る道路上にマッチングさせるべきかを判断するために、車両が高速／高架道路に進入したか否かの進入判定を開始するようになっている。そして、自車位置計算部１１は、このような進入判定を行うために、加速度センサ１の出力値から、公知の計算方法によって道路の傾斜を算出するようになっている。このとき、前述のように、加速度センサ１の出力値から、既知の加速度センサ１の取り付け傾斜による重力加速度（Ａの値）と車両の移動にともなう加速度（Ｃの値）とを減じることによって傾斜（Ｂの値）を算出してもよい。そして、自車位置計算部１１は、このようにして算出された傾斜が、進入判定開始地点から進入判定終了地点までの所定の進入判定区間に亘って閾値以上となった場合には、進入判定の判定結果を車両が高速／高架道路に進入した旨の肯定的なものとし、これ以後の自車位置を高速／高架道路上にマッチングさせるようになっている。一方、自車位置計算部１１は、算出された傾斜が進入判定区間において閾値未満となった場合には、進入判定の判定結果を車両が高速／高架道路に進入しなかった旨の否定的なものとし、これ以後の自車位置を高速／高架道路の下を通る道路上にマッチングさせるようになっている。
【００４２】
また、自車位置計算部１１は、自車位置が高速／高架道路上にマッチングされた後に、車両が高速／高架道路の出口もしくはその手前に該当する脱出判定開始地点に到達した場合には、この後に自車位置を引き続き高速／高架道路上にマッチングさせるべきか、あるいは、その下を通る道路上にマッチングさせるべきかを判断するために、車両が高速／高架道路から脱出したか否かの脱出判定を開始するようになっている。そして、自車位置計算部１１は、脱出判定を行うために、加速度センサ１の出力値から進入判定のときと同様の手法によって道路の傾斜を算出するようになっている。そして、自車位置計算部１１は、算出された傾斜が脱出判定開始地点から脱出判定終了地点までの所定の脱出判定区間に亘って閾値以上となった場合には、脱出判定の判定結果を車両が高速／高架道路から脱出した旨の肯定的なものとし、これ以後の自車位置を高速／高架道路の下を通る道路上にマッチングさせるようになっている。一方、自車位置計算部１１は、算出された傾斜が脱出判定区間において閾値未満となった場合には、脱出判定の判定結果を車両が高速／高架道路を脱出しなかった旨の否定的なものとし、これ以後の自車位置を引き続き高速／高架道路上にマッチングさせるようになっている。
【００４３】
なお、以上の進入／脱出判定の判定基準は、一般道から降りるようにして高速道路に進入する場所や、高速道路から昇るようにして一般道へと脱出するような場所においても適用することができる。ただし、その場合には、傾斜の正負は前述の判定基準の場合とは逆転することになる。
【００４４】
さらに、図１に示すように、ナビゲーション装置２は、危険運転判定部２７および危険運転画面・音声発生部２８を有している。ここで、危険運転判定部２７は、車両の危険な運転が行われたか否かの危険運転判定を行うようになっている。このような危険運転判定を行うために、危険運転判定部２７は、まず、加速度センサ１の出力値から、既知の加速度センサ１の取り付け傾斜による重力加速度（Ａの値）を減じることによって、危険運転判定用の加速度を算出するようになっている。そして、危険運転判定部２７は、算出された危険運転判定用の加速度が閾値を超えた場合には、危険な運転が行われた旨の肯定的な判定結果を出力し、一方、当該加速度が閾値以下となった場合には、危険な運転が行われなかった旨の否定的な判定結果を出力するようになっている。なお、危険運転判定において肯定的な判定結果が得られる場合の危険運転用判定用の加速度は、車両の移動にともなう加速度（Ｃの値）が占める割合が極めて大きく、傾斜に相当する値（Ｂの値）は無視できるほど小さい。そして、危険運転画面・音声発生部２８は、危険運転判定部２７によって肯定的な判定結果が出力された場合には、危険運転を通知するための画面および音声を発生して、それぞれを表示部１６および音声出力部２５を介して出力するようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態における加速度センサ１の具体的な構成について説明する。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態における加速度センサ１は、大別して、加速度検出手段としての単一の加速度検出部３０と制御部３１とによって構成されている。また、本実施形態における加速度センサ１は、デジタル出力方式（デジタルインターフェース）の加速度センサとされている。なお、加速センサ１は、検出軸が車両の進行方向に沿った進行方向前方を正としたものであってもよい。
【００４７】
ここで、加速度検出部３０は、前述した加速度センサ１の取り付け傾斜による重力加速度（Ａの値）、道路の傾斜による重力加速度（Ｂの値）および車両の移動にともなう加速度（Ｃの値）が加算された加速度を検出するようになっている。そして、加速度検出部３０は、検出結果を所定の出力特性（加速度−出力電圧特性）にしたがった出力電圧（デジタル値）として制御部３１に出力するようになっている。
【００４８】
また、制御部３１は、加速度検出部３０の検出結果を、設定された出力レンジの下での出力値として、自車位置計算部１１および危険運転判定部２７にそれぞれ出力するようになっている。
【００４９】
さらに、制御部３１は、互いに異なる複数の出力レンジを選択的に設定可能とされているとともに、複数の出力レンジのうち、車両の現在位置および車両の走行状態に応じた出力レンジを動的に（当該現在位置および走行状態の変化に応じて可変に）設定するようになっている。
【００５０】
より具体的には、図２に示すように、制御部３１は、変換手段としての信号変換部３２と、複数の出力レンジごとの変換マップとしての低レンジ用信号変換マップ３３および高レンジ用信号変換マップ３４とを有している。これらの変換マップ３３，３４は、メモリに記憶させておけばよい。
【００５１】
信号変換部３２は、２つの変換マップ３３，３４のいずれか１つを選択するようになっており、これによって、選択された変換マップ３３，３４に該当する出力レンジが設定されるようになっている。
【００５２】
そして、信号変換部３２は、選択された１つの変換マップ３３，３４を用いて加速度検出部３０の検出結果を出力値に変換する信号変換処理を行い、この信号変換処理によって取得された出力値を、前述のように自車位置計算部１１および危険運転判定部２７にそれぞれ出力するようになっている。
【００５３】
ここで、低レンジ用信号変換マップ３３は、図３に示すように、±０．５Ｇの比較的低い（狭い）出力レンジに亘る加速度（横軸）と、この加速度に対応する変換値（縦軸）との対応関係（比例関係）を示す情報とされている。なお、図３は、変換値が０〜１０２３の各整数値からなる１０ｂｉｔ加速度センサに対応した特性を示している。このような低レンジ用信号変換マップ３３を用いて信号変換処理を行った場合には、−０．５Ｇ〜+０．５Ｇの出力レンジ内の加速度が、０〜１０２３のいずれかの数値（変換値）に変換されて出力値として出力されることになる。すなわち、低レンジ用信号変換マップ３３を用いる場合には、加速度検出部３０の検出結果が、±０．５Ｇの出力レンジの下での出力値として出力されることになる。
【００５４】
一方、高レンジ用信号変換マップ３４は、図４に示すように、±２Ｇの比較的高い（広い）出力レンジに亘る加速度（横軸）と、この加速度に対応する変換値（縦軸）との対応関係（比例関係）を示す情報とされている。図４も、図３と同様に、変換値が０〜１０２３の各整数値からなる１０ｂｉｔ加速度センサに対応した特性を示している。このような高レンジ用信号変換マップ３４を用いて信号変換処理を行った場合には、−２Ｇ〜+２Ｇの出力レンジ内の加速度が、０〜１０２３のいずれかの数値（変換値）に変換されて出力値として出力されることになる。すなわち、高レンジ用信号変換マップ３４を用いる場合には、加速度検出部３０の検出結果が、±２Ｇの出力レンジの下での出力値として出力されることになる。
【００５５】
本実施形態において、信号変換部３２は、高レンジ用号変換マップ３４をデフォルト選択することによって、高レンジ側の所定の出力レンジとしての±２Ｇをデフォルト設定するようになっている。このような±２Ｇの出力レンジにおいては、車両の急加速や急減速によって加速度検出部３０の検出結果が大きくなった場合であっても、高い出力レンジ（±２Ｇ）によって加速度検出部３０の検出結果を十分にカバーすることができ、出力値が出力レンジを振り切ることを防止することができる。
【００５６】
さらに、信号変換部３２は、デフォルト値（±２Ｇ）から低レンジ値（±０．５Ｇ）への出力レンジの切り替えを開始すべきレンジ切り替え開始地点に車両が到達したこと、また、当該切り替えを終了すべきレンジ切り替え終了地点に車両が到達したことを、それぞれ自車位置計算部１１から入力される測定レンジ信号によって検知するようになっている。測定レンジ信号は、レンジ切り替え開始地点への車両の到達時およびレンジ切り替え終了地点への車両の到達時に自車位置計算部１１が信号変換部３２に入力するように構成すればよい。このとき、レンジ切り替え開始地点であるか、または、レンジ切り替え終了地点であるかに応じて、測定レンジ信号の内容を異ならせてよいことは勿論である。
【００５７】
ここで、切り替え開始地点は、前述した進入判定開始地点および脱出判定開始地点に相当し、切り替え終了地点は、前述した進入判定終了地点および脱出判定終了地点に相当する。
【００５８】
そして、信号変換部３２は、測定レンジ信号によってレンジ切り替え開始地点への車両の到達を検知した場合には、低レンジ用信号変換マップ３３を選択することによって、出力レンジの低レンジ値（±０．５Ｇ）への切り替えを開始するようになっている。
【００５９】
また、信号変換部３２は、このような切り替えを開始した後に、測定レンジ信号によってレンジ切り替え終了地点への車両の到達を検知した場合には、高レンジ用信号変換マップ３４を選択することによって出力レンジを高レンジ値（±２Ｇ）へと戻すようになっている。
【００６０】
図１に戻って、ナビゲーション装置２は、レンジ切り替え開始地点およびレンジ切り替え終了地点のそれぞれの二次元座標が格納された加速度レンジ切り替えテーブル３８を有している。この加速度レンジ切り替えテーブル３８は、自車位置計算部１１が保有するものであってもよいし、地図データ記憶部３に記憶されたものであってもよい。
【００６１】
より具体的には、図５に示すように、加速度レンジ切り替えテーブル３８には、進入判定用の地点座標として、レンジ切り替え開始地点の座標（Ｘ１，Ｙ１）、高速／高架道路側のレンジ切り替え終了地点の座標（Ｘ２，Ｙ２）および下道路側のレンジ切り替え終了地点の座標（Ｘ３，Ｙ３）が格納されている。また、加速度レンジ切り替えテーブル３８には、脱出判定用の地点座標として、レンジ切り替え開始地点の座標（Ｘ４，Ｙ４）、高速／高架道路側のレンジ切り替え終了地点の座標（Ｘ５，Ｙ５）および下道路側のレンジ切り替え終了地点の座標（Ｘ６，Ｙ６）が格納されている。ただし、レンジ切り替え終了地点は、図５に示すように、高速／高架道路に上りきった（あるいは下りきった）地点である必要はなく、レンジ切り替え開始地点から所定距離の地点（上り／下りきる前の地点）であってもよい。
【００６２】
そして、自車位置計算部１１は、このような加速度レンジ切り替えテーブル３８を参照し、自車位置がテーブル３４内の座標に一致した場合には、該当する地点に到達した旨の測定レンジ信号を信号変換部３２に入力するようになっている。
【００６３】
なお、前述した進入判定および脱出判定の開始／終了は、自車位置が加速度レンジ切り替えテーブル３８内の各座標にマッチングしたことを契機として行うようにしてもよい。
【００６４】
以上の構成によれば、道路の傾斜を検出すべき区間としての進入判定区間および脱出判定区間においては、出力レンジを低レンジ値（±０．５Ｇ）に切り替えることによって微小な差分（例えば、２〜３ｍＧ）の加速度を検出することができるので、傾斜を高精度に検出することができる。また、切り替え開始地点においては、加速度検出部３０の検出結果の値を判定するまでもなく即時に出力レンジを切り替えて対応する出力値を出力することができるので、傾斜の検出をすみやかに開始することができる。
【００６５】
なお、信号変換部３２に、車両のバスを介してアクセルセンサからのアクセル信号およびブレーキセンサからのブレーキ信号が入力されるように構成した上で、信号変換部３２が、進入判定区間および脱出判定区間において、急加速を示す踏み込み量のアクセル信号または急減速を示す踏み込み量のブレーキ信号が入力された場合には、出力レンジをデフォルト値（±２Ｇ）に戻すように構成してもよい。ただし、デフォルト値に戻す期間は、急加速または加減速が行われている期間のみでよい。このように構成すれば、進入判定区間および脱出判定区間における急な加減速が行われた場合であっても、そのときの出力値がレンジを振り切ることを防止することができるので、急な加減速が行われた区間の傾斜をある程度正確に検出することができる。
【００６６】
次に、本実施形態の作用の一例について図６を参照して説明する。
【００６７】
本実施形態においては、まず、図６のステップ１（ＳＴ１）において、信号変換部３２による高レンジ用信号変換マップ３４の選択によって、出力レンジを高レンジ値（±２Ｇ）にデフォルト設定し、加速度検出部３０の検出結果を、高レンジの出力値に変換して出力するようにする。
【００６８】
次いで、ステップ２（ＳＴ２）において、信号変換部３２により、自車位置計算部１１側からの所定の測定レンジ信号の入力の有無に基づいて、車両がレンジ切り替え開始地点に到達したか否かを判定する。そして、ステップ２（ＳＴ２）において肯定的な判定結果が得られた場合には、ステップ３（ＳＴ３）に進み、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップ２（ＳＴ２）を繰り返す。
【００６９】
次いで、ステップ３（ＳＴ３）において、信号変換部３２による低レンジ用信号変換マップ３３の選択によって、出力レンジの低レンジ値（±０．５Ｇ）への切り替えおよび当該低レンジ値の出力値を用いた傾斜の検出を開始する。このステップ３（ＳＴ３）における出力レンジの切り替えの開始は、前述した進入判定または脱出判定の開始と同期させればよい。
【００７０】
次いで、ステップ４（ＳＴ４）において、信号変換部３２により、自車位置計算部１１側からの所定の測定レンジ信号の入力の有無に基づいて、車両がレンジ切り替え終了地点に到達したか否かを判定する。そして、ステップ４（ＳＴ４）において肯定的な判定結果が得られた場合には、ステップ５（ＳＴ５）に進み、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップ６（ＳＴ６）に進む。
【００７１】
ここで、ステップ５（ＳＴ５）においては、信号変換部３２による高レンジ用信号変換マップ３４の選択によって、ステップ３（ＳＴ３）において開始した出力レンジの切り替えを終了し、出力レンジをデフォルト値（±０．２Ｇ）に戻して処理を終了する。このステップ５（ＳＴ５）における出力レンジの切り替えの終了は、進入判定または脱出判定の終了および傾斜検出の終了と同期させればよい。
【００７２】
一方、ステップ６（ＳＴ６）においては、信号変換部３２により、車両側から入力されるアクセル信号またはブレーキ信号に基づいて、急加速または急減速が行われたか否かを判定する。そして、ステップ６（ＳＴ６）において肯定的な判定結果が得られた場合には、ステップ５（ＳＴ５）に進み、否定的な判定結果が得られた場合には、ステップ４（ＳＴ４）に戻る。ただし、ステップ６（ＳＴ６）からステップ５（ＳＴ５）に進んだ場合には、レンジ切り替え終了地点に到達していないことを条件として、急加速／急減速の終了を待って低レンジ値（±０．５Ｇ）に復帰させればよい。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る加速度センサの第２実施形態について、図７乃至図９を参照して説明する。
【００７４】
なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００７５】
図１に示すように、本実施形態における加速度センサ４０は、ナビゲーション装置２に搭載された状態で、その出力値が進入／脱出判定や危険運転判定に用いられる点においては、第１実施形態の加速度センサ１と同様である。
【００７６】
本実施形態の加速度センサ４０の第１実施形態との特徴的な相違点は、本実施形態においては、アナログ出力方式の加速度センサが適用され、これにともなって、第１実施形態とは異なる出力レンジの設定を行うように構成されている点にある。
【００７７】
すなわち、図７に示すように、本実施形態における加速度センサ４０は、複数の加速度検出手段として、低加速度検出部４１と高加速度検出部４２との２つの加速度検出部４１，４２を有している。
【００７８】
ここで、低加速度検出部４１は、図８に示すような±０．５Ｇの出力レンジを有しており、この出力レンジ内の検出加速度を、図８の出力特性（比例特性）にしたがった５ボルト以内の出力電圧（アナログ値）として制御部３１に出力するようになっている。
【００７９】
一方、高加速度検出部４２は、図９に示すような±２Ｇの出力レンジを有しており、この出力レンジ内の検出加速度を、図９の出力特性（比例特性）にしたがった５ボルト以内の出力電圧（アナログ値）として制御部３１に出力するようになっている。
【００８０】
図７に戻って、制御部３１は、選択手段としての加速度信号切り替え部４３と、信号変換部４５とを有している。
【００８１】
ここで、加速度信号切り替え部４３は、低加速度検出部４１および高加速度検出部４２のうちのいずれか一方を、出力値の出力に用いるべき加速度検出部として選択し、選択された一方の加速度検出部４１，４２から出力された出力電圧のみを、信号変換部４５にそのまま出力するようになっている。
【００８２】
そして、信号変換部４５は、加速度信号切り替え部４３から出力された出力電圧を、所定の変換特性にしたがって所定ビット数（例えば、１０ｂｉｔ）の数値（変換値）に変換し、変換された数値を自車位置計算部１１および危険運転判定部２７にそれぞれ出力するようになっている。
【００８３】
したがって、本実施形態においては、出力レンジの設定を、加速度信号切り替え部４３による加速度検出部４１，４２の選択によって行うようになっている。
【００８４】
すなわち、本実施形態においては、高加速度検出部４２をデフォルト選択することよって、第１実施形態と同様に高レンジ側の出力レンジ（±２Ｇ）をデフォルト設定するようになっている。また、前述した進入／脱出判定区間においては、低加速度検出部４１を選択することよって、第１実施形態と同様に低レンジ側の出力レンジ（±０．５Ｇ）への切り替えを行うようになっている。なお、その際のレンジ切り替え開始／終了地点の検出については、第１実施形態と同様の測定レンジ信号を加速度信号切り替え部４３に入力することによって行うことが可能とされている。
【００８５】
また、加速度信号切り替え部４３は、進入／脱出判定区間における急な加減速が行われたことをアクセル信号またはブレーキ信号に基づいて検知した場合には、高加速度検出部４２を選択することによって第１実施形態と同様に出力レンジをデフォルト設定に戻すようにしてもよい。
【００８６】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、道路の傾斜の検出に適した出力レンジを迅速に設定することができる。
【００８７】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴点を損なわない限度において種々変更することができる。
【００８８】
例えば、進入／脱出判定区間において、所定の微小時間周期にしたがって、低レンジ側の出力レンジ（±０．５Ｇ）と高レンジ側の出力レンジ（±２Ｇ）とを交互に設定するように構成してもよい。ここで、微小時間周期を２０ｍｓｅｃとした場合には、例えば、はじめの２０ｍｓｅｃの期間は±０．５Ｇを設定し、その次の２０ｍｓｅｃの期間は±２Ｇを設定し、さらにその次の２０ｍｓｅｃの期間は±０．５Ｇを設定するといった処理を連続的に繰り返すことになる。このような構成は、第１実施形態に示した変換マップ３３，３４の選択および第２実施形態に示した加速度検出部４１，４２の選択の双方において実現することができる。このように構成すれば、高精度な傾斜の検出および急加減速時における傾斜の検出の双方に適した出力レンジを短時間のうちに交互に設定することができるので、進入／脱出判定区間において傾斜をある程度高精度に検出することができるとともに、当該区間における急加速や急減速に柔軟に対応した傾斜検出を行うことができる。
【００８９】
また、信号変換部３２，４５からの出力値に対応する出力レンジについては、自車位置計算部１１および危険運転判定部２７が切り替え開始／終了地点と対応付けて予め把握しておけばよい。
【００９０】
さらに、前述した実施形態においては、出力レンジとして、２つのレンジが設定されることを説明したが、必要に応じて３つ以上の出力レンジを設定可能としてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１  加速度センサ
３０  加速度検出部
３２  信号変換部
３３  低レンジ用信号変換マップ
３４  高レンジ用信号変換マップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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