(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出した入力信号を補正処理手段により補正処理して出力する車両の信号処理装置であって、
上記補正処理手段は、少なくとも、
上記入力信号が、予め設定する該入力信号の基準値から予め設定する第１の不感帯幅を超えて大きくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する一方、上記入力信号が、上記予め設定する該入力信号の基準値から予め設定する第２の不感帯幅よりも小さくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する第１の補正処理手段と、
上記入力信号が、入力信号に変化が生じてから予め設定した第１の幅を超えて大きくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する一方、上記入力信号が、入力信号に変化が生じてから予め設定した第２の幅よりも小さくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する第２の補正処理手段と、
を備えたことを特徴とする車両の信号処理装置。
【請求項２】
上記補正処理手段は、上記第１の補正処理手段と上記第２の補正処理手段とで補正処理した入力信号を該信号の大きさ方向に上記第１の補正処理手段で補正した不感帯幅の大きさに基づいてオフセット補正する第３の補正処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の信号処理装置。
【請求項３】
上記第１の補正処理手段における上記第１の不感帯幅と上記第２の不感帯幅は同じ大きさの幅であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の信号処理装置。
【請求項４】
上記第２の補正処理手段における上記第１の幅と上記第２の幅は同じ大きさの幅であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵角、横加速度、ヨーレート等の入力信号を適切に処理する車両の信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、複数の様々な制御装置が搭載されており、これら制御装置は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信の通信バス（ＣＡＮバス）により接続して、各制御装置による信号や、各制御装置に接続されたセンサにより検出された信号等を共有して用いることが行われている。例えば、操舵制御装置においては、操舵制御装置自身に接続したハンドル角センサからの入力信号に加え、ＣＡＮ通信で接続されている横すべり防止制御装置等に接続した横加速度センサやヨーレートセンサの入力信号を用いて、より快適で精度の向上した操舵制御を行うことが考えられる。しかしながら、ＣＡＮ通信においては、ＣＡＮバス負荷の制約により、分解能や通信周期を向上させるには限界がある。従って、ＣＡＮバスを通じて得られた信号をそのまま利用すると制御が振動的になる等の虞があるため、フィルタリング等を行って信号からノイズを除去する等の処理が必要となる。このような信号を補正処理する技術として、例えば、特開２００７−８９０２３号公報（以下、特許文献１）では、入力信号に対し所定周波数領域の不感帯を設定し、入力信号から不感帯内の信号を除去する信号処理装置において、ノイズを含む減算手段の出力から不感帯基準値を求めるようにして、入力信号にノイズが含まれている場合、周辺環境や電源ノイズにより変動する入力信号内のノイズの大きさに対応して、不感帯の大きさを変化させる信号処理装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８９０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示される技術では、例えば、横加速度信号のような信号の大きさがダイナミックに変わる入力信号の場合に、確実なノイズ除去を行おうとして不感帯の幅を広く設定すると、この広く設定された不感帯の幅により信号自身の傾向も分からなくなって信号が利用できなくなるため、ノイズ除去の処理として利用できない虞がある。また、ノイズを除去するためにローパスフィルタ等を用いることも考えられるが、このフィルタ処理では出力信号に遅れが生じて、レスポンスの良い制御ができなくなるという課題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ＣＡＮ通信等により共有されている様々な信号のノイズ除去を精度良く遅れが生じることなく行って様々な情報を用いて良好な車両制御をレスポンス良く行うことを可能とする車両の信号処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の信号処理装置の一態様は、検出した入力信号を補正処理手段により補正処理して出力する車両の信号処理装置であって、上記補正処理手段は、少なくとも、上記入力信号が、予め設定する該入力信号の基準値から予め設定する第１の不感帯幅を超えて大きくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する一方、上記入力信号が、上記予め設定する該入力信号の基準値から予め設定する第２の不感帯幅よりも小さくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する第１の補正処理手段と、上記入力信号が、入力信号に変化が生じてから予め設定した第１の幅を超えて大きくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する一方、上記入力信号が、入力信号に変化が生じてから予め設定した第２の幅よりも小さくなった際に上記入力信号に応じた信号を出力する第２の補正処理手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両の信号処理装置によれば、ＣＡＮ通信等により共有されている様々な信号のノイズ除去を精度良く遅れが生じることなく行って様々な情報を用いて良好な車両制御をレスポンス良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る車両のＣＡＮ通信システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る第１の補正処理の特性説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係る第２の補正処理の特性説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る入力信号に対して第１の補正処理のみを実行した状態のタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の一形態に係る入力信号に対して第２の補正処理のみを実行した状態のタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の一形態に係る入力信号に対して第１、第２の補正処理のみを実行した状態のタイムチャートである。
【図７】本発明の実施の一形態に係る入力信号に対して第１、第２の補正処理に加え、第３の補正処理を実行した状態のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１において、符号１はＣＡＮ通信で接続される車両の制御システムを示し、この制御システム１には、車速センサ等のセンサ類１０、エンジン制御装置２１、横すべり防止制御装置２２、操舵制御装置２３等の各種制御装置２０がＣＡＮバス２を介して互いに接続されている。ＣＡＮバス２は、２本の通信線を有し、差動のシリアル通信を行うためのバスである。各種制御装置２０は、対応する車両制御を実行するためのコントローラ４１、４２、４３、信号処理部５１、５２、５３、ＣＡＮコントローラ６１、６２、６３等を有して構成されている。また、センサ類１０も、対応する物理量等に応じたアナログデータを出力する検出部、検出部による信号をデジタルデータに変換するための回路と共に、ＣＡＮコントローラ７０を内蔵している。
【００１０】
各ＣＡＮコントローラ６１、６２、６３、７０は、ＣＡＮバス２を介して送受信される信号を所定に調停する機能等を有している。
【００１１】
エンジン制御装置２１は、コントローラ４１において、例えば、図示しないエンジン水温センサ、Ｏ2センサ、クランク角センサ、エアフローセンサ、スロットルセンサ、アクセルセンサ、エアコンスイッチ等のセンサ・スイッチ類からの入力信号に基づいて、空燃比フィードバック制御や、点火時期制御、スロットル弁制御等のエンジンに必要な公知の制御を実行する。
【００１２】
エンジン制御装置２１は、このようなエンジン制御を実行するにあたり、ＣＡＮ通信で共有されているセンサ入力信号等を用いる場合は、必要な入力信号を信号処理部５１により後述の如く補正処理して利用する。
【００１３】
横すべり防止制御装置２２は、例えば、ヨーレートセンサ２２ａ、横加速度センサ２２ｂが接続されている。そして、コントローラ４２は、これらヨーレートセンサ２２ａで検出したヨーレート信号、横加速度センサ２２ｂで検出した横加速信号、及び、ＣＡＮ通信で共有されている他のセンサ入力信号（例えば、ハンドル角の信号、各車輪速の信号等）に基づいて、自車両の現在の車両挙動がアンダーステア傾向かオーバーステア傾向を判定し、アンダーステア傾向の場合は、旋回内側後輪に所定の制動力を付加し、オーバーステア傾向の場合は、旋回外側前輪に所定の制動力を付加してヨーモーメントを発生させて車両挙動を安定させるようになっている。
【００１４】
横すべり防止制御装置２２は、このような横すべり防止制御を実行するにあたり、ＣＡＮ通信で共有されているセンサ入力信号（例えば、ハンドル角の信号、各車輪速の信号）等を用いる場合は、必要な入力信号を信号処理部５２により後述の如く補正処理して利用する。また、横すべり防止制御装置２２は、ヨーレートセンサ２２ａで検出したヨーレート信号、横加速度センサ２２ｂで検出した横加速信号は、ＣＡＮ通信で他の制御装置２０で共有できるようにＣＡＮバス２に所定に送信する。
【００１５】
操舵制御装置２３は、例えば、ハンドル角センサ２３ａや操舵トルクセンサ２３ｂが接続されている。そして、コントローラ４３は、これらハンドル角センサ２３ａで検出したハンドル角の信号、操舵トルクセンサ２３ｂで検出した操舵トルクの信号、及び、ＣＡＮ通信で共有されている他のセンサ入力信号（例えば、車速の信号、ヨーレートの信号、横加速度の信号等）に基づいて、電動パワーステアリングモータによるアシストトルクを操舵トルクが大きいほど大きく、車速が小さいほど大きく設定し、このアシストトルクをヨーレートや横加速度で補正して設定する操舵制御を実行するようになっている。
【００１６】
操舵制御装置２３は、このような操舵制御を実行するにあたり、ＣＡＮ通信で共有されているセンサ入力信号（例えば、車速の信号、ヨーレートの信号、横加速度の信号）等を用いる場合は、必要な入力信号を信号処理部５３により後述の如く補正処理して利用する。また、操舵制御装置２３は、ハンドル角センサ２３ａで検出したハンドル角の信号、操舵トルクセンサ２３ｂで検出した操舵トルクの信号は、ＣＡＮ通信で他の制御装置２０で共有できるようにＣＡＮバス２に所定に送信する。
【００１７】
次に、信号処理部５１、５２、５３で実行されるＣＡＮ通信で共有されているセンサ入力信号の補正処理を具体的に説明する。
【００１８】
各信号処理部５１、５２、５３では、それぞれ、入力信号を第１、第２、第３の３つの補正処理を行うようになっている。
【００１９】
第１の補正処理は、図２に示すように、予め設定する基準値（例えば、「０」）から予め設定する第１の不感帯幅（例えば、センサ分解能幅（図２中、Ｉ１））を超えて大きくなった際に、入力信号に応じた信号を出力する一方、入力信号が、予め設定する基準値（例えば、「０」）から予め設定する第２の不感帯幅（例えば、センサ分解能幅（図２中、−Ｉ１））よりも小さくなった際に、入力信号に応じた信号を出力するものである。尚、本実施の形態では、第１の不感帯幅と第２の不感帯幅の大きさを同じ大きさの幅に設定しているが、異なる幅に設定しても良い。
【００２０】
第２の補正処理は、図３に示すようなヒステリシス特性を有するもので、入力信号が、予め設定した第１の幅（例えば、センサ分解能幅（図３中、直線Ｌ１と直線Ｌ２の入力軸方向幅））を超えて大きくなった際に入力信号に応じた信号を出力する一方、入力信号が、予め設定した第２の幅（例えば、センサ分解能幅（図３中、直線Ｌ１と直線Ｌ２の入力軸方向幅））よりも小さくなった際に入力信号に応じた信号を出力する。
【００２１】
図３で、具体的に説明すると、入力信号がＰ１において、予め設定した第１の幅を超えて大きくなると、入力信号が増加するに従って、直線Ｌ１に沿って入力信号に応じた信号を出力する。
【００２２】
こうして増加した入力信号が点Ｐ２において低下すると、予め設定した第２の幅分だけ入力信号が低下するまで（点Ｐ２から点Ｐ３になるまで）出力信号は、そのままの値となり、点Ｐ３となって、予め設定した第２の幅よりも小さくなった際に、入力信号が減少するに従って、直線Ｌ２に沿って入力信号に応じた信号をする。尚、図３中、直線Ｌ０は、予め設定した第１、第２の幅の中心が移動する直線を示す。また、本実施の形態では、第１の幅と第２の幅の大きさを同じ大きさの幅に設定しているが、異なる幅に設定しても良い。
【００２３】
第３の補正処理は、第１の補正処理と第２の補正処理とで補正処理した入力信号を該信号の大きさ方向に、特に、第１の補正処理の不感帯の大きさ（例えば、センサ分解能幅）だけ増減して（減少させた部分は増加させる一方、増加させた部分は減少させて）、オフセット補正する処理となっている。
【００２４】
このように、信号処理部５１、５２、５３は、補正処理手段として設けられ、第１の補正処理手段、第２の補正処理手段、第３の補正処理手段としての機能を有している。
【００２５】
このように本発明の実施の形態によれば、ＣＡＮ通信で共有されているセンサ入力信号を、入力信号が、予め設定する基準値から予め設定する第１の不感帯幅を超えて大きくなった際に入力信号に応じた信号を出力する一方、入力信号が、予め設定する基準値から予め設定する第２の不感帯幅よりも小さくなった際に入力信号に応じた信号を出力する第１の補正処理を行うことに加え、入力信号が、予め設定した第１の幅を超えて大きくなった際に入力信号に応じた信号を出力する一方、入力信号が、予め設定した第２の幅よりも小さくなった際に入力信号に応じた信号を出力する第２の補正処理を行う。そして、更に、第１の補正処理と第２の補正処理とで補正処理した入力信号を該信号の大きさ方向にオフセット補正するようになっているので、ＣＡＮ通信等により共有されている様々な信号のノイズ除去を精度良く遅れが生じることなく行って様々な情報を用いて良好な車両制御をレスポンス良く行うことが可能となる。
【００２６】
すなわち、第１の補正処理のみを行う場合は、図４に示すように、予め設定する基準値（例えば、「０」）から不感帯の幅分だけのノイズを除去することができるが、基準値（例えば、「０」）から離れて大きく変動する信号の部分のノイズを除去することはできない（図４中の基本値に対する補正値Ｓ１参照）。
【００２７】
また、第２の補正処理のみを行う場合は、図５に示すように、基準値（例えば、「０」）から離れて大きく変動する信号の部分のノイズを除去することはできるが、基準値（例えば、「０」）近傍では、予め設定した第１、第２の幅によるオフセットが生じて、精度の良い信号に補正することができない（図５中の基本値に対する補正値Ｓ２参照）。
【００２８】
このため、第１の補正処理と第２の補正処理とを組み合わせて行うことにより、図６に示すように、基準値（例えば、「０」）から離れて大きく変動する信号の部分のノイズを除去すると共に、基準値（例えば、「０」）近傍でのオフセットによる誤差がでないようにするのである（図６中の基本値に対する補正値Ｓ３参照）。
【００２９】
しかしながら、この第１の補正処理と第２の補正処理とを組み合わせた補正処理では、特に、第１の補正処理で設定した不感帯により、実際の入力信号よりも信号の値が小さくなることが懸念される。そこで、図７に示すように、第１の補正処理と第２の補正処理とで補正処理した入力信号を該信号の大きさ方向に、特に、第１の補正処理の不感帯の大きさだけ増減して（減少させた部分は増加させる一方、増加させた部分は減少させて）、オフセット補正する（図７中の基本値に対する補正値Ｓ４参照）。
【００３０】
尚、本発明の実施の形態で説明した、各種制御装置２０は、ほんの一例であり、他の車両の制御装置（例えば、変速機制御装置等）の入力信号の処理に対しても本発明が適用できることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１    制御システム
２    ＣＡＮバス
１０    センサ類
２０    各種制御装置
２１    エンジン制御装置
２２    横すべり防止制御装置
２２ａ  ヨーレートセンサ
２２ｂ  横加速度センサ
２３    操舵制御装置
２３ａ  ハンドル角センサ
２３ｂ  操舵トルクセンサ
４１、４２、４３  コントローラ
５１、５２、５３  信号処理部（補正処理手段、第１の補正処理手段、第２の補正処理手段、第３の補正処理手段）
６１、６２、６３、７０  ＣＡＮコントローラ
【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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