(57)【要約】【課題】車載機側の加速度センサから正しい加速度が得られない場合においても、外部機器に正しい加速度を提供できる車載機を提供する。【解決手段】本発明のナビゲーション装置は、位置情報を検出する位置情報検出手段と、車両の前後方向の加速度を検出可能な加速度センサと、車両の走行距離に伴って発生するパルスを検出可能な車速センサと、前記加速度センサから算出される加速度の精度および前記車速センサから算出される加速度の精度を算出する精度算出手段と、前記精度算出手段で算出された加速度の精度から加速度の演算方式を選択する演算選択手段と、前記演算選択手段で選択された加速度の演算方式に応じて前記加速度センサおよび前記車速センサから算出した加速度を補正する加速度補正手段と、前記加速度補正手段で補正した加速度を外部機器へ出力する外部出力手段と、を備える車載機であることを特徴とする。【選択図】図１
2012198086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報を検出する位置情報検出手段と、
車両の前後方向の加速度を検出可能な加速度センサと、
車両の走行距離に伴って発生するパルスを検出可能な車速センサと、
前記加速度センサから算出される加速度の精度および前記車速センサから算出される加速度の精度を算出する精度算出手段と、
前記精度算出手段で算出された加速度の精度から加速度の演算方式を選択する演算選択手段と、
前記演算選択手段で選択された加速度の演算方式に応じて前記加速度センサおよび前記車速センサから算出した加速度を補正する加速度補正手段と、
前記加速度補正手段で補正した加速度を外部機器へ出力する外部出力手段と、を備える車載機であることを特徴とする車載機。
【請求項２】
前記精度算出手段は、前記加速度センサから算出される加速度の精度を算出する際に、前記加速度センサの補正処理が実行されてからの経過時間、前記加速度センサの加速度と前記位置情報検出手段から得られる加速度差分、前記加速度センサの温度変化の少なくともひとつを用いて算出し、前記加速度センサから算出される加速度の精度が所定の閾値を超える場合、前記加速度センサで検出された加速度を外部機器へ前記外部出力手段を介して外部へ出力することを特徴とする請求項１に記載の車載機。
【請求項３】
前記精度算出手段は、前記車載機の初回起動時および電源投入直後に前記精度算出手段で算出される精度を低下させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載機。
【請求項４】
前記精度算出手段は、前記加速度センサから算出された加速度の精度が所定の閾値を超えなかった場合、前記加速度センサの加速度の精度と前記車速センサから算出される加速度の精度と、前記加速度センサから算出される加速度と、前記車速センサから算出される加速度とから、新たに加速度を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車載機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
モバイル機器と車載機とが近距離無線等により通信を行い、車載機側の加速度センサから正しい加速度が得られない場合においても、外部機器に正しい加速度を提供できる車載機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一部の自動車には、ユーザの加減速の仕方や急発進の回数などの情報を基に燃費効率を計算する機能（以降、エコドライブ機能と称す）を搭載するものが存在する(特許文献１を参考)。この機能は、燃費効率の改善や、環境への配慮を促進することを期待したものであり、実施の形態として、車両のメータパネルと連動する車両一体型のタイプと、ＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの携帯型ナビゲーション装置にみられるように、車両と独立して動作するタイプが存在する。いずれのタイプにおいても、車両もしくは車載機に搭載された加速度センサの情報を用いることで機能を実現している。
【０００３】
一方で、車両に様々な機能が追加されるようになったことにより、車載機側のシステムが複雑化し、車載機の開発の負担が増加しているという問題が生じている。そのため、エコドライブ機能のような一部の機能に関しては、スマートフォンなどのモバイル機器を利用する方式が提案されている。機能の本体をモバイル機器側に用意し、必要な車両の情報については、車載機側との間に通信手段を設けて通信できるようにする。これにより、車載機側は、モバイル機器側に対して必要な情報を提供するだけでよく、車載機側のシステムを簡素化することが可能となる。
【０００４】
なお、スマートフォンなどのモバイル機器を利用してエコドライブ機能を実現する際に、車載機側から加速度を取得せずに、モバイル機器に搭載されているＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や加速度センサから加速度を算出する方法が存在する(特許文献２を参考)。
【０００５】
しかしながら、ＧＰＳから求まる加速度は、低速走行時や発進時において極端に精度が悪く、受信環境によっては信号自体が取得できないため実用には不向きである。また、モバイル機器の加速度センサを用いる場合、車両の加速度を正しく算出するために、モバイル機器を車両に固定しなければならないため、モバイル機器の特長である自由性が失われてしまう恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８４０４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、車載機が加速度を算出する際に、加速度センサが補正処理を実行中の場合においては、正しい加速度を算出できないという問題がある。ここで、加速度センサは、温度変化や道路傾斜による重力加速度の影響により出力値に誤差が累積されるため、定期的な補正処理が必要となり、補正処理が十分でない時間帯においては誤差を除去しきれないため正確な加速度が得られず、その結果、このような条件下では外部機器に正しい加速度を送信することができないという課題があった。
【０００８】
そこで本発明の車載機はこのような状況を鑑み、車載機側の加速度センサから正しい加速度が得られない場合においても、外部機器に正しい加速度を提供できる車載機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車載機は、位置情報を検出する位置情報検出手段と、車両の前後方向の加速度を検出可能な加速度センサと、車両の走行距離に伴って発生するパルスを検出可能な車速センサと、前記加速度センサから算出される加速度の精度および前記車速センサから算出される加速度の精度を算出する精度算出手段と、前記精度算出手段で算出された加速度の精度から加速度の演算方式を選択する演算選択手段と、前記演算選択手段で選択された加速度の演算方式に応じて前記加速度センサおよび前記車速センサから算出した加速度を補正する加速度補正手段と、前記加速度補正手段で補正した加速度を外部機器へ出力する外部出力手段と、を備える車載機であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車載機の前記精度算出手段は、前記加速度センサから算出される加速度の精度を算出する際に、前記加速度センサの補正処理が実行されてからの経過時間、前記加速度センサの加速度と前記位置情報検出手段から得られる加速度差分、前記加速度センサの温度変化の少なくともひとつを用いて算出し、前記加速度センサから算出される加速度の精度が所定の閾値を超える場合、前記加速度センサで検出された加速度を外部機器へ前記外部出力手段を介して外部へ出力することを特徴とする。
【００１１】
本発明の車載機の前記精度算出手段は、前記車載機の初回起動時および電源投入直後に前記精度算出手段で算出される精度を低下させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車載機の前記精度算出手段は、前記加速度センサから算出された加速度の精度が所定の閾値を超えなかった場合、前記加速度センサの加速度の精度と前記車速センサから算出される加速度の精度と、前記加速度センサから算出される加速度と、前記車速センサから算出される加速度とから、新たに加速度を算出することを特徴とする。
【００１３】
なお、補正処理実行中か否かの判断については、加速度センサの補正処理が実行されてからの経過時間もしくは、加速度センサの加速度と前記位置情報検出手段から得られる加速度差分もしくは、加速度センサの温度変化を用いて、前記精度算出手段より加速度の精度を算出し、その値が後述する所定の閾値を越えているか否かで判断を行う。
【発明の効果】
【００１４】
車両の加速度を外部に出力する車載機において、加速度センサが補正処理実行中などの理由により、正しい加速度が得られない場合においても、外部機器に正しい加速度を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態における車載機１の構成を示すブロック図
【図２】本発明の車載機の処理を示すフロー図
【図３】本発明の車載機における加速度演算方式選択部の処理を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、各図面において、本発明に直接関係のない構成要素の図示は省略している。図１は、本発明の実施の形態における車載機１の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように本発明の実施形態にかかる車載機１は、センサ部２、制御部３、外部機器通信部４を備えて構成されている。
【００１８】
ここでセンサ部２は、加速度センサ２ａ、車速センサ２ｂ、ＧＰＳ２ｃを備えて構成されている。
加速度センサ２ａは、少なくとも車両の前後軸方向の加速度を検出可能なものを使用することができ、必要に応じて、車両の左右軸方向の加速度、車両の上下軸方向の加速度も検出可能な３軸対応のものを用いることができる。
加速度の電気的算出方法として、加速度センサ２ａが固有に持つ基準電圧値と、出力電圧値との差分を算出し、その結果に対して加速度センサ２ａが固有に持つ変換係数との積を算出することで、加速度を算出する。
車速センサ２ｂは、車両が発生するパルス信号を検出するセンサで構成されている。なお、パルス信号は一定の走行距離ごとに発生するものとする。
ＧＰＳ２ｃは、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、それを復調することで受信機の絶対位置を計測するものであり、車両の現在位置、速度、加速度、進行方向の測定に利用することができる。
【００１９】
制御部３は、精度算出部３ａ、加速度演算方式選択部３ｂ、加速度演算部３ｃを備えて構成されている。また制御部３は、後述する精度算出部３ａ、加速度演算方式選択部３ｂ、加速度演算部３ｃで実施される処理に加えて、センサ部２から得られた加速度センサ２ａと車速センサ２ｂの出力結果の取得する処理と、制御部３で算出した結果を外部機器通信部４へ送信する処理を実施することができるように構成されている。
【００２０】
精度算出部３ａは、加速度センサ２ａおよび車速センサ２ｂで算出される加速度の精度を算出することができるように構成されている。
加速度演算方式選択部３ｂは、精度算出部３ａで算出した加速度センサ２ａの加速度の精度に応じて、加速度の演算方式を選択することができるように構成されている。
【００２１】
加速度演算部３ｃは、加速度演算方式選択部３ｂで選択された加速度の演算方式に応じて、加速度センサ２ａおよび車速センサ２ｂから加速度を算出することができるように構成されている。
ここで加速度センサ２ａから算出される加速度の精度については、前回の加速度センサ２ａの補正処理を実行してからの経過時間を基に算出する。例えば、前回補正処理が実行された時刻と現在時刻との差分に固有の変換係数を掛け合わせたものを、加速度センサ２ａの加速度の精度と定義することで算出することができる。なお、車載機１の初回起動時や、車載機１の電源投入直後においては正しい加速度を得られないことがあるため、このような条件下では加速度センサ２ａを使用不可とする、もしくは、精度を下げるなどの処理を実施するように構成されている。
車速センサ２ｂは、パルスの発生本数と走行距離との関係が予め定数で定められているが(例えば、パルス１本につき８０センチメートル)、パルスの発生本数から算出した走行距離と、ＧＰＳ２ｃから算出した走行距離とが、一致しない場合が存在する。その際に前述の定数の補正処理を実行する場合が存在するが、その間は車速センサ２ｂから算出される加速度の精度が低い可能性があるので、精度を下げるなどの処理を実施するように構成してもよい。
【００２２】
外部機器通信部４は、制御部３で得られた車両の加速度情報を外部機器へ送信することができるように構成されている。なお、外部機器との通信方式については、加速度を送信できる通信手段であれば、その方式を問わず、有線方式、無線方式のいずれでも構わない。
【００２３】
また、車載機１の構成として、図示しないＣＰＵ或いはＭＰＵと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等も備えて構成されており、ＣＰＵ或いはＭＰＵが、図示しないＲＯＭに格納されるプログラムを実行することによって、図１に示される各機能ブロックの動作が制御されるように構成されている。また、ＣＰＵ及びＭＰＵは、プログラムの実行中、ＲＡＭを作業領域として使用することができるように構成されている。
【００２４】
次に、このように構成された本発明の車載機の動作についてフロー図を用いて説明する。図２は、本発明の車載機の処理を示すフロー図である。
【００２５】
加速度センサ２ａ及び車速センサ２ｂから得られた各加速度に対して精度算出部３ａを用いて精度を求める（Ｓ１）。
なお、車速センサ２ｂから算出される加速度の精度については、車速センサ２ｂから求まる車両の速度に固有の変換係数を掛け合わせて算出する。車両の速度は、一定時間あたりに発生する車速センサ２ｂのパルスの本数から算出する。
次に、Ｓ１で求めた加速度センサ２ａの加速度の精度と、車速センサ２ｂの加速度の精度とを用いて、加速度演算方式選択部３ｂで加速度の演算方式を決定する（Ｓ２）。なお、加速度演算方式選択部３ｂの選択方法の詳細については、別途図を用いて説明する。Ｓ２において、Ｓ１で求めた加速度センサ２ａの加速度の精度が、閾値以上であるか判定する。
またここで閾値とは、車載機１で許容される加速度センサ２ａのオフセット誤差から定義し、加速度センサ２ａ単独で加速度を算出した場合でも、正しい加速度が得られると判断できる任意の定数とする。なお、オフセット誤差とは、温度変化や道路傾斜の影響により、車両の加速度とは無関係に出力電圧値に定常的に含まれる加速度の誤差を意味する。
【００２６】
（加速度センサ２ａ単独で演算する場合）
Ｓ２において選択された加速度演算方式が、加速度センサ２ａ単独で演算する方式であった場合、加速度センサ２ａの出力電圧値より加速度を算出する。加速度センサ２ａの基準電圧値に対する出力電圧値の差分を算出し、その差分と固有の変換定数との積を取ることで、加速度を得る（Ｓ３）。得られた加速度は平均化処理などのフィルタを通し、ノイズ成分を除去する。この方式で得られた加速度は、外部機器通信部４へ送信される（Ｓ４）。
【００２７】
（加速度センサ２ａと車速センサ２ｂとを併用して演算する場合）
Ｓ２において選択された加速度演算方式が、加速度センサ２ａと車速センサ２ｂとを併用して使用する方式であった場合、加速度センサ２ａの出力電圧値と、車速センサ２ｂが発生するパルスよりそれぞれ加速度の算出を行い、更に、加速度センサ２ａの加速度の精度および車速センサ２ｂの加速度の精度の情報を用いて、最終的に統合して単独の加速度を算出する（Ｓ３）。
【００２８】
ここで、加速度センサ２ａと車速センサ２ｂとを併用して使用する方式における加速度演算方式は、加速度センサ２ａの基準電圧値に対する出力電圧値の差分を算出し、その差分と固有の変換定数との積を取ることで、加速度センサ２ａの加速度を得る。また、車速センサ２ｂを用いて、一定時間あたりのパルスの発生本数と、次の一定時間におけるパルスの発生本数とを比較し、更に一定時間あたりの変化量を求めることで、車速センサ２ｂの加速度を得る。
【００２９】
次に、加速度センサ２ａから得られた加速度と、車速センサ２ｂで得られた加速度の平均値を算出する。その際に、加速度センサ２ａの加速度の精度および車速センサ２ｂの加速度の精度を用いた加重平均を採用する。精度が高いほうの加速度が、より比重が重くな
るように算出する。この方式で得られた加速度は、外部機器通信部４へ送信される。
【００３０】
（車速センサ２ｂ単独で演算する場合）
Ｓ２において選択された加速度演算方式が、車速センサ２ｂ単独で演算する方式であった場合、車速センサ２ｂから得られるパルスより、加速度を算出する。一定時間あたりのパルスの発生本数と、次の一定時間におけるパルスの発生本数とを比較し、更に一定時間あたりの変化量を求めることで、車速センサ２ｂの加速度を得る。この方式で得られた加速度は、外部機器通信部４へ送信される。
【００３１】
Ｓ３において加速度を演算したあと、外部機器通信部４において、車載機１と外部機器との間に通信路を確立する。通信路を確立した後、Ｓ３で算出された加速度を、規定の通信形式に変換し、外部機器の要求に応じて継続的に送信する。
【００３２】
次に、本発明の車載機における加速度演算方式選択部の処理について図面を用いて説明する。図３は、本発明の車載機における加速度演算方式選択部の処理を示すフロー図である。
【００３３】
本発明の加速度演算方式選択部３ｂは、精度算出部３ａで算出された加速度の精度が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｓ１０において加速度の精度が閾値以上であった場合（Ｓ１０、ＹＥＳ）、加速度演算方式選択部３ｂは加速度センサ２ａより加速度を演算する方式を選択する（Ｓ１１）。Ｓ１０において加速度の精度が閾値以下であった場合（Ｓ１０、ＮＯ）、加速度演算方式選択部３ｂは加速度センサ２ａが使用可能か否かを判断する（Ｓ１２）。
【００３４】
なお、ここでの使用可能とは、加速度センサ２ａが算出する加速度の精度がＳ１０で定めた閾値を越えないが、車速センサ２ｂと併用すれば正しい加速度を算出可能となる状態を指す。使用可能となる条件は、Ｓ１０で用いた閾値とは別に閾値を用意し、その閾値よりも、高い精度を満たす時とする（ただし、新たに定めた閾値はステップＳ１０で定めた閾値を超えない範囲とする）。この閾値は、加速度センサ２ａに定められている正常出力範囲から定義し、加速度センサ２ａの出力値が利用できないと判断される値に決定する。
【００３５】
Ｓ１２において、加速度センサ２ａが使用可能であると判断された場合（Ｓ１２、ＹＥＳ）、加速度演算方式選択部３ｂは、演算する加速度の方式を加速度センサ２ａと車速センサ２ｂとを併用して使用する方式に選択する。Ｓ１２において使用可能であると判断されなかった場合（Ｓ１２、ＮＯ）、加速度演算方式選択部３ｂは、演算する加速度の方式を、車速センサ２ｂ単独で演算する方式に選択する。
【００３６】
このように構成された本発明の車載機１は、制御部３に備えられた精度算出部３ａ、加速度演算方式選択部３ｂ、加速度演算部３ｃによって、加速度センサ２ａおよび車速センサ２ｂから正確な加速度を算出することが可能であり、車両の加速度を利用する外部機器に対して正確な加速度を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかるシステムは、車両の加速度を送信する機器全般に有用であり、車両の加速度を利用して動作する機器に対して、正確な加速度を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１    車載機
２    センサ部
２ａ  加速度センサ
２ｂ  車速センサ
２ｃ  ＧＰＳ
３    制御部
３ａ  精度算出部
３ｂ  加速度演算方式選択部
３ｃ  加速度演算部
４    外部機器通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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