(57)【要約】【課題】入力データに対して多段階の出力を行う際に、入力データのバラツキに左右されることなく安定した出力を得る。【解決手段】学習モードの遷移条件が成立する場合、入力データをサンプリングして正規分布を求め、正規分布のピークに対応する入力値を各段階の入力中央値として再セットすると共に入力サンプル母数に対する一定割合を閾値として有効入力範囲を規定する学習処理を実行し（Ｓ３）、入力値に対応する段階の出力値を出力する（Ｓ４）。学習モードの遷移条件が成立しない場合には、入力処理を経て異常判定処理を行い（Ｓ７）、異常通知条件が成立しないとき、学習で再セットされた中央値による有効入力範囲に基づいて入力データに対応するデータを出力し（Ｓ９）、異常通知条件が成立するとき異常通知処理を実行する（Ｓ１０）。これにより、入力データのバラツキに左右されることなく安定した出力を得ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データの所定範囲毎に一定のデータを段階的に出力する入力データの処理装置であって、
入力データを学習し、各段階毎の有効入力範囲の中央値を更新・移動させる学習処理部と、
入力データが前記有効入力範囲内のとき、対応する段階の一定のデータを出力する出力処理部と
を有することを特徴とする入力データの処理装置。
【請求項２】
前記学習処理部は、
各段階毎の入力データの分布に基づいて、前記有効入力範囲の中央値を更新・移動させると共に、前記有効入力範囲を規定する閾値を決定することを特徴とする請求項１記載の入力データの処理装置。
【請求項３】
前記学習処理部は、
各段階毎の前記有効入力範囲を予め設定した固定幅として、前記中央値を各段階毎にサンプリングした入力データを平均化処理して更新・移動させることを特徴とする請求項１記載の入力データの処理装置。
【請求項４】
前記学習処理部は、
強制的或いは自動的に学習処理に遷移し、所定の学習終了条件が成立したとき、自動的に学習処理を終了することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の入力データの処理装置。
【請求項５】
前記出力処理部は、
入力データが規定回数以上連続して前記有効入力範囲を外れたとき、異常が発生したものとみなして異常発生を報知することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の入力データの処理装置。
【請求項６】
前記入力データは、イルミネーション機器の明るさ調整用データであり、前記段階毎に出力される一定のデータは、前記イルミネーション機器に対する明るさの指示データであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の入力データの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力データの所定範囲毎に一定のデータを段階的に出力する入力データの処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バラツキの大きい入力に対して一定の出力を多段階で出力する技術が知られている。例えば、イルミネーションコントロールにおいては、明るさ調整用のボリュームやダイアル等の操作による連続入力に対して、図７に示すように、予め一定の固定幅の入力範囲を段階的に定め、この入力範囲に対応する固定出力を行うこととで、入力バラツキに起因する表示ちらつきを防止して安定した明るさを得るようにしている。更に、この発展型として、図８に示すように、固定幅の入力に対してヒステリシスを設ける場合もある。
【０００３】
このような入力バラツキに起因する出力変動を防止する技術は、従来から種々提案されており、例えば、特許文献１〜４にその先行技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１の技術は、イルミネーション出力の割込み処理の処理タイミングに制約を設けることで出力を安定させ、イルミネーションの表示ちらつきを防止するものである。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、画像表示用素子の電圧特性を利用して出力を安定させ、駆動電圧の変動の影響による輝度むらを防止するようにしている。
【０００６】
また、特許文献３の技術では、車両のアイドルストップ時に、オルタネータの発電電圧を所定時間かけて低下させて供給電圧の急激な減少を回避し、オルタネータ発電時とバッテリ放電時との電圧差に起因するライトや照明のちらつきを抑制するようにしている。
【０００７】
更に、特許文献４の技術は、点灯制御回路に関して、調光制御用のパルス信号を直流信号に変換してインバータを制御し、且つその変換回路に調光回路からの定電圧電源を供給することで電圧変動時の影響を受け難い回路構成とし、安定した発光輝度を得るようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２７８５５７号公報
【特許文献２】特開平９−２５９７５３号公報
【特許文献３】特開２００６−１８３５４６号公報
【特許文献４】特開平２−２８８１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、入力側のスイッチやボリューム等の個体毎のバラツキ、経時劣化、周辺環境の温度変化、電圧変動、回路定数のバラツキ等により、入力データのバラツキが想定範囲を超えるような状況になったとき、隣接する段階で出力の往復が発生し、出力が変動する虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、入力データに対して多段階の出力を行う際に、入力データのバラツキに左右されることなく安定した出力を得ることのできる入力データの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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明による入力データの処理装置は、入力データの所定範囲毎に一定のデータを段階的に出力する入力データの処理装置であって、入力データを学習し、各段階毎の有効入力範囲の中央値を更新・移動させる学習処理部と、入力データが前記有効入力範囲内のとき、対応する段階の一定のデータを出力する出力処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、入力データに対して多段階の出力を行う際に、入力データのバラツキに左右されることなく安定した出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の第１形態に係り、図１はイルミネーションコントロールシステムの構成図、図２は入出力処理のフローチャート、図３は学習モードの説明図、図４は学習による有効入力範囲を示す説明図である。
【００１３】
本発明は、入力データの所定範囲毎に１つの出力データを出力する段階的な出力処理を行う装置、例えば、連続的な入力を多他段階の出力に変換するイルミネーションコントロール装置等に適用されるものであり、バラツキやノイズを含む入力データに対して、これらのバラツキやノイズに起因する出力の不要な変動を抑制することができる。以下、本実施の形態においては、車両の各部の表示明るさを手動操作により或いは自動的に変化させるイルミネーションコントロールシステムを例を取って説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態におけるイルミネーションコントロールシステムは、制御装置１０を中核として構成され、この制御装置１０に、連続的な出力特性を有する明るさ調整用ボリューム（可変抵抗；以下、「イルミコンボリューム」と記載）１、電源装置２、この電源装置２に付属する各種スイッチ類３、表示明るさを調整する対象となるスイッチ・ＬＥＤ類４やＡＶ機器等の各種機器類５が接続されている。
【００１５】
制御装置１０は、マイクロコンピュータからなる演算装置１１を主として、イルミコンボリューム１に電圧を印加し、ボリュームの電圧に応じた入力データを演算装置１１に入力する入力処理回路１２，電源装置２や各種スイッチ類３からの信号を演算装置１１に入力する処理回路１３，スイッチ・ＬＥＤ類４や各種機器類５に、演算装置１１で処理した指示データに応じた明るさの信号を出力する出力処理回路１４を備えている。演算装置１１には、フラッシュメモリや磁気ディスク装置等の不揮発性記憶装置１１ｃが備えられている。
【００１６】
また、制御装置１０は、外部の特殊ツール２０と演算装置１１とを接続して情報交換を可能とするインターフェース回路１５を備えている。特殊ツール２０は、演算装置１１を強制的に学習モードへ変更して意図的な最適化を可能とするためのツールであり、ディーラ等における作業を考慮したＭＭＩ（マンマシンインターフェース）を備えている。
【００１７】
演算装置１１は、内部機能として学習処理部１１ａと出力処理部１１ｂとを有し、出力処理部１１ｂからの通常出力の通常モードと、学習処理部１１ａによる学習モードとの２つのモードで動作する。出力処理部１１ｂにおける通常モードの処理としては、イルミコンボリューム１に電圧を印加してイルミコンボリューム１からの入力電圧値を読み取り、読み取った入力電圧値が有効入力範囲にあるとき、対応する段階の一定の明るさ指示データを、スイッチ・ＬＥＤ類４や各種機器類５に出力する。
【００１８】
この場合、イルミコンボリューム１からの入力電圧は、ボリュームセット位置に応じて連続的に変化し、しかも、同じ明るさの調整位置でも部品毎の個体差により、必ずしも同じ入力電圧値とはならない。学習処理部１１ａは、入力データにこのようなバラツキが存在する場合であっても、学習によって有効入力範囲を最適化する。これにより、入力データのバラツキに起因する表示ちらつきを防止することができ、安定した明るさのイルミネーションコントロールを実現することができる。
【００１９】
このような演算装置１１の学習処理部１１ａ及び出力処理部１１ｂによるイルミネーションコントロールは、図２に示す入出力処理プログラムのソフトウエア処理によって実現される。次に、この入出力処理プログラムについて、フローチャートを用いて説明する。尚、ここでは、入力段階及び出力段階の双方がｍ段であるものとして説明する。
【００２０】
図２の入出力処理プログラムがスタートすると、先ず、最初のステップＳ１において、学習モードへの遷移条件が成立するか否かを調べる。学習モードへの遷移は、例えば、以下の（ａ），（ｂ）に示すように、強制的に遷移させる場合と自動的に遷移する場合とがあり、更に、強制遷移には複数の条件が設定され、何れかの条件が成立するとき、学習モードへ強制的に遷移させる。
【００２１】
（ａ）強制遷移
（a-1）特殊ツール２０を演算装置１１へ接続し、強制的に学習を行わせる。  
（a-2）ユーザによるスイッチ入力等の各種入力の組合せにより、強制的に学習モードへ移行する。  
（ｂ）自動遷移
電源投入後、各段階に相当する入力を始めて読み取ったとき、自動的に学習モードへ遷移する。
【００２２】
以上の学習モードへの遷移条件を調べた結果、遷移条件が成立する場合には、ステップＳ１からステップＳ２以降へ進み、学習モードの遷移条件が成立しない場合、ステップＳ１からステップＳ６へ進んで異常の有無を確認した後、通常の出力処理を行う。
【００２３】
先ず、学習モードへの遷移条件が成立する場合について説明する。ステップＳ２では、データの入力処理を行い、ステップＳ３で入力データを所定数サンプリングして学習処理を実行する。この学習処理では、図３に示すように、段階１〜ｍの各段階において、過去ｎ回の入力サンプル値より正規分布を求める。そして、この正規分布のピークに対応する入力値を各段階の入力中央値として再セットすると共に、各段階での入力サンプル母数に対する一定割合を閾値として、この閾値以上の範囲を有効入力範囲と規定する。
【００２４】
各段階の入力中央値は、予め予想される値が初期値として不揮発性記憶装置１１ｃに記憶されており、この初期値を学習によって再セットして有効入力範囲を最適化することで、実際の入力バラツキに対して安定した出力を得ることができる。
【００２５】
次に、ステップＳ３からステップＳ４へ進み、学習モード中も現在の入力値に応じて通常の出力処理を行う。すなわち、図４に示すように、これまでの学習によって再セットされた各段階の中央値から定まる各段階での有効入力範囲に応じて、入力値に対応する段階の出力値を決定する。
【００２６】
その後、ステップＳ５へ進み、学習モードの終了条件が成立するか否かを調べる。この学習モードの終了は、例えば、学習モードへ遷移してから一定時間が経過したとき、或いは一定回数入力を読み取ったとき、学習モード終了と判定する。そして、学習モード終了条件が成立しない場合には、ステップＳ２へ戻って入力処理を続行し、学習モード終了条件が成立するとき、本プログラムを抜ける。
【００２７】
一方、ステップＳ１において、学習モードの遷移条件が成立しない場合には、ステップＳ１からステップＳ６へ進んでデータの入力処理を行う。このデータ入力処理では、有効入力範囲を外れた入力は無効とし、前回の入力値を今回の入力値とする。
【００２８】
続くステップＳ７，Ｓ８では、無効入力データに基づく異常判定処理を行い、異常通知条件が成立するか否かを調べる。すなわち、入力データが規定回数以上連続して有効入力範囲を外れたか否かを監視し、規定回数以上連続して有効入力範囲を外れた場合には、異常が発生したものとみなして故障通知条件が成立したと判定する。
【００２９】
そして、ステップＳ８で異常通知条件が成立しないときには、ステップＳ９へ進み、前述の図４で説明したように、学習で再セットされた中央値による有効入力範囲に基づいて、入力データに対応するデータを出力する通常の出力処理を実行し、本プログラムを抜ける。一方、異常通知条件が成立するときには、ステップＳ９からステップＳ１０へ進み、警告等を点灯する等してドライバへ異常が発生したことを通知する異常通知処理を実行し、本プログラムを抜ける。
【００３０】
このように本実施の形態における入出力処理は、入力を学習することにより、入力側の部品の単品バラツキ、経時劣化、周辺環境の温度変化等による入力値の変動に追従して常に最適な出力結果を得ることが可能となり、不要な出力変化を抑制することができる。その結果、イルミネーションコントロールへの適用においては、ちらつきの少ない安定した明るさとすることができ、信頼性を向上すると共に質感に優れた高品質の照明を提供することができる。
【００３１】
また、学習モードへの遷移条件として、強制的に遷移させる機能を備えて意図的な最適化を可能とし、また、自動的に学習モードに遷移する機能を備えることで、人手を介さない継続的な最適化を可能としている。しかも、特殊なハードウェア構成や複雑なソフトウェア処理を必要としないため、安価で頑健なシステムを構築することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図５及び図６は本発明の実施の第２形態に係り、図５は学習モードの説明図、図６は学習による有効入力範囲を示す説明図である。
【００３３】
第２形態は、第１形態に比較して学習処理の簡素化を図るものであり、入力中央値に対して有効入力範囲を固定にセットしている。
【００３４】
このため、第２形態における学習モードの処理では、先ず、以下の（１）式に示すように、サンプル値ｉｎｐｕｔ(i)をｎ回入力し、ｎ回の入力の相加平均Ａｍ(i)を求める。  
Ａｍ(i)＝Σｉｎｐｕｔ(i-j)／ｎ  …（１）
但し、Σ：j=0〜n-1の総和
【００３５】
そして、（２）式に示すように、過去ｐ回の相加平均Ａｍ(i)より移動平均Ｂｍ(i)を求め、この移動平均Ｂｍ(i)を、図５に示すように、各段階の中央値に再セットし、この中央値に対して各段階の有効入力範囲が予め設定した幅に固定される。尚、学習モード中も現在の入力値に応じて出力を行うことは第１形態と同様である。  
Ｂｍ(i)＝ΣＡｍ(i-j)／ｐ  …（２）
但し、Σ：j=0〜p-1の総和
【００３６】
この場合、図６に示すように、学習によって再セットされた中央値に対して各段階の有効入力範囲が固定されることから、隣接する段階の有効入力範囲が一定以上に接近した場合には、中央値の更新を停止する。
【００３７】
第２形態は、第１形態とは入力データを学習して安定した出力を得るまでのアプローチが異なるのみであり、最終的には同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の第１形態に係り、イルミネーションコントロールシステムの構成図
【図２】同上、入出力処理のフローチャート
【図３】同上、学習モードの説明図
【図４】同上、学習による有効入力範囲を示す説明図
【図５】本発明の実施の第２形態に係り、学習モードの説明図
【図６】同上、学習による有効入力範囲を示す説明図
【図７】従来の多段階出力の例を示す説明図
【図８】従来のヒステリシスを設けた多段階出力の例を示す説明図
【符号の説明】
【００３９】
１  明るさ調整用ボリューム
１０  制御装置
１１  演算装置
１１ａ  学習処理部
１１ｂ  出力処理部
【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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