特開 2022-161092 車両姿勢角検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161092

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】車両姿勢角検出装置

(51)【国際特許分類】

   B60Q 1/115 20060101AFI20221014BHJP

【ＦＩ】

B60Q1/115

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065639

(22)【出願日】2021-04-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129643

【弁理士】

【氏名又は名称】皆川 祐一

(72)【発明者】

【氏名】塩出 亮

【テーマコード（参考）】

3K339

【Ｆターム（参考）】

3K339AA02

3K339BA01

3K339BA08

3K339BA23

3K339BA25

3K339BA28

3K339CA01

3K339GB01

3K339JA22

3K339KA23

3K339KA39

3K339LA02

3K339LA11

3K339MC45

3K339MC49

3K339MC52

(57)【要約】

【課題】従来の車高センサ式およびＧセンサ式と同等の精度で車両姿勢角を検出できながら、車両全体として、コストを安価に抑えることができる、車両姿勢角検出装置を提供する。
【解決手段】車両２の前部には、車両２の前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出するフロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒが取り付けられている。また、車両２の後部には、車両２の左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出するＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒが取り付けられている。車両２の車両姿勢角の検出のため、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値とが求められる。そして、それらの２重積分値から車両姿勢角が算出される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のピッチ方向の姿勢角である車両姿勢角を検出する装置であって、
前記車両の前部に取り付けられ、前記車両の前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する前加速度センサと、
前記車両の後部に取り付けられ、前記車両の左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する後加速度センサと、
前記前加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、前記後加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、前記車両姿勢角を算出する算出部と、を含む、車両姿勢角検出装置。

【請求項2】

前記算出部は、前記前加速度センサおよび前記後加速度センサによりそれぞれ検出される上下方向の加速度の２重積分演算の開始から一定時間が経過するまで２重積分演算を継続し、前記一定時間が経過した時点の各２重積分値から、前記車両姿勢角を算出する、請求項１に記載の車両姿勢角検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のピッチ方向の姿勢角である車両姿勢角を検出する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両姿勢角（左右方向に延びる軸線まわりの傾斜角）に応じて前照灯の光軸を自動調整するオートレベリング制御が知られている。

【0003】

オートレベリング制御では、車両姿勢角を検出する必要がある。車両姿勢角を検出する方式には、車高センサ式およびＧセンサ式などが採用されている。車高センサ式では、たとえば、フロントサスペンションおよびリヤサスペンションにそれぞれ取り付けられた車高センサにより、フロントサスペンションおよびリヤサスペンションの上下方向の変位量（沈み込み量）が検出され、それらの変位量から車両姿勢角が算出される。Ｇセンサ式では、車体に取り付けられたＧセンサにより、重力加速度の前後方向および上下方向のベクトル変化が検出され、そのベクトル変化から車両姿勢角が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－１１６２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車高センサ式は、車両姿勢角の検出精度はよいが、車高センサの重量が大きく、また、車高センサの単価が高いという問題がある。一方、Ｇセンサ式は、車両姿勢角の検出精度を上げるには、Ｇセンサの取付位置の誤差（オフセット）や感度の補正が必要となり、その手段として、前後方向および上下方向に加えて左右方向の検出軸を有するＧセンサが必要となり、原価が高くなる。

【0006】

本発明の目的は、従来の車高センサ式およびＧセンサ式と同等の精度で車両姿勢角を検出できながら、車両全体として、コストを安価に抑えることができる、車両姿勢角検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両姿勢角検出装置は、車両のピッチ方向の姿勢角である車両姿勢角を検出する装置であって、車両の前部に取り付けられ、車両の前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する前加速度センサと、車両の後部に取り付けられ、車両の左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する後加速度センサと、前加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と後加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値との差分から、車両姿勢角を算出する算出部とを含む。

【0008】

この構成によれば、車両の前部には、車両の前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する前加速度センサが取り付けられている。また、車両の後部には、車両の左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する後加速度センサが取り付けられている。

【0009】

前加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、後加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値とが求められる。加速度の２重積分値は、変位量に相当する。したがって、前加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値は、前加速度センサの取付位置における上下方向の変位量に相当する。また、後加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値は、後加速度センサの取付位置における上下方向の変位量に相当する。よって、前加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、後加速度センサにより検出される上下方向の加速度の２重積分値とから、車両姿勢角を算出することができる。

【0010】

前加速度センサおよび後加速度センサをそれぞれ左右に設けることにより、前加速度センサおよび後加速度センサの各取付位置における上下方向の変位量を検出できるので、従来の車高センサ式およびＧセンサ式と同等の精度で車両姿勢角を検出することができる。

【0011】

前加速度センサは、前後方向の加速度を検出できるので、車両の前面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサとして兼用することができる。言い換えれば、車両の前面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサを前加速度センサとして兼用することができる。

【0012】

また、後加速度センサは、左右方向の加速度を検出できるので、車両の側面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサとして兼用することができる。言い換えれば、車両の側面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサを後加速度センサとして兼用することができる。

【0013】

そのため、車両姿勢検出装置を車両に搭載しても、車両全体として、コストを安価に抑えることができる。

【0014】

算出部は、前加速度センサおよび後加速度センサによりそれぞれ検出される上下方向の加速度の２重積分演算の開始から一定時間が経過するまで２重積分演算を継続し、一定時間が経過した時点の各２重積分値から、車両姿勢角を算出することが好ましい。

【0015】

これにより、車両に人が乗り込んだり、荷物が載せられたりしたときに、車両の上下方向の変位が収まってから、前加速度センサおよび後加速度センサの各取付位置における上下方向の変位量を検出することができる。その結果、車両姿勢角を精度よく検出することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、従来の車高センサ式およびＧセンサ式と同等の精度で車両姿勢角を検出できながら、車両全体として、コストを安価に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両姿勢角検出装置の機能を有するエアバッグシステムの構成を示すブロック図であり、エアバッグシステムが搭載された車両の平面図を併せて示す。

【図2】車両の側面図である。

【図3】車両姿勢角検出処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0019】

＜車両の要部構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両姿勢角検出装置の機能を有するエアバッグシステム１の構成を示すブロック図であり、エアバッグシステム１が搭載された車両２の平面図を併せて示す。図２は、車両２の側面図である。

【0020】

エアバッグシステム１は、車両２に搭載されて、車両２が衝突による衝撃を受けたときに、その衝撃から乗員を保護するためのシステムである。

【0021】

車両２の左右の側面には、フロントドア開口およびリヤドア開口が前後に形成されている。また、車両２の左右の側面には、フロントドア３Ｌ，３Ｒがそれぞれ左右のフロントドア開口を開閉可能に設けられ、リヤドア４Ｌ，４Ｒがそれぞれ左右のリヤドア開口を開閉可能に設けられている。

【0022】

車両２は、その骨格の一部として、フロントガラス５と左右のフロントドア開口との間にそれぞれＡピラー６Ｌ，６Ｒを有し、左右のフロントドア開口とリヤドア開口との間にそれぞれＢピラー７Ｌ，７Ｒを有し、左右のリヤドア開口の後端に沿ってそれぞれＣピラー８Ｌ，８Ｒを有している。

【0023】

車両２の左前部および右前部には、それぞれフロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒが配置されている。フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒは、前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する２軸加速度センサである。フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒは、前後方向を検出軸としていることにより、車両２の前面衝突時に前後方向加速度を検出することができる。

【0024】

左右のＢピラー７Ｌ，７Ｒの下部には、それぞれＢピラーＧセンサ１２Ｌ，１２Ｒが配置されている。ＢピラーＧセンサ１２Ｌ，１２Ｒは、左右方向（横方向）を検出軸として加速度を検出する１軸加速度センサである。ＢピラーＧセンサ１２Ｌ，１２Ｒは、左右方向を検出軸としていることにより、車両２の側面衝突時に横方向加速度を検出することができる。

【0025】

左右のＣピラー８Ｌ，８Ｒの下部には、それぞれＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒが配置されている。ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒは、左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出する２軸加速度センサである。ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒは、左右方向を検出軸としていることにより、車両２の側面衝突時に横方向加速度を検出することができる。

【0026】

エアバッグシステム１には、エアバッグコントロールユニット１４が含まれる。エアバッグコントロールユニット１４は、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。

【0027】

また、車両２の車室内には、エアバッグ１５が設けられている。エアバッグ１５には、車両２の前面衝突時に運転席に座っている人の頭部および胸部を保護する運転席エアバッグ、車両２の前面衝突時に助手席に座っている人の頭部および胸部を保護する助手席エアバッグ、および、車両２の側面衝突時に運転席、助手席および後部座席に座っている人の胸部および腹部を保護するサイドエアバッグなどが含まれる。

【0028】

エアバッグコントロールユニット１４は、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒ、ＢピラーＧセンサ１２Ｌ，１２ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒから入力される検出信号に基づいて、エアバッグ１５の展開を制御する。エアバッグ１５には、インフレータが備えられている。インフレータには、スクイブ（点火装置）と、スクイブを駆動する駆動回路とが設けられている。エアバッグコントロールユニット１４から駆動回路に点火制御信号が出力され、点火制御信号に従ってスクイブが点火すると、ガス発生剤の着火による高圧ガスが発生し、エアバッグ１５が瞬時に膨らむ（展開する）。

【0029】

エアバッグコントロールユニット１４には、車両２のピッチ方向の姿勢角、すなわち左右方向に延びる軸線まわりの傾斜角である車両姿勢角を検出する車両姿勢角検出装置の機能が組み込まれている。

【0030】

また、エアバッグコントロールユニット１４には、前照灯ユニット１６が接続されている。前照灯ユニット１６には、車両２の前部に設けられている前照灯（ヘッドライト）、前照灯の点灯回路、前照灯の光軸を調整するレベリング機構およびレベリング機構を制御するコントローラなどが備えられている。

【0031】

＜車両姿勢角検出処理＞
図３は、車両姿勢角検出処理の流れを示すフローチャートである。

【0032】

車両２の車両姿勢角の検出のため、エアバッグコントロールユニット１４により、車両姿勢角検出処理が行われる。

【0033】

車両２の車両姿勢角の検出は、車両２が停止した状態で行われる。そのため、車両２が停止中でない場合（ステップＳ１のＮＯ）、車両姿勢角検出処理は次に進まない。エアバッグコントロールユニット１４には、車速情報が入力されるようになっており、その車速情報に基づいて、車両２が停止中であるか否かが判断される。

【0034】

車両２が停止中である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒの少なくともいずれかから、上下方向の加速度（上下Ｇ）の検出信号をエアバッグコントロールユニット１４が受信すると、エアバッグコントロールユニット１４により、その検出された上下方向の加速度の２重積分の演算が開始される（ステップＳ２）。

【0035】

その後、２重積分演算の開始から一定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。２重積分演算の開始から一定時間が経過するまで、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出された上下方向の加速度の２重積分の演算が継続される。

【0036】

２重積分演算の開始から一定時間が経過すると（ステップＳ３のＹＥＳ）、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出された上下方向の加速度の２重積分値と、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出された上下方向の加速度の２重積分値との差分が算出される。この差分の算出では、たとえば、左右のフロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出された上下方向の加速度の２重積分値の平均値と、左右のＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出された上下方向の加速度の２重積分値の平均値との差分が求められる。そして、その算出された差分と車両２のホイルベース（既知）との関係から、車両２のピッチ方向の姿勢角である車両姿勢角が算出される（ステップＳ４）。

【0037】

そして、エアバッグコントロールユニット１４から前照灯ユニット１６に、車両姿勢角が光軸制御のための車両傾斜角情報として送信されて（ステップＳ５）、車両姿勢角検出処理が終了される。前照灯ユニット１６が車両傾斜角情報を受信すると、前照灯ユニット１６に備えられているコントローラによりレベリング機構が制御されて、前照灯の光軸が車両傾斜角に応じて自動調整される。

【0038】

＜作用効果＞
以上のように、車両２の前部には、車両２の前後方向および上下方向を検出軸として加速度を検出するフロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒが取り付けられている。また、車両２の後部には、車両２の左右方向および上下方向を検出軸として加速度を検出するＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒが取り付けられている。

【0039】

車両２の車両姿勢角の検出のため、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値とが求められる。加速度の２重積分値は、変位量に相当する。したがって、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値は、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒの取付位置における上下方向の変位量に相当する。また、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値は、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒの取付位置における上下方向の変位量に相当する。よって、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値と、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒにより検出される上下方向の加速度の２重積分値とから、車両姿勢角を算出することができる。

【0040】

フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ左右に設けられていることにより、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒの各取付位置における上下方向の変位量を検出できるので、従来の車高センサ式およびＧセンサ式と同等の精度で車両姿勢角を検出することができる。

【0041】

フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒは、車両姿勢角を検出するための加速度センサとして使用される一方、前後方向の加速度を検出できるので、車両２の前面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサとしても使用される。言い換えれば、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１Ｒは、車両２の前面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサであり、上下方向の加速度を検出できるので、車両姿勢角を検出するための加速度センサとして兼用されている。

【0042】

また、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒは、車両姿勢角を検出するための加速度センサとして使用される一方、左右方向の加速度を検出できるので、車両２の側面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサとしても使用される。言い換えれば、ＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒは、車両２の側面衝突時のエアバッグ展開制御用のＧセンサであり、上下方向の加速度を検出できるので、車両姿勢角を検出するための加速度センサとして兼用されている。

【0043】

そのため、車両姿勢検出装置が車両２に搭載されても、車両２の全体として、コストを安価に抑えることができる。

【0044】

エアバッグコントロールユニット１４は、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒによりそれぞれ検出される上下方向の加速度の２重積分演算の開始から一定時間が経過するまで２重積分演算を継続し、一定時間が経過した時点の各２重積分値から、車両姿勢角を算出する。

【0045】

これにより、車両２に人が乗り込んだり、荷物が載せられたりしたときに、車両２の上下方向の変位が収まってから、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒの各取付位置における上下方向の変位量を検出することができる。その結果、車両姿勢角を精度よく検出することができる。

【0046】

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

【0047】

たとえば、車両姿勢角を検出するための加速度センサ（前加速度センサ、後加速度センサ）は、車両２の前後左右のサスペンション付近に取り付けられた加速度センサであって、上下方向の加速度を検出できるものであれば、フロントＧセンサ１１Ｌ，１１ＲおよびＣピラーＧセンサ１３Ｌ，１３Ｒに限らない。

【0048】

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0049】

２：車両
１１Ｌ，１１Ｒ：フロントＧセンサセンサ（前加速度センサ）
１３Ｌ，１３Ｒ：ＣピラーＧセンサ（後加速度センサ）
１４：エアバッグコントロールユニット（車両姿勢角検出装置、算出部）

【図1】

【図2】

【図3】