JP2005106749A - 慣性センサユニット、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 角速度センサの出力補正を容易に実行することができる慣性センサユニット、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 お互いの検出軸が直角になるように加速度センサと角速度センサを同一基板上に実装した３枚のセンサ基板１１ａ〜１１ｃのそれぞれについて、定盤上で外部試験装置による所定の試験を行い、加速度センサの検出軸に対する角速度センサの検出軸の傾きを求めて角速度センサの出力補正量を定める。次に、それぞれのセンサ基板の加速度センサの出力をモニタしながら、各センサ基板をセンサハウジング１３の取り付け基台へ取り付ける。更に、慣性センサユニットが搭載された車両を定盤上に乗せた後、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１の自動校正処理部に指令を与えて、センサ基板１１ａ〜１１ｃのそれぞれについて、加速度センサの検出軸に対する角速度センサの検出軸の傾きを求めて角速度センサの最終的な出力補正量を定める。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両装置等に搭載される慣性センサユニット、及びその製造方法に関する。

従来、車両や飛行体等の位置、姿勢の観測においては、角速度及び加速度の測定が行われており、このため角速度センサと加速度センサが用いられている。これら角速度センサ及び加速度センサは一般にセンサチップをパッケージに収容した構成とされている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照。）。
具体的には、例えば特許文献１に記載の技術では、振動子が互いに垂直になるようにＸ、Ｙ軸方向へ配置した角速度センサチップ２個と、加速度センサチップ１個を一体に形成し、単一のチップでＸ、Ｙ２軸の角速度と、Ｘ、Ｙ、Ｚ３軸の加速度とを検出する。
また、例えば特許文献２に記載の技術では、加速度センサと角速度センサとを一体化し、同一工程で同時に形成することで、両者の入力軸をかなりの精度で一致させることができる。また、ケース取り付け時には、ケースの入力軸に対する両者の入力軸等のズレは同一と見なせるので、いずれか一方の入力軸のズレを計測することのみでケースへの取り付けを行うことができる。
特開平１０−１０１４８号公報 特開平１１−６４３７０号公報

ところで、角速度センサの補正には、角速度センサ自体が安定状態の時にその出力を「出力における中心」、すなわち中点と認識させる中点補正がある。しかし、角速度センサは安定状態の中点補正により正確に出力値の中心を設定することができるものの、実際には角速度センサ自体の搭載角度によって出力値のゲインも変わってくるので、正確な出力値を得るためには、中点を補正するだけでなく、角速度センサの傾きに対するゲインの変化が既知であることを前提に、角速度センサ自体の搭載角度に対するゲインの補正も必要になるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、角速度センサの出力補正を容易に実行することができる慣性センサユニット、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る慣性センサユニットは、お互いの検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように角速度センサ（例えば後述する実施例のロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃ）及び加速度センサ（例えば後述する実施例の上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃ）を同一基板上に取り付けた組立体（例えば後述する実施例のセンサ基板１１ａ、センサ基板１１ｂ、センサ基板１１ｃ）を３個備え、前記組立体をそれぞれの基板が直交するようにハウジング（例えば後述する実施例のセンサハウジング１３）に取り付けたことを特徴とする。

以上の構成を備えた慣性センサユニットは、角速度センサと加速度センサとを、両者の検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように同一基板の上に取り付けることで、加速度センサの出力によって基板の傾きを角速度センサの傾きと認識することができるので、容易に角速度センサの出力補正を実行することができる。更に、各基板が直交するようにハウジングに取り付けることで、３方向の角速度と３方向の加速度を一度に取得できる。

請求項２の発明に係る慣性センサユニットは、請求項１に記載の慣性センサユニットにおいて、外部からの指令により、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて各前記角速度センサの出力補正量を定める自動校正処理部（例えば後述する実施例のＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１）を備えたことを特徴とする。

以上の構成を備えた慣性センサユニットは、自動校正処理部を作動させることで、例えば慣性センサユニットが車両に搭載されてからも、車両各部の誤差を含んで、更に詳細な角速度センサの出力補正を実行することができる。

請求項３の発明に係る慣性センサユニットの製造方法は、お互いの検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように角速度センサ（例えば後述する実施例のロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃ）及び加速度センサ（例えば後述する実施例の上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃ）を同一基板上に取り付けた組立体（例えば後述する実施例のセンサ基板１１ａ、センサ基板１１ｂ、センサ基板１１ｃ）を３個備え、前記組立体のそれぞれの基板が直交するようにハウジング（例えば後述する実施例のセンサハウジング１３）に取り付けると共に、前記組立体を前記ハウジングに取り付けた後に、外部からの指令により、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて前記角速度センサの出力補正量を定める自動校正処理部（例えば後述する実施例のＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１）を備えた慣性センサユニットの製造方法であって、前記組立体を前記ハウジングに取り付ける前に、外部試験装置による所定の試験を行い、前記角速度センサ及び前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて前記角速度センサの出力補正量を定める補正工程（例えば後述する実施例のステップＳ３、ステップＳ４）を有することを特徴とする。

以上の工程を有する慣性センサユニットの製造方法は、組立体をハウジングに取り付ける前に、外部試験装置を用いて、角速度センサ及び加速度センサの出力に基づいた角速度センサの出力補正量を定めることで、１枚の基板を角速度センサと加速度センサを備えた組立体として完成させることができる。

請求項４の発明に係る慣性センサユニットの製造方法は、請求項３に記載の慣性センサユニットの製造方法において、前記加速度センサの出力をモニタしながら、前記組立体を前記ハウジングに取り付ける取り付け工程（例えば後述する実施例のステップＳ５）を有することを特徴とする。

以上の工程を有する慣性センサユニットの製造方法は、完成した組立体においてハウジングに対する角速度センサのズレと加速度センサのズレとは同一になることを利用して、加速度センサの出力のみをモニタしながら組立体をハウジングに取り付けることで、組み立てにおける工数を削減して正確に組立体を取り付けることができる。

請求項５の発明に係る慣性センサユニットの製造方法は、請求項３、または請求項４に記載の慣性センサユニットの製造方法において、前記組立体を前記ハウジングに取り付けた後に、所定の安定状態下において、前記自動校正処理部に指令を与えて、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて各前記角速度センサの出力補正量を定める最終補正工程（例えば後述する実施例のステップＳ７、ステップＳ８）を有することを特徴とする。

以上の工程を有する慣性センサユニットの製造方法は、慣性センサユニットを例えば最終的に車両に搭載してから、自動校正処理部を作動させて、定盤上で車両各部の誤差を含んだ角速度センサの出力補正を実行することで、出力補正以後は角速度センサにいつでも車両各部の誤差も含んで補正した正確な角度検出を実行させることができる。

請求項１に記載の慣性センサユニットによれば、角速度センサと加速度センサとを、両者の検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように同一基板上に取り付けることで、容易に角速度センサの出力補正を実行することができる。更に、各基板が直交するようにハウジングに取り付けることで、３方向の角速度と３方向の加速度を一度に取得できる。従って、工数をかけずに角速度センサの出力補正を容易に実行することができると共に、一度に３方向の角速度と３方向の加速度を正確に検出できる慣性センサユニットを実現することができるという効果が得られる。

また、請求項２に記載の慣性センサユニットによれば、自動校正処理部を作動させることで、例えば慣性センサユニットが車両に搭載されてからも角速度センサの出力補正を実行することができるので、慣性センサユニットの最終的な状態における出力補正を実行し、いつでも正確な角速度を取得することができるという効果が得られる。

一方、請求項３に記載の慣性センサユニットの製造方法によれば、組立体をハウジングに取り付ける前に１枚の基板を角速度センサと加速度センサを備えた組立体として完成させることができるので、次の工程において、特別な工具を用いずに組立体の加速度センサを利用して容易に組立体をハウジングに取り付けることができるという効果が得られる。

更に、請求項４に記載の慣性センサユニットの製造方法によれば、加速度センサの出力のみをモニタしながら組立体をハウジングに取り付けることで、組み立てにおける工数を削減して正確に組立体を取り付けることができるので、慣性センサユニットの組み立て時間を短縮し、生産効率を向上させることができるという効果が得られる。
また、請求項５に記載の慣性センサユニットの製造方法によれば、自動校正処理部を作動させることで、角速度センサに車両各部の誤差も含んで補正した正確な角度検出を実行させることができるので、慣性センサユニットの最終的な状態における出力補正を実行し、いつでも正確な角速度を取得することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の一実施例の慣性センサユニットの構成を示すブロック図である。なお、本実施例の慣性センサユニットは、特に自動車等の車両装置に搭載して利用することが有用であり、一例として、慣性センサユニットが自動車に搭載された場合について説明する。
図１において、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、本実施例の慣性センサユニットの中心をなす制御部である。ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、車両の適所に配置された各種センサが出力するアナログ信号をＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１内に取り込むために、例えば１０ビットのＡ／Ｄ変換器１ａを備えている。なお、Ａ／Ｄ変換器１ａは、接続されるセンサの数だけ備えて、個別に各センサの出力信号を量子化しても良いし、時分割制御により、順次対象とするセンサを切り替えながら各センサの出力信号を量子化しても良い。

また、車両の適所に配置された各種センサとして、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１のＡ／Ｄ変換器１ａには、車両の上下方向の加速度を検出し、検出された加速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力する上下Ｇセンサ２ａと、車両の前後方向の加速度を検出し、検出された加速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力する前後Ｇセンサ２ｂと、車両の左右方向の加速度を検出し、検出された加速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力する左右Ｇセンサ２ｃとが接続されている。

更に、車両の適所に配置された各種センサとして、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１のＡ／Ｄ変換器１ａには、車両のロール（Roll）方向の角速度を検出し、検出された角速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力するロールレートセンサ３ａと、車両のピッチ（Pitch）方向の角速度を検出し、検出された角速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力するピッチレートセンサ３ｂと、車両のヨー（Yaw）方向の角速度を検出し、検出された角速度に応じた電圧値をアナログ信号で出力するヨーレートセンサ３ｃとが接続されている。

これにより、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、上下Ｇセンサ２ａが検出した車両の上下方向の加速度、前後Ｇセンサ２ｂが検出した車両の前後方向の加速度、左右Ｇセンサ２ｃが検出した車両の左右方向の加速度、更にはロールレートセンサ３ａが検出した車両のロールレート値、ピッチレートセンサ３ｂが検出した車両のピッチレート値、ヨーレートセンサ３ｃが検出した車両のヨーレート値を、Ａ／Ｄ変換器１ａを介してディジタル信号化して取り込み、車両内の各制御ユニット（図示せず）が利用可能な車両の状態を示す制御情報として出力する。また、各センサの故障診断等も行い、車両内の各制御ユニット（図示せず）が利用可能な車両の状態を示す制御情報として出力する。

なお、上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃは、それぞれセンシング素子部とＡＳＩＣによる信号処理部とから構成されている。同様に、ロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃも、それぞれセンシング素子部とＡＳＩＣによる信号処理部とから構成されている。ここで、各センサに設けられたＡＳＩＣによる信号処理部は、センシング素子部の出力する検出された加速度あるいはレート値（角速度）に応じた信号を、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１のＡ／Ｄ変換器１ａで取り込み可能なアナログ信号の電圧値に変換する処理部であって、各センサの出力信号の誤差を補正するための補正値を記憶する記憶部と、該補正値によって出力信号の誤差を補正して出力する補正機能を備えている。

また、本実施例の慣性センサユニットは、この他、ＬＡＮＨ端子４とＬＡＮＬ端子５を利用して、車両内の各制御ユニット（図示せず）と、車内ＬＡＮを介してＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１の出力信号（前後方向加速度、上下方向加速度、左右方向加速度、ロールレート値、ピッチレート値、ヨーレート値、センサの故障診断情報等）やＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１への制御信号を送受信するためのＬＡＮトランシーバ６を備えており、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、ＬＡＮトランシーバ６を制御するためのＬＡＮコントローラ１ｂも備えている。

更に、本実施例の慣性センサユニットは、ＧＮＤ端子７を介して車両の接地端子と接続されると共に、ＩＧ端子８により１２［Ｖ］系電力が供給されている。また、ＩＧ端子８により供給された１２［Ｖ］系電力は、１２Ｖ／５Ｖ変換器９（＝ＤＣ／ＤＣコンバータ）により５［Ｖ］系電力に変換されて、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１のＶＤＤ電源の他、上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃ、ロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃへ供給される。

（物理的配置構成）
次に、図面を参照して、本実施例の慣性センサユニットの物理的配置構成について説明する。図２は、本実施例の慣性センサユニットの物理的配置構成を示す図である。一方、図３は、本実施例の慣性センサユニットの完成品を示す図である。また、図２及び図３において、「Ｄｉｒ」は車両の進行方向を示す。
図２に示すように、上述の上下Ｇセンサ２ａとロールレートセンサ３ａは、同一のセンサ基板１１ａに実装（搭載）されている。同様に前後Ｇセンサ２ｂとピッチレートセンサ３ｂは、同一のセンサ基板１１ｂに実装（搭載）されている。同様に左右Ｇセンサ２ｃとヨーレートセンサ３ｃは、同一のセンサ基板１１ｃに実装（搭載）されている。

具体的には、加速度を検出する上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃと、角速度を検出するロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃは、それぞれお互いの検出軸が直角になる（直交する）ように配置され、同一基板上に実装（搭載）される。そして、各センサ基板１１ａ〜１１ｃは、図２に示すように、例えば取り付け基台１２を利用してそれぞれの基板が直交するように取り付けられる。ここで、取り付け基台１２は各面が直交する立方体、あるいは立方体の辺により構成された枠であって、取り付け基台１２に予め定められたスペーサやビス等で取り付けることで、各センサ基板１１ａ〜１１ｃを、それぞれの基板が直交するように配置することができる。

一方、図３は本実施例の慣性センサユニットの完成品を示した図であって、取り付け基台１２を利用してそれぞれの基板が直交するように取り付けられた各センサ基板１１ａ〜１１ｃは、取り付け基台１２によって例えばセンサハウジング１３の底面に取り付けられる。また、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１やＬＡＮトランシーバ６等を搭載した制御基板１４は、同様に例えばセンサハウジング１３の底面に取り付けられ、制御基板１４からは、ＬＡＮＨ端子４、ＬＡＮＬ端子５、ＧＮＤ端子７、ＩＧ端子８がセンサコネクタ１５によりセンサハウジング１３の外部に出力されている。

また、このように、上下Ｇセンサ２ａとロールレートセンサ３ａが同一のセンサ基板１１ａに、前後Ｇセンサ２ｂとピッチレートセンサ３ｂが同一のセンサ基板１１ｂに、左右Ｇセンサ２ｃとヨーレートセンサ３ｃが同一のセンサ基板１１ｃにそれぞれ実装（搭載）されているので、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、外部からの指令により、各加速度センサの出力に基づいて、加速度センサの検出軸に対するレートセンサ（角速度センサ）の検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて各レートセンサの出力補正量を定める自動校正処理部を備えている。

具体的には、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１は、上下Ｇセンサ２ａの出力に基づいて、上下Ｇセンサ２ａの検出軸に対するロールレートセンサ３ａの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてロールレートセンサ３ａの出力補正量を定める。同様に、前後Ｇセンサ２ｂの出力に基づいて、前後Ｇセンサ２ｂの検出軸に対するピッチレートセンサ３ｂの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてピッチレートセンサ３ｂの出力補正量を定める。同様に、左右Ｇセンサ２ｃの出力に基づいて、左右Ｇセンサ２ｃの検出軸に対するヨーレートセンサ３ｃの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてヨーレートセンサ３ｃの出力補正量を定める。

（組み立て手順）
次に、図面を参照して、本実施例の慣性センサユニットの組み立て手順（製造方法）について説明する。図３は、本実施例の慣性センサユニットの組み立て手順を示すフローチャートである。
まず、加速度センサとレートセンサ（角速度センサ）を、お互いの検出軸が直角になる（直交する）ように配置して同一基板上に実装（搭載）し（ステップＳ１）、この基板を３枚製造する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１及びステップＳ２では、１枚の基板について、センサが検出する具体的な方向（前後、上下、左右、あるいはロール、ピッチ、ヨー）を示さず説明したが、センサ単体では、３個の加速度センサ及び３個のレートセンサは、それぞれ全て同一の仕様であるので、この基板を３枚製造することにより、３枚の基板を上下Ｇセンサ２ａとロールレートセンサ３ａとを実装（搭載）したセンサ基板１１ａ、前後Ｇセンサ２ｂとピッチレートセンサ３ｂとを実装（搭載）したセンサ基板１１ｂ、左右Ｇセンサ２ｃとヨーレートセンサ３ｃとを実装（搭載）したセンサ基板１１ｃにそれぞれ割り当てることができる。

次に、３枚のセンサ基板１１ａ〜１１ｃのそれぞれについて、定盤上で外部試験装置を接続し、外部試験装置による所定の試験を行い、レートセンサ及び加速度センサの出力に基づいて、加速度センサの検出軸に対するレートセンサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてレートセンサの出力補正量を定める（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３では、予めレートセンサの傾きに対するゲインの変化は判明しているものとする。
そして、算出されたそれぞれのレートセンサの出力補正量を、それぞれのレートセンサに設けられたＡＳＩＣによる信号処理部に記憶させる（ステップＳ４）。

次に、それぞれのセンサ基板１１ａ〜１１ｃの加速度センサの出力をモニタしながら、各センサ基板１１ａ〜１１ｃを取り付け基台１２へ取り付け、更にセンサ基板１１ａ〜１１ｃが取り付けられた取り付け基台１２をセンサハウジング１３の底面に取り付ける（ステップＳ５）。すなわち、それぞれの各センサ基板１１ａ〜１１ｃにおいてセンサハウジング１３（取り付け基台１２）に対するレートセンサのズレと加速度センサのズレとは同一になることを利用して、加速度センサの出力のみをモニタしながら各センサ基板１１ａ〜１１ｃを取り付け基台１２、更にセンサハウジング１３に取り付けることで、組み立てにおける工数を削減することができる。

また、各センサ基板１１ａ〜１１ｃは、ステップＳ５において取り付け基台１２及びセンサハウジング１３に取り付けられた時点で、図２及び図３に示すように、取り付け基台１２及びセンサハウジング１３に取り付けられた方向と車両の進行方向「Ｄｉｒ」とに基づき、上下Ｇセンサ２ａとロールレートセンサ３ａとを実装（搭載）したセンサ基板１１ａ、前後Ｇセンサ２ｂとピッチレートセンサ３ｂとを実装（搭載）したセンサ基板１１ｂ、左右Ｇセンサ２ｃとヨーレートセンサ３ｃとを実装（搭載）したセンサ基板１１ｃとしてそれぞれ割り当てられる。

また、各センサ基板１１ａ〜１１ｃがセンサハウジング１３に取り付けられたら、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１やＬＡＮトランシーバ６等を搭載した制御基板１４を、同様に例えばセンサハウジング１３の底面に取り付けると共に、各センサ基板１１ａ〜１１ｃからＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１のＡ／Ｄ変換器１ａに対する配線接続と、制御基板１４からセンサコネクタ１５に対する配線接続を行い慣性センサユニット自体を完成させる（ステップＳ６）。

そして、完成した慣性センサユニットを目的の車両に搭載した後に、該車両自身を定盤上に乗せると共に、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１の自動校正処理部に指令を与えて、センサ基板１１ａ〜１１ｃのそれぞれについて、慣性センサユニットの最終的な状態における出力補正を実行し、レートセンサ及び加速度センサの出力に基づいて、加速度センサの検出軸に対するレートセンサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてレートセンサの出力補正量を定める（ステップＳ７）。
そして、算出されたそれぞれのレートセンサの出力補正量は、全てＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１に記憶させる（ステップＳ８）。

なお、上述の慣性センサユニットの組み立て手順（製造方法）において、ステップＳ３及びステップＳ４の工程を補正工程とする。また、ステップＳ５の工程を取り付け工程とする。更に、ステップＳ７及びステップＳ８の工程を最終補正工程とする。

また、上述の実施例では、図２に示すように、上下Ｇセンサ２ａとロールレートセンサ３ａが同一のセンサ基板１１ａに実装（搭載）され、前後Ｇセンサ２ｂとピッチレートセンサ３ｂが同一のセンサ基板１１ｂに実装（搭載）され、左右Ｇセンサ２ｃとヨーレートセンサ３ｃが同一のセンサ基板１１ｃに実装（搭載）されている。すなわち、加速度を検出する上下Ｇセンサ２ａ、前後Ｇセンサ２ｂ、左右Ｇセンサ２ｃと、角速度を検出するロールレートセンサ３ａ、ピッチレートセンサ３ｂ、ヨーレートセンサ３ｃは、それぞれお互いの検出軸が直角になる（直交する）ように配置されている。

しかし、同一基板上に実装（搭載）する加速度センサとレートセンサ（角速度センサ）の組合せは、上述のように加速度センサとレートセンサの検出軸が直角になる（直交する）ような組合せに限らず、加速度センサの出力に基づいて、加速度センサの検出軸に対するレートセンサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいてレートセンサの出力補正量を定めることができれば良いので、加速度センサとレートセンサの検出軸が平行あるいは同一になるような組合せでも良い。

以上説明したように、本実施例の慣性センサユニットによれば、レートセンサ（角速度センサ）と加速度センサとを、両者の検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように同一基板上に取り付けることで、容易にレートセンサの出力補正を実行することができる。更に、各基板が直交するようにセンサハウジング１３の取り付け基台１２に取り付けることで、３方向の加速度（前後方向加速度、上下方向加速度、左右方向加速度）と３方向の角速度（ロールレート値、ピッチレート値、ヨーレート値）とを一度に取得できる。

従って、工数をかけずにレートセンサの出力補正を容易に実行することができると共に、同じ基板を３枚製造して、それぞれの基板が直交するように組み付けるだけで、一度に３方向の角速度と３方向の加速度を正確に検出できる慣性センサユニットを実現することができるという効果が得られる。
また、ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン１に設けられた自動校正処理部を作動させることで、例えば慣性センサユニットが車両に搭載されてからもレートセンサの出力補正を実行することができるので、慣性センサユニットの最終的な状態における出力補正を実行し、いつでも正確な角速度（ロールレート値、ピッチレート値、ヨーレート値）を取得することができるという効果が得られる。

一方、本実施例の慣性センサユニットの製造方法によれば、センサ基板１１ａ〜１１ｃをセンサハウジング１３の取り付け基台１２に取り付ける前に１枚の基板をレートセンサと加速度センサを備えたセンサ基板として完成させることができるので、次の工程において、特別な工具を用いずにセンサ基板の加速度センサを利用して容易にセンサ基板をセンサハウジング１３の取り付け基台１２に取り付けることができるという効果が得られる。

更に、本実施例の慣性センサユニットの製造方法によれば、加速度センサの出力のみをモニタしながらセンサ基板１１ａ〜１１ｃをセンサハウジング１３の取り付け基台１２に取り付けることで、センサ基板における工数を削減して正確に組立体を取り付けることができるので、慣性センサユニットの組み立て時間を短縮し、生産効率を向上させることができるという効果が得られる。
また、本実施例の慣性センサユニットの製造方法によれば、自動校正処理部を作動させることで、レートセンサに車両各部の誤差も含んで補正した正確な角度検出を実行させることができるので、慣性センサユニットの最終的な状態における出力補正を実行し、いつでも正確な角速度（ロールレート値、ピッチレート値、ヨーレート値）を取得することができるという効果が得られる。

本発明の一実施例の慣性センサユニットの構成を示すブロック図である。 同実施例の慣性センサユニットの物理的配置構成を示す図である。 同実施例の慣性センサユニットの完成品を示す図である。 同実施例の慣性センサユニットの組み立て手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＬＡＮコントローラ内蔵マイコン（自動校正処理部）
２ａ 上下Ｇセンサ（加速度センサ）
２ｂ 前後Ｇセンサ（加速度センサ）
２ｃ 左右Ｇセンサ（加速度センサ）
３ａ ロールレートセンサ（角速度センサ）
３ｂ ピッチレートセンサ（角速度センサ）
３ｃ ヨーレートセンサ（角速度センサ）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ センサ基板（組立体）
１３ センサハウジング（ハウジング）
Ｓ３、Ｓ４ 補正工程
Ｓ５ 取り付け工程
Ｓ７、Ｓ８ 最終補正工程

Claims (5)

1. お互いの検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように角速度センサ及び加速度センサを同一基板上に取り付けた組立体を３個備え、
   前記組立体をそれぞれの基板が直交するようにハウジングに取り付けたこと
   を特徴とする慣性センサユニット。
2. 外部からの指令により、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて各前記角速度センサの出力補正量を定める自動校正処理部を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の慣性センサユニット。
3. お互いの検出軸が少なくとも直角、平行、あるいは同一の状態となるように角速度センサ及び加速度センサを同一基板上に取り付けた組立体を３個備え、前記組立体のそれぞれの基板が直交するようにハウジングに取り付けると共に、前記組立体を前記ハウジングに取り付けた後に、外部からの指令により、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて前記角速度センサの出力補正量を定める自動校正処理部を備えた慣性センサユニットの製造方法であって、
   前記組立体を前記ハウジングに取り付ける前に、外部試験装置による所定の試験を行い、前記角速度センサ及び前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて前記角速度センサの出力補正量を定める補正工程
   を有することを特徴とする慣性センサユニットの製造方法。
4. 前記加速度センサの出力をモニタしながら、前記組立体を前記ハウジングに取り付ける取り付け工程
   を有することを特徴とする請求項３に記載の慣性センサユニットの製造方法。
5. 前記組立体を前記ハウジングに取り付けた後に、所定の安定状態下において、前記自動校正処理部に指令を与えて、各前記加速度センサの出力に基づいて、前記加速度センサの検出軸に対する前記角速度センサの検出軸の傾きを求め、求められた傾きに基づいて各前記角速度センサの出力補正量を定める最終補正工程
   を有することを特徴とする請求項３、または請求項４に記載の慣性センサユニットの製造方法。
   

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