JP2006047146A

JP2006047146A - 車載用装置

Info

Publication number: JP2006047146A
Application number: JP2004229708A
Authority: JP
Inventors: Akihide Takayanagi; 明秀高柳
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】加速度センサを備えた車載用装置であって、その取付位置や取付角度を自由に選択しても基準軸方向の加速度を精度よく検出することが可能な車載用装置を提供することを課題とする。
【解決手段】感度軸ｐ，ｑ，ｒの方向が互いに異なる複数の加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒと、基準軸Ｘ，Ｙ，Ｚと各加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒの感度軸ｐ，ｑ，ｒとのなす角度に関連した角度情報と各加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒで検出された加速度の値とに基づいて、基準軸Ｘ，Ｙ，Ｚの方向に作用している加速度の値を算出する制御部１２と、を備える車載用装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、加速度センサを備える車載用装置に関する。

一般的な自動車においては、車体に加わる加速度を検出するための加速度センサが設けられており、この加速度センサで検出した加速度の値は、カーナビゲーションシステムやブレーキ液圧をコントロールするブレーキ制御装置（アンチロックブレーキシステムなど）といった各種機器において参照されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２２９９１９号公報（段落０００２〜０００３、図１〜図４参照）

ところで、従来の加速度センサでは、基準軸方向の加速度値そのものを加速度センサで検出させるために、その感度軸の方向（以下、適宜「感度方向」という。）と基準軸方向とを一致させておく必要があった。つまり、従来の加速度センサでは、その取付位置や取付角度を自由に選択することができず、場合によっては、他の機器の配置等に影響を及ぼすこともあった。なお、加速度センサの感度方向と基準軸方向とが一致していない場合には、加速度センサで検出された加速度の大きさと基準軸方向に実際に作用している加速度との間に差が生じてしまう。

ここで、本明細書において、「基準軸」とは、各種機器を制御等する際に必要となる加速度の方向と平行な軸のことをいう。なお、基準軸としては、水平面内にある車体軸（車体前後方向の軸）、車体軸と直交する軸であって水平面内にある軸（車体左右方向の軸）、車体軸と直交する鉛直方向の軸（車体上下方向の軸）が採用されることが多い。

また、基準軸が二以上ある場合には、二以上の加速度センサのそれぞれについて、その感度方向を対応する基準軸方向と一致させなければならず、各加速度センサの取付位置や取付角度を自由に選択することは、より一層困難なものになってしまう。

そこで、本発明は、加速度センサを備えた車載用装置であって、その取付位置や取付角度を自由に選択しても基準軸方向の加速度を精度よく検出することが可能な車載用装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために創案された本発明に係る車載用装置は、感度軸の方向が互いに異なる複数の加速度センサと、基準軸と前記各加速度センサの感度軸とのなす角度に関連した角度情報と前記各加速度センサで検出された加速度の値とに基づいて、前記基準軸の方向に作用している加速度の値を算出する制御部と、を備えることを特徴とする。

かかる車載用装置によると、基準軸と各加速度センサの感度軸とのなす角度に関連した角度情報と各加速度センサで検出された加速度の値とに基づいて基準軸方向に実際に作用している加速度の値が算出されることになるので、各加速度センサの感度方向と基準軸方向とが一致していない場合であっても、基準軸方向の加速度の値を精度よく検出することが可能となる。つまり、この車載用装置を車体の適所に設置する際に、各加速度センサの感度方向と基準軸方向とを一致させる必要がないので、その取付位置や取付角度を自由に選択することが可能となる。

なお、本発明に係る車載用装置おいては、前記加速度センサが、ブレーキ液圧を制御するブレーキ制御装置に取り付けられているものであってもよい。

このようにすると、設置スペースの狭小化を図ることが可能となり、さらには、ブレーキ制御装置を車体に取り付けるだけで、加速度センサの車体への取り付けも完了するので、その組付性や生産性の向上を図ることも可能となる。

本発明によると、加速度センサの感度軸の方向と基準軸の方向とが一致していない場合であっても、基準軸方向の加速度の値を精度よく検出することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、実施形態に係る車載用装置１０は、ブレーキに作用するブレーキ液圧の大きさを制御するブレーキ制御装置Ｂに内蔵されており、このブレーキ制御装置Ｂは、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、車体２０の前側に取り付けられている。

ブレーキ制御装置Ｂは、図１に示すように、各種部材・機器の基体となるポンプボディ（基体）Ｂ１と、ポンプボディＢ１の第一取付面Ｂ１１に一体に固着されるコントロールハウジングＢ２と、ポンプボディＢ１の第二取付面Ｂ１２に一体に固着され、ブレーキ液を送る図示せぬポンプの動力となる電動モータＢ３とを主に備えている。また、コントロールハウジングＢ２は、電磁弁駆動用の図示せぬ電磁コイルが装着されるコントロールケースＢ２１と、このコントロールケースＢ２１の開口部を密閉するコントロールカバーＢ２２とを備えており、その内部には、電磁弁等を制御する電子部品等が装着された基板Ｂ２３などが収容される。

なお、本実施形態においては、水平面内において直交する二つの軸（車体左右方向の軸および車体前後方向の軸）をそれぞれ第一の基準軸Ｘおよび第二の基準軸Ｙと称し、この第一の基準軸Ｘおよび第二の基準軸Ｙと直交する軸（車体上下方向の軸）を第三の基準軸Ｚと称することとする。また、基準軸Ｙは前向きを「正」とし、基準軸Ｘは右向きを「正」とし、基準軸Ｘから基準軸Ｙに向かう方向（図３において左回り）を「正」とする。

車載用装置１０は、図１に示すように、三つの加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒと、制御部１２と、を備えて構成されている。

加速度センサ１１ｐ，１１ｑは、その感度軸ｐ，ｑの方向が基準軸Ｘ，Ｙ（図２の（ａ），（ｂ）参照）の方向からずれた状態でブレーキ制御装置Ｂの基板Ｂ２３に取り付けられている。一方、加速度センサ１１ｒは、その感度軸ｒの方向が基準軸Ｚ（図２の（ａ），（ｂ）参照）の方向と一致した状態で基板Ｂ２３に取り付けられている。なお、感度軸ｐ，ｑ，ｒは、互いに直交している。加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒとしては、例えば、歪ゲージ型、静電容量型、ピエゾ抵抗型などの加速度センサを使用することができるが、これらに限定されるものではない。また、加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒは、基板Ｂ２３に形成された図示せぬプリント配線を介して制御部１２に接続されており、これによって加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒで検出した信号が制御部１２に出力されるようになっている。

図３に示すように、第一の基準軸Ｘおよび第二の基準軸Ｙを含む水平面内において、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐは、第一の基準軸Ｘに対して角度θ_Hで傾斜しており、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑは、第二の基準軸Ｙに対して角度θ_Hで傾斜している。なお、角度θ_Hは、ブレーキ制御装置Ｂの車体２０への取付角度から定まるものであり、設計値あるいは実測値から決定される。

制御部１２は、図１に示すように、記憶手段１２Ａと、演算手段１２Ｂとを備えて構成されている。

記憶手段１２Ａは、基準軸Ｘ，Ｙ（図３参照）と加速度センサ１１ｐ，１１ｑの感度軸ｐ，ｑとのなす角度に関連した角度情報（本実施形態では、角度θ_H）と、後記する演算式（１）および（２）とを予め記憶しておくものであり、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性半導体メモリで構成されている。また、記憶手段１２Ａは、図示せぬプリント配線を介して演算手段１２Ｂに接続されている。これにより、記憶手段１２Ａで記憶した角度情報を演算手段１２Ｂで読み出すことが可能になっている。ここで、ＥＥＰＲＯＭは、紫外線消去型のＵＶ−ＥＰＲＯＭを改良して、紫外線の代わりに電気的に消去できるようにしたＥＰＲＯＭである。また、このＥＥＰＲＯＭは、ＵＶ−ＥＰＲＯＭと違って、特別な消去装置が不要であり、システムに組み込んだまま簡単に消去や再書き込みができるといったメリットを有している。

演算手段１２Ｂは、図４に示すように、加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qと記憶手段１２Ａで記憶している角度情報（角度θ_H）とに基づいて、基準軸Ｘ，Ｙ（図３参照）方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出するものである。つまり、この演算手段１２Ｂは、記憶手段１２Ａで記憶している角度情報および後記する演算式（１），（２）を読み出す機能と、読み出した角度情報と加速度センサ１１ｐ，１１ｑにて検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qとを後記する演算式（１），（２）に順次代入して基準軸Ｘ、Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出する機能とを少なくとも備えている。なお、制御部１２には、図示は省略するが、加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒから出力された信号を加速度の値Ａ_p，Ａ_q，Ａ_rに変換する手段と、演算手段１２Ｂで算出した加速度の値Ａ_X，Ａ_Y，Ａ_Zをブレーキ制御装置Ｂ等に出力する手段とを備えている。なお、本実施形態では、加速度センサ１１ｒで検出された加速度の値Ａ_rは、基準軸Ｚ方向の加速度の値Ａ_Zと一致しているため、演算手段１２Ｂで補正されることなく、そのままブレーキ制御装置Ｂ等に出力される。

演算式（１）および（２）を以下に示す。
Ａ_X＝Ａ_pcosθ_H−Ａ_qsinθ_H （１）（図３参照）
Ａ_Y＝Ａ_psinθ_H＋Ａ_qcosθ_H （２）（図３参照）

なお、基準軸Ｘ，Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yは、演算式（１），（２）に代えて、以下の演算式（１）’，（２）’により算出してもよい。つまり、加速度センサ１１ｐにて検出された加速度ベクトルＡ_pと加速度センサ１１ｑにて検出された加速度ベクトルＡ_qからこれらの合成ベクトルＡ_pqを算出し、算出した合成ベクトルＡ_pqを基準軸Ｘ方向および基準軸Ｙ方向に分解することにより、基準軸Ｘ方向および基準軸Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出してもよい（図３参照）。

演算式（１）’，（２）’を以下に示す。
Ａ_X＝Ａ_pqcos（θ_pq＋θ_H）（１）’ （図３参照）
Ａ_Y＝Ａ_pqsin（θ_pq＋θ_H）（２）’ （図３参照）
ただし、Ａ_pq＝（Ａ_p ²＋Ａ_q ²）^0.5
θ_pq：合成ベクトルＡ_pqと加速度ベクトルＡ_p（感度軸ｐ）とのなす角の大きさ（０°≦θ_pq＜３６０°）であって、
Ａ_p＞０かつＡ_q≧０のとき θ_pq＝tan^-1（｜Ａ_q｜／｜Ａ_p｜）
Ａ_p＜０かつＡ_q≧０のとき θ_pq＝１８０°−tan^-1（｜Ａ_q｜／｜Ａ_p｜）
Ａ_p＜０かつＡ_q＜０のとき θ_pq＝１８０°＋tan^-1（｜Ａ_q｜／｜Ａ_p｜）
Ａ_p＞０かつＡ_q＜０のとき θ_pq＝３６０°−tan^-1（｜Ａ_q｜／｜Ａ_p｜）
Ａ_p＝０かつＡ_q≧０のとき θ_pq＝９０°
Ａ_p＝０かつＡ_q＜０のとき θ_pq＝２７０°

続いて、基準軸Ｘ，Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出する手順を説明する。車体２０（図２参照）に加速度が加わると、まず、図３に示すように、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑ（図１参照）によって、その感度軸ｐ，ｑ方向の加速度の値Ａ_p，Ａ_qが検出される。各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qは、図４に示すように、演算手段１２Ｂに出力され、この演算手段１２Ｂによって補正されて、ブレーキ制御装置Ｂに出力される。すなわち、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑにて加速度の値Ａ_p，Ａ_qが検出されると、演算手段１２Ｂは、記憶手段１２Ａに記憶しておいた角度情報（角度θ_H）と前記した演算式（１），（２）とを読み出すとともに、加速度の値Ａ_p，Ａ_qおよび角度情報（角度θ_H）を前記した演算式（１），（２）に代入することによって基準軸Ｘ，Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出し、さらに、算出された加速度の値Ａ_X，Ａ_Yをブレーキ制御装置Ｂに出力する。なお、加速度センサ１１ｒで検出された加速度の値Ａ_rは、そのまま基準軸Ｚ方向の加速度の値Ａ_Zとしてブレーキ制御装置Ｂ等に出力される。

このように、車載用装置１０によれば、二つの加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qと予め記憶されている角度情報（角度θ_H）とに基づいて基準軸Ｘ，Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yが算出されることになる。したがって、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑの感度方向と基準軸Ｘ，Ｙ方向とが一致していない場合であっても、基準軸Ｘ，Ｙ方向の加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを精度よく検出することが可能となる。つまり、この車載用装置１０を車体２０の適所に設置する際に、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑの感度方向と基準軸Ｘ，Ｙ方向とを一致させる必要がないので、その取付位置や取付角度を自由に選択することが可能となる。

さらに、本実施形態に係る車載用装置１０においては、加速度センサ１１ｐ，１１ｑ，１１ｒをはじめ、制御部１２等を構成するＩＣチップや半導体メモリといった構成部品をブレーキ制御装置Ｂの基板Ｂ２３に一体的に取り付けてあるので、専用の基板やハウジング等を必要としない。なお、本実施形態では、専用のＩＣチップや半導体メモリを利用して制御部１２を構成する場合を例示したが、ブレーキ制御装置Ｂに予め組み込まれているＩＣチップや半導体メモリ等を利用して制御部１２を構成してもよく、この場合には、部品点数の増加を防止することが可能となる。

なお、前記した実施形態においては、加速度センサ１１ｐ，１１ｑの感度軸ｐ，ｑが基準軸Ｘ，Ｙに対して傾斜し、加速度センサ１１ｒの感度軸ｒが基準軸Ｚと一致している場合を例示したが、この他、図示は省略するが、加速度センサ１１ｐ，１１ｒの感度軸ｐ，ｒが基準軸Ｘ，Ｚに対して傾斜し、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑが基準軸Ｙと一致している場合には、加速度センサ１１ｐ，１１ｒで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_rを前記した演算式（１），（２）または演算式（１）’，（２）’と同様の演算式に代入することで、基準軸Ｘ，Ｚ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Zを算出することができ、さらに、加速度センサ１１ｑ，１１ｒの感度軸ｑ，ｒが基準軸Ｙ，Ｚに対して傾斜し、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐが基準軸Ｘと一致している場合には、加速度センサ１１ｑ，１１ｒで検出された加速度の値Ａ_q，Ａ_rを前記した演算式（１），（２）または演算式（１）’，（２）’と同様の演算式に代入することで、基準軸Ｙ，Ｚ方向に作用している加速度の値Ａ_Y，Ａ_Zを算出することができる。

本発明の実施形態に係る車載用装置を斜視図である。本発明の実施形態に係る車載用装置を車体に搭載した状態を示す平面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。各加速度センサの感度軸の方向と各基準軸の方向との関係並びに各加速度センサで検出された加速度の値を示す模式図である。本発明の実施形態に係る車載用装置のデータの流れを示すブロック図である。

符号の説明

１０車載用装置
１１ｐ，１１ｑ，１１ｒ加速度センサ
ｐ，ｑ，ｒ感度軸
１２制御部
１２Ａ記憶手段
１２Ｂ演算手段
２０車体
３０車載用装置
３１加速度センサ
３２補正部
Ｂブレーキ制御装置
Ｂ１ポンプボディ（基体）
Ｘ車体左右方向の軸（第一の基準軸）
Ｙ車体前後方向の軸（第二の基準軸）
Ｚ車体上下方向の軸（第三の基準軸）

Claims

互いに異なる方向の感度軸を有する複数の加速度センサと、
基準軸と前記各加速度センサの感度軸とのなす角度に関連した角度情報と前記各加速度センサで検出された加速度の値とに基づいて、前記基準軸の方向に作用している加速度の値を演算する制御部と、を備えていることを特徴とする車載用装置。
前記加速度センサが、ブレーキ液圧を制御するブレーキ制御装置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車載用装置。