JP2006047156A - 車載用装置および加速度センサの傾斜角度検出方法 - Google Patents

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し、さらには、基準軸に対する加速度センサの感度軸の傾斜角度を検出する加速度センサの傾斜角度検出方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 第一の加速度センサ１１ｑと、その感度軸ｑと直交する感度軸ｐを有する第二の加速度センサ１１ｐと、基準軸Ｙ方向に検査用加速度を作用させたときに各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値に基づいて感度軸ｑの基準軸Ｙに対する傾斜角度θを演算する傾斜角度検出部１３と、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値と傾斜角度θとに基づいて、基準軸Ｙ方向に作用している加速度の値および基準軸Ｘ方向に作用している加速度の値の少なくとも一方を算出する制御部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た車載用装置に関し、さらには、基準軸に対する加速度センサの感度軸の傾斜角度を検出する加速度センサの傾斜角度検出方法に関する。

一般的な自動車においては、車体に発生す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）、車体軸と直交する軸であって鉛直面内にある軸（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し、さらには、基準軸に対する加速度センサの感度軸の傾斜角度を検出する加速度センサの傾斜角度検出方法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、第一の基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置される第一の加速度センサと、前記第一の加速度センサの感度軸と直交する感度軸を有する第二の加速度センサと、前記第一の基準軸の方向に検査用加速度を作用させたときに前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサで検出された加速度の値に基づいて、前記第一の加速度センサの感度軸の前記第一の基準軸に対する傾斜角度を演算する傾斜角度検出部と、前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサで検出された加速度の値と前記傾斜角度検出部で演算された前記傾斜角度とに基づいて、前記第一の基準軸の方向に作用している加速度の値および前記第一の基準軸に直交する第二の基準軸の方向に作用している加速度の値の少なくとも一方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、これを車体に取り付けた後に、第一の加速度センサの感度軸の第一の基準軸に対する実際の傾斜角度を検出することができる。そして、この傾斜角度と二つの加速度センサで検出された加速度の値とに基づいて第一の基準軸方向に作用している加速度の値あるいは第二の基準軸方向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軸が各基準軸に対してずれていたとしても、各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、この車載用装置は、これ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各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り、取付公差の影響等も含めて、精度良く検出が可能である。

また、本発明に係る他の車載用装置は、基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置される加速度センサと、前記基準軸の方向に重力加速度に起因する検査用加速度を作用させたときに前記加速度センサで検出された加速度の値および前記検査用加速度に基づいて、前記加速度センサの感度軸の前記基準軸に対する傾斜角度を演算する傾斜角度検出部と、前記加速度センサで検出された加速度の値と前記傾斜角度検出部で演算された前記傾斜角度とに基づいて、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。

かかる車載用装置は、重力加速度に起因する検査用加速度の値が既知である場合に、一つの加速度センサを利用して、その感度軸の基準軸に対する実際の傾斜角度を検出し、さらに、この傾斜角度と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作用している加速度の値を算出するものである。そして、この車載用装置によると、加速度センサの感度軸が基準軸に対してずれていたとしても、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、この車載用装置は、これを車体の適所に設置する際に、加速度センサの感度方向と各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。

また、本発明に係る加速度センサの傾斜角度検出方法は、第一の基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置された第一の加速度センサと、前記第一の加速度センサの感度軸と直交する感度軸を有する第二の加速度センサとを使用して、前記第一の加速度センサの感度軸の前記第一の基準軸に対する傾斜角度θを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、前記第一の基準軸の方向に検査用加速度を作用させる工程と、前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサのそれぞれにおいて前記検査用加速度に起因して発生した加速度を計測する工程と、
前記傾斜角度θを、
θ＝tan^-1（Ａ₂／Ａ₁）
ただし、Ａ₁：前記第一の加速度センサで検出された加速度の値
Ａ₂：前記第二の加速度センサで検出された加速度の値
により演算する工程と、を含むことを特徴とする。

かかる加速度センサの傾斜角度検出方法によると、第一の加速度センサの感度軸の第一の基準軸に対する実際の傾斜角度を知ることができ、同時に、第一の加速度センサの感度軸と直交する感度軸を有する第二の加速度センサについても、その感度軸の第二の基準軸に対する実際の傾斜角度を知ることができる。なお、傾斜角度θは、−９０°＜θ＜９０°の範囲にある。

なお、重力加速度を利用して前記検査用加速度を作用させると、より簡便に第一の加速度センサの感度軸の第一の基準軸に対する実際の傾斜角度を知ることができる。

また、本発明に係る他の加速度センサの傾斜角度検出方法は、車体に配置された加速度センサの感度軸が、水平の基準軸を含む水平面内において前記基準軸に対して傾斜角度θ_Hで傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_Hを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、水平面に対して傾斜角度αで傾斜する斜面上に前記車体を停車させる工程と、前記車体を前記斜面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、前記傾斜角度θ_Hを、
θ_H＝sin^-1（Ａ／Ａ₀）
ただし、Ａ₀＝−ｇ・sinα
により演算する工程と、を含むことを特徴とする。

かかる加速度センサの傾斜角度検出方法は、加速度センサの感度軸と基準軸とが水平面内にあり、かつ、感度軸が基準軸に対して傾斜している場合に、重力加速度を利用して感度軸の基準軸に対する実際の傾斜角度を検出するものであり、この方法によれば、加速度センサの感度軸の基準軸に対する実際の傾斜角度を簡単に知ることができる。

また、本発明に係るさらに他の加速度センサの傾斜角度検出方法は、車体に配置された加速度センサの感度軸が、水平の基準軸を含む鉛直平面において前記基準軸に対して傾斜角度θ_Vで傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_Vを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、水平面上に前記車体を停車させる工程と、前記車体を前記水平面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、前記傾斜角度θ_Vを、
θ_V＝sin^-1（Ａ／ｇ）
により演算する工程と、を含むことを特徴とする。

かかる加速度センサの傾斜角度検出方法は、鉛直面内において加速度センサの感度軸が水平の基準軸に対して傾斜している場合に、重力加速度を利用して感度軸の水平の基準軸に対する実際の傾斜角度を検出するものであり、この方法によれば、加速度センサの感度軸の水平の基準軸に対する実際の傾斜角度を簡単に知ることができる。

また、本発明に係るさらに他の加速度センサの傾斜角度検出方法は、車体に配置された加速度センサの感度軸が、鉛直の基準軸を含む鉛直面内において前記基準軸に対して傾斜角度θ_V’で傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_V’を検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、水平面上に前記車体を停車させる工程と、前記車体を前記水平面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、前記傾斜角度θ_V’を、
θ_V’＝cos^-1（−Ａ／ｇ）
により演算する工程と、を含むことを特徴とする。

かかる加速度センサの傾斜角度検出方法は、鉛直面内において加速度センサの感度軸が鉛直の基準軸に対して傾斜している場合に、重力加速度を利用して感度軸の鉛直の基準軸に対する実際の傾斜角度を検出するものであり、この方法によれば、加速度センサの感度軸の鉛直の基準軸に対する実際の傾斜角度を簡単に知ることができる。

本発明に係る車載用装置によると、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り、例えばブレーキ制御装置等の各種機器においてその制御精度が変わることはない。

また、本発明に係る加速度センサの傾斜角度検出方法によると、基準軸に対する加速度センサの感度軸の実際の傾斜角度を容易に、かつ、正確に検出することが可能となり、ひいては、例えばブレーキ制御装置等の各種機器においてその制御精度が向上することになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、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、本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、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態においては、水平面内にある車体前後方向の軸Ｙを第一の基準軸（以下、単に「基準軸Ｙ」ということがある。）とし、水平面内において基準軸Ｙと直交する車体左右方向の軸Ｘを第二の基準軸（以下、単に「基準軸Ｘ」ということがある。）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、二つの加速度センサ１１ｐ，１１ｑと、制御部１２と、傾斜角度検出部１３と、を備えて構成されている。なお、本実施形態では、二つの加速度センサ１１ｐ，１１ｑのうち、加速度センサ１１ｑを「第一の加速度センサ」と称し、加速度センサ１１ｐを「第二の加速度センサ」と称することとする。

第一の加速度センサ１１ｑは、その感度軸ｑの方向が基準軸Ｙ（図３参照）の方向と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。また、第二の加速度センサ１１ｐは、その感度軸ｐが第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑと直交している。つまり、第二の加速度センサ１１ｐは、その感度軸ｐの方向が基準軸Ｘ（図３参照）の方向とずれた状態で基板Ｂ２３に取り付けられている。なお、本実施形態では、図３に示すように、感度軸ｐ，ｑは、第一の基準軸Ｙおよび第二の基準軸Ｘを含む平面内またはこれと平行な平面内（すなわち、水平面内）にある。各加速度センサ１１ｐ，１１ｑ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、図１に示すように、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑ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および傾斜角度検出部１３に接続されており、これによって各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出した信号が制御部１２および傾斜角度検出部１３に出力されるようになっている。

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、後記する演算式（１）および（２）と、傾斜角度検出部１３で演算された傾斜角度θ_Hを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および傾斜角度検出部１３に接続されている。これにより、傾斜角度検出部１３で演算された傾斜角度θ_Hを記憶手段１２Ａに書き込むことが可能になっており、さらに、記憶手段１２Ａで記憶した傾斜角度θ_H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５に示すように、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qと記憶手段１２Ａで記憶している傾斜角度θ_Hとに基づいて、基準軸Ｙ（図３参照）方向に作用している加速度の値Ａ_Yおよび基準軸Ｘ（図３参照）方向に作用している加速度の値Ａ_X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で記憶している傾斜角度θ_Hおよび後記する演算式（１）および（２）を読み出す機能と、読み出した傾斜角度θ_H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）および（２）に順次代入して基準軸Ｘおよび基準軸Ｙの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から出力された信号を加速度の値Ａ_p，Ａ_q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。

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、（１）および（２）に代えて、以下の演算式（１）’および（２）’により算出してもよい。つまり、第一の加速度センサ１１ｑにて検出された加速度ベクトルＡ_qと第二の加速度センサ１１ｐにて検出された加速度ベクトルＡ_p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Ｙ方向および基準軸Ｘ方向に分解することにより、基準軸Ｙ方向および基準軸Ｘ方向に作用している加速度の値Ａ_Y，Ａ_Xを算出してもよい（図３参照）。

演算式（１）’および（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°

傾斜角度検出部１３は、図５に示すように、基準軸Ｙ方向に検査用加速度Ａ₀（図４参照）を作用させたときに第一の加速度センサ１１ｑで検出された加速度の値Ａ₁（図４参照）および第二の加速度センサ１１ｐで検出された加速度の値Ａ₂（図４参照）に基づいて第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Hを演算するものである。
ここで、傾斜角度θ_H（−９０°＜θ_H＜９０°）は、次式にて演算される（図４参照）。
θ_H＝tan^-1（Ａ₂／Ａ₁） （３）
ただし、Ａ₁：第一の加速度センサ１１ｑで検出された加速度の値
Ａ₂：第二の加速度センサ１１ｐで検出された加速度の値

なお、上記の式より明らかなように、傾斜角度θ_Hを演算するに際しては、加速度の値Ａ₁，Ａ₂の比とＡ₂の符号が分かればよいので、検査用加速度Ａ₀の大きさは任意（未知）でよい。

次に、第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの第一の基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Hを検出する方法を説明する。
傾斜角度θ_Hを検出するには、まず、基準軸Ｙ方向に任意の大きさ（未知でよい）の検査用加速度Ａ₀（図４参照）を作用させ、次いで、第一の加速度センサ１１ｑおよび第二の加速度センサ１１ｐ（図１参照）のそれぞれにおいて検査用加速度Ａ₀に起因して発生した感度軸ｑ，ｐ方向の加速度Ａ₁，Ａ₂（図４参照）を計測し、その後、傾斜角度検出部１３（図１参照）において加速度Ａ₁，Ａ₂を前記の演算式（３）に代入すればよい。なお、前記の演算式（３）で演算された傾斜角度θ_Hは、制御部１２の記憶手段１２Ａ（図１参照）に記憶される。

ここで、検査用加速度Ａ₀を基準軸Ｙ方向に作用させるためには、例えば、車体２０（図２（ａ），（ｂ）参照）を基準軸Ｙ方向に加速あるいは減速させればよい。この他、図６に示すように、車体２０をその前後方向（基準軸Ｙ方向）に傾斜する斜面Ｓに停車させれば、重力加速度ｇの斜面Ｓ方向の成分が検査用加速度Ａ₀となって基準軸Ｙ方向に作用することになる。このように、重力加速度ｇを利用して検査用加速度Ａ₀を作用させると、より簡便に第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの基準軸Ｙに対する実際の傾斜角度θ_Hを知ることができる。なお、この場合、斜面Ｓの傾斜角度αが既知である必要はない。

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によって、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５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に記憶しておいた傾斜角度θ_Hおよび前記した演算式（１）および（２）を読み出すとともに、前記した演算式（１）および（２）に加速度の値Ａ_p，Ａ_qおよび傾斜角度θ_Hを代入することによって基準軸Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_Yおよび基準軸Ｘ方向に作用している加速度の値Ａ_X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。

このように、車載用装置１０によれば、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑで検出された加速度の値Ａ_p，Ａ_qと記憶手段１２Ａに記憶されている傾斜角度θ_Hとに基づいて基準軸Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_Yおよび基準軸Ｘ方向に作用している加速度の値Ａ_X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の感度方向と各基準軸Ｘ，Ｙの方向とが一致していない場合であっても、各基準軸Ｘ，Ｙの方向の加速度の値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は、これを車体２０の適所に設置する際に、各加速度センサ１１ｐ，１１ｑの感度方向と各基準軸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。

また、前記したような方法で傾斜角度θ_Hを検出すれば、取付公差の影響がなくなる。図７に示すグラフを参照してこの作用効果をより詳細に説明する。

図７は、第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Hと、基準軸Ｙ方向に実際に作用している加速度の値Ａ_Yと第一の加速度センサ１１ｑにより検出される加速度の値Ａ_qとの差ε（＝（Ａ_Y−Ａ_q）／Ａ_Y×１００（％）＝（１−cosθ_H）×１００（％））との関係を示すグラフである。なお、簡単のため、基準軸Ｙ方向のみに加速度が作用していると仮定する。

このグラフに示すように、設計上の傾斜角度がθ_H＝０、すなわち、設計上、第一の加速度センサ１１ｑの感度軸ｑと基準軸Ｙとを一致させた場合には、取付公差が±１０（度）あったとしても、基準軸Ｙ方向の加速度の値Ａ_Yと感度軸ｑ方向の加速度の値Ａ_qとの差ε１は０〜１．５（％）の範囲に収まることから、さほど影響はないが、設計上の傾斜角度がθ_H＝−２５（度）の場合には、取付公差が±１０（度）あると、基準軸Ｙ方向の加速度Ａ_Yと感度軸ｑ方向の加速度の値Ａ_qとの差ε２が３．４〜１８．１（％）の範囲でばらつき、１４．７（％）の幅をもってしまうことがわかる。ところが、前記したような方法によれば、取付公差を加味した現実の傾斜角度θ_Hが検出されることになるので、取付公差の影響をなく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や傾斜角度検出部１３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や傾斜角度検出部１３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、図示は省略するが、水平面内にある車体左右方向の軸Ｘを第一の基準軸とし、水平面内において第一の基準軸Ｘと直交する車体前後方向の軸Ｙを第二の基準軸としてもよい。この場合には、車体２０をその左右方向（基準軸Ｘ方向）に傾斜する斜面に停車させるだけで、重力加速度ｇの斜面方向の成分が検査用加速度となって基準軸Ｘ方向に作用することになるので、この検査用加速度に起因して発生した感度軸ｐ，ｑ方向の加速度Ａ₁，Ａ₂を第一の加速度センサ１１ｐおよび第二の加速度センサ１１ｑにて計測し、前記した演算式（３）に代入すれば、傾斜角度θ_Hが検出されることになる。

（第二の実施形態）
図１に示す二つの加速度センサ１１ｑ，１１ｒの互いに直交する感度軸ｑ，ｒを、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、車体前後方向の軸Ｙおよび車体上下方向の軸Ｚを含む鉛直面内あるいはこれに平行な鉛直面内にあるように配置した場合であって、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑが軸Ｙに対して傾斜し、加速度センサ１１ｒの感度軸ｒが軸Ｚに対して傾斜している場合には、例えば、軸Ｚを「第一の基準軸」とし、加速度センサ１１ｒを「第一の加速度センサ」とし、軸Ｙを「第二の基準軸」とし、加速度センサ１１ｑを「第二の加速度センサ」とすれば、前記した演算式（３）を利用して第一の加速度センサ１１ｒの感度軸ｒの基準軸Ｚに対する傾斜角度θ_Vを算出することができる。なお、基準軸Ｙは前向きを「正」とし、基準軸Ｚは上向きを「正」とし、基準軸Ｚから基準軸Ｙに向かう方向（図８の（ｂ）において左回り）を「正」とする。

そして、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、傾斜角度θ_Vと各加速度センサ１１ｑ，１１ｒによって検出された感度軸ｑ，ｒ方向の加速度の値Ａ_q，Ａ_rとを代入すると、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。

なお、図示は省略するが、二つの加速度センサ１１ｐ，１１ｒ（図１参照）を、それぞれの感度軸ｐ，ｒが車体左右方向の軸Ｘおよび車体上下方向の軸Ｚを含む鉛直面内あるいはこれに平行な鉛直面内にあるように配置した場合であって、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐが軸Ｘに対して傾斜し、加速度センサ１１ｒの感度軸ｒが軸Ｚに対して傾斜している場合には、例えば、軸Ｚを「第一の基準軸」とし、加速度センサ１１ｒを「第一の加速度センサ」とし、軸Ｘを「第二の基準軸」とし、加速度センサ１１ｐを「第二の加速度センサ」とすれば、前記した演算式（３）を利用して第一の加速度センサ１１ｒの感度軸ｒの基準軸Ｚに対する傾斜角度θ_Vを算出することができる。

（第三の実施形態）
前記した実施形態では、基準軸方向に作用させる検査用加速度の値が未知である場合に、二つの加速度センサを利用して各感度軸の基準軸に対する傾斜角度を検出する構成を例示したが、基準軸方向に作用させる検査用加速度の値が既知であり、かつ、この基準軸とこれに直交する他の基準軸を含む平面内に加速度センサの感度軸がある場合には、一つの加速度センサを利用して感度軸の各基準軸に対する傾斜角度を検出することができる。すなわち、検査用加速度の値とこの検査用加速度を作用させたときに加速度センサで検出される加速度の値とに基づいて、この加速度センサの感度軸の各基準軸に対する傾斜角度を検出することができる。

例えば、図６において、斜面Ｓの水平面に対する傾斜角度αが既知である場合には、一つの加速度センサ１１ｐ（図１参照）のみを利用して加速度センサ１１ｐの感度軸ｐの基準軸Ｘに対する傾斜角度θ_H（図２の（ａ）参照）を検出することができる。

つまり、斜面Ｓの水平面に対する傾斜角度αが既知である場合には、水平面上に車体２０を停車させたときに水平となる基準軸Ｙ方向に作用する検査用加速度の値Ａ₀を、
Ａ₀＝−ｇ・sinα （４）
により算出することができるので、車体２０を斜面Ｓに停車させたときに加速度センサ１１ｐで検出される加速度の値Ａのみから加速度センサ１１ｐの感度軸ｐの基準軸Ｘに対する傾斜角度θ_Hを検出することができる。

具体的には、車体２０を斜面Ｓ上に停車させ、かかる状態で重力加速度ｇに起因して発生した感度軸ｐ方向の加速度の値Ａを加速度センサ１１ｐにより計測し、この加速度の値Ａを下記の演算式（５）に代入すればよい。
θ_H＝sin^-1（Ａ／Ａ₀） （５）

つまり、車体２０を水平面上に停車させたときに加速度センサ１１ｐの感度軸ｐと基準軸Ｘとを含む平面が水平面である場合に（図２の（ｂ）参照）、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐの基準軸Ｘに対する傾斜角度θ_H（図４参照）を検出するには、水平面に対して傾斜角度αで傾斜する斜面Ｓ上に車体２０を停車させ、次いで、重力加速度ｇに起因して発生した感度軸ｐ方向の加速度の値Ａを加速度センサ１１ｐにより計測し、この加速度の値Ａを前記した演算式（５）に代入すればよい。

なお、この場合には、前記した傾斜角度検出部１３（図５参照）は、加速度センサ１１ｐにて検出された加速度の値Ａおよび検査用加速度の値Ａ₀に基づいて（つまり、演算式（５）を用いて）、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐの基準軸Ｘに対する傾斜角度θ_Hを演算することになる。

このような方法でも、加速度センサ１１ｐの感度軸ｐの水平の基準軸Ｘに対する実際の傾斜角度θ_Hを簡単に知ることができる。なお、この傾斜角度θ_Hは、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの水平の基準軸Ｙに対する実際の傾斜角度でもある。

そして、前記した演算式（１），（２）または演算式（１）’，（２）’に演算式（５）により算出された傾斜角度θ_Hと各加速度センサ１１ｐ，１１ｑによって検出された感度軸ｐ，ｑ方向の加速度の値Ａ_p，Ａ_qとを代入すると、基準軸Ｘ，Ｙ方向に作用している加速度の値Ａ_X，Ａ_Yを算出することができる。

（第四の実施形態）
図１に示す二つの加速度センサ１１ｑ，１１ｒの互いに直交する感度軸ｑ，ｒを、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、車体前後方向の軸Ｙおよび車体上下方向の軸Ｚを含む鉛直面内あるいはこれに平行な鉛直面内にあるように配置した場合であって、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑが軸Ｙに対して傾斜し、加速度センサ１１ｒの感度軸ｒが軸Ｚに対して傾斜している場合には、一つの加速度センサ１１ｑだけで感度軸ｑの水平の基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Vを検出することができる。つまり、基準軸Ｚ方向に作用させる検査用加速度の値が既知である重力加速度ｇであることから、基準軸Ｚとこれに直交する他の基準軸Ｙとを含む平面内に加速度センサ１１ｑの感度軸ｑがある場合には、感度軸ｑの基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Vを、一つの加速度センサ１１ｑを利用して検出することができる。

具体的には、車体２０を水平面上に停車させ、かかる状態で重力加速度ｇに起因して発生した感度軸ｑ方向の加速度の値Ａを加速度センサ１１ｑにより計測し、この加速度の値Ａを後記する演算式（６）に代入すれば、感度軸ｑの基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_V（−９０°＜θ_V＜９０°）を算出することができる。

演算式（６）を以下に示す。ここで、基準軸Ｙは前向きを「正」とし、基準軸Ｚは上向きを「正」とし、基準軸Ｚから基準軸Ｙに向かう方向（図８の（ｂ）において左回り）を「正」とする。
θ_V＝sin^-1（Ａ／ｇ） （６）

なお、この場合には、前記した傾斜角度検出部１３（図５参照）は、加速度センサ１１ｑにて検出された加速度の値Ａおよび重力加速度ｇに基づいて（つまり、演算式（６）を用いて）、加速度センサ１１ｑの感度軸ｑの水平の基準軸Ｙに対する傾斜角度θ_Vを演算することになる。

そして、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、傾斜角度θ_Vと各加速度センサ１１ｑ，１１ｒによって検出された感度軸ｑ，ｒ方向の加速度の値Ａ_q，Ａ_rとを代入すると、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。

なお、鉛直の基準軸Ｚに対する感度軸ｑの傾斜角度θ_V’（０°＜θ_V’＜１８０°）を算出する場合には、演算式（６）に代えて、以下の演算式（７）を用いればよい。
θ_V’＝cos^-1（−Ａ／ｇ） （７）

本発明に係る車載用装置を示す斜視図である。 本発明に係る車載用装置を示す平面図（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。 検査用加速度を基準軸Ｙ方向に作用させた状態を示す模式図である。 本発明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。 検査用加速度を作用させる方法の一例を示す模式図である。 本発明に係る車載用装置の作用効果を説明するためのグラフである。 本発明に係る加速度センサの傾斜角度検出方法の他の形態を説明するための平面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。

符号の説明

１１ｐ，１１ｑ 加速度センサ
ｐ，ｑ 感度軸
１２ 制御部
１２Ａ 記憶手段
１２Ｂ 演算手段
１３ 傾斜角度検出部
２０ 車体
Ｂ ブレーキ制御装置
Ｂ２３ 基板
Ｙ 車体前後方向の軸（基準軸）
Ｘ 車体左右方向の軸（基準軸）
Ｚ 車体上下方向の軸（基準軸）
ｇ 重力加速度

Claims (7)

1. 第一の基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置される第一の加速度センサと、
   前記第一の加速度センサの感度軸と直交する感度軸を有する第二の加速度センサと、
   前記第一の基準軸の方向に検査用加速度を作用させたときに前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサで検出された加速度の値に基づいて、前記第一の加速度センサの感度軸の前記第一の基準軸に対する傾斜角度を演算する傾斜角度検出部と、
   前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサで検出された加速度の値と前記傾斜角度検出部で演算された前記傾斜角度とに基づいて、前記第一の基準軸の方向に作用している加速度の値および前記第一の基準軸に直交する第二の基準軸の方向に作用している加速度の値の少なくとも一方を算出する制御部と、を備えることを特徴とする車載用装置。
2. 基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置される加速度センサと、
   前記基準軸の方向に重力加速度に起因する検査用加速度を作用させたときに前記加速度センサで検出された加速度の値および前記検査用加速度の値に基づいて、前記加速度センサの感度軸の前記基準軸に対する傾斜角度を演算する傾斜角度検出部と、
   前記加速度センサで検出された加速度の値と前記傾斜角度検出部で演算された前記傾斜角度とに基づいて、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車載用装置。
3. 第一の基準軸に対して感度軸を傾斜させた状態で配置された第一の加速度センサと、
   前記第一の加速度センサの感度軸と直交する感度軸を有する第二の加速度センサとを使用して、前記第一の加速度センサの感度軸の前記第一の基準軸に対する傾斜角度θを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、
   前記第一の基準軸の方向に検査用加速度を作用させる工程と、
   前記第一の加速度センサおよび前記第二の加速度センサのそれぞれにおいて前記検査用加速度に起因して発生した加速度を計測する工程と、
   前記傾斜角度θを、
   θ＝tan^-1（Ａ₂／Ａ₁）
   ただし、Ａ₁：前記第一の加速度センサで検出された加速度の値
   Ａ₂：前記第二の加速度センサで検出された加速度の値
   により演算する工程と、を含むことを特徴とする加速度センサの傾斜角度検出方法。
4. 重力加速度を利用して前記検査用加速度を作用させることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサの傾斜角度検出方法。
5. 車体に配置された加速度センサの感度軸が、水平の基準軸を含む水平面内において前記基準軸に対して傾斜角度θ_Hで傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_Hを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、
   水平面に対して傾斜角度αで傾斜する斜面上に前記車体を停車させる工程と、
   前記車体を前記斜面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、
   前記傾斜角度θ_Hを、
   θ_H＝sin^-1（Ａ／Ａ₀）
   ただし、Ａ₀＝−ｇ・sinα
   により演算する工程と、を含むことを特徴とする加速度センサの傾斜角度検出方法。
6. 車体に配置された加速度センサの感度軸が、水平の基準軸を含む鉛直平面において前記基準軸に対して傾斜角度θ_Vで傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_Vを検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、
   水平面上に前記車体を停車させる工程と、
   前記車体を前記水平面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、
   前記傾斜角度θ_Vを、
   θ_V＝sin^-1（Ａ／ｇ）
   により演算する工程と、を含むことを特徴とする加速度センサの傾斜角度検出方法。
7. 車体に配置された加速度センサの感度軸が、鉛直の基準軸を含む鉛直面内において前記基準軸に対して傾斜角度θ_V’で傾斜している場合に、当該傾斜角度θ_V’を検出する加速度センサの傾斜角度検出方法であって、
   水平面上に前記車体を停車させる工程と、
   前記車体を前記水平面上に停車させた状態で重力加速度ｇに起因して発生した前記感度軸方向の加速度の値Ａを前記加速度センサにより計測する工程と、
   前記傾斜角度θ_V’を、
   θ_V’＝cos^-1（−Ａ／ｇ）
   により演算する工程と、を含むことを特徴とする加速度センサの傾斜角度検出方法。
   
   

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