JP2006058049A

JP2006058049A - 車載用装置

Info

Publication number: JP2006058049A
Application number: JP2004237897A
Authority: JP
Inventors: Akihide Takayanagi; 明秀高柳
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】本発明では、角速度センサの取付角度の自由度を向上させることができる車載用装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車載用装置１０は、感度軸ｒ回りの角速度を検出する角速度センサ１１と、角速度センサ１１の傾斜角度を記憶する記憶手段１２Ａと、記憶手段１２Ａで記憶している傾斜角度に基づいて、角速度センサ１１で検出する値を補正する演算手段１２Ｂと、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、角速度センサを備えた車載用装置に関するものである。

一般的な自動車においては、車両に加わる角速度を検出するための角速度センサが設けられており、この角速度センサで検出した信号は、車両姿勢制御システムやカーナビゲーションシステムなどの様々な機器において参照されている。このような角速度センサでは、その構造上、所定の向きで（検出したい向きに合せて）取り付けないと、車両に加わる角速度を正確に検知できないといった問題があった。

このような問題に対しては、従来、カーナビゲーションシステムなどの車載用装置内に収容される角速度センサを、その車載用装置に対して機械的に角度調整を行うことが可能な機構が知られている（特許文献１参照）。具体的に、この技術では、車載用装置内の壁の前方に前後方向に延びる長孔を形成し、この長孔の前端部を中心とした所定の半径の円弧軌跡上に複数の取付孔を設けるとともに、長孔の後端部を中心とした所定の半径の円弧軌跡上に複数の取付孔を設けている。これにより、角速度センサを、例えば長孔の前端部と各取付孔とに取り付け、または、長孔の後端部と各取付孔とに取り付けることで、角速度センサを車載用装置に対して所定の角度で取り付けることが可能となっている。そのため、この技術によれば、車載用装置が傾斜した状態で車両に取り付けられたとしても、その車載用装置内において角速度センサの角度を調整して角速度センサを水平にすることができるので、車両に加わる角速度を正確に検知することができる。

特開２００２−１６８９８０号公報

しかしながら、従来の技術では、取付孔の個数によって取付角度のパターンが決まってしまうので、角速度センサが収容された車載用装置を取り付ける角度が限られてしまう（取付自由度が下がってしまう）といった問題があった。また、角速度センサを機械的に水平状態にする必要があるため、取付孔の寸法誤差などを考慮すると、その取付作業が困難であった。さらに、この従来の車載用装置においては、角速度センサの取付角度を最適にするための角度調節機構を必ず具備しなければならず、その分だけ余計なスペースをとってしまうという問題もあった。

そこで、本発明では、角速度センサの取付角度の自由度を向上させることができる車載用装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、基準軸に対して感度軸が傾斜している角速度センサと、前記角速度センサの感度軸と前記基準軸とのなす角度に関連した角度情報に基づいて、前記基準軸回りの角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である。

本発明によれば、車載用装置を設計上決まっているある角度をもって取り付けることにより、角速度センサの感度軸が基準軸に対して傾斜した場合等に、例えばその傾斜角度を制御部に送信して角度情報として記憶させておくことによって、車両の走行時において、制御部が傾斜角度に基づいて角速度センサで検出される角速度を基準軸回りの角速度に補正することとなる。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。

本発明によれば、制御部に記憶させた角度情報に基づいて、角速度センサで検出した値が補正されるので、車載用装置の取付角度の自由度を向上させることができる。また、本発明によれば、従来のような角速度センサの取付角度を調整する機構が不要となることから、その分だけ車載用装置全体の小型化を図ることが可能となる。

次に、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。参照する図面において、図１は本発明に係る車載用装置を示す平面図（ａ）と、側面図（ｂ）であり、図２は車載用装置の詳細を示す拡大斜視図である。

なお、本実施形態においては、車体左右方向の軸Ｘおよび車体前後方向の軸Ｙに直交する車体上下方向の軸Ｚを基準軸Ｚと称することとする。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、車載用装置１０は、水平面に対して所定の取付角度θで傾いた状態で車体２０に取り付けられている。そして、この車載用装置１０内には、図２に示すように、角速度センサ１１と制御部１２とを一体的に備えた基板１５が主に設けられている。

角速度センサ１１は、感度軸ｒ回りの角速度を検出するセンサであり、検出した信号が制御部１２に出力されるように、基板１５に形成された図示せぬプリント配線を介して制御部１２に接続されている。そして、この角速度センサ１１は、前記したように車載用装置１０が車体２０に対して傾いた状態で取り付けられることによって、基準軸Ｚから傾斜角度θだけ傾いた感度軸ｒ回りの角速度を検出するようになっている（図１（ｂ）参照）。なお、角速度センサ１１としては、特に限定されず、例えばコリオリの力を利用した振動式の角速度センサ、歳差運動を利用した機械式の角速度センサ、サニャック効果を利用した光学式の角速度センサなどを使用することができる。

制御部１２は、図２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、角速度センサ１１の感度軸ｒと基準軸Ｚとのなす角度に関連した角度情報（本実施形態では、傾斜角度θ）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。ＥＥＰＲＯＭは、不揮発性半導体メモリの一種であり、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。そして、この記憶手段１２Ａは、図示せぬプリント配線を介して演算手段１２Ｂに接続されており、これにより、記憶手段１２Ａで記憶している傾斜角度θ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、傾斜角度θは、設計値あるいは実測値から決定されるものであり、例えば、車載用装置１０を車体２０に取り付けた後に、検査治具などで測定し、そのデータを送信機などで記憶手段１２Ａに送信させることで記憶手段１２Ａ内に記憶される。

演算手段１２Ｂは、記憶手段１２Ａで記憶している角度情報（本実施形態では、傾斜角度θ）および角速度センサ１１で検出された感度軸ｒ回りの角速度の値ω_rに基づいて基準軸Ｚ回りの角速度の値ω_Zを算出するものであり、ＩＣチップで構成されている。

次に、車載用装置１０による角速度の補正方法について説明する。
車体２０（図１参照）を例えば蛇行運転させることで車体２０に角速度が加わると、まず、図３に示すように、感度軸ｒ回りの角速度ω_rが角速度センサ１１によって検出される。そして、この角速度センサ１１で検出された角速度ω_r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、車体２０の各機器（ナビゲーションシステムや車両用ブレーキ液圧制御装置など）に送信される。具体的に、演算手段１２Ｂは、角速度センサ１１が角速度ω_rを検出すると、記憶手段１２Ａに記憶しておいた傾斜角度θを読み出すとともに、角速度ω_rに１／cosθを乗算することによって補正を行う。これにより、感度軸ｒ回りの角速度ω_rが基準軸Ｚ回りの角速度ω_Zに補正されることとなる。

以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
記憶手段１２Ａに記憶させた感度軸ｒの基準軸Ｚに対する傾斜角度θに基づいて、角速度センサ１１で検出した値ω_rが補正され、基準軸Ｚ回りの角速度ω_Zとなるので、車載用装置１０の取付角度θの自由度を向上させることができる。また、従来のような角速度センサの取付角度を調整する機構が不要となることから、その分だけ車載用装置全体の小型化を図ることが可能となる。

また、感度軸ｒ回りの角速度ω_rを車載用装置１０内で基準軸Ｚ回りの角速度ω_Zに補正して車体２０の各機器に送るので、例えば車体２０のＥＣＵ（Electric Control Unit）などに補正用のソフトをインストールする必要がなく、汎用性を高めることができる。

なお、本実施形態では、記憶手段１２Ａに傾斜角度θを記憶させておく場合を例示したが、この他、記憶手段１２Ａに１／cosθの値を記憶させておいてもよい。この場合、演算手段１２Ｂは、角速度センサ１１が角速度ω_rを検出すると、記憶手段１２Ａに記憶しておいた１／cosθの値を読み出し、これを角速度ω_rに乗算することになる。

なお、本実施形態では、車載用装置１０が前側に傾けられたときの例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば車載用装置１０が、後側、左側、または、右側に傾けられたとしても本実施形態の構造によって角速度を補正することが可能である。すなわち、水平面と平行な軸回りに車載用装置１０が傾いているのであれば、本実施形態の構造によって、角速度を補正することができる。なお、本実施形態のような鉛直の基準軸Ｚ回りの角速度を検出することを目的とする場合は、角速度センサ１１が基準軸Ｚ回りに傾いたとしても補正することなく実際の角速度を得ることができる。

また、本実施形態に係る車載用装置１０においては、その構成部品を専用の基板１５に取り付ける構成としたが、例えば、図示せぬ車両用ブレーキ液圧制御装置等に使用されている基板に取り付ける構成としてもよい。また、本実施形態に係る車載用装置１０では、専用のＩＣチップや半導体メモリを使用して制御部１２等を構成したが、例えば、図示せぬ車両用ブレーキ液圧制御装置等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等を構成してもよく、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。

また、本実施形態では、車載用装置１０の角速度センサ１１を、鉛直の基準軸Ｚ回りの角速度を検出する目的で利用したが、本発明はこれに限定されず、車体２０の前後方向に沿った軸（基準軸Ｙ）または左右方向に沿った軸（基準軸Ｘ）回りの角速度を検出する目的に利用してもよい。

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。車載用装置の詳細を示す拡大斜視図である。取付角度の算出方法を示す説明図である。車載用装置内のデータの流れを示す説明図である。

符号の説明

１０車載用装置
１１角速度センサ
１２制御部
１２Ａ記憶手段
１２Ｂ演算手段
１５基板
２０車体
Ｚ車体上下方向の軸（基準軸）
ｒ感度軸

Claims

基準軸に対して感度軸が傾斜している角速度センサと、
前記角速度センサの感度軸と前記基準軸とのなす角度に関連した角度情報に基づいて、前記基準軸回りの角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。