JP2007147493A - On-vehicle type inclination sensor and inclination detecting method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の傾斜を検出する車両搭載型傾斜センサおよび車両の傾斜検出方法に関する。 The present invention relates to a vehicle-mounted tilt sensor that detects the tilt of a vehicle and a vehicle tilt detection method.
従来の車両搭載型傾斜センサとして、特許文献1に記載の傾斜センサのように、車両の前後方向や幅方向に傾く傾斜を検出可能な検出素子を当該車両にそれぞれ設けることにより、当該車両の傾斜を検出する傾斜センサが知られている。
As a conventional vehicle-mounted tilt sensor, like the tilt sensor described in
例えば、従来の傾斜センサには、車両の傾斜を検出する図略の2つの検出素子が設けられており、図7(A)及び図7(B)に示すように、一方の検出素子の検出方向GFが車両130の前後(F、B)方向、他方の検出素子の検出方向GWが車両130の幅(L、R)方向となるように傾斜センサ110に配置されている。ここで、図7(A)中の矢印F、B、L、Rの向きは、それぞれ車両130の前(F)、後(B)、左(L)、右(R)の各方向にそれぞれ相当する。なお、検出素子としては、加速度検出素子が用いられている。
For example, the conventional inclination sensor is provided with two detection elements (not shown) for detecting the inclination of the vehicle. As shown in FIGS. 7A and 7B, detection of one of the detection elements is performed. The
このような検出素子を用いて車両130の駐車状態における傾斜を検出するためには、例えば、図7(B)に示すように、駐車状態における正常時の一定期間中に前後(F、B)方向の加速度の平均値を基準値GFiとして記録し、また同期間中に、車両幅(L、R)方向の加速度の平均値を基準値GWiとして記録しておく。そして、随時測定される前後(F、B)方向の加速度GF1及び幅(L、R)方向の加速度GW1と基準値GFi、GWiとの差に基づいて車両130の傾斜角度を検出する。
In order to detect the inclination of the
即ち、随時測定される前後(F、B)方向の加速度GF1及び幅(L、R)方向の加速度GW1と基準値GFi、GWiとの差は、車両130が傾斜した場合における重力加速度の水平成分であるため、この加速度の差に基づいて車両130の傾斜角度を算出することができる。
しかし、従来の傾斜センサ110では、一方の検出素子で車両130の前後(F、B)方向、他方の検出素子で車両の幅(L、R)方向とをそれぞれ個別に検出し、比較的車両130に生じやすい傾斜、つまり、車両130の加速時及び制動時やレッカーなどを用いた盗難行為に起因して生じる車両130の前後(F、B)方向の傾斜あるいは車両130の旋回時などに生じる車両の幅(L、R)方向の傾斜は、それぞれ1つの検出素子でしか検出されない。そのため、例えば、一方の検出素子が劣化した場合には、他方の検出素子で車両の幅(L、R)方向の傾斜のみを検出することになるので、検出精度が著しく低下するおそれがあるという問題があった。
However, in the
そこで、この発明は、傾斜角度の検出精度を向上できる車両搭載型傾斜センサおよび車両の傾斜検出方法を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a vehicle-mounted tilt sensor and a vehicle tilt detection method that can improve the detection accuracy of the tilt angle.
この発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、固有の検出方向を持つ2以上の検出素子を備え、これらから出力される検出信号に基づいて当該車両の傾斜を検出可能な車両搭載型傾斜センサにおいて、当該傾斜センサが前記車両に搭載された場合、前記2以上の検出素子のうち、一の検出素子が持つ固有の検出方向GRは、前記車両の前後方向に対して第1の角度θRをなし、他の一の検出素子が持つ固有の検出方向GLは、前記車両の前後方向に対して前記第1の角度θRと反対側に設定された第2の角度θLをなす、という技術的手段を用いる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the invention according to
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記固有の検出方向GR及び前記固有の検出方向GLは、当該車両の車体の基準面に対してほぼ平行に設定される、という技術的手段を用いる。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to the first aspect, the specific detection direction GR and the specific detection direction GL are substantially parallel to a reference plane of a vehicle body of the vehicle. The technical means of being set is used.
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記第1の角度θRと前記第2の角度θLとがほぼ等しい、という技術的手段を用いる。 According to a third aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to the first or second aspect, the technical means that the first angle θR and the second angle θL are substantially equal is used. .
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記第1の角度θR及び前記第2の角度θLは、ほぼ45°である、という技術的手段を用いる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to any one of the first to third aspects, the first angle θR and the second angle θL are approximately 45 °. Use the technical means of being.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記固有の検出方向GRは、4輪車両における右前方の車輪と左後方の車輪とを結ぶ第1の対角線の方向に相当し、前記固有の検出方向GLは、前記4輪車両における左前方の車輪と右後方の車輪とを結ぶ第2の対角線の方向に相当する、という技術的手段を用いる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to any one of the first to third aspects, the specific detection direction GR is a right front wheel and a left rear side in a four-wheel vehicle. The unique detection direction GL corresponds to a direction of a second diagonal line connecting a left front wheel and a right rear wheel in the four-wheel vehicle. The technical means is used.
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記車輌搭載型傾斜センサは、静電容量型の加速度センサである、という技術的手段を用いる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to any one of the first to fifth aspects, the vehicle-mounted tilt sensor is a capacitive acceleration sensor. Use technical means.
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の車両搭載型傾斜センサにおいて、前記一の検出素子と前記他の一の検出素子とは1つの半導体パッケージに内装されている、という技術的手段を用いる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle-mounted tilt sensor according to any one of the first to sixth aspects, the one detection element and the other detection element are one semiconductor package. The technical means of being used in the interior is used.
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の車両搭載型傾斜センサを前記第1の対角線と前記第2の対角線との交点近傍に搭載し、当該傾斜センサを使用して前記車両の傾斜角度を検出する車両の傾斜検出方法であって、前記一の検出素子から送出される第1の検出信号に基づいて、前記固有の検出方向GRに生じる加速度を検出する第1の加速度検出ステップと、前記他の一の検出素子から送出される第2の検出信号に基づいて、前記固有の検出方向GLに生じる加速度を検出する第2の加速度検出ステップと、前記第1の加速度検出ステップ及び前記第2の加速度検出ステップにより検出される各加速度に基づいて前記車両の傾斜角度を検出する傾斜検出ステップと、を含む、という技術的手段を用いる。 According to an eighth aspect of the present invention, the vehicle-mounted tilt sensor according to any one of the first to seventh aspects is mounted in the vicinity of an intersection of the first diagonal line and the second diagonal line, A vehicle tilt detection method for detecting a tilt angle of the vehicle using a tilt sensor, the acceleration occurring in the specific detection direction GR based on a first detection signal sent from the one detection element. And a second acceleration detecting step for detecting an acceleration generated in the inherent detection direction GL based on a second detection signal sent from the other one of the detection elements. And a tilt detection step of detecting a tilt angle of the vehicle based on each acceleration detected by the first acceleration detection step and the second acceleration detection step.
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の車両の傾斜検出方法において、前記車両搭載型傾斜センサをセンターコンソールの内部に搭載する、という技術的手段を用いる。 According to a ninth aspect of the invention, in the vehicle inclination detection method according to the eighth aspect, a technical means is used in which the vehicle-mounted inclination sensor is mounted inside a center console.
請求項10に記載の発明では、請求項8または請求項9に記載の車両の傾斜検出方法において、前記第1の加速度検出ステップは、前期車両の駐車後に、前記一の検出素子から最初に送出される検出信号を第1の基準値として設定し、前記第1の検出信号と前記第1の基準値との差である第1の差分値に基づいて、前記固有の検出方向GRに生じる加速度を検出するステップであり、前記第2の加速度検出ステップは、前期車両の駐車後に、前記他の一の検出素子から最初に送出される検出信号を第2の基準値として設定し、前記第2の検出信号と前記第2の基準値との差である第2の差分値に基づいて、前記固有の検出方向GRに生じる加速度を検出するステップである、という技術的手段を用いる。 According to a tenth aspect of the present invention, in the vehicle tilt detection method according to the eighth or ninth aspect, the first acceleration detection step is first transmitted from the one detection element after the previous vehicle is parked. The detected signal is set as a first reference value, and the acceleration generated in the specific detection direction GR based on the first difference value that is the difference between the first detection signal and the first reference value. The second acceleration detecting step sets, as a second reference value, a detection signal first sent from the other detection element after the vehicle is parked in the previous period. A technical means is used to detect an acceleration generated in the inherent detection direction GR based on a second difference value that is a difference between the detection signal of the second reference value and the second reference value.
請求項1に記載の発明によれば、固有の検出方向を持つ2以上の検出素子を備え、これらから出力される検出信号に基づいて当該車両の傾斜を検出可能な車両搭載型傾斜センサにおいて、当該傾斜センサが前記車両に搭載された場合、2以上の検出素子のうち、一の検出素子が持つ固有の検出方向GRは、車両の前後方向に対して第1の角度θRをなし、他の一の検出素子が持つ固有の検出方向GLは、車両の前後方向に対して第1の角度θRと反対側に設定された第2の角度θLをなしている。
そのため、車両が前後方向に対して傾斜して車両に前後方向の加速度が生じた場合には、その加速度をベクトルとして分解した場合において、一の検出素子により固有の検出方向GRに対する正射影成分を検出することができる。また、他の一の検出素子により、固有の検出方向GLに対する正射影成分を検出することができる。同様に、車両が幅方向に対して傾斜して車両に幅方向の加速度が生じた場合においても、一の検出素子及び他の一の検出素子により、その加速度の、固有の検出方向に対する正射影成分を検出することができる。
つまり、車両の加速時及び制動時やレッカーなどを用いた盗難行為に起因して生じる車両の前後方向の傾斜や車両が曲がる場合などに生じる車両の幅方向の傾斜を常に2つ以上の検出素子により検出することができる。
したがって、車両に生じる頻度が高い方向の傾斜を常に2つ以上の検出素子により検出することができるため、車両の前後方向や幅左右方向に傾く傾斜を検出可能な検出素子を車両にそれぞれ設けることにより車両の傾斜を検出する傾斜センサに比べて、車両の傾斜角度の検出精度を向上できる車両搭載型傾斜センサおよび車両の傾斜検出方法を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, in the vehicle-mounted inclination sensor that includes two or more detection elements having specific detection directions and can detect the inclination of the vehicle based on the detection signals output from the detection elements. When the tilt sensor is mounted on the vehicle, the unique detection direction GR of one of the two or more detection elements has a first angle θR with respect to the front-rear direction of the vehicle. The unique detection direction GL of one detection element forms a second angle θL that is set on the opposite side of the first angle θR with respect to the longitudinal direction of the vehicle.
Therefore, when the vehicle is inclined with respect to the front-rear direction and the vehicle is accelerated in the front-rear direction, when the acceleration is decomposed as a vector, an orthogonal projection component for the specific detection direction GR is obtained by one detection element. Can be detected. Further, the orthogonal projection component with respect to the specific detection direction GL can be detected by the other detection element. Similarly, even when the vehicle is tilted with respect to the width direction and acceleration in the width direction is generated in the vehicle, the orthogonal projection of the acceleration with respect to the specific detection direction is performed by one detection element and the other detection element. The component can be detected.
That is, two or more detection elements always detect the inclination of the vehicle in the front-rear direction or the inclination in the width direction of the vehicle caused by theft using the tow truck or the like when the vehicle is accelerated or braked. Can be detected.
Therefore, since the inclination in the direction that occurs frequently in the vehicle can always be detected by two or more detection elements, a detection element that can detect the inclination tilted in the front-rear direction and the width left-right direction of the vehicle is provided in each vehicle. Thus, it is possible to realize a vehicle-mounted tilt sensor and a vehicle tilt detection method that can improve the detection accuracy of the vehicle tilt angle as compared with a tilt sensor that detects the tilt of the vehicle.
請求項2に記載の発明によれば、検出素子の固有の検出方向GR及び固有の検出方向GLは、当該車両の車体の基準面に対してほぼ平行に設定されるので、検出素子の固有の検出方向を、車両の傾斜に伴って加速度などの変化が最も大きく生じる面に平行に設定することができる。したがって、検出素子により検出可能な変化量が増大するため、車両の傾斜角度の検出精度を更に向上できる。 According to the second aspect of the present invention, the inherent detection direction GR and the inherent detection direction GL of the detection element are set substantially parallel to the reference plane of the vehicle body of the vehicle. The detection direction can be set in parallel to the plane where the change in acceleration or the like is greatest with the inclination of the vehicle. Therefore, since the amount of change that can be detected by the detection element increases, the detection accuracy of the vehicle inclination angle can be further improved.
請求項3に記載の発明によれば、第1の角度θRと第2の角度θLとがほぼ等しいので、車両の前後方向の傾斜及び車両の幅方向の傾斜を一の検出素子と他の一の検出素子とによりほぼ同等の検出精度で検出することができる。 According to the invention described in claim 3, since the first angle θR and the second angle θL are substantially equal, the inclination in the front-rear direction of the vehicle and the inclination in the width direction of the vehicle are compared with one detection element and the other. It is possible to detect with substantially the same detection accuracy.
請求項4に記載の発明では、第1の角度θR及び第2の角度θLは、ほぼ45°であるので、車両に生じる頻度が高い車両の前後方向及び車両の幅方向に対して、検出素子の検出方向が同じ角度で設定されていることになる。このため、車両の前後方向の傾斜及び車両の幅方向の傾斜に対してほぼ同等の検出精度を得ることができる。また、車両のあらゆる方向の傾斜に対して、いずれかの検出素子の固有の検出方向となす角度が45°以下になるので、車両の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがなく、車両の傾斜角度の検出精度を向上できる。 In the invention according to claim 4, since the first angle θR and the second angle θL are approximately 45 °, the detection elements are detected in the vehicle front-rear direction and the vehicle width direction, which are frequently generated in the vehicle. That is, the detection direction is set at the same angle. For this reason, substantially the same detection accuracy can be obtained with respect to the inclination in the front-rear direction of the vehicle and the inclination in the width direction of the vehicle. In addition, since the angle formed with any detection element's inherent detection direction with respect to the inclination in any direction of the vehicle is 45 ° or less, the detection accuracy does not greatly change depending on the inclination direction of the vehicle. The detection accuracy of the tilt angle can be improved.
請求項5に記載の発明によれば、固有の検出方向GRは、4輪車両における右前方の車輪と左後方の車輪とを結ぶ第1の対角線の方向に相当し、固有の検出方向GLは、4輪車両における左前方の車輪と右後方の車輪とを結ぶ第2の対角線の方向に相当するため、4輪車両において最も離れた車輪の方向に生じる傾斜を検出することができる。
そのため、車輪の操舵により車両の傾斜が最も大きく変化する方向について傾斜を検出することができるので、車両の傾斜角度の検出精度を向上できる。
According to the invention described in claim 5, the inherent detection direction GR corresponds to the direction of the first diagonal line connecting the right front wheel and the left rear wheel in the four-wheel vehicle, and the inherent detection direction GL is Since this corresponds to the direction of the second diagonal line connecting the left front wheel and the right rear wheel in the four-wheel vehicle, it is possible to detect the inclination generated in the direction of the farthest wheel in the four-wheel vehicle.
Therefore, since the inclination can be detected in the direction in which the inclination of the vehicle changes the most by the steering of the wheel, the detection accuracy of the inclination angle of the vehicle can be improved.
請求項6に記載の発明のように、車輌搭載型傾斜センサとして、静電容量型の加速度センサを用いることができる。 As in the sixth aspect of the present invention, a capacitance type acceleration sensor can be used as the vehicle-mounted tilt sensor.
請求項7に記載の発明によれば、一の検出素子と他の一の検出素子とは1つの半導体パッケージに内装されているため、車両搭載型傾斜センサを小型化することができる。 According to the invention described in claim 7, since the one detection element and the other detection element are housed in one semiconductor package, the vehicle-mounted tilt sensor can be miniaturized.
請求項8に記載の発明によれば、車両搭載型傾斜センサを第1の対角線と第2の対角線との交点近傍、例えば、請求項9に記載の発明のようにセンターコンソールの内部に搭載し、第1の加速度検出ステップにより一の検出素子から送出される第1の検出信号に基づいて、固有の検出方向GRに生じる加速度を検出し、第2の加速度検出ステップにより他の一の検出素子から送出される第2の検出信号に基づいて、固有の検出方向GLに生じる加速度を検出し、傾斜検出ステップにより第1の加速度検出ステップ及び第2の加速度検出ステップにより検出される各加速度に基づいて車両の傾斜を検出する。
車両搭載型傾斜センサは、第1の対角線と第2の対角線との交点近傍に搭載されているため、各車輪から車両搭載型傾斜センサへの距離がほぼ等しくなる。車両の傾斜は、車輪近傍における車体の姿勢に起因して生じるため、前後方向及び幅方向の車両の傾斜をバランスよく検出することができ、車両の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがないため、傾斜角度の検出精度を向上できる。
According to the invention described in claim 8, the vehicle-mounted tilt sensor is mounted in the vicinity of the intersection of the first diagonal line and the second diagonal line, for example, inside the center console as in the invention described in claim 9. Based on the first detection signal sent from one detection element in the first acceleration detection step, the acceleration generated in the specific detection direction GR is detected, and another detection element is detected in the second acceleration detection step. Acceleration detected in the specific detection direction GL is detected based on the second detection signal sent from the first detection signal, and based on the accelerations detected by the first acceleration detection step and the second acceleration detection step by the inclination detection step. To detect the inclination of the vehicle.
Since the vehicle-mounted tilt sensor is mounted in the vicinity of the intersection between the first diagonal line and the second diagonal line, the distance from each wheel to the vehicle-mounted tilt sensor becomes substantially equal. Since the inclination of the vehicle is caused by the posture of the vehicle body in the vicinity of the wheels, the inclination of the vehicle in the front-rear direction and the width direction can be detected in a balanced manner, and the detection accuracy does not change greatly depending on the inclination direction of the vehicle. Therefore, the detection accuracy of the tilt angle can be improved.
請求項10に記載の発明によれば、第1の加速度検出ステップにより、車両の駐車後に、一の検出素子から最初に送出される検出信号を第1の基準値として設定し、第1の検出信号と第1の基準値との差である第1の差分値に基づいて、固有の検出方向GRに生じる加速度を検出し、第2の加速度検出ステップにより、車両の駐車後に、他の一の検出素子から最初に送出される検出信号を第2の基準値として設定し、第2の検出信号と第2の基準値との差である第2の差分値に基づいて、前記固有の検出方向GLに生じる加速度を検出する。
そのため、車両が駐車したときの姿勢に対する現在の車両の姿勢の変化を加速度の変化として検出することができるので、車両の傾斜角度の検出精度を向上できる。
According to the tenth aspect of the present invention, in the first acceleration detection step, after the vehicle is parked, a detection signal first transmitted from one detection element is set as the first reference value, and the first detection is performed. Based on the first difference value, which is the difference between the signal and the first reference value, the acceleration generated in the specific detection direction GR is detected, and after the vehicle is parked by the second acceleration detection step, another one is detected. A detection signal first transmitted from the detection element is set as a second reference value, and the specific detection direction is determined based on a second difference value that is a difference between the second detection signal and the second reference value. The acceleration generated in the GL is detected.
Therefore, since the change in the current vehicle posture with respect to the posture when the vehicle is parked can be detected as a change in acceleration, the detection accuracy of the vehicle tilt angle can be improved.
この発明に係る車両搭載型傾斜センサおよび車両の傾斜検出方法の実施形態について、図を参照して説明する。なお、図1、2、4中の矢印F、B、L、Rの向きは、それぞれ車両30の前(F)、後(B)、左(L)、右(R)の各方向にそれぞれ相当する。
An embodiment of a vehicle-mounted tilt sensor and a vehicle tilt detection method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The directions of arrows F, B, L, and R in FIGS. 1, 2, and 4 are respectively the front (F), rear (B), left (L), and right (R) directions of the
(傾斜センサの構造)
図1に示すように、傾斜センサ10は、検出素子12R、12L、マイクロコンピュータ13(以下、「マイコン」)などの電子部品が実装される基板11と、この基板11を格納するモジュールケース14とから構成される。なお、図1では箱形状のモジュールケース14の上部を除去した形状を示している。
(Tilt sensor structure)
As shown in FIG. 1, the
検出素子12R、12Lは、所定方向の傾斜を検出することができる素子であり、例えば、半導体基板に形成された対向する櫛歯状の、固定電極と可動電極との梁構造体(図示せず)からなる静電容量式の検知部を有している。これにより、所定方向に加速度が加わると、加速度が加わった方向に可動電極が変位し、固定電極と可動電極との間隔が変化する。このため、加わった加速度の大きさを両者間の静電容量の変化として検出することができる。そして、この静電容量の変化は、マイコン13によって制御される図略の信号発生回路と復調回路とにより、静電容量に応じた検出信号として出力される。
The
このように検出素子12R、12Lは所定方向を中心に加わる加速度を検出できるため、検出素子12Lを車両30の中心軸K−K’に対して角度θLをなすように基板11に実装し、検出素子12Rを中心軸K−K’に対して角度θLの反対側に設定された角度θRをなすように基板11に実装する。本実施形態では、例えば、角度θLと角度θRとを、ともに45°に設定する。これにより、後述するように、車両の発進時及び制動時やレッカーなどを用いた盗難行為に起因して生じる車両30の前後(F、B)方向の傾斜あるいは車両30の旋回時などに生じる車両30の幅(L、R)方向の傾斜を常に2つの検出素子12L、12Rにより検出することができる。
As described above, since the
ここで、本発明の実施形態にかかる車両の傾斜角度の算出方法を図2を参照して説明する。図2には、車両30の前後(F、B)方向及び車両30の幅(L、R)方向により規定される平面と、検出素子12Rの検出方向GR及び検出素子12Lの検出方向GLと、が示されている。検出方向GR及び検出方向GLは、それぞれ車両30の前後(F、B)方向及び車両30の幅(L、R)方向に対して45°の角度をなしている。
Here, the calculation method of the inclination angle of the vehicle according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a plane defined by the front-rear (F, B) direction of the
ところで、車両30に生じる加速度は、前述の平面上のベクトルとして表現できる。ここで、図2には、車両30の駐車後(イグニッションスイッチがオフ後)に最初に検出素子12R、12Lにより検出された車両30の傾斜に伴う加速度を示すベクトルα、車両30が駐車してから所定時間間隔で検出素子12R、12Lにより検出された車両30の傾斜に伴う加速度を示すベクトルβ、車両30に生じる加速度変化であってベクトルβとベクトルαとの差であるベクトルγが表されている。
By the way, the acceleration generated in the
ベクトルαは、検出素子12Rの検出方向GRに対する正射影成分GRiと検出素子12Lの検出方向GLに対する正射影成分GLiとに分解され、位置ベクトル(GRi、GLi)として表わされる。正射影成分GRiは、検出素子12Rにより検出され、加速度信号GRiとして後述するマイコン13に送出される。また、正射影成分GLiは、検出素子12Lにより検出され、加速度信号GLiとしてマイコン13に送出される。
The vector α is decomposed into an orthogonal projection component GRi with respect to the detection direction GR of the
ベクトルβは、検出素子12Rの検出方向GRに対する正射影成分GR1と検出素子12Lの検出方向GLに対する正射影成分GL1とに分解され、位置ベクトル(GR1、GL1)として表わされる。正射影成分GR1は、検出素子12Rにより検出され、加速度信号GR1としてマイコン13に送出される。また、正射影成分GL1は、検出素子12Lにより検出され、加速度信号GL1としてマイコン13に送出される。
The vector β is decomposed into an orthogonal projection component GR1 with respect to the detection direction GR of the
ベクトルγは、ベクトルβとベクトルαとの差であり、正射影成分の差分値により位置ベクトル(GR1−GRi、GL1−GLi)として表わされる。このベクトルγは車両30が接地面G(図3)に対して傾斜した場合における重力加速度の水平成分であるため、当該差分値GR1−GRi、GL1−GLiに基づいて車両の傾斜角度を算出することができる。
The vector γ is a difference between the vector β and the vector α, and is represented as a position vector (GR1-GRi, GL1-GLi) by the difference value of the orthogonal projection component. Since this vector γ is a horizontal component of the gravitational acceleration when the
上述のように、車両30の傾斜に伴う加速度を示すベクトルα、βを、常に2つの検出素子12R、12Lにより検出することができるため、車両30の傾斜角度の検出精度を向上できる。
As described above, since the vectors α and β indicating the acceleration accompanying the inclination of the
また、車両30に生じる頻度が高い車両30の前後(F、B)方向及び車両30の幅(L、R)方向に対して、検出素子12R、12Lの検出方向GR、GLが同じ角度(45°)で設定されていることになるので、車両30の前後(F、B)方向の傾斜及び車両30の幅(L、R)方向の傾斜に対してほぼ同等の検出精度を得ることができる。
Further, the detection directions GR and GL of the
ここで、ベクトルαあるいはベクトルβが、検出素子12Lの検出方向GLと検出素子12Rの検出方向GRとの少なくとも一方のとなす角度は常に45°以下になる。このため、少なくとも一方の検出素子に対して検出可能範囲が0〜45°になるので、車両30の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがなく、車両30の傾斜角度の検出精度を向上できる。
Here, the angle between the vector α or the vector β and at least one of the detection direction GL of the detection element 12L and the detection direction GR of the
更に、検出素子12L、12Rの検出方向は、車体31の基準面、つまり、車両30が駐車中の接地面Gに対してほぼ平行に設定される。これにより、検出素子12L、12Rの検出方向を、車両30の傾斜に伴って加速度の変化が最も大きく生じる面に平行に設定することができ、車両30の傾斜角度の検出精度を更に向上できる。
Furthermore, the detection directions of the
図1に示すように、マイコン13は、例えば、ROM、RAM等のメモリ装置やインタフェース装置等を内蔵したいわゆるワンチップマイコンで、検出素子12L、12Rから入力された検出信号に基づいて後述する傾斜信号取得処理を行い、車両30の傾斜信号θをECU16に送出する。
As shown in FIG. 1, the
モジュールケース14は、矩形状の箱形状に成形された樹脂モールド品で、長手方向両側に板状の固定部14bが形成されている。この固定部14bは、車両30に設けられるセンターコンソール36の内部に傾斜センサ10を固定するためのもので取付孔14a、14aが形成されている。
The
一方、モジュールケース14の短手側面には、筒状のコネクタ15が形成されており、その内部には図略のコネクタピンが内装されている。そして、このコネクタピンを介して、基板11に搭載された検出素子12やマイコン13などと、モジュールケース14の外部に設けられているECU16(図3)などと、を電気的に接続可能にしている。なお、本実施形態では、図3に示すように、傾斜センサ10とECU16との間は、CAN(Control Area Network)20により接続されている。
On the other hand, a
(傾斜センサの配置)
このように構成される傾斜センサ10は、図3に示すように、車両30の車体31の接地面Gにほぼ平行となるように車両30のセンターコンソール36の内部に取り付けられる。図4に示すように、傾斜センサ10は、前部右座席33と前部左座席34との間に設けられたセンターコンソール36の内部で後部座席35側に設けられている。
(Tilt sensor placement)
As shown in FIG. 3, the
この位置は、左前方の車輪32bと右後方の車輪32cとを結ぶ対角線C1と、右前方の車輪32aと左後方の車輪32dとを結ぶ対角線C2と、の交点X近傍に相当するため、各車輪32a、32b、32c、32dから傾斜センサ10への距離がほぼ等しくなる。このため、傾斜センサ10は車両30の前後(F、B)方向及び幅(L、R)方向の傾斜をバランスよく検出することができ、しかも車両30の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがないので、傾斜角度の検出精度を向上できる。
This position corresponds to the vicinity of the intersection X between the diagonal C1 connecting the left
なお、対角線C1及び対角線C2は、それぞれ車両30の前後(F、B)方向の中心軸K−K’と角度θcをなしている。角度θcは、例えば、ホイールベース2600mm、トレッド1490mmの場合には、約30°となるため、前述した角度θR、θLをこの30°前後に設定することで車輪の操舵により車両の傾斜が最も大きく変化する方向について傾斜を検出することができるので、車両の傾斜角度の検出精度を向上できる。
The diagonal line C1 and the diagonal line C2 form an angle θc with the central axis K-K ′ in the front-rear (F, B) direction of the
(傾斜センサを用いた車両盗難防止装置による車両盗難判定処理)
次に、本実施形態の傾斜センサ10を車両盗難防止装置を適用した例を説明する。本車両盗難防止装置は、例えば、第三者がレッカーなどを使用して車両30を無断で運び出す際に前輪を持ち上げる場合など、駐車中の車両30の異常な傾斜を当該傾斜センサ10にて検出したときに、車両30が盗まれたものと判断し、ホーンなどにより警報音などの警報を発し得る装置で、傾斜センサ10、ECU16、図略のホーンなどにより構成される。
(Vehicle theft determination processing by a vehicle theft prevention device using an inclination sensor)
Next, the example which applied the vehicle antitheft device to the
ここで、車両盗難判定装置による車両盗難判定処理の概要を図5を用いて説明する。この車両盗難判定処理は、図3に示すECU16において実行されるもので、例えば、車両30のイグニッションスイッチがオフされてから所定の時間間隔で行われる。
Here, the outline of the vehicle theft determination processing by the vehicle theft determination device will be described with reference to FIG. This vehicle theft determination process is executed by the
まず、ECU16では、ステップS1により、本実施形態の傾斜センサ10から、車両30の傾斜角度を傾斜信号θとして取得する。
次に、ステップS3によって、ステップS1により取得された傾斜信号θがしきい値θsを超えているか否かを判断する。
First, in step S1, the
Next, in step S3, it is determined whether or not the tilt signal θ acquired in step S1 exceeds the threshold value θs.
傾斜信号θがしきい値θsを超えていると判断された場合には(S3:Yes)、車両30の前方または後方が予定外の角度で傾斜していることになるので、盗難されたと判定して、続くステップS5により警報を発する。
When it is determined that the inclination signal θ exceeds the threshold value θs (S3: Yes), it is determined that the
これに対し、傾斜信号θがしきい値θsを超えていないと判断された場合(S3:No)には、車両30が盗難されていないと判定されるので、警報を発せずに本車両盗難判定処理を終了する。
On the other hand, when it is determined that the inclination signal θ does not exceed the threshold value θs (S3: No), it is determined that the
(傾斜信号取得処理)
車両盗難判定装置による車両盗難判定処理の概要を説明するとこのようになるが、ここで、ステップS1による傾斜信号取得処理の内容を図6に基づいて詳述する。この傾斜信号取得処理は、図1に示すマイコン13において実行されるものである。
(Inclination signal acquisition processing)
The outline of the vehicle theft determination process performed by the vehicle theft determination apparatus is as described above. Here, the details of the inclination signal acquisition process in step S1 will be described in detail with reference to FIG. This inclination signal acquisition process is executed in the
まず、傾斜信号取得処理では、ステップS101により基準値が設定済か否かを判断する処置が行われる。具体的には、車両30を駐車後(イグニッションスイッチがオフ後)に、最初に検出素子12LよりGL方向に生じる加速度に基づいて送出された加速度信号GRi(図2)及び最初に検出素子12RよりGR方向に生じる加速度に基づいて送出された加速度信号GRi(図2)が、基準値として設定されている(S101:Yes)か否(S101:No)かを判断する。ここで、基準値は、所定の動作を行ったとき、例えば、イグニッションスイッチをオフにしたときにクリアされる。
First, in the inclination signal acquisition process, a process of determining whether or not a reference value has been set in step S101 is performed. Specifically, after the
このステップS101により、加速度信号GRi及び加速度信号GRiが基準値として設定されていないと判断すると(S101:No)、ステップS103に処理を移行して、検出素子12Rより送出された加速度信号GRiを検出し、更にステップS105によって検出素子12Lより送出された加速度信号GLiを検出する。
If it is determined in step S101 that the acceleration signal GRi and the acceleration signal GRi are not set as reference values (S101: No), the process proceeds to step S103 to detect the acceleration signal GRi sent from the
続いて、ステップS107によって加速度信号GRi、加速度信号GLiをそれぞれ基準値GRi、基準値GLiとして設定する。このステップS103、S105、S107が実行されると、今回は本傾斜信号取得処理は終了し、次回の処理に備えて待機する。 Subsequently, in step S107, the acceleration signal GRi and the acceleration signal GLi are set as the reference value GRi and the reference value GLi, respectively. When Steps S103, S105, and S107 are executed, the present inclination signal acquisition process ends at this time and waits for the next process.
一方、ステップS101により検出信号GRi及び検出信号GRiが基準値として設定されていると判定すると(S101:Yes)、続くステップS109に処理を移行する。ステップS109では、検出素子12Rによる加速度検出処理を行う。この加速度検出処理では検出素子12Rより送出された加速度信号GR1を検出する。続くステップS111では、検出素子12Lによる加速度検出処理を行う。この加速度検出処理では検出素子12Lより送出された加速度信号GL1を検出する。
On the other hand, if it is determined in step S101 that the detection signal GRi and the detection signal GRi are set as reference values (S101: Yes), the process proceeds to the subsequent step S109. In step S109, acceleration detection processing by the
続くステップS113では、差分値算出処理を行う。この差分値算出処理では、ステップS109により検出された加速度信号GR1及びステップS111により検出された加速度信号GL1と、基準値GRi、GLiとの差分値GR1−GRi、GL1−GLiをそれぞれ算出する。 In a succeeding step S113, a difference value calculation process is performed. In this difference value calculation process, difference values GR1-GRi and GL1-GLi between the acceleration signal GR1 detected in step S109 and the acceleration signal GL1 detected in step S111 and the reference values GRi and GLi are calculated.
続いて、ステップS115により、差分値GR1−GRi、GL1−GLiに基づいて公知のアルゴリズムにより傾斜信号θを算出し、本傾斜信号取得処理を終了する。 Subsequently, in step S115, the tilt signal θ is calculated by a known algorithm based on the difference values GR1-GRi, GL1-GLi, and the present tilt signal acquisition process is terminated.
本傾斜信号取得処理において、ステップS103における検出素子12Rによる基準値取得処理と、ステップS105における検出素子12Lによる基準値取得処理とは、いずれの処理を先に実行してもよい。また、ステップS109における検出素子12Rによる加速度検出処理と、ステップS111における検出素子12Lによる加速度検出処理とは、いずれの処理を先に実行してもよい。
In this tilt signal acquisition process, either the reference value acquisition process by the
[実施形態の効果]
(1)上述のように、本実施形態の発明によれば、固有の検出方向を持つ検出素子12L、12Rを備え、これらから出力される検出信号(GLi、GL1、GRi、GR1)に基づいて車両30の傾斜を検出可能な車両搭載型の傾斜センサ10において、当該傾斜センサ10が車両30に搭載された場合、検出素子12Rの検出方向GRは、車両30の中心軸K−K’に対して45°の角度をなすように基板11に実装されている。検出素子12Lの検出方向GLは、中心軸K−K’に対して反対側に45°の角度をなすように基板11に実装されている。
[Effect of the embodiment]
(1) As described above, according to the invention of this embodiment, the
これにより、車両30の発進時及び制動時やレッカーなどを用いた盗難行為に起因して生じる車両30の前後(F、B)方向の傾斜や車両30が曲がる場合などに生じる車両30の幅(L、R)方向の傾斜を、常に2つの検出素子12L、12Rにより検出することができるため、車両の前後方向や幅左右方向に傾く傾斜を検出可能な検出素子を車両にそれぞれ設けることにより車両の傾斜を検出する傾斜センサに比べて、車両30の傾斜角度の検出精度を向上できる。
Thereby, the width of the
(2)車両30に生じる頻度が高い車両30の前後(F、B)方向及び車両30の幅(L、R)方向に対して、検出素子12L、12Rの検出方向が同じ角度で設定されているため、車両30の前後(F、B)方向の傾斜及び車両30の幅(L、R)方向の傾斜に対してほぼ同等の検出精度を得ることができる。
(2) The detection directions of the
また、車両30のあらゆる方向の傾斜に対して、検出素子12L、12Rのいずれかの検出方向となす角度が45°以下になるので、車両30の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがなく、車両30の傾斜角度の検出精度を向上できる。
Further, since the angle formed with the detection direction of either of the
(3)検出素子12L及び検出素子12Rの検出方向は、車体31の基準面、つまり、車両30が駐車中の接地面Gに対してほぼ平行に設定される。これにより、傾斜センサの第1の固有の検出方向及び第2の固有の検出方向は、当該車両の車体の基準面に対してほぼ平行に設定されるので、検出素子12L、12Rの検出方向を、車両30の傾斜に伴って加速度の変化が最も大きく生じる面に平行に設定することができ、車両30の傾斜角度の検出精度を更に向上できる。
(3) The detection directions of the detection element 12L and the
(4)傾斜センサ10は、左前方の車輪32と右後方の車輪32とを結ぶ対角線C1と、右前方の車輪32と左後方の車輪32とを結ぶ対角線C2と、の交点X近傍に搭載されている。これにより、各車輪32から傾斜センサ10への距離がほぼ等しくなるため、車両30の前後(F、B)方向及び幅(L、R)方向の傾斜をバランスよく検出することができ、車両30の傾斜方向によって検出精度が大きく変化することがないため、傾斜角度の検出精度を向上できる。
(4) The
(5)加速度信号GR1及び加速度信号GL1と、基準値GRi、GLiとの差分値GR1−GRi、GL1−GLiをそれぞれ算出し、この差分値GR1−GRi、GL1−GLiに基づいて傾斜信号θを算出するため、車両30が駐車したときの姿勢に対する現在の車両30の姿勢の変化を加速度の変化として検出することができるので、車両30の傾斜角度の検出精度を向上できる。
(5) The difference values GR1-GRi and GL1-GLi between the acceleration signal GR1 and the acceleration signal GL1 and the reference values GRi and GLi are calculated, respectively, and the inclination signal θ is calculated based on the difference values GR1-GRi and GL1-GLi. Since the calculation can detect the change in the current posture of the
〈その他の実施形態〉
(1)本発明にかかる傾斜センサ10は、走行中の車両30の傾斜を検出することにより、車両安定性制御システム(VSC:Vehicle Stability Control)などに適用することができる。
<Other embodiments>
(1) The
この場合、傾斜センサ10は、CAN20を介して車両安定性制御システムの制御ECUと接続することにより当該制御ECUに対して所定の時間間隔で傾斜信号θを送出する。これにより、車両30の姿勢制御に必要なデータとして傾斜角度データを車両安定性制御システムに与えることが可能となる。なお、基準値は、例えば、イグニッションスイッチをオンにするとクリアされる。
In this case, the
(2)検出素子12として、静電容量型以外の検出素子、例えば、圧電型やピエゾ抵抗型の検出素子を使用することができる。また、検出素子12L、12Rを1つの半導体パッケージに内装してもよい。これにより、傾斜センサを小型化することができる。
(2) As the detection element 12, a detection element other than the capacitance type, for example, a piezoelectric type or a piezoresistive type detection element can be used. Further, the
10 傾斜センサ(車両搭載型傾斜センサ)
12R 検出素子(一の検出素子)
12L 検出素子(他の一の検出素子)
20 CAN
30 車両(4輪車両)
31 車体
32a 車輪(右前方の車輪)
32b 車輪(左前方の車輪)
32c 車輪(右後方の車輪)
32d 車輪(左後方の車輪)
C1 対角線(第2の対角線)
C2 対角線(第1の対角線)
GR 検出方向(一の検出素子が持つ固有の検出方向)
GL 検出方向(他の一の検出素子が持つ固有の検出方向)
θR 傾斜信号(第1の角度)
θL 傾斜信号(第1の角度)
X 交点
10 Tilt sensor (Vehicle mounted tilt sensor)
12R detection element (one detection element)
12L detection element (another detection element)
20 CAN
30 vehicles (four-wheel vehicles)
31
32b Wheel (front left wheel)
32c wheel (right rear wheel)
32d wheel (left rear wheel)
C1 diagonal (second diagonal)
C2 diagonal (first diagonal)
GR detection direction (specific detection direction of one detection element)
GL detection direction (specific detection direction of another detection element)
θR Tilt signal (first angle)
θL Tilt signal (first angle)
X intersection
Claims (10)
当該傾斜センサが前記車両に搭載された場合、前記2以上の検出素子のうち、一の検出素子が持つ固有の検出方向GRは、前記車両の前後方向に対して第1の角度θRをなし、他の一の検出素子が持つ固有の検出方向GLは、前記車両の前後方向に対して前記第1の角度θRと反対側に設定された第2の角度θLをなすことを特徴とする車輌搭載型傾斜センサ。 In a vehicle-mounted tilt sensor that includes two or more detection elements having specific detection directions and can detect the tilt of the vehicle based on detection signals output from these detection elements.
When the tilt sensor is mounted on the vehicle, the unique detection direction GR of one of the two or more detection elements has a first angle θR with respect to the front-rear direction of the vehicle, A vehicle-mounted vehicle characterized in that a unique detection direction GL of another detection element forms a second angle θL set on the opposite side of the first angle θR with respect to the longitudinal direction of the vehicle. Type tilt sensor.
前記一の検出素子から送出される第1の検出信号に基づいて、前記固有の検出方向GRに生じる加速度を検出する第1の加速度検出ステップと、
前記他の一の検出素子から送出される第2の検出信号に基づいて、前記固有の検出方向GLに生じる加速度を検出する第2の加速度検出ステップと、
前記第1の加速度検出ステップ及び前記第2の加速度検出ステップにより検出される各加速度に基づいて前記車両の傾斜角度を検出する傾斜検出ステップと、
を含むことを特徴とする車両の傾斜検出方法。 A vehicle-mounted tilt sensor according to any one of claims 1 to 7 is mounted in the vicinity of an intersection between the first diagonal line and the second diagonal line, and the vehicle is tilted using the tilt sensor. A vehicle inclination detection method for detecting an inclination angle,
A first acceleration detecting step of detecting an acceleration generated in the inherent detection direction GR based on a first detection signal sent from the one detection element;
A second acceleration detecting step of detecting an acceleration generated in the inherent detection direction GL based on a second detection signal sent from the other one of the detection elements;
An inclination detection step of detecting an inclination angle of the vehicle based on each acceleration detected by the first acceleration detection step and the second acceleration detection step;
A vehicle tilt detection method comprising:
前記第2の加速度検出ステップは、前記車両の駐車後に、前記他の一の検出素子から最初に送出される検出信号を第2の基準値として設定し、前記第2の検出信号と前記第2の基準値との差である第2の差分値に基づいて、前記固有の検出方向GLに生じる加速度を検出するステップであることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の車両の傾斜検出方法。 In the first acceleration detection step, after the vehicle is parked, a detection signal first transmitted from the one detection element is set as a first reference value, and the first detection signal and the first reference are set. A step of detecting an acceleration generated in the specific detection direction GR based on a first difference value that is a difference from the value;
In the second acceleration detection step, after the vehicle is parked, a detection signal first sent from the other detection element is set as a second reference value, and the second detection signal and the second detection signal are set. 10. The vehicle inclination according to claim 8, wherein an acceleration generated in the inherent detection direction GL is detected based on a second difference value that is a difference from a reference value of the vehicle. Detection method.
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