JP2009204459A - 車両用慣性力センサおよび車両の傾斜検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両へのセンサ取付姿勢による出力の誤差を補正することができる車両用慣性力センサおよび車両の傾斜検出方法を実現する。
【解決手段】 加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付ける前に、加速度センサ１１、１２を水平に静止させた状態で取得した基準信号Ｇ１１、Ｇ１２と、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付けた後に、車両４０を水平に静止させた状態で取得した取付信号Ｇ２１、Ｇ２２とを比較して傾斜信号のオフセット値Ｍを算出する。傾斜信号のオフセット値Ｍに基づいて、加速度センサ１１、１２から出力された傾斜信号Ｇ１、Ｇ２を補正し、補正された傾斜信号に基づいて、車両４０の傾斜角度θ１、θ２を算出する。これにより、加速度センサ１１、１２が水平方向から傾いて車両４０に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両４０の傾斜角度を算出することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、車両の傾斜及び角速度を検出する車両用慣性力センサおよび車両の傾斜検出方法に関する。

従来の車両に搭載して用いる慣性力センサとして、加速度センサと角速度センサを備え、当該車両の傾斜及び角速度を検出するセンサが知られている。このようなセンサでは、車両の静止時などに、加速度センサ、角速度センサのオフセット補正（ゼロ点キャリブレーション）を実施する。例えば、特許文献１には、車両のロールレート、ピッチレートから車両の傾きを算出し、Ｇセンサ出力、ジャイロ出力を補正する技術が開示されている。
特開２００４−１５０９７３号公報

特許文献１に示される従来技術では、センサが車両に傾いて取り付けられると、車両上に設定された軸とセンサ上の軸が一致していないため、Ｇセンサ出力、ジャイロ出力は傾斜している角度に応じた誤差を含んだ値になるが、その誤差を補正することはできないという問題があった。

そこで、この発明は、車両へのセンサ取付姿勢による出力の誤差を補正することができる車両用慣性力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。

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、車両にかかる重力加速度を検出し、傾斜角度に応じた傾斜信号を出力する加速度センサを備えた車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出方法であって、前記車両用慣性力センサには、前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値と、が記憶されており、前記加速度センサにより車両の傾斜信号を取得する工程と、前記第１の傾斜信号値と前記第２の傾斜信号値とを比較して傾斜信号のオフセット値を算出する工程と、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記加速度センサから出力された傾斜信号を補正する工程と、前記補正された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出する工程と、を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項１に記載の発明によれば、加速度センサを車両に取り付ける前に、加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値とを比較して傾斜信号のオフセット値を算出することができる。これにより、加速度センサを車両に取り付けたときの水平方向からのずれを傾斜信号のオフセット値として取得することができる。
そして、傾斜信号のオフセット値に基づいて、加速度センサから出力された傾斜信号を補正し、補正された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出することができる。
これにより、加速度センサが水平方向から傾いて車両に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両の傾斜角度を算出することができるので、車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両の傾斜検出方法において、前記車両用慣性力センサは、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明によれば、車両用慣性力センサは、第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されているので、部品交換などのために車両用慣性力センサを車両から取り外し、再度取り付けた場合でも、その取付状態における第２の傾斜信号値を取得し、書き換えることができる。これにより、車両用慣性力センサを再度車両に取り付けた際に、車両用慣性力センサの傾斜が変わっても、新たに水平方向からのずれをオフセット値として取得することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両の傾斜検出方法において、前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えている、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明によれば、車両用慣性力センサが角速度センサを備えているため、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両の傾斜検出方法において、前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明によれば、角速度センサが加速度センサと同一平面上に配置されている場合には、傾斜信号のオフセット値に基づいて、角速度センサから出力された角速度信号を補正することができるので、角速度センサによる角速度の検出精度も向上させることができる。

請求項５に記載の発明では、車両にかかる重力加速度を検出し、傾斜角度に応じた傾斜信号を出力する加速度センサを備えた車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出方法であって、前記車両用慣性力センサには、前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値と、が記憶されており、前記加速度センサにより車両の傾斜信号を取得する工程と、前記第１の傾斜信号値と前記第２の傾斜信号値とを比較して傾斜角度のオフセット値を算出する工程と、前記加速度センサから出力された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出する工程と、前記傾斜角度のオフセット値に基づいて、車両の傾斜角度を補正する工程と、を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明によれば、加速度センサを車両に取り付ける前に、加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値とを比較して傾斜角度のオフセット値を算出することができる。これにより、加速度センサを車両に取り付けたときの水平方向からのずれを傾斜角度のオフセット値として取得することができる。
そして、加速度センサから出力された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出し、傾斜角度のオフセット値に基づいて、車両の傾斜角度を補正することができる。
これにより、加速度センサが水平方向から傾いて車両に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両の傾斜角度を算出することができるので、車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出精度を向上させることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の車両の傾斜検出方法において、前記車両用慣性力センサは、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明によれば、車両用慣性力センサは、第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されているので、部品交換などのために車両用慣性力センサを車両から取り外し、再度取り付けた場合でも、その取付状態における第２の傾斜信号を取得し、書き換えることができる。これにより、車両用慣性力センサを再度車両に取り付けた際に、車両用慣性力センサの傾斜が変わっても、新たに水平方向からのずれをオフセット値として取得することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項５または請求項６に記載の車両の傾斜検出方法において、前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えている、という技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明によれば、車両用慣性力センサが角速度センサを備えているため、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の車両の傾斜検出方法において、前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正する工程を更に備えた、という技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明によれば、角速度センサが加速度センサと同一平面上に配置されている場合には、傾斜信号のオフセット値に基づいて、角速度センサから出力された角速度信号を補正することができるので、角速度センサによる角速度の検出精度も向上させることができる。

請求項９に記載の発明では、車両にかかる重力加速度センサと、車両の水平方向の角速度を検出し、角速度に応じた角速度信号を出力する角速度センサとを備えた車両用慣性力センサであって、前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値を記憶させる第１の記憶手段と、前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で、前記加速度センサにより取得した第２の傾斜信号値を記憶させる第２の記憶手段と、前記第１の傾斜信号と前記第２の傾斜信号とを比較した値に基づいて車両の傾斜角度を補正するオフセット補正部と、を備えた、という技術的手段を用いる。

請求項９に記載の発明によれば、第１の記憶手段に、加速度センサを車両に取り付ける前に、加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値を記憶させることができ、第２の記憶手段に、加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で、加速度センサにより取得した第２の傾斜信号値を記憶させることができる。そして、オフセット補正部において、第１の傾斜信号値と第２の傾斜信号値とを比較した値に基づいて車両の傾斜角度を補正することができるので、加速度センサが水平方向から傾いて車両に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両の傾斜角度を算出することができ、車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出精度を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の車両用慣性力センサにおいて、前記第２の記憶手段は、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項１０に記載の発明によれば、車両用慣性力センサは、第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されているので、部品交換などのために車両用慣性力センサを車両から取り外し、再度取り付けた場合でも、その取付状態における第２の傾斜信号値を取得し、書き換えることができる。これにより、車両用慣性力センサを再度車両に取り付けた際に、車両用慣性力センサの傾斜が変わっても、新たに水平方向からのずれをオフセット値として取得することができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項９または請求項１０に記載の車両用慣性力センサにおいて、前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えている、という技術的手段を用いる。

請求項１１に記載の発明によれば、車両用慣性力センサが角速度センサを備えているため、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出することができる。

請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の車両用慣性力センサにおいて、前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記オフセット補正部は、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項１２に記載の発明によれば、角速度センサが加速度センサと同一平面上に配置されている場合には、傾斜信号のオフセット値に基づいて、角速度センサから出力された角速度信号を補正することができるので、角速度センサによる角速度の検出精度も向上させることができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、慣性力センサの構造を示す説明図である。図２は、第１実施形態の慣性力センサのブロック図である。図３は、車両の側面から見たときの傾斜センサの配置を示す説明図である。図４は、加速度センサの基準出力の取得処理を示すフローチャートである。図５は、第１実施形態の車両の傾斜検出処理を示すフローチャートである。ここで、図１及び図３中の矢印Ｆ、Ｂ、Ｌ、Ｒの向きは、それぞれ車両４０の前（Ｆ）、後（Ｂ）、左（Ｌ）、右（Ｒ）の各方向にそれぞれ相当する。

（慣性力センサの構造）
図１に示すように、慣性力センサ１０は、車両の前後方向の加速度を検出し、傾斜角度に応じた検出信号を出力する加速度センサ１１と車両の左右方向の加速度を検出し、傾斜角度に応じた検出信号を出力する加速度センサ１２と、車両の垂直軸回りの角速度を検出し、角速度に応じた検出信号を出力する角速度センサ１３とをセンサとして備えている。

加速度センサ１１、１２、角速度センサ１３、マイクロコンピュータ１４（以下、「マイコン」）などの電子部品は、基板１５に実装されており、この基板１５は、箱形状のモジュールケース１６に格納されている。なお、図１では、モジュールケース１６の上部を除去した形状を示している。

マイコン１４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、加速度センサ１１、１２、角速度センサ１３から入力された信号に基づいて信号処理を行い、車両の傾斜信号及び角速度信号をＥＣＵ３０に送出する。

モジュールケース１６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１６ｂが形成されている。この固定部１６ｂは、車両の所定の位置、例えば、センターコンソールの内部に慣性力センサ１０を固定するためのもので取付孔１６ａ、１６ａが形成されている。

モジュールケース１６の短手側面には、筒状のコネクタ１７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１５に搭載された加速度センサ１１、１２、角速度センサ１３やマイコン１４などと、モジュールケース１６の外部に設けられているＥＣＵ３０（図２）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、慣性力センサ１０とＥＣＵ３０との間は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）３１により接続されている。

このように構成される慣性力センサ１０は、図３に示すように、車両４０の接地面Ｇにほぼ平行となるように車両４０のセンターコンソール４１の内部に取り付けられる。ここで、慣性力センサ１０は、基板１５が車両４０の水平前方向に対してθ上方に傾いた状態で取り付けられたものとする。

図２に示すように、マイコン１４は、慣性力センサ１０を車両４０に取り付ける前に慣性力センサ１０を水平に静止させた状態で取得した加速度センサ１１、１２の基準出力Ｇ１１、Ｇ１２を記憶する第１記憶部１４ａと、慣性力センサ１０を車両４０に取り付けた後に車両４０を水平に静止させた状態で取得した加速度センサ１１、１２の取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を記憶する第２記憶部１４ｂと、第１記憶部１４ａに記憶された基準出力Ｇ１１、Ｇ１２及び第２記憶部１４ｂに記憶された取付出力Ｇ２１、Ｇ２２に基づいて、車両４０の傾斜信号を補正するオフセット補正部１４ｃとを備えている。

（基準出力及び取付出力の取得）
加速度センサ１１、１２の基準出力Ｇ１１、Ｇ１２は、図４に示すステップを経て、第１記憶部１４ａに記憶される。まず、ステップＳ１０１では、慣性力センサ１０を水平なテスト治具に載置した後に、コネクタ１７を介してマイコン１４にテスト信号を入力する。

続くステップ１０２では、加速度センサ１１、１２により傾斜角度０°に対応する傾斜信号を検出する。

続くステップ１０３では、傾斜角度０°に対応する傾斜信号から、０点の補正値として基準出力Ｇ１１、Ｇ１２を計算する。

続くステップ１０４では、計算された基準出力Ｇ１１、Ｇ１２を第１記憶部１４ａに記憶させ、処理を終了する。

ここで、基準出力Ｇ１１、Ｇ１２は加速度センサ１１、１２の０点出力となるため、第１記憶部１４ａは書き換えることができないＲＯＭから構成されることが好ましい。

取付出力Ｇ２１、Ｇ２２は、車両４０に慣性力センサ１０を取り付けた後に、車両４０を水平板上に静止させた状態で、図４と同様のステップを経て、第２記憶部１４ｂに記憶される。取付出力Ｇ２１、Ｇ２２の取得では、ステップ１０３において、傾斜角度θに対応する傾斜信号から、補正値として取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を計算する。

慣性力センサ１０が車両４０に水平に取り付けられた場合には、基準出力Ｇ１１と取付出力Ｇ２１とに差異はなく、基準出力Ｇ１２と取付出力Ｇ２２とにも差異はない。慣性力センサ１０が車両４０から傾斜して取り付けられた場合には、基準出力Ｇ１１、Ｇ１２と取付出力Ｇ２１、Ｇ２２とに、傾斜角度θに対応する差異がそれぞれ生じることになる。

ここで、第２記憶部１４ｂとして、電気的に内容を書き換えることができる記憶手段、例えば、ＥＥＰＲＯＭを用いる。これによれば、部品交換などのために慣性力センサ１０を車両４０から取り外し、再度取り付けた場合でも、新たな取付状態における取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を取得し、書き換えることができる。

なお、本実施形態では、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を取得する際に、車両４０を水平板上に静止させたが、水平面に対する傾斜角度が明らかになっている面上に車両４０を載置してもよい。この場合には、既知の傾斜角度に対応する出力を算出し、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を補正すればよい。

（車両の傾斜検出処理）
次に、車両４０の傾斜検出処理について説明する。
まず、ステップＳ１では、所定の検出周期ごとに加速度センサ１１、１２により車両４０の傾斜を検出し、傾斜角度に応じた傾斜信号Ｇ１、Ｇ３をマイコン１４に入力する。

続く、ステップＳ２では、マイコン１４において、オフセット補正部１４ｃが、第１記憶部１４ａに記憶された基準出力Ｇ１１、Ｇ１２と、第２記憶部１４ｂに記憶された取付出力Ｇ２１、Ｇ２２とを参照し、傾斜信号のオフセット値Ｍを算出する。傾斜信号のオフセット値Ｍは、加速度センサ１１では、Ｇ２１−Ｇ１１となり、加速度センサ１２では、Ｇ２２−Ｇ２１となる。本実施形態では、慣性力センサ１０は、車両４０の左右（Ｌ，Ｒ）方向には傾斜していないため、Ｇ２２−Ｇ２１は０となる。つまり、幅方向では、傾斜信号Ｇ３を補正する必要がないため、以下では、加速度センサ１１により取得した前後（Ｆ，Ｂ）方向の傾斜信号Ｇ１の補正についてのみ説明する。

続く、ステップＳ３では、傾斜信号のオフセット値Ｍ（＝Ｇ２１−Ｇ１１）に基づいて、加速度センサ１１より取得した傾斜信号Ｇ１を補正する。具体的には、補正された傾斜信号は、Ｇ１−Ｍとなる。

続く、ステップＳ４では、補正された傾斜信号Ｇ１−Ｍに基づいて、車両４０の傾斜角度θ１を算出し、傾斜角度θ２とともに、ＥＣＵ３０に対して出力する。

続く、ステップＳ５では、車両４０の傾斜角度θ１に基づいて、角速度センサ１３により出力された角速度信号Ｙ１を補正して、車両４０の水平方向の角速度ωを算出し、ＥＣＵ３０に対して出力し、傾斜検出処理を終了する。

なお、本実施形態では、慣性力センサ１０が車両４０に対して前後方向に傾斜して取り付けられている場合を例示したが、左右方向に傾斜して取り付けられている場合でも、上述の方法と同様に傾斜検出処理を行うことができる。

本傾斜検出処理において、ステップＳ４における車両４０の傾斜角度θ１、θ２の算出処理と、ステップＳ５における車両４０の角速度ωの算出処理とは、いずれの処理を先に実行してもよい。

（変更例）
本実施形態では、第１記憶部１４ａ及び第２記憶部１４ｂとしてＲＯＭを用いたが、他の記憶手段を用いることもできる。例えば、モジュールケース１６に基準出力Ｇ１１、Ｇ１２、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を記憶させた２次元コードや磁気コードを貼り付けて、読み取り可能に構成することもできる。これによれば、基板１５上に記憶手段を増設する必要がなく、慣性力センサ１０の空きスペースを利用でき、汎用性が高い慣性力センサ１０とすることができる。

第１記憶部１４ａ、第２記憶部１４ｂ、オフセット補正部１４ｃは、慣性力センサ１０の外部、例えば、ＥＣＵ３０に設けることもできる。これによれば、慣性力センサ１０を小型化することができる。

［第１実施形態の効果］
（１）第１実施形態の慣性力センサ及び車両の傾斜検出方法によれば、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付ける前に、加速度センサ１１、１２を水平に静止させた状態で取得した基準信号Ｇ１１、Ｇ１２と、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付けた後に、車両４０を水平に静止させた状態で取得した取付信号Ｇ２１、Ｇ２２とを比較して傾斜信号のオフセット値Ｍを算出することができる。これにより、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付けたときの水平方向からのずれを傾斜信号のオフセット値Ｍとして取得することができる。
そして、傾斜信号のオフセット値Ｍに基づいて、加速度センサ１１、１２から出力された傾斜信号Ｇ１、Ｇ２を補正し、補正された傾斜信号に基づいて、車両４０の傾斜角度θ１、θ２を算出することができる。
これにより、加速度センサ１１、１２が水平方向から傾いて車両４０に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両４０の傾斜角度を算出することができるので、慣性力センサ１０による車両４０の傾斜検出精度を向上させることができる。
また、ブラケットなどを用いて慣性力センサ１０の水平を保つ必要がないため、コストダウン及び軽量化を図ることができる。

（２）第２記憶部１４ｂは、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を書き換え可能に構成されているので、部品交換などのために慣性力センサ１０を車両４０から取り外し、再度取り付けた場合でも、その取付状態における取付出力を取得し、書き換えることができる。これにより、慣性力センサ１０を再度車両に取り付けた際に、車慣性力センサ１０の傾斜が変わっても、新たに水平方向からのずれを傾斜信号のオフセット値Ｍとして取得することができる。

（３）角速度センサ１３は、加速度センサ１１、１２と同一基板１５上に配置されており、傾斜信号のオフセット値Ｍに基づいて、角速度センサ１３から出力された角速度信号Ｙ１を補正することができるので、角速度センサ１３による角速度の検出精度も向上させることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について、図を参照して説明する。図６は、第２実施形態の車両の傾斜検出処理を示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。

本実施形態は、車両４０の傾斜検出処理において、第１実施形態と異なっている。図６に示すように、まず、ステップＳ１１では、所定の検出周期ごとに加速度センサ１１、１２により車両４０の傾斜を検出し、傾斜角度に応じた傾斜信号Ｇ１、Ｇ３をマイコン１４に入力する。

続く、ステップＳ１２では、マイコン１４において、オフセット補正部１４ｃが、第１記憶部１４ａに記憶された基準出力Ｇ１１、Ｇ１２と、第２記憶部１４ｂに記憶された取付出力Ｇ２１、Ｇ２２とを参照し、傾斜信号の差Ｇ２１−Ｇ１１、Ｇ２２−Ｇ２１より、各方向の傾斜角度のオフセット値を算出する。ここでは、傾斜信号の差Ｇ２１−Ｇ１１より、この値に対応する前後方向の傾斜角度θが算出されることになる。

続く、ステップＳ１３では、加速度センサ１１、１２から出力された傾斜信号Ｇ１、Ｇ２に基づいて、車両４０の傾斜角度θ１’、θ２’を算出する。ここで、算出された傾斜角度θ１’には、車両４０の傾斜角度θが重畳されている。

続く、ステップＳ１４では、傾斜角度のオフセット値θに基づいて、車両４０の傾斜角度を補正する。つまり、車両４０の傾斜角度の補正値として、傾斜角度θ１’−θを算出し、車両４０の傾斜角度θ１として、傾斜角度θ２とともに、ＥＣＵ３０に対して出力する。

続く、ステップＳ１５では、車両４０の傾斜角度θ１に基づいて、角速度センサ１３により出力された角速度信号Ｙ１を補正して、車両４０の水平方向の角速度ωを算出し、ＥＣＵ３０に対して出力し、傾斜検出処理を終了する。

［第２実施形態の効果］
（１）第２実施形態の慣性力センサ及び車両の傾斜検出方法によれば、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付ける前に、加速度センサ１１、１２を水平に静止させた状態で取得した基準信号Ｇ１１、Ｇ１２と、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付けた後に、車両４０を水平に静止させた状態で取得した取付信号Ｇ２１、Ｇ２２とを比較して傾斜角度のオフセット値θを算出することができる。これにより、加速度センサ１１、１２を車両４０に取り付けたときの水平方向からのずれを傾斜角度のオフセット値θとして取得することができる。
そして、加速度センサ１１、１２から出力された傾斜信号Ｇ１、Ｇ２に基づいて、車両４０の傾斜角度θ１’、θ２’を算出し、傾斜角度のオフセット値θに基づいて補正し、車両４０の傾斜角度θ１、θ２を算出することができる。
これにより、加速度センサ１１、１２が水平方向から傾いて車両４０に取り付けられた場合でも、その傾きを補正して車両４０の傾斜角度を算出することができるので、慣性力センサ１０による車両４０の傾斜検出精度を向上させることができる。
また、ブラケットなどを用いて慣性力センサ１０の水平を保つ必要がないため、コストダウン及び軽量化を図ることができる。

（２）第２記憶部１４ｂは、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２を書き換え可能に構成されているので、部品交換などのために慣性力センサ１０を車両４０から取り外し、再度取り付けた場合でも、その取付状態における取付出力を取得し、書き換えることができる。これにより、慣性力センサ１０を再度車両に取り付けた際に、車慣性力センサ１０の傾斜が変わっても、新たに水平方向からのずれを傾斜角度のオフセット値θとして取得することができる。

（３）角速度センサ１３は、加速度センサ１１、１２と同一基板１５上に配置されており、傾斜角度のオフセット値θに基づいて、角速度センサ１３から出力された角速度信号Ｙ１を補正することができるので、角速度センサ１３による角速度の検出精度も向上させることができる。

［その他の実施形態］
角速度センサ１３の０点出力は慣性力センサ１０の取付姿勢の影響を受けないため、基準出力Ｇ１１、Ｇ１２とともに取得した角速度センサ１４の基準出力と、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２とともに取得した角速度センサ１４の取付出力とを比較し、その差分が閾値以上であれば、角速度センサ１４の特性変動と判定することもできる。
また上記実施例では、各1軸検出型のGセンサを用いているが、2軸検出型のGセンサ1台を用いても同様の効果を得ることができる。
さらに、慣性センサに関わらず車両の傾斜補正を必要とするセンサシステム、例えば日射センサやライトセンサなどにも応用することができる。

［各請求項と実施形態との対応関係］
第１記憶部１４ａが請求項１に記載の第１の記憶手段に、第２記憶部１４ｂが第２の記憶手段に、基準出力Ｇ１１、Ｇ１２が第１の傾斜信号値に、取付出力Ｇ２１、Ｇ２２が第２の傾斜信号値にそれぞれ対応する。

慣性力センサの構造を示す説明図である。 第１実施形態の慣性力センサのブロック図である。 車両の側面から見たときの傾斜センサの配置を示す説明図である。 加速度センサの基準出力の取得処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の車両の傾斜検出処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の車両の傾斜検出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 慣性力センサ
１１ 加速度センサ
１２ 加速度センサ
１３ 角速度センサ
１４ マイクロコンピュータ
１４ａ 第１記憶部（第１の記憶手段）
１４ｂ 第２記憶部（第２の記憶手段）
１４ｃ オフセット補正部
１５ 基板
１６ モジュールケース
４０ 車両
Ｇ１、Ｇ２ 傾斜出力
Ｇ１１、Ｇ１２ 基準出力（第１の傾斜信号値）
Ｇ２１、Ｇ２２ 取付出力（第２の傾斜信号値）
Ｍ 傾斜信号のオフセット値
Ｙ１ 角速度出力
θ 傾斜角度のオフセット値
θ１ 車両の前後方向の傾斜角度
θ２ 車両の左右方向の傾斜角度
ω 車両の角速度

Claims (12)

1. 車両にかかる重力加速度を検出し、車両の傾斜角度に応じた傾斜信号を出力する加速度センサを備えた車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出方法であって、
   前記車両用慣性力センサには、前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値と、が記憶されており、
   前記加速度センサにより車両の傾斜信号を取得する工程と、
   前記第１の傾斜信号値と前記第２の傾斜信号値とを比較して傾斜信号のオフセット値を算出する工程と、
   前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記加速度センサから出力された傾斜信号を補正する工程と、
   前記補正された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出する工程と、を備えたことを特徴とする車両の傾斜検出方法。
2. 前記車両用慣性力センサは、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の傾斜検出方法。
3. 前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の傾斜検出方法。
4. 前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正する工程を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両の傾斜検出方法。
5. 車両にかかる重力加速度を検出し、車両の傾斜角度に応じた傾斜信号を出力する加速度センサを備えた車両用慣性力センサによる車両の傾斜検出方法であって、
   前記車両用慣性力センサには、前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値と、前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で取得した第２の傾斜信号値と、が記憶されており、
   前記加速度センサにより車両の傾斜信号を取得する工程と、
   前記第１の傾斜信号と前記第２の傾斜信号とを比較して傾斜角度のオフセット値を算出する工程と、
   前記加速度センサから出力された傾斜信号に基づいて、車両の傾斜角度を算出する工程と、
   前記傾斜角度のオフセット値に基づいて、車両の傾斜角度を補正する工程と、を備えたことを特徴とする車両の傾斜検出方法。
6. 前記車両用慣性力センサは、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両の傾斜検出方法。
7. 前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の車両の傾斜検出方法。
8. 前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正する工程を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の車両の傾斜検出方法。
9. 車両にかかる重力加速度を検出し、車両の傾斜角度に応じた傾斜信号を出力する加速度センサを備えた車両用慣性力センサであって、
   前記加速度センサを車両に取り付ける前に、前記加速度センサを水平に静止させた状態で取得した第１の傾斜信号値を記憶させる第１の記憶手段と、
   前記加速度センサを車両に取り付けた後に、車両を所定の傾斜角度で静止させた状態で、前記加速度センサにより取得した第２の傾斜信号値を記憶させる第２の記憶手段と、
   前記第１の傾斜信号値と前記第２の傾斜信号値とを比較した値に基づいて車両の傾斜角度を補正するオフセット補正部と、を備えたことを特徴とする車両用慣性力センサ。
10. 前記第２の記憶手段は、前記第２の傾斜信号値が書き換え可能に構成されていることを特徴とする請求項９に記載の車両用慣性力センサ。
11. 前記車両用慣性力センサは、車両に対して垂直軸回りの角速度を検出する角速度センサを備えていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の車両用慣性力センサ。
12. 前記角速度センサは、前記加速度センサと同一平面上に配置されており、前記オフセット補正部は、前記傾斜信号のオフセット値に基づいて、前記角速度センサから出力された角速度信号を補正可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の車両用慣性力センサ。

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