JP2013234888A - 角速度センサの検査装置および角速度センサの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数で保持部材を回転させることにより角速度センサの検査を行う検査装置および検査方法であって、角速度センサの理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下にする。
【解決手段】角速度センサ１０を保持する保持部材２０と、保持部材２０と一体となって回転するモータ３０と、外部回路からモータ３０を所定の回転数で回転させる回転信号が入力されると当該回転信号に所定の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成し、駆動信号をモータ３０に出力する制御部５０と、を備える。そして、制御部５０は、回転信号に対して３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、角速度センサを保持した保持部材をモータにて回転させることによって角速度センサの検査を行う角速度センサの検査装置および角速度センサの検査方法に関するものであり、特に車両に搭載される車両用角速度センサの検査装置および車両用角速度センサの検査方法に適用されると好適である。

従来より、角速度センサを検査する検査装置として、保持部材と、この保持部材を所定回転数で回転させるモータと、モータの１分間あたりの回転数（以下では、単に回転数という）を制御する制御部とを備えてなる角速度センサの検査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、このような角速度センサの検査装置では、制御部から所定の回転数で回転させる回転信号に所定の速度ループゲインが加えられた駆動信号がモータに入力されることによりモータが回転し、モータの回転に伴って保持部材および角速度センサが回転する。そして、モータ（保持部材）の回転数（角速度）に応じたセンサ信号が角速度センサから出力される。このため、回転数（角速度）とセンサ信号とを比較することにより、角速度センサの特性が検査される。

なお、角速度センサは、車両に搭載されて用いられる場合は、大きくは８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の間で精度を確保することができればよく、特に８．３ｒｐｍ以上であって１６．７ｒｐｍ以下の間の精度を確保することが重要であることが一般的に知られている。

特開２０１１−２７４４６号公報

しかしながら、角速度センサの特性を検査する際、モータには回転ムラがあるため、同じ駆動信号でモータを回転させても角速度センサの出力がばらついてしまう。このため、モータの回転ムラによって検査の良否判定が異なり、実際には良品であっても不良品と判定したり、不良品であっても良品であると判定してしまうことがある。したがって、現状では、角速度センサの理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下にすることが望まれている。

本発明は上記点に鑑みて、８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数で保持部材を回転させることにより角速度センサの検査を行う角速度センサの検査装置および角速度センサの検査方法であって、角速度センサの理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下にすることができる角速度の検査装置および角速度センサの検査方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため、モータの回転数と速度ループゲインとの関係について実験を行った。そして、図２に示されるように、８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下でモータを回転させる場合には、速度ループゲインを３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下にすることにより、角速度センサの理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下にすることができることを見出した。なお、角速度センサの理論値とはモータに回転ムラがないとしたときのセンサ信号のことであり、図２に示す角速度センサの出力ばらつきは、理論値に対する出力ばらつきをプロットしたものである。

このため、請求項１に記載の発明では、角速度センサ（１０）を保持する保持部材（２０）と、保持部材と一体となって回転するモータ（３０）と、外部回路からモータを所定の回転数で回転させる回転信号が入力されると当該回転信号に所定の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成し、駆動信号をモータに出力する制御部（５０）と、を備え、８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数でモータを駆動させて保持部材を回転させることにより、角速度センサの検査を行う角速度の検査装置において、以下の点を特徴としている。

すなわち、制御部は、回転信号に対して３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成することを特徴としている。

これによれば、図２に示されるように、角速度センサの理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下とすることができ、角速度センサの検査精度を向上させることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における角速度センサの検査装置のブロック図である。 回転数と速度ループゲインとの関係を示す図である。 記憶部に記憶されているデータを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態の角速度センサの検査装置は、車両に搭載されて用いられる車両用角速度センサの検査装置として利用されると好適である。

図１に示されるように、本実施形態の角速度センサの検査装置は、角速度センサ１０を保持する保持部材２０と、保持部材２０と共に一体となって回転するモータ３０と、保持部材２０とモータ３０とを連結する連結部材４０と、モータ３０を回転させる駆動信号を生成して出力する制御部５０とを備えている。

保持部材２０は、本実施形態では、円盤状とされており、図示しない保持機構によって角速度センサ１０を保持する。

モータ３０は、例えば、ＤＤモータ等であり、連結部材４０を介して保持部材２０と連結されている。そして、制御部５０から駆動信号が入力されると、駆動信号に応じた回転数（角速度）によって回転する。これにより、連結部材４０を介してモータ３０と連結されている保持部材２０（角速度センサ１０）がモータ３０と一体となって回転する。

制御部５０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（マイコン） を主体として構成されており、外部回路からモータ３０を所定の回転数（８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下）で回転させる回転信号が入力されると、この回転信号に３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成してモータ３０に出力する。本実施形態では、制御部５０は、記憶部５１と駆動信号生成部５２とを有している。

記憶部５１は、モータ３０の回転数と速度ループゲインとの対応関係を記憶している。図２に示されるように、モータ３０の回転数と速度ループゲインとが変化すると角速度センサ１０の理論値に対する出力ばらつきが変化する。また、上記のように、角速度センサ１０の理論値に対する出力ばらつきは、理論値に対して１０ｍＶ以下であることが望まれている。したがって、記憶部５１には、回転数と、この回転数に対する角速度センサ１０の理論値に対する出力ばらつきが１０ｍＶ以下となる速度ループゲインとが記憶されている。

本実施形態では、図３に示されるように、速度ループゲインとして角速度センサ１０の理論値に対する出力ばらつきが最も小さくなる値が記憶されており、例えば、回転数が８．３ｒｐｍに対応する速度ループゲインとして４０Ｈｚが記憶され、回転数が１６．７ｒｐｍに対する速度ループゲインとして６０Ｈｚが記憶されている。

駆動信号生成部５２は、外部回路から回転信号が入力されると、記憶部５１を参照し、回転信号に応じた速度ループゲインを選択して回転信号に速度ループゲインを加えた駆動信号を生成する。そして、この駆動信号をモータ３０に出力する。

以上が本実施形態における角速度センサの検査装置の構成である。次に、上記検査装置を用いた検査方法について説明する。

まず、保持部材２０に角速度センサ１０を保持し、モータ３０を８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下で回転させる回転信号を制御部５０（駆動信号生成部５２）に入力する。これにより、制御部５０（駆動信号生成部５２）が回転信号に応じた速度ループゲインを回転信号に加えて駆動信号を生成し、この駆動信号をモータ３０に出力する。そして、モータ３０の回転に伴って保持部材２０も回転し、角速度センサ１０からモータ３０の回転数（角速度）に応じたセンサ信号が出力される。このため、モータ３０の回転数（角速度）とセンサ信号とを比較することにより、角速度センサ１０の特性が検査される。

以上説明したように、本実施形態では、制御部５０は、８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転信号が入力されると、３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成し、この駆動信号をモータ３０に出力する。このため、図２に示されるように、角速度センサ１０の理論値に対する出力ばらつきを１０ｍＶ以下とすることができ、角速度センサ１０の検査精度を向上させることができる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態では、制御部５０に回転信号として８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転信号が入力されることについて説明したが、制御部５０に回転信号として８．３ｒｐｍ以上であって１６．７ｒｐｍ以下の信号が入力されるようにしてもよい。

１０ 角速度センサ
２０ 保持部材
３０ モータ
５０ 制御部
５１ 記憶部
５２ 駆動信号生成部

Claims (4)

1. 角速度センサ（１０）を保持する保持部材（２０）と、
   前記保持部材と一体となって回転するモータ（３０）と、
   外部回路からモータを所定の回転数で回転させる回転信号が入力されると当該回転信号に所定の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記モータに出力する制御部（５０）と、を備え、
   ８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数で前記モータを駆動させて前記保持部材を回転させることにより、前記角速度センサの検査を行う角速度センサの検査装置において、
   前記制御部は、前記回転信号に対して３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた前記駆動信号を生成することを特徴とする角速度センサの検査装置。
2. 前記制御部は、
   ８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数と、当該回転数に対応する速度ループゲインとの関係を記憶した記憶部（５１）と、
   前記回転信号に応じた前記速度ループゲインを前記記憶部から選択して前記駆動信号を生成する駆動信号生成部（５２）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の角速度センサの検査装置。
3. 前記制御部には、８．３ｒｐｍ以上であって１６．７ｒｐｍ以下の前記回転信号が入力されることを特徴とする請求項１または２に記載の角速度センサの検査装置。
4. 角速度センサ（１０）を保持する保持部材（２０）と、
   前記保持部材と一体となって回転するモータ（３０）と、
   外部回路からモータを所定の回転数で回転させる回転信号が入力されると当該回転信号に所定の速度ループゲインを加えた駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記モータに出力する制御部（５０）と、を備え、
   ８．３ｒｐｍ以上であって２５．０ｒｐｍ以下の回転数で前記モータを駆動させて前記保持部材を回転させることにより、前記角速度センサの検査を行う角速度センサの検査方法において、
   前記制御部に、前記回転信号に対して３０Ｈｚ以上であって７０Ｈｚ以下の速度ループゲインを加えた前記駆動信号を生成させることを特徴とする角速度センサの検査方法。
   

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