JP2017026416A - ヨーレートセンサ装置の製造方法、ヨーレート検査システムおよびそれに適用されるヨーレートセンサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査工程におけるヨーレートの検査精度をより高める。【解決手段】検査工程では、ヨーレートセンサ装置１に備えた演算装置３にヨーレートセンサ２の検出結果を伝え、測定装置５に伝える前に演算装置３で所定期間中の角速度の積分値を演算することでターンテーブル４の回転角度を取得する。そして、所定期間経過後に、ターンテーブル４の回転角度のデータを測定装置５に伝える。これにより、演算装置４で、間引き処理を行っていない詳細な角速度のデータに基づいてターンテーブル４の回転角度を演算できることから、正確な回転角度を取得することが可能となり、検査工程における検査精度を高めることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、ヨーレートセンサの検査工程を高精度かつ簡素に行うことが可能なヨーレートセンサ装置の製造方法、ヨーレート検査システムおよびそれに適用されるヨーレートセンサ装置に関するものである。

従来より、ヨーレートセンサを含むヨーレートセンサ装置では、製造工程の１つとして、角速度検出が精度良く行えているか否かの検査工程を行っている。精度良く行えていれば良品、行えていなければ不良品と判定する良不良判定として検査工程を行ったり、誤差分を補正して最終製品が所望の精度となるようにするために検査工程を行っている。

具体的には、ヨーレートセンサを備えたヨーレートセンサ装置を検査対象ワークとしてターンテーブル上に設置し、ヨーレートセンサ装置に備えられる演算装置と外部に備えられる測定装置とを有線通信もしくは無線通信によって通信可能とする。また、ターンテーブルを一定の角速度で回転させて安定させ、その際にヨーレートセンサで検出した角速度のデータを演算装置より測定装置に通信で伝える。そして、ヨーレートセンサで検出された角速度を測定装置で演算し、ターンテーブルを回転させたときの角速度とヨーレートセンサの検出結果から演算により求めた角速度とを比較する。このようにして、測定対象ワークの検出精度を検査する検査工程を行っている。

しかしながら、上記のような検査工程は、ターンテーブルの角速度を一定にして検査対象ワークを回転させられることを前提としており、ターンテーブルの回転精度が要求される。したがって、検査工程における検査精度を高めることが困難であった。

このため、ターンテーブルを一定の回転角度だけ回転させ、ヨーレートセンサの検出結果からヨーレートセンサが回転させられた回転角度を演算し、ターンテーブルの回転角度と比較することで検査工程を行うという手法が提案されている（特許文献１参照）。ターンテーブルを一定の角速度で制御することは難しいが、一定の回転角度だけ回転させることは容易に行えることから、検査工程における検査精度を高めることが可能となる。

具体的には、ターンテーブルを一定の回転角度だけ回転させて停止させ、その際にヨーレートセンサで検出した角速度のデータを演算装置より測定装置に通信で伝える。そして、ヨーレートセンサで検出された角速度の積分値を測定装置で演算することでターンテーブルの回転角度を求め、実際のターンテーブルの回転角度とヨーレートセンサの検出結果から演算により求めた回転角度とを比較する。このようにして、測定対象ワークの検出精度を検査する検査工程を行っている。

特開平７−２６１２２８号公報

しかしながら、通信によってヨーレートセンサで検出される角速度を通信で送るときの通信間隔が長い。このため、角速度の検出周期の複数周期ごとに１回角速度のデータを送信することで、複数回の角速度検出に対して送信するデータを１回とし、残りのデータについては削除するという間引き処理を行っている。例えば、検出周期が２ｍｓであるとすると、１６ｍｓ毎にデータ送信を行っている。なお、このデータ送信の時間間隔に対して検出周期の時間間隔が短時間であることから、角速度の取得周期バラツキは小さく、正確な時間間隔となっている。

そして、このような間引き処理を行っていることから、少ないデータに基づいてヨーレートセンサの回転角度を演算することになり、正確な回転角度を取得することが難しく、検査工程における検査精度が不十分であった。

本発明は上記点に鑑みて、検査工程における検査精度をより高めることが可能なヨーレートセンサ装置の製造方法、ヨーレート検査システムおよびそれに適用されるヨーレートセンサ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、角速度を示す検出信号を発生させるヨーレートセンサ（２）と、ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて演算を行う演算装置（３）とを含むヨーレートセンサ装置（１）と、演算装置と通信を行うことで、ヨーレートセンサの検出精度の検査を行う測定装置（５）と、ヨーレートセンサ装置を搭載して、回転軸を中心として回転させるターンテーブル（４）と、を用いて、ヨーレートセンサにおける検出精度の検査を行う検査工程を含むヨーレートセンサ装置の製造方法であって、検査工程として、ヨーレートセンサ装置を搭載した状態でターンテーブルを所定角度回転させると共に、該回転中に、ヨーレートセンサに、所定の検出周期ごとに角速度を示す検出信号を発生させる工程と、演算装置にて、ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて所定期間中の角速度を積分することで、ヨーレートセンサが回転させられた回転角度である測定回転角度を演算させる工程と、演算装置で演算した測定回転角度を測定装置に伝える工程と、測定装置にて、ターンテーブルを回転させた回転角度である実回転角度と測定回転角度とを比較することで、ヨーレートセンサにおける検出精度の検査を行う工程と、を行うことを特徴としている。

このように、検査工程において、ヨーレートセンサ装置に備えた演算装置にヨーレートセンサの検出結果を伝え、測定装置に伝える前に演算装置で所定期間中の角速度の積分値を演算することでターンテーブルの回転角度を取得している。そして、演算装置よりターンテーブルの回転角度のデータを測定装置に伝えている。このため、演算装置で、間引き処理を行っていない詳細な角速度のデータに基づいてターンテーブルの測定回転角度を演算できることから、正確な回転角度を取得することが可能となり、検査工程における検査精度を高めることが可能となる。

なお、上記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の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかるヨーレートセンサ装置の検査工程を行う際の概略構成を示したブロック図である。 ターンテーブル４を回転させたときの時間と角速度の関係を表した図である。 ターンテーブル４を回転させたときの時間とヨーレートセンサ２が検出した角速度の関係を表した図である。 ターンテーブル４を回転させたときの時間と演算装置３が送信する角速度の関係を表した図である。 本発明の第２実施形態にかかるヨーレートセンサ装置の検査工程を行う際の概略構成を示したブロック図である。

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実施形態にかかるヨーレートセンサ装置の検査工程について説明する。検査工程は、ヨーレートセンサ装置の製造工程の一工程として行われるものであり、この検査工程を経てヨーレートセンサ装置の角速度検出が精度良く行えているか否かを検査している。例えば、精度良く行えていれば良品、行えていなければ不良品と判定する良不良判定として検査工程を行ったり、誤差分を補正して最終製品が所望の精度となるようにするために検査工程を行っている。

図１に示すように、ヨーレートセンサ装置１は、ヨーレートセンサ２と演算装置３とが備えられたものである。ヨーレートセンサ装置１は、検査工程の際にはターンテーブル４の上に搭載され、ターンテーブル４を所定角度回転させたときのターンテーブル４の回転角度、つまりヨーレートセンサ２の回転角度のデータを測定装置５に伝えるようになっている。

ヨーレートセンサ装置１は、プリント基板に対して各部が実装されることで構成されている。例えば、ヨーレートセンサ装置１としては、車両におけるブレーキ制御用の電制御装置（以下、ブレーキＥＣＵという）などが挙げられる。ブレーキＥＣＵは、ヨーレートセンサ２の検出信号に基づいて検出されるヨーレートなどに基づいて、車両状態を判定し、その判定結果に基づいて各種ブレーキ制御を行っている。例えば、ブレーキＥＣＵはヨーレートなどに基づいて車両の横滑り状態を判定している。そして、車両の横滑り状態に応じて例えば図示しないブレーキアクチュエータを駆動することで制御対象車輪に制動力を発生させ、制動力に基づくヨーモーメントを発生させることで車両の横滑りを防止するという制御を行っている。このような制御を行うためのヨーレートの検出にヨーレートセンサ２が用いられる。

ヨーレートセンサ２は、コリオリ力に基づく振動を利用して角速度を検出するものであり、角速度を示す検出信号を発生させる。ヨーレートセンサ２を車両に適用する場合、ヨーレートセンサ２により、例えば、角速度として車両の旋回方向への回転角の変化速度を検出することができる。本実施形態の場合、ヨーレートセンサ２によって、所定の検出周期ごと、例えば２ｍｓごとに角速度を検出している。このヨーレートセンサ２の検出信号は演算装置３に伝えられている。

演算装置３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを備えた周知のマイクロコンピュータなどによって構成され、本実施形態ではヨーレートセンサ２とは別部品として構成されている。演算装置３は、ＲＯＭなどに記憶されたプログラムに従って、ヨーレートセンサ２から出力された角速度を示す検出信号を入力し、検出周期ごとの角速度を取得すると共に、取得した角速度の積分値を演算することで、回転角度を取得する。そして、演算装置３は、演算した回転角度のデータを通信によって測定装置５に伝えている。

例えば、演算装置３は、測定装置５から検査工程を実施する旨の信号が伝えられると、ヨーレートセンサ２から出力された角速度を示す検出信号を入力することで角速度を取得し、それを所定期間中積分する。そして、所定期間が経過すると、角速度の積分値が示す回転角度のデータを測定装置５に伝える。ここでいう所定期間は、ヨーレートセンサ２による角速度の検出周期よりも長い期間に設定される。所定期間は、測定装置５から検査工程を実施する旨の信号が伝えられて検査モードになってからの経過時間でも良いし、検査モードになって角速度が発生し始めてからの時間としても良い。いずれの場合であっても、角速度の積分を行う所定時間は、後述するようにターンテーブル４を所定角度回転させるのに要する時間よりも長い時間に設定される。

なお、ここでは演算装置３に測定装置５から検査工程を実施する旨の信号が伝えられると検査工程が行われる形態としている。しかしながら、これは単なる一例を示したに過ぎず、様々な形態とすることができる。例えば、演算装置３に予め角速度が発生し始めてから所定期間中の角速度の積分値を演算させ、その値を測定装置５に出力するというプログラムを記憶させておく形態としても良い。また、演算装置３を複数部品、例えば複数のマイクロコンピュータによって構成しても良い。その場合、複数部品のそれぞれによって角速度を演算したり、その積分値の演算したのち、最終的に積分値が測定装置５へ送信されるようにすれば良い。

ターンテーブル４は、回転軸を中心として回転可能に構成されている。ターンテーブル４には図示しない回転機構が備えられ、この回転機構によって回転軸を中心とした回転が行える構造とされている。検査工程の際には、測定装置５によって回転機構が制御されることで、ターンテーブル４が所定角度だけ回転させられてから回転停止させられる。基本的には、ターンテーブル４を所定の加速度で角速度を増加させながら回転させ、その後、一定角速度で回転させたのち、所定の減速度で角速度を減少させて停止させる。ターンテーブル４を一定角速度にするにはターンテーブル４の回転精度が要求されるが、ターンテーブル４を一定角度で停止させるだけであれば回転精度は要求されない。

測定装置５は、検査工程に用いられる測定ツールなどであり、ヨーレートセンサ装置１から伝えられた回転角度（以下、測定回転角度という）のデータと実際のターンテーブル４の回転角度（以下、実回転角度という）とを比較する。そして、測定装置５は、その比較結果に基づいて、ヨーレートセンサ装置１の検出精度を検査する。測定装置５は、ターンテーブル４の実回転角度を制御できるものであっても良いし、ターンテーブル４の実回転角度を予め入力して記憶しておけるものであっても良い。

例えば、測定装置５は、測定回転角度と実回転角度の差が閾値以下であれば所望の検出精度を満たしているとして良品判定を行い、当該差が閾値よりも大きければ不良品判定を行う良不良判定を行う。または、測定装置５は測定回転角度と実回転角度の差から角速度のオフセット値、つまり角速度の測定値と実際値とのズレ量を演算し、そのオフセット値を演算装置３に記憶させる。この記憶内容に基づいて、演算装置３によって、ヨーレートセンサ２の検出信号が示す角速度の測定値からオフセット値分を加算もしくは減算するようにすれば、より角速度の実際値に近い値を得ることが可能となる。

このように、本実施形態にかかる検査工程では、ヨーレートセンサ装置１に備えた演算装置３にヨーレートセンサ２の検出結果を伝え、測定装置５に伝える前に演算装置３で所定期間中の角速度の積分値を演算することでターンテーブル４の回転角度を取得している。そして、所定期間経過後に、ターンテーブル４の回転角度のデータを測定装置５に伝えている。このため、演算装置４で、間引き処理を行っていない詳細な角速度のデータに基づいてターンテーブル４の回転角度を演算できることから、正確な回転角度を取得することが可能となり、検査工程における検査精度を高めることが可能となる。

具体的には、図２（ａ）に示すように、ターンテーブル４を回転させたときの時間と角速度の関係が表されたとする。その場合、ヨーレートセンサ２によって所定の検出周期ごとに角速度が検出されることから、ヨーレートセンサ２が検出した角速度は図２（ｂ）のように示される。この場合、ヨーレートセンサ２で所定の検出周期ごとにしか角速度が検出されないため、図２（ａ）に示す通りの連続的な角速度の積分値を演算することはできないものの、それに近い値を取得することができる。

一方、従来のように、ヨーレートセンサで所定の検出周期毎に角速度を検出しても、その複数周期毎に１回しか角速度のデータを送信していない間引き処理が行われる場合、図２（ｃ）に示すように測定装置に伝えられるデータ量は少なく、粗いデータになる。このため、少ないデータに基づいてターンテーブルの回転角度を演算することになり、正確な回転角度を取得することが難しい。

したがって、本実施形態で説明した検査工程を行うことによって、より正確な回転角度を取得することが可能となり、検査工程における検査精度を高めることが可能となることが判る。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して演算装置３の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３に示すように、本実施形態では、ヨーレートセンサ２内に演算装置３を組み込み、ヨーレートセンサ装置１がヨーレートセンサ２の単体によって構成されている。そして、ヨーレートセンサ装置１から、つまりヨーレートセンサ２に内蔵された演算装置３から、ヨーレートセンサ２で検出された角速度を所定期間中積分した積分値を測定装置５に出力している。

このように、ヨーレートセンサ２に演算装置３を組み込み、ヨーレートセンサ２自体で角速度の積分機能を持たせるようにすることもできる。このような形態としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、ターンテーブル４を所定の加速度で角速度を増加させながら回転させ、その後、一定角速度で回転させたのち、所定の減速度で角速度を減少させて停止させる場合について説明した。しかしながら、最終的に、演算装置３で角速度の積分を行う所定期間内にターンテーブル４が所定の回転角度で停止していれば良いため、ターンテーブル４の角速度については任意に変化させても良い。

また、ターンテーブル４は、図１に示したようなテーブル状のものでなくても良い。例えば、ヨーレートセンサ装置１が車両に搭載されている場合には、車両をターンテーブル４に搭載し、車両ごとヨーレートセンサ装置１をターンテーブル４上で回転させることもできる。このような形態としても、ヨーレートセンサ装置１におけるヨーレートセンサ２の検出精度の検査工程を行うことができる。

１ ヨーレートセンサ装置
２ ヨーレートセンサ
３ 演算装置
４ ターンテーブル
５ 測定装置

Claims (5)

1. 角速度を示す検出信号を発生させるヨーレートセンサ（２）と、前記ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて演算を行う演算装置（３）とを含むヨーレートセンサ装置（１）と、
   前記演算装置と通信を行うことで、前記ヨーレートセンサの検出精度の検査を行う測定装置（５）と、
   前記ヨーレートセンサ装置を搭載して、回転軸を中心として回転させるターンテーブル（４）と、を用いて、前記ヨーレートセンサにおける検出精度の検査を行う検査工程を含むヨーレートセンサ装置の製造方法であって、
   前記検査工程として、
   前記ターンテーブルに前記ヨーレートセンサ装置を搭載した状態で前記ターンテーブルを所定角度回転させると共に、該回転中に、前記ヨーレートセンサに、所定の検出周期ごとに角速度を示す検出信号を発生させる工程と、
   前記演算装置にて、前記ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて所定期間中の角速度を積分することで、前記ヨーレートセンサが回転させられた回転角度である測定回転角度を演算させる工程と、
   前記演算装置で演算した測定回転角度を前記測定装置に伝える工程と、
   前記測定装置にて、前記ターンテーブルを回転させた回転角度である実回転角度と前記測定回転角度とを比較することで、前記ヨーレートセンサにおける検出精度の検査を行う工程と、を行うことを特徴とするヨーレートセンサ装置の製造方法。
2. 前記ヨーレートセンサ装置を前記ヨーレートセンサと前記演算装置とが別部品で構成されたものとすることを特徴とする請求項１に記載のヨーレートセンサ装置の製造方法。
3. 前記ヨーレートセンサ装置を前記ヨーレートセンサに前記演算装置が組み込まれたものとすることを特徴とする請求項１に記載のヨーレートセンサ装置の製造方法。
4. 所定の検出周期ごとに角速度を示す検出信号を発生させるヨーレートセンサ（２）と、前記ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて所定期間中の角速度を積分することで、前記ヨーレートセンサが回転させられた回転角度である測定回転角度を演算すると共に、該測定回転角度のデータを送信する演算装置（３）とを含むヨーレートセンサ装置（１）と、
   前記ヨーレートセンサ装置を搭載して、回転軸を中心として回転させるターンテーブル（４）と、
   前記演算装置から送信された前記測定回転角度のデータを入力し、前記ターンテーブルを回転させた回転角度である実回転角度と前記測定回転角度とを比較することで、前記ヨーレートセンサにおける検出精度の検査を行う測定装置（５）と、を有していることを特徴とするヨーレート検査システム。
5. 回転軸を中心として回転させられるターンテーブル（４）に搭載され、測定装置（５）との通信を行うことでヨーレートの検出精度の検査が行われるヨーレートセンサ装置であって、
   所定の検出周期ごとに角速度を示す検出信号を発生させるヨーレートセンサ（２）と、前記ヨーレートセンサが発生させる検出信号に基づいて所定期間中の角速度を積分することで、前記ヨーレートセンサが回転させられた回転角度である測定回転角度を演算すると共に、該測定回転角度のデータを送信する演算装置（３）とを含むことを特徴とするヨーレートセンサ装置。

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