JP5299312B2 - Inertial force sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に備えられた対をなす慣性力センサの出力を相互に比較することで、慣性力センサの故障診断を行う慣性力センサ装置に関するものである。 The present invention relates to an inertial force sensor device that diagnoses a failure of an inertial force sensor by comparing outputs of a pair of inertial force sensors provided in a vehicle with each other.
従来、例えば特許文献1に示されるように、第1の慣性力センサが検出した慣性力と、第1の慣性力センサと同一の慣性力を検出する第2の慣性力センサが検出した慣性力とを相互比較し、比較結果に基づいて故障を診断して診断結果を出力する故障診断部を備えた車両の制御装置(慣性力センサ装置)が知られている。特許文献1には、2つの慣性力センサとして、ヨーレートセンサ(角速度センサ)を用いることが記載されている。 Conventionally, as shown in, for example, Patent Document 1, the inertial force detected by the first inertial force sensor and the inertial force detected by the second inertial force sensor that detects the same inertial force as the first inertial force sensor are disclosed. And a vehicle control device (inertial force sensor device) including a failure diagnosis unit that diagnoses a failure based on the comparison result and outputs a diagnosis result is known. Patent Document 1 describes the use of a yaw rate sensor (angular velocity sensor) as two inertial force sensors.
一方、角速度センサの出力は、車両停止中において理想的にゼロであり、ゼロでなければその分はオフセットが生じているものと考えられる。そこで、車両停止中の角速度センサの出力をもとに、角速度センサのオフセットを補正する技術が知られている(例えば特許文献2参照)。 On the other hand, the output of the angular velocity sensor is ideally zero when the vehicle is stopped, and if it is not zero, an offset is considered to have occurred. Thus, a technique for correcting the offset of the angular velocity sensor based on the output of the angular velocity sensor while the vehicle is stopped is known (for example, see Patent Document 2).
ところで、角速度センサの角速度に対するセンサ出力は、オフセットと感度によって個体差が生じる。なお、感度とは、慣性力に対するセンサ出力の変化量(所謂傾き)である。また、オフセットや感度のばらつきは、製造プロセスでのばらつきや、経時変化(経年劣化)などによって生じる。 By the way, the sensor output with respect to the angular velocity of the angular velocity sensor has individual differences depending on the offset and sensitivity. The sensitivity is a change amount (so-called inclination) of the sensor output with respect to the inertial force. Also, variations in offset and sensitivity occur due to variations in the manufacturing process, changes with time (aging), and the like.
角速度センサのオフセットについては、例えば上記した車両停止中のセンサ出力をもとに、信号処理にて補正することができる。 The offset of the angular velocity sensor can be corrected by signal processing based on, for example, the sensor output when the vehicle is stopped as described above.
一方、角速度センサの感度については、センサ出力などから真の角速度(車両旋回中での検出された出力がどの角速度での値か)を検知する方法がないため、市場において補正することができない。このため、図1に示すように、2つの角速度センサ(第1角速度センサ及び第2角速度センサ)の感度の差により、角速度が大きいほど、2つの角速度センサの出力の差が大きくなる。なお、図1では、2つの角速度センサにおいて、感度のずれによる出力差が分かりやすいように、オフセットを同じ値としている。 On the other hand, the sensitivity of the angular velocity sensor cannot be corrected in the market because there is no method for detecting the true angular velocity (which angular velocity is the detected output during vehicle turning) from the sensor output or the like. For this reason, as shown in FIG. 1, due to the difference in sensitivity between the two angular velocity sensors (the first angular velocity sensor and the second angular velocity sensor), the difference between the outputs of the two angular velocity sensors increases as the angular velocity increases. In FIG. 1, in the two angular velocity sensors, the offsets are set to the same value so that the output difference due to the difference in sensitivity can be easily understood.
冗長に搭載された2つの角速度センサの出力の差(差分値)を所定の判定閾値にて判定し、故障診断を行う構成では、誤判定を考慮し、所定のマージンをもって判定閾値が設定される。従来は、例えばオフセット差を補正した状態で、センサ出力の差分値が、上記したように感度差の影響によって角速度が大きいほど大きいため、判定閾値を、図2に示すように、角速度(角速度センサの出力)が大きいほど大きい値を有するように設定しなければならなかった。 In a configuration in which the difference (difference value) between the outputs of two angular velocity sensors mounted redundantly is determined with a predetermined determination threshold value and a failure diagnosis is performed, the determination threshold value is set with a predetermined margin in consideration of erroneous determination. . Conventionally, for example, in a state where the offset difference is corrected, the difference value of the sensor output is larger as the angular velocity is larger due to the influence of the sensitivity difference as described above. Therefore, the determination threshold is set to the angular velocity (angular velocity sensor as shown in FIG. It was necessary to set so that the larger the output was, the larger the value was.
このため、このような判定閾値を有する慣性力センサ装置を例えば車両横滑り防止装置に適用すると、精度が必要となる角速度の大きい横滑り状態において、判定閾値も大きな値となり、横滑り防止の制御精度に制約が生じるという問題点があった。すなわち、角速度が大きいほどセンサ出力のばらつきが大きくなるため、ある程度の誤差をもったものとしてセンサ出力を取り扱うこととなり、精度よく制御することができない。 For this reason, when an inertial force sensor device having such a determination threshold is applied to, for example, a vehicle skid prevention device, the judgment threshold becomes a large value in a skid state with a high angular velocity that requires accuracy, and the control accuracy for preventing skid is limited. There was a problem that occurred. That is, since the variation in sensor output increases as the angular velocity increases, the sensor output is handled as having some error, and cannot be controlled with high accuracy.
なお、製造プロセスでのばらつきに起因する感度差については、センサ出荷時や車両へのセンサ組み付け時など市場で使用される前の初期段階で検査をし、この検査結果をもとに、信号処理にて補正することもできる。しかしながら、上記したように、経時変化によって2つの角速度センサの感度の差が変化することもあるため、その変化分を考慮し、角速度(角速度センサの出力)が大きいほど大きい値を有するように判定閾値を設定しなければならない。 Regarding sensitivity differences due to variations in the manufacturing process, inspection is performed at the initial stage before use in the market, such as when the sensor is shipped or when the sensor is assembled in a vehicle, and signal processing is performed based on this inspection result. It can also be corrected by. However, as described above, the sensitivity difference between the two angular velocity sensors may change due to changes over time, so that the change is taken into account, and the larger the angular velocity (output of the angular velocity sensor), the larger the value is determined. A threshold must be set.
本発明は上記問題点に鑑み、2つの慣性力センサについて、従来よりも精度よく比較診断することができる慣性力センサ装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an inertial force sensor device that can compare and diagnose two inertial force sensors with higher accuracy than before.
上記目的を達成する為に、請求項1に記載の慣性力センサ装置は、
車両に備えられ、慣性力に応じた検出信号を出力する同一構成の第1慣性力センサ及び第2慣性力センサと、
2つの慣性力センサの検出信号に応じた慣性力値であってオフセット補正後の慣性力値が入力されるとともに、オフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値が、予め設定された車両に慣性力が作用するときに取り得る所定値となるごとに、入力された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値ごとの検出回数を記憶する回数記憶手段と、
書き換え可能であって、基準値が記憶された不揮発性の補正値記憶手段と、
回数記憶手段から検出回数の最も多い差分値を抽出し、この抽出値が基準値と一致するか否かを判定する判定手段と、
判定手段にて、抽出値が基準値と一致しないと判定された場合、抽出値と基準値とを比較するとともに、抽出値と基準値との差が予め設定された第1規定値を超えるときには、故障であると判定する特性急変診断手段と、
判定手段にて、抽出値が基準値と一致しないと判定された場合、抽出値と予め設定された初期固定値とを比較するとともに、抽出値と初期固定値との差が予め設定された第2規定値を超えるときには、故障であると判定する経時変化診断手段と、
特性急変診断手段及び経時変化診断手段にて故障なしと判定されたときに、補正値記憶手段に記憶された基準値を抽出値に書き換える更新手段と、
補正値記憶手段に記憶された基準値に基づいて、オフセット補正後の2つの慣性力センサの慣性力値の感度差によるずれを補正するとともに、オフセット補正及び感度差補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が所定の判定閾値を超えるとき、いずれか一方が故障であると判定する比較診断手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an inertial force sensor device according to claim 1 comprises:
A first inertial force sensor and a second inertial force sensor of the same configuration that are provided in a vehicle and output a detection signal corresponding to the inertial force;
The inertial force value corresponding to the detection signals of the two inertial force sensors and the inertial force value after offset correction is inputted, and the inertial force value of the offset-corrected first inertial force sensor is set in advance. A number-of-times storage means for storing the number of detections for each difference value of the inertial force values of the two input inertial force sensors each time when the predetermined value that can be taken when the inertial force acts on
Non-volatile correction value storage means that is rewritable and stores the reference value;
A determination means for extracting a difference value having the largest number of detections from the number storage means and determining whether or not the extracted value matches a reference value;
When the determination means determines that the extracted value does not match the reference value, the extracted value is compared with the reference value, and when the difference between the extracted value and the reference value exceeds a preset first specified value , Characteristic sudden change diagnostic means for determining that there is a failure,
When the determination means determines that the extracted value does not match the reference value, the extracted value is compared with a preset initial fixed value, and a difference between the extracted value and the initial fixed value is set in advance. When the specified value exceeds 2, a time-change diagnostic means for determining a failure,
An update means for rewriting the reference value stored in the correction value storage means to the extracted value when it is determined that there is no failure in the characteristic sudden change diagnosis means and the temporal change diagnosis means;
Based on the reference value stored in the correction value storage means, the deviation due to the sensitivity difference between the inertial force values of the two inertial force sensors after the offset correction is corrected, and the two inertial force sensors subjected to the offset correction and the sensitivity difference correction are corrected. And a comparative diagnosis unit that determines that one of the two is a failure when the difference value of the inertial force value exceeds a predetermined determination threshold value.
オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値のずれ(差分)は、2つの慣性力センサの感度差によるものである。したがって、2つの慣性力センサの感度差を補正すると、故障がない場合に2つの慣性力センサの慣性力値は互い一致することとなる。 The deviation (difference) between the inertial force values of the two inertial force sensors that have been offset-corrected is due to the sensitivity difference between the two inertial force sensors. Therefore, when the sensitivity difference between the two inertial force sensors is corrected, the inertial force values of the two inertial force sensors coincide with each other when there is no failure.
本発明では、上記所定値として、オフセット補正された状態で、車両に慣性力が作用するとき(例えば角速度センサであれば車両旋回中)、第1慣性力センサが取り得る値が予め設定されている。そして、回数記憶手段では、オフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値が所定値となるたびに、オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値ごとの検出回数が記憶される。 In the present invention, as the predetermined value, a value that can be taken by the first inertial force sensor when an inertial force is applied to the vehicle in an offset-corrected state (for example, when the angular velocity sensor is turning) is preset. Yes. The number-of-times storage means stores the number of detections for each differential value of the inertial force values of the two inertial force sensors corrected for offset each time the inertial force value of the offset-corrected first inertial force sensor becomes a predetermined value. Is done.
判定手段にて抽出される、検出回数(発生頻度)の最も多い差分値は、オフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値が所定値のときの、オフセット補正された2つの慣性力センサの感度差による差分値となる。このように、発生頻度の最も多い差分値を抽出することで、後述する感度差を精度よく求めることができる。そして、判定手段では、検出回数の最も多い差分値が抽出され、抽出された差分値(抽出値)が補正値記憶手段に記憶された基準値と比較される。 The difference value having the largest number of detections (occurrence frequency) extracted by the determination means is the two inertia force sensors corrected by offset when the inertia force value of the first inertia force sensor corrected by offset is a predetermined value. The difference value due to the sensitivity difference. Thus, by extracting the difference value having the highest occurrence frequency, a sensitivity difference described later can be obtained with high accuracy. Then, the determination unit extracts the difference value having the largest number of detections, and compares the extracted difference value (extraction value) with the reference value stored in the correction value storage unit.
基準値は、判定手段での比較時点で補正値記憶手段に記憶されている、検出回数の最も多い差分値のデータである。すなわち、判定手段では、最新の抽出値と現在の抽出値(基準値)との比較がなされる。そして、抽出値が基準値の更新に適していると判定されると、更新手段にて、基準値が抽出された最新の差分値(抽出値)に書き換えられる。 The reference value is difference value data having the highest number of detection times stored in the correction value storage unit at the time of comparison by the determination unit. That is, the determination means compares the latest extracted value with the current extracted value (reference value). Then, when it is determined that the extracted value is suitable for updating the reference value, the updating unit rewrites the latest difference value (extracted value) from which the reference value has been extracted.
このようにして設定された基準値に基づいて、比較診断手段では、オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値の感度差によるずれが補正される。これにより、感度差補正後の2つの慣性力センサの慣性力値の差分を、理想的にはゼロとすることができる。 Based on the reference value set in this way, the comparison diagnosis unit corrects the deviation due to the sensitivity difference between the inertial force values of the two inertial force sensors that have been offset-corrected. Thereby, the difference between the inertial force values of the two inertial force sensors after the sensitivity difference correction can be ideally zero.
ここで、オフセット補正された一方の慣性力センサ(第1慣性力センサ)の慣性力値に対して、オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が直線的(1次関数的)に変化する場合、換言すれば、2つの慣性力センサの慣性力値が、作用する慣性力に対して直線的に変化する場合について、感度差補正を説明する。 Here, with respect to the inertial force value of one inertial force sensor (first inertial force sensor) whose offset has been corrected, the difference value between the inertial force values of the two inertial force sensors whose offset has been corrected is linear (linear function) In other words, the sensitivity difference correction will be described in the case where the inertial force values of the two inertial force sensors change linearly with respect to the acting inertial force.
オフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値がゼロのとき、オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値もゼロとなる。また、第1慣性力センサの慣性力値が予め設定された上記所定値(例えばα1)のとき、2つの慣性力センサの慣性力値の差分値は上記基準値(例えばβ1)となる。この2点(0、0)、(α1、β1)から、オフセット補正後の第1慣性力センサの慣性力値に対する、オフセット補正後の2つの慣性力センサの慣性力値の変化量(傾き)、すなわち感度差が明らかとなる。 When the inertial force value of the first inertial force sensor subjected to the offset correction is zero, the difference value between the inertial force values of the two inertial force sensors subjected to the offset correction is also zero. Further, when the inertial force value of the first inertial force sensor is the predetermined value (for example, α1) set in advance, the difference value between the inertial force values of the two inertial force sensors becomes the reference value (for example, β1). From these two points (0, 0), (α1, β1), the amount of change (inclination) of the inertial force values of the two inertial force sensors after offset correction with respect to the inertial force value of the first inertial force sensor after offset correction. That is, the sensitivity difference becomes clear.
したがって、例えばオフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値をY1a、オフセット補正された第2慣性力センサの慣性力値をY2aとすると、オフセット補正された第2慣性力センサの慣性力値Y2aから感度差分の(β1/α1)・Y1aを差し引くと、感度差分が差し引かれた第2慣性力センサの慣性力値{Y2a−(β1/α1)・Y1a}は、故障がない場合に、オフセット補正された第1慣性力センサの慣性力値Y1aとほぼ一致することとなる。 Accordingly, for example, if the inertial force value of the first inertial force sensor that has been offset-corrected is Y1a and the inertial force value of the second inertial force sensor that has been offset-corrected is Y2a, the inertial force value of the second inertial force sensor that has been offset-corrected. When the sensitivity difference (β1 / α1) · Y1a is subtracted from Y2a, the inertial force value {Y2a− (β1 / α1) · Y1a} of the second inertial force sensor from which the sensitivity difference is subtracted is obtained when there is no failure. This substantially coincides with the inertial force value Y1a of the first inertial force sensor whose offset has been corrected.
このように、オフセット補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値のうち、検出回数(発生頻度)の最も多い差分値を感度差補正に用いると、2つの慣性力センサの慣性力値の差分値は、短絡などの故障が無い場合に、慣性力の大きさによらずほぼ一定の値となる。したがって、判定閾値についても、慣性力によらずほぼ一定の値とすることができる。すなわち、従来に比べて、慣性力値が大きくても判定閾値を小さくすることができる。 As described above, if the difference value having the largest number of detection times (occurrence frequency) is used for the sensitivity difference correction among the difference values of the inertia force values of the two inertia force sensors subjected to the offset correction, the inertia forces of the two inertia force sensors are used. The value difference value is a substantially constant value regardless of the magnitude of the inertia force when there is no failure such as a short circuit. Therefore, the determination threshold can be set to a substantially constant value regardless of the inertial force. That is, the determination threshold can be reduced even if the inertial force value is large as compared with the conventional case.
以上から、本発明の慣性力センサ装置によれば、2つの慣性力センサについて、従来よりも精度よく比較診断することができる。 From the above, according to the inertial force sensor device of the present invention, it is possible to make a comparative diagnosis of two inertial force sensors with higher accuracy than in the past.
なお、本発明では、抽出値と補正値記憶手段に記憶されている基準値との差が大きい場合、特性急変診断手段により、特性急変により故障したものと判定することができる。一方、センサ装置の出荷時や車両の組み付け時に設定された初期固定値と抽出値との差が大きい場合、経時変化診断手段により、経時変化が積み重なって許容できない変動が発生し、これにより故障したものと判定することができる。 In the present invention, when the difference between the extracted value and the reference value stored in the correction value storage means is large, the characteristic sudden change diagnosis means can determine that a failure has occurred due to the characteristic sudden change. On the other hand, when the difference between the initial fixed value set at the time of shipment of the sensor device or the assembly of the vehicle and the extracted value is large, the change over time is accumulated by the time change diagnosis means, resulting in unacceptable fluctuations, resulting in failure. Can be determined.
このように、本発明では、検出回数が最も多い差分値(抽出値)が補正値記憶手段に記憶された基準値と異なるものであっても、基準値を抽出値に書き換える前に、上記した2つの診断手段により、抽出値を新たな基準値とすることが適正か否かを判定した上で、基準値を更新する。したがって、2つの慣性力センサの比較診断の信頼性を向上することができる。 As described above, in the present invention, even if the difference value (extracted value) having the largest number of detections is different from the reference value stored in the correction value storage means, the above-mentioned is described before rewriting the reference value to the extracted value. The reference value is updated after determining whether it is appropriate to use the extracted value as a new reference value by the two diagnostic means. Therefore, the reliability of the comparative diagnosis between the two inertial force sensors can be improved.
なお、慣性力が作用するときに取り得る所定値としては、2つの慣性力センサの感度の差が明確に現れ(オフセット補正された慣性力値の差分が大きく)、且つ、車両の使用時に頻繁に取り得る値を、予め設定しておくと良い。 In addition, as the predetermined value that can be taken when the inertial force is applied, a difference in sensitivity between the two inertial force sensors clearly appears (the difference between the inertial force values subjected to offset correction is large) and is frequently used when the vehicle is used. It is advisable to set in advance a possible value.
2つの慣性力センサがともに角速度センサの場合、請求項2に記載のように、2つの角速度センサの検出信号に応じた角速度値が入力され、該角速度値のオフセットを補正するオフセット補正手段と、車両が停止中であることを判定する停車判定手段と、をさらに備え、オフセット補正手段は、停車判定手段にて車両が停車中と判定されたときに入力された2つの角速度センサの角速度値に基づいて、2つの角速度センサの角速度値をそれぞれオフセット補正する構成を採用することができる。 When both of the two inertial force sensors are angular velocity sensors, as described in claim 2, an angular velocity value corresponding to a detection signal of the two angular velocity sensors is input, and an offset correction unit that corrects an offset of the angular velocity value; A stop determination unit that determines that the vehicle is stopped, and the offset correction unit is configured to set the angular velocity values of the two angular velocity sensors that are input when the stop determination unit determines that the vehicle is stopped. Based on this, it is possible to employ a configuration in which the angular velocity values of the two angular velocity sensors are respectively offset-corrected.
この場合、2つの慣性力センサの慣性力値がオフセット補正手段に入力されてオフセット補正され、このオフセット補正された慣性力値が回数記憶手段に入力されることとなる。 In this case, the inertial force values of the two inertial force sensors are input to the offset correcting unit and offset correction is performed, and the inertial force values corrected by the offset are input to the number storage unit.
また、請求項3に記載のように、回数記憶手段は、複数の所定値ごとに、差分値の検出回数を記憶し、補正値記憶手段には、所定値ごとに基準値が記憶された構成としても良い。 According to a third aspect of the present invention, the number-of-times storage unit stores the number of detections of the difference value for each of a plurality of predetermined values, and the correction value storage unit stores a reference value for each of the predetermined values. It is also good.
車両に慣性力が作用するときに取り得る所定値として2点あれば、慣性力が作用しない点(オフセット後の第1慣性力センサの出力ゼロ、差分値ゼロ)と合わせて3点となり、これら3点から非直線を近似し、オフセット補正後の第1慣性力センサの慣性力値に対する、オフセット補正後の2つの慣性力センサの慣性力値の変化量が明らかとなる。また、所定値を3点以上とすれば、慣性力が作用しない点を用いなくとも、2つの慣性力センサの慣性力値の変化量が明らかとなる。このように、非直線についても感度差を補正することができる。なお、所定値を増やすほど、非直線について精度よく感度差を補正することができる。 If there are two predetermined values that can be taken when the inertial force acts on the vehicle, there are three points, including the point where the inertial force does not act (zero output of the first inertial force sensor after offset, zero difference value). The amount of change in the inertial force values of the two inertial force sensors after offset correction with respect to the inertial force value of the first inertial force sensor after offset correction becomes clear by approximating a non-linear line from three points. If the predetermined value is 3 points or more, the amount of change in the inertial force values of the two inertial force sensors becomes clear without using a point where the inertial force does not act. In this way, the sensitivity difference can be corrected even for a non-linear line. As the predetermined value is increased, the sensitivity difference can be corrected more accurately for the non-linear line.
次に、請求項4に記載の慣性力センサ装置は、
車両に備えられ、慣性力に応じた検出信号を出力する同一構成の第1慣性力センサ及び第2慣性力センサと、
2つの慣性力センサから入力された検出信号に応じた慣性力値の差分値を記憶するとともに、差分値が記憶されるごとに、記憶された複数の差分値を、第1慣性力センサの慣性力値との関係において近似して近似線を算出し、この近似線に基づいて、補正算出値としての感度差補正の算出値及びオフセット差補正の算出値を求める補正値算出手段と、
書き換え可能であって、補正値としての感度差補正値及びオフセット差補正値がそれぞれ記憶された不揮発性の補正値記憶手段と、
補正算出値と、対応する補正値とが、それぞれ一致するか否かを判定する判定手段と、
判定手段にて、補正算出値が対応する補正値と一致しないと判定された場合、補正算出値と補正値との差が予め設定された対応する第1規定値を超えるときには、故障であると判定する特性急変診断手段と、
判定手段にて、補正算出値が補正値と一致しないと判定された場合、補正算出値と予め設定された補正の初期固定値とを比較するとともに、補正算出値と初期固定値との差が予め設定された対応する第2規定値を超えるときには、故障であると判定する経時変化診断手段と、
特性急変診断手段及び経時変化診断手段にて故障なしと判定されたときに、補正値記憶手段に記憶された補正値を、故障なしと判定された補正算出値に書き換える更新手段と、
補正値記憶手段に記憶された補正値に基づいて2つの慣性力センサの慣性力値のオフセット差及び感度差を補正するとともに、オフセット差補正及び感度差補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が所定の判定閾値を超えるとき、いずれか一方が故障であると判定する比較診断手段と、を備えることを特徴とする。
Next, the inertial force sensor device according to
A first inertial force sensor and a second inertial force sensor of the same configuration that are provided in a vehicle and output a detection signal corresponding to the inertial force;
The difference value of the inertial force value corresponding to the detection signal input from the two inertial force sensors is stored, and each time the difference value is stored, the plurality of stored difference values are used as the inertial value of the first inertial force sensor. An approximate line is calculated by approximation in relation to the force value, and based on this approximate line, a correction value calculating means for obtaining a calculated value of sensitivity difference correction and a calculated value of offset difference correction as a correction calculated value;
Non-volatile correction value storage means that is rewritable and stores sensitivity difference correction values and offset difference correction values as correction values;
A determination unit that determines whether or not the correction calculation value and the corresponding correction value match each other;
When it is determined by the determination means that the correction calculation value does not match the corresponding correction value, if the difference between the correction calculation value and the correction value exceeds a preset first predetermined value, a failure is determined. A characteristic sudden change diagnosis means for determining;
When the determination means determines that the correction calculation value does not match the correction value, the correction calculation value is compared with a preset initial fixed value of the correction, and the difference between the correction calculation value and the initial fixed value is A time-varying diagnostic means for determining a failure when exceeding a corresponding second predetermined value set in advance;
An update means for rewriting the correction value stored in the correction value storage means to the correction calculation value determined as no failure when it is determined that there is no failure in the characteristic sudden change diagnosis means and the temporal change diagnosis means,
Based on the correction value stored in the correction value storage means, the offset difference and sensitivity difference between the inertial force values of the two inertial force sensors are corrected, and the inertial force of the two inertial force sensors subjected to the offset difference correction and the sensitivity difference correction are corrected. Comparing and diagnosing means for determining that one of them is faulty when the difference value of the values exceeds a predetermined determination threshold value.
本発明では、2つの慣性力センサの感度差とオフセット差をそれぞれ補正する。補正値算出手段により、記憶された複数の差分値データを近似して近似線を算出し、この近似線から、補正算出値としての感度差補正の算出値及びオフセット差補正の算出値を求めることができる。 In the present invention, the sensitivity difference and the offset difference between the two inertial force sensors are corrected. A correction value calculation means approximates a plurality of stored difference value data to calculate an approximate line, and obtains a calculated value for sensitivity difference correction and a calculated value for offset difference correction as correction calculated values from the approximate line. Can do.
例えば近似線が直線の場合、近似線の切片が、2つの慣性力センサの慣性力値のオフセット差に相当するため補正の算出値となり、近似線の傾きが、2つの慣性力センサの慣性力値の感度の差に相当するため感度差補正の算出値となる。 For example, when the approximate line is a straight line, the intercept of the approximate line corresponds to the offset difference between the inertial force values of the two inertial force sensors, and thus becomes a calculated value for correction. The inclination of the approximated line is the inertial force of the two inertial force sensors. Since this corresponds to the difference in sensitivity of the value, it is a calculated value for sensitivity difference correction.
そして、これら算出された補正算出値が補正値記憶手段に記憶された補正値と比較される。補正値は、判定手段での比較時点で補正値記憶手段に記憶されている補正算出値である。すなわち、判定手段では、最新の補正算出値と現在の補正算出値(補正値)との比較がなされる。そして、補正算出値が補正値の更新に適していると判定されると、更新手段にて、補正値が最新の補正算出値に書き換えられる。 Then, the calculated correction calculation values are compared with the correction values stored in the correction value storage means. The correction value is a correction calculation value stored in the correction value storage unit at the time of comparison by the determination unit. That is, the determination unit compares the latest correction calculation value with the current correction calculation value (correction value). When it is determined that the correction calculation value is suitable for updating the correction value, the update means rewrites the correction value to the latest correction calculation value.
したがって、比較診断手段において、補正値(感度補正値及びオフセット補正値)に基づいて2つの慣性力センサの慣性力値の感度差及びオフセット差を補正することで、2つの慣性力センサの慣性力値の差分を理想的にはゼロとすることができる。 Therefore, in the comparative diagnosis means, the inertial force of the two inertial force sensors is corrected by correcting the sensitivity difference and the offset difference between the inertial force values of the two inertial force sensors based on the correction values (sensitivity correction value and offset correction value). The difference between the values can ideally be zero.
ここで、一方の慣性力センサ(第1慣性力センサ)の慣性力値に対して、2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が直線的(1次関数的)に変化する場合、換言すれば、2つの慣性力センサの慣性力値が、作用する慣性力に対して直線的に変化する場合について、感度差補正を説明する。 Here, when the difference between the inertial force values of the two inertial force sensors changes linearly (linear function) with respect to the inertial force value of one inertial force sensor (first inertial force sensor), In this case, sensitivity difference correction will be described in the case where the inertial force values of the two inertial force sensors change linearly with respect to the acting inertial force.
上記した近似式も、1次関数(直線)となる。この近似式の傾きをe0、切片をf0、第1慣性力センサの慣性力値をY1、第2慣性力センサの慣性力値をY2とすると、第2慣性力センサの慣性力値Y2からオフセット差分及び感度差分の(e0・Y1+f0)を差し引くことで、オフセット差分及び感度差分を差し引かれた第2慣性力センサの慣性力値(Y2−(e0・Y1+f0))は、故障がない場合にた第1慣性力センサの慣性力値Y1とほぼ一致することとなる。 The above approximate expression is also a linear function (straight line). Assuming that the slope of this approximate expression is e0, the intercept is f0, the inertial force value of the first inertial force sensor is Y1, and the inertial force value of the second inertial force sensor is Y2, it is offset from the inertial force value Y2 of the second inertial force sensor. By subtracting the difference and the sensitivity difference (e0 · Y1 + f0), the inertial force value (Y2− (e0 · Y1 + f0)) of the second inertial force sensor from which the offset difference and the sensitivity difference are subtracted is the case where there is no failure. This substantially coincides with the inertial force value Y1 of the first inertial force sensor.
このように、補正値に基づいて感度差及びオフセット差補正された2つの慣性力センサの慣性力値の差分値は、短絡などの故障が無い場合に、慣性力の大きさによらずほぼ一定の値となる。したがって、判定閾値についても、慣性力によらずほぼ一定の値とすることができる。すなわち、従来に比べて、慣性力値が大きくても判定閾値を小さくすることができる。 As described above, the difference between the inertial force values of the two inertial force sensors corrected for the sensitivity difference and the offset difference based on the correction value is substantially constant regardless of the magnitude of the inertial force when there is no failure such as a short circuit. It becomes the value of. Therefore, the determination threshold can be set to a substantially constant value regardless of the inertial force. That is, the determination threshold can be reduced even if the inertial force value is large as compared with the conventional case.
以上から、本発明の慣性力センサ装置によっても、2つの慣性力センサについて、従来よりも精度よく比較診断することができる。 From the above, even with the inertial force sensor device of the present invention, the two inertial force sensors can be compared and diagnosed more accurately than in the past.
なお、本発明によれば、感度差とともにオフセット差も補正するので、比較診断において、慣性力センサの慣性力値のオフセット補正を不要とすることができる。 According to the present invention, since the offset difference is corrected together with the sensitivity difference, the offset correction of the inertial force value of the inertial force sensor can be made unnecessary in the comparative diagnosis.
また、特性急変診断手段と経時変化診断手段の効果については、請求項1に記載の発明と同様であるので、その記載を省略する。また、近似の方法としては、線形近似(最小二乗法)、多項式近似、指数近似などを用いることができる。 Further, the effects of the sudden characteristic change diagnosis means and the temporal change diagnosis means are the same as those of the first aspect of the invention, so that the description thereof is omitted. As an approximation method, linear approximation (least square method), polynomial approximation, exponential approximation, or the like can be used.
上記においては、請求項5に記載のように、2つの慣性力センサとして角速度センサを採用することができる。
In the above, as described in
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態に係る角速度センサ装置は、例えば車両の姿勢が乱れた場合に車両の走行安定性を維持する装置(車両横滑り防止装置)等の車両制御に用いられるものである。
(First embodiment)
The angular velocity sensor device according to the present embodiment is used for vehicle control, such as a device (vehicle slip prevention device) that maintains the running stability of the vehicle when the posture of the vehicle is disturbed, for example.
図3に示すように、慣性力センサ装置としての角速度センサ装置10は、要部として、慣性力センサとしての2つの角速度センサ20,21と、これら角速度センサ20,21の出力を処理する信号処理部としてのマイクロコンピュータ30(以下、マイコン30と示す)と、補正値記憶手段としてのEEPROM40と、を備えている。本実施形態ではさらに、マイコン30が、車輪速センサ50の出力を処理するようになっている。
As shown in FIG. 3, the angular
本実施形態に係る角速度センサ装置10において、主たる特徴部分は、2つの角速度センサ20,21の感度の差によるずれを補正し、これにより、2つの角速度センサ20,21の比較診断に用いられる判定閾値を、角速度の値によらずほぼ一定とする点にある。
In the angular
角速度センサ20,21は、慣性力としての角速度を検出するものであり、同一構造のセンサが検出軸を同一にして配置されている。すなわち、冗長に搭載されている。角速度の検出方式は特に限定されるものではない。このような同一構成の角速度センサ20,21は、感度及びオフセットが互いに同じであれば、その出力も同じ値となる。本実施形態では、角速度センサ20,21として振動式の角速度センサを採用している。なお、第1角速度センサ20が第1慣性力センサに相当し、第2角速度センサ21が第2慣性力センサに相当する。
The
マイコン30は、角速度センサ20,21から入力される検出信号を相互に比較診断するする機能を有するものであり、図示しない中央演算装置(CPU)、CPUが実行する各種プログラムが格納されたリードオンメモリ(ROM)、CPUがROMに格納された各プログラムにしたがって実行する各種演算のための作業領域として用いられるランダムアクセスメモリ(RAM)等を備えている。本実施形態では、マイコン30が、A/D変換部31,37、オフセット補正手段としてのオフセット補正部32、補正値算出部33、補正値設定部34、比較診断部35、及び停車判定手段としての停車判定部36を有している。
The
A/D変換部31は、角速度センサ20,21から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備えている。本実施形態では、1つのA/D変換器に対して、図示しないマルチプレクサにより、2つの角速度センサ20,21の出力が連続して入力されるようになっている。
The A /
なお、2つの角速度センサ20,21でA/D変換器を兼用とすると、サンプリングにわずかな時間差が生じる。この時間差により2つの角速度センサ20,21の出力に差が生じて、その分、比較診断時の判定閾値が大きくなることも考えられる。したがって、角速度センサ20,21ごとにA/D変換器を設け、同一のタイミングで2つの角速度センサ20,21の出力をサンプリングするようにしても良い。
If the two
オフセット補正部32は、A/D変換部31を介して入力された角速度センサ20,21の検出値を、オフセット補正値を用いて補正する機能を有するものである。このオフセット補正値は、EEPROM40に格納されている。また、オフセット補正部32は、停車判定部36からの車両停止中の判定信号を受けると、このときの角速度センサ20,21の検出値より、オフセット補正値の更新を行う機能も有している。
The offset
本実施形態では、車両停止中の角速度センサ20,21の検出値と、角速度センサ装置10の出荷時にオフセットをキャンセルすべくEEPROM40に格納されたオフセット補正初期値との差が所定の範囲内であれば、オフセット補正値を今回検出された新たな値に更新し、その後のオフセット補正では、更新後のオフセット補正値を用いるようになっている。また、停車判定部36は、A/D変換部37を介して入力された車輪速センサ50の検出値に基づいて、車両の停止判定を行うようになっている。
In this embodiment, the difference between the detected values of the
なお、オフセット補正部32及び停車判定部36の構成は、上記例に限定されるものではなく、公知の種々構成を採用することができる。車輪速センサ50以外の信号、例えばシフトポジションやブレーキ装置の油圧などに基づいて、停車判定部36が停車判定を行う構成としても良い。また、例えば本出願人による特開2008−70224号公報に示されるように、オフセット補正部32が、車輪速センサ50など他のセンサ信号を用いず、角速度センサ20,21の信号に基づいて、オフセット補正する構成としても良い。
In addition, the structure of the offset correction |
角速度センサ装置10から外部(例えば車両横滑り防止装置のECU)に出力される角速度信号(センサ信号)は、図3に示すように、2つの角速度センサ20,21の検出信号がA/D変換部31にてA/D変換され、その後オフセット補正部32にてオフセット補正処理された信号の一方、若しくは、両方の平均値である。
As shown in FIG. 3, the angular velocity signals (sensor signals) output from the angular
補正値算出部33には、オフセット補正された第1角速度センサ20の検出値が、予め設定された所定値(例えばα1)の場合のみ、オフセット補正された角速度センサ20,21の検出値が入力される。そして、補正値算出部33は、検出値が入力されるたびに、入力された角速度センサ20,21の検出値の差分値ごとの検出回数を記憶する機能を有している。具体的には、差分値とその検出回数との関係を表すヒストグラムを作成する。
Only when the detected value of the first
補正値設定部34は、ヒストグラムが更新されると、補正値算出部33に記憶された差分値の検出回数のなかから、最も検出回数の多い(頻度が高い)差分値を抽出する機能と、EEPROM40に格納された基準値(以下、現在ピーク値と示す)を、今回抽出された最も回数の多い差分値(以下、今回ピーク値と示す)に書き換えるか否かを判定する機能と、条件が合致すると、EEPROM40に格納された現在ピーク値を今回ピーク値に書き換える更新機能と、を有するものである。
When the histogram is updated, the correction
比較診断部35は、EEPROM40に格納された現在ピーク値を取得するとともに、この現在ピーク値に基づいて、オフセット補正部32から入力された角速度センサ20,21の検出値の、感度差によるずれを補正する機能と、オフセット補正及び感度差補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分値を所定の判定閾値と比較して、故障診断を行う機能と、を有するものである。
The
EEPROM40は、周知のよう書き換えが可能な不揮発性の記憶素子であり、各プログラムに対応する設定データを格納する部位である。本実施形態では、オフセット補正値、感度差補正に用いる現在ピーク値、オフセット補正初期値などが格納されている。
The
このEEPROM40に格納されたオフセット補正値は、角速度センサ20,21の起動とともに、オフセット補正部32に入力される。また、感度差補正に用いる現在ピーク値も、角速度センサ20,21の起動とともに、比較診断部35に入力される。
The offset correction value stored in the
次に、本実施形態に係る角速度センサ装置10の作動のうち、現在ピーク値設定処理と、現在ピーク値に基づく比較診断処理について説明する。
Next, among the operations of the angular
なお、以下において、オフセット補正後の第1角速度センサ20の信号をY1a、オフセット補正後の第2角速度センサの信号をY2aとする。また、本実施形態では、オフセット補正後の角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aがともに入力角速度に対して所定の傾きをもって直線的に変化し、これにより、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aの差分(Y2a−Y1a)も、第1角速度センサ20の信号Y1aを横軸として直線的に変化する。さらには、第2角速度センサ21の信号Y2aの感度(傾き)が、第1角速度センサ20の信号Y1aの感度(傾き)よりも大きい例を示す。
In the following, the signal of the first
図4に示すフローチャートで示される現在ピーク値設定処理は、イグニッションスイッチがオンされた状態で、オフセット補正された第1角速度センサ20の信号Y1aが、予め設定された所定値(α1)となるごとに実行される。なお、イグニッションスイッチがオンされると、EEPROM40に格納されている感度差補正用の現在ピーク値が補正値設定部34に入力される。また、EEPROM40に格納されている第1規定値、第2規定値、及び初期ピーク値も、補正値設定部34に入力される。
The current peak value setting process shown in the flowchart of FIG. 4 is performed every time the signal Y1a of the first
現在ピーク値設定処理が実行されると、ステップ100では、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aの差分値(Y2a−Y1a)のヒストグラムの回数更新が行われる(回数記憶手段)。このとき、第1角速度センサ20の信号Y1aの値はα1である。
When the current peak value setting process is executed, in
図5は、第1角速度センサ20の信号Y1aを横軸としたときの、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aの差分を示す図である。車両の走行時において、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aは、図5に示すように種々の値を取り得るが、ステップ100では、第1角速度センサ20の信号Y1aがα1のときの、信号Y1a,Y2aの差分値のみ取得する。
FIG. 5 is a diagram showing the difference between the signals Y1a and Y2a of the
そして、差分値(Y2a−Y1a)のデータを取得するたびに、図6に示すようにヒストグラムを更新する。すなわち、取得された差分値は、ヒストグラムを更新するために用いられ、ヒストグラムの一部を構成することとなる。 Each time the difference value (Y2a−Y1a) is acquired, the histogram is updated as shown in FIG. That is, the acquired difference value is used to update the histogram and constitutes a part of the histogram.
また、所定値α1としては、車両の旋回中に第1角速度センサ20の信号Y1aが取り得る値が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定される。好ましくは、2つの角速度センサ20,21の感度の差が明確に現れ(信号Y1a,Y2aの差分が大きく)、且つ、車両の使用時に頻繁に取り得る値を設定すると良い。本実施形態においても、所定値α1として、角速度センサ装置10の試作時のデータから、2つの角速度センサ20,21の感度差が明確に現れ、且つ、車両の使用時に頻繁に取り得る値が設定されている。
Further, as the predetermined value α1, a value that can be taken by the signal Y1a of the first
ステップ110では、図6に示されるように、ステップ100で更新されたヒストグラムにおいて最大回数となっている差分値βmaxが抽出される。抽出された差分値βmax、すなわち今回の抽出作業でヒストグラムにおいて最大回数となっている今回ピーク値βmaxは、第1角速度センサ20の信号Y1aが所定値α1のときの、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)の最頻値である。このように、今回ピーク値βmaxは、今回、所定値α1を取得したタイミングにおいて、第1角速度センサ20の信号Y1aが所定値α1のときの、第2角速度センサ21の信号Y2aと第1角速度センサ20の信号Y1aの感度差によるずれ(差分)である。
In
ステップ120以降では、今回ピーク値βmaxが、現在ピーク値β1の更新に適しているか否かが判断される。先ずステップ120では、今回ピーク値βmaxが、EEPROM40に格納され、現在比較診断処理で用いられている基準値としての現在ピーク値β1と、一致するか否かの判定が実行される(判定手段)。基準値としての現在ピーク値β1は、今回の現在ピーク値設定処理よりも以前の現在ピーク値設定処理にて設定された値である。すなわち、現在ピーク値β1も、第1角速度センサ20の信号Y1aの値がα1のときの、差分値(Y2a−Y1a)の最頻値である。
After
そして、判定の結果、今回ピーク値βmaxが現在ピーク値β1と一致する場合には、ピーク値β1の更新は行わずに、現在ピーク値設定処理が終了となる。 As a result of the determination, if the current peak value βmax matches the current peak value β1, the current peak value setting process is terminated without updating the peak value β1.
今回ピーク値βmaxが現在ピーク値β1と異なる場合、ステップ130では、今回ピーク値βmaxと現在ピーク値β1との差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された第1規定値と比較され、第1規定値以内であれば特性急変なしと判定される。なお、第1規定値としては、後述する初期ピーク値の3%程度の値が予め設定される。
When the current peak value βmax is different from the current peak value β1, in
一方、第1規定値を超える場合、1回分のヒストグラムデータの追加による変動が急激であるため、特性急変故障と判定される(ステップ135)。そして、現在ピーク値β1の更新は行わずに、現在ピーク値設定処理が終了となる。以上が、特性急変診断手段に相当する。 On the other hand, when the value exceeds the first specified value, a sudden change due to the addition of the histogram data for one time is abrupt. Then, the current peak value setting process is terminated without updating the current peak value β1. The above corresponds to characteristic sudden change diagnosis means.
ステップ140では、今回ピーク値βmaxと、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された初期ピーク値(初期固定値)との差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された第2規定値と比較され、第2規定値以内であれば経時変化なしと判定される。なお、第2規定値としては、初期ピーク値の3%程度の値が予め設定される。
In
一方、第2規定値を超える場合、特性急変ではないものの、経時変化が積み重なって許容範囲を超えたものとして、経時変化故障と判定される(ステップ145)。そして、現在ピーク値β1の更新は行わずに、現在ピーク値設定処理が終了となる。以上が、経時変化診断手段に相当する。 On the other hand, if it exceeds the second specified value, it is not a sudden change in characteristics, but it is determined that the change over time has exceeded the allowable range as a result of the change over time (step 145). Then, the current peak value setting process is terminated without updating the current peak value β1. The above corresponds to the time-varying diagnostic means.
なお、本実施形態では、ステップ130,140の順に実行する例を示したが、ステップ140を先に実行し、次いでステップ130を実行しても良い。
In the present embodiment, an example is shown in which steps 130 and 140 are executed in this order. However,
そして、ステップ130及びステップ140で故障なしと判定された場合のみ、ステップ150において、今回ピーク値βmaxを新たな現在ピーク値β1とする書き換え処理が実行される(更新手段)。以上が、現在ピーク値設定処理である。
Only when it is determined in
上記した現在ピーク値設定処理は、イグニッションスイッチがオンされている間、オフセット補正された第1角速度センサ20の信号Y1aが所定値α1となるたびに繰り返し実行され、ヒストグラムはその都度更新される。また、イグニッションスイッチがオフされると補正値算出部33に作成されたヒストグラムのデータが消去される。そして、イグニッションがオンされると、補正値算出部33に新規のヒストグラムが作成される。
The current peak value setting process described above is repeatedly executed every time the signal Y1a of the first
次に、比較診断処理について説明する。 Next, the comparative diagnosis process will be described.
図7に示すフローチャートで示される処理は、車両に備えられた図示しないイグニッションスイッチがオンされた際に所定の処理周期ごと(例えば10msごと)に実行される。また、イグニッションスイッチがオンされると、EEPROM40に格納されているオフセット補正値がオフセット補正部32に入力されるとともに、感度差補正用の現在ピーク値β1が比較診断部35に入力される。また、EEPROM40に格納されている判定閾値も、比較診断部35に入力される。また、現在ピーク値β1は、上記した現在ピーク値設定処理によってその値が更新されるたびに、更新された現在ピーク値β1が比較診断部35に入力される。
The processing shown in the flowchart shown in FIG. 7 is executed at predetermined processing cycles (for example, every 10 ms) when an ignition switch (not shown) provided in the vehicle is turned on. When the ignition switch is turned on, the offset correction value stored in the
比較診断処理が実行されると、まず、ステップ200では、A/D変換処理が実行される。すなわち、角速度センサ20,21からの検出値を示すアナログ信号が、マイコン30で取り扱い可能であるデジタル信号に変換される。以下、A/D変換後の角速度センサ20,21の信号をそれぞれY1,Y2とする。
When the comparative diagnosis process is executed, first, at
A/D変換処理後、ステップ210では、オフセット補正処理が実行される。このオフセット補正処理では、角速度センサ20,21の検出値Y1,Y2からそれぞれのオフセット補正値が差し引かれる。これにより、角速度センサ20,21の検出値がオフセット補正される。これにより、角速度センサ20,21の信号は、上記したY1a,Y2aとなる。
After the A / D conversion process, in
ステップ220では、オフセット補正された角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aについて、感度差による両信号Y1a,Y2aのずれを補正する処理が実行される。
In
ここで、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aは、ともにオフセット補正された信号であるので、角速度がゼロのときにいずれも理想的にはゼロとなる。これにより、第1角速度センサ20の信号Y1aがゼロのときの角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)もゼロとなる。また、現在ピーク値β1は、第1角速度センサ20の信号Y1aが所定値α1のときの、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)の値である。
Here, since the signals Y1a and Y2a of the
したがって、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)は、図8に示すように、第1角速度センサ20の信号Y1aを横軸、差分値(Y2a−Y1a)を縦軸とすると、(0、0)、(α1、β1)の2点を通る直線として示す(線形近似する)ことができる。すなわち、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)は、次式で表すことができる。
(数1)Y2a−Y1a=(β1/α1)・Y1a
このように、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)は、所定の傾き(β1/α1)を有した、第1角速度センサ20の信号Y1aの1次関数として示すことができる。したがって、傾きβ1/α1が、2つの角速度センサ20,21の感度差に相当する。例えば、α1が10°/s、β1が0.2°/sの場合、β1/α1は0.02となる。
Accordingly, the difference value (Y2a−Y1a) between the
(Expression 1) Y2a−Y1a = (β1 / α1) · Y1a
Thus, the difference value (Y2a−Y1a) between the
なお、傾きを算出するためのα1は固定値であるので、本実施形態では、感度差によるずれを補正するための基準値として、変動値であるβ1を現在ピーク値設定処理によって更新処理するようにしている。しかしながら、β1/α1を、感度差によるずれを補正する基準値としても良い。 Since α1 for calculating the slope is a fixed value, in the present embodiment, β1 that is the variation value is updated by the current peak value setting process as a reference value for correcting the shift due to the sensitivity difference. I have to. However, β1 / α1 may be used as a reference value for correcting a shift due to a sensitivity difference.
また、第2角速度センサ21の信号Y2aは、第1角速度センサ20の信号Y1aに上記した差分値(Y2a−Y1a)を足し合わせたものである。したがって、数式1で示される差分値(Y2a−Y1a)により、2つの角速度センサ20,21の感度差によるずれを補正することができる。
The signal Y2a of the second
本実施形態では、第2角速度センサ21の信号Y2aから、上記した差分値(Y2a−Y1a)を差し引くことで、感度差によるずれ(検出値の差)が補正される。なお、第1角速度センサ20の信号Y1aに、上記した差分値(Y2a−Y1a)を足し合わせることで、感度差によるずれを補正しても良い。
In this embodiment, the difference (detection value difference) due to the sensitivity difference is corrected by subtracting the above-described difference value (Y2a−Y1a) from the signal Y2a of the second
ステップ230では、感度差補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された判定閾値と比較される。この判定式は次式で示すことができる。
(数2)|{Y2a−(β1/α1)・Y1a}−Y1a|>判定閾値
そして、上記数式2が成立しない場合、すなわち感度差補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分が判定閾値以内であれば故障なしと判定され(ステップ240)、上記数式2が成立する場合、すなわち判定閾値を超えると片側故障として判定される(ステップ250)。そして、これらの判定結果が、ダイアグ信号として外部に出力される。
In
(Equation 2) | {Y2a− (β1 / α1) · Y1a} −Y1a |> Determination Threshold Value When the above Equation 2 is not satisfied, that is, the difference between the detected values of the two
なお、上記したステップ220,230が、比較診断手段に相当する。上記数式2はROMに格納されており、EEPROM40から入力された現在ピーク値β1と、オフセット補正された角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aが数式2に当てはめられ、感度差補正(ステップ220)とともに比較診断(ステップ230)が実行されるようになっている。
Note that the above-described
このように、本実施形態に係る角速度センサ装置10では、冗長に搭載された2つの角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)に基づいてヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムにおいて最大回数となっている差分値βmax(β1)を、感度差による検出値のずれの補正に用いる。したがって、感度差補正後の角速度センサ20,21の差分値を、短絡などの故障が無い場合には、図9に示すように、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1aの値)によらずほぼ一定の値とすることができる。
Thus, in the angular
これにより、判定閾値についても、図9に示すように、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1aの値)によらずほぼ一定の値とすることができる。すなわち、従来に比べて、角速度値が大きくても判定閾値を小さくすることができる。これにより、横滑り防止の制御精度を向上することができる。 As a result, the determination threshold can be set to a substantially constant value regardless of the magnitude of the angular velocity (the value of the signal Y1a of the first angular velocity sensor 20), as shown in FIG. That is, the determination threshold can be reduced even when the angular velocity value is large as compared with the conventional case. Thereby, the control precision of skid prevention can be improved.
(変形例)
図10に示すように、第1角速度センサ20の信号Y1aに対する、角速度センサ20,21の信号Y1a,Y2aの差分(Y2a−Y1a)の変化が非直線となる場合も、感度差による検出値のずれを補正する考え方は上記第1実施形態と同じである。
(Modification)
As shown in FIG. 10, even when the difference (Y2a−Y1a) between the signals Y1a and Y2a of the
例えば、上記同様、第2角速度センサ21の信号Y2aから、差分値(Y2a−Y1a)を差し引くことで、感度差によるずれを補正してやればよい。
For example, similarly to the above, the difference due to the sensitivity difference may be corrected by subtracting the difference value (Y2a−Y1a) from the signal Y2a of the second
ただし、差分値(Y2a−Y1a)が非直線であるため、第1角速度センサ20の信号Y1aの所定値を複数とし、近似により非直線を推定する。
However, since the difference value (Y2a−Y1a) is non-linear, a plurality of predetermined values of the signal Y1a of the first
例えば図10では、所定値としてα2〜α5の4点が予め設定されている。なお、α2、α3(<α2)は正の値、α4、α5(<α4)は負の値となっており、α2とα5の絶対値が等しく、α3とα4の絶対値が等しくなっている。そして、上記した所定値α1同様、各所定値α2、α3、α4、α5について、該当する値が入力されるごとに、対応する差分値(Y2a−Y1a)のヒストグラムが更新される。そして、現在ピーク値β2〜β5の設定処理がなされる。 For example, in FIG. 10, four points α2 to α5 are set in advance as predetermined values. Α2 and α3 (<α2) are positive values, α4 and α5 (<α4) are negative values, α2 and α5 have the same absolute value, and α3 and α4 have the same absolute value. . Then, as with the above-described predetermined value α1, for each predetermined value α2, α3, α4, α5, the corresponding difference value (Y2a-Y1a) histogram is updated each time a corresponding value is input. Then, the current peak values β2 to β5 are set.
また、比較診断処理では、第1角速度センサ20の信号Y1aを横軸、差分値(Y2a−Y1a)を縦軸として、(α2、β2)、(α3、β3)、(α4、β4)、(α5、β5)の4点のデータから、角速度センサ20,21の差分値(Y2a−Y1a)を、第1角速度センサ20の信号Y1aの関数として近似する。この近似計算は、上記したステップ220にて実行される。また、近似の演算処理(多項式近似処理、指数近似処理など)については、ROMにプログラムが格納されている。
Further, in the comparative diagnosis process, the signal Y1a of the first
例えば、差分値(Y2a−Y1a)が2次関数の場合、次式のようになる。
(数3)Y2a−Y1a=c・Y1a2+d・Y1a
ここで、c,dは固定値である。
For example, when the difference value (Y2a−Y1a) is a quadratic function, the following equation is obtained.
(Expression 3) Y2a−Y1a = c · Y1a 2 + d · Y1a
Here, c and d are fixed values.
そして、感度差補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分の判定式は次式のようになる。
(数4)|{Y2a−(c・Y1a2+d・Y1a)}−Y1a|>判定閾値
このように、差分値(Y2a−Y1a)が非直線の場合にも、感度差補正後の角速度センサ20,21の差分値を、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1aの値)によらずほぼ一定の値とすることができる。そして、判定閾値についても、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1aの値)によらずほぼ一定の値とすることができる。
Then, the determination formula of the difference between the detection values of the two
(Equation 4) | {Y2a− (c · Y1a 2 + d · Y1a)} − Y1a |> determination threshold As described above, even when the difference value (Y2a−Y1a) is non-linear, the angular velocity sensor after the sensitivity difference correction is performed. The difference value between 20 and 21 can be set to a substantially constant value regardless of the magnitude of the angular velocity (the value of the signal Y1a of the first angular velocity sensor 20). The determination threshold can also be set to a substantially constant value regardless of the magnitude of the angular velocity (the value of the signal Y1a of the first angular velocity sensor 20).
なお、非直線の差分値(Y2a−Y1a)を、第1角速度センサ20の信号Y1aの関数として近似するには、3点以上のデータが必要である。しかしながら、上記したように、角速度センサ20,21の信号Y1aがゼロのとき、差分値(Y2a−Y1a)もゼロとなる。したがって、(0、0)を用いる場合は、それ以外に少なくとも2点のデータがあれば良い。例えば、上記した(α2、β2)、(α4、β4)とともに(0、0)の3点で、近似しても良い。なお、ヒストグラムを更新する所定値を増やすほど、非直線の近似精度が増して、非直線について精度よく感度差を補正することができる。
In order to approximate the non-linear difference value (Y2a−Y1a) as a function of the signal Y1a of the first
(第2実施形態)
以下、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、図11に示すように、マイコン30が、A/D変換部31,37、オフセット補正部32、オフセット差・感度差算出部38、補正値設定部34、比較診断部35、及び停車判定部36を有している。すなわち、補正値算出部33に代えて、オフセット差・感度差算出部38を有している。
(Second Embodiment)
Only the parts different from the first embodiment will be described below. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
オフセット差・感度差算出部38には、A/D変換された角速度センサ20,21の検出値(オフセット処理されていない生値)が入力される。オフセット差・感度差算出部38は、入力された検出値の差分値を記憶するとともに、差分値を記憶するごとに、記憶された複数の差分値を、角速度センサ20の検出値との関係において近似して近似線を算出する機能を有する。さらには、算出された近似線から、補正算出値(以下、今回算出値と示す)としての感度差補正の算出値及びオフセット差補正の算出値を求める機能を有するものである。
The offset difference / sensitivity
また、本実施形態では、補正値設定部34が、今回算出値が更新されると、EEPROM40に格納された補正値(以下、現在補正値と示す)を、今回算出値に書き換えるか否かを判定する機能と、条件が合致すると、EEPROM40に格納された現在補正値を今回算出値に書き換える更新機能と、を有する。
In the present embodiment, when the correction
また、比較診断部35は、EEPROM40に格納された現在補正値を取得するとともに、この現在補正値に基づいて、A/D変換された角速度センサ20,21の検出値のオフセット差と感度の差による誤差を補正する機能と、オフセット差補正及び感度差補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分値を所定の判定閾値と比較して、故障診断を行う機能と、を有する。
In addition, the
また、EEPROM40には、現在補正値(オフセット差補正の現在補正値と感度差)補正の現在補正値)、オフセット補正部32にて用いるオフセット補正値、オフセット補正初期値などが格納されている。このEEPROM40に格納された現在補正値は、角速度センサ20,21の起動とともに、比較診断部35に入力される。
The
次に、本実施形態に係る角速度センサ装置10の作動のうち、現在補正値設定処理と、現在補正値に基づく比較診断処理とについて説明する。
Next, among the operations of the angular
なお、以下において、A/D変換後の第1角速度センサ20の信号をY1、A/D変換後の第2角速度センサ21の信号をY2とする。また、本実施形態では、A/D変換後の角速度センサ20,21の信号Y1,Y2がともに入力角速度に対して所定の傾きをもって直線的に変化し、これにより、角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の差分(Y2−Y1)も、第1角速度センサ20の信号Y1を横軸として直線的に変化する。さらには、第2角速度センサ21の信号Y2の感度(傾き)が、第1角速度センサ20の信号Y1の感度(傾き)よりも大きい例を示す。
In the following, the signal of the first
図12に示すフローチャートで示される現在補正値設定処理は、イグニッションスイッチがオンされた際に所定の処理周期ごと(例えば比較診断処理よりも長い処理周期ごと)に実行される。なお、イグニッションスイッチがオンされると、EEPROM40に格納されている現在補正値(オフセット差補正用の現在補正値と感度差補正用の現在補正値)が補正値設定部34に入力される。また、EEPROM40に格納されている第1規定値、第2規定値、及び初期補正値も、補正値設定部34に入力される。
The current correction value setting process shown in the flowchart shown in FIG. 12 is executed every predetermined processing cycle (for example, every processing cycle longer than the comparative diagnosis processing) when the ignition switch is turned on. When the ignition switch is turned on, the current correction values (the current correction value for offset difference correction and the current correction value for sensitivity difference correction) stored in the
現在補正値設定処理が実行されると、ステップ300では、角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の差分値(Y2−Y1)が記憶される。そして、記憶されるたびに、今回記憶した差分値を含むこれまでに記憶された複数の差分値(Y2−Y1)が、第1角速度センサ20の信号Y1の関数として近似され、これにより近似線が算出される。
When the current correction value setting process is executed, in
本実施形態では、図13に示すように、記憶された複数の差分値(Y2−Y1)が線形近似される。この線形近似により、横軸を第1角速度センサ20の信号Y1、縦軸を角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の差分(Y2−Y1)とすると、差分(Y2−Y1)が、第1角速度センサ20の信号Y1の1次関数として示されることとなる。
(数5)Y2−Y1=e1・Y1+f1
数式5において、傾きe1が角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の感度の差に相当し、切片f1が角速度センサ20,21の信号Y1,Y2のオフセットの差に相当する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a plurality of stored difference values (Y2−Y1) are linearly approximated. By this linear approximation, if the horizontal axis is the signal Y1 of the first
(Expression 5) Y2−Y1 = e1 · Y1 + f1
In
ステップ300では、今回算出値として、この傾きe1(感度差の今回算出値)、切片f1(オフセット差の今回算出値)が算出される(補正値算出手段)。これら線形近似と今回算出値の算出は、ROMに格納されたプログラムによって実行される。
In
このように本実施形態では、ヒストグラムを用いずに、近似計算によって、感度差とオフセット差の算出値を求める。 As described above, in the present embodiment, the calculated values of the sensitivity difference and the offset difference are obtained by approximate calculation without using a histogram.
ステップ310以降は、基本的に第1実施形態に示した現在ピーク値設定処理のステップ120以降と同じである。すなわち、今回算出された今回算出値(感度差の今回算出値及びオフセット差の今回算出値)が、EEPROM40に格納されている現在補正値(感度差の現在補正値及びオフセット差の現在補正値)の更新にそれぞれ適しているか否かが判断される。この感度差の現在補正値が感度差補正値に相当し、オフセット差の現在補正値がオフセット差補正値に相当する。
Step 310 and subsequent steps are basically the same as
先ずステップ310では、今回算出値(e1、f1)が、EEPROM40に格納され、現在比較診断処理で用いられている現在補正値(感度差の現在補正値e0及びオフセット差の現在補正値f0)とそれぞれ一致するか否かの判定が実行される(判定手段)。現在補正値(感度差の現在補正値e0及びオフセット差の現在補正値f0)は、今回算出値(e1、f1)よりも以前の現在補正値設定処理にて設定された値である。すなわち、現在補正値(e0、f0)も、複数の差分値(Y2−Y1)が線形近似されてなる1次関数の傾きと切片のデータである。
First, in
そして、判定の結果、今回算出値(e1、f1)が、対応する現在補正値(e0、f0)と一致する場合には、現在補正値(e0、f0)の更新は行わずに、現在補正値設定処理が終了となる。なお、今回算出値(e1、f1)のいずれか一方のみが、対応する現在補正値(e0、f0)と一致する場合には、一致する側(例えば感度差)の現在補正値の更新は行わずに、現在補正値設定処理が終了となる。一方、一致しない側(例えばオフセット差)については、ステップ320以降のステップが実行される。
If the current calculated value (e1, f1) matches the corresponding current correction value (e0, f0) as a result of the determination, the current correction value (e0, f0) is not updated and the current correction value is updated. The value setting process ends. If only one of the current calculated values (e1, f1) matches the corresponding current correction value (e0, f0), the current correction value on the matching side (for example, sensitivity difference) is updated. Instead, the current correction value setting process ends. On the other hand, for the non-matching side (for example, offset difference), the steps after
今回算出値(e1、f1)の少なくとも一方が、対応する現在補正値(e0、f0)と異なる場合、ステップ320では、互いに異なる今回算出値と現在補正値との差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された第1規定値と比較され、第1規定値以内であれば特性急変なしと判定される。
If at least one of the current calculated values (e1, f1) is different from the corresponding current correction value (e0, f0), in
一方、第1規定値を超える場合、1回分の差分値データの追加による変動が急激であるため、特性急変故障と判定される(ステップ325)。そして、現在補正値の更新は行わずに、現在補正値設定処理が終了となる。以上が、特性急変診断手段に相当する。 On the other hand, when the value exceeds the first specified value, a change due to the addition of the difference value data for one time is abrupt, so that it is determined that the characteristic sudden change failure (step 325). Then, the current correction value setting process is terminated without updating the current correction value. The above corresponds to characteristic sudden change diagnosis means.
ステップ330では、現在補正値と一致しない今回算出値と、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された対応する初期補正値との差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された第2規定値と比較され、第2規定値以内であれば経時変化なしと判定される。
In
一方、第2規定値を超える場合、特性急変ではないものの、経時変化が積み重なって許容範囲を超えたものとして、経時変化故障と判定される(ステップ335)。そして、現在補正値の更新は行わずに、現在補正値設定処理が終了となる。以上が、経時変化診断手段に相当する。 On the other hand, if it exceeds the second specified value, it is not a sudden characteristic change, but it is determined that a time-dependent failure has occurred because the time-dependent changes have accumulated and exceeded the allowable range (step 335). Then, the current correction value setting process is terminated without updating the current correction value. The above corresponds to the time-change diagnosis means.
なお、本実施形態では、ステップ320,330の順に実行する例を示したが、ステップ330を先に実行し、次いでステップ320を実行しても良い。
In the present embodiment, an example is shown in which steps 320 and 330 are executed in this order. However,
そして、ステップ320及びステップ330で故障なしと判定された場合のみ、ステップ340において、今回算出値(例えばe1及びf1)を新たな現在補正値(例えばe0及びf0)とする書き換え処理が実行される(更新手段)。以上が、現在補正値設定処理である。
Only when it is determined that there is no failure in
上記した現在補正値設定処理は、イグニッションスイッチがオンされている間、繰り返し実行され、近似線はその都度更新される。また、イグニッションスイッチがオフされるとオフセット差・感度差算出部38に記憶された差分値のデータが消去される。そして、イグニッションがオンされると、オフセット差・感度差算出部38に新たな差分値が記憶され、これに基づき近似線が算出される。
The current correction value setting process described above is repeatedly executed while the ignition switch is turned on, and the approximate line is updated each time. When the ignition switch is turned off, the difference value data stored in the offset difference / sensitivity
次に、比較診断処理について説明する。 Next, the comparative diagnosis process will be described.
図14に示すフローチャートで示される処理は、車両に備えられた図示しないイグニッションスイッチがオンされた際に所定の処理周期ごと(例えば10msごと)に実行される。また、イグニッションスイッチがオンされると、EEPROM40に格納されている現在補正値(感度差の現在補正値e0及びオフセット差の現在補正値f0)が比較診断部35に入力される。また、EEPROM40に格納されている判定閾値も、比較診断部35に入力される。また、現在補正値は、上記した現在補正値設定処理によってその値が更新されるたびに、更新された現在補正値が比較診断部35に入力される。
The process shown in the flowchart of FIG. 14 is executed at predetermined processing cycles (for example, every 10 ms) when an ignition switch (not shown) provided in the vehicle is turned on. When the ignition switch is turned on, the current correction values (the current sensitivity correction value e0 for the sensitivity difference and the current correction value f0 for the offset difference) stored in the
比較診断処理が実行されると、まず、ステップ400では、A/D変換処理が実行される。そして、A/D変換処理後、ステップ410では、角速度センサ20,21の信号Y1,Y2について、オフセット差及び感度差によるずれを補正する処理が実行される。
When the comparative diagnosis process is executed, first, at
ここで、第2角速度センサ21の信号Y2は、第1角速度センサ20の信号Y1に上記数式5に示す差分値(Y2−Y1)を足し合わせたものである。したがって、数式5で示される差分値(Y2−Y1)により、2つの角速度センサ20,21の感度差によるずれ及びオフセット差によるずれを補正することができる。
Here, the signal Y2 of the second
本実施形態では、第2角速度センサ21の信号Y2から、上記した差分値(Y2−Y1)を差し引くことで、感度差によるずれ及びオフセット差によるずれが補正される。なお、第1角速度センサ20の信号Y1に、上記した差分値(Y2−Y1)を足し合わせることで、感度差によるずれ及びオフセット差によるずれを補正しても良い。
In the present embodiment, the difference due to the sensitivity difference and the deviation due to the offset difference are corrected by subtracting the above-described difference value (Y2-Y1) from the signal Y2 of the second
ステップ420では、感度差によるずれ及びオフセット差によるずれが補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分が、角速度センサ装置10の出荷前に予め設定された判定閾値と比較される。この判定式は次式で示すことができる。
(数6)|{Y2−(e1・Y1+f1)}−Y1|>判定閾値
そして、上記数式6が成立しない場合、すなわち感度差及びオフセット差の補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分が判定閾値以内であれば故障なしと判定され(ステップ430)、上記数式6が成立する場合、すなわち判定閾値を超えると片側故障として判定される(ステップ440)。そして、これらの判定結果が、ダイアグ信号として外部に出力される。
In
(Equation 6) | {Y2− (e1 · Y1 + f1)} − Y1 |> Determination Threshold Value When the above Equation 6 is not satisfied, that is, the detection values of the two
なお、上記したステップ410,420が、比較診断手段に相当する。上記数式6はROMに格納されており、EEPROM40から入力された現在補正値(e0、f0)と、角速度センサ20,21の信号Y1,Y2が数式6に当てはめられ、感度差及びオフセット差補正(ステップ410)とともに比較診断(ステップ420)が実行されるようになっている。
The above-described
このように、本実施形態に係る角速度センサ装置10では、第1実施形態に示すようなヒストグラムの作成とピーク値の抽出の代わりに、記憶された複数の差分値(Y2−Y1)から近似して近似線を算出し、近似線の係数(e1、f1)を感度差及びオフセット差による検出値のずれの補正に用いる。これにより、第1実施形態同様、感度差及びオフセット差の補正された2つの角速度センサ20,21の差分値を、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1の値)によらずほぼ一定の値とすることができる。
As described above, in the angular
そして、判定閾値についても、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1の値)によらず、ほぼ一定の値とすることができる。すなわち、従来に比べて、角速度値が大きくても判定閾値を小さくすることができる。これにより、横滑り防止の制御精度を向上することができる。 The determination threshold can also be set to a substantially constant value regardless of the magnitude of the angular velocity (the value of the signal Y1 of the first angular velocity sensor 20). That is, the determination threshold can be reduced even when the angular velocity value is large as compared with the conventional case. Thereby, the control precision of skid prevention can be improved.
(変形例)
図15に示すように、第1角速度センサ20の信号Y1に対する、角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の差分(Y2−Y1)の変化が非直線となる場合も、感度差及びオフセット差による検出値のずれを補正する考え方は上記第2実施形態と同じである。
(Modification)
As shown in FIG. 15, the change in the difference (Y2−Y1) between the signals Y1 and Y2 of the
例えば、上記同様、第2角速度センサ21の信号Y2から、差分値(Y2−Y1)を差し引くことで、感度差によるずれを補正してやればよい。
For example, similarly to the above, the difference due to the sensitivity difference may be corrected by subtracting the difference value (Y2−Y1) from the signal Y2 of the second
例えば図15では、複数の差分値(Y2−Y1)が多項式近似され、これにより、横軸を第1角速度センサ20の信号Y1、縦軸を角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の差分(Y2−Y1)として、差分値(Y2−Y1)が、第1角速度センサ20の信号Y1のn次関数(n≧2)として示されることとなる。例えば差分値(Y2−Y1)が2次関数の場合、次式のようになる。
(数7)Y2−Y1=g1・Y12+h1・Y1+j1
数式7において、g1及びh1が角速度センサ20,21の信号Y1,Y2の感度の差に相当する勾配データ、j1が角速度センサ20,21の信号Y1,Y2のオフセットの差に相当する切片である。これら、g1、h1、j1が、今回算出値である。上記近似と今回算出値の算出は、ROMに格納されたプログラムによって実行される。
For example, in FIG. 15, a plurality of difference values (Y2−Y1) are approximated by a polynomial, whereby the horizontal axis indicates the signal Y1 of the first
(Expression 7) Y2−Y1 = g1 · Y1 2 + h1 · Y1 + j1
In Equation 7, g1 and h1 are gradient data corresponding to the difference in sensitivity between the signals Y1 and Y2 of the
そして、現在補正値g0、h0、j0により、感度差及びオフセット差が補正された2つの角速度センサ20,21の検出値の差分の判定式は次式のようになる。
(数8)|{Y2−(g0・Y12+h0・Y1+j0)}−Y1|>判定閾値
このように、差分値(Y2−Y1)が非直線の場合にも、感度差及びオフセット差補正後の角速度センサ20,21の差分値を、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1の値)によらずほぼ一定の値とすることができる。そして、判定閾値についても、角速度の大きさ(第1角速度センサ20の信号Y1の値)によらず、ほぼ一定の値とすることができる。
Then, the determination formula of the difference between the detection values of the two
(Equation 8) | {Y2− (g0 · Y1 2 + h0 · Y1 + j0)} − Y1 |> Determination Threshold As described above, even when the difference value (Y2−Y1) is non-linear, the sensitivity difference and the offset difference are corrected. The difference value between the
なお、近似の方法としては、角速度センサ20の信号Y1に対する差分値(Y2−Y1)の変化から、適宜好ましいものを予め設定すれば良い。例えば多項式近似以外にも、指数近似などを用いることができる。
As an approximation method, a preferable one may be set in advance as appropriate from the change of the difference value (Y2−Y1) with respect to the signal Y1 of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、慣性力センサとして、角速度センサの例を示した。しかしながら、慣性力としての加速度を検出する加速度センサにも適用することができる。さらには、一対の角速度センサと一対の加速度センサを備える装置において、角速度センサ、加速度センサのそれぞれに適用することもできる。 In this embodiment, the example of the angular velocity sensor was shown as an inertial force sensor. However, the present invention can also be applied to an acceleration sensor that detects acceleration as an inertial force. Furthermore, in an apparatus including a pair of angular velocity sensors and a pair of acceleration sensors, the present invention can be applied to each of the angular velocity sensor and the acceleration sensor.
10・・・角速度センサ装置(慣性力センサ装置)
20・・・第1角速度センサ(第1慣性力センサ)
21・・・第2角速度センサ(第2慣性力センサ)
31・・・A/D変換部
32・・・オフセット補正部
33・・・補正値算出部
34・・・補正値設定部
35・・・比較診断部
38・・・オフセット差・感度差算出部
40・・・EEPROM(補正値記憶手段)
10 ... Angular velocity sensor device (Inertial force sensor device)
20 ... 1st angular velocity sensor (1st inertial force sensor)
21... Second angular velocity sensor (second inertial force sensor)
31 ... A /
Claims (5)
前記2つの慣性力センサの検出信号に応じた慣性力値であってオフセット補正後の慣性力値が入力されるとともに、オフセット補正された前記第1慣性力センサの慣性力値が、予め設定された車両に慣性力が作用するときに取り得る所定値となるごとに、入力された前記2つの慣性力センサの慣性力値の差分値ごとの検出回数を記憶する回数記憶手段と、
書き換え可能であって、基準値が記憶された不揮発性の補正値記憶手段と、
前記回数記憶手段から検出回数の最も多い差分値を抽出し、この抽出値が前記基準値と一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて、前記抽出値が前記基準値と一致しないと判定された場合、前記抽出値と前記基準値とを比較するとともに、前記抽出値と前記基準値との差が予め設定された第1規定値を超えるときには、故障であると判定する特性急変診断手段と、
前記判定手段にて、前記抽出値が前記基準値と一致しないと判定された場合、前記抽出値と予め設定された初期固定値とを比較するとともに、前記抽出値と前記初期固定値との差が予め設定された第2規定値を超えるときには、故障であると判定する経時変化診断手段と、
前記特性急変診断手段及び前記経時変化診断手段にて故障なしと判定されたときに、前記補正値記憶手段に記憶された基準値を、前記抽出値に書き換える更新手段と、
前記補正値記憶手段に記憶された基準値に基づいてオフセット補正後の前記2つの慣性力センサの慣性力値の感度差を補正するとともに、オフセット補正及び感度差補正された前記2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が所定の判定閾値を超えるとき、いずれか一方が故障であると判定する比較診断手段と、を備えることを特徴とする慣性力センサ装置。 A first inertial force sensor and a second inertial force sensor of the same configuration that are provided in a vehicle and output a detection signal corresponding to the inertial force;
The inertial force value corresponding to the detection signals of the two inertial force sensors and the inertial force value after offset correction is input, and the inertial force value of the first inertial force sensor that has been offset corrected is set in advance. A number-of-times storage means for storing the number of times of detection for each difference value of the inertial force values of the two inertial force sensors that are input each time a predetermined value is obtained when the inertial force acts on the vehicle;
Non-volatile correction value storage means that is rewritable and stores the reference value;
A determination unit that extracts a difference value having the largest number of detections from the number storage unit and determines whether or not the extracted value matches the reference value;
When the determination means determines that the extracted value does not match the reference value, the extracted value is compared with the reference value, and a difference between the extracted value and the reference value is preset. When the first specified value is exceeded, the characteristic sudden change diagnosis means for determining that there is a failure;
When the determination means determines that the extracted value does not match the reference value, the extracted value is compared with a preset initial fixed value, and the difference between the extracted value and the initial fixed value is compared. When the time exceeds a second predetermined value set in advance, a time-change diagnosis means for determining that a failure has occurred;
An update means for rewriting the reference value stored in the correction value storage means to the extracted value when it is determined that there is no failure in the characteristic sudden change diagnosis means and the temporal change diagnosis means;
Based on the reference value stored in the correction value storage means, the sensitivity difference between the inertial force values of the two inertial force sensors after offset correction is corrected, and the two inertial force sensors subjected to offset correction and sensitivity difference correction are corrected. The inertial force sensor device comprising: a comparison diagnosis unit that determines that one of the failure is a failure when a difference value between the inertial force values exceeds a predetermined determination threshold value.
前記2つの角速度センサの検出信号に応じた角速度値が入力され、該角速度値のオフセットを補正するオフセット補正手段と、
前記車両が停止中であることを判定する停車判定手段と、をさらに備え、
前記オフセット補正手段は、前記停車判定手段にて車両が停車中と判定されたときに入力された前記2つの角速度センサの角速度値に基づいて、前記2つの角速度センサの角速度値をそれぞれオフセット補正することを特徴とする請求項1に記載の慣性力センサ装置。 The two inertial force sensors are angular velocity sensors,
An offset correction unit that receives an angular velocity value corresponding to detection signals of the two angular velocity sensors and corrects an offset of the angular velocity value;
Stop determination means for determining that the vehicle is stopped, and
The offset correction means offset-corrects the angular velocity values of the two angular velocity sensors based on the angular velocity values of the two angular velocity sensors input when the vehicle determination unit determines that the vehicle is stopped. The inertial force sensor device according to claim 1.
前記補正値記憶手段には、前記所定値ごとに前記基準値が記憶されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の慣性力センサ装置。 The number-of-times storage means stores the number of detections for each difference value according to each predetermined value, with a plurality of the predetermined values.
The inertial force sensor device according to claim 1 or 2, wherein the reference value is stored for each of the predetermined values in the correction value storage means.
前記2つの慣性力センサから入力された前記検出信号に応じた慣性力値の差分値を記憶するとともに、前記差分値が記憶されるごとに、記憶された複数の前記差分値を、前記第1慣性力センサの慣性力値との関係において近似して近似線を算出し、この近似線に基づいて、補正算出値としての感度差補正の算出値及びオフセット差補正の算出値を求める補正値算出手段と、
書き換え可能であって、補正値としての感度差補正値及びオフセット差補正値が記憶された不揮発性の補正値記憶手段と、
前記補正算出値と、対応する前記補正値とが、それぞれ一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段にて、前記補正算出値が対応する前記補正値と一致しないと判定された場合、前記補正算出値と前記補正値との差が予め設定された対応する第1規定値を超えるときには、故障であると判定する特性急変診断手段と、
前記判定手段にて、前記補正算出値が前記補正値と一致しないと判定された場合、前記補正算出値と予め設定された補正の初期固定値とを比較するとともに、前記補正算出値と前記初期固定値との差が予め設定された対応する第2規定値を超えるときには、故障であると判定する経時変化診断手段と、
前記特性急変診断手段及び前記経時変化診断手段にて故障なしと判定されたときに、前記補正値記憶手段に記憶された補正値を、故障なしと判定された前記補正算出値に書き換える更新手段と、
前記補正値記憶手段に記憶された補正値に基づいて前記2つの慣性力センサの慣性力値のオフセット差及び感度差を補正するとともに、オフセット差補正及び感度差補正された前記2つの慣性力センサの慣性力値の差分値が所定の判定閾値を超えるとき、いずれか一方が故障であると判定する比較診断手段と、を備えることを特徴とする慣性力センサ装置。 A first inertial force sensor and a second inertial force sensor of the same configuration that are provided in a vehicle and output a detection signal corresponding to the inertial force;
A difference value between inertial force values corresponding to the detection signals input from the two inertial force sensors is stored, and each time the difference value is stored, a plurality of stored difference values are stored in the first difference value. Approximate an approximate line in relation to the inertial force value of the inertial force sensor, and based on the approximate line, calculate a correction value for calculating a sensitivity difference correction calculation value and an offset difference correction calculation value as a correction calculation value Means,
Non-volatile correction value storage means that is rewritable and stores sensitivity difference correction values and offset difference correction values as correction values;
Determination means for determining whether or not the correction calculation value and the corresponding correction value match each other;
When the determination means determines that the correction calculation value does not match the corresponding correction value, and the difference between the correction calculation value and the correction value exceeds a preset first predetermined value , Characteristic sudden change diagnostic means for determining that there is a failure,
When the determination means determines that the correction calculation value does not match the correction value, the correction calculation value is compared with a preset initial fixed value of correction, and the correction calculation value and the initial value are compared. When the difference from the fixed value exceeds the corresponding second predetermined value set in advance, the time-change diagnosis means for determining that there is a failure;
Updating means for rewriting the correction value stored in the correction value storage means to the correction calculated value determined as having no failure when it is determined that there is no failure in the characteristic sudden change diagnosis means and the temporal change diagnosis means; ,
Based on the correction value stored in the correction value storage means, the offset difference and sensitivity difference between the inertial force values of the two inertial force sensors are corrected, and the two inertial force sensors subjected to offset difference correction and sensitivity difference correction are corrected. The inertial force sensor device comprising: a comparison diagnosis unit that determines that one of the failure is a failure when a difference value between the inertial force values exceeds a predetermined determination threshold value.
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