JP6370261B2 - Inclination angle calculation device - Google Patents
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本発明は、加速度センサを用いて路面又は移動体の傾斜角を算出する傾斜角算出装置に関する。 The present invention relates to an inclination angle calculation device that calculates an inclination angle of a road surface or a moving body using an acceleration sensor.
従来、車両に搭載された加速度センサを用いて、水平面に対する路面の傾斜角(以下「路面勾配角」という。)又は路面に対する車両の前後方向の車体の傾斜角(以下「ピッチング角」という。)を算出する傾斜角算出装置が開発されている。路面勾配角の値は、例えば、ナビゲーション装置が車両の旋回角度及び現在位置を示す情報の補正に用いたり、姿勢制御装置が車両の坂道発進補助に用いたりする。ピッチング角の値は、例えば、光軸調整装置がヘッドライトの光軸調整に用いる。特許文献1には、車両の前後方向に沿う加速度の値を用いてピッチング角を算出する傾き検出装置と、この傾き検出装置を用いた光軸方向調整装置が開示されている。
Conventionally, using an acceleration sensor mounted on a vehicle, an inclination angle of a road surface with respect to a horizontal plane (hereinafter referred to as “road surface gradient angle”) or an inclination angle of a vehicle body in the longitudinal direction of the vehicle with respect to the road surface (hereinafter referred to as “pitching angle”). An inclination angle calculation device for calculating the angle has been developed. The value of the road surface gradient angle is used, for example, by the navigation device for correcting information indicating the turning angle and the current position of the vehicle, or by the attitude control device for assisting the vehicle in starting a hill. The value of the pitching angle is used, for example, by the optical axis adjustment device for adjusting the optical axis of the headlight.
車両の前後方向に沿う加速度を用いてピッチング角を算出する処理の一例について説明する。車両の前後方向に沿う加速度をGx、路面勾配角をθ1(以下、単位を特につけない場合の角度の単位はラジアン(rad)とする。)、ピッチング角をθ2、重力加速度をgとする。車両が停車した状態では、路面勾配角θ1とピッチング角θ2の合計値θ1+θ2は以下の式(1)で表される。
Gx=−g・sin(θ1+θ2) (1)
An example of processing for calculating the pitching angle using acceleration along the longitudinal direction of the vehicle will be described. The acceleration along the longitudinal direction of the vehicle is Gx, the road surface gradient angle is θ1 (hereinafter, the unit of the angle when no unit is specified is radians), the pitching angle is θ2, and the gravitational acceleration is g. When the vehicle is stopped, the total value θ1 + θ2 of the road surface gradient angle θ1 and the pitching angle θ2 is expressed by the following equation (1).
Gx = −g · sin (θ1 + θ2) (1)
θ1+θ2が微小角であれば、sin(θ1+θ2)≒θ1+θ2が成立し、式(1)は以下の式(2)で近似される。
Gx=−g(θ1+θ2) (2)
If θ1 + θ2 is a minute angle, sin (θ1 + θ2) ≈θ1 + θ2 is established, and equation (1) is approximated by the following equation (2).
Gx = −g (θ1 + θ2) (2)
通常、車両が停車している場合に路面勾配角θ1は変化しないため、以下の式(3)に示す如く−Gx/gの変化量がピッチング角θ2の変化量と等しくなる。
−ΔGx/g=Δθ2 (3)
Usually, when the vehicle is stopped, the road surface gradient angle θ1 does not change, so that the change amount of −Gx / g becomes equal to the change amount of the pitching angle θ2, as shown in the following equation (3).
-ΔGx / g = Δθ2 (3)
自車両への搭乗者の搭乗又は荷物の積載によりヘッドライトの光軸が1度上向くと、ヘッドライトの光が対向車の運転席に照射されて、対向車の運転者を眩惑する。このため、光軸調整装置は0.1度の精度でヘッドライトの光軸を調整することが求められる。傾斜角算出装置が0.1度の精度でピッチング角を算出するためには、加速度センサは10ミリメートル毎秒毎秒(mm/s2)、すなわち重力加速度をGとして数ミリG(mG)の精度で加速度を検知することが求められる。 When the optical axis of the headlight is raised once by the passenger riding on the host vehicle or loading the luggage, the light of the headlight is irradiated to the driver's seat of the oncoming vehicle, and the driver of the oncoming vehicle is dazzled. For this reason, the optical axis adjusting device is required to adjust the optical axis of the headlight with an accuracy of 0.1 degree. In order for the tilt angle calculation device to calculate the pitching angle with an accuracy of 0.1 degree, the acceleration sensor has an accuracy of several millimeters G (mG) with G being 10 millimeters per second (mm / s 2 ). It is required to detect acceleration.
一般に、加速度センサは温度に対して一部の特性値が変化する。車載用の傾斜角算出装置には通常安価な加速度センサを用いているため、温度に対する特性値の変化幅が大きい。例えば、加速度を印加していない状態におけるセンサ出力(以下「オフセット」という。)の値は、100〜1000mm/s2、すなわち10〜100mG程度の変化幅がある。したがって、数mGの精度で加速度を検知するためには、各温度におけるオフセットの値を補正して目標値に近づけることが重要である。また、感度などのオフセット以外の特性値も目標値に近づけるのが好適である。 In general, some characteristic values of an acceleration sensor change with temperature. Since an in-vehicle inclination angle calculation device usually uses an inexpensive acceleration sensor, the variation range of the characteristic value with respect to temperature is large. For example, the value of the sensor output (hereinafter referred to as “offset”) in a state where no acceleration is applied has a variation range of about 100 to 1000 mm / s 2 , that is, about 10 to 100 mG. Therefore, in order to detect the acceleration with an accuracy of several mG, it is important to correct the offset value at each temperature and bring it closer to the target value. In addition, it is preferable that the characteristic values other than the offset such as sensitivity are close to the target value.
特許文献2の荷重センサは、荷重センサの処理部に感度調整用のIC(Integrated Circuit)チップが集積されており、感度の温度特性を部品補償している。また、この処理部にオフセット及び温度ドリフトを調整するための補正回路を備えている。特許文献2の荷重センサは、基準室温と、基準室温よりも高い温度と、基準室温よりも低い温度との3つの温度を選択し、各温度条件にて、温度ドリフト調整電圧を処理部に任意の値で少なくとも2点印加することで、センサ出力の温度ドリフトを調整している。
In the load sensor of
特許文献2の荷重センサは、感度、オフセット及び温度ドリフトの補正に荷重センサの処理部を用いている。しかしながら、上述のように車載用の傾斜角算出装置は安価な加速度センサを用いているため、センサ内の処理部は回路素子の個数が制限されており、処理能力が低い。このため、特許文献2の技術を車載用の傾斜角算出装置に適用しても、補正の精度が低く、特性値を十分に目標値に近づけることができない。この結果、傾斜角の算出精度が低い課題があった。
The load sensor of
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、処理能力の低い加速度センサを用いて、加速度センサの特性値を高い精度で補正することができる傾斜角算出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an inclination angle calculation device capable of correcting a characteristic value of an acceleration sensor with high accuracy using an acceleration sensor with low processing capability. The purpose is to do.
本発明の傾斜角算出装置は、温度を検知する温度センサと、加速度を検知する加速度検知部と、第1温度、第1温度よりも低い第2温度及び第1温度よりも高い第3温度のうちのいずれか2つの温度における加速度検知部の特性値を含む1次補正式を用いて温度センサの検知温度における特性値を補正する第1特性値補正部と、を有する加速度センサと、加速度センサと別体に構成されており、第1温度、第2温度及び第3温度のうちの1次補正式と異なる温度における特性値を含む2次補正式を用いて検知温度における特性値を補正する第2特性値補正部と、第1特性値補正部及び第2特性値補正部が補正した特性値により補正された加速度の値を用いて、水平面に対する路面の傾斜角又は路面に対する加速度センサを設けた移動体の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、を備えるものである。 The tilt angle calculation apparatus of the present invention includes a temperature sensor that detects temperature, an acceleration detection unit that detects acceleration, a first temperature, a second temperature lower than the first temperature, and a third temperature higher than the first temperature. An acceleration sensor comprising: a first characteristic value correction unit that corrects a characteristic value at a detected temperature of the temperature sensor using a primary correction formula including a characteristic value of the acceleration detection unit at any two of the temperatures; and an acceleration sensor And the characteristic value at the detected temperature is corrected using a secondary correction formula including a characteristic value at a temperature different from the primary correction formula among the first temperature, the second temperature, and the third temperature. Using the acceleration value corrected by the second characteristic value correction unit and the characteristic value corrected by the first characteristic value correction unit and the second characteristic value correction unit, an inclination sensor of the road surface with respect to the horizontal plane or an acceleration sensor for the road surface is provided. Inclined moving body And the inclination angle calculation unit that calculates a are those comprising a.
本発明の傾斜角算出装置は、加速度センサの第1特性値補正部が1次補正式を用いて特性値を補正するとともに、加速度センサと別体に構成した第2特性値補正部が2次補正式を用いて特性値を補正する。これにより、加速度センサの処理負荷を低減し、処理能力の低い加速度センサを用いて高い精度で特性値を補正することができる。この結果、傾斜角の算出精度を向上することができる。 In the tilt angle calculation apparatus of the present invention, the first characteristic value correction unit of the acceleration sensor corrects the characteristic value using the primary correction formula, and the second characteristic value correction unit configured separately from the acceleration sensor has the secondary characteristic value. The characteristic value is corrected using a correction formula. As a result, the processing load of the acceleration sensor can be reduced, and the characteristic value can be corrected with high accuracy using an acceleration sensor with low processing capability. As a result, the calculation accuracy of the tilt angle can be improved.
実施の形態1.
図1は、傾斜角算出装置100のハードウェア構成を示す説明図である。図1に示す如く、傾斜角算出装置100は車両Aの車体に搭載されており、温度センサ1、加速度センサ2及びマイクロコントローラ(以下「マイコン」という。)3を有している。図2は、傾斜角算出装置100の要部を示すブロック図である。図1及び図2を参照して、実施の形態1の傾斜角算出装置100について説明する。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a hardware configuration of the tilt
温度センサ1は、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、サーミスタ又はサーマルダイオードなどで構成されており、加速度センサ2に隣接して配置されている。温度センサ1は、加速度センサ2の温度を検知するとともに、検知温度Tの値を加速度センサ2及びマイコン3に出力するものである。
The
加速度センサ2は、例えばMEMSで構成されており、加速度検知部21、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23を有している。
The
加速度検知部21は、車両Aの車体の前後方向に沿う第1軸の加速度Gxを検知するものである。また、加速度検知部21は、車両Aの車体の上下方向に沿う第2軸の加速度Gzを検知するものである。
The
第1特性値補正部22は、加速度センサ2に予め設定された1次補正式を用いて、温度センサ1の検知温度Tにおける加速度検知部21の特性値を補正するものである。第1特性値補正部22が補正する特性値は、温度に対して値が変化する特性値である。具体的には、例えば、加速度Gxの検知感度Sx、加速度Gzの検知感度Sz、加速度GxのオフセットOx及び加速度GzのオフセットOzである。
The first characteristic
第1加速度補正部23は、第1特性値補正部22が補正した後の検知感度S1x,S1z及びオフセットO1x,O1zの値を用いて、加速度検知部21が検知した加速度Gx,Gzの値を補正するものである。第1加速度補正部23は、補正した後の加速度G1x,G1zの値をマイコン3に出力するようになっている。
The first
マイコン3は、加速度センサ2と別体に構成されており、加速度センサ2の外部に設けられている。マイコン3は、第2特性値補正部31、第2加速度補正部32及び傾斜角算出部33を有している。
The microcomputer 3 is configured separately from the
第2特性値補正部31は、マイコン3に予め設定された2次補正式を用いて、温度センサ1の検知温度Tにおける加速度検知部21の特性値を補正するものである。第2特性値補正部31が補正する特性値は、温度に対して値が変化する特性値である。具体的には、例えば、加速度Gxの検知感度Sx、加速度Gzの検知感度Sz、加速度GxのオフセットOx及び加速度GzのオフセットOzである。
The second characteristic
第2加速度補正部32は、第2特性値補正部31が補正した後の検知感度S2x,S2z及びオフセットO2x,O2zの値を用いて、第1加速度補正部23が補正した後の値として出力した加速度G1x,G1zの値をさらに補正するものである。
The second
車両Aには、走行用の車輪の回転速度を検知する車輪速センサ10が搭載されている。また、車両Aには、車輪速センサ10が出力した速度信号を用いて、車両Aの走行速度Vを算出するECU(Electronic Control Unit)11が搭載されている。ECU11は、いわゆるCAN(Controller Area Network)規格又はLIN(Local Interconnect Network)規格などに基づく車載通信網を介して、算出した走行速度Vの値をマイコン3に送信するようになっている。
The vehicle A is equipped with a
傾斜角算出部33は、第2加速度補正部32が補正した後の加速度G2x,G2zの値と、ECUから受信した走行速度Vの値とを用いて、路面Bに対する車両Aの車体の傾斜角であるピッチング角θ2を算出するものである。傾斜角算出部33は、算出したピッチング角θ2の値を、車両Aに搭載された光軸調整装置12に出力するようになっている。
The inclination
温度センサ1、加速度センサ2及びマイコン3は、図示しない電子回路基板に実装されている。このようにして、傾斜角算出装置100が構成されている。
The
次に、1次補正式について説明する。
加速度センサ2の製造者は、第1温度TC、第1温度TCよりも低い第2温度TL及び第1温度TCよりも高い第3温度THの値を設定する。第1温度TCは、例えば、傾斜角算出装置100の使用環境における常温と同等の値である。第2温度TLは、例えば、加速度センサ2の動作保証温度の下限値と同等の値である。第3温度THは、例えば、加速度センサ2の動作保証温度の上限値と同等の値である。
Next, the primary correction formula will be described.
The manufacturer of the
一般に、加速度検知部21の検知感度Sは、入力値G1inに対する出力値をG1out、入力値G2inに対する出力値をG2outとすると、以下の式(4)で表される。
S=(G1out−G2out)/(G1in−G2in) (4)
In general, the detection sensitivity S of the
S = (G1out-G2out) / (G1in-G2in) (4)
加速度センサ2の製造者は、加速度センサ2を製造した後、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、第1温度TCにおける加速度Gxの検知感度SCx、加速度Gzの検知感度SCz、加速度GxのオフセットOCx及び加速度GzのオフセットOCzを測定する。また、加速度センサ2を低温槽に入れて、第2温度TLにおける加速度Gxの検知感度SLx、加速度Gzの検知感度SLz、加速度GxのオフセットOLx及び加速度GzのオフセットOLzを測定する。
The manufacturer of the
加速度センサ2の製造者は、第1温度TC、第2温度TL、検知感度SCx,SCz,SLx,SLz及びオフセットOCx,OCz,OLx,OLzの値を、加速度センサ2の図示しない記憶部に記憶させる。また、加速度センサ2の製造者は、以下の式(5)〜式(8)を1次補正式として加速度センサ2に設定する。式(5)〜式(8)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S1x=SCx+(SLx−SCx)×(T−TC)/(TL−TC) (5)
S1z=SCz+(SLz−SCz)×(T−TC)/(TL−TC) (6)
O1x=OCx+(OLx−OCx)×(T−TC)/(TL−TC) (7)
O1z=OCz+(OLz−OCz)×(T−TC)/(TL−TC) (8)
The manufacturer of the
S1x = SCx + (SLx−SCx) × (T−TC) / (TL−TC) (5)
S1z = SCz + (SLz−SCz) × (T−TC) / (TL−TC) (6)
O1x = OCx + (OLx−OCx) × (T−TC) / (TL−TC) (7)
O1z = OCz + (OLz−OCz) × (T−TC) / (TL−TC) (8)
次に、2次補正式について説明する。
傾斜角算出装置100の製造者は、温度センサ1、加速度センサ2及びマイコン3を電子回路基板に実装することで、傾斜角算出装置100を組み立てる。次いで、傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、第1温度TCにおける加速度Gxの検知感度SCx、加速度Gzの検知感度SCz、加速度GxのオフセットOCx及び加速度GzのオフセットOCzを測定する。また、傾斜角算出装置100を高温槽に入れて、第3温度THにおける加速度Gxの検知感度SHx、加速度Gzの検知感度SHz、加速度GxのオフセットOHx及び加速度GzのオフセットOHzを測定する。
Next, the secondary correction formula will be described.
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、第1温度TC、第3温度TH、検知感度SCx,SCz,SHx,SHz及びオフセットOCx,OCz,OHx,OHzの値を、マイコン3の図示しない記憶部に記憶させる。また、傾斜角算出装置100の製造者は、以下の式(9)〜式(12)を2次補正式としてマイコン3に設定する。式(9)〜式(12)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S2x=SCx+(SHx−SCx)×(T−TC)/(TH−TC) (9)
S2z=SCz+(SHz−SCz)×(T−TC)/(TH−TC) (10)
O2x=OCx+(OHx−OCx)×(T−TC)/(TH−TC) (11)
O2z=OCz+(OHz−OCz)×(T−TC)/(TH−TC) (12)
The manufacturer of the tilt
S2x = SCx + (SHx-SCx) * (T-TC) / (TH-TC) (9)
S2z = SCz + (SHz−SCz) × (T−TC) / (TH−TC) (10)
O2x = OCx + (OHx-OCx) * (T-TC) / (TH-TC) (11)
O2z = OCz + (OHz−OCz) × (T−TC) / (TH−TC) (12)
次に、図3のフローチャートを参照して、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23の動作について説明する。
まず、ステップST1にて、第1特性値補正部22は、温度センサ1から検知温度Tの値を取得する。また、ステップST2にて、第1加速度補正部23は、加速度検知部21が検知した加速度Gx,Gzの値を取得する。第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23は、加速度センサ2に電力が供給されている間、ステップST1,ST2の処理を所定の時間間隔(例えば0.1秒間隔)で繰り返す。
Next, operations of the first characteristic
First, in step ST <b> 1, the first characteristic
次いで、ステップST3にて、第1特性値補正部22は、式(5)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21の検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST4にて、第1特性値補正部22は、式(6)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21の検知感度Szを補正する。ステップST5にて、第1特性値補正部22は、式(7)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21のオフセットOxを補正する。ステップST6にて、第1特性値補正部22は、式(8)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21のオフセットOzを補正する。
Next, in step ST3, the first characteristic
次いで、ステップST7にて、第1加速度補正部23は、ステップST3〜ST6で第1特性値補正部22が補正した検知感度S1x,S1z及びオフセットO1x,O1zの値を用いて、ステップST2で取得した加速度Gx,Gzの値を補正する。このとき、第1加速度補正部23は、以下の式(13)及び式(14)を用いて加速度Gx,Gzの値を補正する。第1加速度補正部23は、補正前の加速度Gx,Gyを補正した後の加速度G1x,G1zの値をマイコン3に出力する。
G1x=(Gx−O1x)/S1x (13)
G1z=(Gz−O1z)/S1z (14)
Next, in step ST7, the first
G1x = (Gx−O1x) / S1x (13)
G1z = (Gz-O1z) / S1z (14)
次に、図4のフローチャートを参照して、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32の動作について説明する。
まず、ステップST11にて、第2特性値補正部31は、温度センサ1から検知温度Tの値を取得する。また、ステップST12にて、第2加速度補正部32は、第1加速度補正部23が出力した加速度G1x,G1zの値を取得する。第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32は、マイコン3に電力が供給されている間、ステップST11,ST12の処理を所定の時間間隔(例えば0.1秒間隔)で繰り返す。
Next, operations of the second characteristic
First, in step ST <b> 11, the second characteristic
次いで、ステップST13にて、第2特性値補正部31は、ステップST11で取得した検知温度Tが第1温度TC未満であるか否かを判定する。検知温度Tが第1温度TC以上である場合(ステップST13“NO”)、ステップST14にて、第2特性値補正部31は、式(9)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21の検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST15にて、第2特性値補正部31は、式(10)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21の検知感度Szを補正する。ステップST16にて、第2特性値補正部31は、式(11)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21のオフセットOxを補正する。ステップST17にて、第2特性値補正部31は、式(12)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける加速度検知部21のオフセットOzを補正する。
Next, in step ST13, the second characteristic
次いで、ステップST18にて、第2加速度補正部32は、ステップST14〜ST17で第2特性値補正部31が補正した検知感度S2x,S2z及びオフセットO2x,O2zの値を用いて、ステップST12で取得した加速度G1x,G1zの値を補正する。このとき、第2加速度補正部32は、以下の式(15)及び式(16)を用いて加速度Gx,Gzの値を補正する。
G2x=(G1x−O2x)/S2x (15)
G2z=(G1z−O2z)/S2z (16)
Next, in step ST18, the second
G2x = (G1x-O2x) / S2x (15)
G2z = (G1z-O2z) / S2z (16)
一方、検知温度Tが第1温度TC未満である場合(ステップST13“YES”)、第2特性値補正部31は、その旨を第2特性値補正部31に通知する。ステップST19にて、第2特性値補正部31は、以下の式(17)及び式(18)に示す如く、第1加速度補正部23が出力した加速度G1x,G1zの値を加速度G2x,G2zの値に設定する。
G2x=G1x (17)
G2z=G1z (18)
On the other hand, when the detected temperature T is lower than the first temperature TC (step ST13 “YES”), the second characteristic
G2x = G1x (17)
G2z = G1z (18)
次に、傾斜角算出部33がピッチング角θ2を算出する処理の一例について説明する。
傾斜角算出部33は、車両Aの走行速度Vの値を0と比較して、車両Aが停車しているか否かを判定する。車両Aが停車している場合、傾斜角算出部33は、第2加速度補正部32が補正した加速度G2x,G2zの値を用いて、路面勾配角θ1とピッチング角θ2との合計値θ1+θ2を算出する。このとき、傾斜角算出部33は、以下の式(19)又は式(20)を用いて合計値θ1+θ2を算出する。
θ1+θ2=sin−1(−G2x/g) (19)
θ1+θ2=cos−1(−G2z/g) (20)
Next, an example of processing in which the tilt
The inclination
θ1 + θ2 = sin −1 (−G2x / g) (19)
θ1 + θ2 = cos −1 (−G2z / g) (20)
一般に、車両Aが停車している場合、路面勾配角θ1は変化せずに一定である。傾斜角算出部33は、算出した合計値θ1+θ2から周知の手法にて停車前に算出して記憶済の一定値である路面勾配角θ1の値を減ずることでピッチング角θ2を算出する。傾斜角算出部33は、算出したピッチング角θ2の値を光軸調整装置12に出力する。
In general, when the vehicle A is stopped, the road surface gradient angle θ1 is constant without changing. The inclination
光軸調整装置12は、傾斜角算出部33が出力したピッチング角θ2の値を用いて、路面Bに対するヘッドライトの光軸角度を調整する。これにより、車両Aへの搭乗者の搭乗及び荷物の積載に関わらず、路面Bに対するヘッドライトの光軸角度を一定の角度に保つことができる。
The optical
次に、図5及び図6の特性図を参照して、1次補正式及び2次補正式を用いた補正の効果について説明する。
図5(a)は、温度に対する加速度検知部21の検知感度を示す特性図である。加速度検知部21は、検知感度の値が1に近いほど入力値と出力値が近くなり、理想的な状態となる。しかしながら、図5(a)に示す如く、加速度検知部21は温度が高くなるにつれて検知感度の値が次第に大きくなる特性を有しており、温度が高いほど検知感度の値が1から離れている。
Next, the effect of correction using the primary correction formula and the secondary correction formula will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS.
FIG. 5A is a characteristic diagram showing the detection sensitivity of the
図5(b)は、図5(а)に示す検知感度を式(5)及び式(6)の1次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(5)及び式(6)の1次補正式による補正は、図5(a)に示す第2温度TLにおける検知感度と第1温度TCにおける検知感度との間を一次関数で近似した直線Dの値を1に近づける補正である。1次補正式による補正の結果、図5(b)に示す如く、第2温度TL〜第1温度TCの温度領域に亘って検知感度の値が概ね1になる。 FIG. 5B is a characteristic diagram showing the detection sensitivity obtained by correcting the detection sensitivity shown in FIG. 5A by the primary correction formulas of the equations (5) and (6). The correction by the primary correction equation of the equations (5) and (6) is a straight line approximating a linear function between the detection sensitivity at the second temperature TL and the detection sensitivity at the first temperature TC shown in FIG. This is a correction to bring the value of D close to 1. As a result of the correction by the primary correction formula, the value of the detection sensitivity becomes approximately 1 over the temperature range from the second temperature TL to the first temperature TC as shown in FIG.
図5(c)は、図5(b)に示す検知感度を式(9)及び式(10)の2次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(9)及び式(10)の2次補正式による補正は、図5(b)に示す第1温度TCにおける検知感度と第3温度THにおける検知感度との間を一次関数で近似した直線Eの値を1に近づける補正である。2次補正式による補正の結果、図5(c)に示す如く、第1温度TC〜第3温度THの温度領域に亘って検知感度の値が概ね1になる。すなわち、1次補正式及び2次補正式による補正の結果、第2温度TL〜第3温度THの温度領域に亘って検知感度の値が概ね1になる。 FIG. 5C is a characteristic diagram showing the detection sensitivity obtained by correcting the detection sensitivity shown in FIG. 5B by the secondary correction formulas of the equations (9) and (10). The correction by the quadratic correction formulas of the equations (9) and (10) is a straight line approximating a linear function between the detection sensitivity at the first temperature TC and the detection sensitivity at the third temperature TH shown in FIG. This is a correction to bring the value of E close to 1. As a result of the correction by the secondary correction formula, as shown in FIG. 5C, the value of the detection sensitivity becomes approximately 1 over the temperature range from the first temperature TC to the third temperature TH. That is, as a result of the correction using the primary correction formula and the secondary correction formula, the value of the detection sensitivity is approximately 1 over the temperature range from the second temperature TL to the third temperature TH.
実施の形態1の傾斜角算出装置100は、まず、第1特性値補正部22が1次補正式を用いて検知感度Sx,Szを補正する。次いで、第1加速度補正部23が、第1特性値補正部22で補正した検知感度S1x,S1zを用いて、加速度検知部21で検知した加速度Gx,Gzを補正する。次いで、温度センサ1の検知温度Tが第1温度TC以上である場合、第2特性値補正部31が2次補正式を用いて検知感度Sx,Szを補正する。次いで、第2加速度補正部32が、第2特性値補正部31で補正した検知感度S1x,S1zを用いて、第1加速度補正部23で出力した加速度G1x,G1zをさらに補正する。この結果、最終的に傾斜角算出部33がピッチング角θ2の算出に用いる加速度G2x,G2zは、加速度検知部21の検知感度Sx,Szを図5(c)に示す検知感度に補正した状態の加速度と同等の値になる。
In the tilt
ここで、傾斜角算出装置100は、加速度センサ2の第1特性値補正部22が1次補正式による補正のみを実行する。また、1次補正式を用いて補正しきれない誤差成分は、マイコン3の第2特性値補正部31が2次補正式を用いて補正する。一般に、車載用の傾斜角算出装置100においては、加速度センサ2は価格を抑えるために処理能力が低い一方、マイコン3は傾斜角算出部33などの機能を実現するために加速度センサ2よりも高い処理能力を有している。2次補正式による補正をマイコン3で実行する構成により、特許文献2のように3つの温度における補正処理の全てをセンサ内で実行する構成と比較して、加速度センサ2の処理負荷を低減することができる。この結果、処理能力の低い安価な加速度センサ2を用いて、検知感度を高精度に補正することができる。
Here, in the tilt
図6(a)は、温度に対する加速度検知部21のオフセットを示す特性図である。加速度検知部21は、オフセットの値が0に近いほど入力値と出力値が近くなり、理想的な状態となる。しかしながら、図6(a)に示す如く、加速度検知部21は温度が高くなるにつれてオフセットの値が次第に大きくなる特性を有しており、温度が高いほどオフセットの値が0から離れている。
FIG. 6A is a characteristic diagram showing an offset of the
図6(b)は、図6(а)に示すオフセットを式(7)及び式(8)の1次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図6(c)は、図6(b)に示すオフセットを式(11)及び式(12)の2次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。1次補正式及び2次補正式によるオフセットの補正は、図5に示す検知感度の補正と同様であり、説明は省略する。傾斜角算出装置100は、処理能力の低い安価な加速度センサ2を用いて、オフセットを高精度に補正することができる。
FIG. 6B is a characteristic diagram showing the offset obtained by correcting the offset shown in FIG. 6A by the primary correction formulas of the equations (7) and (8). FIG. 6C is a characteristic diagram showing the offset obtained by correcting the offset shown in FIG. 6B by the secondary correction formulas of the equations (11) and (12). The offset correction by the primary correction formula and the secondary correction formula is the same as the correction of the detection sensitivity shown in FIG. The tilt
なお、車両Aが一定速度で走行している場合、傾斜角算出部33は、ピッチング角θ2に代えて、水平面Cに対する路面Bの傾斜角である路面勾配角θ1を算出する。一般に、車両Aが一定速度で走行している場合、ピッチング角θ2は変化せずに一定である。傾斜角算出部33は、算出した合計傾斜角θの値から一定値であるピッチング角θ2の値を減ずることで路面勾配角θ1を算出する。傾斜角算出部33は、算出した路面勾配角θ1の値を、車両Aに搭載された図示しないナビゲーション装置及び姿勢制御装置に出力する。ナビゲーション装置は、傾斜角算出部33が出力した路面勾配角θ1の値を、車両Aの旋回角度及び現在位置を示す情報の補正に用いる。姿勢制御装置は、傾斜角算出部33が出力した路面勾配角θ1の値を、車両Aの坂道発進補助に用いる。
When the vehicle A is traveling at a constant speed, the inclination
また、1次補正式は、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THのうちのいずれか2つの温度における特性値を用いて検知温度Tにおける特性値を補正するものであればよく、式(5)〜式(8)に限定されるものではない。また、2次補正式は、1次補正式と異なる温度における特性値を用いて、1次補正式により補正しきれない誤差成分を補正するものであれば良く、式(9)〜式(12)に限定されるものではない。 The primary correction equation may be any one that corrects the characteristic value at the detected temperature T using the characteristic value at any two of the first temperature TC, the second temperature TL, and the third temperature TH. The formulas (5) to (8) are not limited. The secondary correction equation may be any equation that corrects an error component that cannot be corrected by the primary correction equation using characteristic values at a temperature different from that of the primary correction equation. Equations (9) to (12) ) Is not limited to.
また、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THは、それぞれ1つの温度を示す値に限定されるものではない。第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THにそれぞれ複数の値を設定したものでも良い。または、それぞれ所定の幅を有する温度領域を示す値であっても良い。実施の形態1では、1次補正式及び2次補正式での近似を温度2点に対する特性値に基づく一次関数近似で説明したが、3点以上の温度に対する特性値に対し、最小二乗法を用いて決定した係数を用いることより近似誤差を改善することもできる。 Further, the first temperature TC, the second temperature TL, and the third temperature TH are not limited to values indicating one temperature, respectively. A plurality of values may be set for the first temperature TC, the second temperature TL, and the third temperature TH, respectively. Alternatively, it may be a value indicating a temperature region having a predetermined width. In the first embodiment, the approximation by the primary correction equation and the quadratic correction equation has been described by the linear function approximation based on the characteristic values for two temperatures. However, the least square method is applied to the characteristic values for three or more temperatures. The approximation error can also be improved by using the coefficient determined by use.
また、マイコン3は、複数個のマイコンで構成されたものであっても良い。例えば、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32が第1マイコンで構成され、傾斜角算出部33が第1マイコンと別体の第2マイコンで構成されたものであっても良い。少なくとも、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32を加速度センサ2と別体のマイコンで構成することで、処理能力の低い安価な加速度センサ2を用いて特性値を高精度に補正することができる。
The microcomputer 3 may be composed of a plurality of microcomputers. For example, the second characteristic
また、温度センサ1は、加速度センサ2と一体のMEMSにより構成されたものであっても良い。これにより、加速度センサ2の温度をより正確に検知することができる。
Further, the
また、加速度センサ2は2軸の加速度センサに限定されるものではない。車両Aの車体の前後方向に沿う第1軸の加速度Gx及び上下方向に沿う第2軸の加速度Gzに加えて、左右方向に沿う第3軸の加速度Gyを検知する3軸の加速度センサであっても良い。この場合、第1特性値補正部22及び第2特性値補正部31は、3軸のそれぞれにおける特性値を補正する。
The
また、第1特性値補正部22及び第2特性値補正部31が補正する特性値は、温度に対して値が変化するものであれば良く、検知感度及びオフセットに限定されるものではない。補正対象の特性値は、例えば、加速度検知部21の入力に対する出力の遅延時間(いわゆる「遅延特性」)の値であっても良い。または、加速度検知部21は一般に周波数に対する出力値の特性(いわゆる「周波数特性」)がローパスフィルタと同様な特性を有するものであり、このローパスフィルタの遮断周波数の値であっても良い。
In addition, the characteristic values corrected by the first characteristic
また、傾斜角算出装置100を搭載する移動体は、車両Aに限定されるものではない。路面勾配角θ1又はピッチング角θ2を制御に用いるものであれば、車両、鉄道又は航空機等を含む如何なる移動体に搭載されたものであっても良い。
In addition, the moving body on which the tilt
以上のように、実施の形態1の傾斜角算出装置100は、温度を検知する温度センサ1と、加速度Gx,Gzを検知する加速度検知部21と、第1温度TC、第1温度TCよりも低い第2温度TL及び第1温度TCよりも高い第3温度THのうちのいずれか2つの温度における加速度検知部21の特性値を含む1次補正式を用いて温度センサ1の検知温度Tにおける特性値を補正する第1特性値補正部22と、を有する加速度センサ2と、加速度センサ2と別体に構成されており、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THのうちの1次補正式と異なる温度における特性値を含む2次補正式を用いて検知温度Tにおける特性値を補正する第2特性値補正部31と、第1特性値補正部22及び第2特性値補正部31が補正した特性値により補正された加速度G2x,G2zの値を用いて、水平面Cに対する路面Bの傾斜角(路面勾配角θ1)又は路面Bに対する加速度センサ2を搭載した車両Aの傾斜角(ピッチング角θ2)を算出する傾斜角算出部33とを備える。加速度センサ2では1次補正式による補正のみを行い、2次補正式による補正は加速度センサ2の外部で実行することで、処理能力の低い安価な加速度センサ2を用いて、特性値を高精度に補正することができる。この結果、路面勾配角θ1及びピッチング角θ2の算出精度を向上することができる。
As described above, the tilt
また、第2特性値補正部31は、加速度センサ2の外部に設けたマイコン3により構成されている。一般に、傾斜角算出装置100のマイコン3は、傾斜角算出部33などの機能を実現するために高い処理能力を有している。第2特性値補正部31をマイコン3に設けることで、複雑な2次補正式を用いた補正を行うことができる。
Further, the second characteristic
また、第2温度TLの値は、加速度センサ2の動作保証温度の下限値に設定し、第3温度THの値は、加速度センサ2の動作保証温度の上限値に設定している。これにより、加速度センサ2の動作保証温度のほぼ全域に亘って加速度検知部21の特性値を補正することができる。
Further, the value of the second temperature TL is set to the lower limit value of the operation guarantee temperature of the
一般に、第2温度TLにおける特性値の測定は、密閉した低温槽内で行われる。検査対象物を交換する際、低温槽の開閉により空気中の湿気が低温槽内に流入し、槽内に結露が発生するため、一定の開閉回数ごとに設備メンテナンスの時間が必要となる。このため、1度の開閉で測定できる対象物の個数が少ない場合には、1個あたりのメンテナンス費用の割合が増加する。加速度センサ2単体の状態では、サイズが小さく低温槽内での特性値測定を1度で行える個数が多い一方、傾斜角算出装置100を組み立てた状態では、サイズが大きく低温槽内で1度に測定できる個数が制限される。1次補正式は、第1温度TC及び第2温度TLにおける特性値を含み、2次補正式は、第1温度TC及び第3温度THにおける特性値を含む構成とすることで、特性値の測定を加速度センサ2単体の状態で行うことができる。この結果、1度に特性値を測定できる個数を増やすことで、メンテナンス回数を減らし、傾斜角算出装置100の製造コストを低減することができる。
In general, the measurement of the characteristic value at the second temperature TL is performed in a closed low-temperature bath. When the inspection object is exchanged, moisture in the air flows into the low-temperature tank due to opening and closing of the low-temperature tank, and condensation occurs in the tank, so that equipment maintenance time is required every certain number of times of opening and closing. For this reason, when the number of objects that can be measured by one opening and closing is small, the ratio of maintenance cost per piece increases. In the state of the
また、特性値は、加速度検知部21のオフセット、検知感度、遅延特性及び遮断周波数のうちの少なくとも1つの値である。温度に対して変化する特性値であれば、如何なる特性値を補正するものであっても、路面勾配角θ1及びピッチング角θ2の算出精度を向上することができる。
The characteristic value is at least one of the offset, detection sensitivity, delay characteristic, and cutoff frequency of the
また、温度センサ1は、加速度センサ2と一体に構成している。これにより、加速度センサ2の温度をより正確に検知することができる。
The
また、1次補正式は、2つの温度における特性値間を一次関数で近似した直線Dの値を一定値に近づける式である。これにより、第1特性値補正部22は簡単な一次関数の1次補正式を用いて特性値を補正することができ、加速度センサ2の処理負荷をさらに低減することができる。
Further, the primary correction formula is a formula that approximates the value of the straight line D obtained by approximating the characteristic values at two temperatures with a linear function to a constant value. As a result, the first characteristic
実施の形態2.
実施の形態2では、実施の形態1と異なる2次補正式を設定した傾斜角算出装置100について説明する。なお、実施の形態2に係る傾斜角算出装置100のハードウェア構成及び要部は実施の形態1と同様であるため、図1及び図2を援用して説明する。また、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23の動作は実施の形態1と同様であるため、図3を援用して説明する。
In the second embodiment, an inclination
まず、2次補正式について説明する。
傾斜角算出装置100の製造者は、温度センサ1、加速度センサ2及びマイコン3を電子回路基板に実装することで、傾斜角算出装置100を組み立てる。次いで、傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、第1温度TCにおける検知感度SCx,SCz及びオフセットOCx,OCzを測定する。また、傾斜角算出装置100を高温槽に入れて、第3温度THにおける検知感度SHx,SHz及びオフセットOHx,OHzを測定する。
First, the secondary correction formula will be described.
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、第1温度TC、第2温度TL、第3温度TH、検知感度SCx,SCz,SHx,SHz及びオフセットOCx,OCz,OHx,OHzの値をマイコン3の記憶部に記憶させる。また、傾斜角算出装置100の製造者は、以下の式(21)〜式(24)を2次補正式としてマイコン3に設定する。式(21)〜式(24)は、いずれも温度Tの二次関数として表された式である。
S2x=SCx+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)
/(TH−TC)×(SHx−SCx) (21)
S2z=SCz+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)
/(TH−TC)×(SHz−SCz) (22)
O2x=OCx+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)
/(TH−TC)×(OHx−OCx) (23)
O2z=OCz+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)
/(TH−TC)×(OHz−OCz) (24)
The manufacturer of the tilt
S2x = SCx + (T−TL) × (T−TC) / (TH−TL)
/ (TH-TC) × (SHx-SCx) (21)
S2z = SCz + (T−TL) × (T−TC) / (TH−TL)
/ (TH-TC) × (SHz-SCz) (22)
O2x = OCx + (T-TL) * (T-TC) / (TH-TL)
/ (TH-TC) × (OHx-OCx) (23)
O2z = OCz + (T−TL) × (T−TC) / (TH−TL)
/ (TH-TC) × (OHz-OCz) (24)
次に、図7のフローチャートを参照して、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32の動作について説明する。なお、図7において、図4に示す実施の形態1のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the second characteristic
まず、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST11,ST12の処理を実行する。
First, the second characteristic
次いで、ステップST21にて、第2特性値補正部31は、式(21)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST22にて、第2特性値補正部31は、式(22)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。ステップST23にて、第2特性値補正部31は、式(23)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。ステップST24にて、第2特性値補正部31は、式(24)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。
Next, in step ST21, the second characteristic
次いで、第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST18の処理を実行する。
Next, the second
次に、図8及び図9の特性図を参照して、1次補正式及び2次補正式を用いた補正の効果について説明する。
図8(a)は、温度に対する加速度検知部21の検知感度を示す特性図である。図8(b)は、図8(а)に示す検知感度を式(5)及び式(6)の1次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。実施の形態1で説明したとおり、式(5)及び式(6)の1次補正式による補正は直線Dの値を1に近づける補正である。
Next, the effect of correction using the primary correction formula and the secondary correction formula will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS.
FIG. 8A is a characteristic diagram showing the detection sensitivity of the
図8(c)は、図8(b)に示す検知感度を式(21)及び式(22)の2次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(21)及び式(22)の2次補正式による補正は、図8(b)に示す検知感度の特性線に沿う二次関数の曲線Fの値を1に近づける補正である。1次補正式及び2次補正式による補正の結果、図8(c)に示す如く、第2温度TL〜第3温度THの温度領域に亘って検知感度の値が概ね1になる。 FIG. 8C is a characteristic diagram showing the detection sensitivity obtained by correcting the detection sensitivity shown in FIG. 8B by the secondary correction equations of the equations (21) and (22). The correction based on the quadratic correction formulas of Expression (21) and Expression (22) is correction that brings the value of the curve F of the quadratic function along the detection sensitivity characteristic line shown in FIG. As a result of the correction by the primary correction formula and the secondary correction formula, the value of the detection sensitivity becomes approximately 1 over the temperature range from the second temperature TL to the third temperature TH as shown in FIG.
図9(a)は、温度に対する加速度検知部21のオフセットを示す特性図である。図9(b)は、図9(а)に示すオフセットを式(7)及び式(8)の1次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図9(c)は、図9(b)に示すオフセットを式(23)及び式(24)の2次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図9に示すオフセットの特性は図8に示す検知感度の特性と同様であり、説明は省略する。
FIG. 9A is a characteristic diagram showing an offset of the
図8(c)及び図9(c)に示す特性線は、図5(c)及び図6(c)に示す特性線よりもさらに1に近づいている。すなわち、式(21)〜式(24)に示す二次関数の2次補正式を用いることで、一次関数の2次補正式を用いた構成よりもさらに高い精度で特性値を補正することができる。 The characteristic lines shown in FIGS. 8C and 9C are closer to 1 than the characteristic lines shown in FIGS. 5C and 6C. That is, by using the quadratic correction equation of the quadratic function shown in equations (21) to (24), the characteristic value can be corrected with higher accuracy than the configuration using the quadratic correction equation of the linear function. it can.
以上のように、実施の形態2の傾斜角算出装置100は、第1温度の値をTC、第1温度における特性値をXC、第2温度の値をTL、第2温度における特性値をXL、第3温度の値をTH、第3温度における特性値をXH、検知温度の値をT、第1特性値補正部22による補正後の特性値をX1、第2特性値補正部31による補正後の特性値をX2として、1次補正式は式X1=XC+(XL−XC)×(T−TC)/(TL−TC)であり、2次補正式は式X2=XC+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)/(TH−TC)×(XH−XC)である。式(21)〜式(24)に示す二次関数の2次補正式を用いることで、一次関数の2次補正式を用いた構成よりもさらに高い精度で特性値を補正することができる。
As described above, the tilt
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態2と同様の1次補正式及び2次補正式を設定し、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THの値を特定した傾斜角算出装置100について説明する。なお、実施の形態3に係る傾斜角算出装置100のハードウェア構成及び要部は実施の形態1と同様であるため、図1及び図2を援用して説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, the same primary correction equation and secondary correction equation as in the second embodiment are set, and the inclination
加速度センサ2は、実施の形態2と同様の式(5)〜式(8)が1次補正式に設定されている。マイコン3は、実施の形態2と同様の式(21)〜式(24)が2次補正式に設定されている。
In the
実施の形態3の傾斜角算出装置100は、第1温度TCの値が24℃、第2温度TLの値が−40℃、第3温度THの値が88℃に設定されている。1次補正式である式(5)〜式(8)は、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THの値を代入すると、以下の式(25)〜式(28)で表される。
S1x=SCx+(SLx−SCx)×(T−24)/64 (25)
S1z=SCz+(SLz−SCz)×(T−24)/64 (26)
O1x=OCx+(OLx−OCx)×(T−24)/64 (27)
O1z=OCz+(OLz−OCz)×(T−24)/64 (28)
In the inclination
S1x = SCx + (SLx−SCx) × (T−24) / 64 (25)
S1z = SCz + (SLz−SCz) × (T−24) / 64 (26)
O1x = OCx + (OLx−OCx) × (T−24) / 64 (27)
O1z = OCz + (OLz−OCz) × (T−24) / 64 (28)
同様に、2次補正式である式(21)〜式(24)は、第1温度TC、第2温度TL及び第3温度THの値を代入すると、以下の式(29)〜式(32)で表される。
S2x=SCx+(T+40)×(T−24)/128/64
×(SHx−SCx) (29)
S2z=SCz+(T+40)×(T−24)/128/64
×(SHz−SCz) (30)
O2x=OCx+(T+40)×(T−24)/128/64
×(OHx−OCx) (31)
O2z=OCz+(T+40)×(T−24)/128/64
×(OHz−OCz) (32)
Similarly, equations (21) to (24), which are secondary correction equations, are substituted into the following equations (29) to (32) when the values of the first temperature TC, the second temperature TL, and the third temperature TH are substituted. ).
S2x = SCx + (T + 40) × (T−24) / 128/64
× (SHx-SCx) (29)
S2z = SCz + (T + 40) × (T−24) / 128/64
× (SHz-SCz) (30)
O2x = OCx + (T + 40) × (T−24) / 128/64
× (OHx-OCx) (31)
O2z = OCz + (T + 40) × (T−24) / 128/64
× (OHz-OCz) (32)
次に、図10のフローチャートを参照して、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23の動作について説明する。なお、図10において、図3に示す実施の形態1のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the first characteristic
まず、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23は、実施の形態1と同様のステップST1,ST2の処理を実行する。
First, the first characteristic
次いで、ステップST31にて、第1特性値補正部22は、式(25)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。このとき、第1特性値補正部22は、以下の式(25a)〜式(25c)を順次演算することで式(25)を演算する。
S’x=(SLx−SCx)×(T−24) (25a)
S”x=bitshift(S’x,−6) (25b)
S1x=SCx+S”x (25c)
Next, in step ST31, the first characteristic
S′x = (SLx−SCx) × (T−24) (25a)
S ″ x = bitshift (S′x, −6) (25b)
S1x = SCx + S ″ x (25c)
同様に、ステップST32にて、第1特性値補正部22は、式(26)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。このとき、第1特性値補正部22は、以下の式(26a)〜式(26c)を順次演算することで式(26)を演算する。
S’z=(SLz−SCz)×(T−24) (26a)
S”z=bitshift(S’z,−6) (26b)
S1z=SCz+S”z (26c)
Similarly, in step ST32, the first characteristic
S′z = (SLz−SCz) × (T−24) (26a)
S ″ z = bitshift (S′z, −6) (26b)
S1z = SCz + S ″ z (26c)
また、ステップST33にて、第1特性値補正部22は、式(27)の1次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。このとき、第1特性値補正部22は、以下の式(27a)〜式(27c)を順次演算することで式(27)を演算する。
O’x=(OLx−OCx)×(T−24) (27a)
O”x=bitshift(O’x,−6) (27b)
O1x=OCx+O”x (27c)
In Step ST33, the first characteristic
O′x = (OLx−OCx) × (T−24) (27a)
O ″ x = bitshift (O′x, −6) (27b)
O1x = OCx + O ″ x (27c)
また、ステップST34にて、第1特性値補正部22は、式(28)の1次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。このとき、第1特性値補正部22は、以下の式(28a)〜式(28c)を順次演算することで式(28)を演算する。
O’z=(OLz−OCz)×(T−24) (28a)
O”z=bitshift(O’z,−6) (28b)
O1z=OCz+O”z (28c)
In step ST <b> 34, the first characteristic
O′z = (OLz−OCz) × (T−24) (28a)
O ″ z = bitshift (O′z, −6) (28b)
O1z = OCz + O ″ z (28c)
次いで、第1加速度補正部23は、実施の形態1と同様のステップST7の処理を実行する。
Next, the first
式(25)〜式(28)は、いずれも分母が2のN乗(Nは自然数)である。このため、第1特性値補正部22は、式(25a)〜式(25c)、式(26a)〜式(26c)、式(27a)〜式(27c)及び式(28a)〜式(28c)に示す如く、ビットシフトを用いて式(25)〜式(28)を演算することができる。すなわち、第1特性値補正部22は割り算の演算が不要であり、加速度センサ2の処理負荷をさらに低減することができる。
In all of Expressions (25) to (28), the denominator is 2 to the Nth power (N is a natural number). For this reason, the first characteristic
次に、図11のフローチャートを参照して、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32の動作について説明する。なお、図11において、図4に示す実施の形態1のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the second characteristic
まず、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST11,ST12の処理を実行する。
First, the second characteristic
次いで、ステップST41にて、第2特性値補正部31は、式(29)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。このとき、第2特性値補正部31は、以下の式(29a)〜式(29c)を順次演算することで式(29)を演算する。
S’x=(T+40)×(T−24)×(SHx−SCx) (29a)
S”x=bitshift(S’x,−13) (29b)
S2x=SCx+S”x (29c)
Next, in step ST41, the second characteristic
S′x = (T + 40) × (T−24) × (SHx−SCx) (29a)
S ″ x = bitshift (S′x, −13) (29b)
S2x = SCx + S ″ x (29c)
同様に、ステップST42にて、第2特性値補正部31は、式(30)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。このとき、第2特性値補正部31は、以下の式(30a)〜式(30c)を順次演算することで式(30)を演算する。
S’z=(T+40)×(T−24)×(SHz−SCz) (30a)
S”z=bitshift(S’z,−13) (30b)
S2z=SCz+S”z (30c)
Similarly, in step ST42, the second characteristic
S′z = (T + 40) × (T−24) × (SHz−SCz) (30a)
S ″ z = bitshift (S′z, −13) (30b)
S2z = SCz + S ″ z (30c)
また、ステップST43にて、第2特性値補正部31は、式(31)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。このとき、第2特性値補正部31は、以下の式(31a)〜式(31c)を順次演算することで式(31)を演算する。
O’x=(T+40)×(T−24)×(OHx−OCx) (31a)
O”x=bitshift(O’x,−13) (31b)
O2x=OCx+O”x (31c)
In Step ST43, the second characteristic
O′x = (T + 40) × (T−24) × (OHx−OCx) (31a)
O ″ x = bitshift (O′x, −13) (31b)
O2x = OCx + O ″ x (31c)
また、ステップST44にて、第2特性値補正部31は、式(32)の1次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。このとき、第2特性値補正部31は、以下の式(32a)〜式(32c)を順次演算することで式(32)を演算する。
O’z=(T+40)×(T−24)×(OHz−OCz) (32a)
O”z=bitshift(O’z,−13) (32b)
O2z=OCz+O”z (32c)
In step ST44, the second characteristic
O′z = (T + 40) × (T−24) × (OHz−OCz) (32a)
O ″ z = bitshift (O′z, −13) (32b)
O2z = OCz + O ″ z (32c)
次いで、第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST18の処理を実行する。
Next, the second
式(29)〜式(32)は、いずれも分母が2のN乗(Nは自然数)である。このため、第2特性値補正部31は、式(29a)〜式(29c)、式(30a)〜式(30c)、式(31a)〜式(31c)及び式(32a)〜式(32c)に示す如く、ビットシフトを用いて式(29)〜式(32)を演算することができる。すなわち、第2特性値補正部31は割り算の演算が不要であり、マイコン3の処理負荷を低減することができる。
In all of the equations (29) to (32), the denominator is 2 to the Nth power (N is a natural number). For this reason, the second characteristic
以上のように、実施の形態3の傾斜角算出装置100は、第1温度TCの値は摂氏24度に設定し、第2温度TLの値は摂氏マイナス40度に設定し、第3温度THの値は摂氏88度に設定している。これにより、第1特性値補正部22は割り算の演算が不要であり、加速度センサ2の処理負荷をさらに低減することができる。また、第2特性値補正部31も割り算の演算が不要であり、マイコン3の処理負荷を低減することができる。
As described above, the tilt
実施の形態4.
実施の形態4では、実施の形態1〜3と異なる1次補正式及び2次補正式を設定した傾斜角算出装置100について説明する。なお、実施の形態4に係る傾斜角算出装置100のハードウェア構成及び要部は実施の形態1と同様であるため、図1及び図2を援用して説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, an inclination
まず、1次補正式について説明する。
加速度センサ2の製造者は、加速度センサ2を製造した後、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、加速度センサ2を低温槽に入れて、第2温度TLにおける検知感度SLx,SLz及びオフセットOLx,OLzを測定する。また、加速度センサ2を高温槽に入れて、第3温度THにおける検知感度SHx,SHz及びオフセットOHx,OHzを測定する。
First, the primary correction formula will be described.
The manufacturer of the
加速度センサ2の製造者は、第2温度TL、第3温度TH、検知感度SLx,SLz,SHx,SHz及びオフセットOLx,OLz,OHx,OHzの値を加速度センサ2の記憶部に記憶させる。また、加速度センサ2の製造者は、以下の式(33)〜式(36)を1次補正式として加速度センサ2に設定する。式(33)〜式(36)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S1x=SHx+(SLx−SHx)×(T−TH)/(TL−TH) (33)
S1z=SHz+(SLz−SHz)×(T−TH)/(TL−TH) (34)
O1x=OHx+(OLx−OHx)×(T−TH)/(TL−TH) (35)
O1z=OHz+(OLz−OHz)×(T−TH)/(TL−TH) (36)
The manufacturer of the
S1x = SHx + (SLx−SHx) × (T−TH) / (TL−TH) (33)
S1z = SHz + (SLz−SHz) × (T−TH) / (TL−TH) (34)
O1x = OHx + (OLx−OHx) × (T−TH) / (TL−TH) (35)
O1z = OHz + (OLz−OHz) × (T−TH) / (TL−TH) (36)
次に、2次補正式について説明する。
傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値の目標値を設定する。例えば、検知感度Sx,Szの目標値SOx,SOzは1であり、オフセットOx,Ozの目標値OOx,OOzは0である。
Next, the secondary correction formula will be described.
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、温度センサ1、加速度センサ2及びマイコン3を電子回路基板に実装することで、傾斜角算出装置100を組み立てる。次いで、傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、第1温度TCにおける検知感度SCx,SCz及びオフセットOCx,OCzを測定する。
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、目標値SOx,SOz,OOx,OOz、第1温度TC、第2温度TL、第3温度TH、検知感度SCx,SCz及びオフセットOCx,OCzの値をマイコン3の記憶部に記憶させる。また、傾斜角算出装置100の製造者は、以下の式(37)〜式(40)を2次補正式としてマイコン3に設定する。式(37)〜式(40)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S2x=SOx+(SCx−SOx)×(T−TH)/(TC−TH) (37)
S2z=SOz+(SCz−SOz)×(T−TH)/(TC−TH) (38)
O2x=OOx+(OCx−OOx)×(T−TH)/(TC−TH) (39)
O2z=OOz+(OCz−OOz)×(T−TH)/(TC−TH) (40)
The manufacturer of the tilt
S2x = SOx + (SCx−SOx) × (T−TH) / (TC−TH) (37)
S2z = SOz + (SCz−SOz) × (T−TH) / (TC−TH) (38)
O2x = OOx + (OCx−OOx) × (T−TH) / (TC−TH) (39)
O2z = OOz + (OCz-OOz) * (T-TH) / (TC-TH) (40)
さらに、傾斜角算出装置100の製造者は、以下の式(41)〜式(44)を2次補正式としてマイコン3に設定する。式(41)〜式(44)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S2x=SOx+(SCx−SOx)×(T−TL)/(TC−TL) (41)
S2z=SOz+(SCz−SOz)×(T−TL)/(TC−TL) (42)
O2x=OOx+(OCx−OOx)×(T−TL)/(TC−TL) (43)
O2z=OOz+(OCz−OOz)×(T−TL)/(TC−TL) (44)
Furthermore, the manufacturer of the tilt
S2x = SOx + (SCx−SOx) × (T−TL) / (TC−TL) (41)
S2z = SOz + (SCz−SOz) × (T−TL) / (TC−TL) (42)
O2x = OOx + (OCx-OOx) * (T-TL) / (TC-TL) (43)
O2z = OOz + (OCz−OOz) × (T−TL) / (TC−TL) (44)
次に、図12のフローチャートを参照して、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23の動作について説明する。なお、図12において、図3に示す実施の形態1のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the first characteristic
まず、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23は、実施の形態1と同様のステップST1,ST2の処理を実行する。
First, the first characteristic
次いで、ステップST51にて、第1特性値補正部22は、式(33)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST52にて、第1特性値補正部22は、式(34)の1次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。ステップST53にて、第1特性値補正部22は、式(35)の1次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。ステップST54にて、第1特性値補正部22は、式(36)の1次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。
Next, in step ST51, the first characteristic
次いで、第1加速度補正部23は、実施の形態1と同様のステップST7の処理を実行する。
Next, the first
次に、図13のフローチャートを参照して、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32の動作について説明する。なお、図13において、図4に示す実施の形態1のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the second characteristic
まず、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST11〜ST13の処理を実行する。
First, the second characteristic
検知温度Tが第1温度TC以上である場合(ステップST13“NO”)、ステップST61にて、第2特性値補正部31は、式(37)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST62にて、第2特性値補正部31は、式(38)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。ステップST63にて、第2特性値補正部31は、式(39)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。ステップST64にて、第2特性値補正部31は、式(40)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。
When the detected temperature T is equal to or higher than the first temperature TC (step ST13 “NO”), in step ST61, the second characteristic
一方、検知温度Tが第1温度TC未満である場合(ステップST13“YES”)、ステップST65にて、第2特性値補正部31は、式(41)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST66にて、第2特性値補正部31は、式(42)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。ステップST67にて、第2特性値補正部31は、式(43)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。ステップST68にて、第2特性値補正部31は、式(44)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。
On the other hand, when the detected temperature T is lower than the first temperature TC (step ST13 “YES”), in step ST65, the second characteristic
ステップST64又はステップST68に次いで、第2加速度補正部32は、実施の形態1と同様のステップST18の処理を実行する。
Subsequent to step ST64 or step ST68, the second
次に、図14及び図15の特性図を参照して、1次補正式及び2次補正式を用いた補正の効果について説明する。
図14(a)は、温度に対する加速度検知部21の検知感度を示す特性図である。図14(b)は、図14(а)に示す検知感度を式(33)及び式(34)の1次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(33)及び式(34)の1次補正式による補正は、図14(a)に示す第2温度TLにおける検知感度と第3温度THにおける検知感度との間を一次関数で近似した直線Gの値を、目標値である1に近づける補正である。
Next, the effect of correction using the primary correction formula and the secondary correction formula will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS.
FIG. 14A is a characteristic diagram showing the detection sensitivity of the
図14(c)は、図14(b)に示す検知感度を式(37)及び式(38)の2次補正式又は式(41)及び式(42)の2次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(37)及び式(38)の2次補正式による補正は、図14(b)に示す第2温度TLにおける検知感度と第1温度TCにおける検知感度との間を一次関数で近似した直線Hの値を、目標値である1に近づける補正である。一方、式(41)及び式(42)の2次補正式による補正は、図14(b)に示す第1温度TCにおける検知感度と第3温度THにおける検知感度との間を一次関数で近似した直線Iの値を、目標値である1に近づける補正である。すなわち、式(37)〜式(44)の2次補正式による補正は、互いに交差する2本の直線H,Iの値を1に近づける折れ線補正である。1次補正式及び2次補正式による補正の結果、第2温度TL〜第3温度THの温度領域に亘って、検知感度の値が目標値である1と同等の値になる。 FIG. 14 (c) shows a detection in which the detection sensitivity shown in FIG. 14 (b) is corrected by the secondary correction formula of formula (37) and formula (38) or the secondary correction formula of formula (41) and formula (42). It is a characteristic view which shows a sensitivity. The correction by the quadratic correction formulas of Expression (37) and Expression (38) is a straight line that approximates the detection sensitivity at the second temperature TL and the detection sensitivity at the first temperature TC with a linear function shown in FIG. This is a correction that brings the value of H close to the target value of 1. On the other hand, the correction by the quadratic correction formulas of the equations (41) and (42) is approximated by a linear function between the detection sensitivity at the first temperature TC and the detection sensitivity at the third temperature TH shown in FIG. This is a correction to bring the value of the straight line I close to the target value of 1. That is, the correction based on the secondary correction expressions of Expressions (37) to (44) is a polygonal line correction that brings the values of the two straight lines H and I crossing each other closer to 1. As a result of the correction using the primary correction formula and the secondary correction formula, the value of the detection sensitivity becomes equal to the target value of 1 over the temperature range from the second temperature TL to the third temperature TH.
図15(a)は、温度に対する加速度検知部21のオフセットを示す特性図である。図15(b)は、図15(а)に示すオフセットを式(35)及び式(36)の1次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図15(c)は、図15(b)に示すオフセットを式(39)及び式(40)の2次補正式又は式(43)及び式(44)の2次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図15に示すオフセットの特性は図14に示す検知感度の特性と同様であり、説明は省略する。
FIG. 15A is a characteristic diagram showing an offset of the
以上のように、実施の形態4の傾斜角算出装置100は、第1温度の値をTC、第1温度における特性値をXC、第2温度の値をTL、第2温度における特性値をXL、第3温度の値をTH、第3温度における特性値をXH、検知温度の値をT、第1特性値補正部22による補正後の特性値をX1として、1次補正式は式X1=XH+(XL−XH)×(T−TH)/(TL−TH)である。実施の形態1と同様に、1次補正式に第2温度TLにおける特性値を含めることで、低温槽内での特性値の測定を加速度センサ2単体で実施することができ、傾斜角算出装置100の製造コストを低減することができる。また、この1次補正式は温度の一次関数として表された式であるため、第1特性値補正部22は簡単な演算で補正処理を実行することができ、加速度センサ2の処理負荷を低減することができる。
As described above, the tilt
また、第2特性値補正部31による補正後の特性値をX2、特性値の目標値をXOとして、2次補正式は、検知温度Tが第1温度TC以上である場合、式X2=XO+(XC−XO)×(T−TH)/(TC−TH)であり、検知温度Tが第1温度TC未満である場合、式X2=XO+(XC−XO)×(T−TL)/(TC−TL)である。これにより、第2特性値補正部31は簡単な折れ線補正により特性値を補正することができ、特性値を高精度で補正しつつマイコン3の処理負荷を低減することができる。
Further, assuming that the characteristic value after correction by the second characteristic
また、特性値の目標値は、加速度検知部21の検知感度Sx,Szの目標値SOx,SOzが1であり、加速度検知部21のオフセットOx,Ozの目標値OOx,OOzが0である。検知感度Sx,Szの目標値SOx,SOzを1に設定することで、補正後の検知感度S2x,S2zの値を1に近づけて、加速度検知部21の出力値を入力値と等しくすることができる。また、オフセットOx,Ozの目標値OOx,OOzを0に設定することで、補正後のオフセットO2x,O2zの値を0に近づけて、加速度検知部21の出力値を入力値と等しくすることができる。
Further, the target values of the characteristic values are 1 for the detection values Sox and Sz of the detection sensitivity Sx and Sz of the
実施の形態5.
実施の形態5では、実施の形態4と異なる2次補正式を設定した傾斜角算出装置100について説明する。なお、実施の形態5に係る傾斜角算出装置100のハードウェア構成及び要部は実施の形態1と同様であるため、図1及び図2を援用して説明する。また、第1特性値補正部22及び第1加速度補正部23の動作は実施の形態4と同様であるため、図12を援用して説明する。
Embodiment 5. FIG.
In the fifth embodiment, an inclination
まず、2次補正式について説明する。
傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値の目標値を設定する。例えば、検知感度Sx,Szの目標値SOx,SOzは1であり、オフセットOx,Ozの目標値OOx,OOzは0である。
First, the secondary correction formula will be described.
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、温度センサ1、加速度センサ2及びマイコン3を電子回路基板に実装することで、傾斜角算出装置100を組み立てる。次いで、傾斜角算出装置100の製造者は、加速度検知部21の特性値を測定する。具体的には、第1温度TCにおける検知感度SCx,SCz及びオフセットOCx,OCzを測定する。
The manufacturer of the tilt
傾斜角算出装置100の製造者は、目標値SOx,SOz,OOx,OOz、第1温度TC、第2温度TL、第3温度TH、検知感度SCx,SCz及びオフセットOCx,OCzの値をマイコン3の記憶部に記憶させる。また、傾斜角算出装置100の製造者は、以下の式(45)〜式(48)を2次補正式としてマイコン3に設定する。式(45)〜式(48)は、いずれも温度Tの一次関数として表された式である。
S2x=SOx+(SCx−SOx)×(T−TL)×(T−TH)
/(TC−TL)/(TC−TH) (45)
S2z=SOz+(SCz−SOz)×(T−TL)×(T−TH)
/(TC−TL)/(TC−TH) (46)
O2x=OOx+(OCx−OOx)×(T−TL)×(T−TH)
/(TC−TL)/(TC−TH) (47)
O2z=OOz+(OCz−OOz)×(T−TL)×(T−TH)
/(TC−TL)/(TC−TH) (48)
The manufacturer of the tilt
S2x = SOx + (SCx−SOx) × (T−TL) × (T−TH)
/ (TC-TL) / (TC-TH) (45)
S2z = SOz + (SCz−SOz) × (T−TL) × (T−TH)
/ (TC-TL) / (TC-TH) (46)
O2x = OOx + (OCx−OOx) × (T−TL) × (T−TH)
/ (TC-TL) / (TC-TH) (47)
O2z = OOz + (OCz−OOz) × (T−TL) × (T−TH)
/ (TC-TL) / (TC-TH) (48)
次に、図16のフローチャートを参照して、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32の動作について説明する。なお、図16において、図13に示す実施の形態4のフローチャートと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
Next, operations of the second characteristic
まず、第2特性値補正部31及び第2加速度補正部32は、実施の形態4と同様のステップST11,ST12の処理を実行する。
First, the second characteristic
次いで、ステップST71にて、第2特性値補正部31は、式(45)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Sxを補正する。同様に、ステップST72にて、第2特性値補正部31は、式(46)の2次補正式を用いて、検知温度Tにおける検知感度Szを補正する。ステップST73にて、第2特性値補正部31は、式(47)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOxを補正する。ステップST74にて、第2特性値補正部31は、式(48)の2次補正式を用いて、検知温度TにおけるオフセットOzを補正する。
Next, in step ST71, the second characteristic
次いで、第2加速度補正部32は、実施の形態4と同様のステップST18の処理を実行する。
Next, the second
次に、図17及び図18の特性図を参照して、1次補正式及び2次補正式を用いた補正の効果について説明する。
図17(a)は、温度に対する加速度検知部21の検知感度を示す特性図である。図17(b)は、図17(а)に示す検知感度を式(33)及び式(34)の1次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。実施の形態4で説明したとおり、式(33)及び式(34)の1次補正式による補正は直線Gの値を目標値である1に近づける補正である。
Next, the effect of correction using the primary correction formula and the secondary correction formula will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS.
FIG. 17A is a characteristic diagram showing the detection sensitivity of the
図17(c)は、図17(b)に示す検知感度を式(45)及び式(46)の2次補正式により補正した検知感度を示す特性図である。式(45)及び式(46)の2次補正式による補正は、図17(b)に示す検知感度の特性線に沿う二次関数の曲線Jの値を、目標値である1に近づける補正である。1次補正式及び2次補正式による補正の結果、図17(c)に示す如く、第2温度TL〜第3温度THの温度領域に亘って検知感度の値が目標値である1と同等の値になる。 FIG. 17C is a characteristic diagram showing the detection sensitivity obtained by correcting the detection sensitivity shown in FIG. 17B by the secondary correction formulas of the equations (45) and (46). The correction by the quadratic correction formulas of the equations (45) and (46) is a correction in which the value of the curve J of the quadratic function along the detection sensitivity characteristic line shown in FIG. It is. As a result of correction by the primary correction formula and the secondary correction formula, as shown in FIG. 17C, the value of the detection sensitivity is equal to 1 which is the target value over the temperature range from the second temperature TL to the third temperature TH. Value.
図18(a)は、温度に対する加速度検知部21のオフセットを示す特性図である。図18(b)は、図18(а)に示すオフセットを式(35)及び式(36)の1次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図18(c)は、図18(b)に示すオフセットを式(47)及び式(48)の2次補正式により補正したオフセットを示す特性図である。図18に示すオフセットの特性は図17に示す検知感度の特性と同様であり、説明は省略する。
FIG. 18A is a characteristic diagram showing an offset of the
図17(c)及び図18(c)に示す特性線は、図14(c)及び15(c)に示す特性線よりもさらに1に近づいている。すなわち、式(45)〜式(48)に示す二次関数の2次補正式を用いることで、一次関数の2次補正式を用いた構成よりもさらに高い精度で特性値を補正することができる。 The characteristic lines shown in FIGS. 17 (c) and 18 (c) are closer to 1 than the characteristic lines shown in FIGS. 14 (c) and 15 (c). That is, by using the quadratic correction equation of the quadratic function shown in the equations (45) to (48), the characteristic value can be corrected with higher accuracy than the configuration using the quadratic correction equation of the linear function. it can.
以上のように、実施の形態5の傾斜角算出装置100は、第2特性値補正部31による補正後の特性値をX2、特性値の目標値をXOとして、2次補正式は式X2=XO+(XC−XO)×(T−TL)×(T−TH)/(TC−TL)/(TC−TH)である。式(45)〜式(48)に示す二次関数の2次補正式を用いることで、一次関数の2次補正式を用いた構成よりもさらに高い精度で特性値を補正することができる。
As described above, the tilt
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 温度センサ、2 加速度センサ、3 マイコン、10 車輪速センサ、11 ECU、12 光軸調整装置、21 加速度検知部、22 第1特性値補正部、23 第1加速度補正部、31 第2特性値補正部、32 第2加速度補正部、33 傾斜角算出部、100 傾斜角算出装置。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
加速度を検知する加速度検知部と、第1温度、前記第1温度よりも低い第2温度及び前記第1温度よりも高い第3温度のうちのいずれか2つの温度における前記加速度検知部の特性値を含む1次補正式を用いて前記温度センサの検知温度における前記特性値を補正する第1特性値補正部と、を有する加速度センサと、
前記加速度センサと別体に構成されており、前記第1温度、前記第2温度及び前記第3温度のうちの前記1次補正式と異なる温度における前記特性値を含む2次補正式を用いて前記検知温度における前記特性値を補正する第2特性値補正部と、
前記第1特性値補正部及び前記第2特性値補正部が補正した前記特性値により補正された前記加速度の値を用いて、水平面に対する路面の傾斜角又は前記路面に対する前記加速度センサを設けた移動体の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、
を備える傾斜角算出装置。 A temperature sensor for detecting the temperature;
An acceleration detection unit that detects acceleration, and a characteristic value of the acceleration detection unit at any one of a first temperature, a second temperature lower than the first temperature, and a third temperature higher than the first temperature An acceleration sensor having a first characteristic value correction unit that corrects the characteristic value at a temperature detected by the temperature sensor using a primary correction formula including:
It is comprised separately from the said acceleration sensor, Using the secondary correction formula containing the said characteristic value in the temperature different from the said primary correction formula among the said 1st temperature, the said 2nd temperature, and the said 3rd temperature. A second characteristic value correction unit for correcting the characteristic value at the detected temperature;
Using the acceleration value corrected by the characteristic value corrected by the first characteristic value correction unit and the second characteristic value correction unit, the inclination angle of the road surface with respect to a horizontal plane or the movement provided with the acceleration sensor with respect to the road surface An inclination angle calculation unit for calculating an inclination angle of the body;
An inclination angle calculation device comprising:
前記第3温度の値は、前記加速度センサの動作保証温度の上限値に設定した
ことを特徴とする請求項1記載の傾斜角算出装置。 The value of the second temperature is set to a lower limit value of the operation guarantee temperature of the acceleration sensor,
The inclination angle calculation device according to claim 1, wherein the value of the third temperature is set to an upper limit value of an operation guarantee temperature of the acceleration sensor.
前記2次補正式は、前記第1温度及び前記第3温度における前記特性値を含む
ことを特徴とする請求項4記載の傾斜角算出装置。 The primary correction formula includes the characteristic values at the first temperature and the second temperature,
The inclination angle calculation device according to claim 4, wherein the secondary correction formula includes the characteristic values at the first temperature and the third temperature.
前記第2温度の値をTL、前記第2温度における前記特性値をXL、
前記第3温度の値をTH、前記第3温度における前記特性値をXH、
前記検知温度の値をT、
前記第1特性値補正部による補正後の前記特性値をX1、
前記第2特性値補正部による補正後の前記特性値をX2として、
前記1次補正式は式X1=XC+(XL−XC)×(T−TC)/(TL−TC)であり、
前記2次補正式は式X2=XC+(T−TL)×(T−TC)/(TH−TL)/(TH−TC)×(XH−XC)である
ことを特徴とする請求項1記載の傾斜角算出装置。 The value of the first temperature is TC, the characteristic value at the first temperature is XC,
The value of the second temperature is TL, the characteristic value at the second temperature is XL,
The value of the third temperature is TH, the characteristic value at the third temperature is XH,
The detected temperature value is T,
The characteristic value after correction by the first characteristic value correction unit is X1,
The characteristic value after correction by the second characteristic value correction unit is X2,
The primary correction formula is the formula X1 = XC + (XL−XC) × (T−TC) / (TL−TC),
The secondary correction formula is the formula X2 = XC + (T−TL) × (T−TC) / (TH−TL) / (TH−TC) × (XH−XC). Inclination angle calculation device.
前記第2温度の値をTL、前記第2温度における前記特性値をXL、
前記第3温度の値をTH、前記第3温度における前記特性値をXH、
前記検知温度の値をT、
前記第1特性値補正部による補正後の前記特性値をX1として、
前記1次補正式は式X1=XH+(XL−XH)×(T−TH)/(TL−TH)である
ことを特徴とする請求項1記載の傾斜角算出装置。 The value of the first temperature is TC, the characteristic value at the first temperature is XC,
The value of the second temperature is TL, the characteristic value at the second temperature is XL,
The value of the third temperature is TH, the characteristic value at the third temperature is XH,
The detected temperature value is T,
The characteristic value after correction by the first characteristic value correction unit is X1,
The tilt angle calculation apparatus according to claim 1, wherein the primary correction formula is formula X1 = XH + (XL−XH) × (T−TH) / (TL−TH).
前記特性値の目標値をXOとして、
前記2次補正式は、前記検知温度が前記第1温度以上である場合は式X2=XO+(XC−XO)×(T−TH)/(TC−TH)であり、前記検知温度が前記第1温度未満である場合は式X2=XO+(XC−XO)×(T−TL)/(TC−TL)である
ことを特徴とする請求項11記載の傾斜角算出装置。 The characteristic value after correction by the second characteristic value correction unit is X2,
The target value of the characteristic value is XO,
When the detected temperature is equal to or higher than the first temperature, the secondary correction formula is the formula X2 = XO + (XC−XO) × (T−TH) / (TC−TH), and the detected temperature is the first temperature. The inclination angle calculation device according to claim 11, wherein, when the temperature is less than one temperature, the equation is X2 = XO + (XC−XO) × (T−TL) / (TC−TL).
前記特性値の目標値をXOとして、
前記2次補正式は式X2=XO+(XC−XO)×(T−TL)×(T−TH)/(TC−TL)/(TC−TH)である
ことを特徴とする請求項11記載の傾斜角算出装置。 The characteristic value after correction by the second characteristic value correction unit is X2,
The target value of the characteristic value is XO,
12. The secondary correction formula is the formula X2 = XO + (XC-XO) * (T-TL) * (T-TH) / (TC-TL) / (TC-TH). Inclination angle calculation device.
前記特性値の目標値は、前記加速度検知部の検知感度の目標値が1であり、前記加速度検知部のオフセットの目標値が0である
ことを特徴とする請求項12又は請求項13記載の傾斜角算出装置。 The characteristic value is a value of offset and detection sensitivity of the acceleration detection unit,
14. The target value of the characteristic value is a target value of detection sensitivity of the acceleration detector, and a target value of offset of the acceleration detector is 0. 14. Inclination angle calculation device.
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