JPH03255961A - ガス式角速度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に４□見 本発明は、自動車、航空機などの移動体に搭載されて、
移動体の進行方向の変化による角速度を検出するガス式
角速度検出器に関する。

ｋ朱長艦 一般に、ガス式角速度検出器は、密閉したケーシング内
で、ポンプを駆動することによって、ノズル孔から抵抗
温度係数の大きな感温素子からなる一対のヒートワイヤ
対に向かってガス流を噴出させておき、これを搭載する
移動体の進行方向の変化によって検出器本体に角速度運
動が加わってガス流が偏向したときに、ヒートワイヤ対
に生ずる感温出力の差を、そのヒートワイヤ対とともに
構成された抵抗ブリッジ回路および増幅器を介してとり
出して、そのとき検出器本体に作用する角速度の向きお
よび大きさを検出するようにしている。

このようなガス式角速度検出器の検出信号を時間積分す
れば移動体の進行方向の変化分が得られ、それにより移
動体の進行方向を累積的に求めていくことができるよう
になる。

この種のガス式角速度検出器では、通電を開始してから
安定な作動状態に立上がるまでに数秒から数分の時間を
要して、その間、移動体の移動にともなう進行方向の検
出が不安定となる。その際、特に、安定なガス流が得ら
れるまでの所要時間や増幅器の動作が安定するまで所要
時間などが問題となる。

従来のガス式角速度検出器にあっては、移動体の移動に
ともなう進行方向を自動的に検出することができるよう
に、移動体のエンジンの始動に連動して角速度検出の回
路系統に通電を行わせるようにしているが、前述のよう
に通電を開始してからその検出器が安定な作動状態に立
上がるまでに時間を要するために、エンジン始動後に直
ちに移動体を移動させてその進行方向を検出させること
ができないものになっている。

１」ｉ 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エンジン
始動後に直ちに移動体を移動させて、その進行方向を検
出させることができるようにしたガス式角速度検出器を
提供するものである。

豊處 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第２図に、本発明に係るガス式角速度検出器本体の一構
成例を示している。

同図の構成にあって、ケーシング８は一端が閉塞され、
他端が開放された筒状のものからなっており、その間万
端の周縁にはフランジ９が形成されている。また、その
ケーシング８の横断面形状は円周上を等分した３箇所が
内方に向かって突出した隆起条となっており、それらの
隆起条と当接する本体部１１との間に軸方向のガス通路
１０が形成されている。

また、ケーシング８内に収納される本体部１１は、ホル
ダ部１２と首部１３と筒体部１４とからなっており、そ
のホルダ部１２によってケーシング８内に封じ込められ
たガスをシールドするようにしている。ホルダ部１２内
にはポンプ室１５が形成されており、そのポンプ室１５
内にはピエゾプレート１６からなるダイアプラム式のポ
ンプが設けられ、そのポンプ作用によってガスが吐出口
１７からガス通路１０内に送り出されるようになってい
る。

ガス通路１０内に送り出されたガスは、筒体部１４の端
面の中央部分に形成されたノズル孔１８およびその周囲
に複数形成された整流孔１９からその筒体部１４の内部
に形成されたセンサ室２０内に層流として噴出され、そ
のセンサ室２０の先方に設けられた一対のヒートワイヤ
２１ａ、２１ｂ部分を通過したのちにポンプ室１５に戻
って再びポンプ作用によってガス通路１０内に送り出さ
れるようになっている。

なお、ケーシング８のフランジ９部分には、抵抗ブリッ
ジ回路、増幅器、電源回路などが実装される回路基板２
２が取り付けられている１図中。

２３は検出器本体を支持する支持筒を示している。

一対のヒートワイヤ２１ａ、２１ｂは、第３図に示すよ
うに、ノズル孔１８の中心＠０−０に対して左右対象と
なるように配設されており、検出器に何ら横方向の角速
度ωが作用しないときにはノズル孔１８から噴出された
ガスがその中心線〇−〇に沿ってまっすぐ流れて各ヒー
トワイヤ２１ａ、２１ｂに均等に当たり、その各ヒート
ワイヤ２１ａ、２１ｂに対する放熱量を等しくしている
。

このような状態にあって、センサ本体に横方向の角速度
ωが作用すると、その大きさに応じてノズル孔１８から
噴出されたガス流が図中点線で示すように偏向して各ヒ
ートワイヤ２１ａ、２１ｂのところにおいて中心線〇−
〇からのずれεを生じ、そのためガス流が一方のヒート
ワイヤ２１ａに多く当たって各ヒートワイヤ２１ａ、２
１ｂに対する放熱量に差異をきたすことになる。

そして、その放熱量の差異にもとづく各ヒートワイヤ２
１ａ、２１ｂにおける各感温出力の差が。

そのヒートワイヤ２１ａ、２１ｂとともに構成された抵
抗ブリッジ回路（第４図参照）および増幅器を介してと
り出され、そのとり出された信号の極性および大きさに
よって検出器に作用する角速度ωの向きおよび大きさが
検出されるようになっている。

第４図に、抵抗ブリッジ回路の構成例を示している。図
中、基準抵抗Ｒａ、Ｒｈは抵抗が既知の基準抵抗、Ｅは
定電圧電源、ＡＭＰは増幅器である。

本発明では、このようなガス式角速度検出器において、
特に、移動体に乗員が乗り込んだことを検出する手段と
、その乗員の乗込みの検出に応じて角速度検出の回路系
統に通電を開始させる手段とをとるようにしたことを特
徴としている。

なお１乗員の乗込みは、例えば、移動体のドアが開放さ
れたときに動作するドアスイッチ、ドアの開放に際して
ノブが引かれたときに動作するドアノブスイッチ、ある
いは乗員が運転席に座ったときに動作するシートスイッ
チなどを用いて、それを検出することが可能である。

したがって、これらの手段をとることにより、エンジン
の始動に先がけてガス式角速度検出器を安定な作動状態
に立ち上げることができ、エンジン始動直後から移動体
を移動させてその進行方向を検出させることができるよ
うになる。

また、このようなガス式角速度検出器では、製造上の理
由などからして、一対に設けられるヒートワイヤ２１ａ
、２１ｂの各温度抵抗特性をそろえることが難しく、そ
の特性が第５図に示すようにばらついてしまう、そのた
め、検出器本体に角速度ωが作用しなくても、雰囲気温
度の変化によってブリッジの平衡条件がくずれて出力を
生じてしまい、その出力分が角速度ωの検出誤差の要因
になっている。

そのため、ここでは、第２図に示すように、検出器本体
を恒温槽２４内に入れて、ケーシング８および支持筒２
３にそれぞれ螺旋状に巻回されたヒータ線２５によって
検出器本体を強制的に加熱し、温度センサ２６によって
検出器本体の内部温度を検出しながら、その検出温度が
常に一定となるようにヒータ線２５による加熱の制御を
行わせるようにしている。

そして、その内部温度が一定となっている状態１；おい
て、移動体が停止しているときの角速度検出信号が零と
なるように予めオフセット調整することにより、外部温
度の変化の影響を受けることなく、移動体の進行方向の
変化にともなう角速度ωを正確に検出することができる
ようになる。

また、ここでは、予め温度の変化に応じて計測された各
オフセット値のデータテーブルをメモリに格納しておき
、ヒータ線２５の加熱制御によって検出器本体の内部温
度が一定に立ち上がるまでのあいだ、温度センサ２６に
よって検出された温度に応じたオフセット値をメモリか
ら読み出して、角速度検出信号のオフセット調整を行わ
せるようにしている。

したがって、検出器本体の内部温度が一定に立ち上がる
までのあいだにあっても、内部温度の変化の影響を受け
ることなく、移動体の進行方向の変化にともなう角速度
ωを直ちに正確に検証することができるようになる。

なお、ヒータ線２５の加熱制御および角速度検出信号の
オフセット調整は１例えば、マイクロコンピュータの制
御下において実行される。

本発明では、特に、このようなヒータ線２５の加熱制御
および角速度検出信号のオフセット調整を行わせるガス
式角速度検出器において、前述した乗員の乗込みの検出
に応じて、温度センサ２６を用いた温度検出の回路系統
に通電を開始させる手段と、移動体のエンジンの始動に
連動してヒータ線２５への通電を開始させる手段とをと
るようにしたことを特徴としている。

したがって、このような温度検出回路系統の通電開始手
段をとることにより、エンジンの始動に先がけてその回
路系統、特にセンサ出力を増幅する回路系統を安定な作
動状態に立ち上げることができ、エンジン始動の直後か
らガス式角速度検出器の内部温度を正確に検出して、そ
の角速度検出信号のオフセット調整を行わせることがで
きるようになる。

また、その際１本発明では１乗員の乗込みの検出に応じ
てヒータ線２５に通電を開始させるのではなく、移動体
のエンジンの始動に連動してヒータ４Ｉ２５への通電を
開始させる手段をとるようして、エンジンの始動前に電
力消費の大きなヒータ線２５に通電がなされてバッテリ
電源に過度の負担がかからないようにしている。

第１図に、本発明によるガス式角速度検出器にあって、
移動体に乗員が乗り込んだことを検出する手段、その乗
員の乗込みの検出に応じて検出器本体における角速度検
出の回路系統および温度センサ２６による温度検出の回
路系統にそれぞれ通電を開始させる手段、エンジンの始
動に連動してヒータ線２５への通電を開始させる手段を
具体的に実施するための回路構成例を示している。

それは１例えば、移動体の運転席に設けられたシートス
イッチ５−ＳＷの作動状態を監視して、移動体に乗員が
乗り込んだか否かを判定する搭乗状態判定回路１と、移
動体のエンジンにより駆動される発電機の出力によって
充電されるバラ−テリの充電信号ＣＨＧを読み込んで、
エンジンが完爆状態にあることを判定するエンジン状態
判定回路２と、それら判定回路１．２における各判定出
力の論理和をとるオア回路３と、そのオア出力に応じて
、ガス式角速度検出器における角速度検出回路および温
度検出回路などの小電力回路系統６にバッテリＢＡＴを
投入したり、しゃ断したりする第１のリレー４と、エン
ジン状態判定回路２の出力に応じて、ガス式角速度検出
器におけるヒータ線などの大電力回路系統７にバッテリ
ＢＡＴを投入したり、引き外したりする第２のリレー５
とからなっている。

このように構成されたものでは１乗員が運転席に座るこ
とによってシートスイッチ５−ＳＷが閉成すると、搭乗
状態判定回路１は移動体に乗員が乗り込んだものと判定
してハイレベル信号を出力し、オア回路３を通して第１
のリレー４を付勢する。そのリレー４が付勢されると、
そのリレー接点が閉じて、小電力回路系統６にバッテリ
ＢＡＴが投入されて通電が開始される。

その際、搭乗状態判定回路１は、シートスイッチ５−Ｓ
Ｗが閉成してからの経過時間を計数して。

一定時間（例えば１５分程度）経過してもエンジン状態
判定回路２からエンジンが完爆状態にあることの判定信
号が得られない場合には、その出力をローレベル信号に
切り換えて第１のリレー４を消勢させる。それにより、
バッテリＢＡＴが小電力回路系統６から引き外され、エ
ンジンの停止状態で長時間にわたりバッテリＢＡＴが放
電状態になることを防止するようにしている。

また、エンジンが始動して充電信号ＣＨＧが生ずると、
エンジン状態判定回路２はエンジンが完爆状態にあるも
のと判定してハイレベル信号を出力し、第２のリレー５
を付勢する。そのリレー５が付勢されると、そのリレー
接点が閉じて、大電力回路系統７にバッテリＢＡＴが投
入されて通電が開始される 同時に、エンジン状態判定回路２から出力されるハイレ
ベル信号がオア回路３を通して第１のリレー４を付勢状
態にし、エンジン始動後に乗−員が運転席から離れてシ
ートスイッチ５−ＳＷが開放され、それにより搭乗状態
判定回路ｌの出力がローレベルになっても、小電力回路
系統６にバッテリＢＡＴを投入し続ける。

実際には、搭乗状態判定回路１およびエンジン状態判定
回路２の各機能をマイクロコンピュータによって実行さ
せることが可能である。

豊玉 以上、本発明によるガス式角速度検出器にあっては、移
動体に乗員が乗り込んだことを検出して、角速度検出の
回路系統に通電を開始させるようにしているため、その
後における移動体のエンジンの始動時には既にその回路
系統が安定な作動状態となって、角速度検出を直ちに行
わせることができるという優れた利点を有している。

また本発明では、特に、検出器本体の内部温度を検出し
て、その検出された温度に応じて角速度検出信号のオフ
セット補正を行わせる場合、移動体に乗員が乗り込んだ
ことを検出して、温度検出の回路系統に通電を開始させ
るようにしているため、その後における移動体のエンジ
ンの始動時には既にその回路系統が安定な作動状態とな
って。

正確な温度を検出してオフセット調整を精度良く行わせ
ることができるという優れた利点を有している。

さらに本発明では、検出器本体をヒータによって強制的
に加熱して、その内部温度が一定となるような制御を行
わせる場合、エンジンの始動と連動して大電力消費のヒ
ータに通電を開始させるようにしているため、バッテリ
などの電源に過度の負担をかけることがないという優れ
た利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための具体的な回路構成例を
示すブロック図、第２図はガス式角速度検出器本体の一
構成例を示す平断面図、第３図はガス式角速度検出器本
体に角速度が加わったときのガス流の偏向状態を示す図
、第４図は一対のヒートワイヤを用いた抵抗ブリッジ回
路の一構成例を示す電気回路図、第５図は一対に設けら
れるヒートワイヤの各温度抵抗特性の一例を示す特性図
である。 １・・・搭乗状態判定回路　２・・・エンジン状態判定
回路　３・・・オア回路　４，５・・・リレー　６・・
・小電力回路系統　７・・・大電力回路系統　１５・・
・ポンプ室１８・・・ノズル孔　２１ａ、２１ｂ・・・
ヒートワイヤ２４・・・恒温槽　２５・・・ヒータ線　
２６・・・温度センサ　５−ＳＷ・・・シートスイッチ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定方向に噴出されたガス流に対して、移動体の進
   行方向の変化による角速度が作用したときのガス流の偏
   向状態を感温素子を用いて電気的に検出するようにした
   ガス式角速度検出器において、移動体に乗員が乗り込ん
   だことを検出する手段と、その乗員の乗込みの検出に応
   じて角速度検出の回路系統に通電を開始させる手段とを
   とるようにしたことを特徴とするガス式角速度検出器。 ２、ガス式角速度検出器の本体をヒータにより加熱し、
   その本体の内部温度を温度センサにより検出しながら、
   その検出温度が一定となるように前記ヒータの加熱制御
   を行わせる手段と、内部温度が一定に立ち上がるまでの
   あいだ、検出温度に応じて予め設定されている値を用い
   て検出器の出力信号のオフセット調整を行わせる手段と
   、移動体への乗員の乗込みの検出に応じて、前記温度セ
   ンサを用いた温度検出の回路系統に通電を開始させる手
   段と、移動体のエンジンの始動に連動して前記ヒータへ
   の通電を開始させる手段とをとるようにしたことを特徴
   とする前記第１項の記載による車載用ガス式角速度検出
   器。