JPH03279867A - 角度検出装置と並進加速度検出装置並びに自動車制御装置 - Google Patents

角度検出装置と並進加速度検出装置並びに自動車制御装置

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JPH03279867A
JPH03279867A JP2078948A JP7894890A JPH03279867A JP H03279867 A JPH03279867 A JP H03279867A JP 2078948 A JP2078948 A JP 2078948A JP 7894890 A JP7894890 A JP 7894890A JP H03279867 A JPH03279867 A JP H03279867A
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早人 菅原
Tatsuhiko Moji
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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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、運動体及び自動車の角速度検出装置及び運動
体の運動制御装置、自動車の制御装置。
加速度検出装置に関する。
［従来の技術］ 従来の角速度検出法には、振動ジャイロを使ったもの（
特開昭６４−１６９１２号）、光フアイバジャイロを使
ったもの（特開昭６４−１９０６号）、ガスレートセン
サを使ったもの（特開昭６３−２４３７６３号）、超音
波を利用したもの（特開平１−１２７９６３号）がある
。更に、車両のヨーレートを検出する従来例には、車輪
速を利用したもの（特開平１−２１８８６６号）がある
。
［発明が解決しようとする課題］ 特開平１−２１８８６６号を除き上記各実施例は、いず
れも角速度を直接検出するやり方をとる。特開平１−２
１８８６６号は、車輪速から間接的に角速度の一種であ
るヨーレートを算出するやり方をとる。
上記直接検出するやり方は、装置が複雑であり、且つ角
速度以外の加速度等の要素検出はできない。
また、特開平１−２１８８６６号記載の、間接的なやり
方では装置は簡単なものの、車輪速を検出するため路面
状態・車輪回転状態の影響を受け、検出格度に問題があ
る。
本発明の目的は、加速度センサを使用して、間接的に角
速度を検出可能とする運動体又は自動車の角速度検出装
置を提供するものである。
本発明の目的は、上記角速度検出装置の検出信号をフィ
ードバック信号として利用して、運動体の運動の制御を
はかってなる運動体又は自動車の制御装置を提供するも
のである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は運動体又は自動車の一平面上に距離を隔てて配
置され、且つそれぞれの加速度の検出方向が同一方向と
するように配置されてなる第１゜第２の加速度センサと
、該第１．第２の加速度センサの出力の差分を求め、こ
の差分から上記一平面に垂直な軸回りの回転角速度を求
める手段と、より成る。
更に、本発明では、自動車での一平面とは、自動車の前
後、及び両側部とした。
更に本発明では加速度センサのゼロ点補正を自動車又は
運動体の停止中に行わし、めた。
更に本発明は、差分に乗る高周波ノイズの除去のための
フィルタリング処理を行うこととした。
更に本発明は、検出した回転角速度を利用して自動車又
は運動体を制御せしめることとした。
［作用］ 本発明によれば、第１．第２の加速度センサ出力の差分
をとり、この差分から一平面に垂直な軸回りの回転角速
度を検出する。
本発明によれば、自動車又は運動体の各種の平面に第１
．第２の加速度センサを配置して、種々の角速度を検出
する。
本発明によれば、加速度センサのゼロ点補正を行い、高
周波ノイズ除去を行う。
本発明によれば、検出角速度を利用して自動車又は運動
体の制御を行う。
［実施例］ 第１図は、本発明の実施例であり、運動体１に２つの加
速度センサ２，３を固着させた例である。
運動体１とは、内部又は外部のエネルギーにより運動す
る物体のことであり、代表例としては自動車がある。自
動車の動く部位であってもよく、自動車以外の航空機等
の例であってもよい６図では、運動体１の形状は矩形と
しているが、円や台形、その他種々の形状があり、それ
らは運動体の目的等によって決まる。
運動体１の運動方向は、この運動体１が図のように二次
元のｘ−ｙ平面に存在するものとした場合、そのｘ−ｙ
平面を自在に運動するものとしてよい。しかし、自動車
とした場合には、本来の運動方向はＸかｙの一軸方向で
あり、これに加えて回転（ｘ−＋ｙ、ｙ→Ｘ）運動が加
わり、更に、Ｘ−ｙ平面に垂直方向（２方向）への揺れ
の運動が加わる。
また、この運動体を自動車の側面部とした場合、先の本
来の自動車の運動方向に対して、垂直方向の運動体とみ
てよい。
こうした種々の考え方があるが、本実施例では、ｙ方向
に進行するものと、更にｙ−４ｚ、　ｘ−）ｙの回転が
ある運動体と定義することとする。即ち、この運動体は
ｙ方向に並進運動をし、回転運動をも行う運動体と定義
する。しかし、これは、あくまで便宜的なものであり、
その理由は後述の各実施例で理解できる。
さて、重心４を中心とし、半径Ｒ，上の右側部Ａ点に加
速度センサ２を設置し、半径Ｒｈ上の左側部Ｂ点に加速
度センサ３をａｌｌする。加速度センサは検出方向を持
っている故、矢印■、■に示す方向を正極とするａｍ法
をとる。更番コ、Ａ点。
Ｂ点は、Ｘ軸に比してθａ、θｂの角度を持つものとす
る。
２つの加速度センサを用いたため、その検出値は加速度
であって、直接に回転運動に伴う角速度は検出できない
。そこで、本実施例では、加速度から間接的に角速度を
求めることとした。以下。
その算出例を示す。
加速度センサ２，３が検出する運動量は、並進運動のＸ
成分加速度と、回転運動による遠心力のＸ成分加速度と
の金成分である。従って、加速度センサ２，３の検出加
速度をＧ５ａ、Ｇ５ｂとすると、Ｑ　５ａ：　Ｇ　（Ｉ
Ｂ＋　Ｇ　ｙａｃｏｓθａ　　　　　　”’（＋）Ｇ　
５ｂ＝　Ｇ　ｇｂ＋　Ｇ　ｙｂｃｏｓ　Ｂ　ｂ−（２）
となる。この関係式は、第２図、第３図にも示しである
ことかられかる。但し、 ＧＲａ・・・並進運動によるＡ点加速度、ＧＲｂ・・・
並進運動によるＢ点加速度、ａｙａ・・・回転運動（遠
心力）によるＡ点加速度、Ｇｙｂ・・・回転運動（遠心
力）によるＢ点加速度、ＧＳａ・・・Ａ点でのセンサ２
による実際の検出加速度、 Ｇ　ｓｂ”’　Ｂ点でのセンサ３による実際の検出加速
度、 である。
ここで、萼進１動力Ｐ速度については Ｇ　ｘａ＝　Ｇ　ｘｂ　　　　　　　　　　　　　　　
　　−（３）と考えることができ、この（３）式を（１
）、　（２）式に代入し、２点の検出加速度の差分ΔＧ
を求めると、ΔＧ＝Ｇｓａ−Ｇｓｂ となる。
一方、遠心力は（質量）×（半径）Ｘ（角速度）２であ
り、加速度は（半径）×（角速度）２である。これより
、Ａ点、Ｂ点での加速度は、ωを回転の角速度とすると
、 ＧＹａ”Ｒａ・ω２　　　　　　　　　　・・・（５）
Ｇｙｂ”Ｒｈ・ω２　　　　　　　　　　・・・（６）
となる。（４）式に（５）、　（６）式を代入すると、
ΔＧ＝ω’（ＲＢｃｏｓθａ−Ｒｂｃｏｓθｂ）・・（
７）となる。（７）式の左辺、右辺共に正であり、ωを
求めると、 となる。
（８）式は、点ＡとＢとのＸ軸上の距離ＲがＲ＝ＲＢｅ
ｏｓθａＲｂＣＯ８θｂ　　　　・・・（９）であるこ
とから。
と変形してもよい。
さて、（８）式又は（１０）式によれば、Ｒａ＋　Ｒｈ
＋０８、θｂは固定値であるからＲは固定値であり。
一方ΔＧは２つの加速度センサ２，３の検出値の差分で
ある。従って、（８）式又は（１０）式を用いて、２つ
の加速度センサ２，３の検出値から、角速度ωが算出で
きることがわかる。
以上の角速度ωの算出のためには、（８）式又は（１０
）式を演算する処理回路があればよい。処理回路はアナ
ログ、ディジタルどちらでもよい。
尚、θ８．θｂは任意の値としたが、通常はθａ＝０°
、θｂ＜１８０°とすることが望ましい。これは、Ｘ軸
に沿って２つの加速度センサ２，３を設置する例である
。しかし、Ｏ８と０５とが近い値であってもΔＧの値が
小さくなり識別力は劣るが、角速度は検出できないわけ
ではない。
また、ＲａとＲｂとは、θ３≠θｂであれば、Ｒａ＝Ｒ
１，であってもよい。
第４図には、自動車に取りつけての、本実施例による検
出例と従来例との対比図を示す。横軸し二時間、縦軸に
加速度、角速度を示す。第４図で光ジャイロ８力とは、
比較用の従来例であり、光ジヤイロによって直接的に角
速度を検出した例である。一方１本実施例で求めた角速
度ωを併せて表示しである。この２つを比較するに、は
ぼ同じような傾向を示していることがわかる。
一方、第４図では併せてセンサ２，３の検出値Ｇ　Ｓａ
　ｒ　Ｇ　Ｓｂを併せて表示した。Ｇ　Ｓａ　＋　Ｇ　
Ｓｂをみるに、微少な変動成分があることがわかる。本
実施例ではこの微少変動分をも角速度に変動分として乗
っていることがわかる。もし、これらの変動分を除去し
たいのであれば、フィルタ（ローノ＜スフィルタ）を設
けて、除去すればよい。第４図で、「フィルタ処理前」
としたのは、この理由による。
更に、部分５をみるに、並進加速度が急変しているが、
ＧＳａとａｓｂとの差分ΔＧは変化していないので、角
速度ωはこの間影響を受けていないことがわかる。
次に、第５図は角速度検出装置の実施例図である。本実
施例は、加速度センサ（Ｇセンサとも云う）２，３、信
号処理回路１０．１１．１２、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ　１
４、ＲＡＭ１５より成る。
ＣＰＵ１３とＲＯＭ１４とＲＡＭ１５とは計算機を構成
し、ＣＰＵ１３が演算処理及び信号処理回路１０゜１１
、１２の制御を行い、そのためのソフトやＯ８がＲＯＭ
１４に入っており、ＲＯＭ１５はワークデータを格納す
る役割を持つ。
ＣＰＵ１３による演算処理は、（８）式又は（１０）式
の計算及び、信号処理回路１０．１１．１２の制御のた
めの処理を云う。具体的には、回路１０．１］に対して
はフィルタの時定数の変更の処理、及びその結果の回路
１１．１２への制御指令の送出であり、回路１２に対し
ては、差分ΔＧのオフセットを零にするための処理とそ
の結果の回路１２への送出である。
信号処理回路１０．１１．１２は、アナログ、ディジタ
ルどちらで構成してもよいが、回路ｌＯはＧセンサ３の
出力のフィルタリング、及び増幅の機能を持つ。回路１
１もＧセンサ２の出力のフィルタリング、及び増幅の機
能を持つ。
信号処理回路１２は、Ｇセンサ２，３の出力を受取りそ
れぞれフィルタリングを行い、差分をとり増幅する機能
を持つ。更に１回路］２はＧセンサ２゜３の出力差分の
オフセット調節機能を持つ。
以上の回路１０．１１．１２でフィルタリングとは、第
４図のＧ　Ｓａ　＋　Ｇ　Ｓｂで示すような微少振動を
除去する目的であり、いわゆるローパスフィルタリング
機能のことである。アナログであれば、ＣＲ時定数を変
えればよい。後に示す例ではＲを変更させている。
更に、増幅とはＧセンサ２，３の出力が／Ｊ）さいため
、これを大きくする役割を持つ。このことを第６図、第
７図で説明する。第６図は、Ｇセンサ２．３のそれぞれ
１個での加速度センサ出力電圧との特性側口である。そ
の関係は直線をなす。更に、加速度ｇがｇ＝Ｑで一定の
電圧Ｖ、が発生する。加速度ｇに極性のあるのは、加速
度に方向があるためである。そして、ｇの上限、下限で
のセンサ出力電圧をＶｏ、Ｖ、としている。
かかるＶ□’　Ｖ　ｔ　＋　Ｖ　３は数ｌｌ１ｖがら数
Ｖの範囲の値をとる。従って、数■の程度では、特に大
きい増幅度は不要であるが、ｍＶオーダでは、増幅した
方が望ましい。増幅の必要性の強いものは、回路】２で
ある。回路】２は、Ｇセンサ２，３の差分ΔＧを求める
。この差分ΔＧは、小さい。その例を第７図に示す。ヨ
ーレートの検出例を第７図で示した。左回り、右回りの
いずれにしろ、ΔＧ１゜ΔＧ４の如き例ではそれ程小さ
くはないが、ΔＧ２゜ΔＧ３の如き例では極端にその差
分は小さくなる。
回路１２によるオフセット調節は、Ｇセンサ２゜３の精
度のばらつき、及び経年変化のためにある。
Ｇセンサ２，３がそれぞれ第６図の如き特性で一致して
いれば問題はないが、必ずしも一致しない。
また、自動車に搭載した場合、自動車の寿命を１０年と
した場合その間にＧセンサ２，３の経年変化が起る。ま
た、常時はげしい振動状態で使っているため経年変化は
起りやすい。
そこで、回路１２では、ＣＰＵ１３の指令のもとに、差
分ΔＧのオフセットを一定の値にするように調節される
。このオフセット調節は、自動車であれば、走行停止中
であることが望ましい。
尚、Ｇセンサ２，３の出力そのものも、処理回路１０．
１１を介してＣＰＵ１３に取込ませている。これは、検
呂加速度を利用するためであり、その利用の仕方には種
々ありうる。
以上の実施例によれば、２つのＧセンサ２，３の出力の
差分を（８）式又は（１０）式を用いて演算して、角速
度ωを算出できた。更に、センサ出力に乗っている高周
波成分の除去がはかれ、オフセット値も絶えず一定値に
できるとの効果がある。
第８図は、アナログ回路で信号処理回路１０．１１゜１
２を実現させた本発明の実施例図である。但し、第５図
と異なる点として、信号処理回路１２は、Ｇセンサ２，
３の出力を取込むのではなく、信号処理回路１０．１１
の出力を取込むようにした点がある。
この構成としたことにより、回路１２にはフィルタリン
グ機能は不要になるとの利点がある。
さて、第８図で回路】Ｏは、ディジタルポテンショメー
タ１１．ＣＲフィルタ１２．１３、オペアンプ】４より
成る。
回路１１も同一構成であり、ディジタルポテンショメー
タ１５、ＣＲフィルタ１６．１７、オペアンプ】８より
成る。
回路１２は、分圧抵抗要素となる抵抗１９と２０とディ
ジタルポテンショメータ２１、入力抵抗２２．２３゜２
４、差動アンプ２５、帰還抵抗２６より成る。
ディジタルポテンショメータ１１．１５．２１は、ＣＰ
Ｕ１３によって抵抗値Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，が変更できる。
ポテンショメータ１１と１５とはＣＲフィルタのＲ成分
調整に使い、ポテンショメータ２１は、オフセット値を
一定にするために使う。
ポテンショメータ１１．１５．２］の調節の仕方は、す
へて同一方法による。即ち、ＩＮＣ端子がＨで、且つＵ
　／　Ｄの指令中、Ｕがくれば抵抗値を大きくする方向
にＣＰＵｌ３が制御を行い、Ｄがくれば抵抗値を小さく
する方向にＣＰＵ］、３が制御を行う。
フィルタの時定数をポテンショメータ１１．１５で変更
させるのは、自動車の例でみるに、Ｇセンサ２．３を搭
載して悪路を走った場合、その揺れのためにＧセンサ２
，３の出力も種々のノイズ周波数を持ったものになる。
こうした条件をＣＰＵが認知して、その上でＣＲフィル
タ特性を変更し、そのノイズ成分を除去するといった場
合に使う。
例えば、悪路による余分な振動が発生しているのであれ
ば１時定数を大きくシ、で、そのハンチングの影響を除
去することになる。
以上の第８図によれば、回路１０．１１がらは、Ｇセン
サ２，３の出力からノイズ除去された信号が得られ、こ
れはＣＰＵ１３へそのまま六方して利用できると共に、
回路１２に入りその差分がとられ、この増幅差分がＣＰ
Ｕ１３に入り角速度ωの算出に利用される。また、絶え
ずオフセット値は一定になるようになっているため、Ｇ
センサ２，３の精度のばらつきの悪影響もない。
第９図は、自動車の例でのオフセット値を一定にするた
めのＣＰＴＪ１３による処理フローを示す。
この処理は、割込みによって起動される。先ず、ポート
Ｆ（第８図参照、以下で述べる各ポートについても同様
）をＨｉｇｈにする（ステップ３０）。つぎに、スター
タ回転中か否かをチエツク（ステップ３１）シ、スター
タ回転中で且つ車速が零（ステップ３２）との条件のも
とに、回路１２の増幅差分８力Ｖ　ｏｕｔを読み込む（
ステップ３３）。車速か零でなければ、リターンする（
ステップ３２）。車速が零でないとは走行中とのことで
あり、初期値としては使えないため、リターンとした。
ステップ３４と３５とで、２つの設定値ｖ、、と■。。
と、　Ｖｏｕｔとの大小比較を行う。ここで、■。、〉
■、！どの前提条件とし、この条件のもとでＶｏｕｔが
、■、、≦Ｖ　ｏｕｔ≦Ｖ　ＯＬになればオフセット一
定値が達成されたとみて制御は終了する。Ｖｏｕｔが、
Ｖｏｕｔ＞Ｖ。１であれば、ポテンショメータ２１の抵
抗値を少なくする（ステップ３６．３８）　、　Ｖｏｕ
ｔ＜ｖ、ｌであれば、ポテンショメータ２１の抵抗値を
大きくする（ステップ３７．３９）。但し、Ｕ／ＤはＬ
ｏ％Ｉ、　Ｈｉｇｈの２値とした。従って、第８図との
整合性を考えれば、ＵとはＬｏｗ、ＤとはＨｊｇｈのこ
とである。
かくして、　Ｖｏｕｔが■。、≦Ｖｏｕｔ≦■。１に収
束するまで、各ステップが働く。ここで、■ｏニー■。
。 ：ε　（誤差許容値）とする。このεの選び方によって
、差分の誤差がどこまで許すかが決まる。
以上の実施例では、（８）式、　（１０）式の演算法に
ついて述べなかったが、直接に開平演算（又は近似展開
演算）を行ってもよく、又は第９図に示すように差分Δ
Ｇと角速度ωとの関係を、マツプテーブルに格納してお
き、差分ΔＧ１から対応する角速度ω、を求めるように
してもよい。
自動車にＧセンサを搭載した実施例を第１１図（イ）、
（ロ）、（ハ）に示す。いずれの図も、２つのＧセンサ
を２組設けた例であり、１組の取付位置はＡ１とＢ１、
他の１組の取付位置は、Ａ、とＢ２で示しである。
（イ）図でＡ□とＢ１とは自動車の前側と後側の位置と
し、Ａ、とＢ、とは自動車の頂部と底部の位置とした。
この例によれば、ピッチレートの算出が可能である。こ
こで、ピッチとは、自動車の本来の走行方向をＸとする
とき、地面に水平な面での直角方向のｙ軸の回りの回転
を云う。このピッチレートの算出のためには、ＡよとＢ
□のＧセンサの差分をとることにより、並進での、いわ
ゆる前後Ｇが除去され、ピッチレートが求まる。同様に
。
Ａ、とＢ、のＧセンサの差分をとることにより、並進で
の、いわゆる上下Ｇが除去され、ピッチレートが求まる
。Ａ１とＢ１．Ａ、とＢ、のいずれにおいても、（８）
式又は（１０）式に従う。また、Ａ１とＢ１゜λ、とＢ
１の両者を組合せても可能である。
第１１図（ロ）は、ヨーレート算出のための配置例であ
り、自動車の前後位ＩＡ１．Ｂ工及び自動車の両側部位
Ｉ　Ａ　ｔ　−Ｂ　ｔに、それぞれＧセンサを取付けた
例である。ヨーレートとは、自動車の走行地面（ｘ−ｙ
）に対して直角方向の２軸回りの回転角速度を云う０位
置Ａ、とＢ１とのＧセンサの差分をとることにより、並
進運動での、いわゆる横Ｇが除去でき、ヨーレートを算
出できる。同様に、位ＩＡｔとＢ、とのＧセンサの差分
をとることにより、並進運動での、いわゆる前後Ｇが除
去でき、ヨーレートを算出できる。算出式は、（８）式
又は（１０）式に従う。Ａ、とＢ１．Ａ、とＢ、の両者
の組合せも可能である。
第１Ｉ図（ハ）は、ロールレート算出のための配置例で
あり、自動車の両側位置Ａ０．Ｂ１、頂部と底部位置Ａ
、、Ｂ、に、それぞれＧセンサを取付けた例である。こ
こで、ロールレートとは、自動車の走行方向に平行なｙ
方向の軸回りに現われる回転角速度である。Ａ１とＢ１
のＧセンサの差分をとることにより、並進運動による、
いわゆる横Ｇが除去でき、ロールレートの算出ができる
。Ａ、とＢ２のＧセンサの差分をとることにより、並進
運動による、いわゆる上下Ｇが除去でき、ロールレート
の算出ができる。算出式は（８）式又は（１０）式に従
う。Ａ１とＢ、、Ａ、とＢ２の各Ｇセンサの組合せでも
よい。
以上の各側は、目的や用途に応して種々の組合せが可能
である。
尚、自動車においては、Ｇセンサはドアのような可動部
分に設置しない方がよい。理由は、経時変化や可動位置
によって、検出角度（第１図の■■）が固定とならず変
化してしまうからである。
従って、シャーシに固定することが望ましい。
第１２図、第１３図は、自動車の制御装置にＧセンサを
設置した実施例を示す。ここで制御とは、燃料制御２点
火制御、オートマ制御等すべての概念を含む。運動体１
を自動車として位置付け、この自動車の一部、例えば前
面部の一部に制御装置を搭載した例である。制御装置を
構成する基板を自動車に水平に配置した例を第１２図に
示した。この制御装置の両側にＧセンサ２，３を設置す
る。この結果、第１図とは、θ８とθｂとがｘ−ｙ平面
上の第２象限に存在する点で異ったものになる。しかも
、θａとθｂとは大きな差異はないとの点も相異点とな
る。この結果、Ｇセンサ２，３のセンサ出力の差分をと
った場合、その差分が小さくなることが考えられ、従っ
て増幅手段が特に必要となる。
第１３図は、制御装置の構成とＧセンサの配置例を示す
。（イ）図は平面図、（ロ）図は矢印の断面図である。
制御装置４０は−プリント基板４１と、このプリント基
板を支持し外部からの機械的な保護をはかる外部ケース
４０Ａとより成る。プリント基板４１上に各種のＩＣ，
ＬＳＩ素子が搭載されている。
そこで、本実施例ではプリント基板４１上の素子のない
空き部分にＧセンサ２，３をできるだけ、距離を離して
設置する。尚、４２はコネクタであり、外部インターフ
ェース用であるが、本発明に関係しない。
次に、検出角速度を制御に利用した実施例を説明する。
例えば、ヨーレートに関しては、車輪ロックを防止し、
検出ヨーレートを使ってドライバの意図しないヨーレー
トの発生を抑えるＡＢＳ制御装置（アンチ・スキット・
ブレーキ制御装置）、又はヨーレートをある目標値に制
御する４輪操舵制御装置がある。この実施例を第１４図
に示す。第１４図で、制御部４３は操作量算出部４４と
ヨーレート演算部４５より成り、車体４７からのＧセン
サ出力ＧＳａ＋　ＧＳｂから演算部４５でヨーレートを
算出し、これを目標ヨーレートとの間で偏差をとり、こ
の偏差が零に収束するように操作量算出部４４．アクチ
ュエータ４６を介して車体４７の制御をはかる。
本発明では、角速度の他に、特定方向の加速度の検出も
可能である。並進方向加速度の高精度検出例を以下に示
す。第１図で説明する。重心４の加速度をＧｃとすると
、下記となる。
Ｇｃ＝Ｇｔｂａ＝Ｇｔｂｂ　　　　　　　　　　　　　
　−（Ｈ）（１１）式と（１）式とにより、 Ｇ　Ｃ＝　Ｇ　ＳａＧ　ｙａＣＯｓθａ　　　　　　　
・＝（１２）となる。ここで、Ｇｙａ＝Ｒａω２となる
から、（８）式を用いて（１２）式を変形すると、 ｃｓａ　　ＧＳｂ ””””’　ＲＢ　ｃｏｓｌｌＢ　Ｒ６ｃｏｓθ６°Ｒ
Ｂ　ｃｏｓθ゛（１３）となる。（１３）式を整理する
と、 となる。従って、（１４）式により回転運動の遠心力に
よる加速度をキャンセルして、重心４の並進加速度を求
めることができる。
各種の変形、適用例を述べる。
（イ）、信号処理回路はアナログの例を示したが、ディ
ジタル回路によっても実現できる。勿論、フィルタリン
グもディジタル的に、且つ増幅もディジタル的に可能で
ある。
（ロ）、計算機の代りにＤＳＰ　（ディジタル・シグナ
ル・プロセッサ）に代替してもよい。
（ハ）、２つのＧセンサを置く平面は種々可能である。
自動車であれば、地表面に平行な面だけではなく、傾斜
平面でもよい。検出目的や、設置場所の状況等によって
種々変えればよい。
（ニ）、オフセットの補正は、いわゆるゼロ補正である
が、差分に対してゼロ補正を行ったが、Ｇセンサのそれ
ぞれにゼロ補正してもよい。
（ホ）、運動体として自動車以外の有力なものに、カメ
ラがある。例えばビデオカメラでは手ぶれがあるが、こ
の手ぶれによるビデオカメラの角速度検出が可能となる
。
（へ）、並進運動の他に、旋回運動がある。自動車では
、並進運動中に旋回運動が発生することがあり、振動の
問題や危険性もある。また強制的に旋回運転することも
ありうる。この際も危険運転がありうる。こうした各種
の場合、本実施例によって各種の角速度を検出すること
は重要であり、また第１４図の如き帰還制御をはかれば
。
安全な運転への制御が可能となる。
（ト）１本発明は、２つのＧセンサが同一方向加速度の
検出をできるように配置したが、加速度はベクトルであ
り、従って、若干の異なる方向での配置でもベクトル分
解の考え方で、対処可能である。
（チ）、ＡＢＳ制御装置の他に、トラクション制御装置
、４輪操舵制御装置でも検出角速度を、制御に利用でき
る。
［発明の効果コ 本発明によれば、２個の加速度センサを運動体に装着す
ることにより、並進方向の加速度を計測できると共に、
並進方向加速度の影響を受けずに角速度を計測すること
もできる。また、非接触で角速度を計測できるセンサと
しては従来の光ジヤイロ、振動ジャイロ等と比べて非常
にシンプルになり、安価な角速度センサを提供すること
ができる。
また、加速度センサそのものは他の角速度センサに比べ
て小型なのでハンディビデオカメラに内蔵して手ぶれに
よる角速度を求めることも可能である。
また、被計測運動体が停止しているときに角速度検出値
のゼロ点補正を行うことにより、加速度センサ出力が経
年変化によりオフセットを持っても影響されずに正確な
角速度を計測できる。
また、加速度センサの出力電圧を差動増幅することによ
り、限られたＡ／Ｄ変換分解能の中で、角速度の演算精
度を高めることができる。
また、各加速度センサの出力値にハード又はソフトのフ
ィルタをかけてから各センサ値の差を演算するので、高
周波ノイズの影響を角速度の演算結果に出さない。
また、上記フィルタの時定数を可変にすることにより、
車両に取付けて悪路を走るような悪条件下でも、出力の
ハンチングを抑えることができる。
また、複数の加速度センサを車両に装着することにより
、ロールレート、ピッチレート、ヨーレートを検出する
ことができる。
また、ＡＢＳ制御装置、４輪操舵制御装置などの車載す
る制御装置内に加速度センサを組み込んだことにより、
ハーネスの省略化と電磁ノイズ混入を減少させることが
できる。
加速度センサ対によって検出した車両のヨーレートを使
ってフィードバック制御を行うことによって車両の安全
性・操舵安全性を高めることができる。
また、車両床面と平行な平面内に加速度センサ対を取付
ける場合、車両前後方向同軸上に２個、又は車両横方向
同軸上に２個配置することにより、車両のヨーレートの
他に車両前後方向、又は車両横方向の重心点加速度を同
時に検出できる。
また、加速度センサ２個の信号に所定の演算を施し、回
転による遠心力分をキャンセルして運動体重心の並進加
速度を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の加速度センサ配置図、第２
図と第３図は加速度ベクトルの成分分解図、第４図は本
実施例と従来例との検出比較例図、第５図は本発明の角
速度検出装置の実施例図、第６図は角速度と加速度との
関係図、第７図は加速度センサの出力と差分とを示す図
、第８図は本発明の信号処理回路の実施例図、第９図は
本発明のオフセット設定のフローチャート、第１０図は
差分ΔＧと角速度ωとのマツプ図、第１〕図は自動車で
の加速度センサ設置例図、第１２図及び第１３図は自動
車の制御装置に加速度センサを取りつけた実施例図、第
１４図はヨーレート制御装置の実施例図である。 １・・運動体、２，３・・加速度センサ、４・・−重心
、１０、１１．１２−・信号処理回路、１３−＝　ＣＰ
　ｔＪ　。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、運動体の一平面上に距離を隔てて配置され、且つそ
    れぞれの加速度の検出方向が同一方向とするように配置
    されてなる第１、第２の加速度センサと、該第１、第２
    の加速度センサの出力の差分を求め、この差分から上記
    一平面に垂直な軸回りの回転角速度を求める手段と、よ
    り成る運動体の角速度検出装置。 ２、上記運動体が停止中に、上記第１、第２の加速度セ
    ンサの差分のゼロ点補正を行わせしめてなる請求項１の
    運動体の角速度検出装置。 ３、上記第１、第２の加速度センサの出力の差分をとる
    前に、第１、第２の加速度センサの出力に対してローパ
    スフィルタリングの処理を行わせてなる請求項１又は２
    の運動体の角速度検出装置。 ４、上記運動体は、ビデオカメラとし、求めるべき角速
    度は、手ぶれによるビデオカメラの角速度とする請求項
    １の運動体の角速度検出装置。 ５、自動車の一平面上に距離を隔てて配置され、且つそ
    れぞれの加速度の検出方向が同一方向とするように配置
    されてなる第１、第２の加速度センサと、該第１、第２
    の加速度センサの出力の差分を求め、この差分から上記
    一平面上に垂直な軸回りの回転角速度を求める手段と、
    より成る自動車の角速度検出装置。 ６、上記一平面とは、自動車床面に平行な平面とする請
    求項５の自動車の角速度検出装置。 ７、上記平面への第１、第２の加速度センサの配置は、
    自動車の前後とする請求項６の自動車の角速度検出装置
    。 ８、上記平面への第１、第２の加速度センサの配置は、
    自動車の両側部とする請求項６の自動車の角速度検出装
    置。 ９、上記自動車が停止中に、上記第１、第２の加速度セ
    ンサの差分のゼロ点補正を行わせしめてなる請求項６の
    自動車の角速度検出装置。 １０、上記第１、第２の加速度センサの出力の差分をと
    る前に、第１、第２の加速度センサの出力に対してロー
    パスフィルタリングの処理を行わせてなる請求項６の自
    動車の角速度検出装置。 １１、上記ローパスフィルタリングの周波数特性は、自
    動車走行環境に応じて可変化せしめてなる請求項１０の
    自動車の角速度検出装置。 １２、上記自動車は、制御装置を持ち、該制御装置内に
    上記第１、第２の加速度センサを配置してなる請求項６
    の自動車の角速度検出装置。 １３、請求項１の角速度検出装置の検出角速度を取込み
    、運動体を制御してなる運動体の運動制御装置。 １４、請求項６の角速度検出装置の検出角速度を取込み
    、予め定めた目標角速度を与え、上記検出角速度が該目
    標角速度になるように運動体を負帰還制御してなる自動
    車の制御装置。 １５、運動体の一平面上に距離を隔てて配置され、且つ
    それぞれの加速度の検出方向が同一方向とするように配
    置されてなる第１、第２の加速度センサと、該第１、第
    ２の加速度センサの出力から上記運動体の重心での並進
    方向加速度を算出する手段と、より成る運動体の加速度
    検出装置。
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