JPH06201380A - 勾配角度／加速度センサ - Google Patents
勾配角度／加速度センサInfo
- Publication number
- JPH06201380A JPH06201380A JP5262887A JP26288793A JPH06201380A JP H06201380 A JPH06201380 A JP H06201380A JP 5262887 A JP5262887 A JP 5262887A JP 26288793 A JP26288793 A JP 26288793A JP H06201380 A JPH06201380 A JP H06201380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- sensor
- angle
- force
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum plumb lines G01C15/10
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
- G01C9/08—Means for compensating acceleration forces due to movement of instrument
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】走行中の道路の勾配角度と車両の真の加速度ま
たは減速度の両方を送ることを可能にした勾配角度／加
速度センサを提供すること。 【構成】勾配角度／加速度センサ10であって、ウェイト
26、66 と、重力に起因したウェイトの第１パラメータを
測定する第１センサ46,80 と、重力及び車両の加速度に
起因したウェイトの第２パラメータを測定する第２セン
サ50、88 と、センサからの信号に応じて、勾配角度θを
発生する勾配角度発生器48、84 と、車両の加速度に対応
した値の信号を発生する加速度発生器52、96 とを備え
る。第１実施例では、第１パラメータおもり(26)の変位
角度であり、第２パラメータが重力及び加速度によって
おもり(26)のアーム(30)に加えられる力である。
たは減速度の両方を送ることを可能にした勾配角度／加
速度センサを提供すること。 【構成】勾配角度／加速度センサ10であって、ウェイト
26、66 と、重力に起因したウェイトの第１パラメータを
測定する第１センサ46,80 と、重力及び車両の加速度に
起因したウェイトの第２パラメータを測定する第２セン
サ50、88 と、センサからの信号に応じて、勾配角度θを
発生する勾配角度発生器48、84 と、車両の加速度に対応
した値の信号を発生する加速度発生器52、96 とを備え
る。第１実施例では、第１パラメータおもり(26)の変位
角度であり、第２パラメータが重力及び加速度によって
おもり(26)のアーム(30)に加えられる力である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走行中の道路勾配の角
度を測定する車両用勾配角度センサの分野に、特に道路
の勾配角度及び車両の加速度を測定する単一のセンサに
関するものである。
度を測定する車両用勾配角度センサの分野に、特に道路
の勾配角度及び車両の加速度を測定する単一のセンサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アンチロックブレーキシステム、自動変
速機、半自動変速機、電子強化ブレーキシステム及び電
子燃料制御システムの出現に伴って、車両の真の加速度
に関する情報が得られ、車両が坂を上っているのか下っ
ているのかがわかれば、これらのシステムの作動が向上
するであろうことがわかっている。
速機、半自動変速機、電子強化ブレーキシステム及び電
子燃料制御システムの出現に伴って、車両の真の加速度
に関する情報が得られ、車両が坂を上っているのか下っ
ているのかがわかれば、これらのシステムの作動が向上
するであろうことがわかっている。
【０００３】ガイエ(Gaehe) は、米国特許第3,752,251
号明細書において、ホィールブレーキシステムと組み合
わせて用いる勾配センサを開示している。ガイエ特許に
開示されている勾配センサは、車両の加速度及び減速度
に反応しない構造になっている。シャトック(Shattock)
は米国特許第3,588,188 号明細書において、ブレーキシ
ステム用に車両の加速度及び減速度を検出する振り子形
加速度センサを開示している一方、クラット(Klatt)
は、車両が走行しているのが上り坂か下り坂かを表示す
る情報を利用して自動変速機を制御する方法を教示して
いる。クラット特許は、この決定を行うためにエンジン
のトルクの変化を利用することを教示している。
号明細書において、ホィールブレーキシステムと組み合
わせて用いる勾配センサを開示している。ガイエ特許に
開示されている勾配センサは、車両の加速度及び減速度
に反応しない構造になっている。シャトック(Shattock)
は米国特許第3,588,188 号明細書において、ブレーキシ
ステム用に車両の加速度及び減速度を検出する振り子形
加速度センサを開示している一方、クラット(Klatt)
は、車両が走行しているのが上り坂か下り坂かを表示す
る情報を利用して自動変速機を制御する方法を教示して
いる。クラット特許は、この決定を行うためにエンジン
のトルクの変化を利用することを教示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明は、アンチロックブレーキシステム、自動変
速機及び電子制御ブレーキシステムへ走行中の道路の勾
配の角度と道路に沿った車両の真の加速度または減速度
の両方を送ることを可能にした勾配角度／加速度センサ
を提供することを目的としている。
て、本発明は、アンチロックブレーキシステム、自動変
速機及び電子制御ブレーキシステムへ走行中の道路の勾
配の角度と道路に沿った車両の真の加速度または減速度
の両方を送ることを可能にした勾配角度／加速度センサ
を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両が走行中
の道路の勾配角度と車両の加速度または減速度の真の値
とを与える勾配角度／加速度センサである。センサは、
所定質量ｍのウェイトと、少なくとも重力の力に応じて
ウェイトによって生じる第１パラメータを表す第１信号
を発生する第１センサと、ウェイトに作用する重力及び
車両の加速度の合成力に応じてウェイトによって生じる
第２パラメータを表す第２信号を発生する第２センサ
と、第１及び第２信号に応じて、車両が走行中の道路勾
配の角度に対応した値の勾配角度信号θを発生する勾配
角度論理手段と、第１及び第２信号に応じて、車両の加
速度に対応した加速度信号を発生する加速度論理手段と
を有している。
の道路の勾配角度と車両の加速度または減速度の真の値
とを与える勾配角度／加速度センサである。センサは、
所定質量ｍのウェイトと、少なくとも重力の力に応じて
ウェイトによって生じる第１パラメータを表す第１信号
を発生する第１センサと、ウェイトに作用する重力及び
車両の加速度の合成力に応じてウェイトによって生じる
第２パラメータを表す第２信号を発生する第２センサ
と、第１及び第２信号に応じて、車両が走行中の道路勾
配の角度に対応した値の勾配角度信号θを発生する勾配
角度論理手段と、第１及び第２信号に応じて、車両の加
速度に対応した加速度信号を発生する加速度論理手段と
を有している。
【０００６】第１実施例では、センサが振り子であっ
て、第１信号が力及び重力のために振り子のおもりが変
位する角度であり、第２信号が重力及び車両の加速度の
ためにおもりによって加えられる力である。勾配角度θ
は次式から計算される。
て、第１信号が力及び重力のために振り子のおもりが変
位する角度であり、第２信号が重力及び車両の加速度の
ためにおもりによって加えられる力である。勾配角度θ
は次式から計算される。
【０００７】θ＝90゜−arc sin （Ｆsin α／ｍｇ） 但し、αは振り子のおもりのセンサの所定の軸線からの
変位角度であり、Ｆは重力及び加速度のためにおもりに
よって加えられる力である。加速度は次式からコンパイ
ルされる。
変位角度であり、Ｆは重力及び加速度のためにおもりに
よって加えられる力である。加速度は次式からコンパイ
ルされる。
【０００８】 ａ＝［ｇsin （180 ゜−β−α）］／sin α 但し、角度βはarc sin （Ｆsin α／ｍｇ）に等しい。
【０００９】変更実施例では、センサはウェイトと、車
両の長手方向軸線に直交する方向にウェイトによって加
えられる力を測定する第１力センサと、車両の長手方向
軸線に平行方向にウェイトによって加えられる力を測定
する第２力センサとを有している。勾配角度論理手段
は、次式を解いて勾配角度θを計算する。
両の長手方向軸線に直交する方向にウェイトによって加
えられる力を測定する第１力センサと、車両の長手方向
軸線に平行方向にウェイトによって加えられる力を測定
する第２力センサとを有している。勾配角度論理手段
は、次式を解いて勾配角度θを計算する。
【００１０】θ＝arc cos （Ｆ 1 ／Ｆ0 ） 但し、Ｆ 1 は車両が坂の上にある時に第１力センサによ
って測定された力であり、Ｆ0 は車両の長手方向軸線が
水平である時に第１力センサによって測定された力であ
る。加速度論理手段は次式を解いて加速度を計算する。
って測定された力であり、Ｆ0 は車両の長手方向軸線が
水平である時に第１力センサによって測定された力であ
る。加速度論理手段は次式を解いて加速度を計算する。
【００１１】ａ＝Ｆ2 ／ｍ 但し、Ｆ2 は第２力センサによって測定された力Ｆ1 か
ら車両の長手方向軸線が水平ではない時に重力のために
ウェイトによって第２センサに加えられた力であるＦ3
を引いた値に等しい。
ら車両の長手方向軸線が水平ではない時に重力のために
ウェイトによって第２センサに加えられた力であるＦ3
を引いた値に等しい。
【００１２】Ｆ3 ＝ｍｇsin θ 但し、θは勾配角度である。
【００１３】本発明の第１実施例では、ウェイトが振り
子(20)のおもり(26)であって、第１パラメータが加速度
及び重力に起因したおもり(26)の変位角度であり、第２
パラメータが重力及び加速度によっておもり(26)のアー
ム(30)に加えられる力である。第２実施例では、第１パ
ラメータが第１軸線に沿った重力のためにウェイト(66)
が発生する力であり、第２パラメータが第１軸線に直交
方向の第２軸線に沿った加速度及び重力のためにウェイ
ト(66)が発生する力である。
子(20)のおもり(26)であって、第１パラメータが加速度
及び重力に起因したおもり(26)の変位角度であり、第２
パラメータが重力及び加速度によっておもり(26)のアー
ム(30)に加えられる力である。第２実施例では、第１パ
ラメータが第１軸線に沿った重力のためにウェイト(66)
が発生する力であり、第２パラメータが第１軸線に直交
方向の第２軸線に沿った加速度及び重力のためにウェイ
ト(66)が発生する力である。
【００１４】
【作用】上記構成によれば、第１センサがウェイトに作
用している重力の力に応じてウェイトによって生じる第
１パラメータを表す第１信号を発生し、第２センサがウ
ェイトに作用している重力及び車両の加速度の合成力に
応じてウェイトによって生じる第２パラメータを表す第
２信号を発生し、これらの第１及び第２信号に応じて、
車両が走行中の勾配の角度θに対応した値の勾配角度信
号を勾配角度論理手段により発生し、また、同時に第１
及び第２信号に応じて、車両の加速度ａに対応した値の
加速度信号を加速度論理手段により発生して、走行中の
道路の勾配の角度と道路に沿った車両の真の加速度また
は減速度の両方を送ることを可能にする。
用している重力の力に応じてウェイトによって生じる第
１パラメータを表す第１信号を発生し、第２センサがウ
ェイトに作用している重力及び車両の加速度の合成力に
応じてウェイトによって生じる第２パラメータを表す第
２信号を発生し、これらの第１及び第２信号に応じて、
車両が走行中の勾配の角度θに対応した値の勾配角度信
号を勾配角度論理手段により発生し、また、同時に第１
及び第２信号に応じて、車両の加速度ａに対応した値の
加速度信号を加速度論理手段により発生して、走行中の
道路の勾配の角度と道路に沿った車両の真の加速度また
は減速度の両方を送ることを可能にする。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１では、第１実施例の勾配角度／加速度センサ10が、
車両に、例えば荷物を積載しているトレーラ14を牽引し
ながら坂16を上っているトラクタ12に取付けられてい
る。坂16は、水平線18に対して角度θをなしている。図
１において、トラクタ12は加速度ａで加速しながら坂16
を上っている。
図１では、第１実施例の勾配角度／加速度センサ10が、
車両に、例えば荷物を積載しているトレーラ14を牽引し
ながら坂16を上っているトラクタ12に取付けられてい
る。坂16は、水平線18に対して角度θをなしている。図
１において、トラクタ12は加速度ａで加速しながら坂16
を上っている。
【００１６】第１実施例の勾配角度／加速度センサ10
は、図２及び図３に示されているように振り子20の形式
をとっている。振り子20は、重力ｇと車両の加速度ａと
によって振り子に加えられる力のためにトラクタの長手
方向軸線22から角度αだけ変位している。車両の長手方
向軸線22は、車両が走行している路面にほぼ平行である
と定められている。
は、図２及び図３に示されているように振り子20の形式
をとっている。振り子20は、重力ｇと車両の加速度ａと
によって振り子に加えられる力のためにトラクタの長手
方向軸線22から角度αだけ変位している。車両の長手方
向軸線22は、車両が走行している路面にほぼ平行である
と定められている。
【００１７】図２及び図３に示されているように、勾配
角度／加速度センサ10には、剛直なアーム30で回動軸28
に回動可能に連結されているウェイト付きのおもり26が
設けられている。回動軸28は、１対のねじ付き締結具
（図示せず）を取付け孔34及び36に嵌め付けることによ
って車両に固着させることができる取付けブラケット32
に取付けられている。
角度／加速度センサ10には、剛直なアーム30で回動軸28
に回動可能に連結されているウェイト付きのおもり26が
設けられている。回動軸28は、１対のねじ付き締結具
（図示せず）を取付け孔34及び36に嵌め付けることによ
って車両に固着させることができる取付けブラケット32
に取付けられている。
【００１８】回転式光学エンコーダ38が、回動軸28の軸
線に同心状にアーム30に取付けられており、振り子20の
角度変位に伴って回動軸28回りに回転する。発光ダイオ
ード等の光源40が回転式光学エンコーダ38の一方側に配
置され、光電検出器42が回転式光学エンコーダ38の反対
側に配置されている。回転式光学エンコーダ38は、回転
角度を測定するために用いられている公知の形式のもの
でよい。ストレーンゲージ44がアーム30に取付けられ
て、振り子20のおもり26に作用する合力”Ｆ”に対応し
た値の出力信号を発生する。
線に同心状にアーム30に取付けられており、振り子20の
角度変位に伴って回動軸28回りに回転する。発光ダイオ
ード等の光源40が回転式光学エンコーダ38の一方側に配
置され、光電検出器42が回転式光学エンコーダ38の反対
側に配置されている。回転式光学エンコーダ38は、回転
角度を測定するために用いられている公知の形式のもの
でよい。ストレーンゲージ44がアーム30に取付けられ
て、振り子20のおもり26に作用する合力”Ｆ”に対応し
た値の出力信号を発生する。
【００１９】図２に示されているように、２つの独立的
な力がおもり26に作用しており、このためそれは車両の
長手方向軸線22から角度αの位置へ変位する。第１の力
は、おもり26の重量を”ｍ”、重力加速度を”ｇ”とし
た時にｍｇで表される力である。力ｍｇは重力に起因す
る力であって水平線18に直交しており、車両の長手方向
軸線に平行な線24に対して（90゜−θ）の角度をなして
いる。おもり26に作用している第２の力は、やはりおも
り26の質量をｍ、前述したように車両の加速度をａとし
た時にｍａで表される力である。道路に対して直交方向
の勾配センサ10の移動によって、道路に対して直交方向
の周期加速度が発生する。しかし、それらは周期的であ
り、比較的短時間内で平均値がゼロになる。
な力がおもり26に作用しており、このためそれは車両の
長手方向軸線22から角度αの位置へ変位する。第１の力
は、おもり26の重量を”ｍ”、重力加速度を”ｇ”とし
た時にｍｇで表される力である。力ｍｇは重力に起因す
る力であって水平線18に直交しており、車両の長手方向
軸線に平行な線24に対して（90゜−θ）の角度をなして
いる。おもり26に作用している第２の力は、やはりおも
り26の質量をｍ、前述したように車両の加速度をａとし
た時にｍａで表される力である。道路に対して直交方向
の勾配センサ10の移動によって、道路に対して直交方向
の周期加速度が発生する。しかし、それらは周期的であ
り、比較的短時間内で平均値がゼロになる。
【００２０】図示の示力図からわかるように、２つの力
が結合して、振り子20のおもり26に作用する合力Ｆを発
生し、これはストレーンゲージ44によって測定される。
が結合して、振り子20のおもり26に作用する合力Ｆを発
生し、これはストレーンゲージ44によって測定される。
【００２１】正弦法則により、 ｍｇ／sin α ＝ Ｆ／sin β 但し、βは（90゜−θ）、θは図１に示されているよう
な勾配の角度である。従って、 β ＝ 90゜−θ ＝arc sin （Ｆsin α／ｍｇ）、ま
た θ ＝ 90゜−arc sin （Ｆsin α／ｍｇ） （１） Ｆ及びαは測定値であるので、勾配角度θは力Ｆ及び角
度αの測定値を利用して式１から容易に計算できる。式
１からは、勾配が上り坂か下り坂かを表す解α及び（18
0 ゜−α）が得られる。一般的にαの符号によって上り
坂と下り坂とを区別できる。また、直前の勾配値の記憶
値も、２つの解のうちの正しい方を決定する際に使用で
きる勾配角度記録を与えることができる。
な勾配の角度である。従って、 β ＝ 90゜−θ ＝arc sin （Ｆsin α／ｍｇ）、ま
た θ ＝ 90゜−arc sin （Ｆsin α／ｍｇ） （１） Ｆ及びαは測定値であるので、勾配角度θは力Ｆ及び角
度αの測定値を利用して式１から容易に計算できる。式
１からは、勾配が上り坂か下り坂かを表す解α及び（18
0 ゜−α）が得られる。一般的にαの符号によって上り
坂と下り坂とを区別できる。また、直前の勾配値の記憶
値も、２つの解のうちの正しい方を決定する際に使用で
きる勾配角度記録を与えることができる。
【００２２】同様に、加速度も幾つかの方法で決定でき
る。やはり正弦法則により、 ｍａ／sin ψ ＝ ｍｇ／sin α 但し、角度ψは（180 ゜−β−α）に等しい。
る。やはり正弦法則により、 ｍａ／sin ψ ＝ ｍｇ／sin α 但し、角度ψは（180 ゜−β−α）に等しい。
【００２３】sin ψ ＝ ａsin α／ｇ、そして ａ ＝ ｇsin （180 ゜−β−α）／sin α （２） 但し、角度βは振り子の水平軸線と重力の力に平行な垂
線との間の角度である。βはarc sin （Ｆsin α／ｍ
ｇ）に等しい。
線との間の角度である。βはarc sin （Ｆsin α／ｍ
ｇ）に等しい。
【００２４】加速度ａは２つの解が持っている。適切な
解は、角度α及び力Ｆの前歴から引き出される。あるい
は、車両の加速度であるか減速度であるかを知る他の糸
口によって２つの解のうちで選択することもできる。例
えば、加速度を時間または車両の他の回転部材、例えば
車両の速度計を駆動する速度計ケーブルの関数としての
車両の駆動軸の回転速度の変化（ｄｗ／ｄｔ）から直接
的に測定することができる。
解は、角度α及び力Ｆの前歴から引き出される。あるい
は、車両の加速度であるか減速度であるかを知る他の糸
口によって２つの解のうちで選択することもできる。例
えば、加速度を時間または車両の他の回転部材、例えば
車両の速度計を駆動する速度計ケーブルの関数としての
車両の駆動軸の回転速度の変化（ｄｗ／ｄｔ）から直接
的に測定することができる。
【００２５】図４は、振り子の角度α及び力Ｆの値から
勾配信号θを発生する回路のブロック図である。図４に
おいて、力センサ46は図２及び図３に示されているスト
レーンゲージ44でよく、角度センサ50は光学角度エンコ
ーダ38、発光ダイオード40及び光電検出器42によって構
成することができる。上記のものの代わりに公知の他の
力センサ及び角度センサを用いることができる。
勾配信号θを発生する回路のブロック図である。図４に
おいて、力センサ46は図２及び図３に示されているスト
レーンゲージ44でよく、角度センサ50は光学角度エンコ
ーダ38、発光ダイオード40及び光電検出器42によって構
成することができる。上記のものの代わりに公知の他の
力センサ及び角度センサを用いることができる。
【００２６】振り子は移動車両に取付けられるのである
から、それは道路ノイズ及び通常の車両振動の影響を受
ける。これらの道路ノイズ及び車両振動を除去するた
め、力センサ46から発生した出力信号（Ｆ）は第１道路
ノイズフィルタ47でろ過され、角度センサ50から発生し
た出力信号（α）は同様な道路ノイズフィルタ51でろ過
される。第１及び第２道路ノイズフィルタ47及び51は低
域フィルタでもよいが、公知の平均化回路でもよい。
から、それは道路ノイズ及び通常の車両振動の影響を受
ける。これらの道路ノイズ及び車両振動を除去するた
め、力センサ46から発生した出力信号（Ｆ）は第１道路
ノイズフィルタ47でろ過され、角度センサ50から発生し
た出力信号（α）は同様な道路ノイズフィルタ51でろ過
される。第１及び第２道路ノイズフィルタ47及び51は低
域フィルタでもよいが、公知の平均化回路でもよい。
【００２７】勾配角度発生器48は式(1) を用いて勾配角
度θを計算し、勾配角度論理回路49が、式(1) の解で決
定された加速度の値及びＦ、αの値の前歴から正しい解
を決定する。次に、勾配角度θが、アンチロックブレー
キシステム、自動または半自動変速機等の使用装置60に
利用される。
度θを計算し、勾配角度論理回路49が、式(1) の解で決
定された加速度の値及びＦ、αの値の前歴から正しい解
を決定する。次に、勾配角度θが、アンチロックブレー
キシステム、自動または半自動変速機等の使用装置60に
利用される。
【００２８】加速度値発生器52が式(2) を用いて加速度
値ａを発生し、加速度／減速度論理回路58が、勾配角度
θの値及び加速度ａの値の前歴から式(2) の正しい解を
決定する。加速度ａの値も使用装置60へ送られる。
値ａを発生し、加速度／減速度論理回路58が、勾配角度
θの値及び加速度ａの値の前歴から式(2) の正しい解を
決定する。加速度ａの値も使用装置60へ送られる。
【００２９】図５は、車両エンジンまたは駆動系の回転
速度の変化に応じて第１加速度信号を発生する加速度方
向センサ54を設けた変更形勾配角度センサシステムを示
している。力センサ46、角度センサ50、第１及び第２道
路ノイズフィルタ47及び51、勾配角度信号発生器48及び
加速度値発生器52は本質的に図４に示されているものと
同じである。勾配角度論理回路49及び加速度／減速度論
理回路58が、加速度センサ54から送られた信号に応じて
勾配角度θ及び加速度値ａの正しい値を選択する。
速度の変化に応じて第１加速度信号を発生する加速度方
向センサ54を設けた変更形勾配角度センサシステムを示
している。力センサ46、角度センサ50、第１及び第２道
路ノイズフィルタ47及び51、勾配角度信号発生器48及び
加速度値発生器52は本質的に図４に示されているものと
同じである。勾配角度論理回路49及び加速度／減速度論
理回路58が、加速度センサ54から送られた信号に応じて
勾配角度θ及び加速度値ａの正しい値を選択する。
【００３０】勾配センサ62の変更実施例が図６に示され
ている。勾配センサ62には、車両12のフレームに取付け
ることができる箱形ハウジング構造64が設けられてい
る。勾配センサ62の箱形構造64内に質量ｍのウェイト66
が取付けられている。ウェイト66は図示のように正方形
でもよいが、円形、八角形または他の所望の形状にする
こともできる。ウェイトは２つの直交配置された板ばね
68及び70によって２つの直交配置された圧電結晶72及び
74に押し付けられている。図示のように、板ばね及び圧
電結晶は、板ばね70及び圧電結晶74が勾配センサ62のｘ
軸を定め、板ばね68及び圧電結晶72がｙ軸を定めるよう
な向きに取付けられている。好ましくは、勾配センサ
は、ｘ軸が車両の長手方向軸線22に平行で、ｙ軸が車両
の長手方向軸線22に直交するように車両に取付けられ
る。
ている。勾配センサ62には、車両12のフレームに取付け
ることができる箱形ハウジング構造64が設けられてい
る。勾配センサ62の箱形構造64内に質量ｍのウェイト66
が取付けられている。ウェイト66は図示のように正方形
でもよいが、円形、八角形または他の所望の形状にする
こともできる。ウェイトは２つの直交配置された板ばね
68及び70によって２つの直交配置された圧電結晶72及び
74に押し付けられている。図示のように、板ばね及び圧
電結晶は、板ばね70及び圧電結晶74が勾配センサ62のｘ
軸を定め、板ばね68及び圧電結晶72がｙ軸を定めるよう
な向きに取付けられている。好ましくは、勾配センサ
は、ｘ軸が車両の長手方向軸線22に平行で、ｙ軸が車両
の長手方向軸線22に直交するように車両に取付けられ
る。
【００３１】圧電結晶72は、ウェイト66及び板ばね68に
よって圧電結晶72に加えられる力の関数として変化する
周波数ｆ1 の出力信号を発生するオシレータ回路76に接
続されている。同様に、圧電結晶74は、ウェイト66及び
板ばね70によって圧電結晶74に加えられる力の関数とし
て変化する周波数ｆ2 の出力信を発生するオシレータ回
路に接続されている。公知のように、周波数ｆ1 及びｆ
2 は圧電結晶72及び74に作用する直交方向のそれぞれの
力に対応している。
よって圧電結晶72に加えられる力の関数として変化する
周波数ｆ1 の出力信号を発生するオシレータ回路76に接
続されている。同様に、圧電結晶74は、ウェイト66及び
板ばね70によって圧電結晶74に加えられる力の関数とし
て変化する周波数ｆ2 の出力信を発生するオシレータ回
路に接続されている。公知のように、周波数ｆ1 及びｆ
2 は圧電結晶72及び74に作用する直交方向のそれぞれの
力に対応している。
【００３２】オシレータ回路76の出力信号の周波数ｆ1
は、車両が勾配θを上るか下るためにセンサが重力の力
Ｆｇに対して回転するのに伴って変化する。圧電結晶72
は車両の長手方向軸線22に沿った車両の加速にほとんど
反応しない。従って、オシレータ76の周波数は車両の加
速度または減速度の関数として変化しない。反対に、圧
電結晶74は、長手方向軸線22に沿った車両の加速度及び
減速度と、車両が水平線に対して角度θをなす道路勾配
を上るか下ることに起因する角度回転の両方に敏感であ
る。
は、車両が勾配θを上るか下るためにセンサが重力の力
Ｆｇに対して回転するのに伴って変化する。圧電結晶72
は車両の長手方向軸線22に沿った車両の加速にほとんど
反応しない。従って、オシレータ76の周波数は車両の加
速度または減速度の関数として変化しない。反対に、圧
電結晶74は、長手方向軸線22に沿った車両の加速度及び
減速度と、車両が水平線に対して角度θをなす道路勾配
を上るか下ることに起因する角度回転の両方に敏感であ
る。
【００３３】角度θは次式から算出される。
【００３４】 θ ＝ arc cos （Ｆ 1 ／Ｆ0 ） （３） 但し、Ｆ0 は、センサのｘ軸が水平である時にウェイト
66によって圧電結晶72に加えられる力であり、Ｆ1 は、
センサのｘ軸が水平線に対して角度θをなす時にウェイ
ト66によって圧電結晶72に加えられる力である。
66によって圧電結晶72に加えられる力であり、Ｆ1 は、
センサのｘ軸が水平線に対して角度θをなす時にウェイ
ト66によって圧電結晶72に加えられる力である。
【００３５】車両の加速度は、車両の加速度のために圧
電結晶74に加えられる力Ｆ2 及び重力のためにウェイト
66によって加えられる力に起因する力Ｆ3 から算出でき
る。
電結晶74に加えられる力Ｆ2 及び重力のためにウェイト
66によって加えられる力に起因する力Ｆ3 から算出でき
る。
【００３６】Ｆ2 ＝ ｍａ、また Ｆ3 ＝ ｍｇsin θ 圧電結晶74に作用する合力は、Ｆ”＝ Ｆ2 ±Ｆ3 であ
る。 従って、Ｆ2 ＝ （Ｆ”＋Ｆ3 ） ＝ ｍａ また、 ａ ＝ （Ｆ”＋Ｆ3 ）／ｍ （４） 周波数ｆ1 は圧電結晶72に作用する合力Ｆ’に比例して
いるので、ｆ1 はウェイト66によって加えられる力Ｆ1
に比例している。
る。 従って、Ｆ2 ＝ （Ｆ”＋Ｆ3 ） ＝ ｍａ また、 ａ ＝ （Ｆ”＋Ｆ3 ）／ｍ （４） 周波数ｆ1 は圧電結晶72に作用する合力Ｆ’に比例して
いるので、ｆ1 はウェイト66によって加えられる力Ｆ1
に比例している。
【００３７】 Ｆ1 ＝ Ｆ’−Ｆs1 ＝ ｆ 1 ｋ−Ｆs1 但し、ｋはｆ1 をＦ’に変換する定数である。
【００３８】同様に、周波数ｆ2 は圧電結晶74に作用す
る合力Ｆ”に比例しており、ｆ2 は加速度のためにウェ
イト66によって加えられる力Ｆ2 に比例しており、力Ｆ
3 は、センサが水平線に対して回転している時に重力の
ためにウェイト66によって加えられる力であり、力Ｆs2
は板ばね70によって加えられる力である。力Ｆ2 及びＦ
3 の値は次式から算出される。
る合力Ｆ”に比例しており、ｆ2 は加速度のためにウェ
イト66によって加えられる力Ｆ2 に比例しており、力Ｆ
3 は、センサが水平線に対して回転している時に重力の
ためにウェイト66によって加えられる力であり、力Ｆs2
は板ばね70によって加えられる力である。力Ｆ2 及びＦ
3 の値は次式から算出される。
【００３９】 Ｆ2 ±Ｆ3 ＝ Ｆ”−Ｆs2 ＝ ｆ2 ｋ−Ｆs2 図１〜図３に示されている勾配センサに関して説明した
ように、この場合も勾配角度θ及び加速度ａの値を計算
すれば２つの値が出る。勾配角度θ及び加速度ａの値の
前歴から適切な値を選択することができる。
ように、この場合も勾配角度θ及び加速度ａの値を計算
すれば２つの値が出る。勾配角度θ及び加速度ａの値の
前歴から適切な値を選択することができる。
【００４０】図７は、勾配角度θ及び加速度ａを発生す
るための電子回路のブロック図である。ｙ軸センサ80が
力Ｆ’に応じた値Ｆ1 の信号を発生する。ｙ軸センサ80
は、図８に示されているように、圧電結晶72と、オシレ
ータ回路76と、周波数ｆ1 を圧電結晶72に作用する合力
Ｆ’に比例した値を持ったアナログ信号に変換する周波
数／アナログ（Ｆ／Ａ）コンバータ102 とを有してい
る。合計増幅器104 がアナログ信号から合力Ｆ’のうち
の板ばね68によって発生した部分に対応する基準信号Ｆ
s1を減算する。合計増幅器104 の出力は、ウェイト66だ
けによって加えられた力に対応する信号Ｆ1 である。
るための電子回路のブロック図である。ｙ軸センサ80が
力Ｆ’に応じた値Ｆ1 の信号を発生する。ｙ軸センサ80
は、図８に示されているように、圧電結晶72と、オシレ
ータ回路76と、周波数ｆ1 を圧電結晶72に作用する合力
Ｆ’に比例した値を持ったアナログ信号に変換する周波
数／アナログ（Ｆ／Ａ）コンバータ102 とを有してい
る。合計増幅器104 がアナログ信号から合力Ｆ’のうち
の板ばね68によって発生した部分に対応する基準信号Ｆ
s1を減算する。合計増幅器104 の出力は、ウェイト66だ
けによって加えられた力に対応する信号Ｆ1 である。
【００４１】ｙ軸センサ80の出力は道路ノイズフィルタ
でろ過されて、それからフィルタ信号Ｆ1 が出力され
る。勾配角度発生器84が１対の勾配角度信号θ及び180
−θを発生し、これらは勾配角度論理回路86及びＦ3 発
生器92へ送られる。勾配角度論理回路86は、勾配角度θ
及び加速度ａの前歴に基づいて適当な勾配角度を選択す
る。
でろ過されて、それからフィルタ信号Ｆ1 が出力され
る。勾配角度発生器84が１対の勾配角度信号θ及び180
−θを発生し、これらは勾配角度論理回路86及びＦ3 発
生器92へ送られる。勾配角度論理回路86は、勾配角度θ
及び加速度ａの前歴に基づいて適当な勾配角度を選択す
る。
【００４２】ｘ軸センサ88は、加速度及び重力の力のた
めにウェイト66によって圧電結晶74に作用している力Ｆ
2 及びＦ3 の合計に対応するアナログ信号Ｆt を発生す
る。ｘ軸センサ88の構造は図８に示されているｙ軸セン
サ80の構造とほぼ同じであり、従ってここでは詳細に説
明する必要がないであろう。信号Ｆt は道路ノイズフィ
ルタ90でろ過されて、道路ノイズが信号Ｆt から除去さ
れる。ろ過信号Ｆt は合計増幅器94のプラス入力部で受
け入れられるのに対して、Ｆ3 発生器92からの信号Ｆ3
はマイナス入力部で受け入れられる。Ｆ3 発生器92は、
式(4) を用いて力Ｆ3 の値を発生する。但し、ウェイト
66の質量をｍ、重力加速度をｇとした時、Ｆ3 ＝ｍｇsi
n θである。合計増幅器の出力はＦ2 であり、Ｆ2 ＝Ｆ
t −Ｆ3で、ｘ軸方向の車両の加速度のためにウェイト6
6によって圧電結晶74に加えられたものである。加速度
値発生器96が力Ｆ2 を２つの可能値、すなわち加速度の
場合の＋ａ及び減速度の場合の−ａを有する加速度値に
変換する。
めにウェイト66によって圧電結晶74に作用している力Ｆ
2 及びＦ3 の合計に対応するアナログ信号Ｆt を発生す
る。ｘ軸センサ88の構造は図８に示されているｙ軸セン
サ80の構造とほぼ同じであり、従ってここでは詳細に説
明する必要がないであろう。信号Ｆt は道路ノイズフィ
ルタ90でろ過されて、道路ノイズが信号Ｆt から除去さ
れる。ろ過信号Ｆt は合計増幅器94のプラス入力部で受
け入れられるのに対して、Ｆ3 発生器92からの信号Ｆ3
はマイナス入力部で受け入れられる。Ｆ3 発生器92は、
式(4) を用いて力Ｆ3 の値を発生する。但し、ウェイト
66の質量をｍ、重力加速度をｇとした時、Ｆ3 ＝ｍｇsi
n θである。合計増幅器の出力はＦ2 であり、Ｆ2 ＝Ｆ
t −Ｆ3で、ｘ軸方向の車両の加速度のためにウェイト6
6によって圧電結晶74に加えられたものである。加速度
値発生器96が力Ｆ2 を２つの可能値、すなわち加速度の
場合の＋ａ及び減速度の場合の−ａを有する加速度値に
変換する。
【００４３】加速度／減速度論理回路98が、勾配角度θ
及び加速度値の前歴に基づいて加速度値＋ａまたは減速
度値−ａを選択する。
及び加速度値の前歴に基づいて加速度値＋ａまたは減速
度値−ａを選択する。
【００４４】図７に示されている回路には、車両の駆動
系の可動部材の時間導関数に応じて、加速状態を表す第
１値及び減速状態を表す第２値を有する信号を発生す
る、点線で示された加速度／減速度センサ100 を設ける
ことができる。この信号は勾配角度論理回路86及び加速
度／減速度論理回路98へ送られ、適切な値を選択する論
理を簡単にすることができる。
系の可動部材の時間導関数に応じて、加速状態を表す第
１値及び減速状態を表す第２値を有する信号を発生す
る、点線で示された加速度／減速度センサ100 を設ける
ことができる。この信号は勾配角度論理回路86及び加速
度／減速度論理回路98へ送られ、適切な値を選択する論
理を簡単にすることができる。
【００４５】図９は、信号Ｆ1 及びＦt を発生するため
の変更形回路構造を示している。Ｆ1 及びＦt を発生す
る回路はぼほ同一であるから、Ｆ1 を発生する回路につ
いてだけ以下に詳細に説明する。
の変更形回路構造を示している。Ｆ1 及びＦt を発生す
る回路はぼほ同一であるから、Ｆ1 を発生する回路につ
いてだけ以下に詳細に説明する。
【００４６】図９において、オシレータ76及び圧電結晶
72が、結晶72に加えられた力Ｆ’に応じた周波数ｆ1 を
発生する。道路ノイズフィルタ106 が周波数ｆ1 をろ過
してろ過周波数信号ｆ1 を発生する。このろ過周波数信
号ｆ1 はミキサー回路108 で基準信号ｆs と混合され
る。周波数ｆs は、板ばね68によって圧電結晶72に加え
られた力に対応している。周波数／アナログコンバータ
110 が、ウェイト66に作用している重力の力だけによっ
て加えられた力ｆw に対応した差周波数（ｆ1 −ｆs)を
重力によってウェイト66に加えられた力の値に対応した
アナログ信号Ｆ1に変換する。
72が、結晶72に加えられた力Ｆ’に応じた周波数ｆ1 を
発生する。道路ノイズフィルタ106 が周波数ｆ1 をろ過
してろ過周波数信号ｆ1 を発生する。このろ過周波数信
号ｆ1 はミキサー回路108 で基準信号ｆs と混合され
る。周波数ｆs は、板ばね68によって圧電結晶72に加え
られた力に対応している。周波数／アナログコンバータ
110 が、ウェイト66に作用している重力の力だけによっ
て加えられた力ｆw に対応した差周波数（ｆ1 −ｆs)を
重力によってウェイト66に加えられた力の値に対応した
アナログ信号Ｆ1に変換する。
【００４７】他の形式の力センサ、例えばストレーンゲ
ージを圧電結晶72及び74の代わりに用いて、加速度及び
重力のためにウェイト66によって発生した力を検出する
ことができ、これによる利点は可動部材をまったく必要
としないことである。さらに、当業者であれば、本発明
の精神から逸脱しない範囲において勾配センサ及びその
関連電子回路の変更実施例を考えることができるであろ
う。
ージを圧電結晶72及び74の代わりに用いて、加速度及び
重力のためにウェイト66によって発生した力を検出する
ことができ、これによる利点は可動部材をまったく必要
としないことである。さらに、当業者であれば、本発明
の精神から逸脱しない範囲において勾配センサ及びその
関連電子回路の変更実施例を考えることができるであろ
う。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、重力によりおもりが変
位する角度を検出するト第１センサと、重力及び車両の
加速度によりおもりによって加えられる力を検出する第
２センサにより車両が走行中の勾配角度と車両の加速度
の両方を同時に与えることができる。
位する角度を検出するト第１センサと、重力及び車両の
加速度によりおもりによって加えられる力を検出する第
２センサにより車両が走行中の勾配角度と車両の加速度
の両方を同時に与えることができる。
【００４９】また、本発明の勾配角度／加速度センサ
は、振り子のおもりをセンサとして使用することから、
車輪速度及び道路スリップに無関係に加速度及び減速度
を測定できる。
は、振り子のおもりをセンサとして使用することから、
車輪速度及び道路スリップに無関係に加速度及び減速度
を測定できる。
【００５０】さらに、本発明によれば、車両の長手方向
軸線に直交する方向とこの軸線に平行な方向にそれぞれ
おもりにより加えられる力を測定する第１，第２力セン
サとを備えて勾配角度と車両の加速度を測定することが
できる。
軸線に直交する方向とこの軸線に平行な方向にそれぞれ
おもりにより加えられる力を測定する第１，第２力セン
サとを備えて勾配角度と車両の加速度を測定することが
できる。
【図１】道路勾配を上っている車両及びセンサに作用し
ている力を示す図である。
ている力を示す図である。
【図２】勾配角度／加速度センサの第１実施例の側面図
である。
である。
【図３】図２に示されている勾配角度／加速度センサの
前面図である。
前面図である。
【図４】第１実施例の電気部材を示すブロック回路図で
ある。
ある。
【図５】第１実施例の電気部材の変更形ブロック回路図
である。
である。
【図６】勾配角度／加速度センサの変更実施例の側面図
である。
である。
【図７】関連の電気回路部材を示すブロック図である。
【図８】ｘ及びｙ軸センサの詳細を示すブロック回路図
である。
である。
【図９】ｘ及びｙ軸センサの変更実施例を示すブロック
回路図である。
回路図である。
10 勾配角度／加速度センサ 26 おもり 46 力センサ 48 勾配角度発生器 49 勾配角度論理回路 50 勾配角度センサ 52 加速度値発生器 58 加速／減速論理回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】Ｆ２ ＝ ｍａ、また Ｆ３ ＝ｍｇｓｉｎ θ 圧電結晶７４に作用する合力は、Ｆ” ＝ Ｆ２± Ｆ
３である。 従って、Ｆ２ ＝ （Ｆ” ± Ｆ３） ＝ ｍａ また、 ａ ＝ （Ｆ” ± Ｆ３）／ｍ （４） 周波数ｆ１は圧電結晶７２に作用する合力Ｆ’に比例し
ているので、ｆ１は重力によるウエイト６６によって加
えられる力Ｆ１と、板ばね６８により加えられる力Ｆ
ｓ１に比例している。それゆえ、力Ｆ１は次式から導き
出すことができる。
３である。 従って、Ｆ２ ＝ （Ｆ” ± Ｆ３） ＝ ｍａ また、 ａ ＝ （Ｆ” ± Ｆ３）／ｍ （４） 周波数ｆ１は圧電結晶７２に作用する合力Ｆ’に比例し
ているので、ｆ１は重力によるウエイト６６によって加
えられる力Ｆ１と、板ばね６８により加えられる力Ｆ
ｓ１に比例している。それゆえ、力Ｆ１は次式から導き
出すことができる。
Claims (21)
- 【請求項１】 車両(12、14) が走行中の道路勾配の角度
及び車両加速度を測定する勾配角度／加速度センサ(10)
であって、 所定質量ｍのウェイト(26)と、 少なくとも前記ウェイト(26)に作用している重力の力に
応じて前記ウェイト(26)によって生じる第１パラメータ
を表す第１信号を発生する第１センサ(46)と、前記ウェ
イト(26)に作用している重力及び前記車両(12、14) の加
速度の合成力に応じて前記ウェイト(26)によって生じる
第２パラメータを表す第２信号を発生する第２センサ(5
0)と、 前記第１及び第２信号に応じて、車両(12、14) が走行中
の勾配の角度θに対応した値の勾配角度信号を発生する
勾配角度論理手段(48、49) と、 前記第１及び第２信号に応じて、車両の加速度ａに対応
した値の加速度信号を発生する加速度論理手段(52、58)
とを有していることを特徴とするセンサ。 - 【請求項２】 前記ウェイトは、アーム(30)によって取
付け構造（32、34、46) に回動可能に連結された振り子(2
0)のおもり(26)であり、 第１センサは、重力及び車両の加速度のために前記おも
り(26)によって前記アーム(30)に加えられる力Ｆを測定
して第１信号を発生する力センサ(46)であり、 第２センサは、前記アーム(30)が所定位置から前記取付
け構造に対して行った角度変位に応じて、前記角度変位
の角度αに対応する値の第２信号を発生する角度センサ
(50)であることを特徴とする請求項１のセンサ。 - 【請求項３】 前記力センサ(46)はアーム(30)に取付け
られたストレーンゲージ(44)であることを特徴とする請
求項２のセンサ。 - 【請求項４】 前記角度センサ(50)は、 前記取付け構造に取付けられて、アーム(30)の角度変位
に直交する光ビームを発生する光源(40)と、前記取付け
構造に取付けられて、第２信号を発生する光電検出器(3
2)と、前記アーム(30)に取付けられてそれと共に回動可
能な回転式光学エンコーダ(38)とを有しており、 前記光学エンコーダ(38)は前記光源(40)と光電検出器(4
2)との間に延在して前記光ビームを前記アーム(30)の角
度変位の関数として変調させ、前記光電検出器(42)は前
記光ビームの変調に応じて前記第２信号を発生すること
によって、前記アームが角度変位した角度αに対応した
値の前記第２信号を発生することを特徴とする請求項２
のセンサ。 - 【請求項５】 前記車両の長手方向軸線にほぼ平行な水
平軸線と、この水平軸線に直交する垂直軸線とを備えて
おり、角度αは、振り子(20)のアーム(30)と前記水平軸
線との間の角度であることを特徴とする請求項４のセン
サ。 - 【請求項６】 前記勾配論理手段は、おもりの質量を
ｍ、重力加速度をｇとするときに式： θ＝90゜−arc sin （Ｆsin α／ｍｇ） に従って角度α及び力Ｆの値に応じて前記勾配角度θを
発生する第１計算手段(48)を有していることを特徴とす
る請求項５のセンサ。 - 【請求項７】 βがarc sin （Ｆsin α／ｍｇ）で、重
力の力の方向とセンサの水平軸線との間の角度であり、
重力加速度をｇ、前記おもりの質量をｍとするときに
式： ａ＝ｇsin （180 ゜−β−α）／sin α に従って前記角度α及び力Ｆの値に応じて前記加速度を
発生する第２計算手段(52)を有していることを特徴とす
る請求項６のセンサ。 - 【請求項８】 前記勾配論理手段によって発生した角度
θは２つの解を持ち、前記勾配論理手段はさらに、 前記角度θ及び加速度ａの以前の発生値を記憶する手段
(49)と、 前記角度θ及び加速度ａの前記以前の発生値に応じて角
度θの前記２つの可能値のうちの一方を選択する第１論
理手段(49)とを有しており、 前記加速度論理手段によって発生した前記加速度ａは２
つの解を持ち、前記加速度論理手段はさらに、 前記角度θ及び加速度ａの以前の発生値を記憶する手段
(58)と、 前記角度θ及び加速度ａの前記以前の発生値に応じて加
速度ａの前記２つの可能値のうちの一方を選択する第２
論理手段(58)とを有していることを特徴とする請求項６
のセンサ。 - 【請求項９】 前記勾配論理手段によって発生した角度
θは２つの異なる解を持ち、加速度ａは２つの異なる解
を持っており、さらに、 車両の回転部材に応じて、車両が加速状態にあることを
表す第１信号及び車両が減速状態にあることを表す第２
信号を発生する加速度センサ手段(54)を有しており、 前記勾配論理手段には、前記加速度センサ(54)によって
発生した前記第１及び第２信号に応じて前記角度θの２
つの異なる解のうちの一方を選択する第１選択論理(49)
が含まれ、 前記加速度論理手段には、前記加速度センサ(54)によっ
て発生した前記第１及び第２信号に応じて前記加速度ａ
の２つの異なる解のうちの一方を選択する第２選択論理
(58)が含まれていることを特徴とする請求項６のセン
サ。 - 【請求項１０】 前記第１センサは、第１軸線に沿って
前記ウェイト(66)と係合して、前記ウェイトに作用する
重力に応じて第１信号を発生する第１力センサ(80)であ
り、 第２センサは、第１軸線に直交する第２軸線に沿って前
記ウェイト(66)と係合して、前記ウェイトに作用する重
力及び加速度に応じて第２信号を発生する第２力センサ
(88)であり、 前記第１信号に応じて勾配角度θを発生する勾配角度発
生器(84)と、 前記第２信号及び勾配角度θに応じて加速度ａの前記値
を発生する加速度値発生器手段(96)とを有していること
を特徴とする請求項１のセンサ。 - 【請求項１１】 前記勾配角度発生器は、第１軸線が水
平位置に対してある角度をなす時に第１力センサが発生
した力をＦ 1 、前記第１軸線が前記水平位置に対して直
角である時に前記第１力センサが発生した力をＦ0 とす
るときに式： θ＝arc cos （Ｆ 1 ／Ｆ0) に従って前記勾配角度を発生する計算手段を有してお
り、 前記加速度値発生器手段は、第２センサによって感知さ
れた第２信号のうちの、前記勾配角度発生器が発生した
角度θに応じた重力に起因する部分に対応した値を有す
る信号Ｆ3 を発生するＦ3 発生器(92)を有しており、 前記第２信号から信号Ｆ3 を減算して、加速度に起因し
て前記ウェイトによって前記第２センサに発生した力に
対応した値を有する信号Ｆ2 を発生する合計増幅器(94)
と、 前記信号Ｆ2に応じて加速度ａの前記値を発生する加速
度値発生器(96)とを有していることを特徴とする請求項
10のセンサ。 - 【請求項１２】 前記加速度値発生器には、ウェイトの
質量をｍとするときに式： ａ＝Ｆ2 ／ｍ に従って加速度の前記値を発生する計算手段が設けられ
ており、 前記Ｆ3 発生器は、前記ウェイトの質量をｍ、重力の力
をｇとするときに式： Ｆ3 ＝ｍｇsin θ に従って前記信号Ｆ3 を発生することを特徴とする請求
項11のセンサ。 - 【請求項１３】 さらに、 前記ウェイトを第１軸線に沿って第１センサの方へ押し
付ける第１バイアス手段(70)と、 前記ウェイトを第２軸線に沿って第２センサの方へ押し
付ける第２バイアス手段(68)と、 前記第１バイアス手段によって発生した力に対応する力
を第１信号から減算する手段(94)と、 前記第２バイアス手段によって発生した力に対応する力
を第２信号から減算する手段(104) とを有していること
を特徴とする請求項12のセンサ。 - 【請求項１４】 前記第１及び第２力センサの各々は、 ウェイト(66)に係合している、前記ウェイトによって加
えられる力の関数として変化する電気特性を備えた圧電
結晶(72、74) と、 前記圧電結晶によって制御されており、前記ウェイトに
よって前記圧電結晶に加えられる力の関数として変化す
る周波数を備えたオシレータ回路(76、78) と、 前記オシレータ回路によって発生した前記周波数を前記
ウェイトによって前記圧電結晶に加えられた力に対応し
た値を有するアナログ信号に変換する周波数／アナログ
変換器(102、110) とを有しており、前記勾配角度発生器
は勾配角度θに対して２つの異なる値を発生し、前記セ
ンサはさらに、以前に発生した勾配角度θ及び前記加速
度ａの値に応じて前記２つの異なる値のうちの一方を選
択する勾配角度論理手段(86)を有していることを特徴と
する請求項10のセンサ。 - 【請求項１５】 前記加速度値発生器は加速度ａに対し
て２つの異なる値を発生し、前記センサはさらに、以前
に発生した勾配角度θ及び以前に発生した加速度の値に
応じて前記加速度の前記２つの異なる値のうちの一方を
選択する加速度／減速度論理手段(98)を有していること
を特徴とする請求項11のセンサ。 - 【請求項１６】 前記勾配角度発生器は勾配角度θに対
して２つの異なる値θ及び180 ゜−θを発生し、前記加
速度値発生器は２つの異なる加速度値＋ａ及び−ａを発
生し、さらに、 車両の加速時の検出に応じて第１信号を、車両の減速時
の検出に応じて第２信号を発生する加速方向センサ(10
0) と、 前記勾配角度発生器によって発生した前記勾配角度、第
１信号及び第２信号に応じて前記２つの異なる値のうち
の一方を選択する勾配角度論理手段(86)と、 前記加速度値発生器によって発生した前記加速度値の
値、第１信号及び第２信号に応じて前記２つの異なる加
速度値のうちの一方を選択する加速度／減速度論理手段
(98)とを有していることを特徴とする請求項11のセン
サ。 - 【請求項１７】 車両(12、14) の勾配角度θ及び加速度
値ａを発生する方法であって、 少なくともウェイト(26)に作用している重力の力に応じ
て前記ウェイト(26)によって生じる第１パラメータを検
出して第１信号を発生し、 前記ウェイトに作用している重力及び加速度の合成力に
応じてウェイトによって生じる第２パラメータを検出し
て第２信号を発生し、 前記第１及び第２信号に応じて、前記車両が走行中の勾
配の角度に対応した勾配角度信号θを発生し、 前記第１及び第２信号に応じて、前記車両の加速度に対
応した加速度信号ａを発生する各ステップを有してお
り、 前記ウェイトは、アーム(30)によって支持構造に回動可
能に連結された振り子(20)のおもり(26)であり、 第１パラメータを検出する前記ステップは、前記アーム
の所定位置からの角度変位αを検出し、さらに前記振り
子の重力及び加速度のために前記アームに加えられる力
Ｆを測定することを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 勾配角度θを発生するステップは、前
記おもりの質量をｍ、重力の力をｇとするときに式： θ＝90゜−arc sin （Ｆsin α／ｍｇ） を解く手順を有し、加速度信号ａを発生するステップ
は、 β＝arc sin Ｆsin α／ｍｇ）である時に式： ａ＝ｇsin （180 ゜−β−α）／sin α を解く手順を有していることを特徴とする請求項17の方
法。 - 【請求項１９】 第１パラメータを検出するステップ
は、第１軸線方向に重力のためにウェイト(26)によって
加えられる力Ｆ’を検出する手順を有し、第２パラメー
タを検出するステップは、前記第１軸線に直交する第２
軸線方向に重力及び加速度のために前記ウェイトによっ
て加えられる力Ｆ”を検出する手順を有していることを
特徴とする請求項17の方法。 - 【請求項２０】 勾配角度θを発生するステップは、前
記第１力が重力の方向に平行である時のＦ’の値をＦ0
とするときに式： θ＝arc cos （Ｆ’／Ｆ0 ） を解く手順を有し、加速度の前記値を発生するステップ
は、Ｆ2 ＝Ｆ”−ｍｇsin θで、ウェイトの質量をｍ、
勾配角度をθとするときに式： ａ＝Ｆ2 ／ｍ を解く手順を有していることを特徴とする請求項19の方
法。 - 【請求項２１】 既知の大きさの力の場の方向及び既知
の方向の力の場の大きさを決定する装置であって、 少なくとも前記既知の大きさの力の場に応じて第１パラ
メータを表示し、前記既知の大きさの力の場及び前記既
知の方向の力の場に応じて第２パラメータを表示する素
子(46、50) と、 前記第１及び第２パラメータに応じて、前記既知の大き
さの力の場の方向を決定し、また前記既知の方向の力の
場の大きさを決定する手段(48、49、52、58) とを有してい
ることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/954,665 US5351540A (en) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | Grade angle and acceleration sensor |
| US954665 | 1992-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201380A true JPH06201380A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=25495764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5262887A Pending JPH06201380A (ja) | 1992-09-30 | 1993-09-27 | 勾配角度／加速度センサ |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5351540A (ja) |
| EP (1) | EP0590312A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06201380A (ja) |
| KR (1) | KR940007539A (ja) |
| CN (1) | CN1085656A (ja) |
| AR (1) | AR248193A1 (ja) |
| AU (1) | AU660109B2 (ja) |
| BR (1) | BR9303561A (ja) |
| CA (1) | CA2105240A1 (ja) |
| MX (1) | MX9306117A (ja) |
| ZA (1) | ZA937158B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102193035B1 (ko) * | 2020-04-09 | 2020-12-18 | 김용수 | 이동하중을 이용한 쏠림 감지 및 제어 장치 |
| KR102490250B1 (ko) * | 2022-07-05 | 2023-01-20 | 한동건설엔지니어링(주) | 하이브리드 기울기 측정장치 |
| KR102504933B1 (ko) * | 2022-09-15 | 2023-03-02 | 국방과학연구소 | 고감도 압축형 압전 가속도계 |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100207106B1 (ko) * | 1994-04-06 | 1999-07-15 | 정몽규 | 자동차 주행도로의 기울기 측정장치 및 그 방법 |
| CA2160171C (en) * | 1994-10-11 | 2006-05-30 | Kenji Furuichi | Servo acceleration sensor and a method for computing an acceleration of the vehicle along a slope |
| DE19538616C2 (de) * | 1995-10-17 | 2003-11-27 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Vorrichtung zur Erfassung einer Fahrzeugneigung und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung |
| US5723782A (en) * | 1996-11-29 | 1998-03-03 | Bolles, Jr.; Robert C. | Method of land vehicle suspension evaluation and design through roll angle analysis |
| KR100462745B1 (ko) * | 1996-12-31 | 2005-04-06 | 현대자동차주식회사 | 차량 전복사고시 안전장치 |
| WO1998047109A1 (en) * | 1997-04-17 | 1998-10-22 | Stage Iii Technologies, L.C. | Vehicle crash data recorder, locator and communicator |
| DE19814357A1 (de) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Maha Gmbh & Co Kg | Meßgerät zur Fahrzeugdiagnose |
| KR100308572B1 (ko) * | 1998-11-09 | 2001-11-30 | 김덕중 | 자이로와 가속도계를 이용한 경사각 및 차량속도 검출장치 |
| GB2353573B (en) * | 1999-08-24 | 2002-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for adjusting the braking action at the wheels of a motor vehicle |
| US6873931B1 (en) | 2000-10-10 | 2005-03-29 | Csi Technology, Inc. | Accelerometer based angular position sensor |
| EP1226986B1 (en) * | 2001-01-29 | 2006-06-14 | Ford Global Technologies, LLC | Load estimator |
| US7058499B2 (en) * | 2003-05-20 | 2006-06-06 | Kds Controls | Brake control system and method |
| SE527413C2 (sv) * | 2004-07-02 | 2006-02-28 | Volvo Lastvagnar Ab | Motordrivet fordon med transmission |
| DE102004038657A1 (de) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Bomag Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung eines beschleunigungsunabhängigen Neigungswinkels |
| DE102006020471B4 (de) * | 2006-04-28 | 2008-01-03 | Trajet Gmbh | Messeinrichtung für Fahrzeugdaten, insbesondere für die Geschwindigkeit eines auf Rädern laufenden Fahrzeuges |
| KR20090001721A (ko) * | 2007-05-14 | 2009-01-09 | 팅크웨어(주) | 맵 매칭 보정 방법 및 상기 방법을 수행하는 내비게이션시스템 |
| US7757406B2 (en) * | 2007-05-29 | 2010-07-20 | Sepehr Khashaei | Vehicle travel grade indicator (VTGI) |
| CZ303131B6 (cs) * | 2008-02-05 | 2012-04-25 | ŠKODA TRANSPORTATION a.s. | Zpusob stanovení redukovaného sklonu trate projíždené vozidlem |
| US8401753B2 (en) * | 2009-11-23 | 2013-03-19 | Caterpillar Inc. | Automatic downhill speed control system |
| CN102141622A (zh) * | 2010-01-28 | 2011-08-03 | 杨志雄 | 探索环境绘制三维空间地图的自走式测量设备 |
| WO2012124009A1 (ja) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | 車両傾斜検知装置 |
| WO2013011522A1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-01-24 | Zen Technologies Ltd. | Apparatus and method for measuring vertical angular deviation |
| BR112014017228A2 (pt) | 2012-01-13 | 2017-08-22 | Pulse Function F6 Ltd | Sistema de telemática com sensores 3d inerciais |
| CN103358985A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 周亦武 | 汽车加速度显示装置 |
| CN103673984A (zh) * | 2012-09-05 | 2014-03-26 | 昆山研达电脑科技有限公司 | 坡度感测装置 |
| DE102014214965B4 (de) * | 2014-07-30 | 2017-02-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Steigungswertes |
| CN104215224A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-17 | 西南大学 | 一种用线性霍尔传感器检测倾角和加速度的装置及方法 |
| CN105116167A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-02 | 深圳威易森科技有限公司 | 一种机动车在坡度平面行驶时的加速度确定方法 |
| CN107132377A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-05 | 南京越博动力系统股份有限公司 | 一种车辆加速度及所处坡度的测量装置与计算方法 |
| TWI673477B (zh) * | 2018-06-26 | 2019-10-01 | 晶翔機電股份有限公司 | 表面斜度鑑別裝置及其鑑別方法 |
| CN114684159A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-07-01 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种车辆质量估算方法、装置、电子设备和存储介质 |
| CN114852086A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种坡度值确定设备、方法、装置、电子设备和存储介质 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1206713A (en) * | 1968-01-19 | 1970-09-30 | Westinghouse Brake & Signal | Improvements in or relating to devices responsive to change in their velocities |
| US3537307A (en) * | 1968-10-10 | 1970-11-03 | Donald J Pliha | Self-compensated pendulous inertial reference apparatus for vehicles |
| US3752251A (en) * | 1969-12-09 | 1973-08-14 | Gen Motors Corp | Road grade sensor |
| US3632176A (en) * | 1969-12-09 | 1972-01-04 | Gen Motors Corp | Vehicle wheel slip control system and road grade sensor therefor and method of controlling wheel slip |
| US4356638A (en) * | 1980-10-22 | 1982-11-02 | Leveling Devices, Inc. | Lift truck digital inclinometer |
| DE3334726A1 (de) * | 1983-09-26 | 1985-04-11 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Steuereinrichtung fuer ein strassenfahrzeug |
| JPS60166817A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Aisin Warner Ltd | 傾斜検出器 |
| DE3432596A1 (de) * | 1984-09-05 | 1986-03-06 | Pötsch, Edmund Reinfried, 8901 Königsbrunn | Beschleunigungs- und/oder geschwindigkeits- und/oder wegstrecken- oder neigungswinkel-messanordnung |
| JPS61155911A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Daihatsu Motor Co Ltd | 傾斜・加速度検出装置 |
| JP2519084B2 (ja) * | 1988-04-19 | 1996-07-31 | 富士通テン株式会社 | 車体加速度の検出装置 |
| DE4010073A1 (de) * | 1990-03-29 | 1991-10-02 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Einrichtung zur bergfahrt-erkennung |
| US5134883A (en) * | 1990-09-27 | 1992-08-04 | Shannon E Paul | Pendulum-type accelerometer |
-
1992
- 1992-09-30 US US07/954,665 patent/US5351540A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-26 EP EP93113651A patent/EP0590312A1/en not_active Withdrawn
- 1993-08-31 CA CA002105240A patent/CA2105240A1/en not_active Abandoned
- 1993-09-14 AU AU47347/93A patent/AU660109B2/en not_active Ceased
- 1993-09-16 KR KR1019930018636A patent/KR940007539A/ko not_active Application Discontinuation
- 1993-09-27 ZA ZA937158A patent/ZA937158B/xx unknown
- 1993-09-27 JP JP5262887A patent/JPH06201380A/ja active Pending
- 1993-09-28 AR AR93326149A patent/AR248193A1/es active
- 1993-09-29 BR BR9303561A patent/BR9303561A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-09-30 MX MX9306117A patent/MX9306117A/es unknown
- 1993-09-30 CN CN93118450A patent/CN1085656A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102193035B1 (ko) * | 2020-04-09 | 2020-12-18 | 김용수 | 이동하중을 이용한 쏠림 감지 및 제어 장치 |
| KR102490250B1 (ko) * | 2022-07-05 | 2023-01-20 | 한동건설엔지니어링(주) | 하이브리드 기울기 측정장치 |
| KR102504933B1 (ko) * | 2022-09-15 | 2023-03-02 | 국방과학연구소 | 고감도 압축형 압전 가속도계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX9306117A (es) | 1995-01-31 |
| CN1085656A (zh) | 1994-04-20 |
| US5351540A (en) | 1994-10-04 |
| ZA937158B (en) | 1994-05-23 |
| AU4734793A (en) | 1994-04-14 |
| KR940007539A (ko) | 1994-04-27 |
| AU660109B2 (en) | 1995-06-08 |
| CA2105240A1 (en) | 1994-03-31 |
| BR9303561A (pt) | 1994-05-24 |
| EP0590312A1 (en) | 1994-04-06 |
| AR248193A1 (es) | 1995-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06201380A (ja) | 勾配角度／加速度センサ | |
| US8165842B2 (en) | Measuring device for vehicle data, in particular for the speed of a vehicle running on wheels | |
| JPH02201240A (ja) | 自動車の質量検出装置 | |
| KR20000057486A (ko) | 차량 전복 상태 검출 시스템 및 방법 | |
| US8583324B2 (en) | Method and device for determining the angle of inclination of a two-wheeled vehicle | |
| SE445566B (sv) | Forfarande for att uppskatta den packningsgrad som uppnas vid packning samt anordning for att meta packningsgrad for genomforandet av forfarandet | |
| JPS63315958A (ja) | 車両の動作特性改善方法及び装置 | |
| US7873458B2 (en) | Device for measuring incline under acceleration | |
| JPH02105023A (ja) | 車両計量方法および装置 | |
| US5060392A (en) | North finding system | |
| JP2843905B2 (ja) | 車両用慣性航法装置 | |
| JP2519084B2 (ja) | 車体加速度の検出装置 | |
| JPH03165265A (ja) | 標高差計測装置 | |
| AU2015295832B2 (en) | Device and method for generating a gradient value | |
| JP2010076702A (ja) | タイヤ内圧低下検出方法及び装置、並びにタイヤ内圧低下検出プログラム | |
| JPH05272974A (ja) | 車両用路面勾配検出装置 | |
| JP2626003B2 (ja) | 路面傾斜角検出装置 | |
| JPH0711531B2 (ja) | 車両用速度検出装置 | |
| JP4399991B2 (ja) | 車両停止の判定装置と判定方法 | |
| JP2001082956A (ja) | 車両の勾配検知装置 | |
| JPH0477244B2 (ja) | ||
| EP0165924A1 (en) | A roll-over warning system | |
| JPH1047958A (ja) | 車両傾斜角度検出装置及び液量検出装置 | |
| JPS6246208A (ja) | 自動車の傾斜検出方法 | |
| JPH0249953B2 (ja) |