JPH0758295B2 - 角速度センサの零点調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、自動車などの移動体に搭載される角速度セン
サの零点調整方法に関する。

従来技術 最近、自動車にヨー方向変化の角速度を検出する角速度
センサを搭載して自動車の進行方向に応じた方向および
その変化量を検出するとともに、距離センサにより車速
に応じた自動車の走行距離を検出し、それら各検出値か
ら自動車の走行経路上における現在位置を演算によって
求め、その刻々変化する現在位置の情報を道路地図と対
比させながら表示させることによりガイダンスを行なわ
せる走行経路表示装置が開発されている。

一般に、この種の角速度センサとしてはジャイロスコー
プ，ガス式角速度センサ（移動体の方向変換によって生
ずるガス流の変位をセンサ部によって感熱量変化として
とらえてそのときの角速度を検出するもの）などが用い
られるが、そのような角速度センサを車体に取付ける
際、自動車などの移動体ではその車体振動によって角速
度センサが常に不規則的に振動するために角速度検出値
のドリフトの発生が否めず、したがってその角速度セン
サのドリフト分の誤差が累積されて前記演算によって求
めた現在位置と実際の位置とが狂ってしまうという問題
がある。

そのため従来の走行経路表示装置では、自動車の停止の
たびごとにそのときの角速度センサによる角速度検出値
をドリフト分として検知し、その検知されたドリフトを
単純にその後の走行時における角速度センサの出力から
差し引くことにより角速度センサによる角速度検出値の
零点調整を逐次行なわせるようにしている。

しかし、このような従来の角速度センサにおける角速度
検出値の零点調整方法では、自動車の停止直後やスター
ト直前にあっては車体が少なからず揺動して角速度セン
サから比較的大きな角速度検出信号が出力されてしまう
が、そのときの角速度検出値をドリフト分としてその後
の走行時における角速度センサの出力から差し引いてし
まうとその零点調整自体に誤差を生じてしまう結果にな
る。

また、自動車の停止中にあっても、突風などの外乱やハ
ンドルの据え切り操作，ドアーの開閉などによって車体
が少なからず揺動して比較的大きな角速度検出信号が出
力され、そのため前述と同様の問題が生じてしまう。

目的 本発明はこのような点を考慮してなされたもので、自動
車などの移動体の停止時における角速度センサの出力を
ドリフト分としてその後の走行時における角速度センサ
の出力から差し引くことによって角速度検出値の零点調
整を行なわせる際、停止直後およびスタート直前におけ
る角速度センサの出力を角速度検出値のドリフト分とし
て検知しないようにした角速度センサの零点調整方法を
提供するものである。

また、本発明は、自動車などの移動体の停止中に角速度
センサから出力される角速度検出値を順次重みづけした
うえで平均化処理してその平均値をドリフト分としてそ
の後の走行時における角速度センサの出力から差し引く
ようにして角速度センサの零点調整の精度を向上させる
ようにするとともに、停止中に比較的大きな角速度セン
サの出力が生じて例えばそれが直前までに求められた平
均値とかなり大きな差が示したときには、そのときの角
速度センサの出力を平均化処理の対象としないようにし
た角速度センサの零点調整方法を提供するものである。

構成 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１図は走行経路表示装置において本発明による角速度
センサの零点調整方法を具体的に実施するための一構成
例を示すもので、ヨー方向の角速度を検出する角速度セ
ンサ１と、その角速度センサ１の出力信号を増幅する増
幅器２と、その増幅出力をサンプリングするＡ・Ｄ変換
器３と、自動車の単位移動距離ごとにパルス信号を発生
する距離センサ４と、そのパルス出力を波形整形する波
形整形回路５と、その波形整形されたパルス信号の計数
を行なう走行距離計数回路６と、前記波形整形回路５の
出力周波数を検出する周波数検出回路７と、前記Ａ・Ｄ
変換器3,走行距離計数回路６および周波数検出回路７の
各出力にもとづいて所定の演算を行なうマイクロコンピ
ュータからなる信号処理装置８と、信号処理装置８の制
御出力によって駆動される表示装置９とによって構成さ
れている。

このように構成されたものにあっては、自動車の走行時
に角速度センサ１によって自動車のヨー方向変化の角速
度ωが連続的に検出され、その検出信号が増幅器２によ
って増幅されたのちＡ・Ｄ変換器３で単位時間Δｔごと
にサンプリングされて自動車の進行方向に応じた偏角Δ
θ（Δθ＝ω・Δｔ）の信号として変換され、その偏角
信号Δθが信号処理装置８の第１の入力端に送られる。
これと同時に、距離センサ４から自動車の単位走行距離
に応じて出力されるパルス信号Ｐが波形整形回路５を通
して走行距離計数回路６に送られ、そこで計数された距
離信号Ｌが信号処理装置８の第２の入力端に送られると
ともに、周波数検出回路７によってパルス信号Ｐ出力周
波数が検出されてその検出信号ｆが信号処理装置８の第
３の入力端に送られる。信号処理装置８は、その第1,第
２および第３の各入力端からそれぞれ送られてきた信号
にもとづいて以下に説明する所定の演算を行ない、その
演算結果に応じて表示装置９を駆動して自動車の現在位
置の表示を行なわせる。なお、表示装置９としては、例
えばＸ軸,Y軸の二次元座標上の交点で自動車の走行路上
における現在位置を表示するようにしたものなど、一般
的なものが用いられる。

すなわち、信号処理装置８は、まず周波数検出回路７か
ら送られてくる周波数検出信号ｆが零かそうでないかに
よって自動車が停止状態にあるか走行状態にあるかの検
知を行なう。自動車の走行状態が検知されたときには、
信号処理装置８はそのときＡ・Ｄ変換器３から逐次送ら
れてくる偏角信号Δθから予めプリセットされた角速度
センサ１のドリフト値Ｄを差し引いたうえでそのドリフ
ト補正された偏角信号Δθ−Ｄの累積加算を行なって現
在方向θを求め、その求められた現在方向θと走行距離
計数回路６から送られてくる距離信号Ｌとに応じた演算
によって自動車の現在位置を刻々算出する。この場合、
Ｘ軸,Y軸の二次元座標上の交点で現在位置を求めるに
は、例えば次式によって算出される。

また、自動車の停止状態が検知されたときには、信号処
理装置８はそのときドリフト補正された偏角信号Δθ−
Ｄを零としてその累積加算が行なわれないようにする。

信号処理装置８は、以上のようにして求めた時々刻々変
化する現在位置のデータを表示装置９に送って自動車の
走行経路表示を行なわせることになる。

このような走行経路表示装置にあって、特に本発明によ
る角速度センサの零点調整方法では、信号処理装置８に
おいて、自動車の停止状態が検知されたときにＡ・Ｄ変
換器３から送られてくる偏角信号Δθを読込んで順次重
みづけしたうえで平均化する低域通過フィルタ処理を実
行させることにより、停止期間中における偏角信号Δθ
に平均値を角速度センサ１のドリフト値Ｄとして記憶さ
せるようにしている。

また、その際、自動車の停止直後およびスタート直前に
おける自動車の揺動による角速度センサ１の出力を平均
化処理から除外させるため、信号処理装置８において停
止状態が検知されてから数秒（例えば２秒）経過後に偏
角信号Δθの読込みを開始させて平均値の算出を順次行
なわせてそれを逐次記憶更新させていき、走行状態が検
知された時点でその数秒（例えば２秒）前に記憶された
平均値をドリフト値Ｄとして決定させるようにしてい
る。第２図はそのときの各部信号に対するドリフト値算
出時のタイムチャートを示すもので、図中Ｓは自動車の
停止状態検知期間を示し、またＴはドリフト値検出期間
を、t1,t2は停止期間Ｓ中におけるドリフト値検出の無
効期間をそれぞれ示している。

さらに、本発明では、自動車の停止時におけるドリフト
値検出期間Ｔ中であっても、突風などの外乱によって角
速度センサ１のドリフトによるものとは考えられない偏
角信号Δθが検出されたときには、信号処理装置８にお
いてそのとき検出された値を無効としてドリフト値Ｄを
決定させるための平均化処理から除外させるようにして
いる。実際には、例えば１秒ごとの偏角信号Δθの平均
値をその直前に求められた平均値と比較させてその差が
予め設定されたレベルよりも大きい場合には、信号処理
装置８によりそのときの平均値を異常と判断させてそれ
を記憶させないようにする。

第３図はそのときの各部信号のタイムチャートを示すも
ので、図中Ａは信号処理装置８において無効とされる異
常信号を示している。

したがって本発明による角速度センサの零点調整方法で
は、以上のようにして自動車の停止時に決定された角速
度センサ１のドリフト値Ｄにもとづき、以後の走行時に
Ａ・Ｄ変換器３から送られてくる偏角信号Δθからその
ドリフト値Ｄを差し引くことによりドリフト補正をなす
ようにしているため、角速度センサ１の零点調整を精度
良く行なわせることができ、累積誤差のない正確な走行
経路表示を行なわせることができるようになる。特に本
発明では前述したように偏角信号Δθの重みづけしたう
えでの平均化処理をなしてドリフト値Ｄを決定するよう
にしているため、角速度センサ１の出力をＡ・Ｄ変換す
ることによって検出された偏角信号Δθよりもそのドリ
フト補正された偏角信号Δθ−Ｄの有効桁数が多くなっ
て実質上自動車の進行方向に応じた偏角の検出精度が向
上するものとなる。すなわち、Ａ・Ｄ変換された偏角信
号Δθが整数（例えば52mV）であっても平均化処理によ
って求められるドリフト値Ｄが小数点以下２桁の値（例
えば31.25mV）であれば、そのドリフト補正された偏角
信号の値が52-31.25＝19.75となってその桁精度が向上
することになる。

また、本発明によれば、車両が停止している一定期間に
わたって角速度センサの出力を時々刻々と順次サンプリ
ングして、そのサンプリング値の平均化処理を逐次行
い、その際、ある時点でのサンプリング値とその直前ま
でに求められた平均値との差が所定値以上になったとき
に、そのときのサンプリング値を平均化処理の対象とし
ないようにしていくことにより、最終的に得られる平均
値からドリフト値をリアルタイムで求めることができ、
直後に車両が走行状態となったときには直ちにそのドリ
フト値を用いて角速度センサの零点調整を適正に行わせ
ることができるようになる。

なお、本発明を実施するに際して自動車が停止状態にあ
るか走行状態にあるかの検知を行なわせるために距離セ
ンサ４を必要とするが、その検知を確実に行なわせるた
めに距離センサ４を自動車の車軸または変速機軸に直接
取付けるようにする。その点、従来の速度メータの場合
のように車軸または変速機軸からフレキシブルケーブル
を引き出してその軸回転をフレキシブルケーブルを介し
て間接的に検出するようにすると、そのフレキシブルケ
ーブルにおける軸回転の伝達遅れがそのまま走行，停止
の各状態検出に影響を与えて精度が低下してしまうこと
になる。

効果 以上、本発明による角速度センサの零点調整方法にあっ
ては、車両の単位走行距離ごとにパルス信号を発生する
距離センサの出力の有無に応じて車両の走行，停止の各
状態を検知する手段と、車両の停止状態が検知されて車
体の揺動がなくなるのを見込んで予め設定された所定時
間経過してから車両の走行状態が検知される時点より車
体の揺動が発生するのを見込んで予め設定された一定時
間前までのあいだにおける車両に搭載された角速度セン
サの出力を時々刻々と順次サンプリングして、そのサン
プリング値の平均化処理を逐次行っていくことにより最
終的に得られる平均値をドリフト値として決定する手段
と、直前までに求められている平均値との差が所定値以
上になるサンプリング値を前記平均化処理から除外する
手段と、その決定されたドリフト値を走行時における角
速度センサによって検出された偏角値から差し引く手段
とをとるようにしたもので、車両の停止検知直後および
その走行検知直前における車両の操作に起因する車体の
揺動の影響を受けることなく、また風などの外乱に影響
されることなく車両の固有振動による角速度センサのド
リフト値を正確にかつリアルタイムで検出することがで
き、そのドリフト値にもとづき角速度センサの零点調整
を高精度に行なわせることができるという優れた利点を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による角速度センサの零点調整方法を具
体的に実施するための一構成例を示すブロック図、第２
図は同実施例におけるドリフト値検出時の各部信号のタ
イムチャート、第３図は同じくドリフト値検出時におけ
る信号処理の一例を示す各部信号のタイムチャートであ
る。 １……角速度センサ、２……増幅器、３……Ａ・Ｄ変換
器、４……距離センサ、５……波形整形回路、６……走
行距離計数回路、７……周波数検出回路、８……信号処
理装置、９……表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−138471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−15505（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の単位走行距離ごとにパルス信号を発
   生する距離センサの出力の有無に応じて車両の走行、停
   止の各状態を検知する手段と、車両の停止状態が検知さ
   れて車体の揺動がなくなるのを見込んで予め設定された
   所定時間経過してから、車両の走行状態が検知される時
   点より車体の揺動が発生するのを予め見込んで予め設定
   された一定時間前までのあいだにおける車両に搭載され
   た角速度センサの出力を時々刻々と順次サンプリングし
   て、そのサンプリング値の平均化処理を逐次行っていく
   ことにより最終的に得られる平均値をドリフト値として
   決定する手段と、直前までに求められている平均値との
   差が所定値以上になるサンプリング値を前記平均化処理
   から除外する手段と、その決定されたドリフト値を走行
   時における角速度センサによって検出された偏角値から
   差し引く手段とからなる角速度センサの零点調整方法。