JPH0933559A

JPH0933559A - 加速度センサ

Info

Publication number: JPH0933559A
Application number: JP20768095A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakamura; 村武中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】道路の傾斜の有無にかかわらず、水平方向の
加速度を検出することができる、加速度センサを提供す
る。【解決手段】加速度センサ１０は加速度センサ素子１
２を含む。加速度センサ素子１２は、短冊状の支持部材
１４の一方主面の中央に接着剤で固着される。支持部材
１４の一端（上端）には、水平軸１６が固着される。水
平軸１６の両端は、２つの軸受け１８ａおよび１８ｂで
回転可能に支持される。支持部材１４の他端（下端）に
は、重り２０が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は加速度センサに関
し、特にたとえば、自動車のナビゲーションシステムな
どに用いて自動車の走行速度や走行距離を求めるための
加速度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、自動車のナビゲーションシス
テムとして、カーソルなどによって地図上に自動車の位
置を表示し、自動車の走行にしたがってカーソルを移動
させる装置がある。このような装置では、自動車の走行
速度または走行距離と、自動車の回転角度とを検出する
必要がある。自動車の回転角度を検出するためには、た
とえば角速度センサなどが用いられる。また、自動車の
走行速度または走行距離を検出するためには、加速度セ
ンサが用いられる。

【０００３】加速度センサは、その加速度検出面が自動
車の進行方向に向くように取り付けられる。この状態
で、自動車が走行すると、加速度センサの検出面に直交
する方向に力が加わり、その力に対応した信号が出力さ
れる。したがって、加速度センサの出力信号を測定すれ
ば、自動車の加速度を検出することができる。そして、
この加速度を積分することによって、走行速度や走行距
離を求めることができる。

【０００４】しかしながら、坂道などで自動車が傾斜す
ると、加速度センサに重力加速度が加わり、自動車の走
行による加速度を正確に検出することができない。たと
えば０．５°の傾きで、自動車が動いたものと判定され
る。このような微小な傾きは、人の乗降によっても発生
し、誤差の原因となる。また、自動車が約１２°傾斜す
ると、たとえ自動車が停止していても、急加速したのと
同じ加速度が検出される。そこで、進行方向の加速度を
検出するための加速度センサと直交するように別の加速
度センサを取り付け、この加速度センサによって重力加
速度を検出し、重力加速度による影響を補正する方法が
考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような補正を行う
ための加速度センサには絶対精度が要求される。さら
に、雰囲気温度の変化などによって感度の変化がある
と、検出される走行速度や走行距離に誤差が生じる。た
とえば、補正用の加速度センサとしては、１０^-5〜１０
^-6の感度および雰囲気の条件に対する高安定性が必要で
あり、このような加速度センサは高価である。また、こ
のような補正用の加速度センサを用いた場合、重力加速
度以外に、走行中の振動も検出される。これらのことか
ら、正確に進行方向の加速度を検出することが困難であ
る。

【０００６】さらに、このような従来の加速度センサで
は、自動車の進行方向の加速度が検出されるため、それ
を積分すると、実際に走行した距離が求められる。とこ
ろが、ナビゲーションシステムに用いられる地図は平面
図であり、この地図上に自動車の位置を表示するために
は、道路の傾斜を無視した水平方向の距離が必要とな
る。したがって、従来の方法で実際の走行距離を測定し
た場合、水平方向の走行距離を得るための演算を行う必
要がある。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、道
路の傾斜の有無にかかわらず、水平方向の加速度を検出
することができる、加速度センサを提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、一方向にお
ける加速度を検出するための検出手段と、水平方向に加
えられる加速度の大きさが０から大きくなるにしたがっ
て、検出手段による加速度を検出する方向が水平方向か
ら他の方向に変わるように、検出手段を支持するための
支持手段とを含む、加速度センサである。

【０００９】なお、この発明にかかる加速度センサにお
いて、支持手段は、たとえば、水平軸を中心に回転可能
に形成され、検出手段が固着される支持部材を含む。

【００１０】また、この発明にかかる加速度センサにお
いて、支持部材の下端に重りが形成されてもよい。

【００１１】

【作用】水平方向の加速度が加えられていない場合、す
なわち水平方向に加えられる加速度の大きさが０の場
合、この発明にかかる加速度センサが取り付けられた、
たとえば自動車が走行する道路の傾斜の有無にかかわら
ず、検出手段による加速度を検出する方向が水平方向に
なるように、検出手段が支持手段で支持される。そのた
め、検出手段の出力信号が０になる。

【００１２】一方、水平方向の加速度が加えられている
場合、検出手段による加速度を検出する方向が支持手段
によって水平方向から他の方向に変わり、その変わった
方向における重力加速度の成分が検出手段によって検出
される。この場合、水平方向の加速度が大きくなるにし
たがって、検出手段による加速度を検出する方向が重力
加速度の検出方向に近づき、検出手段で検出される重力
加速度の成分が大きくなり、検出手段の出力信号が大き
くなる。

【００１３】したがって、この発明にかかる加速度セン
サでは、検出手段の出力信号が水平方向の加速度の大き
さに対応した信号となる。

【００１４】なお、支持部材の下端に重りが形成された
場合、水平方向の加速度によって検出手段による加速度
を検出する方向が水平方向から他の方向に大きく変わる
ので、検出手段の出力信号が大きくなる。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、道路の傾斜の有無に
かかわらず、水平方向の加速度を検出することができ
る、加速度センサが得られる。

【００１６】また、この発明にかかる加速度センサにお
いて、水平方向の加速度の大きさに対応した検出手段の
出力信号を時間で積分すれば水平方向の走行速度に対応
した信号が得られ、その信号をさらに時間で積分すれば
水平方向の走行距離に対応した信号が得られる。そのた
め、この加速度センサを自動車のナビゲーションシステ
ムに利用すれば、地図上に自動車の位置を正確に表示す
ることができる。

【００１７】なお、この発明にかかる加速度センサにお
いて、支持部材の下端に重りが形成された場合、検出手
段の出力信号が大きくなるので、水平方向の加速度を検
出する感度が向上する。

【００１８】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態の一
例を示す図解図であり、図２は図１に示す加速度センサ
を示す斜視図である。加速度センサ１０は、検出手段と
して加速度センサ素子１２を含む。加速度センサ素子１
２は、一方向における加速度を検出するためのものであ
る。

【００２０】加速度センサ素子１２は、支持手段の一部
を構成するたとえば金属からなる短冊状の支持部材１４
の一方主面の中央に、たとえば接着剤で固着される。こ
の場合、加速度センサ素子１２は、それによる加速度を
検出する方向が支持部材１４の主面に直交する方向にな
るように、支持部材１４に固着される。

【００２１】支持部材１４の長手方向における一端（上
端）には、支持部材１４の幅より長い水平軸１６が固着
される。この場合、水平軸１６の両端は、支持部材１４
の幅方向における両端から外側にそれぞれ突き出され
る。水平軸１６の両端は、２つの軸受け１８ａおよび１
８ｂで回転可能に支持される。これらの軸受け１８ａお
よび１８ｂは、たとえば自動車１００の車体に固着され
る。この場合、２つの軸受け１８ａおよび１８ｂは、水
平軸１６が自動車１００の左右にわたる水平方向になる
ように、固着される。

【００２２】また、支持部材１４の長手方向における他
端（下端）には、重り２０が固着される。この重り２０
は、水平方向に加えられる加速度によって水平軸１６を
中心として回転する支持部材１４の回転力を大きくする
ためのものである。

【００２３】この加速度センサ１０では、水平方向の加
速度が加えられていない場合、すなわち水平方向に加え
られる加速度の大きさが０の場合、それが取り付けられ
た自動車１００が走行する道路の傾斜の有無にかかわら
ず、図３の実線で示すように、支持部材１４などの自重
によって支持部材１４が地球に対し垂直方向になり、加
速度センサ素子１２による加速度を検出する方向が水平
方向になる。そのため、加速度センサ素子１２によって
重力加速度Ｇが検出されず、加速度センサ素子１２の出
力信号が０になる。

【００２４】一方、この加速度センサ１０では、水平方
向の加速度αが加えられている場合、図３の１点鎖線で
示すように、支持部材１４が水平軸１６を中心として回
転し、加速度センサ素子１２による加速度を検出する方
向が水平方向から他の方向に変わり、その変わった方向
における重力加速度の成分Ｆが加速度センサ素子１２に
よって検出される。この場合、水平方向の加速度αが大
きくなるにしたがって、加速度センサ素子１２による加
速度を検出する方向が重力加速度Ｇの方向に近づき、加
速度センサ素子１２で検出される重力加速度の成分Ｆが
大きくなり、加速度センサ素子１２の出力信号が大きく
なる。

【００２５】したがって、この加速度センサ１０では、
それが取り付けられた自動車１００が走行する道路の傾
斜の有無にかかわらず、加速度センサ素子１２の出力信
号が自動車１００の水平方向の加速度の大きさに対応し
た信号となる。

【００２６】また、この加速度センサ１０において、水
平方向の加速度の大きさに対応した加速度センサ素子１
２の出力信号を時間で積分すれば水平方向の走行速度に
対応した信号が得られ、その信号をさらに時間で積分す
れば水平方向の走行距離に対応した信号が得られる。そ
のため、この加速度センサ１０を自動車のナビゲーショ
ンシステムに利用すれば、地図上に自動車の位置を正確
に表示することができる。

【００２７】さらに、この加速度センサ１０では、支持
部材１４の下端に重り２０が形成されていない場合と比
べて、水平方向の加速度によって加速度センサ素子１２
による加速度を検出する方向が水平方向から他の方向に
大きく変わるので、加速度センサ素子１２の出力信号が
大きくなり、水平方向の加速度を検出する感度が向上す
る。

【００２８】なお、上述の発明の実施の形態では、支持
手段の一部として金属からなり上端が回転可能に支持さ
れる支持部材１４が用いられているが、この発明では、
比較的軟らかい材料からなり上端が固定される支持部材
が支持手段の一部として用いられてもよい。

【００２９】また、上述の発明の実施の形態では、支持
部材１４の下端に重り２０が形成されているが、この発
明では、支持部材に重りが形成されなくてもよい。なぜ
なら、支持部材そのものや検出手段が重りとして働くか
らである。

【００３０】さらに、上述の発明の実施の形態におい
て、支持部材１４が支持軸１６を中心に長時間揺れて過
度特性が悪い場合には、支持部材１４の揺れを抑えるた
めにダンパが、水平軸１６などに形成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の一例を示す図解図であ
る。

【図２】図１に示す加速度センサを示す斜視図である。

【図３】図１に示す加速度センサにおいて水平方向の加
速度が加わっていない状態および加わっている状態を示
す図解図である。

【符号の説明】

１０加速度センサ１２加速度センサ素子１４支持部材１６水平軸１８ａ，１８ｂ軸受け２０重り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向における加速度を検出するための
検出手段、および水平方向に加えられる加速度の大きさ
が０から大きくなるにしたがって、前記検出手段による
加速度を検出する方向が水平方向から他の方向に変わる
ように、前記検出手段を支持するための支持手段を含
む、加速度センサ。
【請求項２】前記支持手段は、水平軸を中心に回転可
能に形成され、前記検出手段が固着される支持部材を含
む、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】前記支持部材の下端に形成される重りを
含む、請求項２に記載の加速度センサ。