JPS59178367A - レ−トセンサ - Google Patents
レ−トセンサInfo
- Publication number
- JPS59178367A JPS59178367A JP58051460A JP5146083A JPS59178367A JP S59178367 A JPS59178367 A JP S59178367A JP 58051460 A JP58051460 A JP 58051460A JP 5146083 A JP5146083 A JP 5146083A JP S59178367 A JPS59178367 A JP S59178367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- casing
- rotation
- angular velocity
- rotor
- light receiving
- 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
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車の進行方向等の検出に利用されるレート
センサに関する。
センサに関する。
従来のレートセンサとしては例えば第１図に示すものが
ある。
ある。
その構成は、ジャイロ回転体１を回転自由に軸支するジ
ンバル２を、ジャイロ回転体１の回転軸と直交するプリ
セツション（歳差運動）軸３を介して固定体７に揺動自
在に支持する。前記プリセツション軸３には、当該軸３
の回転角、即ちジンバル２の回動角θを検出するプリセ
ツション信号発生器４と、該発生器４がらの信号を増巾
する増巾器５からの前記回動角θに応じた増巾出力電流
ｉによシ回動角θを零にするようにプリセツション軸３
に対してトルクを発生するトルク発生器６が設けられて
いる。
ンバル２を、ジャイロ回転体１の回転軸と直交するプリ
セツション（歳差運動）軸３を介して固定体７に揺動自
在に支持する。前記プリセツション軸３には、当該軸３
の回転角、即ちジンバル２の回動角θを検出するプリセ
ツション信号発生器４と、該発生器４がらの信号を増巾
する増巾器５からの前記回動角θに応じた増巾出力電流
ｉによシ回動角θを零にするようにプリセツション軸３
に対してトルクを発生するトルク発生器６が設けられて
いる。
このようなレートセンサの作用を説明すると、ジャイロ
回転体１を高速で回転させておき、この時にジャイロ回
転体１の回転軸方向Ｙ及びプリセツション軸方向Ｘに対
して直交するｚ軸回シに固定体７が回動すると、ジャイ
ロ効果によりその角速度Ｗ ｒａｄ／Ｓｅｅに応じてジ
ンバル２をプリセツション軸３回シに回転させるトルク
が発生しジンバル２が回動する。すると、このジンバル
２の回動角θに比例した電流ｉが増巾器５がら出力され
前記トルクと釣り合うトルクをトルク発生器６にょ多発
生させてバランスサセル。
回転体１を高速で回転させておき、この時にジャイロ回
転体１の回転軸方向Ｙ及びプリセツション軸方向Ｘに対
して直交するｚ軸回シに固定体７が回動すると、ジャイ
ロ効果によりその角速度Ｗ ｒａｄ／Ｓｅｅに応じてジ
ンバル２をプリセツション軸３回シに回転させるトルク
が発生しジンバル２が回動する。すると、このジンバル
２の回動角θに比例した電流ｉが増巾器５がら出力され
前記トルクと釣り合うトルクをトルク発生器６にょ多発
生させてバランスサセル。
増巾器５からの出力電流ｉは固定体７のＺ軸回りの回転
角速ＩＷに比例していることから、この出力電流ｉＶＣ
基づいてその時の回転角速度を検出することが１′きる
ようになっている。
角速ＩＷに比例していることから、この出力電流ｉＶＣ
基づいてその時の回転角速度を検出することが１′きる
ようになっている。
しかし、乃：がら、従来のレートセンサはジャイロを、
Ｔ１１用し、たものであり、内部に高速回転体を設ける
ことが必要不Ｉη欠である。このブｔめ、高速回転体の
軸受部の摩耗によシ耐久性の点で問題が°メＸフると共
に、回転体を高速で回転させるだめの駆動装置が必−要
でありコストが高いという問題がある。
Ｔ１１用し、たものであり、内部に高速回転体を設ける
ことが必要不Ｉη欠である。このブｔめ、高速回転体の
軸受部の摩耗によシ耐久性の点で問題が°メＸフると共
に、回転体を高速で回転させるだめの駆動装置が必−要
でありコストが高いという問題がある。
本発明は上記の実情に釘、みてなされたもので、従来の
レートセンサよりも低コストでしかも刺入性の優れたも
のを提供するだめに、従来のような高速回転体を使用し
ない構成とした。具体的には、回転体の軸支部摩擦ｌ・
ルクに対し７て回転体の慣性モーメントが十分大きい場
合にし１：回転体を軸支しているケーシングの揺・ｉｉ
ミノに対し、て回転体上１ニはとんど揺動しないことに
オ′７目し５、軸支部の壓擦トルクに対して十分大きな
（ｒｔ性モーメントを有する回転体をケーシングに１ｌ
ｊ７り付け、このケーン７ りｆ、揺動自在な固定体に
回転体の回ｉ１＋７．方向と固定体揺動方向とが一致す
るように固定し、固定体揺動時のケーシングと回転体と
の相対的な回転角速度を検出する構成とＬまた。
レートセンサよりも低コストでしかも刺入性の優れたも
のを提供するだめに、従来のような高速回転体を使用し
ない構成とした。具体的には、回転体の軸支部摩擦ｌ・
ルクに対し７て回転体の慣性モーメントが十分大きい場
合にし１：回転体を軸支しているケーシングの揺・ｉｉ
ミノに対し、て回転体上１ニはとんど揺動しないことに
オ′７目し５、軸支部の壓擦トルクに対して十分大きな
（ｒｔ性モーメントを有する回転体をケーシングに１ｌ
ｊ７り付け、このケーン７ りｆ、揺動自在な固定体に
回転体の回ｉ１＋７．方向と固定体揺動方向とが一致す
るように固定し、固定体揺動時のケーシングと回転体と
の相対的な回転角速度を検出する構成とＬまた。
以下、本発明の実施例を図面に基づいてｉｉ′Ｙ絹に説
明する。
明する。
第２図及び８ｒｉ ３図に本発明に係わるレートセンサ
の１実施例の構成を示す。
の１実施例の構成を示す。
図において、レートセンサ１１のケーシング１２内には
、軸受１３を介してケーシング１１に回転自在に支承さ
れ、その回転中心軸に対して一次モーメントが略バラン
スしかつその慣性モーメントが前記軸受部の摩擦トルク
よシも十分に大きくなるよう設定された回転体１４が設
けられている。
、軸受１３を介してケーシング１１に回転自在に支承さ
れ、その回転中心軸に対して一次モーメントが略バラン
スしかつその慣性モーメントが前記軸受部の摩擦トルク
よシも十分に大きくなるよう設定された回転体１４が設
けられている。
この回転体１４は軸受１３に支持された回転軸１５の中
間部に２つの円板状の質量体１６を固定１７、これら質
量体１６の間に、周縁部近傍に第３図に示すようにスリ
ット巾が略同−の２系列のスリン）１７Ａ、１７Ｂを形
成した円板状のスリン１板１７を挟持固定して構成され
ている。前記スリット１７Ａ、１７Ｂ＋はそれぞれ円周
方向に等間隔で全周に形成され、相〃にずらして設けで
ある。
間部に２つの円板状の質量体１６を固定１７、これら質
量体１６の間に、周縁部近傍に第３図に示すようにスリ
ット巾が略同−の２系列のスリン）１７Ａ、１７Ｂを形
成した円板状のスリン１板１７を挟持固定して構成され
ている。前記スリット１７Ａ、１７Ｂ＋はそれぞれ円周
方向に等間隔で全周に形成され、相〃にずらして設けで
ある。
訃だ、前記スリット板１７の各スリット１７Ａ。
１７Ｂを通して対面するグーソング１２内壁部の−・佃
に、うＹ５源１８，１９を設け、他側に各プＣ：源１８
．１９の光を各スリット１７Δ、１７Ｂを介して受光し
たときに出力する受光部２０．２１を設けである。２２
はこれら受光部２０．２１からの各出力パルスに基づい
て固定体の回転方向を判別し、かつその時の回転角速度
を検出する検出回路である。２３．２４はそれぞれ質量
体１６及びスリット板１７をし１転軸１５に固定するキ
ーである。
に、うＹ５源１８，１９を設け、他側に各プＣ：源１８
．１９の光を各スリット１７Δ、１７Ｂを介して受光し
たときに出力する受光部２０．２１を設けである。２２
はこれら受光部２０．２１からの各出力パルスに基づい
て固定体の回転方向を判別し、かつその時の回転角速度
を検出する検出回路である。２３．２４はそれぞれ質量
体１６及びスリット板１７をし１転軸１５に固定するキ
ーである。
このように構成されたレートセンサ１１のケーシング１
２を、揺動自在々固定体２５にケーシング１１内部の回
転体１４０回転方向が固定体揺動方向（第３図中矢印Ａ
方向）と一致するように固定する。
２を、揺動自在々固定体２５にケーシング１１内部の回
転体１４０回転方向が固定体揺動方向（第３図中矢印Ａ
方向）と一致するように固定する。
とこで、回転体１４の慣性モーメントと回転体軸支部の
摩擦トルクとの関係について述べる。
摩擦トルクとの関係について述べる。
本発明のレートセンサのケーシングを固定し７た揺動体
が角加速度θで回転成いは揺動する時即ちケーシングが
θで回転成いは揺動する時、ケーシング内の回転体が角
加速度ｊで同転成いＵ揺ＶＩｕｊするとした場合、回転
体の慣性モーメントをＪ１回転体軸支部のび擦トルクを
τとすると、この時の関係は次式で表わされる。
が角加速度θで回転成いは揺動する時即ちケーシングが
θで回転成いは揺動する時、ケーシング内の回転体が角
加速度ｊで同転成いＵ揺ＶＩｕｊするとした場合、回転
体の慣性モーメントをＪ１回転体軸支部のび擦トルクを
τとすると、この時の関係は次式で表わされる。
ここで、例えばθ＝＝ａｓ＋ｎ（２ｉ’ｒｆｔ） （ｆ
：揺動周波数を示す）で揺動している場合、回転体の運
動を近似的にφ−ｂｓｂ＋（２πｆｔ＋Ｃ）と仮定する
と、前記の式よシｂ弓となる。
：揺動周波数を示す）で揺動している場合、回転体の運
動を近似的にφ−ｂｓｂ＋（２πｆｔ＋Ｃ）と仮定する
と、前記の式よシｂ弓となる。
従って、ケーシングの角加速度振ｄｊ４ ａに対してａ
＞子となるように、徊い換えれは、Ｊがτよシ十分大き
くなるよう設定すれば、ａ〉ｂとなる。
＞子となるように、徊い換えれは、Ｊがτよシ十分大き
くなるよう設定すれば、ａ〉ｂとなる。
つまり、°θ−ｉキΔとな９、ケーシングと回転体の相
対加速２’ｊ−’ｉを検出することにより、計測しよう
とする揺動体の角加速１＠−’Ｑに近い値が計測される
ことになる。
対加速２’ｊ−’ｉを検出することにより、計測しよう
とする揺動体の角加速１＠−’Ｑに近い値が計測される
ことになる。
以、には角加速１１，１について述べたが、角速度につ
いても同様でλ・）す、言１測しようとする揺動体の角
速度振幅■＝ ２’ −７ｔ−ｆ’−ｔに対してＪとτ
をｖ＞ −し、−・正とンユーるように設定すればよ
い。
いても同様でλ・）す、言１測しようとする揺動体の角
速度振幅■＝ ２’ −７ｔ−ｆ’−ｔに対してＪとτ
をｖ＞ −し、−・正とンユーるように設定すればよ
い。
２ π ｆＪ
次に［乍几１を７ｒ＞ ／Ｉｌ”／ｌのフローチーヤ−
１・を鵜照してｄ（？、明する。
１・を鵜照してｄ（？、明する。
固定体２５が回転又は揺動するとこれと４１”にケーシ
ング１２も移動する。との時、ケーシング１２内部の回
転体１１；Ｉ：、はとんど動かないので、ケーシング１
２と回１“１八体１４とが相ｌｉ的に回転又は揺ｒＲｈ
−１−ることになる。すると、光源１８．１９妙）らの
光がスリット板１７’７）作用により対応する受光部２
０．２１に間欠的に入射し、各受光−１）：１（、７Ｑ
、２１から検出回路２２にその相対的な角速［度に応じ
た間隔でパルス出力を発する（ステップ１゜２）。そし
て、検出回路２２は受光部２０からの出力パルスのパル
ス間隔Ｔを杉工出しくステップ３）、とのＴに基づいて
その時の角速度Ｗ ｒａｄ／ｓｅｃ （１２」 Ｗ＝−ＸＮニスリットの個数）を演算するＴ Ｎ。
ング１２も移動する。との時、ケーシング１２内部の回
転体１１；Ｉ：、はとんど動かないので、ケーシング１
２と回１“１八体１４とが相ｌｉ的に回転又は揺ｒＲｈ
−１−ることになる。すると、光源１８．１９妙）らの
光がスリット板１７’７）作用により対応する受光部２
０．２１に間欠的に入射し、各受光−１）：１（、７Ｑ
、２１から検出回路２２にその相対的な角速［度に応じ
た間隔でパルス出力を発する（ステップ１゜２）。そし
て、検出回路２２は受光部２０からの出力パルスのパル
ス間隔Ｔを杉工出しくステップ３）、とのＴに基づいて
その時の角速度Ｗ ｒａｄ／ｓｅｃ （１２」 Ｗ＝−ＸＮニスリットの個数）を演算するＴ Ｎ。
（ステップ４）。
寸た、両受光部２０．２１の出力パルスの関係は・八５
［シｌ（Ａ、）、（Ｂ）に示す如く固定体２５の回転又
は揺４１力方向によって、・受光部２０の出力パルス立
上シ時の受光部２１の出力状ｐ―が異なるようになって
いる。従って、前記出力状Ｗ＞”）がオフが否かを判別
しくステップ５ ）、ＹＥＳの時には例えは正回転信号
を出力し、、Ｎｏの時には逆回転信号を出力するととに
よって固定体２５の回転又は揺動方向を判別している（
ステップ６．７）。
［シｌ（Ａ、）、（Ｂ）に示す如く固定体２５の回転又
は揺４１力方向によって、・受光部２０の出力パルス立
上シ時の受光部２１の出力状ｐ―が異なるようになって
いる。従って、前記出力状Ｗ＞”）がオフが否かを判別
しくステップ５ ）、ＹＥＳの時には例えは正回転信号
を出力し、、Ｎｏの時には逆回転信号を出力するととに
よって固定体２５の回転又は揺動方向を判別している（
ステップ６．７）。
」〕−１上述べたように本発明によれば、軸支部の摩擦
トルクに片べて慣性モーメントが十分大きな回転体を軸
支させたケーシングを固定体に固定し、固定体の揺動に
伴なうケーシングと回転体との相対的な動きに基づいて
固定体の角速度を検出する４１メ、成としプと（ハで、
従来のジャイロを用いる１／−トセンザと比べてジャイ
ロを回転させるための、駆ル１１装置が不用となり、ｊ
〜かも回転体がジャイロのように高速で回転し々い）ｉ
−め軸受部の摩耗が（ＩＴ、減される。ｐ）′：つて、
低コストで耐久性に０・れたレートセンサを提供できる
。
トルクに片べて慣性モーメントが十分大きな回転体を軸
支させたケーシングを固定体に固定し、固定体の揺動に
伴なうケーシングと回転体との相対的な動きに基づいて
固定体の角速度を検出する４１メ、成としプと（ハで、
従来のジャイロを用いる１／−トセンザと比べてジャイ
ロを回転させるための、駆ル１１装置が不用となり、ｊ
〜かも回転体がジャイロのように高速で回転し々い）ｉ
−め軸受部の摩耗が（ＩＴ、減される。ｐ）′：つて、
低コストで耐久性に０・れたレートセンサを提供できる
。
α１図は笹来の１７−１センナを示す（；ｎ成図、第２
図は本発明に係わるレートセンサの１実１．テ〔例を示
す断面１ＺＩ） ｒＧ ３ 図は”ＩＥ ２１ＵＩ
（Ｄ 右ｆｉｌｌ 而ｆ’２１１．’ｌ”： ４図面は
本実Ｍ＋ｉ例の１ノート計算のフロー升ヤー ト１．淋
５図（Ａｌ、（Ｂ）は固定体向・限方向に［トニした両
受うｌｒ１部の出力パルス状態の関係を示す図である。 １１・・レートセンサ １２・・・ケーシング１４・
・・回転体 １７・・・スリット板 １７八。 １７Ｂ・・・スリンｌ−ＩＦｌ、１９・・・光源 ２
０．２１・・・受光部 ２２・・・検出回路 ２５
・・固定体 ！１．′］゛ 許 出 願 人 Ｈ産自動車抹式会社
代理 人升理士笹 島 萬二雄
図は本発明に係わるレートセンサの１実１．テ〔例を示
す断面１ＺＩ） ｒＧ ３ 図は”ＩＥ ２１ＵＩ
（Ｄ 右ｆｉｌｌ 而ｆ’２１１．’ｌ”： ４図面は
本実Ｍ＋ｉ例の１ノート計算のフロー升ヤー ト１．淋
５図（Ａｌ、（Ｂ）は固定体向・限方向に［トニした両
受うｌｒ１部の出力パルス状態の関係を示す図である。 １１・・レートセンサ １２・・・ケーシング１４・
・・回転体 １７・・・スリット板 １７八。 １７Ｂ・・・スリンｌ−ＩＦｌ、１９・・・光源 ２
０．２１・・・受光部 ２２・・・検出回路 ２５
・・固定体 ！１．′］゛ 許 出 願 人 Ｈ産自動車抹式会社
代理 人升理士笹 島 萬二雄
Claims (1)
- 揺動自在な固定体に取り付けるケーシングと、該ケーシ
ングに回転自在に軸支されその回転方向と前記固定体の
揺動力向とが一致するように配置されると共にその回転
中心軸に対して一次モーメントが略バランスしかつ慣性
モーメントが前記軸支部の摩擦トルクに比べて十分大き
く設定された回転体と、固定体揺動時のケーシングと回
転体との相対的な回転角速度を検出する検出手段とを備
えたことを特徴とするレートセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051460A JPS59178367A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | レ−トセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051460A JPS59178367A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | レ−トセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59178367A true JPS59178367A (ja) | 1984-10-09 |
Family
ID=12887543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051460A Pending JPS59178367A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | レ−トセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59178367A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01182770A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 方位検出装置とその装置を備えた移動受信装置 |
| JPH0432710A (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-04 | Tokuji Okada | 姿勢の検出方法およびその装置 |
-
1983
- 1983-03-29 JP JP58051460A patent/JPS59178367A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01182770A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-20 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 方位検出装置とその装置を備えた移動受信装置 |
| JPH0432710A (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-04 | Tokuji Okada | 姿勢の検出方法およびその装置 |
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