JPH04329370A - 角速度検出装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの移動体に
搭載され、移動体の角速度を検出する角速度検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】角速度を検出するセンサとして振動ジャ
イロ、ガスレートジャイロ、光ファイバージャイロ等が
知られているが、いずれの角速度センサも、温度変化等
の外乱により静止時の出力、つまり零点がドリフトして
しまう問題点を備えている。そして、従来の角速度検出
装置は、角速度が加わっていない時、つまり移動体が静
止している時の角速度を零点とし、移動体の移動中は静
止時に求めた零点を差し引いて、角速度を計測していた
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の角速
度検出装置では、移動体が移動している時は、零点を求
めることができない。このため、移動体が移動している
間に零点のドリフトが発生した場合は、正確な角速度検
出ができない問題点を備えていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、移動体の移動中で、角
速度が加わっている時でも角速度センサの零点を推定し
、正確な角速度を検出することのできる角速度検出装置
の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の角速度検出装置
は、次の技術的手段を採用した。角速度検出装置は、図
１に示すように、移動体に搭載され、この移動体の角速
度を検出する角速度センサ１と、この角速度センサ１に
よって検出された角速度と前記角速度センサの零点とか
ら前記移動体の真の角速度を検出する処理装置２とを具
備する。そして、前記処理装置２は、前記角速度センサ
１の出力を入力し、前記角速度センサ１の零点に対して
設定された所定範囲内の角速度のみを抽出する抽出手段
３と、この抽出手段３で抽出された角速度を積分処理し
て、前記角速度センサ１の零点を推定する積分処理手段
４とを具備し、この積分処理手段４によって推定された
零点を用いて真の角速度を検出する。

【０００６】

【発明の作用】移動体の移動中で角速度が加わっている
状態であっても、抽出手段によって角速度センサの検出
した角速度の内、所定の範囲内の角速度のみが抽出され
る。そして、抽出手段によって抽出されたは、積分処理
手段によって積分処理されて、角速度センサの零点が推
定される。

【０００７】

【発明の効果】本発明の角速度検出装置は、上記の作用
で示したように、移動体の移動中で角速度が加わってい
る状態であっても、所定の範囲内の角速度のみを積分処
理することにより、角速度センサの零点を推定すること
ができる。つまり、移動体の移動中で角速度が加わって
いる状態に角速度センサの零点のドリフトが発生したと
しても、ドリフトした零点を推定できるため、従来に比
較して、より正確な角速度を検出することができる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の角速度検出装置を、図に示す
一実施例に基づき説明する。

【０００９】〔第１実施例の構成〕図２ないし図３は本
発明の第１実施例を示すもので、図２は角速度検出装置
における角速度センサの零点推定を行う部分の概略ブロ
ック図である。本実施例に使用される角速度検出装置１
０は、４ＷＳの後輪操舵角制御や、車両走行軌跡を描く
ナビゲーションシステム等に使用されるもので、移動体
である自動車に搭載される角速度センサ１１、車両の走
行速度を検出する車速センサ１２、および車両の移動中
においても角速度センサ１１の零点推定を行い、真の角
速度を求める処理装置１３を備える。

【００１０】角速度センサ１１は、振動ジャイロ、ガス
レートジャイロ、光ファイバージャイロなど、周知構成
のものを使用したもので、図３の実線Ａに示すような、
車両の角速度に応じた角速度信号を出力するものである
。

【００１１】車速センサ１２は、自動車の単位移動距離
毎にパルス信号を発生する周知構成のもので、図３の実
線Ｂに示すように、車両の走行距離に応じた車速パルス
信号を出力するものである。

【００１２】処理装置１３は、角速度センサ１１の零点
推定を行う零点推定部１４と、この零点推定部１４で推
定された零点と角速度センサ１１で検出された角速度と
から、真の角速度を求める角速度算出部１５とを備える
。

【００１３】零点推定部１４は、本発明にかかるもので
、抽出手段の機能も果たす信号上下クランプ部１６、２
つの連動切替スイッチ１７、１８、時定数が小さな第１
積分処理部１９、時定数が大きな第２積分処理部２０、
走行停止を判断し、２つの連動切替スイッチ１７、１８
を切替制御する走行停止判定部２１からなる。

【００１４】信号上下クランプ部１６は、使用する角速
度センサ１１の零点に対して設定された所定範囲（実際
には±１°／ｓｅｃ前後の値に設定）内の角速度信号の
みを抽出する本発明の抽出手段の役割を果たすとともに
、角速度センサ１１の検出する角速度が所定範囲外の時
に、零点推定の演算に用いる角速度信号を所定範囲の上
限ωｘ　または下限−ωｘ　の角速度とするクランプ機
能の役割を果たすものである。つまり、角速度が図３の
実線Ａの場合、信号上下クランプ部１６を通過した演算
用角速度信号は、図３の実線Ｃに示す値となる。

【００１５】走行停止判定部２１は、図３の実線Ｄに示
すように、所定時間内に車速センサ１２からパルス信号
が入力されると車両が走行していると判定（図３ではＨ
ｉ出力）し、所定時間内にパルス信号が入力されないと
、車両が停止していると判定（図３ではＬｏｗ　出力）
するもので、車両の走行および停止に応じて、２つの連
動切替スイッチ１７、１８を切替制御するものである。

【００１６】２つの連動切替スイッチ１７、１８は、走
行停止判定部２１が車両が停止していると判定した場合
に、信号上下クランプ部１６の信号を時定数の小さい第
１積分処理部１９へ切替えるとともに、第１積分処理部
１９の出力を角速度算出部１５へ出力されるように切替
え、走行停止判定部２１が車両が走行していると判定し
た場合に、信号上下クランプ部１６の信号を時定数の大
きい第２積分処理部２０へ切替えるとともに、第２積分
処理部２０の出力を角速度算出部１５へ出力されるよう
に切替えるものである。

【００１７】第１積分処理部１９および第２積分処理部
２０は、ともに本発明の積分処理手段の機能を果たすも
ので、第１積分処理部１９は、信号上下クランプ部１６
より入力された角速度信号を、第２積分処理部２０の時
定数より小さな時定数で積分処理し、車両停車時におけ
る角速度センサ１１の推定零点を求めるものである。な
お、車両停車時における積分処理の時定数を小さくする
理由は、車両停車時は、角速度が零となっているため、
現状の角速度センサの零点に速く近づけるために時定数
を小さくしている。

【００１８】第２積分処理部２０は、信号上下クランプ
部１６より入力された角速度信号を、第１積分処理部１
９の時定数より大きな時定数で積分処理し、車両走行時
における角速度センサ１１の推定零点を求めるものであ
る。なお、車両走行時における積分処理の時定数を大き
くする理由は、車両走行時は、長い時間に亘って変化す
る信号によって零点推定を行うため、時定数を大きくし
ている。

【００１９】なお、第１積分処理部１９で算出された推
定零点信号と、第２積分処理部２０で算出された推定零
点信号は、図３の実線Ｅに示すように、車両の停止・走
行に応じて角速度算出部１５へ出力される。

【００２０】角速度算出部１５は、角速度センサ１１で
検出された角速度から、零点推定部１４で算出された推
定零点を減算して、現在の真の角速度を求めるものであ
る。

【００２１】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を、図３を用いて簡単に説明する。時間ｔ１　で車両が
走行を開始して、角速度センサ１１の出力信号が、図３
の実線Ａ、車速センサ１２の出力信号が図３の実線Ｂの
場合、角速度センサ１１の出力信号は、信号上下クラン
プ部１６を通過することによって、実線Ｃに示すように
、所定の範囲内の角速度信号、および上限、下限にクラ
ンプされた角速度信号となる。

【００２２】一方、時間ｔ１　〜時間ｔ２　の間は、実
線Ｄに示すように、車両走行状態である。このため、時
間ｔ１　〜時間ｔ２　の間の信号上下クランプ部１６を
通過した角速度信号は、時定数の大きな第２積分処理部
２０で積算処理され、図３の実線Ｅに示す推定零点信号
として角速度算出部１５へ出力される。

【００２３】また、時間ｔ２　後は、実線Ｄに示すよう
に、車両停止状態である。このため、時間ｔ２　後の信
号上下クランプ部１６を通過した角速度信号は、時定数
の小さな第１積分処理部１９で積算処理され、図３の実
線Ｅに示す推定零点信号として角速度算出部１５へ出力
される。

【００２４】〔実施例の効果〕本実施例は、上記の作動
に示したように、車両の停車中はもちろん、車両の走行
中で角速度が加わっている状態であっても、角速度セン
サ１１の零点を推定することができる。この結果、車両
走行中で角速度が加えられている間に、角速度センサ１
１の零点がドリフトしても、ドリフトした零点が推定さ
れる。この推定零点によって現在の角速度が常に算出で
きるため、従来の角速度検出装置に比較して、正確な角
速度を測定できる。

【００２５】〔第２実施例〕図４および図５は第２実施
例を示す。本実施例は、上記第１実施例をソフトウエア
によって構成したもので、図４は角速度検出装置１０の
ブロック図、図５は零点推定部の機能を果たすプログラ
ムのフローチャートである。

【００２６】本実施例は、処理装置１３にマイクロコン
ピュータを使用して角速度を測定するもので、処理装置
１３には図４に示すように角速度センサ１１、車速セン
サ１２の出力信号が入力される。そして、処理装置１３
が角速度センサ１１の零点を推定する一例を、図５のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００２７】角速度センサ１１の零点の推定は、タイマ
割り込みにより、ある時間毎に行うもので、割り込み時
間になると、角速度センサ１１から角速度ωを読み込む
（ステップＳ１　）。次いで、読み込んだ角速度ωから
前回推定した推定零点ＯＦＦ　を減算し、その値を角速
度ωＹ　とする（ステップＳ２　）。続いて、角速度ω
Ｙ　が上限ωｘ、下限−ωｘ　の間か否かの判断を行う
（ステップＳ３　）。 角速度ωＹ　が上限ωｘ、下限−ωｘ　の範囲内の時は
、角速度ωＹ　を演算用角速度ω０　とする（ステップ
Ｓ４　）。 角速度ωＹ　が上限ωｘ　より大きい時は、角速度ωｘ
　を演算用角速度ω０とする（ステップＳ５　）。角速
度ωＹ　が下限−ωｘ　より小さい時は、角速度−ωｘ
　を演算用角速度ω０　とする（ステップＳ６　）。次
に、車速センサ１２の出力から車両走行中であるか否か
の判断を行う（ステップＳ７　）。この判断結果がＮＯ
の場合は推定零点ＯＦＦ　を、α×ω０　＋（１−α）
×ＯＦＦ　の演算式によって算出する（ステップＳ８　
）。ステップＳ７　の判断結果がＹＥＳ　の場合は推定
零点ＯＦＦ　を、β×ω０　＋（１−β）×ＯＦＦ　の
演算式によって算出する（ステップＳ９　）。

【００２８】なお、０≦α≦１、０≦β≦１、β＜αの
関係である。また、ステップＳ３　、Ｓ４　、Ｓ５　、
Ｓ６　が、クランプ機能と本発明の抽出手段の機能を果
たし、ステップＳ８　、Ｓ９　が積分処理手段の機能を
果たす。

【００２９】〔第３実施例〕図６は第３実施例を示す。 本実施例は、上記第２実施例の車両走行状態における積
分処理手段の時定数の切替えを廃止したもので、そのプ
ログラムを図６のフローチャートに示す。

【００３０】本実施例は、ステップＳ４　、Ｓ５　、Ｓ
６　の次に、常にステップＳ１０に進み、ステップＳ１
０において推定零点ＯＦＦ　を、γ×ω０　＋（１−γ
）×ＯＦＦ　の演算式によって算出する。なお、０≦γ
≦１である。また、ステップＳ１０が本発明の積分処理
手段の機能を果たす。

【００３１】〔第４実施例〕 図７は第４実施例を示す。本実施例は、上記第２実施例
の角速度が所定範囲を越えたときのオフセット推定を廃
止したもので、そのプログラムを図７のフローチャート
に示す。

【００３２】本実施例は、ステップＳ３　で角速度ωＹ
　が上限ωｘ、下限−ωｘ　の間か否かの判断を行った
後、角速度ωＹ　が上限ωｘ　、下限−ωｘ　の範囲内
であれば、ステップＳ４　において角速度ωＹ　を演算
用角速度ω０　とする。しかるに、角速度ωＹ　が上限
ωｘ　より大きい時、あるいは角速度ωＹ　が下限−ω
ｘ　より小さい時は、積分処理を実行しないものである
。なお、ステップＳ３　、Ｓ４　が本発明の抽出手段の
機能を果たす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略ブロック図である。

【図２】第１実施例の角速度検出装置の概略ブロック図
である。

【図３】作動説明のためのタイムチャートである。

【図４】第２実施例の角速度検出装置の概略ブロック図
である。

【図５】第２実施例のフローチャートである。

【図６】第３実施例のフローチャートである。

【図７】第４実施例のフローチャートである。

【符号の説明】

１　　角速度センサ ２　　処理装置 ３　　抽出手段 ４　　積分処理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　移動体に搭載され、この移動体の角速
   度を検出する角速度センサと、この角速度センサによっ
   て検出された角速度と前記角速度センサの零点とから前
   記移動体の真の角速度を検出する手段とを具備する角速
   度検出装置において、前記真の角速度を検出する手段は
   、前記角速度センサの出力を入力し、前記角速度センサ
   の零点に対して設定された所定範囲内の角速度のみを抽
   出する抽出手段と、この抽出手段で抽出された角速度を
   積分処理して、前記角速度センサの零点を推定する積分
   処理手段とを具備し、この積分処理手段によって推定さ
   れた零点を用いて真の角速度を検出する角速度検出装置
   。