JPH0476461A - ヨーレートセンサ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は車両制御のパラメータとするヨーレートを検出
するためのヨーレートセンサに関スる。

（従来の技術） 操舵輪の操舵操作により前輪のみでなく後輪をも転舵す
るようにした四輪操舵式（すなわち４ＷＳ）の車両では
、高速走行時は操舵輪の操作方向と同方向に後輪を転舵
しく同相）、シかもその転舵量を抑えて車体の安定を保
てるようにし、一方、車庫入れ時等は操舵輪の操作方向
と逆方向に後輪を転舵しく逆相）、しかもその転舵量を
大きくして十分小回りがきくように制御を行うのが普通
である。そして、この制御は、一般に車速と舵角の二つ
をパラメータとして行われる。

ところで、車両の旋回操作時には、旋回によって生ずる
角速度を直接検出し、その検出値を後輪転舵の制御量を
演算するパラメータに加えることで、より応答性の良い
制御が可能になる。また、車両が走行中に例えば横風等
の横方向外力を受けて左右に振れるような時には、振れ
を検出し、それを打ち消す方向に後輪を転舵制御するこ
とで、車両を直進状態に保持することが可能となる。そ
こで、例えば特開昭５７−４４５６８号公報に記載され
ているように、車両の旋回あるいは振れをヨーレートセ
ンサによって直接１し、ヨーＬ／−トに応じて４ＷＳの
きり角を変えるようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 可動物体の振れを検出するセンサとして代表的なものに
ジャイロがあるが、このような高価なものを車両の制御
システムに用いることは実用的でない。そこで、車両の
４ＷＳ制御等への大刀信号にヨーレートを用いる場合に
、ヨーレートセンサとしては、例えば、ビデオカメラの
画振れ等を防止するシステムに用いられている音叉型あ
るいは振動子型の角速度センサを転用することが考えら
れる。

上記角速度センサは、例えば、圧電バイモルフからなる
駆動素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと、モ
ニター素子と検知素子を直交接合した振動ユニットとを
連結板で連結して、この連結板を一点て支持して音叉構
造とし、一方の駆動素子に一定の駆動信号を加えること
で連結板を介し音叉全体を共振させ、これに角速度が加
わったときに圧電バイモルフの面に直角に発生する力を
電圧に変換しセンサ出力として取り出すようにしたもの
である。

しかしながら、このような角速度センサを車両の制御シ
ステムに用いようとしたときには、つぎのような問題が
１発生する。すなわち、この種の角速度センサは、通電
によって直ちに安定した検出信号を出力するというもの
ではなく、起動時間というものがあって、一定期間経過
しないと検出精度が保証されないのが普通である。そし
て、この検出精度が保証されない期間は、高精度を要求
する場合だと時間単位の長いものとなることもある。

車両制御に用いるヨーレートセンサとしては、上記のよ
うな時間単位の起動時間を必要とするほどの高精度は要
求されないが、それでも、通電しテカら少なくとも１〜
２秒程度経たないと、ゼロ点の認識ができない。ところ
が、車両用のヨーレートセンサの場合、従来の考え方で
は、ヨーレートセンサへの通電は他の制御回路と同様に
イグニッションスイッチに連動して開始されることにな
り、したがって、ヨーレートセンサの出力が不安定なま
ま車両制御が開始されることになって、制御の信頼性が
保てなくなるという問題が発生する。たとえば、４ＷＳ
制御の場合、イグニッションスイッチＯＮによってヨー
レートセンサへの通電が開始されると、エンジンをかけ
て直ぐに車庫入れをする場合と、しばらく時間が経って
から車庫入れする場合とで車の曲がり具合が違ってくる
といった不具合が生じ、また、エンジンをかけて直ぐに
発進するようなときに、きれ角が不確定になるといった
不具合も生ずる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたしのであって、車
両運行開始直後のヨーレートセンサ出力の不安定時間を
短縮し車両制御の信頼性を高めることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ヨーレートセンサをセンサ出力の不安定な時
間を見込んで早めに起動させることにより、車両運行開
始後の出力不安定時間ができるだけ短くなるようにした
しのであって、その構成は、車両進行方向に対する左右
の振れを検出し車両制御のパラメータとして出力するヨ
ーレートセンサにおいて、車両の運行開始直前状態を検
出する運行開始直前状態検出手段と、該運行開始直前状
態検出手段の出力を受け当該車両の運行開始直前に予め
前記ヨーレートセンサへの通電を開始する通電制御部と
を設けたことを特徴とする。

上記運行開始直前状態検出手段と（、では、車両のキー
ソリンダへのキーの挿入を検出するキー挿入検出手段を
用いることができる。

また、連行開始直前状態検出手段として、車両のドアの
開作動を検出するドア開検出手段を用いることもできる
。

（作用） 運行開始直前状態検出手段により車両の運行開始直前状
態が検出されると、その検出信号を受けて通電制御部が
作動し、ヨーレートセンサへの通電が開始される。そし
て、車両が実際に運行を開始するまでにセンサ出力はあ
る程度安定化する。

したかって、運行開始後の出力不安定時間が短縮される
。

運行開始直前検出手段としてキー挿入検出手段を用いた
場合、キーシリンダへキーを挿入してから、エンジンを
かけ、車両運行を開始するまでには数秒かかるのが普通
であり、この間にヨーレートセンサの出力はほぼ支障の
ない程度に安定化する。

また、運行開始直前検出手段としてドア開検出手段を用
いた場合には、車両運行開始までの時間が更に長くなり
、センサ出力の安定化がより確実なものとなる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の全体システム図である。図
で１はそれ自体公知の音叉型角速度センサによって構成
される計測部、２は上記計測部に接続されたコントロー
ルユニット部であって、これら計測部ｌおよびコントロ
ールユニット部２によりヨーレートセンサが構成される
。

上記計測部１を構成する角速度センサは、上述のように
それ自体公知のものであって、圧電バイモルフからなる
駆動素子と検知素子を直交接合した振動ユニットと、モ
ニター素子と検知素子を直交接合した振動ユニットとを
連結板で連結して、この連結板を一点で支持して音叉構
造とし、一方の駆動素子に一定の駆動信号を加え音叉全
体を共振させるようにしたものであって、これを垂直に
立てて車両に搭載することにより、垂直軸回りに角速度
が加わったときにその角速度の方向と大きさに応した電
圧がヨーレート出力（ψ出力）として取り出される。

計測部１の電源は、バッテリ電源（１２Ｖ）から引いた
５Ｖの電源３とされている。一方、コントロールユニッ
ト部２は、ＣＰＵ４と、２個のＡ／Ｄ変換器５．６と、
電ね７とを備えている。そして、計測部１から取り出さ
れる上記ヨーレート出力は一方のＡ／Ｄ変換器５を介し
ＣＰＵ４に入力される。また、計測部ｌの電源電圧がヨ
ーレート検出の基準電圧を設定するための基準出力（Ｖ
ｒｅｆ出力）として取り出され、それがもう一つのＡ／
Ｄ変換器６を介してＣＰＵ４に入力される。

上記計測部！からは車両が左右に旋回したり振れたりす
るときの角速度（”／ｓ）に対応した電圧がヨーレート
出力として取り出される。ここで、センサ電源電圧が５
■として、半分の２．５Ｖが基準電圧として設定される
。そして、この基準電圧よりヨーレート出力が高いとき
は、進行方向に向かって右側へのヨー運動と判定され、
基準電圧よりヨーレート出力が低いときは左側へのヨー
運動と判定される。そして、基準電圧との差に応じたヨ
ーレート（φ）が、振れの方向と角速度を示す信号とし
て出力される。また、上記基準電圧は、電源電圧の変動
に応じ、常に正確なゼロ点となるよう調整される。

ＣＰＵでは、また、上記のようにして検出されるヨーレ
ート（ψ）と別途入力される車速および舵角の三つをパ
ラメータとして４ＷＳ制御の後輪きり角の制御量が演算
される。この制御量は、ヨーレート（ψ）が大きいと同
相側にきり角が大きくなり、舵角が大きいと逆相側にき
り角が大きくなるよう設定されるものであって、それに
車速がパラメータとして加わり、車速か大きい時にはヨ
ーレート（φ）優先で、また、車速か小さい時には舵角
優先で制御量の演算が行われる。ただし、実際には、後
輪転舵の方向と角度の設定はマツプによって行われる。

そして、制御信号が後輪転舵用のアクチュエータに出力
され、設定量だけ後輪が転舵される。

第２図は、この実施例における計測部ｌおよびコントロ
ールユニット部２の電源回路の構成を示している。この
図に見るように、計測部１はキーレス電源ラインに接続
されている。一方、計測部ｌの出力信号を受けてヨーレ
ートを演算し４ＷＳ制御を行うコントロールユニット部
２の電源は、ＩＧ（イグニッション）電源ラインから取
っている。ここで、キーレス電源ラインとは、車両のキ
−シリンダにキーを挿入することによって通電する電源
ラインである。このキーレス電源ラインを計測部１の電
源とすることで、車両運行開始の少なくとも数秒萌に計
測部の起動を開始することができる。その結果、第３図
のタイムチャートに示すように、計測部ｌの電源がＯＮ
となってから４ＷＳ制御が開始されるまでの期間（ｔｏ
）にセンサ出力はある程度安定し、角速度ゼロのときの
センサ出力（ゼロ点）を実用上支障のない精度で認識で
きるまでになる。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上記計測部ｌの電源
となるキーレス電源ラインを０Ｎ−ＯＦＦさせるキーレ
ススイッチ１０のそれぞれ平面図側面図および縦断面図
（Ｃ−Ｃ断面図）である。

このキーレススイッチ１０は、上方に開口する箱型のス
イッチケース１１と、その上方開口部に嵌め込まれるカ
バー１２を備え、これらスイッチケースｔｉとカバー１
２によって構成される本体ケースの内部には、外部に延
びる２本の導線１３゜Ｉ４に接続された各端子プレート
１５．１６と、それら端子プレート１５．１６に対応す
る二つのフンタクトプレート１７．１８を保持して上下
に移動自在とされたスライダ１９が設けられている。

」二記二つの端子プレート１５．１６は互いに間隔をあ
けて平行配置され、ねじ２０．２０によってスイッチケ
ースＩｆの中央にそれぞれ固定されている。そして、そ
の一端側に上記スライダ＋９が配設され、このスライダ
１９の端子プレート１５１６側の面に開口する二つの横
孔２１．２＋にそれぞれコンタクトスプリング２２を介
し上記コンタクトプレート１７．１８が装着されている
。

また、スライダ】９は、下端かスイッチケースｌ■底部
の穴１１ａを摺動して所定量突出自在とされ、上端と上
記カバー■２との間にはリターンスプリング２３が装着
されて、それにより常時下方に付勢されている。

第５図に示すように、車両のキーシリンダ３０には、キ
ー３１が挿入された時にキー３１によって上方へ持ち上
げられるスライドシャッター３２が付設され、このスラ
イドシャッター３２の上面にスライダ１９の突出した下
端が当接するように上記キーレススイッチＩＯが設けら
れる。キー３１が第５図の右側方に仮想線で示すように
抜かれた状態では、上記スライドシャッター３２は仮想
線の位置まで下がり、このとき、キーレススイッチ１０
のスライダ１９は第４図（ｃ）の位置にあって、コンタ
クトプレート１７．１８は端子プレー）１５．１６と接
触しない位置に保持される。そして、第５図の実線位置
までキー３１が挿入された状部では、スライドシャッタ
ー３２が持ち上がってスライダ１９を上方に移動させ、
二つのコンタクトプレート１７．１８が対応する端子プ
レート１５．１６にそれぞれ接触して、コンタクトプレ
ー）１７．１８およびスライダ＋９を介し両端子プレー
ト１５．１６間が通電する。

なお、上記実施例においてはキーシリンダへのキーの挿
入を検出してヨーレートセンサの計測部への通電を開始
するようにしたが、ヨーレートセンサの起動時間をもっ
とかせぐためには、ドアの開作動を検出するスイッチと
してそれ自体公知のドアスイッチを利用して、車両のド
アが開かれたときにヨーレートセンサの計測部へ通電を
開始するようにしてもよい。また、ラジオ等に通電する
ＡＣＣｍ源ラインうヨーレートセンサの電源とすること
もできる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、ヨーレート
センサを車両運行開始に先立って起動させることで、運
転開始直後のセンサ出力の不安定時間を短縮することが
でき、このヨーレートを用いた制御を車両運行開始直後
から信頼性の高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体システム図、第２図は
同実施例における電源回路図、第３図は同実施例の制御
特性図、第４図（ａ）、（ｂ）。 （ｃ）は同実施例において使用するキーレススイッチの
平面図、側面図および縦断面図（Ｃ−Ｃ断面図）、第５
図は同キーレススイッチの配置構造および作動の説明図
である。 １、計測部、２・コントロールユニット部、３電源、５
，６・Ａ／Ｄ変換器、ｌＯキーレススイッチ、３０．キ
ーノリンダ、３１・キー、３２ニスライドシヤツター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両進行方向に対する左右の振れを検出し車両制
   御のパラメータとして出力するヨーレートセンサにおい
   て、車両の運行開始直前状態を検出する運行開始直前状
   態検出手段と、該運行開始直前状態検出手段の出力を受
   け当該車両の運行開始直前に予め前記ヨーレートセンサ
   への通電を開始する通電制御部とを設けたことを特徴と
   するヨーレートセンサ。
2. （２）運行開始直前状態検出手段として、車両のキーシ
   リンダへのキーの挿入を検出するキー挿入検出手段を用
   いた請求項１記載のヨーレートセンサ。
3. （３）運行開始直前状態検出手段として、車両のドアの
   開作動を検出するドア開検出手段を用いた請求項１記載
   のヨーレートセンサ。