特許 7586013 加速度検出装置および取付角検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】加速度検出装置および取付角検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01P 21/00 20060101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

G01P21/00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021121107

(22)【出願日】2021-07-22

(65)【公開番号】P2023016629

(43)【公開日】2023-02-02

【審査請求日】2024-04-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】陳 超

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直記

【審査官】井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１７１２２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２０９１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７４１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４７６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０６４７９０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｐ １５／００－２１／０２

Ｇ０１Ｃ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直交する第１検出軸（ｓｘ）と第２検出軸（ｓｙ）を少なくとも有する加速度センサ（２０）を備え、車両（１）に搭載される加速度検出装置（１０）であって、
車両前後方向軸（ｂｘ）または車両幅方向軸（ｂｙ）のいずれかである車両基準軸と、前記第１検出軸と前記第２検出軸との間に設定した仮想線（ＶＬ）との間の角度であるヨー取付角（Δθ）が±１５度以下になるように、前記加速度センサは前記車両に配置され、
前記車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態で、第１検出軸方向の加速度と、第２検出軸方向の加速度とを、前記加速度センサから取得する取得部（３１）と、
前記車両に、前記車両前後方向の加速度が生じ、かつ、前記車両幅方向には加速度が生じていない状態を想定し、かつ、前記ヨー取付角のｔａｎ値が前記ヨー取付角に近似できることを利用して導出した式であって、前記第１検出軸方向の加速度と前記第２検出軸方向の加速度とから前記ヨー取付角を算出する角度算出式と、前記取得部が取得した前記第１検出軸方向の加速度と前記第２検出軸方向の加速度とから、前記ヨー取付角を算出する取付角算出部（３７）と、を備える加速度検出装置。

【請求項2】

前記仮想線は、前記第１検出軸と前記第２検出軸とを２等分する線である、請求項１に記載の加速度検出装置。

【請求項3】

前記加速度センサの出力信号に基づいて、前記車両が直進方向に加減速しているかどうかを判断する直進加減速判断部（３６）を備え、
前記取付角算出部は、前記直進加減速判断部が、前記車両が直進方向に加減速していると判断したことに基づいて、前記ヨー取付角を算出する、請求項１または２に記載の加速度検出装置。

【請求項4】

前記直進加減速判断部は、前記加速度センサの出力信号とは別の直進判断信号に基づいて、前記車両が直進しているか否かを判断する、請求項３に記載の加速度検出装置。

【請求項5】

前記車両に備えられた車速センサ（５）が検出する車速を微分して得られる加速度と、前記加速度センサの出力信号に基づいて定まる前記車両の前方向の加速度とを比較して、前記加速度センサが異常であるか否かを判断する異常判断部（２３８）を備え、
前記取付角算出部は、前記異常判断部が、前記加速度センサが異常であると判断した場合、前記ヨー取付角を算出しない、請求項１～４のいずれか１項に記載の加速度検出装置。

【請求項6】

互いに直交する第１検出軸（ｓｘ）と第２検出軸（ｓｙ）を少なくとも有し、車両に搭載される加速度センサ（２０）の取付角を検出する取付角検出方法であって、
車両前後方向軸（ｂｘ）または車両幅方向軸（ｂｙ）のいずれかである車両基準軸と、前記第１検出軸と前記第２検出軸との間に設定した仮想線（ＶＬ）との間の角度であるヨー取付角（Δθ）が±１５度以下になるように、前記加速度センサは前記車両に配置され、
前記車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態で、第１検出軸方向の加速度と、第２検出軸方向の加速度とを、前記加速度センサから取得し、
前記車両に、前記車両前後方向の加速度が生じ、かつ、前記車両幅方向には加速度が生じていない状態を想定し、かつ、前記ヨー取付角のｔａｎ値が前記ヨー取付角に近似できることを利用して導出した式であって、前記第１検出軸方向の加速度と前記第２検出軸方向の加速度とから前記ヨー取付角を算出する角度算出式と、取得した前記第１検出軸方向の加速度と前記第２検出軸方向の加速度とから、前記ヨー取付角を算出する、取付角検出方法。

【請求項7】

前記車両が、前後方向には傾斜し、左右方向には傾斜していない斜面に停車している状態で、前記第１検出軸方向の加速度と、前記第２検出軸方向の加速度とを、前記加速度センサから取得する、請求項６に記載の取付角検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

加速度検出装置、および、加速度センサの取付角を検出する取付角検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、θｙ＝ｓｉｎ^－１（－Ａ_ＳＹ／Ａ_ＢＸ）により、車両前後方向軸とセンサｘ軸とのなす角（以下、ヨー取付角θｙ）を算出する技術が開示されている。上記式において、Ａ_ＳＹは加速度センサが検出したセンサｙ軸方向の加速度であり、Ａ_ＢＸは車両前方向の加速度である。車両前後方向の加速度Ａ_ＢＸは、車両が水平面上を直進して走行しているときに速度センサが検出した車両前後方向の速度変化から算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－４５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

筐体に加速度センサが固定されているので、特許文献１に開示された技術により、加速度センサのヨー取付角θｙも決定できる。しかし、車両前後方向の加速度Ａ_ＢＸを、車両が水平面上を直進して走行しているときに速度センサが検出した車両前後方向の速度変化から算出する必要がある。したがって、車両が走行している路面が傾斜している場合など、車両や加速度センサが水平面に対して傾斜している場合には、ヨー取付角θｙの算出精度が低下する。

【0005】

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、加速度センサの取付角の算出精度が低下することを抑制できる加速度検出装置および取付角検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的態様との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

上記目的を達成するための加速度検出装置に係る１つの開示は、
互いに直交する第１検出軸（ｓｘ）と第２検出軸（ｓｙ）を少なくとも有する加速度センサ（２０）を備え、車両（１）に搭載される加速度検出装置（１０）であって、
車両前後方向軸（ｂｘ）または車両幅方向軸（ｂｙ）のいずれかである車両基準軸と、第１検出軸と第２検出軸との間に設定した仮想線（ＶＬ）との間の角度であるヨー取付角（Δθ）が±１５度以下になるように、加速度センサは車両に配置され、
車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態で、第１検出軸方向の加速度と、第２検出軸方向の加速度とを、加速度センサから取得する取得部（３１）と、
車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には加速度が生じていない状態を想定し、かつ、ヨー取付角のｔａｎ値がヨー取付角に近似できることを利用して導出した式であって、第１検出軸方向の加速度と第２検出軸方向の加速度とからヨー取付角を算出する角度算出式と、取得部が取得した第１検出軸方向の加速度と第２検出軸方向の加速度とから、ヨー取付角を算出する取付角算出部（３７）と、を備える加速度検出装置である。

【0008】

加速度センサが上記のように配置されており、かつ、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態であるとし、かつ、ヨー取付角のｔａｎ値がヨー取付角に近似できることを利用すると、第１検出軸方向の加速度と第２検出軸方向の加速度とからヨー取付角を算出する角度算出式を導出できる。

【0009】

そこで、取付角算出部は、車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態で取得部が取得した第１検出軸方向の加速度および第２検出軸方向の加速度と、上記角度算出式とから、ヨー取付角を算出する。

【0010】

角度算出式は、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には加速度が生じていない状態を想定して導出した式である。車両が前後方向に傾斜しているとき、第１検出軸および第２検出軸には、車両の前後方向の傾斜に起因する加速度が加わる。しかし、角度算出式は、車両前後方向の加速度が生じることを想定した式である。したがって、車両が走行している路面が車両前後方向に傾斜しているなどにより、加速度センサの第１検出軸と第２検出軸が水平面に対して車両前後方向に傾斜していても、ヨー取付角の算出精度が低下してしまうことが抑制される。

【0011】

上記目的を達成するための取付角検出方法に係る１つの開示は、
互いに直交する第１検出軸（ｓｘ）と第２検出軸（ｓｙ）を少なくとも有し、車両に搭載される加速度センサ（２０）の取付角を検出する取付角検出方法であって、
車両前後方向軸（ｂｘ）または車両幅方向軸（ｂｙ）のいずれかである車両基準軸と、第１検出軸と第２検出軸との間に設定した仮想線（ＶＬ）との間の角度であるヨー取付角（Δθ）が±１５度以下になるように、加速度センサは車両に配置され、
車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には実質的に加速度が生じていない状態で、第１検出軸方向の加速度と、第２検出軸方向の加速度とを、加速度センサから取得し、
車両に、車両前後方向の加速度が生じ、かつ、車両幅方向には加速度が生じていない状態を想定し、かつ、ヨー取付角のｔａｎ値がヨー取付角に近似できることを利用して導出した式であって、第１検出軸方向の加速度と第２検出軸方向の加速度とからヨー取付角を算出する角度算出式と、取得した第１検出軸方向の加速度と第２検出軸方向の加速度とから、ヨー取付角を算出する、取付角検出方法である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】加速度センサ２０が備えるｓｘ軸とｓｙ軸の向きを示す図。

【図2】加速度センサ２０が備えるｓｚ軸の向きを示す図。

【図3】加速度検出装置１０の構成を示す図。

【図4】第１実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【図5】ヨー取付角Δθを算出するまでの処理の流れを示す図。

【図6】Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙとＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙによる加速度Ａの方向を示す図。

【図7】Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙとＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙの関係を近似する近似直線を示す図。

【図8】第２実施形態の加速度検出装置２１０の構成を示す図。

【図9】異常判断部２３８が実行する処理を示す図。

【図10】第３実施形態における取付角算出方法を実行する状態を示す図。

【図11】第３実施形態の加速度検出装置３１０の構成を示す図。

【図12】第４実施形態の加速度センサ２０の取り付け向きを示す図。

【図13】第４実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【図14】第５実施形態の加速度センサ２０の取り付け向きを示す図。

【図15】第５実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【図16】第６実施形態の加速度センサ２０の取り付け向きを示す図。

【図17】第６実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【図18】第７実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【図19】第８実施形態で用いる角度算出式を導出する過程の式を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の加速度検出装置１０（図３参照）が備える加速度センサ２０のｓｘ軸とｓｙ軸の向きを示す図である。加速度センサ２０は車両１に搭載される。車両１の前後方向をｂｘ方向、車両１の車両幅方向をｂｙ方向とする。ｂｘ方向を示す軸をｂｘ軸、ｂｙ方向を示す軸をｂｙ軸と記載することもある。ｂｘ軸は車両前後方向軸、ｂｙ軸は車両幅方向軸である。また、図２に示すように、車両１の上下方向をｂｚ方向とする。ｂｚ方向を示す軸をｂｚ軸と記載することもある。

【0014】

加速度センサ２０が備えるｓｘ軸とｓｙ軸は、加速度センサ２０が加速度Ａを検出する方向を示す軸である。第１検出軸であるｓｘ軸と第２検出軸であるｓｙ軸は同一平面内にあり、かつ、互いに直交している。加速度センサ２０は、図２に示すようにｓｚ軸も備える。ｓｚ軸は、ｓｘ軸、ｓｙ軸と直交する軸である。加速度センサ２０は、これら３軸方向の加速度Ａをそれぞれ検出する。

【0015】

また、図１、図２に示すように、各軸方向の加速度を「Ａ」に軸を示す添字を付して示す。したがって、加速度Ａ_ｂｘ、Ａ_ｂｙ、Ａ_ｂｚは、それぞれ、ｂｘ軸、ｂｙ軸、ｂｚ軸方向の加速度Ａを示す。加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙ、Ａ_ｓｚは、それぞれ、ｓｘ軸方向（すなわち第１検出軸方向）の加速度Ａ、ｓｙ軸方向（すなわち第２検出軸方向）の加速度Ａ、ｓｚ軸方向の加速度Ａを示す。

【0016】

ｓｘ軸、ｓｙ軸は、車両１の前後方向および左右方向を含む車両平面に沿って配置されている。車両平面は、ｂｘ軸およびｂｙ軸を含む平面である。ただし、加速度センサ２０のｓｘ軸、ｓｙ軸を含む平面（以下、センサ平面）が完全に車両平面に平行になるように、加速度センサ２０を、その加速度センサ２０が収容される筐体などを介して車両１に取り付けることは困難である。センサ平面と車両平面が略平行であれば、センサ平面は車両平面に沿っていると言える。ただし、センサ平面と車両平面とが平行でない場合、ｂｚ軸とｓｚ軸とが一致しないことになる。

【0017】

そこで、加速度センサ２０を車両１に取り付けた後、ｂｚ軸とｓｚ軸とのずれを検出して、車両制御においては、加速度Ａ_ｓｚを補正して用いる。ｂｚ軸とｓｚ軸とのずれは、重力ベクトルの方向とｓｚ軸とのずれを検出することで検出できる。

【0018】

加速度センサ２０のｓｘ軸およびｓｙ軸も、厳密に、車両１の所定方向に合わせて取り付けることは困難である。しかし、ｂｚ軸とｓｚ軸とのずれとは異なり、ｓｘ軸とｂｘ軸とのずれ、および、ｓｙ軸とｂｙ軸とのずれは、重力ベクトルを利用して検出することは困難である。

【0019】

そこで、本実施形態の加速度検出装置１０は、加速度センサ２０のｓｘ軸、ｓｙ軸との間に仮想線ＶＬを設定する。本実施形態の仮想線ＶＬは、ｓｘ軸、ｓｙ軸と同一平面内でｓｘ軸とｓｙ軸との間を２等分する。加速度センサ２０は、ｂｘ軸を車両基準軸とし、仮想線ＶＬとｂｘ軸との間の角度（以下、ヨー取付角）Δθが、±１５°以下になるように車両１に取り付ける。

【0020】

ヨー取付角Δθが０°になるように加速度センサ２０を車両１に取り付けることは困難であっても、ヨー取付角Δθが±１５°以下になるように加速度センサ２０を車両１に取り付けることは容易である。そして、ヨー取付角Δθが±１５°以下になるように加速度センサ２０を車両１に取り付けることで、以下に説明するように、ヨー取付角Δθを容易に算出することができる。ヨー取付角Δθが算出できれば、ｓｘ軸やｓｙ軸の方向も算出できる。

【0021】

〔加速度検出装置１０の構成〕
図３に加速度検出装置１０の構成を示す。加速度検出装置１０は、加速度センサ２０と演算装置３０とを備えている。図３には、演算装置３０が備える構成のうち、ヨー取付角Δθを算出する構成を主として示しており、ヨー取付角Δθを算出する構成とは関係ない構成は省略している。

【0022】

演算装置３０は、プロセッサ、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータにより実現できる。また、演算装置３０は、プロセッサに加えてハードウェア論理回路を備えていてもよい。不揮発性メモリには、汎用的なコンピュータを演算装置３０として作動させるためのプログラムが格納されている。プロセッサが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することで、演算装置３０は、図３に示す各部としての機能を実現する。また、演算装置３０が図３に示す各部として機能する場合、上記プログラムに対応する方法が実行されることを意味する。

【0023】

図３に示すように、演算装置３０は、取得部３１、加算部３４、減算部３５、直進加減速判断部３６、取付角算出部３７として機能する。取得部３１は、加速度センサ２０から、３軸の加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙ、Ａ_ｓｚを示す信号を取得する。取得部３１は、取得した加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙ、Ａ_ｓｚを示す信号を車両制御装置４へ逐次出力する。車両制御装置４は、車両１に生じる加速度Ａ、角加速度などに基づいて、車両１の加減速を制御する装置である。

【0024】

取得部３１は、ローパスフィルタ３２、３３を備えている。ローパスフィルタ３２は、加速度センサ２０から取得した加速度Ａ_ｓｘを示す信号の低周波成分を通過させる。ローパスフィルタ３３は、加速度センサ２０から取得した加速度Ａ_ｓｙを示す信号の低周波成分を通過させる。ローパスフィルタ３２、３３は、加速度Ａを示す信号からノイズ成分を除去するために備えられている。

【0025】

ローパスフィルタ３２、３３は、それぞれ信号を加算部３４、減算部３５に出力する。加算部３４は、ローパスフィルタ３２から入力される信号と、ローパスフィルタ３３から入力される信号とを加算する。減算部３５は、ローパスフィルタ３２から入力される信号から、ローパスフィルタ３３から入力される信号を減算する。つまり、減算部３５は、ノイズ成分除去後の加速度Ａ_ｓｘから、ノイズ成分除去後の加速度Ａ_ｓｙを減算する。

【0026】

直進加減速判断部３６は、車両１が直進している状態であるかどうかを判断する。直進加減速判断部３６には、加算部３４が計算した計算値と減算部３５が計算した計算値が入力される。これらの計算値は、加速度センサ２０が出力した信号をもとに計算された値である。車両１が直進方向に加減速しているとき、車両１には、車両前後方向の加速度Ａが生じ、かつ、車両幅方向の加減速は生じない。したがって、加速度センサ２０が出力した信号から、車両１が直進方向に加減速しているかを判断できる。

【0027】

加えて、直進加減速判断部３６には、ステアリングセンサ２の検出値と、ジャイロセンサ３のヨー角速度検出値も入力される。これらステアリングセンサ２の検出値と、ジャイロセンサ３のヨー角速度検出値は、車両１が直進状態であるかどうかを判断するための直進判断信号である。なお、直進判断信号として、ステアリングセンサ２の検出値およびジャイロセンサ３の検出値のいずれか一方のみが直進加減速判断部３６に入力されるようになっていてもよい。また、図３では、ジャイロセンサ３は、加速度検出装置１０が備えていない構成として示しているが、ジャイロセンサ３を加速度検出装置１０が備える加速度センサ２０と一体構成としてもよい。

【0028】

取付角算出部３７は、加算部３４が計算した計算値と減算部３５が計算した計算値、および、次に説明する角度算出式を用いて、ヨー取付角Δθを算出する。取付角算出部３７は、算出したヨー取付角Δθを車両制御装置４に出力する。車両制御装置４は、ヨー取付角Δθを用いて、取得部３１が出力する加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙを補正して車両制御に用いる。

【0029】

〔角度算出式〕
次に、角度算出式について説明する。本実施形態では、図４に示す（１）式を角度算出式として用いる。この（１）式の導出方法を以下に説明する。図１に示す幾何的関係より、図４に示す（２）式、（３）式が成立する。

【0030】

（２）式と（３）式の左辺同士および右辺同士を加算し、右辺を、加法定理を使って変形すると（４）式が得られる。また、（２）式の左辺と右辺から、（３）式の左辺と右辺をそれぞれ減算し、右辺を、加法定理を使って変形すると（５）式が得られる。（１）式に示す角度算出式は、車両１に前後方向の加速度Ａ_ｂｘは生じているが、車両幅方向の加速度Ａ_ｂｙは実質的に生じていないと見なせる小さい加速度Ａである状態を想定している。この想定を（４）式、（５）式に当てはめると、（４）式、（５）式において、かっこ内の第２項は消去でき、（６）式と（７）式が得られる。（６）式と（７）式を用いると、さらに（８）式に示す計算ができる。

【0031】

本実施形態では、ヨー取付角Δθが±１５°以下になるように加速度センサ２０が取り付けられている。ヨー取付角Δθが±１５°以下であれば、ｔａｎθ≒θ（ｒａｄ）と近似できる。ｔａｎ（１５π／１８０）は約０．２５９であり、１５°は０．２６１（ｒａｄ）だからである。式８にｔａｎθ≒θを適用すると（１）式が得られる。

【0032】

〔処理の流れ〕
図５に、ヨー取付角Δθを算出するまでの処理の流れを示している。図５に示す処理は、ヨー取付角Δθを算出していない場合に、車両１の走行時に実行することができる。あるいは、ヨー取付角Δθを算出していても、ヨー取付角Δθを算出してから一定期間を経過した場合に、車両１の走行時に実行するようにしてもよい。

【0033】

Ｓ１０では、直進加減速判断部３６が、ステアリングセンサ２の検出値およびジャイロセンサ３のヨー角速度検出値の一方または両方を用いて、車両１が直進走行しているか否かを判断する。ステアリングセンサ２の検出値が、ステアリング角が０°付近であることを示していれば、車両１が直進走行していると判断することができる。ヨー角速度検出値が、ヨー角速度が０付近を示している場合に、車両１が直進走行していると判断してもよい。

【0034】

Ｓ１０の判断結果がＮＯであれば、このＳ１０の判断を繰り返す。Ｓ１０の判断結果がＹＥＳであればＳ２０に進む。Ｓ２０では、取得部３１が加速度センサ２０から加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙを取得する。Ｓ３０では、加算部３４および減算部３５が、Ｓ２０で取得した加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙをもとに、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙとＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙを算出する。

【0035】

Ｓ４０では、直進加減速判断部３６が、Ｓ３０の算出結果を用いて、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙがＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙよりも十分に大きいか否か判断する。図６に示すように、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙは車両前後方向の加速度Ａを代用する値であり、Ａ_ｓｘ－Ａ_ｓｙは車両幅方向の加速度Ａを代用する値である。Ｓ４０は、加速度Ａ_ｂｘがあり、加速度Ａ_ｂｙがほぼゼロであるか否か、つまり、車両１が直進方向にのみ加減速しているかを判断している。

【0036】

角度算出式は加速度Ａ_ｂｙがゼロであるとして算出した式であるので、角度算出式に代入するデータを取得する際にも、加速度Ａ_ｂｙがほぼゼロであるかどうかを判断するのである。Ｓ４０の判断の具体例として、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙがＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙよりも所定値以上大きければ、Ｓ４０の判断結果をＹＥＳとすることができる。また、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙがＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙの所定倍以上であればＳ４０の判断結果をＹＥＳとするようにしてもよい。

【0037】

また、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙに代えてＡ_ｓｘｃｏｓα＋Ａ_ｓｙｃｏｓ（π／２－α）を用い、Ａ_ｓｘ－Ａ_ｓｙに代えてＡ_ｓｘｃｏｓ（π／２－α）－Ａ_ｓｙｃｏｓαを用いてもよい。αは、ｓｘ軸とｂｘ軸との間の見込みの角度差である。Ｓ４０の判断結果がＮＯである場合は、Ｓ１０を再度実行する。Ｓ４０の判断結果がＹＥＳであればＳ５０に進む。

【0038】

Ｓ５０では、取付角算出部３７が、Ｓ３０で算出された計算値を蓄積する。Ｓ６０では、取付角算出部３７が、蓄積した計算値が一定数になったか否かを判断する。Ｓ６０の判断結果がＮＯであればＳ１０に戻る。Ｓ６０の判断結果がＹＥＳであればＳ７０に進む。一定数は、事前に決定しておく値であり、Ｓ７０の統計処理において必要とされる精度が確保できるようにするための数である。

【0039】

Ｓ７０では、Ｓ５０にて蓄積したデータを統計処理してヨー取付角Δθを算出する。統計処理の一例は、近似直線の傾きを推定することである。図７に近似直線を例示する。図７は横軸がＡ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙであり、縦軸がＡ_ｓｘ－Ａ_ｓｙである。したがって、図７に示すデータを直線近似した近似直線の傾きがヨー取付角Δθである。統計処理の他の例として、蓄積したデータをもとに算出したヨー取付角Δθの最頻値を採用してもよい。統計処理して得られたヨー取付角Δθを車両制御装置４へ出力する。

【0040】

車両制御装置４は、ヨー取付角Δθをもとにｓｘ軸およびｓｙ軸の向きを算出することができる。なお、演算装置３０がｓｘ軸およびｓｙ軸の向きも算出して車両制御装置４へ出力してもよい。

【0041】

以上、説明した第１実施形態では、ｓｘ軸とｓｙ軸との間に仮想線ＶＬを設定する。車両幅方向の加速度Ａ_ｂｙは実質的に生じていない状態であるとし、かつ、ｔａｎΔθがΔθに近似できることを利用とすると、ヨー取付角Δθを算出する角度算出式（（１）式）を導出できる。

【0042】

角度算出式は、車両前後方向の加速度Ａ_ｂｘが生じ、かつ、車両幅方向には加速度Ａ_ｂｙが生じていない状態を想定して導出した式である。車両１のピッチ角がゼロでないとき、ｓｘ軸およびｓｙ軸には、車両１の前後方向の傾斜に起因する加速度Ａが加わる。しかし、角度算出式は、車両前後方向の加速度Ａ_ｂｘが生じることを想定した式である。したがって、加速度センサ２０のｓｘ軸とｓｙ軸が水平面に対して車両前後方向に傾斜していても、ヨー取付角Δθの算出精度が低下してしまうことが抑制される。

【0043】

仮想線ＶＬはｓｘ軸とｓｙ軸との間を２等分する。仮想線ＶＬとｂｘ軸との間のヨー取付角Δθが±１５°以下になるように加速度センサ２０を取り付けると、ｓｘ軸とｓｙ軸は、ともにｂｘ軸との角度が４５°に近くなる。これにより、（１）式に代入するＡｓｘ、Ａｓｙの一方が極端に小さくなってしまうことを抑制できるので、より精度よくヨー取付角Δθを算出できる。

【0044】

また、加速度検出装置１０は、直進加減速判断部３６を備えている。直進加減速判断部３６は、加速度センサ２０の出力信号に基づいて、車両１が直進方向に加減速しているかどうかを判断している（Ｓ４０）。Ｓ４０の判断結果がＮＯであるときの加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙは、ヨー取付角Δθを算出するためのデータとして用いない。この処理によっても、精度よくヨー取付角Δθを算出できる。

【0045】

また、直進加減速判断部３６は、加速度センサ２０の出力信号を用いて、車両１が直進方向に加減速しているかを判断するだけではない。直進加減速判断部３６は、Ｓ１０でも車両１が直進走行しているかを判断している。Ｓ１０では、ステアリングセンサ２の検出値およびジャイロセンサ３のヨー角速度検出値の一方または両方を用いて、車両１が直進走行しているか否かを判断している。

【0046】

加速度センサ２０の出力信号を用いて車両１が直進しているかを判断する場合、車両１が傾斜路面をカーブ走行している状態を、直進走行と誤判断する恐れがある。詳しくは、車両１がカーブ走行していることによりｂｙ方向の加速度Ａが生じても、車両１に生じる重力加速度の方向が、路面が傾斜していることにより、カーブ走行によりｂｙ方向に生じる加速度Ａを相殺する方向になることがあるからである。

【0047】

しかし、本実施形態では、ステアリングセンサ２の検出値およびジャイロセンサ３のヨー角速度検出値の一方または両方を用いて、車両１が直進走行しているか否かを判断している。したがって、車両１がカーブ走行をしている状態で加速度センサ２０が検出した加速度Ａをもとにヨー取付角Δθを算出してしまうことを抑制できる。

【0048】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

【0049】

図８に、第２実施形態の加速度検出装置２１０の構成を示す。加速度検出装置２１０は異常判断部２３８を備えている。異常判断部２３８は、加速度センサ２０が異常であるか否かを判断する。異常判断部２３８は、加速度センサ２０が異常であるかどうかを判断するために、車速センサ５から、車両１の車速を示す信号を取得する。また、加算部３４が計算した計算値を取得する。これら２つを比較して加速度センサ２０が異常であるかどうかを判断する。

【0050】

図９に、異常判断部２３８が実行する処理を示す。Ｓ３１はＳ３０に続いて実行する。Ｓ３１では、車速センサ５から取得した信号により定まる車速を微分することで、車両前後方向の加速度Ａを算出する。

【0051】

Ｓ３２では、Ｓ３１で算出した加速度Ａをもとにして定まる正常範囲を算出する。正常範囲はＡ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙが正常であるかどうかを決定する範囲である。Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙは図７に示したように、車両１の前方向の加速度Ａを示している。Ｓ３１で算出した加速度Ａも車両前方向の加速度Ａである。したがって、Ｓ３１で算出した加速度Ａを基準として、Ａ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙが正常であるかどうかを決定する正常範囲を算出できる。Ｓ３１で算出した加速度Ａから正常範囲を算出する式は事前に決定しておく。

【0052】

Ｓ３３では、Ｓ３２で算出した正常範囲にＳ３０で算出したＡ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙが入っているかどうかを判断する。これは、Ｓ３１で算出した加速度ＡとＡ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙを比較していることになる。Ｓ３３の判断結果がＮＯであればＳ３４に進む。Ｓ３４では、加速度センサ２０が異常であると決定する。そして、ヨー取付角Δθを算出することなく処理を終了する。

【0053】

このように、異常判断部２３８は、車速を微分して得られる加速度Ａと、加速度センサ２０の出力信号から算出した、車両１の前方向の加速度Ａを示すＡ_ｓｘ＋Ａ_ｓｙとを比較する（Ｓ３３）。この比較により、加速度センサ２０が異常であると判断した場合には、取付角算出部３７はヨー取付角Δθを算出しない。これにより、異常な値となるヨー取付角Δθを算出してしまうことを抑制できる。

【0054】

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、図１０に示す検査台６に車両１を載せ、車両１が停車している状態でヨー取付角Δθを算出する。検査台６は、たとえば、車両１の製造工場に設置されている。検査台６は、車両１が載せられる上面７が平面であって傾斜している。

【0055】

図１０では、車両１は、前後方向は前側に傾斜し、左右方向には傾斜していない。この状態では、図１０にも示すように、重力により、加速度センサ２０はｓｘ軸方向とｓｙ軸方向の加速度Ａを検出する。加速度センサ２０がｓｘ軸方向とｓｙ軸方向の加速度Ａを検出するので、車両１が走行していなくても、（１）式よりヨー取付角Δθを算出することができる。検査台６の上面７の傾斜は、加速度Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙの大きさが、ヨー取付角Δθを精度よく算出できる大きさになるように決定する。

【0056】

図１１に、第３実施形態の加速度検出装置３１０の構成を示す。車両１を検査台６に載せた状態でヨー取付角Δθを算出するので、加速度検出装置３１０は、第１実施形態の加速度検出装置１０とは異なり、直進加減速判断部３６を備えていない。第３実施形態の加速度検出装置３１０を用いて実行する取付角検出方法は、図５において、Ｓ１０、Ｓ４０を除いた方法である。

【0057】

この第３実施形態で説明した取付角検出方法によれば、車両１を走行させる必要がないので、車両１の出荷前にヨー取付角Δθを容易に検出することができる。

【0058】

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、加速度センサ２０のｓｘ軸とｓｙ軸の方向が、これまでの実施形態と異なる。図１２に示すように、第４実施形態では、加速度センサ２０を、第１実施形態の向きから、ｓｚ軸周りに９０°、左回りに回転させている。そして、ヨー取付角Δθは、仮想線ＶＬとｂｙ軸との間の角とする。第４実施形態では、ｂｙ軸が車両基準軸である。加速度センサ２０は、仮想線ＶＬとｂｙ軸との間の角度θが±１５°以下になるように車両１に取り付ける。

【0059】

第４実施形態では、図１２に示す幾何的関係より、図１３に示す（９）式、（１０）式が成立する。（９）式と（１０）式の左辺同士および右辺同士を加算し、右辺を、加法定理を使って変形し、かつ、Ａ_ｂｙ＝０とすると（１１）式が得られる。また、（９）式の左辺と右辺から、（１０）式の左辺と右辺をそれぞれ減算し、右辺を、加法定理を使って変形し、且つＡ_ｂｙ＝０とすると（１２）式が得られる。さらに、（１１）式、（１２）式から、角度算出式である（１３）式が得られる。

【0060】

このように、第４実施形態の加速度センサ２０の向きでも、Ａ_ｓｘ、Ａ_ｓｙからヨー取付角Δθを算出する角度算出式を導出できる。

【0061】

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、図１４に示すように、加速度センサ２０を、第１実施形態の向きから、ｓｚ軸周りに１８０°回転させている。ヨー取付角Δθは、第１実施形態と同様、仮想線ＶＬとｂｘ軸との間の角である。

【0062】

第５実施形態では、図１４に示す幾何的関係より、図１５に示す（１４）式、（１５）式が成立する。（１４）式と（１５）式の左辺同士および右辺同士を加算し、右辺を、加法定理を使って変形し、かつ、Ａ_ｂｙ＝０とすると（１６）式が得られる。また、（１４）式の左辺と右辺から、（１５）式の左辺と右辺をそれぞれ減算し、右辺を、加法定理を使って変形し、且つＡ_ｂｙ＝０とすると（１７）式が得られる。さらに、（１６）式、（１７）式から、第１実施形態と同じ（８）式が得られる。したがって、第５実施形態でも、第１実施形態と同じ（１）式を角度算出式として用いてヨー取付角Δθを算出することができる。

【0063】

＜第６実施形態＞
第６実施形態では、図１６に示すように、加速度センサ２０を、第１実施形態の向きから、ｓｚ軸周りに２７０°、左回りに回転させている。第４実施形態から、加速度センサ２０をｓｚ軸周りに１８０°回転させていると言うこともできる。ヨー取付角Δθは、第４実施形態と同様、仮想線ＶＬとｂｙ軸との間の角である。

【0064】

第６実施形態では、図１６に示す幾何的関係より、図１７に示す（１８）式、（１９）式が成立する。（１８）式と（１９）式の左辺同士および右辺同士を加算し、右辺を、加法定理を使って変形し、かつ、Ａ_ｂｙ＝０とすると、第４実施形態で示した（１１）式が得られる。また、（１８）式の左辺と右辺から、（１９）式の左辺と右辺をそれぞれ減算し、右辺を、加法定理を使って変形し、かつＡ_ｂｙ＝０とすると、第４実施形態で示した（１２）式が得られる。よって、第６実施形態では、第４実施形態と同じく（１３）式を用いてヨー取付角Δθを算出できる。

【0065】

＜第７実施形態＞
これまでの実施形態では、仮想線ＶＬは、ｓｘ軸とｓｙ軸との間を２等分する線であった。しかし、仮想線ＶＬは、ｓｘ軸とｓｙ軸との間に任意に設定することができる。仮想線ＶＬとｓｘ軸との間の角度をα、仮想線ＶＬとｓｙ軸との間の角度をβとする。

【0066】

（２）式、（３）式を、α、βを用いて一般化すると、図１８に示す（２０）式、（２１）式が得られる。（２０）式、（２１）式の右辺同士、左辺同士を加減算し、且つ、Ａ_ｂｙ＝０とすると、（２２）式、（２３）式が得られる。さらに、（２２）式、（２３）式から（２４）式が得られる。（２４）式において、ｓｉｎΔθ、ｃｏｓΔθ以外は数値が求められる。数値を計算すると（２５）式が得られる。（２５）式においてγは数値である。（２５）式から、さらに（２６）式が得られる。（２６）式が得られるので、仮想線ＶＬは、ｓｘ軸とｓｙ軸との間に任意に設定できることが分かる。

【0067】

＜第８実施形態＞
第８実施形態では、これまでとは異なる角度算出式を示す。（２）式、（３）式においてＡ_ｂｙ＝０とし、かつ、右辺を加法定理により変形すると、図１９に示す（２７）式、（２８）式が得られる。ｃｏｓ４５＝ｓｉｎ４５であるので、（２８）式はさらに（２９）式に変形できる。ｔａｎΔθ≒Δθを利用して、（２９）式から（３０）式が得られる。この（３０）式を角度計算式として用いてヨー取付角Δθを算出してもよい。

【0068】

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

【0069】

＜変形例１＞
加速度センサ２０は、ｓｘ軸方向の加速度Ａを検出するセンサと、ｓｙ軸方向の加速度Ａを検出するセンサを別々に備える構成でもよい。また、加速度センサ２０は、３軸でなく、ｓｘ軸とｓｙ軸のみを備えるセンサであってもよい。

【0070】

＜変形例２＞
ローパスフィルタ３２、３３に代えて、バンドパスフィルタを用いてもよい。バンドパスフィルタを用いるとバイアスを除去しやすい。

【0071】

＜変形例３＞
第１実施形態では、Ｓ１０で直進走行しているかどうかを判断し、かつ、Ｓ４０で直進方向にのみ加減速しているかを判断している。しかし、いずれか一方の判断のみとしてもよい。

【符号の説明】

【0072】

１：車両 ２：ステアリングセンサ ３：ジャイロセンサ ４：車両制御装置 ５：車速センサ ６：検査台 ７：上面 １０：加速度検出装置 ２０：加速度センサ ３０：演算装置 ３１：取得部 ３２：ローパスフィルタ ３３：ローパスフィルタ ３４：加算部 ３５：減算部 ３６：直進加減速判断部 ３７：取付角算出部 ２１０：加速度検出装置 ２３８：異常判断部 ３１０：加速度検出装置 ＶＬ：仮想線 Δθ：ヨー取付角 ｂｘ：車両前後方向軸 ｂｙ：車両幅方向軸 ｓｘ：第１検出軸 ｓｙ：第２検出軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】