(57)【要約】  【課題】低コストかつ高精度で車体傾斜角を検出可能とする。    【解決手段】車輪Ａ側に固定される第１加速度センサ１１と、車輪Ａ側とバネ１６，１７で連結された車体ボディＢ側に固定される第２加速度センサ１２と、第１加速度センサ１１および第２加速度センサ１２の出力に基づいて車両の傾斜角を算出する演算手段１３とを備え、演算手段１３は、第１加速度センサ１１の出力値をＡ１、第２加速度センサ１２の出力値をＡ２、外部から入力される路面方向加速度をα、重力加速度をｇ、車輪Ａ側部材の水平面に対する傾斜角をθ１、車体ボディＢの路面に対する傾斜角をθ２とすると、  Ａ１＝ｇ・ｓｉｎθ１＋α  Ａ２＝ｇ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）＋α・ｃｏｓθ２の二式からθ１、θ２を算出している。  【選択図】図１
2006300588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサスペンションスプリングの下側に連結される車輪側部材に、加速度検知方向が路面に対して略平行な前後方向となるように固定する第１加速度センサと、
前記サスペンションスプリングの上側に連結される車体ボディ側部材に、加速度検知方向が車体ボディの水平方向に対して略平行な前後方向となるように固定する第２加速度センサと、
前記第１加速度センサおよび第２加速度センサの出力に基づいて前記車体ボディの傾斜角を算出する演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記第１加速度センサの出力値をＡ１、第２加速度センサの出力値をＡ２、外部から入力される路面方向加速度をα、重力加速度をｇ、前記車輪側部材の水平面に対する傾斜角をθ１、前記車体ボディ側部材の路面に対する傾斜角をθ２とすると、
Ａ１＝ｇ・ｓｉｎθ１＋α
Ａ２＝ｇ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）＋α・ｃｏｓθ２
の二式からθ１、θ２を算出する構成としていることを特徴とする車両用傾斜角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用傾斜角検出装置に関し、詳しくは、自動車ボディの路面に対する傾斜角を正確に検出し、ヘッドライトの光軸補正やブレーキの前後バランスやサスペンション制御等に利用するためものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安全性等の観点から自動車ボディの傾斜状況に応じてヘッドライトの光軸を調節する技術が提案されている。例えば、特開２００３−１１８４７６号公報に開示された装置では、傾斜センサとして車幅方向に送受信を行う２組の超音波センサ１、２を設け、送信センサ１ａ、２ａと受信センサ１ｂ、２ｂの送受信波の方向が略平行状態で、車両の前後方向にほぼ直交する方向となるように配設している。該装置では、各超音波センサ１、２の受信時間差（受信位相差）ΔＴから距離差ΔＳを求め、傾斜角Δαを演算して車両の傾斜状態を判定し、その判定結果に基づいてヘッドランプの光軸を調節している。
【０００３】
しかしながら、前記公報の場合、傾斜検知用のセンサとして超音波式の受発信器を複数組用意せねばならず、コスト高となる問題がある。さらに、検出精度を上げるためには、送信センサ１ａ、２ａと受信センサ１ｂ、２ｂとの間の距離、あるいは各超音波センサ１、２間の距離をある程度は確保する必要があるが、取付精度の影響を除くために全センサ１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂを１ユニットに収めると、互いの距離を確保することができず、車体に取り付ける際の占有スペースが大きくなるという問題もある。また、超音波を路面Ｒに当てた反射時間から傾斜角を演算しているため、路面Ｒの局所的な凹凸の影響を受けて乱反射して検出誤差が生じる場合もある。
【特許文献１】特開２００３−１１８４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、低コストで大きな取付スペースを占有せず、高い検知精度で車体傾斜角を検出可能とすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、車両のサスペンションスプリングの下側に連結される車輪側部材に、加速度検知方向が路面に対して略平行な前後方向となるように固定する第１加速度センサと、
前記サスペンションスプリングの上側に連結される車体ボディ側部材に、加速度検知方向が車体ボディの水平方向に対して略平行な前後方向となるように固定する第２加速度センサと、
前記第１加速度センサおよび第２加速度センサの出力に基づいて前記車体ボディの傾斜角を算出する演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記第１加速度センサの出力値をＡ１、第２加速度センサの出力値をＡ２、外部から入力される路面方向加速度をα、重力加速度をｇ、前記車輪側部材の水平面に対する傾斜角をθ１、前記車体ボディ側部材の路面に対する傾斜角をθ２とすると、
Ａ１＝ｇ・ｓｉｎθ１＋α
Ａ２＝ｇ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）＋α・ｃｏｓθ２
の二式からθ１、θ２を算出する構成としていることを特徴とする車両用傾斜角検出装置を提供している。
【０００６】
前記構成とすると、サスペンションスプリングの下側部材となる車輪側部材に取り付けられた第１加速度センサと、サスペンションスプリングの上側部材となる車体ボディ側部材に取り付けられた第２加速度センサとからの出力値Ａ１、Ａ２と、装置外から入力される路面方向加速度αとを、前記二式に入力するだけで、車輪側部材の水平面に対する傾斜角θ１を求めることができると共に、車体ボディ側部材の路面に対する傾斜角θ２も簡単に求めることができる。特に、前記の二式では、重力加速度ｇの影響も考慮に入れているため、前記各加速度センサが傾斜して重力加速度ｇの進行方向成分を検知しても、精度良く傾斜角を算出することができる。
【０００７】
以上の傾斜角検出装置によれば、傾斜検知用のセンサとして一対の加速度センサと演算機能を設ければ足りるため、低コスト化を図ることができる。また、加速度センサは超音波センサ等と異なり大きな計測スペースを要さないため、車体に取り付ける際の占有スペースが大きくなるのを防止することができる。さらに、超音波センサと異なり路面反射を利用しないため、路面の凹凸等が測定精度を悪化させることがないと共に、搭載場所を車室内に設けることができることで、雨、泥、石跳ねといった対環境性を気にする必要もなくなる。
【０００８】
また、装置外から入力される路面方向加速度の計測手段としては、ドライブシャフト回転数変化あるいは少なくとも１つの車輪回転数変化から路面方向加速度を求める加速度計や、ＡＢＳやＥＳＣ等で利用されている速度情報を微分して加速度を求める手段等を利用するとよい。こうすれば、外部から入力される路面方向加速度αの入手に、既存のエンジンミッション制御用センサやＡＢＳ等のシステムが利用可能で、センサ追加が不要となる。
なお、第１加速度センサおよび第２加速度センサは、加速度検知方向に重力加速度の成分を感知する重力式加速度センサを用い、例えば、ダイヤフラム式等のバスマス系加速度センサや、ホール効果を利用した加速度センサや、圧電素子を利用した加速度センサなどが挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、重力加速度の影響も考慮に入れているため、各加速度センサが傾斜して重力加速度成分を検知しても、精度良く傾斜角を算出することができる。また、傾斜検知用のセンサとして一対の加速度センサと演算機能を設ければ足りるため、低コスト化が図られる。さらに、加速度センサは大きな計測スペースが必要ないため、車体取付時において省スペース化を図ることができる。また、超音波センサと異なり路面反射を利用しないため、路面の凹凸等により測定精度が悪化せず且つ床下に搭載する必要がなく、車室内に設けて雨や泥等の影響を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態の傾斜角検出装置１０を搭載した車両１００を示している。
車両１００は、車輪Ａ側と車体ボディＢ側とを衝撃吸収用のバネ１６、１７（サスペンションスプリング）で連結している。
傾斜角検出装置１０は、車輪Ａ側部材（例えば、ナックルやハブベアリングユニット等）に固定される第１加速度センサ１１と、車体ボディＢに固定される第２加速度センサ１２と、第１加速度センサ１１および第２加速度センサ１２の出力に基づいて車輪Ａ側部材と車体ボディＢの傾斜角θ１、θ２を算出する演算手段１３と、演算手段１３で求められた傾斜角θ１、θ２を外部に出力する出力部１４とを備えている。なお、演算手段１３および出力部１４は１つのＥＣＵ１８基板上に設けている。
【００１１】
第１加速度センサ１１は、加速度検知方向が車輪Ａ側部材の前後水平方向、即ち、路面Ｒに対して平行な前平方向と同一となるように車輪Ａ側部材に１つ固定している。
第２加速度センサ１２は、加速度検知方向が車体ボディＢの水平方向に平行な前後方向と同一になるように車体ボディＢに１つ固定している。
【００１２】
演算手段１３は、ＡＢＳやＥＳＣ等の他システムで利用されている加速度計１５から路面方向加速度αの入力を受けていると共に、第１加速度センサ１１および第２加速度センサ１２から加速度に関する出力データを受信し、車輪Ａ側部材の水平面に対する傾斜角θ１と、車体ボディＢの路面Ｒに対する傾斜角θ２とを後述する算出式（数式１、２）を用いて演算している。
出力部１４は、ヘッドライトの光軸補正装置（図示せず）やブレーキの前後バランス制御装置（図示せず）やサスペンション制御装置（図示せず）等の外部装置に向けて演算手段１３で算出された傾斜角θ１、θ２を出力している。
【００１３】
次に、傾斜角検出装置１０の検出原理について説明する。
第１加速度センサ１１から加速度Ａ１［ｍ／ｓ２］が演算手段１３に出力されると共に、第２加速度センサ１２から加速度Ａ２［ｍ／ｓ2］が演算手段１３に出力される。この際、Ａ１およびＡ２には重力加速度ｇ［ｍ／ｓ2］の加速度検知方向の成分が加算されている。
したがって、図２に示すように、第１加速度センサ１１においては以下の数式１の関係が成り立つ。
（数式１）
Ａ１＝ｇ・ｓｉｎθ１＋α
【００１４】
また、第２加速度センサ１２においては以下の数式２の関係が成り立つ。
（数式２）
Ａ２＝ｇ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）＋α・ｃｏｓθ２
【００１５】
演算手段１３では以上の二式に既知のｇ、α、Ａ１、Ａ２を入力することで、車輪Ａ側部材の水平面に対する傾斜角θ１と、車体ボディＢの路面Ｒに対する傾斜角θ２とを算出し、このθ１、θ２の値を出力部１４によりヘッドライトの光軸補正装置（図示せず）やブレーキの前後バランス制御装置（図示せず）やサスペンション制御装置（図示せず）等の外部装置に出力する。
【００１６】
以上の構成によれば、バネ１６、１７の下側に取り付けられる車輪Ａ側部材に設けた第１加速度センサ１１と、バネ１６、１７の上側に取り付けられる車体ボディＢに取り付けられた第２加速度センサ１２とからの出力値Ａ１、Ａ２と、装置外から入力される路面方向加速度αとを、前記数式１、２の二式に入力するだけで、車輪Ａ側部材の水平面に対する傾斜角θ１と、車体ボディＢの路面Ｒに対する傾斜角θ２とを簡単に求めることができる。特に、前記の二式では、重力加速度ｇの影響も考慮に入れているため、各加速度センサ１１、１２が傾斜して重力加速度ｇの進行方向成分を検知しても、精度良く傾斜角θ１、θ２を算出できる。よって、車体ボディＢが路面Ｒに対して平行でない場合でもヘッドライト光軸等の正確な調節に役立てることができる。
なお、第１加速度センサ１２はＥＣＵ１８基板上に組み込んでも好適である。こうすれば、第１加速度センサ１２との間の配線が不要となり部品コストおよび組立コストの低減を図ることができる。また、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて第１加速度センサ１２をＥＣＵ１８基板上の演算手段１３等の電子回路とシングルチップ化しても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の傾斜角検出装置を示すブロック図である。
【図２】検出原理を説明する図面である。
【図３】従来例を示す図面である。
【符号の説明】
【００１８】
１０    傾斜角検出装置
１１    第１加速度センサ
１２    第２加速度センサ
１３    演算手段
１４    出力部
１５    加速度計
１６、１７    バネ（サスペンションスプリング）
１００  車両
Ａ      車輪
Ｂ      車体ボディ
【図１】
2006300588.tif 000003
【図２】
2006300588.tif 000004
【図３】
2006300588.tif 000005