(57)【要約】【課題】  慣性センサの出力信号と共に信頼性の度合を示す信号を出力することにより、各デバイスの制御装置が信頼性の情報に基づいて前記慣性センサユニットからの信号を選択的に受け取り、検出された信号を継続的に受け入れながら制御を行うことができる慣性センサユニットを提供する。【解決手段】  自己診断機能を備えた慣性センサユニット１において、少なくとも２つのＧセンサ２ａ，２ｂを設け、これらの出力信号の差分に基づいて前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号の確からしさを判定する自己診断部３を設けたことを特徴とする。【選択図】    図１
2006105622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己診断機能を備えた慣性センサユニットにおいて、少なくとも２つの慣性センサを設け、各慣性センサの出力信号の差分に基づいて前記慣性センサの出力信号の確からしさを判定する判定手段を設けたことを特徴とする慣性センサユニット。
【請求項２】
前記判定手段によって判定された確からしさに応じた信号を前記出力信号と共に複数のデバイスが接続された通信回線に対して出力することを特徴とする請求項１に記載の慣性センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、慣性センサユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両において、各種センサを用いて加速度や角速度等の情報を検出し、各種デバイスを制御する制御装置が知られている。前記各種デバイスの制御装置の内、例えば、ＡＢＳ（Antilock Brake System）の制御装置では前後方向のＧ（Gravity）センサの出力信号に基づいて制御が行われ、エアバッグの制御装置では衝撃力をＧセンサによって検出して展開制御が行われている。すなわち、これら各種デバイスに対応した絶対レベルや分解能を有する個別のセンサ出力に基づいて制御が行われているのである。
ところで近年、このような各種センサからの信号を利用した多くのデバイスが装備されつつある。それは、例えば、サスペンション関係の上下方向の加速度を検出することによってサスペンションを制御したり、旋回性能を向上させるためにヨーレートを検出して制御したりするもの等であり、これ以外にも様々な制御用デバイスが採用されている。ところが、複数のデバイスに対応する各種センサを個々に配置するのではコストアップに繋がるため、各種センサをユニット化して車内ＬＡＮを通じて各デバイスに信号を出力し、各デバイスが必要に応じて前記信号を選択的に受け取って制御する方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
ところで、前述したように各デバイスは、センサ出力の絶対レベルや分解能に応じて同じ慣性センサユニットからの信号を取りこんでいるが、前記慣性センサユニットの中には、自己診断機能によって、センサ信号の信頼性を判断するものがある。この場合、通常はそのセンサ信号に信頼性が無いと判断されれば、その出力を停止するか又は無効であることを示す無効信号が出力される（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４２２５６号公報
【特許文献２】特開平１１−０６４３７６号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、慣性センサユニットの自己診断機能によってこのセンサ信号に信頼性が無いと判断されると、このセンサユニットを利用している複数のデバイスの全てが前記出力信号を利用できなくなるという問題がある。
そこで、この発明は、慣性センサの出力信号と共に信頼性の度合を示す信号を出力することにより、各デバイスの制御装置が信頼性の情報に基づいて前記慣性センサユニットからの信号を選択的に受け取り、検出された信号を継続的に受け入れながら制御を行うことができる慣性センサユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、自己診断機能を備えた慣性センサユニット（例えば、実施の形態における慣性センサユニット１）において、少なくとも２つの慣性センサ（例えば、実施の形態におけるＧセンサ２ａ，２ｂ）を設け、各慣性センサの出力信号の差分（例えば、実施の形態における差分ΔＹ）に基づいて前記慣性センサの出力信号の確からしさを判定する判定手段（例えば、実施の形態における自己診断部３）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、信号の信頼性に各デバイスの性質に応じて複数の段階を設定することが可能となる。
【０００５】
請求項２に記載した発明は、前記判定手段によって判定された確からしさに応じた信号を前記出力信号と共に複数のデバイス（例えば、実施の形態におけるＡＢＳ用制御装置５、エアバッグ用制御装置６、サスペンション用制御装置７、ステアリング用制御装置８）が接続された通信回線（例えば、実施の形態における車内ＬＡＮ４）に対して出力することを特徴とする。
このように構成することで、慣性センサの出力の確からしさに応じた信号を、例えば各種デバイスの制御装置で受け取ることが可能となり、前記慣性センサの出力信号が前記制御装置で利用可能か否かを制御装置自らに判断させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載した発明によれば、信号の信頼性に各デバイスの性質に応じて複数の段階を設定することが可能となるため、単に信号の信頼性が有るか否かだけを判断する場合に比較して、最低限の制御機能を維持することができる効果がある。
【０００７】
請求項２に記載した発明によれば、慣性センサの出力の確からしさに応じた信号を、例えば各種デバイスの制御装置で受け取ることが可能となり、前記慣性センサの出力信号が利用可能なものか否かを制御装置自らに判断させることができるため、処理の負荷が分散して、例えば一箇所で前記出力信号の確からしさを判断する場合に比較して、慣性センサが接続されたシステム全体の処理速度の向上を図ることが可能となる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、この実施の形態では、本発明を自動車等の車両に用いた場合を例に説明する。
図１は自動車等の車体に取り付けられた慣性センサユニットと、この慣性センサユニットが接続された後述する車内ＬＡＮシステムの概略を示したものである。同図において、１は慣性センサユニットを示しており、この慣性センサユニット１には１つの計測方向に対して２台のＧセンサ（慣性センサ）２ａ，２ｂが設けられている。このＧセンサ２ａ，２ｂは計測方向に作用する加速度の大きさを電気的な信号に変換するものである。前記Ｇセンサ２ａ，２ｂから出力された加速度の信号は図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル変換され、このデジタル変換された信号が後述する車内ＬＡＮ４に向けて出力されている（以下、デジタル変換された加速度の信号を単に出力信号と称す）。尚、図示都合上、図１ではＧセンサ２ａ，２ｂの１軸分だけ記載しているが、通常、直交した前後方向、左右方向、上下方向の３軸の計測方向で構成される。
【０００９】
前記Ｇセンサ２ａ，２ｂは自己診断部（判定手段）３に接続されている。つまり、前記各Ｇセンサ２ａ，２ｂで検出された加速度の情報は前記自己診断部３に入力されることとなる。前記自己診断部３は前記各Ｇセンサ２ａ，２ｂから出力された信号に基づいてこのＧセンサ２ａ，２ｂから出力された出力信号の確からしさ（以下、単に確からしさと称す）を判定するものである。具体的には、前記自己診断部３に入力された各加速度の値の差分ΔＹを算出し、この差分ΔＹが前記自己診断部３に予め設定されている段階的な閾値ａ，ｂ，ｃを超えたか否かを判定し、閾値ａ，ｂ，ｃの何れかを超えた場合には、これらに対応した確からしさの度合であるレベルＡ、レベルＢ、レベルＣをそれぞれ設定し、この設定された情報を後述する車内ＬＡＮ４に出力している。ここで、閾値ａ，ｂ，ｃはａ＜ｂ＜ｃの関係が成り立つ任意の値であり、前記レベルＡは各Ｇセンサ２ａ，２ｂの検出信号が略一致している状態、前記レベルＢは各Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号が少し離れている状態、レベルＣは各Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号がある程度離れてしまっている状態を示している。
【００１０】
尚、前記慣性センサユニット１にはＧセンサ２ａ，２ｂ以外に例えばヨーレートセンサ、ロールレートセンサ、ピッチレートセンサ等のセンサを設けても良い。そして、前記自己診断部３でヨーレートセンサ、ロールレートセンサ、ピッチレートセンサ等の各センサから出力された信号に基づいて加速度を算出したり、Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力に基づいて角速度を算出したりして、この算出結果と同じ種類のセンサ出力との差分を算出して確からしさの度合を判定しても良い。
【００１１】
ところで、図１に示すように、前記自己診断部３は車内ＬＡＮ４に接続されている。この車内ＬＡＮ４は車両の制御信号や各種検出信号等を送受信するためのネットワークであり、この慣性センサユニット１以外に各種システムで共用するものである。この車内ＬＡＮ４には、ＡＢＳ用制御装置（各種デバイス）５、エアバッグ用制御装置（各種デバイス）６、サスペンション用制御装置（各種デバイス）７、ステアリング用制御装置（各種デバイス）８等の各種制御装置が接続されている。つまり、前記自己診断部３から出力された確からしさの信号や２台のＧセンサ２ａ，２ｂの出力信号は前記車内ＬＡＮ４を介して各制御装置５，６，７，８に送信されることとなる。
【００１２】
上述の各制御装置５，６，７，８にはそれぞれ入力回路９，１０，１１，１２が設けられている。これらの入力回路９，１０，１１，１２には前述した車内ＬＡＮ４を介して前記確からしさの度合に関する信号が入力されており、この確からしさの信号と自らが許容する確からしさとを照らし合わせて前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号の確からしさが許容できると判断した場合にだけ前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号を受け入れるようになっている。
【００１３】
次に、図３のフローチャートと、図２に基づいて上述した自己診断部３の確からしさ判定処理を説明する。図２は縦軸をＧセンサ２ａ，２ｂの信号レベル、横軸を時間とした場合の２台のＧセンサ２ａ，２ｂの出力信号の変化を示したものである。
まず、ステップＳ１では２台のＧセンサの出力が閾値Ｘを通過したか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（通過した）である場合はステップＳ２に進み、判定結果が「ＮＯ」（通過していない）である場合はステップＳ６に進み未診断信号を出力してリターンする。つまり、このステップＳ１では前記Ｇセンサからの出力値が一定の値から変動しない状態であるいわゆる貼りつきを起こしていないか否かを判定し、電源投入後の初期動作確認を行っている（例えば、図２の時刻ｔ１）。ここで、前記閾値Ｘは、車両の通常の走行時に各Ｇセンサに作用する加速度の値（例えば、０．３Ｇ以下の任意の値）に設定されている。
【００１４】
ステップＳ２では、２台のＧセンサから出力された信号の差分ΔＹを算出する。ステップＳ３では、ステップＳ２で算出した差分ΔＹがｂ＜ΔＹ≦ｃか否かを判定する。判定結果が「ＮＯ」（ｂ＜ΔＹ≦ｃではない）である場合はステップＳ４に進み、判定結果が「ＹＥＳ」（ｂ＜ΔＹ≦ｃ）である場合（例えば、図２の時刻ｔ４）はステップＳ７に進み、確からしさがレベルＣであることを出力してステップＳ４に進む。
【００１５】
ステップＳ４では、差分ΔＹがａ＜ΔＹ≦ｂか否かを判定する。判定結果が「ＮＯ」（ａ＜ΔＹ≦ｂではない）である場合はステップＳ５に進み、判定結果が「ＹＥＳ」（ａ＜ΔＹ≦ｂ）である場合（例えば、図２の時刻ｔ２）はステップＳ８に進む。ステップＳ８では、確からしさがレベルＢであることを出力してステップＳ５に進む。
【００１６】
ステップＳ５では、差分ΔＹがΔＹ≦ａか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（ΔＹ≦ａ）である場合（例えば、図２の時刻ｔ１又は時刻ｔ３）はステップＳ９に進み、判定結果が「ＮＯ」（ΔＹ≦ａではない）である場合はリターンして上述の処理を繰り返す。ステップＳ９では、確からしさがレベルＡであることを出力してリターンする。
【００１７】
ここで、前記差分ΔＹが閾値ｃを超える場合には従来どおり故障判定がなされ出力が停止されるか又は無効である旨の信号が出力されることとなる。尚、前記確からしさは前記レベルＡ、レベルＢ、レベルＣの順番で後者になるほど低い度合を表している。尚、上述のステップＳ４とステップＳ５で「ＹＥＳ」が判定された後にすぐ確からしさの度合を出力しているが、タイマを設けて所定時間経過後（例えば、１〜３秒程度）に再度ステップＳ４、ステップＳ５と同じ処理を行い、この判定結果が「ＹＥＳ」である場合に初めて確からしさの度合を出力するようにしてもよく、確からしさ判定処理の信頼性を向上できる点で有利となる。
【００１８】
すなわち、数十Ｇ〜１００Ｇという衝突加速度が検出対象になるエアバッグと、＋１Ｇ〜−１Ｇという前後加速度が検出対象になるＡＢＳとでは、これらの制御装置５，６が必要とするセンサ出力の絶対レベルや分解能は異なり、これらの制御装置で許容する確からしさの度合もまた異なる。例えば、前記ＡＢＳ用制御装置５がレベルＡの確からしさまで許容するものとし、エアバッグ用制御装置６がレベルＣの確からしさまで許容するものとすると、自己診断部３からレベルＢの確からしさが出力された時（ステップＳ８）、前記ＡＢＳ用制御装置５の入力回路９では前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号を受け取らないように遮断するが、前記エアバッグ用制御装置６ではＧセンサ２ａ，２ｂの出力信号を受け取って通常通りの制御処理が継続して行われる。
【００１９】
さらに、前記自己診断部３からレベルＣの確からしさが出力されると（ステップＳ９）、レベルＢの確からしさまでしか許容しない種類の各制御装置の入力回路ではＧセンサ２ａ，２ｂの出力が遮断されるが、エアバッグ用制御装置６では引き続き通常通りの制御処理が行われることとなる。そして、確からしさがレベルＣよりも低いレベルつまり、前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号がどの制御装置でも使用できない状態、すなわち前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号に信頼性が無いと判断された時に初めて、従来と同様に前記エアバッグ用制御装置６の入力回路１０で前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号を遮断して、その制御機能を停止する。
【００２０】
したがって、上述の実施の形態によれば、Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号の確からしさに各制御装置５，６，７，８の許容可能な絶対レベル、分解能に応じて複数の段階を設定することが可能となるため、単にＧセンサ２ａ，２ｂの出力信号の信頼性が有るか否かだけを判断する場合に比較して、最低限の制御機能を維持することができる点で有利となる。
【００２１】
また、自己診断部３（ステップＳ３〜Ｓ５）で判定した確からしさに応じた信号を、例えば車内ＬＡＮ４に接続された各種デバイスの制御装置５，６，７，８で受け取ることが可能となり、前記Ｇセンサ２ａ，２ｂの出力信号が利用可能なものか否かを各制御装置５，６，７，８自らに判断させることができるため、処理の負荷が分散して、例えば慣性センサユニット１で前記出力信号の確からしさを判断する場合に比較して、慣性センサユニット１が接続されたシステム全体の処理速度の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、自己診断部を各種制御装置側に設けて確からしさを判定してもよい。確からしさのレベルはＡ，Ｂ，Ｃの３段階に限られるものではなく、制御装置の種類や数量に合わせて適宜選択して用いれば良い。
また、上記実施の形態では確からしさのレベルに対応する受信の可否を制御装置側で判断する場合について説明したが、処理能力に応じて慣性センサユニット側で行う構成としてもよい。この場合、Ｇセンサの出力信号のヘッダ部分に送信先を指定するアドレス情報を付加する等してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における車内ＬＡＮのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における確からしさの説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における確からしさ判定処理のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  慣性センサユニット
２ａ，２ｂ  Ｇセンサ（慣性センサ）
ΔＹ  差分
３  自己診断部（判定手段）
５  ＡＢＳ用制御装置（各種デバイス）
６  エアバッグ用制御装置（各種デバイス）
７  サスペンション用制御装置（各種デバイス）
８  ステアリング用制御装置（各種デバイス）
【図１】
2006105622.tif 000003
【図２】
2006105622.tif 000004
【図３】
2006105622.tif 000005