(57)【要約】【課題】  小型化、低コスト化が実現できる通信システムを提供する。【解決手段】  送信側ユニットは、アナログ信号を、該アナログ信号レベルの全レンジ域中の第１のレンジ域のアナログ信号については、１ビット当たりのアナログ信号レベルである第１の分解能の第１のデジタル信号に変換し、全レンジ域中の第２のレンジ域のアナログ信号については、第１の分解能よりも大きな第２の分解能の第１のデジタル信号に変換する第１の変換手段と、第１のデジタル信号を受信側ユニットに送信する第１の通信手段とを具備する。受信側ユニットは、第１のデジタル信号を受信する第２の通信手段と、第２の通信手段が受信した第１のデジタル信号が第１及び第２のレンジ域のいずれのレンジ域に対応するかを判断し、第１及び第２の分解能に基づいて、第１のデジタル信号を第２のデジタル信号に変換する第２の変換手段とを具備する。【選択図】図１
2007233943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側ユニット及び受信側ユニットを有する通信システムであって、
前記送信側ユニットは、被変換信号を、該被変換信号レベルの全レンジ域中の第１のレンジ域の被変換信号については、１ビット当たりの前記被変換信号レベルである第１の分解能の第１のデジタル信号に変換し、前記全レンジ域中の第２のレンジ域の被変換信号については、１ビット当たりの前記被変換信号レベルであって前記第１の分解能とは異なる第２の分解能の第１のデジタル信号に変換する第１の変換手段と、前記第１のデジタル信号を受信側ユニットに送信する第１の通信手段とを具備し、
前記受信側ユニットは、前記第１のデジタル信号を受信する第２の通信手段と、前記第２の通信手段が受信した前記第１のデジタル信号が前記第１及び第２のレンジ域のいずれのレンジ域に対応するかを判断し、前記第１及び第２の分解能に基づいて、前記第１のデジタル信号を第２のデジタル信号に変換する第２の変換手段とを具備したことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記送信側ユニットは、検出対象物の角速度又は加速度を前記検出対象物の慣性力として検出し、該検出した慣性力をアナログ信号で出力する検出素子部及び前記検出素子部の出力をデジタル信号に変換する信号処理素子部を有し、検出対象物に取付けられ、慣性力に応じたデジタル信号を出力する慣性センサと前記デジタル信号を処理する演算部とを備えた慣性センサユニットであり、前記受信側ユニットは、前記第２のデジタル信号に基づいて前記検出対象物を制御するコントロールユニットであることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１のレンジ域は、前記検出素子部が検出する前記角速度又は前記加速度の零を中心に正負均等な範囲に対応することを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信側ユニットと受信側ユニットとを有する通信システムに関し、例えば、車両等に搭載される慣性センサユニット及びコントロールユニット間の通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や飛行体等の位置や姿勢の観測のために、角速度及び加速度等の測定が行われ、そのために、角速度センサや加速度センサ等を有する慣性センサが用いられている。慣性センサにより角速度センサや加速度センサ等からのアナログ信号がデジタル信号に変換されてから、ＣＰＵにより車両や飛行体等の位置、姿勢及び速度制御が行われる。
【０００３】
位置、姿勢及び速度制御では、各制御内容に応じた分解能が必要とされる。例えば、車両制御としては、横滑り制御等の車両安定制御においては、低分解能広域の角速度等が必要とされ、アダプティプクルーズコントロール等の常用制御においては、高分解能狭域の角速度等が必要とされる。
【０００４】
先行技術文献としては、以下の特許文献１がある。特許文献１には、ヨーレートセンサの測定結果の妥当性をチェックするべく、測定範囲全体を検出範囲とするヨーレートセンサと１個又は複数の一部の測定範囲を検出範囲とするヨーレートセンサを設け、これらのヨーレートセンサの測定結果及び測定量の相関関係などから測定結果の妥当性をチェックすることが記載されている。
【特許文献１】特表平１１−５０９１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異なる分解能のセンサ及びセンサのアナログ信号出力をデジタル信号に変換する信号処理素子を複数個設け、各デジタル信号を別々のシリアルラインでマイクロコンピュータの入力ポートに入力する場合には、センサ及び信号処理素子を含む慣性センサのコストがかかり、慣性センサ及びマイクロコンピュータを含む慣性センサユニットのサイズが大きくなるという問題点がある。また、特許文献１では異なる分解能の慣性センサを複数個設け、その出力をマイクロコンピュータの別々のポートに入力して処理していたために、同様の問題点がある。
【０００６】
また、アナログ信号レベルの全域を高分解能のデジタル信号に変換する場合は、処理するデジタル信号のビット数が多くなること、及び慣性センサユニットからコントロールユニットにネットワークを通してそのデジタル信号を通信する際のデータ量が多くなり通信量が増大することから、慣性センサユニットやコントロールユニットが備えるマイクロコンピュータに高性能なものが要求され、コストもサイズも大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、分解能をレンジ毎に設定して、デジタル信号に変換することにより、小型化、低コスト化が実現できる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、送信側ユニット及び受信側ユニットを有する通信システムであって、前記送信側ユニットは、被変換信号を、該被変換信号レベルの全レンジ域中の第１のレンジ域の被変換信号については、１ビット当たりの前記被変換信号レベルである第１の分解能の第１のデジタル信号に変換し、前記全レンジ域中の第２のレンジ域の被変換信号については、１ビット当たりの前記被変換信号レベルであって前記第１の分解能とは異なる第２の分解能の第１のデジタル信号に変換する第１の変換手段と、前記第１のデジタル信号を受信側ユニットに送信する第１の通信手段とを具備し、前記受信側ユニットは、前記第１のデジタル信号を受信する第２の通信手段と、前記第２の通信手段が受信した前記第１のデジタル信号が前記第１及び第２のレンジ域のいずれのレンジ域に対応するかを判断し、前記第１及び第２の分解能に基づいて、前記第１のデジタル信号を第２のデジタル信号に変換する第２の変換手段とを具備したことを特徴とする通信システムが提供される。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、前記送信側ユニットは、検出対象物の角速度又は加速度を前記検出対象物の慣性力として検出し、該検出した慣性力をアナログ信号で出力する検出素子部及び前記検出素子部の出力をデジタル信号に変換する信号処理素子部を有し、検出対象物に取付けられ、慣性力に応じたデジタル信号を出力する慣性センサと前記デジタル信号を処理する演算部とを備えた慣性センサユニットであり、前記受信側ユニットは、前記第２のデジタル信号に基づいて前記検出対象物を制御するコントロールユニットであることを特徴とする通信システムが提供される。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明において、前記第１のレンジ域は、前記検出素子部が検出する前記角速度又は前記加速度の零を中心に正負均等な範囲に対応することを特徴とする通信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、第１のレンジ域の被変換信号については、第１の分解能、例えば、高分解能な第１のデジタル信号に変換し、第２のレンジ域の被変換信号については、第２の分解能、例えば、低分解能な第１のデジタル信号に変換するので、レンジ巾を守ったままデジタル信号のビット長を短くすることができ、受信側ユニットへ送信するデータ量を少なくすることができる。更に、処理する第１のデジタル信号のビット長を短くできるので、送信側ユニット及び受信側ユニットのコストを低減することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、処理する第１のデジタル信号のビット数が短くなり、慣性センサユニット及びコントロールユニット間の通信量を低減することができ、慣性センサユニット及びコントロールユニットのコスト及びサイズを小さくすることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、第１のレンジ域は、検出素子部が検出する角速度又は加速度の零を中心に正負均等な範囲に対応するので、角速度が零を中心に正負均等な範囲に高分解能が要求されるアダプティブコントロール等の要求を満たすことができ、車両等に搭載される慣性センサユニット並びにコントロールユニットのコスト及びサイズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態による通信システムの一例を示す構成図である。図１に示すように、通信システムは、送信ユニットとしての慣性センサユニット２、コントロールユニット４、並びに慣性センサユニット２及びコントロールユニット４間の双方向通信を行うためのＣＡＮ６（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を有する。
【００１５】
図２は図１中の慣性センサユニットの構成図である。慣性センサユニット２は、車両や飛行機等の検出対象物に取り付けられる。図２に示すように、慣性センサユニット２は、ハウジング内に収容された、慣性センサ１０、演算部１４及び通信素子１６を備える。慣性センサ１０は、検出対象物の加速度又は角速度を検出対象物の慣性力として検出し、検出した慣性力をアナログ信号で出力し、該アナログ信号をデジタル信号に変換処理するものである。
【００１６】
慣性センサ１０は、複数の角速度センシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３）、複数の加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）及び複数の信号処理素子２６＃ｉ（ｉ＝１，２，３），２８＃ｉ（ｉ＝１，２，３）を有する。角速度センシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３）は、検出対象物の角速度を検出し、角速度に応じたレベルのアナログ信号、例えば、電圧を出力する角速度検出素子である。加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）は、検出対象物の加速度を検出し、加速度に応じたレベルのアナログ信号、例えば、電圧を出力する加速度検出素子である。
【００１７】
例えば、慣性センサ２が車両に取り付けられる場合は、車両の重心付近に配置され、２０＃１は車両の上下軸まわりの角速度であるヨーレートを検出するヨーレートセンシング素子、２０＃２は車両の左右軸まわりの角速度であるピッチレートを検出するピッチレートセンシング素子、２０＃３は車両の前後軸まわりの角速度であるロールレートを検出するロールレートセンシング素子である。また、２２＃１は車両の上下軸方向の加速度を検出する上下加速度センシング素子、２２＃２は車両の左右軸方向の加速度を検出する左右加速度センシング素子、２２＃３は車両の前後軸方向の加速度を検出する前後加速度センシング素子である。
【００１８】
角速度センシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３）及び加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）のアナログ出力は、後述するようにデジタル信号に変換されて、デジタル信号に基づいて、コントロールユニット４により車両等が制御されるが、これらのセンシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３），２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）の少なくとも一つについては、例えば、アナログ信号の全レンジ域の一部の第１のレンジ域について、変換後のデジタル信号において１ビット当たりのアナログ信号レベルが小さい高分解能のデジタル信号が要求される制御系、例えば、アダプティブクルーズ制御系等と、高分解能は要求されないが全レンジ域のデジタル信号が要求される制御系、例えば、横滑り制御系等がある。
【００１９】
例えば、ヨーレートセンシング素子２０＃１より出力されるヨーレートについて、アダプティブクルーズコントロール等の常用制御系では、０°／ｓｅｃを中心として、正負同範囲の角速度について、例えば、−２５５°／ｓｅｃ〜２５５°／ｓｅｃのレンジ域について高分解能のデジタル信号が要求される。また、横滑り制御等の車両安定制御系では、高分解能は要求されず低分解能で良いが、全レンジ域、例えば、−２０００°／ｓｅｃ〜２０００°／ｓｅｃのデジタル信号が要求される。
【００２０】
角速度センシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３）及び加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）は、その出力側と信号線２３＃ｉ，２４＃ｉ（ｉ＝１，２，３）を介して信号処理素子２６＃ｉ，２８＃ｉ（ｉ＝１，２，３）に接続され、図示しない電源電圧、例えば、５Ｖの電源電圧が外部より供給され、図示しない抵抗等により、０Ｖから５Ｖまでの範囲を角速度や加速度の検出範囲全体に対応させ、角速度や加速度に該当する電圧を出力する。
【００２１】
例えば、ヨーレートセンシング素子２０＃１は、図３に示すように、−２０００°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃの範囲の角速度を検出範囲とし、この検出範囲を０〜５Ｖに対応させ、ヨーレートに対してリニアな関係の電圧を出力する。ヨーレートが−２５５°／ｓｅｃから＋２５５°／ｓｅｃのレンジ域Ｒ２は出力電圧の範囲が第１のレンジ域Ｖ２に対応し、ヨーレートが−２０００°／ｓｅｃ〜−２５５°／ｓｅｃのレンジ域Ｒ１，２５５°／ｓｅｃ〜２０００°／ｓｅｃのレンジ域Ｒ３は出力電圧の範囲が第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３に対応する。
【００２２】
ヨーレートセンシング素子２０＃１は、例えば、水晶音叉型の振動子に角速度が作用したときに発生するコリオリ力を振動子の変位として検出して、角速度を検出する。尚、本実施形態では、高分解能と低分解能広域の少なくとも２種類の分解能が要求されるものの一例として、ヨーレートセンシング素子２０＃１について説明する。
【００２３】
信号処理素子２６＃ｉ，２８＃ｉ（ｉ＝１，２，３）は、角速度センシング素子２０＃ｉ，加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）の出力側に信号線２３＃ｉ，２４＃ｉ（ｉ＝１，２，３）を介して接続され、信号線２３＃ｉ，２４＃ｉ（ｉ＝１，２，３）よりアナログ信号を入力し、所定の量子化ビット、例えば、１２ビットのデジタル信号に変換する素子であり、角速度センシング素子２０＃ｉ，加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）とは別体のＩＣチップで作製されるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。
【００２４】
信号処理素子２６＃ｉ，２８＃ｉ（ｉ＝１，２，３）は、角速度センシング素子２０＃ｉ，加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）からのアナログ信号、例えば、電圧の全範囲０〜５Ｖを要求される高分解能のデジタル信号に変換するために、０°／ｓｅｃ，０ｍ／ｓｅｃ2に対応する２．５Ｖ（零点）にデジタル値（初期値）を割り当て、電圧とデジタル値との関係がリニアな関係となるように所定ビット長のデジタル信号に変換する。
【００２５】
角速度センシング素子２０＃１について、例えば、−２５５°／ｓｅｃ〜＋２５５°／ｓｅｃに対応する第１のレンジ域Ｖ２のアナログ信号については、１°／ｓｅｃの高分解能が要求される。また、−２０００°／ｓｅｃ〜−２５５°／ｓｅｃ及び＋２５５°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃに対応する第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３のアナログ信号については、１０°／ｓｅｃの低分解能が要求される場合は、全レンジ域−２０００°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃについて、高分解能の１°／ｓｅｃの分解能でデジタル信号に変換する。即ち、１２ビットのデジタル信号に変換する。
【００２６】
例えば、−２０４７°／ｓｅｃを００００ｈ、０°／ｓｅｃを０７ＦＦｈ（初期値）、＋２０４７°／ｓｅｃを０ＦＦＥｈとし、−２０４７°／ｓｅｃ〜＋２０４７°／ｓｅｃの角速度に対して、リニアに変化するようにデジタル値を割り当てる。
【００２７】
尚、角速度センシング素子２０＃ｉの検出レンジ−２０００°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃよりもデジタル信号の対応する範囲が広いのは、１２ビットのデジタル信号で表現できる角速度の範囲に対応したからである。また、以下の説明において−２０００°／ｓｅｃ〜−２５５°／ｓｅｃ、−２５５°／ｓｅｃ〜＋２５５°／ｓｅｃ、＋２５５°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃに対応する電圧域及びデジタル信号の範囲を第２のレンジ域Ｖ１、第１のレンジ域Ｖ２、第２のレンジ域Ｖ３と称することもある。
【００２８】
演算部１４は、マイクロコンピュータ（マイコン）を有する。マイコンは、図示しない、ＣＰＵ、メインメモリ、シリアルライン１１＃ｉ，１２＃ｉ（ｉ＝１〜３）に接続されるシリアルインタフェース部を有する。シリアルライン１１＃ｉ（ｉ＝１，２，３），１２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）に接続されるシリアルインタフェース部は、クロックに基づいて、信号処理素子２６＃ｉ（ｉ＝１，２，３），２８＃ｉ（ｉ＝１，２，３）より送出されたデジタル信号を受信して、メインメモリの該当領域に格納する。
【００２９】
ＣＰＵは、以下の機能を有する。
【００３０】
（１）メインメモリの該当領域に格納されたヨーレート、ピッチレート、ロールレート、上下加速度、左右加速度及び前後加速度のデジタル信号に対して、後述するように、高分解能及び低分解能のデジタル信号が要求されるヨーレート等については、信号処理素子２６＃１から出力されたデジタル信号が第１のレンジ域Ｖ２に属するとき、高分解能のデジタル信号に変換し、第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３に属するとき、低分解能の第２のデジタル信号に変換する。
【００３１】
（２）慣性センサユニット２が静止、即ち、車両が静止している状態での角速度センシング素子２０＃１，２０＃２，２０＃３の出力値（中点データ）を元に、車両のそれ以外の状態（通常状態）での各角速度センシング素子２＃１，２０＃２，２０＃３の出力値に対し、静止時の各レートセンサの出力値が中点（２．５Ｖに対応するデジタル値）となるように補正（中点補正）を行い、車両が直進（非旋回）状態かつ一定速（非加減速）状態が比較的長時間継続している安定状態での加速度センサ２２＃１，２２＃２，２２＃３の出力値（中点データ）を元に、車両のそれ以外の状態（通常状態）での各加速度センサ２２＃１，２２＃２，２２＃３の出力値が中点となるように同様の中点補正を行う。
【００３２】
（３）ピッチレート、ロールレート、上下加速度、左右加速度及び前後加速度に基づいて、角速度センシング素子２０＃ｉ（ｉ＝１，２，３），加速度センシング素子２２＃ｉ（ｉ＝１，２，３）の故障判断を行う。
【００３３】
（４）ヨーレート等の第２のデジタル信号及び上記故障判断結果をパケットに収容し、通信素子１６を通して、図示しない、ＣＡＮ６に接続された、横滑り制御システム、アダプティブクルーズ制御システム、ナビゲーションシステムや表示システム等のコントロールユニット４に送信する。
【００３４】
通信素子１６は、マイコン１４のシリアルラインに接続され、マイコン１４とＣＡＮ４間の双方向通信のためのインタフェースを司る。
【００３５】
マイコン１４に搭載されたプログラムが実行することにより図２中の変換部５０がデジタル信号に変換する。図４，５はデジタル信号の変換を示す図である。図６はデジタル信号変換のフローチャートである。
【００３６】
図４に示すように、角速度センシング素子２０＃１の出力電圧について、第１のレンジ域Ｖ２については、高分解能、例えば、１°／ｓｅｃの分解能が要求され、第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３については、低分解能、例えば、１０°／ｓｅｃの分解能が要求される。第１のレンジ域Ｖ２は−２５５°／ｓｅｃ〜＋２５５°／ｓｅｃに対応し、第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３は−２０００°／ｓｅｃ〜−２５５°／ｓｅｃに対応し、＋２５５°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃに対応する。要求される分解能から必要とされる最小ビット長が算出される。図４中の傾きが分解能に対応する。
【００３７】
本例では、図５に示すように、上記分解能の要求を満たす最小ビット数は１０ビットとなる。０°／ｓｅｃに１０ビットで表現される値の中間値（０１ＦＦｈ）が初期値として割り当てられる。第１のレンジ域Ｖ２について、−２５５°／ｓｅｃに０１００ｈが割り当てられ、＋２５５°／ｓｅｃに２ＦＥｈが割り当てられる。そして、１°／ｓｅｃ増減するごとに、デジタル値が１増減される。これにより、−２５５°／ｓｅｃ〜＋２５５°／ｓｅｃでは、１ビット当たり１°／ｓｅｃ、即ち、分解能が１となる。
【００３８】
第２のレンジ域Ｖ１について、−２８０５°／ｓｅｃに０００ｈが割り当てられ、−２５５°／ｓｅｃに００ＦＦｈが割り当てられ、第２のレンジ域Ｖ３について、＋２５５°／ｓｅｃに２ＦＦｈが割り当てられ、＋２８０５°／ｓｅｃに３ＦＦｈが割り当てられる。そして、１０°／ｓｅｃ増減するごとに、デジタル値が１増減される。これにより、第１のレンジＶ１，Ｖ３では、１ビット当たり１０°／ｓｅｃ、即ち、分解能が１０となる。
【００３９】
尚、−２８０５°／ｓｅｃ〜−２０００°／ｓｅｃ及び＋２０００°／ｓｅｃ〜＋２８０５°／ｓｅｃの範囲については、角速度センシング素子２０＃１の検出範囲−２０００°／ｓｅｃ〜＋２０００°／ｓｅｃの範囲を超えているが、１０ビットで表現可能な角速度に対応させて記載している。
【００４０】
以下、図６を参照して、変換部５０の処理を説明する。ステップＳ１０で信号処理素子２６＃１により変換された１２ビットのデジタル値αを読み出す。ステップＳ１２でデジタル値αが第１のレンジ域Ｖ２に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１４に進む。否定判定ならば、ステップＳ１６に進む。
【００４１】
ステップＳ１４で１０ビットのデジタル値βに（α−０７ＦＦｈ）＋００ＦＦｈを代入する。ステップＳ１６でデジタル値αが第２のレンジ域Ｖ１に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ１８に進む。否定判定ならば、ステップＳ２０に進む。ステップＳ１８でデジタル値βに（α−０７ＦＦ）／１０＋００ＦＦｈを代入する。ステップＳ２０でデジタル値βに（α−０７ＦＦ）／１０＋０２ＦＦｈを代入する。
【００４２】
以降、（２），（３），（４）が１０ビットのデジタル値βに基づいて処理がされることから、マイコン１４が処理するデジタル信号のビット長が１０ビットと短くなる。また、１０ビットのデジタル信号が通信素子１６よりＣＡＮ６に送信されることから、ヨーレートセンサ等のデジタル信号の通信に必要となる容量を低減できる。
【００４３】
コントロールユニット４は、それぞれＣＰＵを備えた複数のシステムから構成される。例えば、横滑り制御を行うコントロールユニット４は、車両のオーバステア状態、アンダーステア状態等の挙動を、操舵角や車速から定まる目標値と、ＣＡＮ６より受信したヨーレートのデジタル信号を後述するようにデジタル信号（制御値）に変換し、変換されたヨーレート、横加速度等の検出値との比較により判定し、その判定結果に基づいてオーバステアやアンダーステアを打ち消し、検出値が目標値に近づくように、旋回外側の車輪にブレーキをかけたり、旋回内側の車輪にブレーキをかけたりする制御を行う。
【００４４】
アダプティブクルーズ制御を行うコントロールユニット４は、ＣＡＮ６より受信したヨーレートのデジタル信号を後述するようにデジタル信号（制御値）に変換し、変換されたヨーレート等から、オートクルーズの一定車速制御に加えて、車間距離が安全車間距離以下になると、シフトダウンや自動ブレーキ制御を行う。表示システムはナビゲーションシステムからの情報等を液晶表示装置上に表示する。
【００４５】
図７は図１中のコントロールユニット４の機能ブロック図である。コントロールユニット４は通信素子６０及び演算部６２を有する。通信素子６０は、演算部６２とシリアルラインに接続され、演算部１４と演算部６２間のＣＡＮ６を通して双方向通信を行う。演算部６２は、マイクロコンピュータ（マイコン）を有する。マイコンは、図示しない、ＣＰＵ、メインメモリ、通信素子６０との間をインタフェースするシリアルインタフェース部等を有する。シリアルインタフェース部は、クロックに基づいて、通信素子６０からのデジタル信号を受信して、メインメモリの該当領域に格納する。
【００４６】
ＣＰＵは、以下の機能を有する。（１）メインメモリの該当領域に格納されたヨーレート等のデジタル信号を後述するように第３のデジタル信号（制御値）に変換する。（２）変換されたヨーレート、ピッチレート等に基づいて、横滑り制御システムでは、オーバステアやアンダーステアを打ち消し、検出値が目標値に近づくように、旋回外側の車輪にブレーキをかけたり、旋回内側の車輪にブレーキをかけたりする制御を行い、アダプティブクルーズ制御では、オートクルーズの一定車速制御に加えて、車間距離が安全車間距離以下になると、シフトダウンや自動ブレーキ制御等を行う。
【００４７】
マイコン６２に搭載されたプログラムの実行により図７中の変換部７０がデジタル信号（制御値）に変換する。図８はデジタル信号の変換を示す図である。図９，１０はデジタル信号変換の一例を示すフローチャートである。変換部７０は、図８に示すように、デジタル信号が示すデジタル値βが分解能の第１のレンジ域Ｖ２及び低分解能のレンジ域Ｖ１，Ｖ３のいずれの分解能であるかを判別し、要求される分解能に従って、デジタル値βをデジタル値γに変換する。
【００４８】
（１）  高分解能が要求される場合
第１のレンジ域Ｖ２について、高分解能が要求されるアダプティブクルーズコントロール等の常用制御系では、要求される第１のレンジ域Ｖ２のデジタル信号については、そのデジタル信号のデジタル値をそのまま第２のデジタル信号のデジタル値とする。第２のレンジ域Ｖ１のデジタル信号については、第１のレンジ域Ｖ２のデジタル信号の最小値とする。第２のレンジ域Ｖ３に属するデジタル信号については、第１のレンジ域Ｖ２のデジタル信号の最大値とする。これにより、第１のレンジ域Ｖ２について、変換後のデジタル信号の分解能は要求される分解能１°／ｓｅｃとなる。
【００４９】
図９中のステップＳ５０でマイコン１４により変換されたデジタル値βを読み出す。ステップＳ１２でデジタル値βが第１のレンジ域Ｖ２に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ５４に進む。否定判定ならば、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５４でデジタル値γにデジタル値βを代入する。
【００５０】
ステップＳ５６でデジタル値βが第２のレンジ域Ｖ１に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ５８に進む。否定判定ならば、ステップＳ６０に進む。ステップＳ５８でデジタル値γに０１００ｈを代入する。ステップＳ６０でデジタル値γに０２ＦＥｈを代入する。
【００５１】
（２）  低分解能広域が要求される場合
全レンジ域が要求される横滑り制御システムでは、変換後の第３のデジタル信号の分解能が全レンジ域について、同一、例えば、低分解能のデジタル信号に変換される。変換後の分解能から、変換後のビット長及び角速度０°／ｓｅｃに対応する変換後のデジタル値（初期値）を決定する。
【００５２】
第１のレンジ域Ｖ２に属する変換前のデジタル値０１００ｈ〜０２ＦＦｈ及び第２のレンジ域Ｖ１，Ｖ３に属する変換前のデジタル値００００ｈ〜００ＦＦｈ、０２ＦＦｈ〜０３ＦＥｈの分解能から、変換後の分解能に従って、全域について、角速度に対してリニアに変化するようにデジタル信号に変換する。
【００５３】
例えば、変換後の分解能を１０、変換後の初期値を０１ＦＦｈとすると、０°／ｓｅｃから１０°／ｓｅｃが増減される毎に、初期値０１ＦＦｈから１増減する。即ち、第１のレンジ域Ｖ２に対応するデジタル値０１００ｈ〜０１２ＦＥｈについては、分解能が１であることから、変換前の１０個のデジタル値毎に、変換後のデジタル値が１増減される。
【００５４】
第２のレンジ域Ｖ２，Ｖ３に対応するデジタル値００００ｈ〜００ＦＦｈ、０２ＦＦｈ〜０３ＦＥｈについては、００ＦＦｈ＝−２５５°／ｓｅｃに第１のレンジ域Ｖ２の最小値０１００ｈが割り当てられ、０２ＦＦｈ＝２５５°／ｓｅｃに第１のレンジ域Ｖ１のデジタル値の最大値０２ＦＥｈが割り当てられ、変換前の１個のデジタル値毎に、変換後のデジタル値が１増減される。
【００５５】
図１０中のステップＳ８０でマイコン１４により変換されたデジタル値βを読み出す。ステップＳ８２でデジタル値βが第１のレンジ域Ｖ２に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ８４に進む。否定判定ならば、ステップＳ８６に進む。ステップＳ８４でデジタル値γに（β−０１ＦＦｈ）／１０＋０１ＦＦｈを代入する。ステップＳ８６でデジタル値βが第２のレンジ域Ｖ１に属するか否かを判定する。肯定判定ならば、ステップＳ８８に進む。否定判定ならば、ステップＳ９０に進む。
【００５６】
ステップＳ８８でデジタル値γに（β−００ＦＦｈ）＋０１００ｈを代入する。ステップＳ９０でデジタル値γに（β−０２Ｆｆｈ）＋０２ＦＥｈを代入する。これにより、全域Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３について、変換後のデジタル信号の分解能は要求される分解能１０°／ｓｅｃとなる。
【００５７】
本実施形態では、高分解能及び低分解能広域のデジタル信号への変換をマイコン１４によりソフトウェアにより変換したが、信号処理素子によりハードウェアにより変換しても良い。尚、ソフトウェアによりデジタル信号に変換することにより、容易に実現することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、制御上重要なレンジを高分解能に、そうでないレンジは低分解能に設定し通信を行うので、必要なビット長を短くすることができ、通信データ量が低減し、ＣＡＮ６の負荷を軽減できる。また、長ビットのデータを扱う必要がなくなり、慣性センサユニットのマイコンのコストダウンや小型化を実現できる。
【００５９】
また、コントロールユニットも要求される分解能のデジタルデータに変換するので、ビット長を短くすることができ、コントロールユニットのマイコンのコストダウン及び小型化を実現できる。更に、本発明は、慣性センサユニットとコントロールユニット間の通信に限らず、分解能をレンジ毎に設定して、デジタル信号に変換して通信を行うユニットに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態による送受信ユニットの構成図である。
【図２】図１中の慣性センサユニットの一例を示す図である。
【図３】角速度と角速度センシング素子出力電圧との関係を示す図である。
【図４】慣性センサユニットでのデジタル変換を示す図である。
【図５】慣性センサユニットでのデジタル変換を示す図である。
【図６】慣性センサユニットでのデジタル変換を示すフローチャートである。
【図７】図１中のコントロールユニットの一例を示す図である。
【図８】コントロールユニットでのデジタル変換を示す図である。
【図９】コントロールユニットでのデジタル変換を示すフローチャートである。
【図１０】コントロールユニットでのデジタル変換を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
２  慣性センサユニット
４  コントロールユニット
６  ＣＡＮ
１０  慣性センサ
２０＃１，２０＃２，２０＃３  角速度センシング素子
２６＃１，２６＃２，２６＃３  信号処理素子
２８＃１，２８＃２，２８＃３  信号処理素子
１４  演算部
１６  通信素子
５０  変換部
６０  通信素子
６２  演算部
７０  変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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