JP2010519545A - センサのミスアラインメント検知および測定システム - Google Patents

Abstract

ミスアラインメント検知センサアセンブリを提供し、これは、第１の軸に沿う検知方向を有する前方監視センサと、第１の軸と所定の関係にある第２の軸に沿う加速度を検知する慣性センサとを備えている。ミスアラインメント検知システムは、ミスアラインメント検知センサアセンブリと、信号処理システムとを用いて、第１の軸とセンサアセンブリの前方動作方向との間のミスアラインメント角度を計算する。前方監視センサアセンブリの角度ミスアラインメントを検知する方法についても開示し、本方法では、前方監視センサアセンブリの検知の軸と所定の関係を有する軸に沿う加速度を測定し、測定した加速度を所定の閾値と比較する。

Description

参考関連出願

本願は、２００７年２月２１に出願された「ミスアラインメント検知および計算システム」と題するシリアル番号が１１／７０８，８７３である米国特許出願の利益を主張し、その明細書の全体をここで援用する。

背景

１．発明の技術分野
本発明は、全体的には、自動車のセンサシステムに関する。本発明は、より詳細には、方向センサのミスアラインメントを測定するセンサを有する自動車車載センサシステムに関する。

２．関連技術の説明
近年、自動車の設計において、車載センサシステムはますます重要になっている。自動車はしばしばセンサシステムを有し、それは近辺を走行中の他の車両の位置および距離を計測するのに使われたり、ドライバに警告したり、自動的に特定の安全で動的な安定システムを作動させたりする。センサシステムは車両安全システムや車両反応システムを始動させるように構成してよく、例えばあらかじめ決められた状況にて自動的にブレーキをかけるシステムや、エンジントルクを減少させるシステムとしてよい。かかるセンサシステムはフィードバック制御システムへ信号を送信するために使用してもよい。例えば、前方感知レーダーセンサを、自動車の前方を移動する他の自動車との距離に基づいて、自動車の速度を制御するフィードバック制御システムの一部としてもよい。

他のタイプの前方監視センサは、光や音の信号を使用したり、アクティブ（電磁の放出を含む）およびパッシブ（検知のみ）のいずれかの電磁放射の他の形式を使用したりしてもよい。本明細書の目的を達するために、「前方監視センサ」とは、センサの外部の状況を検出するために特定の方向への指向性を有するあらゆるセンサを指す。「前方」とは、センサ自体に関していて、必ずしも自動車の移動方向での前方ではない。

これらのタイプの自動車の前方監視センサシステムは、測定しようとしている自動車の周辺環境を正しく検知するために、自動車の幾何学的座標軸に関して非常に正確にアラインメントがなされなければならない。例えば、センサセンブリの照準は、自動車の進行方向に応じてアラインメントされる必要がある。仮に、そのようなセンサセンブリが正しくアラインメントされない場合、かかるセンサアセンブリからの正しい読取りを得るためにはミスアラインメントを補償しなければならない。ミスアラインメントにより、所望の周辺環境を測定しようとした際に誤測定が発生しうる。そのような誤測定は、顧客に不満を抱かせ、あるいは／さらに、システムのパフォーマンスについての懸念を抱かせることになりかねないので、望ましいことではない。

自動車におけるセンサのミスアラインメントの検知には、様々な方法が試されてきた。例えば、公知のレーダーシステムのアラインメント方法としては、道路の側面方向の固定物を検知するための第２のレーダーシステムを利用する方法がある。物体が進行方向と直交する方向に近づいたり離れたりするのを第２のレーダーが検知すれば、第１のセンサアセンブリにミスアラインメントが生じていることは明白である。この方法は、システムの複雑さとコストの点で望ましいものではない。

レーダーシステムをアラインメントする他の公知の方法としては、光軸を光円錐でアラインメントする方法がある。この方法を実装するのは時間がかかり、コストもかかる点で望ましいものではない。

以上から、前方監視センサがミスアラインメントを起こしているか否かを効率的に測定可能なシステムの必要性が存在することは明白である。

上記の必要性を満たし、先行技術における列挙された欠点とその他の限界を克服するため、本発明はミスアラインメント検知センサアセンブリを提供する。ミスアラインメント検知センサアセンブリは、第１の軸に沿った設計上の検知方向を有する前方監視センサと、第１の軸と所定の関係を有する第２の軸に沿う加速度を検知するよう構成された慣性センサとを含む。

さらに本発明の他の側面においては、ミスアラインメント検知システムを提供する。本システムは、第１の軸に沿った設計上の検知方向を有する前方監視センサと、第１の軸と所定の関係にある第２の軸に沿う加速度を検知するよう構成された慣性センサと、を有するセンサアセンブリを含む。このミスアラインメント検知システムは、慣性センサから加速度信号を受信し、第１の軸と、移動方向に平行な前方軸との間のミスアラインメント角度を計算する信号処理システムも含む。

さらに本発明の他の側面においては、前方監視センサアセンブリの角度ミスアラインメントを検知する方法を提供する。本方法は、第１の軸方向に沿う加速度を測定し、加速度信号を出力することを含み、第１の軸は第２の軸とあらかじめ決められた関係を有し、第２の軸は前方監視センサの設計上の検知方向に沿って延びている。本方法はさらに、第２の軸が前方監視センサアセンブリの前方動作方向に沿って延びた前方軸と実質的に平行であるか否かを測定する。この測定は、加速度信号の値を測定し、その値と所定の閾値とを比較することによりなされる。

本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が、本明細書の一部を成している添付図面と特許請求の範囲を参照し本明細書の説明を読めば、本発明におけるその他の物、特徴、優位性はおのずと明らかである。

本発明によるミスアラインメント検知センサアセンブリをフロント部に有する自動車の斜視図である。 図１における本発明の一実施形態にかかるミスアラインメント検知センサアセンブリの拡大斜視図である。 図２のミスアラインメント検知センサアセンブリがミスアラインメントした位置にある様子を示す斜視図である。 本発明の原理を実現するミスアラインメント検知センサアセンブリの第２の実施形態にかかる斜視図である。 本発明の原理を実現するミスアラインメント検知センサアセンブリの第３の実施形態にかかる斜視図である。 図４のミスアラインメント検知センサアセンブリにおける慣性センサの平面図である。 図５は本発明の原理を実現するミスアラインメント検知センサアセンブリの第４の実施形態にかかる斜視図である。 本発明の原理を実現するシステムの第１の実施形態にかかるブロックダイアグラムである。 本発明のシステムの第２の実施形態にかかるブロックダイアグラムである。 本発明の方法の一実施形態にかかるアルゴリズムについてのフローチャートである。

発明の詳細な説明

図１に示すように、自動車１０は、前方監視センサパッケージ１４を含むミスアラインメント検知センサアセンブリ１２を有する。センサパッケージ１４は筐体を含み、自動車１０の前方の物体や前方を取り巻く状況の検知をするために自動車１０のフロント部に取り付けられている。自動車１０は重心（ＣＧ）を通る前方軸Ｘ_ＣＧを有し、自動車１０は、Ｘ_ＣＧに沿って前方向に移動している。すなわち、前方軸Ｘ_ＣＧは前方推進方向に沿って延びている。

図２に示すように、ミスアラインメントセンサアセンブリは全体として符号１２で図示する。前方監視センサパッケージ１４は軸Ｘ_ＲＡＤに沿った設計上の検知方向を有し、この方向は前方監視センサパッケージ１４が慣性を検知するよう設計された方向である。その他の軸Ｙ_ＲＡＤ、Ｚ_ＲＡＤも示されていて、これらは軸Ｘ_ＲＡＤに直交している。軸Ｙ_ＲＡＤは、前方検知方向Ｘ_ＲＡＤと水平方向に直交していて、Ｚ_ＲＡＤはＸ_ＲＡＤと鉛直方向に直交している。使用目的によっては、前方監視センサパッケージ１４の検知方向である軸Ｘ_ＲＡＤは前方軸Ｘ_ＣＧと平行であることが好ましい。設計上の検知方向である軸Ｘ_ＲＡＤが前方軸Ｘ_ＣＧとアラインメントされる場合、前方監視センサパッケージ１４は、周辺の状況や物体を正確に検知するのに最良の位置にある。

しかしながら、図２Ａに示すとおり、軸Ｘ_ＲＡＤが軸Ｘ_ＣＧからミスアラインメントを起こす場合があり得る。例えば、センサパッケージ１４が当初からミスアラインメントする位置に設置された場合や、センサパッケージ１４が衝突の際に物体にぶつかって、アラインメントされた位置から動いてしまった場合に、このようなことが起こり得る。図２Ａを参照すると、軸Ｘ_ＲＡＤは軸Ｘ_ＣＧから水平方向において角度θだけミスアラインメントしている。換言すれば、センサアセンブリ１２が自動車の垂直軸Ｚ_ＣＧを中心として回転した結果、センサアセンブリが水平方向において角度θだけミスアラインメントしている。

図２および図２Ａを参照すると、慣性センサ１６はセンサパッケージ１４の筐体に固定されていて、例えば、センサパッケージ１４の筐体の上面１８に固定されている。したがって、慣性センサ１６の検知方向の軸Ｙ_ＳＥＮと前方監視センサパッケージ１４の設計上の検知方向である軸Ｘ_ＲＡＤとは所定の関係にある。前方監視センサパッケージ１４と慣性センサ１６の両方がミスアラインメントを起こす可能性もあるが、そのようなミスアラインメントについては製造の過程、例えば組立て後の工場内検査において修正可能である。

慣性センサ１６は、検知方向の軸Ｙ_ＳＥＮに沿う加速度を検知するよう動作可能である。慣性センサ１６は、例えば、１つ以上の加速度計を使用して加速度を検知してよい。本実施形態において、慣性センサ１６はセンサパッケージ１４に固定して取り付けられ、検知軸Ｙ_ＳＥＮが軸Ｙ_ＲＡＤと平行になるよう延びている。あるいは、検知軸Ｙ_ＳＥＮを軸Ｙ_ＲＡＤとは位置合わせせずに、他の軸に沿って延びるようにしてもよく、その場合軸Ｙ_ＲＡＤの方向に沿う加速度と数学的に等価なものを計算可能である。

ミスアラインメントを検知するため、慣性センサ１６は軸Ｙ_ＲＡＤ方向に沿う加速度を測定する。仮にミスアラインメントセンサアセンブリ１２が直進方向Ｘ_ＣＧと完全にアラインメントされていれば、自動車１０が前方に直進した場合、軸Ｙ_ＲＡＤ方向の加速度の成分は他の外的要因がなければゼロになる。仮にセンサアセンブリ１２が自動車の垂直軸Ｚ_ＣＧを中心として回転し、水平方向にミスアラインメントが起きていて、軸Ｙ_ＲＡＤが前方軸Ｘ_ＣＧと直交していない場合には、軸Ｙ_ＲＡＤ方向の加速度の成分が検出されることとなる。このように、仮に軸Ｙ_ＲＡＤに沿った加速度がゼロから変化する場合には、センサアセンブリ１２がミスアラインメントを起こしている可能性がある。

検知方向軸Ｘ_ＲＡＤと自動車の前方軸Ｘ_ＣＧとの間のミスアラインメントの角度θは、自動車の加速度とＹ_ＲＡＤ方向への加速度の成分とを比較することにより計算可能である。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、自動車１０が、前方へまっすぐに加速するとき、ミスアラインメント角度θが大きくなればなるほど、他の要因に変化がない限り、軸Ｙ_ＳＥＮ方向への加速度が大きくなることが理解される。

同様に、センサアセンブリ１２が自動車１０の前方軸Ｘ_ＣＧを中心に回転すると、ミスアラインメントが生じ得る。換言すれば、センサアセンブリ１２は自動車１０のロール軸を中心に回転することがあり、その結果、センサアセンブリ１２の垂直方向にミスアラインメントが起こり得る。この構成において、センサアセンブリ１２は自動車１０の垂直方向への加速度、例えば、そのサスペンションシステムにより発生する垂直方向への自動車の加速度を測定することにより、ミスアラインメントを検知可能である。センサアセンブリ１２が完全にアラインメントされていれば、外的要因がない限り、自動車１０が平面上を垂直方向へと加速すると、軸Ｙ_ＳＥＮは加速度ゼロを検知する。しかし、仮にセンサアセンブリ１２が自動車１０のロール軸Ｘ_ＣＧを中心に回転し、垂直方向においてミスアラインメントを起こしている場合には、自動車１０が垂直方向に加速すると、軸Ｙ_ＳＥＮは垂直方向への加速度の成分を検知することとなる。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば理解するように、ミスアラインメントを検知するためには、垂直方向への加速度の測定値の大きさは、あらゆるノイズ信号の大きさを上回るのが好ましい。

図３に示すように、本発明のミスアラインメントセンサアセンブリの第２の実施形態は全体として１１２で図示する。慣性センサ１１６は、前方監視センサパッケージ１１４に固定して取り付けられ、センサパッケージ１１４の上面１１８に固定されている。慣性センサ１１６は２つの検知方向Ｘ_ＳＥＮ、Ｙ_ＳＥＮを有し、これらは互いに直交している。軸Ｘ_ＳＥＮは前方監視センサパッケージ１１４の設計上の検知方向Ｘ_ＲＡＤと平行であり、軸Ｙ_ＳＥＮは検知方向Ｙ_ＲＡＤと平行に延びている。検知方向Ｘ_ＲＡＤと前方軸Ｘ_ＣＧとの間のミスアラインメント角度θは、自動車１０が直進方向へ加速する間、Ｘ_ＲＡＤ方向への加速度とＹ_ＲＡＤ方向への加速度とをそれぞれ測定することにより、すなわち軸Ｘ_ＳＥＮおよび軸Ｙ_ＳＥＮのための測定を行うことにより、計算可能である。あるいは、ＡＢＳやＥＳＰといった自動車の他のシステムから得た自動車の加速度の測定値を使用して、Ｘ_ＳＥＮの加速度の測定を近似してもよい。たとえ前方監視センサパッケージ１１４がミスアラインメントを起こしているとしても、軸Ｙ_ＳＥＮはミスアラインメントを示す計測値を提供するのに十分な感度を備えているので、軸Ｘ_ＳＥＮ方向の加速度を近似してもミスアラインメント検知の計算を実質的には変動させることはない。加速度の測定はさらに下記において詳細に説明するように、様々な方法で可能である。

図４に示すように、本発明のミスアラインメント検知センサアセンブリの第３の実施形態は全体として２１２で図示する。前述の実施形態のように、慣性センサ２１６は前方監視センサパッケージ２１４の上面２１８に固定して取り付けられる。慣性センサ２１６は２つの検知軸Ｘ_ＳＥＮ１、Ｘ_ＳＥＮ２に沿った２つの検知方向を有し、軸Ｘ_ＳＥＮ１、Ｘ_ＳＥＮ２は互いに直交している。図４Ａを参照すると、軸Ｘ_ＳＥＮ１は前方監視センサパッケージ２１４の検知方向軸Ｘ_ＲＡＤから４５度の方向に延びている。また、軸Ｘ_ＳＥＮ２も検知方向軸Ｘ_ＲＡＤから４５度の方向に延びている。したがって、軸Ｘ_ＲＡＤは軸Ｘ_ＳＥＮ１と軸Ｘ_ＳＥＮ２の間に位置する。慣性センサ２１６は軸Ｘ_ＳＥＮ１、Ｘ_ＳＥＮ２ｔにそれぞれ沿った加速度ａ_{ＸＳＥＮ１}、ａ_{ＸＳＥＮ２}を測定し、その値は、次の式を用いることにより軸Ｘ_ＲＡＤ、Ｙ_ＲＡＤ方向の加速度へと変換できる。

算定された加速度の成分ａ_ＸＲＡＤ、ａ_ＹＲＡＤを処理することによって、設計上の検知方向Ｘ_ＲＡＤが前方軸Ｘ_ＣＧからミスアラインメントしているか否かを測定可能である。

あるいは、測定値ａ_{ＸＳＥＮ１}、ａ_{ＸＳＥＮ２}を検知方向Ｘ_ＲＡＤ、Ｙ_ＲＡＤに沿う加速度に変換する代わりに、測定値ａ_{ＸＳＥＮ１}、ａＸ_ＳＥＮ２を互いに単純に比較してもよい。本発明の技術分野に属する技術者であれば理解できるように、自動車１０が真っ直ぐに直進して加速したときの軸Ｘ_ＳＥＮ１方向への加速度（ａ_{ＸＳＥＮ１}）と軸Ｘ_ＳＥＮ２方向への加速度（ａ_{ＸＳＥＮ２}）との間に何らかの実質的な違いがあるなら、センサはミスアラインメントを起こしていることとなる。換言すれば、仮に軸Ｘ_ＲＡＤの両側へ等しい角度で軸Ｘ_ＲＡＤから分離された進路方向への加速度が測定された場合、軸Ｘ_ＲＡＤが軸Ｘ_ＣＧとアラインメントされていれば、軸Ｘ_ＲＡＤ方向への等しい加速度成分が測定されるはずである。同様に、仮に軸Ｘ_ＲＡＤが軸Ｘ_ＣＧからのミスアラインメントを生じている場合には、軸Ｘ_ＳＥＮ１と軸Ｘ_ＳＥＮ２のいずれかが前方軸Ｘ_ＣＧにより近い角度にアラインメントされ、軸Ｘ_ＳＥＮ１と軸Ｘ_ＳＥＮ２のうち軸Ｘ_ＣＧにより近い軸において、より大きな加速度が測定されるので、軸Ｘ_ＳＥＮ１方向への加速度と軸Ｘ_ＳＥＮ２方向への加速度は、等しくならなくなる。

軸Ｘ_ＳＥＮ１、軸Ｘ_ＳＥＮ２の方向は、軸Ｘ_ＲＡＤ、軸Ｙ_ＲＡＤの方向から４５度の配置にする必要はない。これに代えて、軸Ｘ_ＳＥＮ１、軸Ｘ_ＳＥＮ２の方向を、軸Ｘ_ＲＡＤ、軸Ｙ_ＲＡＤの方向と所定の角度をなす関係にしてもよく、軸Ｘ_ＲＡＤ方向、軸Ｙ_ＲＡＤ方向の加速度成分は、所定の角度をなす関係への使用に対応した定数を代入し、上記の式と同様のものを使って計算可能である。

図５に示すように、本発明のミスアラインメント検知アセンブリの第４の実施形態は、全体として３１２で図示する。慣性センサ３１６は前方監視センサパッケージ３１４の前面３２０に固定され、取り付けられる。慣性センサ１１６は２つの検知軸Ｙ_ＳＥＮ、Ｚ_ＳＥＮを有し、それらは互いに直交している。軸Ｙ_ＳＥＮは前方監視センサパッケージ１１４の軸Ｙ_ＲＡＤ方向と平行に固定され、軸Ｚ_ＳＥＮは軸Ｚ_ＲＡＤ方向と平行に延びている。

図５の構成によれば、１つの２軸慣性センサ３１６を使うだけで水平方向と垂直方向の両方へのミスアラインメント角度の計算が可能である。軸Ｘ_ＲＡＤ方向と軸Ｘ_ＣＧ方向とのミスアラインメント角度θは、図２の実施形態について説明したように、軸Ｙ_ＲＡＤ方向に沿う加速度の測定を処理することにより計算可能である。

方向Ｚ_ＲＡＤについてのミスアラインメント角度も同様の方法により計算される。方向Ｚ_ＲＡＤは、自動車１０が平面上に駐車ないし平面上を走行しているときの自動車１０の重心における重力方向である軸Ｚ_ＣＧとアラインメントされることが望ましい。自動車１０が真っ直ぐに前方へ加速しているとき、軸Ｚ_ＳＥＮが軸Ｚ_ＲＡＤとアラインメントされ、アラインメントされた状態で軸Ｚ_ＳＥＮが軸Ｚ_ＣＧと平行であれば、方向Ｚ_ＳＥＮに沿う加速度の測定は、他の外的要因がなければ、ゼロとなるはずである。

しかし、センサアセンブリ３１２が軸Ｘ_ＣＧに直交する軸、つまり軸Ｙ_ＣＧを中心として回転し、センサアセンブリ３１２にミスアラインメントが生じている場合、センサパッケージ３１４の前面３２０は空へ向かって上方に傾いていることとなる。換言すれば、センサアセンブリ３１２は自動車のピッチ軸に沿って回転し、垂直方向のミスアラインメントを起こし得る。慣性センサ３１６は、自動車１０が平面に沿って真っ直ぐに前方へと加速したときに軸Ｚ_ＳＥＮに沿う加速度の成分がゼロにならないため、かかる垂直方向のミスアラインメントを検知するよう動作可能である。

検知方向Ｚ_ＲＡＤと軸Ｚ_ＣＧとの間のミスアラインメントの角度は、方向Ｚ_ＲＡＤに沿う加速度の成分と自動車の加速度とを比較することにより測定可能である。この関係は自動車１０が平面を加速している場合を前提としていることに注意しなければならない。自動車１０が丘を加速したり減速したりしている場合には、たとえ正確にアラインメントがなされていても、軸Ｚ_ＳＥＮは加速度成分を検知する。これは、本発明の属する技術分野における技術者であれば理解できるように、自動車１０の垂直軸が重力方向と合致していないからである。

図６に示すように、ミスアラインメント検知システムを提供する。ミスアラインメント検知システムは、ミスアラインメント検知センサアセンブリ１２と信号処理システム２２とを含む。センサアセンブリ１２は、図２および図２Ａを参照して説明したように、第１の軸方向に沿った検知方向を有するように設計された前方監視センサパッケージ１４と、第２の軸に沿う加速度を検知する構成の慣性センサ１６とを含み、第２の軸は第１の軸と所定の関係を有する。

信号処理システム２２は慣性センサ１６より加速度信号を受信するよう構成され、第１の軸と、センサアセンブリ１２の前方軸Ｘ_ＣＧに平行な前方軸との間の計算されたミスアラインメント角度θを算出する。信号処理システム２２はそれ単体で決まった形状を有する必要はなく、信号を発生する物体として、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により想定しうるあらゆる手段としてよい。

同様に、図７に示すように、ミスアラインメント角度θを計算するため、信号処理システム１２２とともに、図３〜図５を参照して説明した実施形態におけるセンサアセンブリ１１２、２１２、３１２を使用してもよい。この実施形態において、信号処理システム１２２は２つの入力値（ａｆ１，ａｆ２）を２軸慣性センサ１１６から受信する。慣性センサ１１６は、第１の加速度信号ａｆ１を出力するための第１の加速度度計と第２の加速度信号ａｆ２を出力するための第２の加速度計とを含んでよい。あるいは、複数の慣性センサ１１６を使用して加速度を測定し、値ａｆ１、ａｆ２を信号処理システム１２２に入力してもよい。

信号処理システム１１２においては、ミスアラインメント角度θを計算するために様々な方法が使用することができる。例えば、ミスアラインメント角度θを計算するための統計的な方法として、最小平均２乗誤差推定量（ＭＭＳＥＥ）がある。次の式は、ＭＭＳＥＥを使用してθを得るための式である。

θはミスアラインメント角度であり、ａ_ＸＲＡＤはＸ_ＲＡＤ方向に測定された加速度であり、ａ_ＹＲＡＤはＹ_ＲＡＤ方向に測定された加速度である。図８に示すように、加速度ａ_ＸＲＡＤ、ａ_ＹＲＡＤは、信号処理システム１２２へ、それぞれ値ａｆ１、ａｆ２として入力される。

図８は、信号処理システムにおいてミスアラインメント角度θを測定し、ミスアラインメント角度θの角度に基づいて後続の機能を実行するためのアルゴリズムを示している。例えば、信号処理システム１２２は、ミスアラインメント角度θが所定の閾値を超えた場合に警告信号を生成するよう構成可能である。図８で示したアルゴリズムの例では、角度θの絶対値が１度を超えた場合には、自動車１０のドライバに警告信号が送信される。例えば、自動車が衝突に巻き込まれ、センサアセンブリ１１４がアラインメントした位置からずれることは、よく起こり得る。

同様に信号処理システム１２２はミスアラインメント角度θに基づいて、前方監視センサパッケージ１１４の感度の高い測定を補償するように構成可能である。例えば図８において、ミスアラインメント角度θの絶対値が１度より小さいが、それとは別に定めたゼロに近い所定の閾値よりも大きい場合、信号処理システム１２２は、前方監視センサパッケージ１１４における感度の高い測定を補償するよう構成されている。

さらに、前方監視センサアセンブリ１１２の角度のミスアラインメントを検知する方法を示す。本方法は第１の軸に沿う加速度の測定を含み、第１の軸は前方監視センサパッケージ１１４の検知軸Ｘ_ＲＡＤと一定の関係を有し、第１の加速度信号ａｆ１の出力を含む。また、本方法は前方監視センサパッケージ１１４の検知軸Ｘ_ＲＡＤが、前方監視センサアセンブリ１１２の前方へと延びる前方軸Ｘ_ＣＧに沿って実質的に平行であるか否かを加速度信号ａｆ１の値に基づき測定し、その際、加速度信号ａｆ１の値を測定してその値を所定の閾値と比較する方法を使用する。

本文で説明するミスアラインメント検知方法は前方軸Ｘ_ＣＧと前方監視センサパッケージ１１４の検知軸Ｘ_ＲＡＤとの間のミスアラインメント角度θの計算を含むことができる。ミスアラインメント角度θは所定の閾値と比較可能である。さらに、所定の閾値との間の違いの大きさに基づいて、ミスアラインメント角度θが補償されたり、警告信号が生成されたりする。

あるいは、本方法は、図８を参照して説明したような、２つの軸に沿う加速度を測定し、その２つの測定値を使用して前方軸Ｘ_ＣＧと前方監視センサパッケージ１１４の検知軸Ｘ_ＲＡＤとの間のミスアラインメント角度θの計算を含むこともできる。ミスアラインメント角度θを計算するためにＭＭＳＥＥを用いてもよいし、ミスアラインメント角度θは例えば最尤推定量、カルマンフィルタ、最小二乗推定量といった他の方法により計算してもよい。

ミスアラインメントを測定するためには、真っ直ぐに前方向へ沿って、本発明のセンサアセンブリ１２、１１２、２１２、３１２を、慣性センサ１６、１１６、２１６、３１６を用いて加速度を測定するときに加速するのが好ましい。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が理解するように、非直線方向への物体の加速度は、前方軸の加速度の成分と、カーブの中心へと向かう軸の加速度の成分、すなわち求心加速度成分とを有する。したがって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、自動車１０が直線の道路を移動しているか、曲がっている道を移動しているかを測定できる方が好ましいことが理解される。

本発明の要旨の範囲内にて、自動車１０が直線移動をしているか否かを測定するのに様々な方法を用いてよい。例えば、操舵角（ＳＷＡ）は、動的移動体制御システムで測定され、所定の直線における操舵角の閾値と比較することができる。同様に、自動車の速度（ＡＢＳやＥＳＰといったシステムから伝統的な方法により測定される）はヨーレート（動的移動体制御システムにより測定される）に乗じられ、所定の閾値と比較され、これによって、自動車１０が直線移動をしているか否かが測定される。これらの基準を比較して自動車１０が直線走行をしているか否かを測定するよう、アルゴリズムを実装してもよい。

かかる直線走行についての測定は、本発明の一実施形態における信号処理システム２２、１２２で行ってよく、これによってセンサアセンブリ１２、１１２、２１２、３１２のミスアラインメント角度が正確に測定される。

当業者であれば直ちに理解するように、上記の説明は、本発明の原理の実施を例示したものである。以上の説明は本発明の範囲や適用場面を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、次の特許請求の範囲に定義されるように、本発明は修正され、多様な形式で実施され、変更可能である。

Claims (27)

1. 自動車用のミスアラインメント検知センサアセンブリであって、
   筐体および前方監視センサを含む前方監視センサパッケージと、
   前記筐体に固定された慣性センサと、
   を備え、
   前記前方監視センサは第１の軸に沿った検知方向を有し、
   前記慣性センサは第２の軸に沿った加速度を検知し、
   前記第２の軸は第１の軸と非平行の関係に固定されていることを特徴とする自動車用のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
2. 前記第２の軸が前記第１の軸に直交していることを特徴とする請求項１に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
3. 前記慣性センサがさらに第３の軸に沿った加速度を検知し、前記第３の軸は前記第２の軸に直交していることを特徴とする請求項１に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
4. 前記第３の軸が前記第１の軸と平行であることを特徴とする請求項３に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
5. 前記第２の軸が前記第１の軸に直交していて、前記第３の軸が前記第１の軸に直交していることを特徴とする請求項３に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
6. 前記第２の軸が前記第１の軸の方向から実質的に４５度の角度の方向に延びていることを特徴とする請求項３に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
7. 前記前方監視センサおよび前記慣性センサと電気通信を行う信号プロセッサをさらに含み、
   前記信号プロセッサは加速度信号を前記慣性センサより受信するように構成され、
   前記信号はさらに前記第１の軸と前方軸との間のミスアラインメントの角度を計算するように構成され、
   前記前方軸は前記センサアセンブリが動作する方向と平行な方向に延びることを特徴とする請求項１に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
8. 信号処理システムは、前記ミスアラインメントの角度が所定の閾値を超えた場合には警告信号を生成するよう、さらに構成されていることを特徴とする請求項７に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
9. 信号処理システムは、前記ミスアラインメントの角度に基づいて前記前方監視センサの感度の高い測定を補償するよう、さらに構成されていることを特徴とする請求項７に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
10. 前記前方監視センサがレーダーセンサであることを特徴とする請求項１に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
11. 第２の慣性センサをさらに含み、前記第２の慣性センサが第３の軸方向の加速度を検知するよう動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のミスアラインメント検知センサアセンブリ。
12. センサアセンブリと信号処理システムを備え、
    前記センサセンブリは、
    筐体と前方監視センサを含む前方監視センサパッケージと、
    前記筐体に固定された慣性センサとを備え、
    前記前方監視センサパッケージは、第１の軸に沿う検知方向を有し、
    前記慣性センサは、前記第１の軸と非平行の関係にある第２の軸に沿う加速度を検知するように構成されていて、
    前記信号処理システムは、前記慣性センサから加速度信号を受信し、前記第１の軸と前方軸との間のミスアラインメント角度を計算するよう構成されていて、
    前記前方軸は前記センサアセンブリの動く方向と平行であることを特徴とするミスアラインメント検知システム。
13. 前記信号処理システムは、前記ミスアラインメント角度が所定の閾値を超えた場合に警告信号を生成するよう、さらに構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のミスアラインメント検知システム。
14. 前記信号処理システムは、前記ミスアラインメント角度に基づき前記前方監視センサの感度の高い測定を補償するよう、さらに構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のミスアラインメント検知システム。
15. 前記第２の軸が前記第１の軸に直交していることを特徴とする請求項１２記載のミスアラインメント検知システム。
16. 前記慣性センサがさらに第３の軸に沿った加速度を検知するよう構成され、
    前記第３の軸は前記第２の軸に直交していることを特徴とする請求項１２に記載のミスアラインメント検知システム。
17. 前記第３の軸は前記第１の軸と平行であることを特徴とする請求項１６に記載のミスアラインメント検知システム。
18. 前記第２の軸は前記第１の軸に直交していて、前記第３の軸は前記第１の軸に直交していることを特徴とする請求項１６に記載のミスアラインメント検知システム。
19. 前記第２の軸は前記第１の軸方向から実質的に４５度の方向へ延びていることを特徴とする請求項１６に記載のミスアラインメント検知システム。
20. 前記信号処理システムは、前記センサアセンブリが取り付けられた自動車が前方へ直進しているか否かを測定するよう、さらに構成されていることを特徴とする請求項１２記載のミスアラインメント検知システム。
21. 前方監視センサアセンブリの角度のミスアラインメントを検知する方法であって、
    前方監視センサの検知方向に沿って延びている第２の軸と所定の関係にある第１の軸方向への加速度を測定して第１の加速度信号を出力し、
    前記前方監視センサアセンブリの動作方向に沿って延びている前方軸と第２の軸が実質的に平行であるか否かを測定し、
    前記前方監視センサアセンブリは、
    前記第１の加速度信号の値を測定し、
    前記第１の加速度信号の値と所定の閾値とを比較する方法を用いていることを特徴とする方法。
22. さらに、前記前方軸と前記第２の軸との間のミスアラインメント角度を計算することを特徴とする請求項２１記載の方法。
23. さらに、前記ミスアラインメント角度の値を所定の閾値と比較することを特徴とする請求項２２記載の方法。
24. さらに、前記ミスアラインメント角度が前記所定の閾値を超えれば、警告信号を生成することを特徴とする請求項２３記載の方法。
25. さらに、前記ミスアラインメント角度が前記所定の閾値を超えれば、前記前方監視センサの感度の高い測定を補償することを特徴とする請求項２３記載の方法。
26. さらに、前記第１の軸および第２の軸と所定の関係にある第３の軸に沿った加速度を測定して第２の加速度信号を出力し、
    前記前方軸と前記第２の軸との間のミスアラインメント角度を前記第１および第２の加速度信号に基づき計算することを特徴とする請求項２１記載の方法。
27. さらに、前記前方監視センサアセンブリが取り付けられた自動車が前方へ直進しているか否かを測定することを特徴とする請求項２１記載の方法。

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