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ニュースリリース

2000年08月08日

自動車用高精度角速度センサー 技術資料

ガス式レートセンサー開発の経緯と特長

ホンダのレートセンサー(ジャイロ)の開発は現在のカーナビゲーションの先駆となったホンダエレクトロジャイロケータ(1981年8月発売)にガス式レートセンサーを用いたのが最初であり、その精度の高さにより、GPSが未だ一般的でなかった当時に完全自立方式の慣性航法によるナビゲーションシステムを実現した。
本センサーは当時のガス式レートセンサーの技術的流れを汲むもので、高精度を特徴とするガス式のレートセンサーを半導体マイクロマシン技術を駆使し、精度を犠牲にすることなく、超小型・低コスト化したもので、シリコンマイクロマシンを用いたガス式レートセンサーである。

ガス式レートセンサーは従来航空機などに用いられているもので、高精度だが、高価であったため民生用にはほとんど用いられていない。現在、民生用に一般的に用いられているレートセンサー(ジャイロ)は振動式ジャイロと呼ばれるもので、音叉型の振動子を振動させ用いている。
振動ジャイロは性能が大きさに依存するため小型化と高性能化の両立が難しく、また機械的振動特性の温度依存性が大きいためにゼロ点オフセットの温度依存性を小さくすることが困難であった。

ガス式レートセンサーは角速度によりガス流の方向の偏りを熱線流速計により検知する方式で、機械的可動部を持たないので、特性の温度依存性を小さく抑えることが可能であり、小型でも高性能な特性が得られる。

車両の角速度(旋回方向)

用途例

車両制御システム例

車両安定性制御システム
車間距離制御オートクルーズ
レーンキープシステム

検出原理と特徴

振動式

検出原理と特徴(振動式)

振動体に角速度が加わった時の振動方向の変化を検知

  • 現在車両用角速度センサーの主流だが、性能・コスト共に限界に近い。
  • マイクロマシンプロセスを用いて 小型化すると精度が低下する。

ガス式

検出原理と特徴(ガス式)

ガス流に角速度が加わった時のガス流方向の変化を検知

  • 慣性体が気体である為、可動部がなく特性が温度に対し安定、信頼性が高い。
  • 量産性に優れるマイクロマシンプロセスを用いることで、精度を保ち低コスト化が可能となった。

コストパフォーマンス

コストパフォーマンス

ガスレートセンサーを小型低コスト化することで優れたコストパフォーマンスを実現

センサー外観図

センサー外観図

主要構成要素

主要構成要素

ガス流路(センサー、ポンプ部)

ガス流路(センサー、ポンプ部)

流量が正確に制御されたガスがパッケージ内で循環する。

センサー実装基板

センサー実装基板

センサーチップは半導体マイクロマシンを用いた独自の中空薄膜形成技術により、ヒートワイヤ(抵抗体)を中空にブリッジ状に形成、さらにガスの噴射ノズルをヒートワイヤに対し、ミクロンオーダーの方位精度で形成することで、高精度のガス式レートセンシングを半導体チップ並のコストで製造することを可能とした。