JP2003315356A

JP2003315356A - センサ装置

Info

Publication number: JP2003315356A
Application number: JP2002126697A
Authority: JP
Inventors: Hikari Watanabe; 光渡辺; Masaru Nagao; 勝長尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、センサ装置に関し、複雑な構成に
よることなく、自己の共振特性に起因してセンサ感度が
著しく高くなってもその出力を十分に減衰させること
で、センサ出力について共振の影響を抑制することを目
的とする。【解決手段】歪みが生じ得る圧電素子を有し、車両に
生ずる加速度に応じたアナログ信号を出力する加速度セ
ンサ１２を設ける。加速度センサ１２のアナログ信号を
１ビットディジタル信号にΔΣ変調するＡ／Ｄ変換部２
０を設ける。また、ΔΣ変調後の１ビットディジタル信
号について所定のタップ数分だけ移動平均処理を行うデ
ィジタルフィルタ２２を設ける。そして、ディジタルフ
ィルタ２２のタップ数Ｎ_*をサンプリング周波数ｆ_Sと加
速度センサ１２の共振周波数ｆ_rとの関係に基づいてＮ_*
＝ｆ_S／ｆ_rが成立するように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速度や角
速度等の慣性力に応じたアナログ信号を出力するセンサ
を備えるセンサ装置に係り、特に、そのアナログ信号を
ディジタル信号に変換した後に移動平均処理して出力す
るセンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開２０００−３２１
２９９号公報に開示される如く、加速度センサを備える
システムが知られている。加速度センサは、その構造に
より一又は複数の機械的な共振特性を有する。加速度セ
ンサがその共振周波数近傍で振動すると、センサ感度が
著しく高くなり、センサ出力が過大となる。このため、
加速度センサを用いた制御システムにおいては、そのセ
ンサの共振特性に起因して悪影響が生ずるおそれがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
システムにおいて、共振周波数近傍のセンサ感度の低下
を実現させるうえでは、抵抗やコンデンサ等の素子を設
けることが必要である。このため、特にセンサに要する
検出周波数帯域が共振周波数に近い場合には、急峻かつ
高精度なフィルタ機能が要求されるため、部品点数の増
加，製造コストの上昇が招来する。また、電気的なフィ
ルタではなく、機械的なダンパによりフィルタを構成す
ることも可能であるが、かかる構成では、上記電気的な
構成と同様に部品点数の増加，製造コストの上昇を招く
と共に、ダンパの存在に起因して新たな共振周波数が現
れる可能性がある。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、複雑な構成によることなく、自己の共振特性に
起因してセンサ感度が著しく高くなってもその出力を十
分に減衰させることで、センサ出力について共振の影響
を抑制することが可能なセンサ装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、慣性力に応じたアナログ信号を出力す
るセンサと、所定のサンプリング周波数ごとに前記セン
サによるアナログ信号をディジタル信号に変換する変換
手段と、前記変換手段から出力されるディジタル信号を
移動平均処理するディジタルフィルタと、を備えるセン
サ装置であって、前記ディジタルフィルタのタップ数
が、前記所定のサンプリング周波数と前記センサの機械
的共振周波数との関係に基づいて設定されているセンサ
装置により達成される。

【０００６】本発明において、センサによる慣性力に応
じたアナログ信号を変換したディジタル信号を移動平均
処理するディジタルフィルタのタップ数は、変換手段の
サンプリング周波数とセンサの機械的共振周波数との関
係に基づいて設定されている。ディジタルフィルタにお
いては、ｆ_S／Ｎ（ｆ_S；サンプリング周波数、及び、
Ｎ；タップ数）が成立する周波数およびその整数倍の周
波数で伝達特性がゼロとなる。このため、ディジタルフ
ィルタのタップ数を適当に設定することとすれば、セン
サが共振周波数近傍で振動しても、ディジタルフィルタ
から出力される出力値は十分に小さく抑えられる。この
場合には、共振周波数近傍のセンサ感度を低下させるう
えで、複雑な素子を用いる必要はない。従って、本発明
によれば、複雑な構成によることなく、センサ出力につ
いてその共振による影響を抑制することができる。

【０００７】この場合、請求項２に記載する如く、請求
項１記載のセンサ装置において、前記タップ数は、該タ
ップ数をＮと、前記所定のサンプリング周波数をｆ
_Sと、また、前記機械的共振周波数をｆ_rとそれぞれした
場合、Ｎ＝ｎ・ｆ_S／ｆ_r（但し、ｎ；整数）が成立する
ように設定されていれば、センサの機械的共振周波数ｆ
_rでディジタルフィルタからの出力値を十分に小さく抑
えることができる。

【０００８】また、請求項３に記載する如く、請求項１
記載のセンサ装置において、前記ディジタルフィルタ
は、複数の移動平均フィルタにより構成されると共に、
各移動平均フィルタのタップ数はそれぞれ、前記所定の
サンプリング周波数と前記センサの機械的共振周波数と
の関係に基づいて互いに異なる値に設定されていれば、
ディジタルフィルタの伝達特性を周波数の広い範囲にわ
たって低く抑えることができ、量子化雑音を小さく抑え
ることができる。

【０００９】尚、共振周波数はセンサごとに異なるもの
である。このため、ディジタルフィルタのタップ数がそ
のセンサの固有の機械的共振周波数に基づいて設定され
ておらず、ある固定の周波数に基づいて設定されている
ものとすると、その固定の周波数がセンサ固有の機械的
共振周波数からずれている場合には、共振周波数近傍で
センサ感度が著しく高い状態が維持され、ディジタルフ
ィルタからの出力値が十分に抑制されない事態が生ず
る。

【００１０】従って、請求項４に記載する如く、請求項
１記載のセンサ装置において、前記センサの有する固有
の機械的共振周波数を記憶するメモリを備え、前記タッ
プ数は、前記メモリに記憶されている機械的共振周波数
と前記所定のサンプリング周波数との関係に基づいて設
定されることとすれば、共振周波数がセンサごとにばら
つく場合にも、ディジタルフィルタをそのセンサに対応
した固有のタップ数を有するように調整するので、ディ
ジタルフィルタからの出力値を確実に十分小さく抑える
ことができる。

【００１１】これらの場合、請求項５に記載する如く、
請求項１記載のセンサ装置において、前記変換手段は、
前記センサによるアナログ信号を１ビットディジタル信
号にΔΣ変調すると共に、前記ディジタルフィルタは、
前記ΔΣ変調器から出力される１ビットディジタル信号
をマルチビットディジタル信号に変換し、復調器に出力
することとすれば、センサ出力の出力値を小さく抑える
ディジタルフィルタを復調用のディジタルフィルタとは
別途に設けることが不要となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
車両に搭載されるセンサ装置１０のシステム構成図を示
す。図１に示す如く、本実施例のセンサ装置１０は、加
速度センサ１２を備えている。加速度センサ１２は、車
両に生ずる加速度に応じた歪みが生じ得る圧電素子を有
している。加速度センサ２４は、圧電素子に生ずる歪み
を検知し、車両に生ずる加速度に応じた電気的なアナロ
グ信号を出力する。加速度センサ１２には、信号処理回
路１４が接続されている。信号処理回路１４は、加速度
センサ１２によるアナログ信号を増幅すると共に、アナ
ログフィルタとして所定周波数帯域の信号を取り出す機
能を有する。

【００１３】センサ装置１０は、また、信号処理回路１
４に接続するマイクロコンピュータ（以下、単にマイコ
ンと称す）１６を備えている。センサ１２によるアナロ
グ信号は、信号処理回路１４を介してマイコン１６に供
給される。マイコン１６は、Ａ／Ｄ変換部２０を有して
いる。Ａ／Ｄ変換部２０は、信号処理回路１４から供給
されるアナログ信号を所定のサンプリング周波数ｆ
_S（例えば、本実施例においては８ｋＨｚ）ごとにオー
バサンプリングすると共に、かかるアナログ信号につい
て２次のΔΣ変調を施し、オーバサンプリングされた１
ビットディジタル信号を出力する。

【００１４】マイコン１６は、また、ディジタルフィル
タ２２を有している。すなわち、加速度センサ１２の出
力についてのディジタルフィルタ処理は、マイコン１６
においてプログラムされた所定の演算式を用いて行われ
る。ディジタルフィルタ２２は、縦続接続する複数段
（例えば、本実施例においては３段）の移動平均フィル
タにより構成されている。各移動平均フィルタはそれぞ
れ、シフトレジスタ、乗算器、及び加算器（何れも図示
せず）を有している。また、マイコン１６は、各移動平
均フィルタのタップ数Ｎ_*（＊＝１，２，３）をそれぞ
れ格納するメモリ２４を内蔵している。各移動平均フィ
ルタは、サンプリング周波数ｆ_Sごとに、Ａ／Ｄ変換部
２０からの１ビットディジタル信号について、メモリ２
４に内蔵された自己に対応するシフトレジスタのタップ
数Ｎ_*分だけ移動平均処理を実行する。

【００１５】具体的には、移動平均フィルタのシフトレ
ジスタは、Ｎ_*個の単位レジスタにより構成されてい
る。シフトレジスタに供給されたデータは、サンプリン
グ周波数ｆ_Sごとに順次隣接する単位レジスタにシフト
される。また、乗算器は、Ｎ_*個の単位乗算器により構
成されている。シフトレジスタの各単位レジスタから取
り出されたデータは、乗算器の対応する単位乗算器に供
給される。乗算器は、所望の帯域制限を有するフィルタ
特性が得られるように、各単位乗算器に供給されたデー
タに対してそれぞれ所定係数を乗算する。各単位乗算器
から出力されたデータは、加算器に供給される。加算器
は、各単位乗算器から出力されたＮ_*個のデータを全加
算する。ディジタルフィルタ２２の加算器から出力され
るデータは、間引きやトリミングされた後、マイコン１
６の周辺機器へ加速度センサ１２の所定サンプリング周
波数のディジタル出力として供給される。

【００１６】本実施例のセンサ装置１０においては、加
速度センサ１２によるアナログ信号がＡ／Ｄ変換部２０
においてΔΣ変調された後、そのディジタル信号がディ
ジタルフィルタ２２において移動平均処理される。Ａ／
Ｄ変換部２０におけるΔΣ変調の次数は２次である。オ
ーバサンプリング比が例えば２５６である場合、２次の
ΔΣ変調においては１６ビット相当のＳ／Ｎ比が確保さ
れる一方、１次のΔΣ変調においては１０ビット相当の
Ｓ／Ｎ比しか確保されない。この点、本実施例において
は、ΔΣ変調のオーバサンプリング比を同一とした場
合、加速度センサ１２の出力について１次のΔΣ変調で
は確保できない検出精度が実現される。また、上記の如
く、ディジタルフィルタ２２は、３段の移動平均処理を
実行する。移動平均処理の回数が多いほど、出力につい
ての高周波の信号成分が除去される。このため、本実施
例においては、加速度センサ１２によるディジタル出力
について高周波成分が確実に除去される。

【００１７】更に、上記の如く、加速センサ１２の出力
についてのディジタルフィルタ処理は、マイコン１６に
おいて行われる。このため、本実施例においては、ディ
ジタルフィルタがハード構成される場合に比して回路の
簡素化が図られている。従って、本実施例のセンサ装置
１０によれば、加速度センサ１２による出力を簡素な構
成で高精度に検出することが可能となっている。

【００１８】図２は、本実施例において加速度センサ１
２の有する共振特性を表した図を示す。尚、図２におい
ては、横軸に周波数ｆを、縦軸に加速度センサの伝達関
数ｄＢを、それぞれ示している。上記の如く、本実施例
のセンサ装置１０は、車両に生ずる加速度、すなわち、
バネ−重り系の慣性力に応じたアナログ信号を出力する
加速度センサ１２を備えている。かかる構成において、
加速度センサ１２は、そのバネ−重り系による機械的な
共振特性を有する。

【００１９】具体的には、本実施例において、加速度セ
ンサ１２の共振周波数ｆ_rは、図２に示す如く略２００
Ｈｚであり、ｆ＝２００Ｈｚ近傍においてセンサ感度は
他の周波数に比べて著しく高くなっている（Ｑ＝１０
０）。このため、かかる加速度センサ１２において共振
周波数ｆ_r近傍の振動が生ずると、センサ出力が著しく
過大となり、その結果、誤出力が生じ或いは出力のオー
バフローが生ずるおそれがある。

【００２０】図３は、ディジタルフィルタ２２の有する
伝達特性を表した図を示す。上記の如く、本実施例のセ
ンサ装置１０は、加速度センサ１２のディジタル化され
た信号を移動平均処理するディジタルフィルタ２２を備
えている。ディジタルフィルタ２２の各移動平均フィル
タは、サンプリング周波数ｆ_Sごとに、供給された信号
について自己のタップ数Ｎ_*分だけ移動平均処理を行
う。このため、各移動平均フィルタは、次式（１）を満
たす伝達関数を有し、図３に示す如く、ｆ_S／Ｎ_*の周波
数およびその正の整数（ｎ）倍の周波数（ｎ・ｆ_S／
Ｎ_*）が生ずる場合に伝達特性がゼロとなるゼロ点を有
することとなる。

【００２１】Ｈ（ωＴ）＝１／Ｎ・ｅ^{−ｊ（Ｎ−１）ωＴ／２}・ｓｉｎ（ＮωＴ／２）／ｓｉｎ（ωＴ／２）・・・（１）但し、Ｔはサンプリング周期であり、また、ωは信号の
角周波数である。尚、ｅ^{−ｊ（Ｎ−１）ωＴ／２}は位相
特性であるので、以下では考慮しない。

【００２２】従って、加速度センサ１２の共振周波数ｆ
_rが、ディジタルフィルタ２２の伝達特性がゼロとなる
周波数近傍であれば、すなわち、ディジタルフィルタ２
２の伝達特性がゼロとなる周波数近傍に加速度センサ１
２の共振周波数ｆ_rが含まれれば、加速度センサ１２が
振動共振により過大な出力を出しても、ディジタルフィ
ルタ２２によるフィルタ後の出力が十分に減衰される。
この点、かかる構成において、加速度センサ１２の共振
周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感度は低下するので、誤
出力が生じ或いは出力のオーバフローが生ずる事態は回
避されることとなる。

【００２３】図４は、本実施例のセンサ装置１０が備え
るディジタルフィルタ２２の一の移動平均フィルタによ
るフィルタ後のセンサ出力の特性を表した図を示す。ま
た、図５は、本実施例のセンサ装置１０が備えるディジ
タルフィルタ２２によるフィルタ後のセンサ出力の特性
を表した図を示す。尚、図４及び図５には、加速度セン
サ１２の共振特性およびディジタルフィルタ２２の伝達
特性を共に破線で、また、フィルタ後のセンサ出力の特
性を実線で、それぞれ示している。

【００２４】本実施例のセンサ装置１０は、縦続接続す
る３段の移動平均フィルタにより構成されたディジタル
フィルタ２２を備えている。そして、ディジタルフィル
タ２２の各移動平均フィルタのうちの一（例えば＊＝
１）は、タップ数Ｎ₁が次式（２）を満たすように構成
されている。

【００２５】Ｎ₁ ＝ｆ_S／ｆ_r（＝８ｋ／２００＝４０）・・・（２）かかる構成においては、上記（２）式を満たすタップ数
Ｎ₁を有する移動平均フィルタの伝達特性が、図４に示
す如く加速度センサ１２の共振周波数ｆ_rを含む周波数
でゼロとなる。このため、加速度センサ１２が振動共振
により過大な出力を出しても、上記した条件を満たす移
動平均フィルタによるフィルタ後の出力が十分に減衰さ
れる。従って、本実施例によれば、加速度センサ１２の
共振周波数ｆ_rにおけるセンサ感度を低下させることが
でき、ディジタルフィルタ２２によるフィルタ後に誤出
力が生じ或いは出力のオーバフローが生ずる事態を回避
することができる。

【００２６】また、本実施例のセンサ装置１０におい
て、ディジタルフィルタ２２の他の２つの移動平均フィ
ルタはそれぞれ、タップ数Ｎ₂，Ｎ₃が次式（３）又は
（４）を満たすように構成されている。すなわち、上記
（２）式を満たすタップ数Ｎ₁を有する移動平均フィル
タと比べて、２０％ずつ増減されたタップ数を有してい
る。

【００２７】Ｎ₂ ＝（ｆ_S／ｆ_r）・０．８（＝３２）・・・（３）Ｎ₃ ＝（ｆ_S／ｆ_r）・１．２（＝４８）・・・（４）かかる構成においては、上記（３）式を満たすタップ数
Ｎ₂を有する移動平均フィルタの伝達特性が、加速度セ
ンサ１２の共振周波数ｆ_r近傍の高周波側の周波数（＝
８ｋ／３２＝２５０Ｈｚ）およびその整数倍の周波数で
ゼロとなり、また、上記（４）式を満たすタップ数Ｎ₃
を有する移動平均フィルタの伝達特性が、加速度センサ
１２の共振周波数ｆ_r近傍の低周波側の周波数（＝８ｋ
／４８＝１６７Ｈｚ）およびその整数倍の周波数でゼロ
となる。すなわち、本実施例においては、ディジタルフ
ィルタ２２の伝達特性が、図５に示す如く周波数の広範
囲にわたって小さく抑制される。

【００２８】このため、加速度センサ１２の共振周波数
ｆ_rについて現実の周波数がセンサ装置１０の認識する
周波数からずれている状況下、すなわち、共振周波数ｆ
_rのバラツキが生じている状況下において、加速度セン
サ１２が振動共振により過大な出力を出しても、ディジ
タルフィルタ２２によるフィルタ後の出力を確実に減衰
させることが可能となる。従って、本実施例によれば、
加速度センサ１２の共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ
感度の低下を確実に確保することができる。

【００２９】また、ディジタルフィルタ２２の伝達特性
が周波数の広範囲にわたって小さく抑制される場合に
は、量子化雑音が小さくなる。このため、本実施例のセ
ンサ装置１０においては、センサ出力の検出精度が０．
５〜１．０ビット分程度だけ向上する。

【００３０】尚、本実施例のセンサ装置１０において、
ディジタルフィルタ２２の各移動平均フィルタは、マイ
コン１６内のメモリ２４に格納されたタップ数Ｎ_*に従
って移動平均処理を行うが、このメモリ２４には、出力
の移動平均処理が行われる加速度センサ１２ごとに共振
特性が測定された後、その測定結果に係る自己の加速度
センサ１２に対応する共振周波数ｆ_rに応じたタップ数
Ｎ_*が書き込まれる。すなわち、メモリ２４に書き込ま
れるタップ数Ｎ_*は自己の加速度センサ１２の共振周波
数ｆ_rに応じて変更される。かかる構成によれば、セン
サごとに共振周波数のバラツキが生ずる状況下、加速度
センサ１２が振動共振により過大な出力を出しても、デ
ィジタルフィルタ２２によるフィルタ後の出力が確実に
減衰される。従って、本実施例によれば、共振周波数が
センサごとにばらつく場合にもディジタルフィルタ２２
のタップ数を適切に調整するので、加速度センサ１２の
共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感度の低下を確実に
確保することができる。

【００３１】また、本実施例において、加速度センサ１
２の共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感度の低下は、
マイコン１６の有するディジタルフィルタ２２の機能に
より実現される。この場合には、センサ感度の低下を実
現させるための機械的なダンパやアナログフィルタは不
要であり、部品点数の増大等の不都合は生じない。一
方、加速度センサ１２に必要とされる周波数帯域は、４
０Ｈｚ近傍である。本実施例において、図５に示す如
く、かかる４０Ｈｚ近傍でのディジタルフィルタ２２の
伝達特性は過度に抑制されておらず、センサ出力の減衰
は十分に小さい。このため、本実施例においては、セン
サ出力が検出されない事態を回避することができ、確実
にその検出を行うことが可能である。

【００３２】このように、本実施例のセンサ装置１０に
おいては、加速度センサ１２の信号周波数帯域において
確実にその信号の検出を行いつつ、簡素な構成で加速度
センサ１２の共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感度を
確実にかつ十分に低下させることができる。従って、本
実施例のセンサ装置１０によれば、複雑な構成によるこ
となく、センサ出力についてそのセンサ１２の振動共振
に起因する影響を小さく抑制することが可能となってい
る。

【００３３】また、本実施例においては、加速度センサ
１２によるアナログ信号が、Ａ／Ｄ変換部２０において
１ビットディジタル信号にΔΣ変調され、そのΔΣ変調
後の１ビットディジタル信号がディジタルフィルタ２２
において移動平均処理される。一般に、ΔΣ変調後の１
ビットディジタル信号は、移動平均処理される。この
点、本実施例において、ディジタルフィルタ２２は、加
速度センサ１２の共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感
度を低下させつつ、通常どおりΔΣ変調後の１ビットデ
ィジタル信号について移動平均処理を実行する。従っ
て、本実施例のセンサ装置１０によれば、ディジタルフ
ィルタ２２が１ビットディジタル信号の復調とセンサ感
度の低下とを兼用して実現するので、復調用のディジタ
ルフィルタとは別途にセンサ感度低下用の新たなディジ
タルフィルタを追加して設けることが不要であり、簡素
な構成を実現することが可能となっている。

【００３４】尚、上記の実施例においては、加速度セン
サ１２が特許請求の範囲に記載した「センサ」に、Ａ／
Ｄ変換部２０が特許請求の範囲に記載した「変換手段」
に、それぞれ相当している。

【００３５】ところで、上記の実施例においては、ディ
ジタルフィルタ２２が３段の移動平均フィルタを有し、
一の移動平均フィルタがその伝達特性が加速度センサ１
２の共振周波数ｆ_rを含む周波数でゼロとなるタップ数
Ｎ₁を有し、また、他の２つの移動平均フィルタがその
タップ数Ｎ₁から２０％ずつ増減されたタップ数Ｎ₂,Ｎ₃
を有しているが、他の２つの移動平均フィルタのタップ
数Ｎ₂, Ｎ₃をタップ数Ｎ ₁から１０％ずつ増減された値
にすること、或いは、タップ数Ｎ₂とＮ₃とをそれぞれ異
なる量ずつタップ数Ｎ₁から増加または減少された値に
することとしてもよい。

【００３６】また、上記の実施例においては、一の移動
平均フィルタのタップ数Ｎ₁を上記（２）式が満たされ
るように、具体的には、ｆ_S／ｆ_r（＝８ｋ／２００＝４
０）となるように設定することとしているが、その正の
整数倍ｎ・ｆ_S／ｆ_r（＝４０ｎ）となるように設定する
こととしてもよい。かかる構成においても、その移動平
均フィルタの伝達特性が加速度センサ１２の共振周波数
ｆ_rを含む周波数でゼロとなるので、加速度センサ１２
が振動共振により過大な出力を出しても、加速度センサ
１２の共振周波数ｆ_r近傍におけるセンサ感度の低下が
確実に確保されることとなる。

【００３７】また、上記の実施例においては、センサ装
置１０が車両に生ずる加速度に応じた信号を出力する加
速度センサ１２を備えるが、一定周期の振動を生ずる圧
電振動子を有する振動ジャイロにより構成され、車両重
心を通る鉛直軸回りに生ずる回転角速度に応じた電気的
なアナログ信号を出力するヨーレートセンサ（角速度セ
ンサ）等、バネ−重り系の慣性力に応じたアナログ信号
を出力するセンサを備えることとすればよい。

【００３８】また、上記の実施例においては、センサ装
置１０が単一のセンサ１２からのアナログ信号をディジ
タル処理する構成であるが、複数の慣性センサからのア
ナログ信号をディジタル処理する構成に適用することも
可能である。かかる構成においては、各センサに対応す
る移動平均フィルタのタップ数がそれぞれ、対応のセン
サの共振周波数に従って設定されることとなる。

【００３９】また、上記の実施例においては、Ａ／Ｄ変
換器として２次のΔΣ変調器を用いているが、本発明は
これに限定されるものではなく、１次や３次以上のΔΣ
変調器を用いることとしてもよい。

【００４０】更に、上記の実施例においては、ディジタ
ルフィルタ２２がメモリ２４に格納されたタップ数Ｎ_*
に従って移動平均処理を行うこととしているが、加速度
センサ１２が温度特性を有し、その共振特性が温度や温
度変化等に応じて変動する場合には、各移動平均フィル
タのタップ数Ｎ_*がそれぞれ温度特性に従ってトリミン
グされるようにセンサ装置１０を構成することとしても
よい。かかる構成においては、ディジタルフィルタ２２
の伝達特性が加速度センサ１２の温度特性に応じた共振
周波数でゼロとなるので、温度等が変動する状況下にお
いて、加速度センサ１２が振動共振により過大な出力を
出しても、加速度センサ１２の共振周波数ｆ_r近傍にお
けるセンサ感度の低下が確実に確保されることとなる。

【発明の効果】上述の如く、請求項１及び２記載の発明
によれば、複雑な構成によることなく、自己の共振特性
に起因してセンサ感度が著しく高くなる場合にもその出
力を十分に減衰させることができ、センサ出力について
共振の影響を抑制することができる。

【００４１】請求項３記載の発明によれば、ディジタル
フィルタの伝達特性を周波数の広い範囲にわたって低く
抑えることで、センサ感度が著しく高くなる場合にもそ
の出力を確実に減衰させることができる。

【００４２】請求項４記載の発明によれば、共振周波数
がセンサごとにばらつく場合にも、ディジタルフィルタ
をセンサ固有の共振周波数に対応したタップ数を有する
ように調整するので、センサ出力を確実に減衰させるこ
とができる。

【００４３】また、請求項５記載の発明によれば、セン
サ出力の出力値を小さく抑えるディジタルフィルタを復
調用のディジタルフィルタとは別途に設けるのを不要と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車両に搭載されるセン
サ装置のシステム構成図である。

【図２】センサの有する共振特性の一例を表した図であ
る。

【図３】ディジタルフィルタの有する伝達特性を表した
図である。

【図４】本実施例の一の移動平均フィルタによるフィル
タ後のセンサ出力の特性を表した図である。

【図５】本実施例のセンサ装置によるフィルタ後のセン
サ出力の特性を表した図である。

【符号の説明】

１０センサ装置１２加速度センサ１６マイクロコンピュータ２０Ａ／Ｄ変換部２２ディジタルフィルタ２４メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】慣性力に応じたアナログ信号を出力する
センサと、所定のサンプリング周波数ごとに前記センサ
によるアナログ信号をディジタル信号に変換する変換手
段と、前記変換手段から出力されるディジタル信号を移
動平均処理するディジタルフィルタと、を備えるセンサ
装置であって、前記ディジタルフィルタのタップ数が、前記所定のサン
プリング周波数と前記センサの機械的共振周波数との関
係に基づいて設定されていることを特徴とするセンサ装
置。
【請求項２】前記タップ数は、該タップ数をＮと、前
記所定のサンプリング周波数をｆ_Sと、また、前記機械
的共振周波数をｆ_rとそれぞれした場合、Ｎ＝ｎ・ｆ_S／
ｆ_r（但し、ｎ；整数）が成立するように設定されてい
ることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】前記ディジタルフィルタは、複数の移動
平均フィルタにより構成されると共に、各移動平均フィルタのタップ数はそれぞれ、前記所定の
サンプリング周波数と前記センサの機械的共振周波数と
の関係に基づいて互いに異なる値に設定されていること
を特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項４】前記センサの有する固有の機械的共振周
波数を記憶するメモリを備え、前記タップ数は、前記メモリに記憶されている機械的共
振周波数と前記所定のサンプリング周波数との関係に基
づいて設定されることを特徴とする請求項１記載のセン
サ装置。
【請求項５】前記変換手段は、前記センサによるアナ
ログ信号を１ビットディジタル信号にΔΣ変調すると共
に、前記ディジタルフィルタは、前記ΔΣ変調器から出力さ
れる１ビットディジタル信号をマルチビットディジタル
信号に変換し、復調器に出力することを特徴とする請求
項１記載のセンサ装置。