JP3007382B2 - センサ出力処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、角速度センサ・加速度センサなどのセンサ
出力処理装置に関するものであり、特にオフセットの温
度特性などによるドリフトの大きいセンサの出力を処理
する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

温度ドリフトなどによりオフセット電圧が大きく変化
するセンサの代表例として、音叉式角速度センサがあ
る。

第３図は、この種のセンサ出力を処理する、従来のセ
ンサ出力処理装置の一構成例のブロック図である。図に
おいて、角速度センサ１によって検出された角速度は電
気信号の形で出力され、これはアナログ・デジタル変換
器（以下A/D変換器と称する）２により数値に変換さ
れ、演算装置３に入力される。演算装置３は、不揮発性
メモリ５から平均化処理の時間間隔（あらかじめ決めら
れた定数Ｎ）を読み取り、この期間に入力した角速度デ
ータから平均値を算出し、これをオフセットとして最終
的な角速度の値を出力する。

第４図は演算装置３の行なう変換処理のフローチャー
トである。まず初期化処理410で処理カウンタａおよび
合計値sumを０にする。決められたサンプリングタイム
だけ待った（11）後、A/D変換器から角速度データを読
み出す（12）。次にそのデータを内部の平均値用メモリ
に加算し（13）、処理カウンタａをカウントアップする
（414）。ここで、処理カウンタａの値と不揮発性メモ
リ５に書き込まれている定数Ｎとを比較し（416）、も
し処理カウンタａがＮに達していれば平均値処理417を
実行する。平均値処理417では、平均値用メモリに記憶
されているデータの合計sumをＮで割って平均を算出
し、これをセンサの持つオフセットofsとする。また、
平均値処理417の後には処理カウンタａと合計値sumを０
にしておく（18）。その後角速度データから現在設定さ
れているオフセットofsを引き（19）、最終的な角速度
データとして外部に出力する（20）。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のセンサ出力処理装置は以上のように構成されて
おり、平均をとるときの間隔ｎが一定であるため、平均
値の精度を向上させるべく間隔ｎを比較的長時間に設定
していた。従って、オフセットの温度特性などによるド
リフトの大きいセンサの場合には、電源投入時などにオ
フセットの値が実際の値と違ってしまうという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、センサの電源投入直後のオフセットの温度
特性などによるドリフトの大きい期間に、ドリフトに早
く追従して正確なセンサ出力を得ることを可能とするセ
ンサ出力処理装置を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るセンサ出力処理装置は、センサ出力をセ
ンサ出力特性に対応する時間関数表を記憶する記憶手段
と、センサ出力を上記記憶手段から読み出した間隔で平
均する演算手段と、センサ出力から平均値を減算して目
的の値を得る演算手段とより構成するようにしたもので
ある。

〔作用〕

本発明は上述のように構成したことにより、例えばセ
ンサ電源投入後一定期間の、オフセットの温度特性など
によるドリフトの大きい期間においては、上記記憶手段
に記憶された時間関数表に従って平均化処理の間隔が変
化する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるセンサ出力処理回路
のブロック図である。図において、角速度センサ１から
の出力は一定のサンプリングタイムでA/D変換器２によ
って数値に変換され、演算装置３に入力される。そして
演算装置３によってドリフト成分を取り除いた値が計算
され、出力される。また演算装置３は、サンプリングタ
イムと処理カウンタから起動後の経過時間を知り、平均
化処理の間隔を不揮発性メモリ４から得て演算を行な
う。

第２図にA/D変換後の演算装置３による演算手順のフ
ローチャートを示す。

この処理の実行前に不揮発性メモリ４には、センサの
出力特性が変化しないとみなされる時間間隔ｎを、A/D
変換のサンプリングタイムを単位として設定しておく。
なお、これは時間の関数ｆとなり、センサの電源投入後
の立ち上がり特性に相当する。つまり電源投入後一定時
間の、オフセットの温度特性によるドリフトなどの大き
いと考えられる期間はドリフトに追従するためｎを小さ
くし、安定に達したと考えられる期間はオフセット算出
精度を上げるためｎを大きくする。

電源投入後に演算装置３は初期化部10において、平均
化処理の回数カウンタ（以降は平均化処理カウンタａと
称する）と、起動後の全処理回数のカウンタ（起動後の
経過時間を現わす。以降は全時間カウンタｔと称す
る）、および合計値平均化処理用の合計値sumを０にす
る。一定のサンプリングタイム分だけ待った（11）後、
データ入力処理12において、A/D変換器２からオフセッ
トを含んだセンサの出力値を読み取る。次にデータを演
算装置内部の合計値メモリsumに加算して（13）、両方
のカウンタをカウントアップする（14）。

次に演算装置３は全時間カウンタｔの値から不揮発性
メモリ４内に書き込まれている関数表ｆを参照して、現
在のセンサの特性に対応する処理回数ｎを決定する（1
5）。ここで平均化処理カウンタａの値がこの回数ｎに
達していれば（16）、平均化処理17を行なう。ここでは
加算されたデータsumを処理回数ｎで割って平均値を算
出し、新しいセンサのオフセットofsとする。また、平
均化処理カウンタａおよび合計値sumの値を０に戻す（1
8）。次にデータ変換部19ではセンサの出力値からオフ
セットofsを減算する。最後に得られた値を出力して（2
0）、データ入力待ち（11）に戻り、以降はこれを繰り
返す。

なお、上記実施例においては角速度センサを例として
示したが、加速度センサ等オフセット電圧変化を有する
センサの処理に適用しても有効であることは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明に係るセンサ出力処理
装置によれば、センサの起動後の立ち上がり特性を設定
しておくことによって、電源投入後一定時間のオフセッ
ト温度特性によるドリフトなどの大きい期間において、
早くドリフトに追従して正確なセンサ出力を得ることが
できる。また、時間的に非線形の出力特性を示すセンサ
においても、あらかじめ不揮発性メモリにその特性を書
き込んでおくことで出力の処理を柔軟に行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す角速度センサの出力
処理回路のブロック図、第２図はこの実施例におけるフ
ローチャート図である。第３図は従来の角速度センサの
出力処理回路の例におけるブロック図であり、第４図は
その演算フローチャート図である。 図において、１は角速度センサ、２はA/D変換器、３は
演算装置、４は不揮発性メモリ（記憶手段）である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センサ出力特性に対応する時間関数表を記
   憶する記憶手段と、 センサ出力を上記記憶手段から読み出した間隔で平均す
   る演算手段と、 センサ出力から平均値を減算して目的の値を得る演算手
   段とを備えたことを特徴とするセンサ出力処理装置。