JP5397393B2 - Physical quantity sensor - Google Patents
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Description
本発明は、物理量センサに関するものである。 The present invention relates to a physical quantity sensor.
従来、物理量センサにおいて、1つの加速度センサ素子の出力を、互いに異なる周波数帯域の信号成分を通過させる第1、第2のフィルタのそれぞれに通過させて、第1のフィルタの出力をエアバックシステムに出力し、第2のフィルタの出力をABSの制御システムに出力するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a physical quantity sensor, the output of one acceleration sensor element is passed through each of a first filter and a second filter that pass signal components in different frequency bands, and the output of the first filter is sent to an airbag system. In some cases, the output of the second filter is output to an ABS control system (see, for example, Patent Document 1).
センサ装置において、検出素子と、この検出素子の出力信号を処理するセンサ回路部とを備え、センサ回路部のフィルタ特性をセンサ装置自体の設置場所や用途に合わせるために、外部から入力される要求信号に応じてセンサ回路部のフィルタ特性を調整するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。 The sensor device includes a detection element and a sensor circuit unit that processes an output signal of the detection element, and a request input from the outside in order to match the filter characteristics of the sensor circuit unit with the installation location and application of the sensor device itself There is one in which the filter characteristic of the sensor circuit unit is adjusted in accordance with a signal (see, for example, Patent Document 2).
また、センサシステムにおいて、センサと制御用マイクロコンピュータとの電源を間欠的にオンして消費電力を低減するようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。 Further, there is a sensor system in which the power source of the sensor and the control microcomputer is intermittently turned on to reduce power consumption (see, for example, Patent Document 3).
本発明者等は、上述の3つの特許文献1、2、3を参考にして、センサ素子の出力をデジタル信号に変換してこの変換したデジタル信号に対してデジタルフィルタ演算するシステムについて検討した。例えば、短い時間間隔でデジタルフィルタ演算を繰り返し実施するには、デジタルフィルタ演算の実施に際して高速な演算をする必要があり、多大な電力を必要とする。
The inventors examined a system for converting the output of the sensor element into a digital signal and performing a digital filter operation on the converted digital signal with reference to the above-mentioned three
本発明は上記点に鑑みて、センサ素子の出力に対してデジタルフィルタ演算を実施する物理量センサにおいて、電力消費を低減することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to reduce power consumption in a physical quantity sensor that performs a digital filter operation on the output of a sensor element.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、サンプリング値が規定値未満であると判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施し、サンプリング値が規定値以上であると判定手段が判定したときには、演算手段が短い周期でフィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when the determining means determines that the sampling value is less than the specified value, the calculating means repeatedly performs the filter operation with a long period, and the sampling value is the specified value. When the determination means determines that the above is true, the calculation means repeatedly performs the filter calculation in a short cycle.
請求項1に記載の発明によれば、サンプリング値が規定値未満であると判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施するので、演算手段の演算量を減らすことができる。このため、演算手段が演算する際に必要な消費電力を減らすことができる。したがって、センサ素子の出力に対してデジタルフィルタ演算を実施する物理量センサにおいて、電力消費を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the determination unit determines that the sampling value is less than the specified value, the calculation unit repeatedly performs the filter calculation with a long cycle, so that the calculation amount of the calculation unit can be reduced. it can. For this reason, it is possible to reduce the power consumption required when the calculation means calculates. Therefore, power consumption can be reduced in a physical quantity sensor that performs digital filter operation on the output of the sensor element.
請求項2に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っていると下降期間判定手段が判定したときには、演算手段が短い周期でフィルタ演算を繰り返し実施し、
今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えていると下降期間判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする。
In the invention according to
When the falling period determining unit determines that the current sampling timing has finished the falling period, the calculating unit repeatedly performs the filter calculation with a long cycle.
例えば、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているときに、演算手段が長い周期でフィルタ演算する場合には、周期の変更がフィルタ演算におけるフィルタ特性に大きく影響して演算結果が変動する。 For example, if the calculation means performs a filter operation with a long period when the current sampling timing is within the falling period, the change in the period greatly affects the filter characteristics in the filter operation and the calculation result fluctuates. .
これに対して、請求項2に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っているときには、演算手段が短い周期でフィルタ演算を実施するので、周期の変更がフィルタ演算におけるフィルタ特性に影響を及ぼすことはない。このため、下降期間における演算結果として、従来と同等の演算結果を求めることができる。
On the other hand, in the invention according to
請求項3に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っていると上昇期間判定手段が判定したときには、演算手段は、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算することを特徴とする。
In the invention according to
例えば、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているときに、演算手段がフィルタ演算する際に、Yn−Sがフィルタ演算におけるフィルタ特性に大きく影響して演算結果が変動する。 For example, when the current sampling timing is within the rising period, when the calculation means performs the filter calculation, Yn-S greatly affects the filter characteristics in the filter calculation, and the calculation result fluctuates.
これに対して、請求項4に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っているときには、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算するので、Yn−Sがフィルタ演算におけるフィルタ特性に影響を及ぼすことはない。このため、上昇期間における演算結果として、従来と同等の演算結果を求めることができる。
On the other hand, in the invention according to
請求項5に記載の発明では、上昇期間判定手段(S310)は、今回のサンプリング値が規定値以上であると判定手段が判定することに先だって、判定手段がサンプリング値が規定値未満であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているとし、
上昇期間判定手段(S310)は、今回のサンプリング値が規定値以上であると判定手段が判定することに先だって、判定手段がサンプリング値が規定値以上であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えているとすることを特徴とする。
In the invention according to claim 5, the rising period determining means (S310) determines that the determining means determines that the sampling value is less than the specified value before the determining means determines that the current sampling value is equal to or greater than the specified value. If it is determined that the sampling timing is within the rising period,
The rising period determination unit (S310) determines that the current sampling value is determined when the determination unit determines that the sampling value is equal to or greater than the specified value prior to the determination unit determining that the current sampling value is equal to or greater than the specified value. It is characterized by the fact that the timing of has finished the descent period.
さらに、請求項6に記載の発明では、差分が規定値未満であると判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施し、差分が規定値以上であると判定手段が判定したときには、演算手段が短い周期でフィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする。
Furthermore, in the invention according to
請求項6に記載の発明によれば、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分が規定値未満であると判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施するので、演算手段の演算量を減らすことができる。このため、演算手段が演算する際に必要な消費電力を減らすことができる。したがって、請求項1に記載の発明と同様、センサ素子の出力に対してデジタルフィルタ演算を実施する物理量センサにおいて、電力消費を低減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the determination unit determines that the difference between the current sampling value and the previous sampling value is less than the specified value, the calculation unit repeatedly performs the filter operation with a long period. The amount of calculation of the calculation means can be reduced. For this reason, it is possible to reduce the power consumption required when the calculation means calculates. Therefore, similarly to the first aspect of the invention, power consumption can be reduced in the physical quantity sensor that performs the digital filter operation on the output of the sensor element.
請求項7に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っていると下降期間判定手段が判定したときには、演算手段が短い周期でフィルタ演算を繰り返し実施し、
今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えていると下降期間判定手段が判定したときには、演算手段が長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする。
In the invention according to
When the falling period determining unit determines that the current sampling timing has finished the falling period, the calculating unit repeatedly performs the filter calculation with a long cycle.
これにより、上述の請求項2に記載の発明と同様の効果が得られる。 Thus, the same effect as that of the above-described invention can be obtained.
請求項8に記載の発明では、下降期間判定手段(S230)は、差分が規定値以上であると判定手段が判定した後に差分が規定値未満であると判定手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているか否かを判定することを特徴とする。 In the invention described in claim 8, the descent period determining means (S230) is less than the predetermined number of times that the determining means determines that the difference is less than the specified value after the determining means determines that the difference is greater than or equal to the specified value. In this case, it is determined whether or not the current sampling timing is within the falling period.
請求項9に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っていると上昇期間判定手段が判定したときには、演算手段は、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算することを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, when the rising period determining means determines that the current sampling timing is in the rising period, the calculating means calculates Yn by setting Yn−S to the same value as Yn−1. It is characterized by doing.
これにより、上述の請求項4に記載の発明と同様の効果が得られる。 Thereby, the same effect as that of the above-mentioned invention can be obtained.
請求項10に記載の発明では、上昇期間判定手段(S310)は、差分が規定値以上であると判定手段が判定することに先だって、判定手段が差分が規定値未満であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているとし、
上昇期間判定手段(S310)は、今回の差分が規定値以上であると判定手段が判定することに先だって、判定手段が差分が規定値以上であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えているとすることを特徴とする。
In the invention according to
The rising period determination means (S310) determines the timing of the current sampling if the determination means determines that the difference is greater than or equal to the specified value prior to the determination means determining that the current difference is greater than or equal to the specified value. Is characterized by the end of the descent period.
請求項11に記載の発明では、AD変換器(32)が複数回、サンプリングを実施する毎に演算手段が1回のフィルタ演算を実施することにより、演算手段が長い周期でフィルタ演算を実施することを特徴とする。 In the invention according to claim 11, each time the AD converter (32) performs sampling a plurality of times, the calculation means performs the filter calculation once, so that the calculation means performs the filter calculation with a long cycle. It is characterized by that.
請求項12に記載の発明では、演算手段が長い周期でフィルタ演算を実施するときと、演算手段が短い周期でフィルタ演算を実施するときとでは、フィルタ演算のフィルタ特性が同一になるように演算手段がフィルタ演算で用いる係数としてのA0およびBを切り替えるようになっていることを特徴とする。 In the invention according to claim 12, when the calculation means performs the filter calculation with a long cycle and when the calculation means performs the filter calculation with a short cycle, the filter characteristics of the filter calculation are calculated to be the same. The means is characterized in that A0 and B as coefficients used in the filter operation are switched.
請求項12に記載の発明によれば、演算手段が短い周期でフィルタ演算を実施する場合には、演算手段が長い周期でフィルタ演算を実施する場合と同様、従来と同等のフィルタ特性を示す演算結果を求めることができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, when the calculation means performs the filter calculation with a short cycle, the calculation having the filter characteristics equivalent to the conventional one is performed as in the case where the calculation means performs the filter calculation with a long cycle. The result can be determined.
請求項13に記載の発明では、比較手段(33a)がサンプリング値が規定値以上であると判定したときに、比較手段は、クロック発生手段からCPUに与えるクロックの周波数を第1のクロックの周波数に設定するようになっており、
比較手段(33a)がサンプリング値が規定値未満であると判定したときには、比較手段は、サンプリング値が規定値未満であると判定した旨を示す判定結果信号をCPUに出力して、CPUがクロック発生手段からCPU自体に与えるクロックの周波数を第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする。
In the invention according to claim 13, when the comparison means (33a) determines that the sampling value is not less than the specified value, the comparison means sets the frequency of the clock supplied from the clock generation means to the CPU as the frequency of the first clock. Is set to
When the comparison unit (33a) determines that the sampling value is less than the specified value, the comparison unit outputs a determination result signal indicating that the sampling value is determined to be less than the specified value to the CPU, and the CPU clocks. The frequency of the clock given from the generating means to the CPU itself is set to the frequency of the second clock.
請求項13に記載の発明によれば、比較手段がサンプリング値が規定値以上であると判定したときには、CPUの動作クロックの周波数が第1のクロックの周波数に設定される。一方、比較手段がサンプリング値が規定値未満であると判定したときにはCPUの動作クロックの周波数が第2のクロックの周波数(<第1のクロックの周波数)に設定される。このため、サンプリング値が規定値以上であるか否かの判定に関わらず、CPUの動作クロックの周波数が第1のクロックの周波数に設定される場合に比べて、CPUで消費される電力を減らすことができる。このため、請求項1と同様の効果が得られる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, when the comparison unit determines that the sampling value is equal to or higher than the specified value, the frequency of the operation clock of the CPU is set to the frequency of the first clock. On the other hand, when the comparison means determines that the sampling value is less than the specified value, the frequency of the CPU operation clock is set to the frequency of the second clock (<the frequency of the first clock). For this reason, the power consumed by the CPU is reduced as compared with the case where the frequency of the operation clock of the CPU is set to the frequency of the first clock regardless of whether or not the sampling value is equal to or higher than the specified value. be able to. For this reason, the same effect as that of
請求項14に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っているとCPUが判定したときには、クロック発生手段からCPUに与えられるクロックの周波数を第1のクロックの周波数に維持するようになっており、
今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えているとCPUが判定したときには、CPUがクロック発生手段からCPU自体に与えるクロックの周波数を第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする。
According to the fourteenth aspect of the present invention, when the CPU determines that the current sampling timing is in the falling period, the clock frequency supplied from the clock generation means to the CPU is maintained at the frequency of the first clock. And
When the CPU determines that the current sampling timing has finished the falling period, the frequency of the clock that the CPU gives to the CPU itself from the clock generating means is set to the frequency of the second clock. And
例えば、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているときに、CPUの動作クロックの周波数が第2のクロックの周波数に設定される場合には、動作クロックの周波数の変更がフィルタ演算におけるフィルタ特性に大きく影響して演算結果が変動する。 For example, if the CPU operating clock frequency is set to the second clock frequency when the current sampling timing is within the falling period, the change in the operating clock frequency is the filter in the filter operation. The calculation result fluctuates with a great influence on the characteristics.
これに対して、請求項14に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っているときには、CPUの動作クロックの周波数が第1のクロックの周波数に維持するので、動作クロックの周波数の変更がフィルタ演算におけるフィルタ特性に影響を及ぼすことはない。このため、下降期間における演算結果として、従来と同等の演算結果を求めることができる。 On the other hand, in the invention according to the fourteenth aspect, when the current sampling timing is in the falling period, the frequency of the operation clock of the CPU is maintained at the frequency of the first clock. Does not affect the filter characteristics in the filter operation. For this reason, the calculation result equivalent to the past can be calculated | required as a calculation result in a descent | fall period.
請求項15に記載の発明では、AD変換器がサンプリングを実施する毎に、サンプリング値が規定値以上であるか否かを比較手段が判定するようになっており、
CPUは、サンプリング値が規定値以上であると比較手段が判定した後にサンプリング値が規定値よりも小さいと比較手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているか否かを判定することを特徴とする。
In the invention described in claim 15, each time the AD converter performs sampling, the comparison means determines whether or not the sampling value is equal to or greater than a specified value.
The CPU determines whether or not the number of times the comparison unit has determined that the sampling value is smaller than the predetermined value after the comparison unit has determined that the sampling value is greater than or equal to the predetermined value is less than a predetermined number of times. It is characterized in that it is determined whether or not the sampling timing is within the falling period.
請求項16に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っているとCPUが判定したときには、CPUは、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算することを特徴とする。 In the sixteenth aspect of the present invention, when the CPU determines that the current sampling timing is in the rising period, the CPU calculates Yn by setting Yn−S to the same value as Yn−1. And
例えば、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているときに、CPUがフィルタ演算する際に、Yn−Sがフィルタ演算におけるフィルタ特性に大きく影響して演算結果が変動する。 For example, when the sampling timing of this time is within the rising period, when the CPU performs a filter operation, Yn-S greatly affects the filter characteristics in the filter operation, and the calculation result fluctuates.
これに対して、請求項16に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っているときには、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算するので、Yn−Sがフィルタ演算におけるフィルタ特性に影響を及ぼすことはない。このため、上昇期間における演算結果として、従来と同等の演算結果を求めることができる。 On the other hand, in the invention of the sixteenth aspect, when the timing of the current sampling is in the rising period, Yn is calculated by setting Yn-S to the same value as Yn-1, so that Yn-S is It does not affect the filter characteristics in the filter operation. For this reason, the calculation result equivalent to the past can be calculated | required as a calculation result in a raise period.
請求項17に記載の発明では、CPUは、今回のサンプリング値が規定値以上であると判定することに先だって、サンプリング値が規定値未満であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているとし、
CPUは、今回のサンプリング値が規定値以上であると判定することに先だって、サンプリング値が規定値以上であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間を終えているとすることを特徴とする。
In the invention according to claim 17, when the CPU determines that the sampling value is less than the specified value prior to determining that the current sampling value is equal to or greater than the specified value, the timing of the current sampling is determined. Suppose you are in the rising period,
If the CPU determines that the sampling value is greater than or equal to the specified value prior to determining that the current sampling value is greater than or equal to the specified value, the CPU determines that the current sampling timing has ended the rising period. It is characterized by.
請求項18に記載の発明では、比較手段が差分が規定値以上であると判定したときに、比較手段は、クロック発生手段からCPUに与えるクロックの周波数を第1のクロックの周波数に設定するようになっており、
差分が規定値未満であると比較手段が判定したときには、比較手段は、差分が規定値未満であると判定した旨を示す判定結果信号をCPUに出力して、CPUがクロック発生手段からCPU自体に与えるクロックの周波数を第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする。
In the invention according to claim 18, when the comparison means determines that the difference is equal to or greater than the specified value, the comparison means sets the frequency of the clock supplied from the clock generation means to the CPU to the frequency of the first clock. And
When the comparison unit determines that the difference is less than the specified value, the comparison unit outputs a determination result signal indicating that the difference is determined to be less than the specified value to the CPU, and the CPU generates a CPU itself from the clock generation unit. The frequency of the clock applied to is set to the frequency of the second clock.
請求項18に記載の発明によれば、比較手段が差分が規定値以上であると判定したときには、CPUの動作クロックの周波数が第1のクロックの周波数に設定される。一方、比較手段が差分が規定値未満であると判定したときにはCPUの動作クロックの周波数が第2のクロックの周波数(<第1のクロックの周波数)に設定される。このため、差分が規定値以上であるか否かの判定に関わらず、CPUの動作クロックの周波数が第1のクロックの周波数に設定される場合に比べて、CPUで消費される電力を減らすことができる。このため、請求項13と同様の効果が得られる。 According to the eighteenth aspect of the present invention, when the comparison means determines that the difference is greater than or equal to the specified value, the frequency of the operation clock of the CPU is set to the frequency of the first clock. On the other hand, when the comparison means determines that the difference is less than the specified value, the frequency of the CPU operating clock is set to the frequency of the second clock (<the frequency of the first clock). For this reason, the power consumed by the CPU is reduced as compared with the case where the frequency of the operation clock of the CPU is set to the frequency of the first clock regardless of whether or not the difference is equal to or greater than the specified value. Can do. For this reason, the same effect as in the thirteenth aspect is obtained.
請求項19に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えていると下降期間判定手段が判定したときには、CPUがクロック発生手段からCPU自体に与えるクロックの周波数を第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする。これにより、上述の請求項14に記載の発明と同様の効果が得られる。 In the nineteenth aspect of the present invention, when the falling period determining means determines that the current sampling timing has finished the falling period, the frequency of the clock that the CPU gives to the CPU itself from the clock generating means is set to the second clock. The frequency is set. Thus, the same effect as that attained by the 14th aspect described above can be attained.
請求項20に記載の発明では、CPUは、差分が規定値以上であると比較手段が判定した後に差分が規定値未満であると比較手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、差分が規定値よりも大きな状態から小さい状態に移行する下降期間内に今回のサンプリングのタイミングが入っているか否かを判定するようになっていることを特徴とする。
In the invention according to
請求項21に記載の発明では、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っているとCPUが判定したときには、CPUは、Yn−SをYn−1と同一値にしてYnを演算することを特徴とする。 In a twenty-first aspect of the present invention, when the CPU determines that the current sampling timing is in the rising period, the CPU calculates Yn by setting Yn−S to the same value as Yn−1. And
これにより、上述の請求項16に記載の発明と同様の効果が得られる。 Thus, the same effect as that attained by the 16th aspect described above can be attained.
請求項22に記載の発明では、CPUは、差分が規定値以上であると判定することに先だって、差分が規定値未満であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているとし、
CPUは、今回の差分が規定値以上であると判定することに先だって、差分が規定値以上であると判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間を終えているとすることを特徴とする。
In the invention according to claim 22, when the CPU determines that the difference is less than the specified value prior to determining that the difference is greater than or equal to the specified value, the current sampling timing is within the rising period. Suppose that
If the CPU determines that the difference is greater than or equal to the specified value prior to determining that the current difference is greater than or equal to the specified value, the timing of the current sampling ends the rising period. And
請求項23に記載の発明では、クロック発生手段からCPUに与えられるクロックの周波数が第1のクロックの周波数に設定されているときと、クロック発生手段からCPUに与えられるクロックの周波数が第2のクロックの周波数に設定されているときとで、フィルタ演算のフィルタ特性が同一になるようにCPUがフィルタ演算で用いる係数としてのA0およびBを切り替えるようになっていることを特徴とする。 In the invention described in claim 23, when the frequency of the clock supplied from the clock generating means to the CPU is set to the frequency of the first clock, the frequency of the clock supplied from the clock generating means to the CPU is the second frequency. The CPU is configured to switch between A0 and B as coefficients used in the filter operation so that the filter characteristics of the filter operation are the same when the clock frequency is set.
請求項23に記載の発明では、CPUが第1のクロックを動作クロックとして動作する場合には、CPUが第2のクロックを動作クロックとして動作する場合と同様、従来と同等のフィルタ特性を示す演算結果を求めることができる。 In the invention described in claim 23, when the CPU operates using the first clock as the operation clock, the calculation showing the filter characteristics equivalent to the conventional case is performed as in the case where the CPU operates using the second clock as the operation clock. The result can be determined.
請求項24に記載の発明では、クロック発生手段によってCPUの動作クロックの周波数が第2のクロックの周波数に設定されているときには、CPUが1回のフィルタ演算を複数に分散化して実施することを特徴とする。 In a twenty-fourth aspect of the present invention, when the frequency of the operation clock of the CPU is set to the frequency of the second clock by the clock generation means, the CPU performs a single filter operation in a distributed manner. Features.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1に本発明に係る自動車用加速度センサ1の電気回路構成を示す。自動車用加速度センサ1は、センサ素子10、増幅回路20、制御装置30、および発振回路40から構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an electric circuit configuration of an
センサ素子10は、被検出対象としての自動車の加速度(物理量)を検出するセンサエレメントである。増幅回路20はセンサ素子10の出力信号を電圧増幅するアンプである。制御装置30は、増幅回路20の出力信号をデジタル信号に変換するとともに、この変換されたデジタル信号に対するフィルタ処理するためのデジタルフィルタ演算(以下、単に、フィルタ演算という)を実施する回路である。フィルタ処理は、デジタル信号をフィルタリング(すなわち、濾過)して濾過信号を求める処理である。
The
具体的には、制御装置30は、低消費電力回路31、AD変換器32、演算器33、および通信回路34から構成されている。
Specifically, the
低消費電力回路31は、発振回路40からのクロックを第1の分周比で分周してこの分周したクロックを第1のクロックとしてAD変換器31に出力する。低消費電力回路31は、発振回路40からのクロックを第2の分周比で分周してこの分周したクロックを第2のクロックとして演算器33のCPU36に出力する。
The low
ここで、クロックとは、一定の周波数を有する信号のことである。第1のクロックは、AD変換器31の動作クロックとして用いられる。第2のクロックは演算器33の動作クロックとして用いられる。なお、第1、第2のクロックとしては、互いに異なる周波数に設定されている。
Here, the clock is a signal having a certain frequency. The first clock is used as an operation clock for the
AD変換器32は、低消費電力回路31からのクロックに基づいて動作し、増幅回路20の出力信号を繰り返しサンプリングしてサンプリング値を出力する。演算器33は、低消費電力回路31からのクロックに基づいて動作し、AD変換器32からのサンプリング値に対するフィルタ処理を行うためのフィルタ演算を実施するデジタルフィルタ回路である。具体的には、演算器33は、メモリ35、CPU36、および積和演算器37から構成されている。
The
CPU36は、後述するように、AD変換器32からのサンプリング値(AD変換データ)に対してフィルタ処理を実行する。本実施形態のCPU36は、命令実行の必要の無い場合に、CPU36自体の実行を停止するスリープ機能(或いは、ストップ機能)を有し、外部からの割り込み(後述するAD変換器32からのAD変換完了信号、或いは電子制御装置からの演算結果要求信号の受信)にて動作を再開させるウェイクアップ機能を有する。
As will be described later, the
積和演算器37は、CPU36によるコンピュータプログラムの実行に伴って、CPU36からの指令に応じて、フィルタ処理のための積算、加算、引き算などの各種の演算を実施する。
The product-
メモリ35は、ROM、RAMから構成されて、CPU36のコンピュータプログラムを記憶するとともに、積和演算器36が演算する際に必要な演算結果を格納するバッファ(以下、演算結果バッファという)を構成する。なお、演算結果バッファの詳細については後述する。
The
通信回路34は、ホストとしての電子制御装置(図示省略)との間で通信する。図中の符号38は、低消費電力回路31、AD変換器32、演算器33、および通信回路34のうちいずれか2つの装置の間を接続するバスである。
The
次に、本実施形態の自動車用加速度センサ1の作動の説明に先立って、メモリ35の演算結果バッファについて説明する。
Next, the calculation result buffer of the
本実施形態のメモリ35には、演算結果バッファとして第1、第2、第3の演算結果バッファが用意されている。第1の演算結果バッファは、Yn−1の値を格納するためのバッファである。Yn−1は、後述するように、(n−1)回目のフィルタ演算において後述する数式1で算出される演算結果である。第2の演算結果バッファは、Yn−2の値を格納するためのバッファである。Yn−2は、後述するように、(n−2)回目のフィルタ演算において数式1で算出される演算結果である。第3の演算結果バッファは、Yn−3の値を格納するためのバッファである。Yn−3は、後述するように、(n−3)回目のフィルタ演算において数式1で算出された演算結果である。
In the
なお、以下、第1〜第3の演算結果バッファを明確に区別するために、便宜上、第1の演算結果バッファをYn−1用演算結果バッファとし、第2の演算結果バッファをYn−2用演算結果バッファとし、第3の演算結果バッファをYn−3用演算結果バッファとする。 Hereinafter, in order to clearly distinguish the first to third calculation result buffers, for convenience, the first calculation result buffer will be referred to as a Yn-1 calculation result buffer, and the second calculation result buffer will be referred to as Yn-2. The operation result buffer is used, and the third operation result buffer is used as a Yn-3 operation result buffer.
次に、本実施形態の自動車用加速度センサ1の作動について図2〜図5を参照して説明する。図2は自動車用加速度センサ1の作動の概略を示す図である。
Next, the operation of the
センサ素子10は自動車の加速度(すなわち、アナログ物理量)を示す出力信号を出力する。増幅回路20はセンサ素子10の出力信号を電圧増幅する。次に、AD変換器(図中ADと記す)32は、増幅回路20の出力信号(すなわち、アナログ信号)を一定期間毎にサンプリングしてこのサンプリング毎にサンプリング値を出力する。AD変換器32は、サンプリングが完了する毎に、AD完了信号を演算器33のCPU36に出力する。このことにより、AD変換器32がCPU36に対してアナログ/デジタル変換の完了を通知することになる。
The
CPU36は、積和演算器37とともに、後述するように、AD変換器32からのサンプリング値に対するフィルタ処理のためのフィルタ演算を繰り返し実施する。その後、通信回路34は、ホストとしての電子制御装置(図示省略)からの演算結果要求信号に対応して演算結果(デジタル信号)を電子制御装置に出力する。
The
以下、演算器33のCPU36によるメイン演算処理の詳細について図3を参照して説明する。図3はメイン演算処理の全体を示すフローチャートである。メイン演算処理の実行は、例えば演算器33に対する電源オン時にて、開始される。
Hereinafter, the details of the main calculation process by the
まず、ステップS100において、AD変換器32を初期化し、次のステップS110において通信回路34を初期化する。次のステップS120において、Yn−1用演算結果バッファ、Yn−2用演算結果バッファ、およびYn−3用演算結果バッファをそれぞれ初期化する。
First, in step S100, the
次のステップS130において、演算カウンタのカウント値Kとして−2を設定する。演算カウンタのカウント値Kは、後述する上昇期間や下降期間の判定処理(図4中のステップ310、S230)などのために用いられるパラメータである。 In the next step S130, -2 is set as the count value K of the operation counter. The count value K of the arithmetic counter is a parameter used for determination processing of an ascending period and a descending period (steps 310 and S230 in FIG. 4) described later.
次のステップS140において、AD変換器32からの割り込みを許可する。次のステップS150において、通信回路34からの割り込みを許可する。
In the next step S140, an interrupt from the
その後、スリープ(ステップS160)とウェイクアップ(ステップS170)とを交互に実施する。スリープは、CPU36が作動を停止している状態である。スリープは、CPU36によって実行すべき命令がなくなると、行われるものである。
Thereafter, sleep (step S160) and wakeup (step S170) are alternately performed. Sleep is a state in which the
ここで、CPU36は、スリープに移行する際に、低消費電力回路31にクロック停止信号を出力する。これに伴い、低消費電力回路31は、CPU36からのクロック停止信号を受けると、CPU36に対するCPUクロックの出力を停止する。このことにより、CPU36がスリープになる。
Here, the
一方、ウェイクアップは、AD変換器32および通信回路34のうちいずれか一方からの割り込みが行われたときに、行われる。具体的には、CPU36は、AD変換器32からのAD完了信号を受けたときにAD変換器32からの割り込みを受けたとしてウェイクアップを行う。通信回路34は、電子制御装置からの演算結果要求信号を受信すると、この受信した演算結果要求信号をCPU36に送信する。CPU36は、通信回路34からの演算結果要求信号を受けたときに通信回路34からの割り込みを受けたとしてウェイクアップを行う。
On the other hand, the wake-up is performed when an interrupt from either the
ここで、AD変換器32からのAD完了信号、および通信回路34からの演算結果要求信号は、低消費電力回路31に対しても送信される。このため、AD完了信号、および演算結果要求信号のうちいずれか一方の信号を低消費電力回路31が受けると、低消費電力回路31はCPU36に対するクロックの出力を開始することになる。
Here, the AD completion signal from the
CPU36は、AD完了信号、および演算結果要求信号のうちいずれか一方の信号を受けると、ウェイクアップして、AD割り込み処理や通信割り込み処理を開始することになる。
When receiving either one of the AD completion signal and the calculation result request signal, the
本実施形態のAD割り込み処理では、通常演算と間引き演算とのうちいずれか一方でフィルタ演算の演算結果を求める。通常演算とは、AD変換器32から割り込みを受ける毎にフィルタ演算を実施するものであり、間引き演算とは、通常演算を実施する周期に比べて長い周期でフィルタ演算を実施するものである。本実施形態の間引き演算の周期は、通常演算の周期の4倍の時間が設定されている。
In the AD interrupt processing of this embodiment, the calculation result of the filter operation is obtained by either the normal operation or the thinning operation. The normal calculation is to perform the filter calculation every time an interrupt is received from the
以下、AD割り込み処理の概略について説明する。図4はAD割り込み処理を示すフローチャートである。AD割り込み処理の実行は、上述のように、AD変換器32から割り込みを受ける毎に、開始される。
Hereinafter, an outline of the AD interrupt process will be described. FIG. 4 is a flowchart showing AD interrupt processing. The execution of the AD interrupt process is started every time an interrupt is received from the
まず、ステップS200において、AD変換器32から出力されるサンプリング値X(すなわち、センサ素子10の出力値)を取得して、次のステップS210(判定手段)において、サンプリング値Xが規定値以上か否かを判定する。本実施形態では、規定値は、車両が走行時か或いは衝突時かを判定するために設定されている加速度である。 First, in step S200, the sampling value X output from the AD converter 32 (that is, the output value of the sensor element 10) is acquired, and in the next step S210 (determination means), is the sampling value X equal to or greater than a specified value? Determine whether or not. In the present embodiment, the specified value is an acceleration that is set to determine whether the vehicle is traveling or a collision.
サンプリング値Xが規定値未満であるときには、ステップS210においてNOと判定して、次のステップS220に進んで、演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントする。 If the sampling value X is less than the specified value, it is determined as NO in step S210, and the process proceeds to the next step S220 to increment the count value K of the operation counter by one.
ここで、本実施形態では、サンプリング値Xが規定値未満である場合には、原則的には、長い周期でフィルタ演算を行う間引き演算により演算結果を求めるものの、サンプリング値Xが規定値より大きい状態から小さい状態に変化する下降期間において、間引き演算によりフィルタ演算を行う場合には、フィルタ演算の周期の変更が、フィルタ演算のフィルタ特性に影響し過ぎる。このため、フィルタ演算の演算結果が変動して、本来得るべき演算結果(すなわち、従来と同等の演算結果)から離れる。 Here, in the present embodiment, when the sampling value X is less than the specified value, in principle, although the calculation result is obtained by the thinning calculation that performs the filter operation in a long cycle, the sampling value X is larger than the specified value. In the descending period in which the state changes from the small state to the small state, when the filter operation is performed by the thinning-out operation, the change of the filter operation cycle affects the filter characteristics of the filter operation too much. For this reason, the calculation result of the filter calculation fluctuates and deviates from the calculation result to be originally obtained (that is, the calculation result equivalent to the conventional one).
そこで、次のステップS230(下降期間判定手段)において、今回のサンプリングのタイミングが上述の下降期間内に入っているか否かを判定するために、演算カウンタのカウント値Kが零以下であるか否かを判定する。 Therefore, in the next step S230 (falling period determining means), whether or not the count value K of the calculation counter is equal to or less than zero in order to determine whether or not the current sampling timing is within the above-described falling period. Determine whether.
例えば、(m−3)回目のAD割り込み処理のステップS210でYES判定した後において、(m−2)回目のAD割り込み処理、(m−1)回目のAD割り込み処理、およびm回目のAD割り込み処理のそれぞれのステップS210でNO判定した場合には、演算カウンタのカウント値K>0となる。mは整数であってAD割り込み処理の実行回数を示す。 For example, after determining YES in step S210 of the (m-3) th AD interrupt process, the (m-2) th AD interrupt process, the (m-1) th AD interrupt process, and the mth AD interrupt When NO is determined in each step S210 of the process, the count value K> 0 of the operation counter is obtained. m is an integer indicating the number of AD interrupt processing executions.
つまり、ステップS210でYESと判定した後にステップS210でNOと判定する判定回数が3回以上になると、演算カウンタのカウント値K>0となる。このため、上述の下降期間を終了として、ステップS230でYESと判定する。 In other words, when the number of determinations for determining NO in step S210 is three or more after determining YES in step S210, the count value K> 0 of the operation counter is satisfied. For this reason, the above-described descent period is ended, and YES is determined in step S230.
一方、ステップS210でYESと判定した後にステップS210でNOと判定する判定回数が3回未満であるときには、演算カウンタのカウント値K≦0となり、m回目のサンプリングのタイミングが上述の下降期間内に入っているとして、ステップS230でYESと判定する。このことにより、フィルタ演算の演算結果が安定する安定化期間まで待つことになる。 On the other hand, when the number of determinations for determining NO in step S210 is less than 3 after determining YES in step S210, the count value K ≦ 0 of the operation counter is satisfied, and the m-th sampling timing falls within the above-described falling period It is determined that YES is entered in step S230. This waits for a stabilization period during which the calculation result of the filter calculation is stable.
このように判定するステップS230において、演算カウンタのカウント値Kが零以下であるとして(K≦0)、YESと判定した場合には、今回のサンプリングのタイミングが上述の下降期間内に入っているとする。この場合、次のステップS240において、次の数式1で用いる係数(A、B0、B1、B2)を通常演算用の係数に設定する。
In this determination step S230, assuming that the count value K of the calculation counter is less than or equal to zero (K ≦ 0) and determining YES, the current sampling timing is within the above-described falling period. And In this case, in the next step S240, the coefficients (A, B0, B1, B2) used in the following
Yn=A0・X+B0・Yn−1
+B1・Yn−2+B2・Yn−3・・・・・・(数式1)
ここで、nはであってフィルタ演算の処理の実行回数を示す。AはXに掛けるための係数であり、B0はYn−1に掛けるための係数であり、B1はYn−2に掛けるための係数であり、B2はYn−3に掛けるための係数である。なお、B0、B1、およびB2は、特許請求の範囲に記載のBに相当する。B1、およびB2は、特許請求の範囲に記載のBSに相当し、Yn−2、Yn−3は、特許請求の範囲に記載のYn−Sに相当する。
Yn = A0 · X + B0 · Yn-1
+ B1 · Yn-2 + B2 · Yn-3 (Equation 1)
Here, n is and indicates the number of executions of the filter calculation process. A is a coefficient for multiplying X, B0 is a coefficient for multiplying by Yn-1, B1 is a coefficient for multiplying by Yn-2, and B2 is a coefficient for multiplying by Yn-3. B0, B1, and B2 correspond to B described in the claims. B1 and B2 correspond to the BS described in the claims, and Yn-2 and Yn-3 correspond to Yn-S described in the claims.
次に、ステップS250(演算手段)において、積和演算器37によって、数式1を用いたフィルタ演算処理を実施させる。
Next, in step S250 (calculation means), the product-
すなわち、AD変換器32のサンプリングの実施毎に上記ステップ200で取得されるサンプリング値を数式1中Xに代入する。当該サンプリング値としては、AD割り込み処理の実行毎に新たに取得される値が用いられる。そして、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−1に代入し、Yn−2用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−2に代入し、Yn−3用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−3に代入してYnを求めることになる。Ynはn回目のフィルタ演算の処理における演算結果である。
That is, every time sampling of the
ここで、上述の数式1は、例えばバンドパスフィルタを構成するためのものであって、増幅回路20の出力信号(すなわち、センサ素子10の出力信号)のうち所定の周波数帯の信号成分を濾過信号として抽出するために用いられる。
Here, the above-described
次のステップS260では、Yn−1用演算結果バッファの記憶値、Yn−2用演算結果バッファの記憶値、およびYn−3用演算結果バッファの記憶値を更新する。 In the next step S260, the storage value of the calculation result buffer for Yn-1, the storage value of the calculation result buffer for Yn-2, and the storage value of the calculation result buffer for Yn-3 are updated.
具体的には、Yn−1用演算結果バッファには、(n−1)回目のフィルタ演算の演算結果Ynに代えて、n回目のフィルタ演算の演算結果Ynを記憶させる。
Yn−2用演算結果バッファには、(n−1)回目のフィルタ演算で用いた演算結果Yn−1に代えて、n回目のフィルタ演算で用いた演算結果Yn−1を記憶させる。Yn−3用演算結果バッファに、(n−1)回目のフィルタ演算で用いたYn−2に代えて、n回目のフィルタ演算で用いたYn−2を記憶させる。
Specifically, the calculation result buffer Yn-1 stores the calculation result Yn of the nth filter calculation instead of the calculation result Yn of the (n-1) th filter calculation.
The calculation result buffer for Yn-2 stores the calculation result Yn-1 used in the nth filter calculation instead of the calculation result Yn-1 used in the (n-1) th filter calculation. Instead of Yn-2 used in the (n-1) th filter operation, Yn-2 used in the nth filter operation is stored in the Yn-3 operation result buffer.
ここで、上記ステップS250で算出した演算結果Ynのビット数は、電子制御装置と通信回路34との間の通信で用いられる通信データのビット数に比べて大きい。そこで、ステップS270では、上記ステップS250で算出した演算結果Ynを所定ビット数のデータに変換してYを求める。Yを構成するデータの個数は、Ynを構成するデータの個数に比べて小さい。その後、AD割り込み処理を終了する。
Here, the number of bits of the calculation result Yn calculated in step S250 is larger than the number of bits of communication data used in communication between the electronic control unit and the
また、上述のステップS230において、演算カウンタのカウント値Kが零より大きいときには(演算カウンタのカウント値K>0)、今回のサンプリングのタイミングが上記下降期間を終えているとして、NOと判定する。これに伴い、以下のように間引き演算を実施することになる。 In step S230 described above, when the count value K of the operation counter is greater than zero (the count value of the operation counter K> 0), it is determined that the current sampling timing has finished the above-described falling period, NO. Along with this, a thinning calculation is performed as follows.
次のステップS280において、演算カウンタのカウント値Kが4以上であるか否かを判定する。このことにより、間引き演算においてフィルタ演算(演算結果ynの演算)を実施するべきか否かを判定することになる。 In the next step S280, it is determined whether or not the count value K of the operation counter is 4 or more. Thus, it is determined whether or not a filter operation (calculation of the operation result yn) should be performed in the thinning operation.
ここで、演算カウンタのカウント値Kが4未満であるときには(演算カウンタのカウント値K<4)、フィルタ演算を実施するべきではないとして、ステップS280でNOと判定して、AD割り込み処理を終了する。このことにより、AD変換器32から割り込み信号を受けても、ステップS250のフィルタ演算を実行せずに、AD割り込み処理を終了して、直ちにスリープになる。
Here, when the count value K of the operation counter is less than 4 (count value K <4 of the operation counter), it is determined that the filter operation should not be performed, and NO is determined in step S280, and the AD interrupt processing is terminated. To do. As a result, even if an interrupt signal is received from the
また、演算カウンタのカウント値Kが4以上であるときには(演算カウンタのカウント値K≧4)、フィルタ演算を実施するべきであるとして、ステップS280でYESと判定する。これに伴い、ステップS290で演算カウンタのカウント値Kを零にセットして、次のステップS300に移行して、上記数式1で用いる係数を間引き演算用の係数とする。
If the count value K of the calculation counter is 4 or more (count value K of the calculation counter K ≧ 4), it is determined that the filter calculation should be performed, and YES is determined in step S280. Along with this, the count value K of the operation counter is set to zero in step S290, the process proceeds to the next step S300, and the coefficient used in
ここで、間引き演算用の係数および通常演算用の係数は、同一特性のフィルタを数式1で構成するように設定されている。例えば、数式1によりバンドパスフィルタを構成する場合には、間引き演算および通常演算は、フィルタ演算の周期が互いに異なるものの、同一周波数帯域の濾過信号を抽出するように間引き演算用の係数および通常演算用の係数が設定されている。
Here, the coefficient for thinning calculation and the coefficient for normal calculation are set so that a filter having the same characteristic is formed by
次に、ステップS250において、上述の如く、ステップS200で取得されたサンプリング値X、Yn−1用演算結果バッファの記憶値、Yn−2用演算結果バッファの記憶値、およびYn−3用演算結果バッファの記憶値を数式1に代入してYnを算出する。
Next, in step S250, as described above, the sampling value X acquired in step S200, the stored value in the Yn-1 calculation result buffer, the stored value in the Yn-2 calculation result buffer, and the calculation result for Yn-3. Yn is calculated by substituting the stored value of the buffer into
このように演算カウンタのカウント値Kが4以上になる毎に、ステップS300、S250により、間引き演算用の係数を用いてフィルタ演算を実施する。 As described above, every time the count value K of the operation counter becomes 4 or more, the filter operation is performed using the coefficient for thinning operation in steps S300 and S250.
次に、ステップS260において、上述の如く、Yn−1用演算結果バッファの記憶値、Yn−2用演算結果バッファの記憶値、およびYn−3用演算結果バッファの記憶値を更新する。その後、ステップS270でYnをYに変換した後、AD割り込み処理を終了する。 Next, in step S260, as described above, the storage value of the calculation result buffer for Yn-1, the storage value of the calculation result buffer for Yn-2, and the storage value of the calculation result buffer for Yn-3 are updated. Thereafter, after converting Yn to Y in step S270, the AD interrupt process is terminated.
また、上記ステップS210において、サンプリング値Xが規定値以上であるときには(サンプリング値X≧規定値)、YESと判定する。 In step S210, when the sampling value X is equal to or greater than the specified value (sampling value X ≧ specified value), the determination is YES.
次に、次のステップS310(上昇期間判定手段)において、サンプリング値Xが規定値よりも小さい状態から大きい状態に変化する上昇期間内に今回のサンプリングのタイミングが入っているか否かを判定するために、演算カウンタのカウント値Kが零以上であるか否かを判定する。 Next, in the next step S310 (rising period determination means), in order to determine whether or not the current sampling timing is within the rising period in which the sampling value X changes from a state smaller than the specified value to a larger state. Then, it is determined whether or not the count value K of the operation counter is greater than or equal to zero.
例えば、m回目のAD割り込み処理においてステップS210でYESと判定するに先だって、m−1回目のAD割り込み処理においてステップS210でNOと判定したときには、演算カウンタのカウント値K≧0となり、ステップS310においてYESと判定する。 For example, when it is determined NO in step S210 in the m−1th AD interrupt processing before determining YES in step S210 in the mth AD interrupt processing, the count value K ≧ 0 of the operation counter is obtained, and in step S310. It determines with YES.
つまり、今回のサンプリングのタイミング(すなわち、m回目のサンプリングのタイミング)が上昇期間内に入っていると判定する。 That is, it is determined that the current sampling timing (that is, the m-th sampling timing) is within the rising period.
m回目のAD割り込み処理にてステップS210でYESと判定するに先だって、m−1回目のAD割り込み処理にてステップS210でYESと判定したときには、演算カウンタのカウント値K<0となり、ステップS310においてNOと判定する。 Prior to the determination of YES in step S210 in the m-th AD interrupt process, if YES is determined in step S210 in the m-1th AD interrupt process, the count value K <0 of the operation counter is obtained, and in step S310. Determine NO.
つまり、今回のサンプリングのタイミング(すなわち、m回目のサンプリングのタイミング)が上昇期間を終了していると判定する。 That is, it is determined that the current sampling timing (that is, the m-th sampling timing) ends the rising period.
このように判定するステップS310において、YESと判定すると、次のステップS320において、Yn−2用演算結果バッファおよびYn−3用演算結果バッファのそれぞれに対して、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を格納する。 If YES is determined in step S310, the Yn-1 calculation result buffer is stored in the next step S320 for each of the Yn-2 calculation result buffer and the Yn-3 calculation result buffer. Stores a value.
その後、ステップS330で演算カウンタのカウント値Kに零を設定して、次のステップS240で、数式1で用いる係数を通常演算用の係数とする。
Thereafter, in step S330, zero is set to the count value K of the calculation counter, and in the next step S240, the coefficient used in
次のステップS250において、上述の如く、上記ステップ200で取得したサンプリング値を数式1中Xに代入し、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−1に代入し、Yn−2用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−2に代入し、Yn−3用演算結果バッファの記憶値を数式1中のYn−3に代入してYnを求めることになる。
In the next step S250, as described above, the sampling value acquired in step 200 is substituted for X in
ここで、Yn−2用演算結果バッファおよびYn−3用演算結果バッファのそれぞれに、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を格納している。このため、今回のステップS250において、Yn−2およびYn−3をそれぞれYn−1と同一値にしてYnを求めることになる。 Here, the stored value of the calculation result buffer for Yn-1 is stored in each of the calculation result buffer for Yn-2 and the calculation result buffer for Yn-3. Therefore, in this step S250, Yn-2 and Yn-3 are respectively set to the same value as Yn-1, and Yn is obtained.
その後、次のステップS260において、Yn−3用演算結果バッファの記憶値、Yn−2用演算結果バッファの記憶値、およびYn−1用演算結果バッファの記憶値をそれぞれ更新し、ステップS270では、YnをYに変換する。 Thereafter, in the next step S260, the storage value of the calculation result buffer for Yn-3, the storage value of the calculation result buffer for Yn-2, and the storage value of the calculation result buffer for Yn-1 are updated. In step S270, Convert Yn to Y.
次に、通信割り込み処理の詳細について図5説明する。図5は通信割り込み処理の詳細を示すフローチャートである。通信割り込み処理の実行は、上述のように、通信回路34から割り込みを受ける毎に、開始される。
Next, details of the communication interrupt processing will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing details of the communication interrupt process. The execution of the communication interrupt process is started every time an interrupt is received from the
まず、ステップS500において、通信回路34を制御して電子制御装置にYを送信させる。この送信されるYとして、通信回路34から割り込み信号の受信タイミングに対して最も近いタイミングで算出されるYが用いられる。
First, in step S500, the
次に、本実施形態のAD割り込み処理の具体例について図6、図7を参照して説明する。図6は従来のAD変換器32のサンプリングのタイミングとCPU36によるフィルタ演算の実行タイミングとの関係を示す図である。図7は本実施形態のAD変換器32のサンプリングのタイミングとCPU36によるフィルタ演算の実行タイミングとの関係を示す図である。
Next, a specific example of AD interrupt processing according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the sampling timing of the
従来の自動車用加速度センサ1では、図6に示すように、AD変換器32が増幅回路20の出力信号をサンプリングする毎にCPU36がサンプリング値Xに対するフィルタ演算(これは、図4のステップS250に相当する)を実行することになる。
In the conventional
これに対して、本実施形態の自動車用加速度センサ1では、CPU36がフィルタ演算を実施する周期を図7に示すように変化させる。以下、増幅回路20の出力信号(図7中の実線)が規定値(図7中の鎖線)よりも小さい状態から、大きくなり、その後増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも小さくなる例について説明する。
On the other hand, in the
まず、AD変換器32がm(≧3:mは整数)回目のサンプリングを実施し、ステップS210でNOと判定して、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントする。これに伴い、演算カウンタのカウント値K≧4となる場合には、ステップS230でNOと判定する。その後、ステップS300、S250により間引き演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
First, the
その後、AD変換器32が(m+1)回目〜(m+3)回目のサンプリングをそれぞれ実施したときには、ステップS210でNOと判定し、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントする。そして、演算カウンタのカウント値K<4としてステップS280でNOと判定し、フィルタ演算を実行せずに、終了する。
Thereafter, when the
次に、AD変換器32が(m+4)回目のサンプリングを実施し、ステップS210でNOと判定した場合には、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントして演算カウンタのカウント値K≧4になる。このため、ステップS280でYESと判定し、その後、ステップS300、S250により間引き演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
Next, when the
このように、AD変換器32のサンプリング値が規定値未満であり、かつ演算カウンタのカウント値K>0の場合には、演算カウンタのカウント値Kが4以上になる毎に、ステップS300、S250により間引き演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
Thus, when the sampling value of the
次に、AD変換器32が(m+5)回目のサンプリングを実施し、ステップS210でNOと判定した場合には、m回目のサンプリングの場合と同様に、フィルタ演算を実行せずに、終了する。
Next, when the
その後、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値より大きくなり、AD変換器32が(m+6)回目のサンプリングを実施すると、ステップS210でYESと判定する。この場合、ステップS310において、演算カウンタのカウント値Kが零以上となり、(m+6)回目のサンプリングのタイミングが上述の上昇期間内に入っているとして、次のステップS320において、Yn−2用演算結果バッファおよびYn−3用演算結果バッファのそれぞれに対して、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を記憶させる。この場合、ステップS240、S250により、数式1においてYn−2およびYn−3をそれぞれYn−1と同一値に設定して、通常演算用の係数を用いたフィルタ演算を実行する。
Thereafter, when the magnitude of the output signal of the
次に、AD変換器32が(m+7)回目のサンプリングを実施し、ステップS210でYESと判定すると、ステップS310において、演算カウンタのカウント値Kが零未満であるとしてNOと判定する。すなわち、(m+6)回目のサンプリングのタイミングが上述の上昇期間内から外れたと判定する。次いで、ステップS240、S250により通常演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。このとき、数式1においてYn−2およびYn−3をそのまま用いてフィルタ演算を実行する。
Next, when the
その後、AD変換器32により(m+8)回目のサンプリング、および(m+9)回目のサンプリングを実施した場合に、ステップS210でYESと判定する。この場合、ステップS240、S250により通常演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
Thereafter, when the (m + 8) -th sampling and the (m + 9) -th sampling are performed by the
その後、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値より小さくなり、AD変換器32が(m+10)回目のサンプリングを実施すると、ステップS210でNOと判定する。その後、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントし、演算カウンタのカウント値K≦0として、ステップS230でYESと判定する。この場合、(m+10)回目のサンプリングのタイミングが上述の下降期間に入っていると判定する。次いで、ステップS240、S250により通常演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
Thereafter, when the magnitude of the output signal of the
次に、AD変換器32が(m+11)回目のサンプリングを実施した場合も、上記(m+10)回目のサンプリングの場合と同様に、ステップS220のインクリメント処理をしても、演算カウンタのカウント値K≦0となる。このため、(m+11)回目のサンプリングのタイミングが上述の下降期間に入っているとして、ステップS230でYESと判定する。次いで、ステップS240、S250により通常演算用の係数を用いてフィルタ演算を実行する。
Next, even when the
次に、AD変換器32が(m+12)回目のサンプリングを実施し、ステップS210でNOと判定すると、ステップS220のインクリメント処理を経て、演算カウンタのカウント値K>0となる。このため、(m+12)回目のサンプリングのタイミングが上述の下降期間を終了したとして、ステップS230でYESと判定する。その後、ステップS280でNOと判定して、フィルタ演算を実行せずに、終了する。
Next, when the
このようにCPU36がAD変換器32からAD割り込みを受ける毎にAD割り込み処理を実施して、フィルタ演算処理を行う。このとき、CPU36がAD割り込み処理を実施中に通信回路34から通信割り込みを受けると(図中Ta参照)、AD割り込みを処理の終了後(図中Tb参照)に通信割り込み処理を行う。ここで、AD割り込み処理および通信割り込み処理を除いた期間では、CPU36がスリープになる。
In this way, every time the
また、サンプリング値Xが規定値未満で、かつ演算カウンタのカウンタ値が零より小さいときに、図8(b)に示すように、CPU36が間引き演算を実施する。
When the sampling value X is less than the specified value and the counter value of the operation counter is less than zero, the
すなわち、AD変換器32からAD割り込みを受ける毎にAD割り込み処理を実施するものの、フィルタ演算の回数を間引いて、AD割り込み処理を4回実施する毎に1回のフィルタ演算を行う。図8(b)に示す例では、通信割り込みがAD割り込みを処理に対してオフセットしたタイミングで行われた例を示し、AD割り込みを処理および通信割り込み処理を除いた期間ではCPU36がスリープになっている。
In other words, AD interrupt processing is performed every time an AD interrupt is received from the
これに対して、従来の自動車用加速度センサ1の場合には、図9に示すように、CPU36がAD変換器32からAD割り込みを受ける毎にAD割り込み処理を実施してフィルタ演算処理を行う。このとき、AD割り込みを処理および通信割り込み処理を除いた期間は、ウエイトモードになっている。
On the other hand, in the case of the conventional
以上説明した本実施形態によれば、自動車の加速度を検出するセンサ素子10と、センサ素子10の出力信号を電圧増幅する増幅回路20と、増幅回路20の出力信号を一定期間毎にサンプリングするAD変換器32とを備え、演算器33は、AD変換器32から出力されるサンプリング値に対してフィルタ処理を行うためのフィルタ演算を繰り返し実施し、AD変換器32から出力されるサンプリング値が規定値以上であると判定したときには、短い周期でフィルタ演算を繰り返し実施し、サンプリング値が規定値未満であるときには、長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施することを特徴としている。
According to the embodiment described above, the
このため、本実施形態によれば、サンプリング値が規定値未満であるか否かに関わらず、AD変換器32がサンプリングを実行する毎に、フィルタ演算を実施する場合に比べて、フィルタ演算の回数を減らすことができる。このため、CPU36の演算量を減らすことができる。したがって、CPU36、ひいては演算器33の電力消費を低減することができる。
For this reason, according to the present embodiment, each time the
本実施形態では、通常演算を実施するときには、通常演算用係数を用いて数式1を用いてフィルタ演算を実施する。間引き演算を実施するときには、間引き演算用係数を用いて数式1を用いてフィルタ演算を実施する。
In this embodiment, when normal calculation is performed, filter calculation is performed using
ここで、間引き演算のフィルタ特性と通常演算のフィルタ特性とが互いに同一になるように通常演算用係数および間引き演算用係数が設定されている。このため、間引き演算および通常演算は、フィルタ演算を実施する周期が互いに異なるものの、従来と同等のフィルタ演算の演算結果Ynを求めることができる。 Here, the normal calculation coefficient and the thinning calculation coefficient are set so that the filter characteristic of the thinning calculation and the filter characteristic of the normal calculation are the same. For this reason, although the thinning calculation and the normal calculation have different periods for performing the filter calculation, it is possible to obtain the calculation result Yn of the filter calculation equivalent to the conventional one.
本実施形態では、演算カウンタのカウント値K≦0であるとき、今回のサンプリングのタイミングが増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも大きい状態から規定値よりも小さい状態に変化する下降期間内に入っているとして、サンプリング値X≦規定値であるにも関わらず、フィルタ演算として通常演算を実施する。
In the present embodiment, when the count value K ≦ 0 of the operation counter, the current sampling timing is lowered so that the magnitude of the output signal of the
ここで、仮に、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているときに、フィルタ演算として間引き演算を実施した場合には、フィルタ演算を実施する周期を長くする(すなわち、フィルタ演算を間引く)ことに伴って演算結果Ynの変動が生じて、本来得るべき従来と同等の演算結果からずれてしまう。 Here, if the thinning calculation is performed as the filter calculation when the current sampling timing is within the falling period, the cycle for performing the filter calculation is increased (that is, the filter calculation is thinned out). As a result, the calculation result Yn fluctuates and deviates from the calculation result equivalent to the conventional one that should be obtained.
そこで、本実施形態では、上述の如く、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているとしてステップS230でYESと判定したときには、フィルタ演算としての通常演算を実施して、フィルタ演算を実施する周期を長くすることに伴って演算結果Ynの変動が生じることを抑制することができるので、従来と同等の演算結果Ynを求めることができる。 Therefore, in the present embodiment, as described above, when it is determined YES in step S230 that the current sampling timing is within the falling period, the normal calculation as the filter calculation is performed and the filter calculation is performed. Since the fluctuation of the calculation result Yn can be suppressed as the cycle is lengthened, the calculation result Yn equivalent to the conventional one can be obtained.
すなわち、ステップS230でYESと判定した場合には演算結果Ynが安定するまでの安定化期間を設け、この期間の間は、通常演算を実施し、安定化期間が終了したら間引き演算に移行する。これにより、センサ素子10からの出力信号の大きさが、制御として監視外の値である間は、演算量を低減し、その余った時間、演算器33を停止させることで、消費電力を低減することができる。
That is, when YES is determined in step S230, a stabilization period is provided until the calculation result Yn is stabilized . During this period, normal calculation is performed, and when the stabilization period ends, the process proceeds to thinning calculation. As a result, while the magnitude of the output signal from the
本実施形態では、ステップS310において、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているとしてYESと判定する。これに伴い、Yn−3およびYn−2をそれぞれYn−1と同一値に設定して数式1の演算結果Ynを求める。
In the present embodiment, in step S310, it is determined that the current sampling timing is within the rising period, YES. Accordingly, Yn-3 and Yn-2 are respectively set to the same value as Yn-1, and the calculation result Yn of
このため、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間内に入っているときに、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも小さい状態であるときの演算結果(Yn−3、Yn−2)がフィルタ特性に影響を与えることを抑制することができるので、従来と同等の演算結果Ynを求めることができる。
Therefore, when the current sampling timing is within the rising period, the calculation result (Yn-3, Yn-2) when the magnitude of the output signal of the
但し、車両衝突時には、上昇期間の終了後に、加速度が急激に変化する。そして、上昇期間の終了後にて加速度が急激に変化する期間のフィルタ特性に、Yn−3およびYn−2が影響を与えることはない。このため、ステップS320の処理を用いないで、本実施形態を実施してもよい。 However, at the time of a vehicle collision, the acceleration changes rapidly after the end of the ascending period. And Yn-3 and Yn-2 do not affect the filter characteristics during the period in which the acceleration changes rapidly after the end of the rising period. For this reason, you may implement this embodiment, without using the process of step S320.
次に、本実施形態の自動車用加速度センサ1の具体的な数値例について説明する。
Next, specific numerical examples of the
例えば、自動車停車時には加速度が発生しなく、自動車が走行時には加速度が数G以下でゆっくり変化する。車両衝突時では20G以上の加速度が発生し加速度が急激に変化する。このため、AD変換器32としては20KHz程度の周期でサンプリングを実施する。増幅回路20の出力信号(すなわち、センサ素子10の出力)の変化の大小(すなわち、ゆっくり変化するのか、或いは急激な変化であるか)を判定するための規定値としては、数G相当の値を用いる。このことは、車両が低速で走行しているときには、演算器33は、上述のように、長い周期でフィルタ演算を繰り返し実施する。このため、演算量を減らすことができる。例えば、車両が低速で走行しているときには、車両衝突などの高速計算を実施せずに1/10に演算量を減らすことが可能であるため、CPU36の消費電力を約1/10まで低減することが出来る。
(第2実施形態)
上述の第1実施形態では、サンプリング値Xが規定値未満であるときには、フィルタ演算を長い周期で実施する例について説明したが、これに代えて、本第2実施形態では、サンプリング値Xが規定値未満であるときには、CPU36の動作クロックの周波数を低くする例について説明する。
For example, no acceleration occurs when the automobile is stopped, and the acceleration changes slowly at several G or less when the automobile is running. At the time of a vehicle collision, an acceleration of 20G or more occurs and the acceleration changes rapidly. For this reason, the
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the example in which the filter operation is performed with a long period when the sampling value X is less than the specified value has been described. Instead, in the second embodiment, the sampling value X is specified. An example in which the frequency of the operation clock of the
図10に本実施形態の自動車用加速度センサ1の電気回路構成を示す。本実施形態の自動車用加速度センサ1は、センサ素子10、増幅回路20、制御装置30A、および発振回路40から構成されている。
FIG. 10 shows an electric circuit configuration of the
本実施形態の自動車用加速度センサ1のうち制御装置30A以外の他の構成(10、20、40)は、図1の自動車用加速度センサ1の回路構成と同様である。そこで、他の構成(10、20、40)の説明を省略し、以下、制御装置30Aについて説明する。
The configuration (10, 20, 40) other than the
本実施形態の制御装置30Aは、分周器31a、クロック切替器31b、AD変換器32、演算器33、比較器33a、および通信回路34から構成されている。
The
制御装置30Aは、図1において、低消費電力回路に代えて、分周器31a、クロック切替器31b、および比較器33aを備える構成となっている。そこで、AD変換器32、演算器33、および通信回路34の説明を簡素化し、分周器31a、クロック切替器31b、および比較器33aについて説明する。
In FIG. 1, the
分周器31aは、発振器40から出力されるクロックを異なる三つの分周比で分周して、AD変換クロック、および第1、第2のCPUクロックを出力する。
The
第1、第2のCPUクロックは、クロック切替器31bに出力されるもので、後述するように演算器33のCPU36の動作クロックとして用いられる。
The first and second CPU clocks are output to the
ここで、第1のCPUクロックの周波数をfcpuとすると、第2のCPUクロックの周波数は(fcpu/4)となる。つまり、第1のCPUクロックの周波数は、第2のCPUクロックの周波数に比べて高く設定されている。AD変換クロックは、AD変換器32の動作クロックとして用いられる。AD変換クロックの周波数fadは、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)および第2のCPUクロックの周波数(fcpu/4)に対して異なる周波数に設定されている。
Here, if the frequency of the first CPU clock is fcpu, the frequency of the second CPU clock is (fcpu / 4). That is, the frequency of the first CPU clock is set higher than the frequency of the second CPU clock. The AD conversion clock is used as an operation clock for the
比較器33aは、AD変換器32から出力されるサンプリング値X(すなわち、AD変換データ)がCPU36により設定される基準データよりも大きいか否かを判定する。本実施形態の基準データとしては、上述の第1実施形態で用いた規定値と同一の値を示すデータが用いられる。
The
クロック切替器31bは、後述するように、AD変換器32或いはCPU33の出力信号に応じて、第1、第2のCPUクロックのうちいずれか一方のCPUクロックをCPU36に出力する。
As will be described later, the
次に、本実施形態の自動車用加速度センサ1の作動について図11〜図13を参照して説明する。
Next, the operation of the
本実施形態のセンサ素子10、増幅回路20、AD変換器32、および演算器33のそれぞれの作動は、上記第1の実施形態と実質的に同様である。本実施形態の演算器33のCPU36が上記第1の実施形態と異なる作動を行う。そこで、以下、自動車用加速度センサ1のうち、CPU36、および分周器31a、クロック切替器31b、および比較器33a以外の回路構成(10、20、32、33)については、説明を簡素化し、CPU36、および分周器31a、クロック切替器31b、および比較器33aについて説明する。
The operations of the
まず、電源オン時にて、発振器40がクロックの出力を開始する。分周器31aは、発振器40からのクロックを分周したAD変換クロックをAD変換器32に出力するとともに、発振器40からのクロックを分周した第1、第2のCPUクロックをクロック切替器31bに出力する。そして、クロック切替器31bは、第1のCPUクロックをCPU36に出力する。これに伴い、CPU36は、第1のCPUクロックを動作クロックとして動作を開始することになる。すなわち、CPU36は、第1のCPUクロックを動作クロックとして動作する状態で、メイン演算処理を実行することになる。
First, when the power is turned on, the
図11は、図3に代えて用いられるCPU36のメイン演算処理の全体を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the entire main arithmetic processing of the
図11のフローチャートは、図3のフローチャート中のステップS130とステップS140との間にステップS135を追加して構成されたものである。ステップS135は、CPU36が基準データを比較器33aに対して設定するステップである。
The flowchart of FIG. 11 is configured by adding step S135 between steps S130 and S140 in the flowchart of FIG. Step S135 is a step in which the
まず、CPU36は、ステップS100におけるAD変換器32の初期化処理、ステップS110における通信回路34の初期化処理、ステップS120における演算結果バッファの初期化処理をそれぞれ実行して、その後のステップS135にて比較器33aに対して基準データを設定する。基準データとしては、上述の如く、上記第1実施形態で用いた規定値を示すデータが用いられている。CPU36は、次にステップS130における演算カウンタのカウント値Kの設定処理と、ステップS140におけるAD変換器32からの割り込みを許可処理とを実行する。その後、CPU36は、上述の第1実施形態と同様に、スリープ(ステップS160)とウェイクアップ(ステップS170)とを交互に実施する。
First, the
AD変換器32は、上記ステップS100におけるAD変換器32の初期化処理に伴ってリセットされる。このため、AD変換器32は、分周器31aからのAD変換クロックを動作クロックとしてサンプリング動作を開始する。
The
したがって、上記ステップS100の処理に伴って、AD変換器32は、サンプリングを繰り返し実施するとともに、このサンプリング毎にサンプリング値をCPU36および比較器33aに出力する。これに加えて、AD変換器32は、1回のサンプリングを終了する毎にAD完了信号を割り込み信号としてCPU36に出力する。
Accordingly, the
比較器33aは、AD変換器32によりサンプリングが実施される毎に、AD変換器32から出力されるサンプリング値(すなわち、AD変換データ)が規定値以上であるか否かを判定するとともに、その判定結果を示す判定結果信号をCPU36に出力する。一方、CPU36は、AD変換器32からのAD完了信号(すなわち、AD割り込み)を受ける毎に、上述の判定結果信号を用いたAD割り込み処理を実行する。
Each time the sampling is performed by the
これに加えて、比較器33aは、AD変換器32から出力されるサンプリング値(すなわち、AD変換データ)が規定値以上であると判定する毎に、比較器33aは、クロック切替器31bからCPU36に与えられるクロックの周波数を高速化する。
In addition, every time the
すなわち、比較器33aは、AD変換器32から出力されるサンプリング値が規定値以上であると判定する毎に、クロック切替器31bからCPU36に与えられるクロックの周波数を第1のCPUクロックの周波数に設定する。このため、比較器33aは、サンプリング値が規定値以上であると判定する毎に、CPU36は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)を動作クロックの周波数として動作を開始することになる。
That is, each time the
一方、サンプリング値が規定値未満であると比較器33aが判定したときには、後述するように、図12中のステップS400において、CPU36は、比較器33aから出力される判定結果信号に応じて、クロック切替器31bからCPU36に与えられるクロックの周波数を第2のCPUクロックの周波数(fcpu/4)に設定する。
On the other hand, when the
以下、本実施形態のCPU36によるAD割り込み処理の擬略について説明する。図12は、図4に代えて用いられるフローチャートであって、AD割り込み処理を示している。AD割り込み処理の実行は、上述のように、AD変換器32からAD完了信号を受ける毎に、開始される。ここで、クロック切替器31bによって、CPU36の動作周波数の初期値が第1のCPUクロックの周波数に設定されている。
Hereinafter, the pseudo-abbreviation of the AD interrupt processing by the
まず、ステップS200において、AD変換器32からのサンプリング値Xを取得して、次のステップS210aにおいて、比較器33aからの判定結果信号に基づいて比較器33aによる判定結果を確認する。
First, in step S200, the sampling value X from the
ここで、AD変換器32から出力されるサンプリング値X(すなわち、AD変換データ)が規定値以上であると比較器33aが判定したことを確認し、ステップS310で演算カウンタのカウント値K≧0としてYESと判定したときには、上述の第1実施形態と同様、ステップ310の演算カウンタのカウント値Kの判定処理と、ステップS320の演算結果バッファの設定処理と、ステップS240の通常演算用係数の設定処理と、ステップS250のフィルタ演算処理と、ステップS260の演算結果バッファの更新処理と、ステップS270のYn/Yのデータ変換処理とをそれぞれ実行する。
Here, it is confirmed that the
また、AD変換器32から出力されるサンプリング値X(すなわち、AD変換データ)が規定値未満であるとき、ステップS220に移行して演算カウンタのインクリメント処理を実行後に、ステップS230に進んで、演算カウンタのカウント値Kが零以下であるか否かを判定する。
When the sampling value X (that is, AD conversion data) output from the
演算カウンタのカウント値Kが零以下であるときには、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているとして、ステップS230においてYESと判定する。この場合には、クロック切替器31bからCPU36に出力されるクロックの周波数が第1のCPUクロックの周波数に維持される。そして、次のステップS240、S250において、上述の第1実施形態と同様、数式1の係数に通常演算用の係数を設定して数式1のYnを算出する。
When the count value K of the calculation counter is less than or equal to zero, it is determined that the current sampling timing is within the falling period, and YES is determined in step S230. In this case, the frequency of the clock output from the
一方、上述のステップS230において、演算カウンタのカウント値Kが零より大きいときには、今回のサンプリングのタイミングが下降期間内から外れているとしてNOと判定する。そして、次のステップS400に移行して、クロック切替器31bからCPU36自体に出力されるCPUクロックの周波数を低速化する。
On the other hand, in the above-described step S230, when the count value K of the calculation counter is larger than zero, it is determined as NO because the current sampling timing is out of the falling period. Then, the process proceeds to the next step S400, and the frequency of the CPU clock output from the
具体的には、CPU36が低速化信号をクロック切替器31bに出力する。このため、クロック切替器31bは、CPU36から低速化信号を受けると、CPU36に与えるクロックの周波数を第2のCPUクロックの周波数に設定する。
このため、CPU36自体が第2のCPUクロックの周波数(fcpu/4)を動作周波数とする動作を開始することになる。
Specifically, the
Therefore, the
次に、ステップS410において、上述の数式1で用いる係数を間引き演算用の係数に設定する。
Next, in step S410, the coefficient used in
ここで、間引き演算で用いられるCPUクロックの周波数と通常演算で用いられるCPUクロックの周波数とは、互いに異なるものの、同一特性のフィルタを構成するように間引き演算用係数と通常演算用係数とが設定されている。 Here, although the frequency of the CPU clock used in the thinning calculation and the frequency of the CPU clock used in the normal calculation are different from each other, the thinning calculation coefficient and the normal calculation coefficient are set so as to form a filter having the same characteristics. Has been.
その後、ステップS420において、演算カウンタのカウント値Kが1、2、3、及び4以上の値のうち、いずれの値であるかを判定する。この判定結果に応じて次の(1)、(2)、(3)、(4)のいずれかの1つの処理を選択して実行する。 Thereafter, in step S420, it is determined whether the count value K of the calculation counter is 1, 2, 3, or 4 or more. One of the following processes (1), (2), (3), and (4) is selected and executed according to the determination result.
(1) 演算カウンタのカウント値Kが1であるときには(カウント値K=1)、ステップS430(図中フィルタ演算1と記す)において、数式1の第1項であるA0・Xを演算してこの演算結果をYnとする。その後、ステップS270に進む。Xは今回のサンプリング値である。
(1) When the count value K of the operation counter is 1 (count value K = 1), in step S430 (denoted as
(2) 演算カウンタのカウント値Kが2であるときには(カウント値K=2)、ステップS440(図中フィルタ演算2と記す)に移行する。このステップS440で、今回のステップS440に先だって実行したステップS430の演算結果をYnとし、Yn−1用演算結果バッファの記憶値をYn−1として、(Yn+B0・Yn−1)を演算する。(B0・Yn−1)は上述の数式1の第2項である。そして、(Yn+B0・Yn−1)の演算結果をYnとして、次のステップS270に進む。
(2) When the count value K of the calculation counter is 2 (count value K = 2), the process proceeds to step S440 (denoted as
(3) 演算カウンタのカウント値Kが3であるときには(カウント値K=3)、ステップS450(図中フィルタ演算3と記す)において、今回のステップS450に先だって実行したステップS440の演算結果をYnとし、Yn−2用演算結果バッファの記憶値をYn−2として、(Yn+B1・Yn−2)を演算する。(B1・Yn−2)は上述の数式1の第3項である。そして、(Yn+B1・Yn−2)の演算結果をYnとし、次のステップS270に進む。
(3) When the count value K of the calculation counter is 3 (count value K = 3), in step S450 (denoted as
(4) 演算カウンタのカウント値Kが4以上であるときには(カウント値K≧4)、ステップS460(図中フィルタ演算4と記す)において、今回のステップS460に先だって実行したステップS450の演算結果をYnとし、Yn−3用演算結果バッファの記憶値をYn−3として、(Yn+B2・Yn−3)を演算する。(B2・Yn−3)は上述の数式1の第3項である。そして、(Yn+B2・Yn−3)の演算結果をYnする。
(4) When the count value K of the calculation counter is 4 or more (count value K ≧ 4), in step S460 (denoted as
次のステップS465において、上記第1実施形態のステップS260と同様に、Yn−1用演算結果バッファの記憶値、Yn−2用演算結果バッファの記憶値、およびYn−3用演算結果バッファの記憶値を更新する。次のステップS470において演算カウンタのカウント値Kを零に設定して(K=0)、次のステップS270に進む。 In the next step S465, similar to step S260 of the first embodiment, the storage value of the calculation result buffer for Yn-1, the storage value of the calculation result buffer for Yn-2, and the storage of the calculation result buffer for Yn-3 are stored. Update the value. In the next step S470, the count value K of the calculation counter is set to zero (K = 0), and the process proceeds to the next step S270.
ここで、ステップS430、S440、S450、S460は、それぞれ、ステップS250のフィルタ演算処理を4分割した処理に相当している。このため、上記ステップS230でNOと判定すると、フィルタ演算処理を4分割して実施することになる。 Here, steps S430, S440, S450, and S460 each correspond to a process obtained by dividing the filter calculation process of step S250 into four. For this reason, if it determines with NO by the said step S230, a filter calculation process will be divided into four and implemented.
また、CPU36は、通信回路34から要求信号(すなわち、通信割り込み)を受けると、上述の第1実施形態と同様、通信回路34を制御してフィルタ演算の結果Ynを電子制御装置に送信する。
Further, when receiving a request signal (that is, a communication interrupt) from the
次に、本実施形態の演算器33の処理の具体例について図13(a)、(b)を参照して説明する。
Next, a specific example of the processing of the
図13(a)、(b)は演算器33の処理状態を示す図である。図13(a)は、本実施形態において動作周波数をfcpuとしてCPU36が動作する通常演算時のものを示し、図13(b)は、本実施形態において動作周波数をfcpu/4としてCPU36が動作する間引き演算時のものを示している。
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing the processing state of the
まず、電源がオンされると、クロック切替器31bは、CPU36に与えるクロックの周波数を、その初期値としての第1のCPUクロックの周波数に設定する。このため、CPU36は、第1のCPUクロックの周波数を動作クロック周波数として動作することになる。
First, when the power is turned on, the
その後、CPU36は、AD割り込みを受けると、AD割り込み処理を開始することになる。そして、サンプリング値X<規定値であると比較器33aが判定した旨をCPU36が確認し(図12中のステップ210a)、ステップS230において演算カウンタのカウント値K>0としてNOと判定したときには、ステップS400において、低速化信号をクロック切替器31bに出力する。このため、クロック切替器31bは、CPU36から低速化信号を受けると、CPU36に与えるクロックの周波数を第2のCPUクロックの周波数fcpu/4に設定する。このことにより、間引き演算が開始されることになる。
Thereafter, when the
この場合、演算カウンタのカウント値Kに応じて、図12中のステップS430、S440、S450、S460のうちいずれか1つのステップを選択してこの選択したステップに進んで、ステップS260のYnの演算処理を4分割した処理(以下、分割化処理という)を実施する。そして、ステップS270のYn/Y変換処理を経て終了する。 In this case, according to the count value K of the calculation counter, one of steps S430, S440, S450, and S460 in FIG. 12 is selected and the process proceeds to the selected step, and the calculation of Yn in step S260 is performed. A process obtained by dividing the process into four parts (hereinafter referred to as a division process) is performed. Then, the process ends after the Yn / Y conversion process in step S270.
以上説明した間引き演算の処理は、サンプリング値X<規定値であり、かつ演算カウンタのカウント値K>0であることが維持される限り、CPU36によりAD割り込みを受ける毎に、繰り返し実施される。
The thinning calculation process described above is repeatedly performed every time an AD interrupt is received by the
このため、j回目のAD割り込み(図13(b)中タイミングt1参照)を受けたときには、AD割り込み処理(1/4)を実行し、ステップS420において演算カウンタのカウント値K=1と判定すると、ステップS430において分割化処理(図12中フィルタ演算処理1と記す)を実施する。
For this reason, when the jth AD interrupt (see timing t1 in FIG. 13B) is received, AD interrupt processing (1/4) is executed, and it is determined in step S420 that the count value K of the operation counter is K = 1. In step S430, a division process (referred to as
次に、j+1回目のAD割り込み(図13(b)中タイミングt2参照)を受けたときには、AD割り込み処理(2/4)を実行し、ステップS420において演算カウンタのカウント値K=2と判定すると、ステップS440において分割化処理(図12中フィルタ演算処理2と記す)を実施する。
Next, when the j + 1th AD interrupt (see timing t2 in FIG. 13B) is received, AD interrupt processing (2/4) is executed, and it is determined in step S420 that the count value K = 2 of the operation counter is reached. In step S440, a division process (referred to as
次に、j+2回目のAD割り込み(図13(b)中タイミングt3参照)を受けたときには、AD割り込み処理(3/4)を実行し、ステップS420において演算カウンタのカウント値K=3と判定すると、ステップS450において分割化演算処理(図12中フィルタ演算処理3と記す)を実施する。
Next, when the j + 2th AD interrupt (see timing t3 in FIG. 13B) is received, AD interrupt processing (3/4) is executed, and it is determined in step S420 that the count value K = 3 of the operation counter. In step S450, a division calculation process (denoted as
ここで、CPU36が図13中のAD割り込み処理(3/4)を実行中に、通信回路34から通信割り込み(図中白抜きの逆三角形参照)を受けたときには、AD割り込み処理(3/4)が終了したタイミングt4にて通信割り込み処理の実行を開始する。この場合、通信回路34によってステップS460の演算結果Ynを電子制御装置に送信する。上記演算結果Ynは、タイミングt4に先だって実行されたAD割り込み処理(4/4)(図示省略)の演算結果である。
Here, when the
次に、j+3回目のAD割り込み(図13(b)中タイミングt5参照)を受けたときには、AD割り込み処理(4/4)を実行し、ステップS420において演算カウンタのカウント値K≧4と判定すると、ステップS460において分割化処理(図12中フィルタ演算処理4と記す)を実施する。これに伴い、ステップS470において演算カウンタのカウント値Kを零に設定する(カウント値K=0)。
Next, when the j + 3th AD interrupt (see timing t5 in FIG. 13B) is received, AD interrupt processing (4/4) is executed, and it is determined in step S420 that the count value K ≧ 4 of the operation counter. In step S460, a division process (referred to as
このため、j+4回目のAD割り込み(図13(b)中タイミングt6参照)を受けたときには、AD割り込み処理(1/4)の実行に際して、ステップS220で演算カウンタのカウント値を1つインクリメントし、ステップS420において演算カウンタのカウント値K=1と判定とする。このため、ステップS430において分散化処理(図12中フィルタ演算処理1と記す)を実施する。
For this reason, when receiving the j + 4th AD interrupt (see timing t6 in FIG. 13B), when executing the AD interrupt process (1/4), the count value of the operation counter is incremented by 1 in step S220. In step S420, it is determined that the count value K = 1 of the operation counter. For this reason, a decentralization process (referred to as
その後、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも大きくなり、比較器33aがサンプリング値Xが規定値以上であることを判定すると、比較器33aは、クロック切替器31bからCPU36に与えられるクロックの周波数を第1のCPUクロックの周波数に設定する。このため、CPU36は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)を動作クロックの周波数として動作を開始する。すなわち、通常演算を開始することになる。
After that, when the magnitude of the output signal of the
これに加えて、CPU36は、AD変換器32から出力されるサンプリング値Xが規定値以上であると比較器33aが判定したことを確認して(図12中ステップS210a)、ステップS310で演算カウンタのカウント値K≧0としてYESと判定する。そして、ステップS320においてYn−2用演算結果バッファおよびYn−3用演算結果バッファに対して、Yn−1用演算結果バッファの記憶値を格納する。ステップS330で演算カウンタのカウント値Kを−2に設定して、次のステップS250において積和演算器37によって、通常の演算用係数を用いたフィルタ演算を実施させる。このため、分割化処理の途中結果(すなわち、ステップS430の分割化処理の演算結果Yn)を破棄されることになる。
In addition to this, the
その後、サンプリング値Xが規定値以上であることが維持されると、比較器33aがサンプリング値Xが規定値以上であることを判定すると、比較器33aは、クロック切替器31bからCPU36に与えられるクロックの周波数を第1のCPUクロックの周波数に維持する。このため、CPU36の動作クロックの周波数は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)に維持されることになる。
Thereafter, when the sampling value X is maintained to be equal to or higher than the specified value, when the
これに加えて、CPU36は、AD変換器32から出力されるサンプリング値Xが規定値以上であると比較器33aが判定したことを確認して(図12中ステップS210a)、ステップS310で演算カウンタのカウント値K<0としてNOと判定する。次のステップS330で演算カウンタのカウント値Kを−2に設定して、次のステップS250において積和演算器37によって、通常の演算用係数を用いたフィルタ演算を実施させる。
In addition to this, the
このような通常演算の処理は、サンプリング値X≧規定値である限り、CPU36によりAD割り込みを受ける毎に、繰り返し実施されることになる(図13(a)参照)。
Such normal calculation processing is repeatedly performed every time an AD interrupt is received by the
その後、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも小さくなると、サンプリング値Xが規定値未満であると比較器33aが判定したことをステップS210aで確認する。このとき、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントして、演算カウンタのカウント値K=−1になる。すなわち、演算カウンタのカウント値K≦0となり、ステップS230においてYESと判定する。このため、CPU36の動作クロック周波数は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)に維持される。次のステップS250において通常の演算用係数を用いたフィルタ演算を実施する。
Thereafter, when the magnitude of the output signal of the
その後、サンプリング値X≧規定値であることが維持されると、サンプリング値Xが規定値未満であると比較器33aが判定したことをステップS210aで確認し、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントすると演算カウンタのカウント値K=0になる。このため、ステップS230においてYESと判定する。このため、CPU36の動作クロック周波数は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)に維持されて、次のステップS250において通常の演算用係数を用いたフィルタ演算を実施する。
After that, if it is maintained that sampling value X ≧ specified value, it is confirmed in step S210a that
その後、サンプリング値X≧規定値であることが維持されて、サンプリング値Xが規定値未満であると比較器33aが判定したことをステップS210aで確認し、ステップS220で演算カウンタのカウント値Kを1つインクリメントすると、演算カウンタのカウント値K=1になる。このため、ステップS230において、今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えているとして、NOと判定する。次のステップS400に移行して、クロック切替器31bからCPU36自体に出力されるCPUクロックの周波数を低速化する。これに伴い、上述の間引き演算が開始されることになる。
Thereafter, it is maintained in step S210a that the sampling value X ≧ specified value is maintained, and the
以上説明した本意実施形態によれば、サンプリング値X≧規定値であるときには、CPU36は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)を動作クロック周波数として動作して、AD割り込みを受ける毎に、フィルタ演算を実施してその演算結果Ynを算出することになる。
According to the embodiment described above, when the sampling value X ≧ the specified value, the
一方、サンプリング値X<規定値であるときには(但し、ステップS230において演算カウンタのカウント値K>0であるときに限る)、CPU36は、第2のCPUクロックの周波数(fcpu/4)を動作クロックの周波数として動作して、上述した分割化処理を、AD割り込みを受ける毎に実施する。
On the other hand, when the sampling value X <the specified value (however, only when the count value K> 0 of the operation counter in step S230), the
以上により、サンプリング値X<規定値であり、かつステップS230において今回のサンプリングのタイミングが下降期間を終えているとしてNOと判定したときには、CPU36は、第2のCPUクロックの周波数(fcpu/4)を動作クロック周波数として動作する。このため、サンプリング値Xと規定値との大小判定に関わらず、CPU36は、第1のCPUクロックの周波数(fcpu)を動作クロック周波数として動作する場合に比べて、CPU36で消費される電力を減らすことができる。
As described above, when it is determined NO in step S230 that the sampling value X <the specified value and the current sampling timing has finished the falling period, the
これに加えて、本実施形態では、上述の第1実施形態と同様、CPU36は、メイン演算処理、AD割り込み処理、および通信割り込み処理以外の余った期間に、スリープしている。このため、CPU36、ひいては演算器33の消費電力を減らすことができる。
In addition to this, in the present embodiment, as in the first embodiment described above, the
本実施形態では、上述の第1実施形態と同様、通常演算を実施するときには、通常演算用係数(A、B0、B1、B2)を用いて数式1を用いてフィルタ演算を実施する。間引き演算を実施するときには、間引き演算用係数(A、B0、B1、B2)を用いて数式1を用いてフィルタ演算を実施する。ここで、間引き演算用係数と通常演算用係数とは、通常演算時と間引き演算時とで同一特性のフィルタを構成するように設定されている。このため、上述の第1実施形態と同様、間引き演算および通常演算は、CPU36の動作クロックの周波数が互いに異なるものの、従来と同等のフィルタ演算の演算結果Ynを求めることができる。
In the present embodiment, as in the first embodiment described above, when performing the normal calculation, the filter calculation is performed using
本実施形態では、上述の第1実施形態と同様、演算カウンタのカウント値K≦0であるときには、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも大きい状態から規定値よりも小さい状態に変化したとする。すなわち、今回のサンプリングのタイミングが下降期間に入っていると判定する。これに伴い、フィルタ演算として通常演算を実施する。したがって、CPUクロックの周波数の低下に伴う演算結果Ynの変動を抑えることができる。
In the present embodiment, as in the first embodiment described above, when the count value K ≦ 0 of the operation counter, the magnitude of the output signal of the
本実施形態では、上述の第1実施形態と同様、演算カウンタのカウント値K≧0であるとしてステップS310でYESと判定したときには、今回のサンプリングのタイミングが上昇期間に入っているとする。この場合、ステップS320の設定処理により、数式1の演算結果Ynを求める際に用いるYn−3およびYn−2を、それぞれYn−1と同一の値にする。したがって、上述の第1実施形態と実質的に同様、Yn−3およびYn−2の影響をフィルタ特性に与えてYnが変動することを抑えることができる。なお、上述の第1実施形態の場合と同様の理由でステップS320を用いることなく、本実施形態のAD割り込み処理を構成してもよい。
In the present embodiment, as in the first embodiment described above, it is assumed that the current sampling timing is in the rising period when YES is determined in step S310 because the count value K ≧ 0 of the operation counter. In this case, Yn-3 and Yn-2 used when calculating the calculation result Yn of
(他の実施形態)
上述の第1実施形態では、通常演算時のフィルタ処理の周期の4倍の時間を間引き演算時のフィルタ処理の周期として用いる例を示したが、これに限らず、通常演算時のフィルタ処理の周期よりも間引き演算時のフィルタ処理の周期の方が長いのであれば、間引き演算時のフィルタ処理の周期としてはどのような時間を設定してもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment described above, an example has been shown in which a time four times the filter processing period at the time of normal calculation is used as the filter processing period at the time of thinning calculation. As long as the period of the filtering process at the time of the thinning calculation is longer than the period, any time may be set as the period of the filtering process at the time of the thinning calculation.
上述の第2実施形態では、通常演算時のCPU36の動作クロックの周波数fcpuの4分1の値fcpu/4を、間引き演算時のCPU36の動作クロックの周波数とした例を示したが、これに限らず、通常演算時のCPU36の動作クロックの周波数の方が間引き演算時のCPU36の動作クロックの周波数に比べて高い周波数であるならば、間引き演算時のCPU36の動作クロックの周波数としてどのような値に設定してもよい。
In the second embodiment described above, an example was shown in which the value fcpu / 4, which is a quarter of the frequency fcpu of the operation clock of the
上述の第1、第2の実施形態では、ステップ320でYESと判定したときに、ステップS320においてYn−2用演算結果バッファおよびYn−3用演算結果バッファに対してYn−1用演算結果バッファの記憶値を格納して、Yn−2およびYn−3をYn−1と同一値にしてフィルタ演算をする例を示したが、これに限らず、ステップ320、S320の処理を削除してもよい。 In the first and second embodiments described above, when YES is determined in step 320, the calculation result buffer for Yn-1 is compared with the calculation result buffer for Yn-2 and the calculation result buffer for Yn-3 in step S320. In this example, the stored value is stored and Yn-2 and Yn-3 are set to the same value as Yn-1, and the filter calculation is performed. However, the present invention is not limited to this, and the processing of steps 320 and S320 may be deleted. Good.
上述の第1実施形態では、サンプリング値Xが規定値未満であるとき(自動車の加速度の変化量が少ない場合)のフィルタ特性とサンプリング値Xが規定値以上であるとき(自動車の加速度の変化量が大きい場合)のフィルタ特性を合わせるためにフィルタの演算式の係数を変えたが、これに代えて、次のようにしてもよい。 In the first embodiment described above, when the sampling value X is less than the specified value (when the amount of change in the acceleration of the automobile is small) and when the sampling value X is equal to or greater than the specified value (the amount of change in the acceleration of the automobile). In order to match the filter characteristics of the filter), the coefficient of the filter calculation formula is changed. Alternatively, the following may be used.
すなわち、加速度の変化量が少ない場合の(すなわち、車両走行時の数G以下で加速度がゆっくり変化する場合に適した)フィルタ特性と、加速度の変化量が大きく変化する場合の(すなわち、車両衝突時の加速度が急激に変化する場合に適した)フィルタ特性とをそれぞれ別の特性にすることも可能である。 That is, filter characteristics when the amount of change in acceleration is small (that is, suitable for a case where the acceleration changes slowly at several G or less during vehicle travel) and when the amount of change in acceleration changes greatly (that is, vehicle collision) It is also possible to set different filter characteristics (suitable when the acceleration of time changes rapidly).
上述の第1実施形態では、センサ素子の出力信号Xが規定値以上であるとき、フィルタ演算を実施する周期を短い周期に設定し、センサ素子の出力信号Xが規定値未満であるとき、フィルタ演算を実施する周期を長い周期に設定することにより、サンプリング値Xに応じてフィルタ演算を実施する周期を二段階で変更した例について説明したが、これに限らず、サンプリング値Xに応じてフィルタ演算を実施する周期を三段階以上の複数段階で変化させるようにしてもよい。 In the first embodiment described above, when the output signal X of the sensor element is equal to or greater than the specified value, the cycle for performing the filter operation is set to a short cycle, and when the output signal X of the sensor element is less than the specified value, the filter The example in which the cycle for performing the filter operation is changed in two stages by setting the cycle for performing the calculation to a long cycle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the filter according to the sampling value X is used. You may make it change the period which performs a calculation in multiple steps | paragraphs of three steps or more.
例えば、車両が走行時か或いは衝突時かを判定するために設定されている規定値(以下、第1の規定値という)に加えて、車両が停止しているか否かを判定するための第2の規定値(例えば加速度1Gに相当する)を用いる。 For example, in addition to a specified value (hereinafter referred to as a first specified value) set for determining whether the vehicle is traveling or a collision, a first value for determining whether or not the vehicle is stopped. A specified value of 2 (e.g., corresponding to acceleration 1G) is used.
上述の第1実施形態の場合には、サンプリング値Xが第2の規定値未満であるときには、車両が停止しているとして、車両が走行時および衝突時に比べて、フィルタ演算の周期を長くしてフィルタ演算の回数を減らすことができ更に消費電力を下げることができる。 In the case of the above-described first embodiment, when the sampling value X is less than the second specified value, it is assumed that the vehicle is stopped, and the filter calculation cycle is made longer than when the vehicle is running and when the vehicle collides. Thus, the number of filter operations can be reduced and the power consumption can be further reduced.
上述の第2実施形態においても、サンプリング値Xに応じてCPU36の動作クロックの周波数を3段階以上の複数段階で変更するようにしてもよい。
Also in the above-described second embodiment, the frequency of the operation clock of the
具体的には、サンプリング値Xが第2の規定値未満であるときには、車両が停止しているとして、車両が走行時および衝突時に比べて、CPU36の動作クロックの周波数を低くして更にCPU36の消費電力を下げることができる。
Specifically, when the sampling value X is less than the second specified value, it is assumed that the vehicle is stopped, and the frequency of the operation clock of the
上述の第1、2実施形態において、ステップS230において今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているか否かを判定するために用いる判定回数を3として、ステップS210でYES判定した後において、ステップS210でNOと判定する判定回数が3回未満であるか否かを判定することにより、ステップS230において今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているか否かを判定する例について説明したが、これに限らず、次のようにしてもよい、
すなわち、ステップS230において今回のサンプリングのタイミングが下降期間内に入っているか否かを判定するために用いる判定回数を1以上の値ならば、3以外の値にしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the number of determinations used to determine whether or not the current sampling timing is within the falling period in step S230 is 3, and after the YES determination in step S210, the step The example in which it is determined whether or not the current sampling timing is within the falling period in step S230 has been described by determining whether or not the number of determinations for determining NO in S210 is less than 3. Not limited to this, it may be as follows:
That is, if the number of times of determination used to determine whether or not the current sampling timing is within the falling period in step S230 is a value of 1 or more, a value other than 3 may be used.
上述の第1、第2の実施形態では、CPU36以外のハードウェア回路として積和演算器37を用いてフィルタ演算処理を実施する例について説明したが、これに限らず、CPU36によってフィルタ演算処理を実施するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the example in which the filter operation processing is performed using the product-
上述の第1、2実施形態では、数式1を用いたフィルタ演算によりバンドパスフィルタの濾過信号を演算した例について説明したが、これに代えて、数式1を用いたフィルタ演算により、ローパスフィルタやハイパスフィルタなどの各種のフィルタの濾過信号を演算するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the example in which the filtered signal of the bandpass filter is calculated by the filter
上述の第1の実施形態では、増幅回路20の出力信号(すなわち、センサ素子の出力信号)が規定値未満のときには、長い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施し、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも大きいときには、短い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
In the first embodiment described above, when the output signal of the amplifier circuit 20 (that is, the output signal of the sensor element) is less than the specified value, the digital filter process is repeatedly performed in a long cycle, and the magnitude of the output signal of the
増幅回路20の出力信号(すなわち、センサ素子の出力信号)の変化量が規定値未満のときには、長い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施し、増幅回路20の出力信号の変化量が規定値よりも大きいときには、短い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施するようにしてもよい。
When the change amount of the output signal of the amplifier circuit 20 (that is, the output signal of the sensor element) is less than the specified value, the digital filter process is repeatedly performed in a long cycle, and the change amount of the output signal of the
具体的には、CPU36が、AD変換器32がサンプリングを実施する毎に、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分(=今回のサンプリング値−前回のサンプリング値)を算出し、この差分が規定値以上であるか否かを判定する。差分が規定値未満であると判定したときには、長い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施し、差分が規定値よりも大きいと判定したときには、短い周期でデジタルフィルタ処理を繰り返し実施する。
Specifically, every time the
なお、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分としては、(今回のサンプリング値−前回のサンプリング値)とする場合に限らず、差分としては、(今回のサンプリング値−前回のサンプリング値)の絶対値(=|今回のサンプリング値−前回のサンプリング値|)としてもよい。 The difference between the current sampling value and the previous sampling value is not limited to (current sampling value−previous sampling value), and the difference is (current sampling value−previous sampling value). (= | Current sampling value−previous sampling value |).
また、上述の第2の実施形態では、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値未満のときと、増幅回路20の出力信号の大きさが規定値よりも大きいときとで、CPU36の動作クロックの周波数を変更する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
In the second embodiment described above, the
すなわち、AD変換器32がサンプリングを実施する毎に、比較器33aは、今回のサンプリング値と前回のサンプリング値との差分が規定値以上であるか否かを判定し、その判定結果を示す判定結果信号をCPU36に出力する。
That is, each time the
ここで、比較器33aは差分が規定値以上であると判定する毎に、その判定結果を示す判定結果信号をクロック切替器31bに出力する。これに伴い、クロック切替器31bは、判定結果信号を受けると、第1のCPUクロックをCPU36に与える。つまり、比較器33aは、差分が規定値以上であると判定する毎に、比較器33aは、クロック切替器31bから第1のCPUクロックをCPU36に出力させるように与えるようにクロック切替器31bを制御することになる。これにより、CPU36の動作クロックの周波数が第1のCPUクロックの周波数に設定される。
Here, every time the
一方、差分が規定値未満であると比較器33aが判定したときには、比較器33aがCPU36に判定結果信号をCPU36に出力する。CPU36は、クロック切替器31bから第2のクCPUロックをCPUに与えるようにクロック切替器31bを制御する。これにより、CPU36の動作クロックの周波数が第2のCPUクロックの周波数に設定される。
On the other hand, when the
上述の第1、第2の実施形態では、数式1に基づいてA0・X以外に、B0・Yn−1、B1・Yn−2、およびB2・Yn−3を用いてYnを演算する例について説明したが、これに限らず、n回目の演算結果Ynに先だって演算された演算結果Yn−d(dは整数)に係数Bを掛けたB・Yn−dと、サンプリング値Xとを用いるのであれば、どのような手法で演算結果Ynを求めてもよく、演算結果Ynを求めるために、数式1を用いることに限定されない。
In the first and second embodiments described above, an example of calculating Yn using B0 · Yn-1, B1 · Yn-2, and B2 · Yn-3 in addition to A0 · X based on
上述の第1、2実施形態では、数式1を用いたフィルタ演算によりバンドパスフィルタの濾過信号を演算した例について説明したが、これに代えて、数式1を用いたフィルタ演算により、ローパスフィルタやハイパスフィルタなどの各種のフィルタの濾過信号を演算するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the example in which the filtered signal of the bandpass filter is calculated by the filter
上述の第1、第2の実施形態では、本発明の物理量センサとして自動車用センサを用いた例を示したが、これに代えて、自動車以外の二輪車などの各種の機器に用いるセンサに本発明を適用してもよい。 In the first and second embodiments described above, an example in which an automobile sensor is used as the physical quantity sensor of the present invention has been described. However, instead of this, the present invention is applied to a sensor used in various devices such as a motorcycle other than an automobile. May be applied.
上述の第1、第2の実施形態では、本発明の物理量センサとして加速度センサを用いた例を示したが、これに限らず、温度センサや湿度センサなどの各種のセンサに本発明を適用してもよい。 In the first and second embodiments described above, an example is shown in which an acceleration sensor is used as the physical quantity sensor of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to various sensors such as a temperature sensor and a humidity sensor. May be.
1 自動車用加速度センサ
10 センサ素子
20 増幅回路
30 制御装置
30A 制御装置
31 低消費電力回路
32 AD変換器
33 演算器
34 通信回路
35 メモリ
36 CPU
37 積和演算器
31a 分周器
31b クロック切替器
33a 比較器
40 発振回路
DESCRIPTION OF
37 multiply-add
Claims (24)
前記センサ素子の出力信号を一定期間毎にサンプリングするAD変換器(32)と、
前記AD変換器から出力されるサンプリング値をフィルタ処理するためのフィルタ演算を繰り返し実施する演算手段(S250)と、
前記AD変換器から出力されるサンプリング値が規定値以上であるか否かを判定する判定手段(S210)と、を備え、
前記サンプリング値が規定値未満であると前記判定手段が判定したときには、前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施し、前記サンプリング値が規定値以上であると前記判定手段が判定したときには、前記演算手段が短い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする物理量センサ。 A sensor element (10) for detecting a physical quantity to be detected;
An AD converter (32) for sampling the output signal of the sensor element at regular intervals;
Arithmetic means (S250) for repeatedly performing a filter operation for filtering the sampling value output from the AD converter;
Determination means (S210) for determining whether or not a sampling value output from the AD converter is a specified value or more,
When the determination means determines that the sampling value is less than a specified value, the calculation means repeatedly performs the filter calculation with a long period, and when the determination means determines that the sampling value is equal to or greater than a specified value The physical quantity sensor, wherein the calculation means repeatedly performs the filter calculation in a short cycle.
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間に入っていると前記下降期間判定手段が判定したときには、前記演算手段が短い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施し、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間を終えていると前記下降期間判定手段が判定したときには、前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする請求項1に記載の物理量センサ。 Decreasing period determining means for determining whether or not the current sampling timing is within a falling period in which the sampling value output from the AD converter shifts from a state larger than the specified value to a smaller state (S230). With
When the falling period determining means determines that the current sampling timing is in the falling period, the calculating means repeatedly performs the filter calculation in a short cycle,
2. The filter unit according to claim 1, wherein when the falling period determining unit determines that the current sampling timing has finished the falling period, the calculating unit repeatedly performs the filter calculation with a long cycle. Physical quantity sensor.
前記下降期間判定手段(S230)は、前記サンプリング値が規定値以上であると前記判定手段が判定した後に前記サンプリング値が規定値未満であると前記判定手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記下降期間内に入っているか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the determination means determines whether or not the sampling value is a specified value or more,
The descent period determining means (S230) is less than a predetermined number of times that the determining means determines that the sampling value is less than a specified value after the determining means determines that the sampling value is greater than or equal to a specified value. The physical quantity sensor according to claim 2, wherein it is determined whether or not the current sampling timing is within the falling period by determining whether or not the current sampling timing is within the falling period.
前記サンプリング値をXをとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、前記Yn−1に掛けるための係数をB0とし、Yn−Sに掛けるための係数をBSとしたとき、
前記演算手段は、A0・X、B0・Yn−1、およびBS・Yn−Sを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記AD変換器から出力されるサンプリング値が前記規定値よりも小さな状態から大きな状態に移行する上昇期間内に今回の前記サンプリングのタイミングが入っているか否かを判定する上昇期間判定手段(S310)を備え、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記上昇期間に入っていると前記上昇期間判定手段が判定したときには、前記演算手段は、前記Yn−Sを前記Yn−1と同一値にして前記Ynを演算することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter operation is Yn, the calculation result of the (n-1) th filter operation calculated before the nth filter operation is Yn-1, and the (n-1) th filter operation result. The calculation result of the (n−S) -th filter operation that is calculated prior to the filter operation is Yn−S,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, the coefficient for multiplying Yn-1 is B0, and the coefficient for multiplying Yn-S is BS,
The calculation means calculates Yn using A0 · X, B0 · Yn-1, and BS · Yn-S,
Rising period determination means for determining whether or not the current sampling timing is within a rising period in which the sampling value output from the AD converter shifts from a state smaller than the specified value to a larger state (S310) With
When the rising period determining means determines that the current sampling timing is within the rising period, the calculating means calculates Yn by setting Yn-S to the same value as Yn-1. The physical quantity sensor according to claim 1, wherein:
前記上昇期間判定手段(S310)は、前記今回のサンプリング値が規定値以上であると前記判定手段が判定することに先だって、前記判定手段が前記サンプリング値が規定値未満であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間内に入っているとし、
前記上昇期間判定手段(S310)は、前記今回のサンプリング値が規定値以上であると前記判定手段が判定することに先だって、前記判定手段が前記サンプリング値が規定値以上であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記下降期間を終えているとすることを特徴とする請求項4に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the determination means determines whether or not the sampling value is a specified value or more,
The rising period determination means (S310), when the determination means determines that the sampling value is less than a specified value prior to the determination means determining that the current sampling value is greater than or equal to a specified value. Is that the sampling timing of this time is within the rising period,
The rising period determination means (S310), when the determination means determines that the sampling value is equal to or greater than a specified value prior to the determination means determining that the current sampling value is equal to or greater than a specified value. The physical quantity sensor according to claim 4, wherein the sampling timing of the current time has finished the falling period.
前記センサ素子の出力信号を一定期間毎にサンプリングするAD変換器(32)と、
前記AD変換器から出力されるサンプリング値をフィルタ処理するフィルタ演算を繰り返し実施する演算手段(S250)と、
前記AD変換器から今回出力されるサンプリング値と前記AD変換器から前回出力されたサンプリング値との差分が規定値以上であるか否かを判定する判定手段(S210)と、を備え、
前記差分が規定値未満であると前記判定手段が判定したときには、前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施し、前記差分が規定値以上であると前記判定手段が判定したときには、前記演算手段が短い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする物理量センサ。 A sensor element (10) for detecting a physical quantity to be detected;
An AD converter (32) for sampling the output signal of the sensor element at regular intervals;
A calculation means (S250) for repeatedly performing a filter calculation for filtering the sampling value output from the AD converter;
Determining means (S210) for determining whether or not a difference between a sampling value output from the AD converter and a sampling value output last time from the AD converter is a specified value or more;
When the determination means determines that the difference is less than a specified value, the calculation means repeatedly performs the filter calculation in a long cycle, and when the determination means determines that the difference is equal to or greater than a specified value, A physical quantity sensor, wherein the calculation means repeatedly performs the filter calculation in a short cycle.
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間に入っていると前記下降期間判定手段が判定したときには、前記演算手段が短い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施し、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間を終えていると前記下降期間判定手段が判定したときには、前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を繰り返し実施することを特徴とする請求項6に記載の物理量センサ。 Decrease based on the sampling value output from the AD converter to determine whether or not the current sampling timing is within the falling period in which the difference shifts from a state larger than the specified value to a smaller state Period determining means (S230),
When the falling period determining means determines that the current sampling timing is in the falling period, the calculating means repeatedly performs the filter calculation in a short cycle,
7. The filter unit according to claim 6, wherein when the falling period determination unit determines that the current sampling timing has finished the falling period, the calculation unit repeatedly performs the filter calculation with a long cycle. Physical quantity sensor.
前記下降期間判定手段(S230)は、前記差分が規定値以上であると前記判定手段が判定した後に前記差分が規定値未満であると前記判定手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記下降期間内に入っているか否かを判定することを特徴とする請求項7に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter samples the output signal of the sensor element, the determination means determines whether or not the difference is a specified value or more,
The descent period determining means (S230) determines whether or not the number of times the determining means determines that the difference is less than a specified value after the determining means determines that the difference is greater than or equal to a specified value. The physical quantity sensor according to claim 7, wherein it is determined whether or not the current sampling timing is within the falling period.
前記サンプリング値をXとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、前記Yn−1に掛けるための係数をB0とし、Yn−Sに掛けるための係数をBSとしたとき、
前記演算手段は、A0・X、B0・Yn−1、およびBS・Yn−Sを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記差分が前記規定値よりも小さな状態から大きな状態に移行する上昇期間内に今回の前記サンプリングのタイミングが入っているか否かを判定する上昇期間判定手段(S310)を備え、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記上昇期間に入っていると前記上昇期間判定手段が判定したときには、前記演算手段は、前記Yn−Sを前記Yn−1と同一値にして前記Ynを演算することを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter operation is Yn, the calculation result of the (n-1) th filter operation calculated before the nth filter operation is Yn-1, and the (n-1) th filter operation result. The calculation result of the (n−S) -th filter operation that is calculated prior to the filter operation is Yn−S,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, the coefficient for multiplying Yn-1 is B0, and the coefficient for multiplying Yn-S is BS,
The calculation means calculates Yn using A0 · X, B0 · Yn-1, and BS · Yn-S,
A rising period determining means (S310) for determining whether or not the current sampling timing is within a rising period in which the difference shifts from a state smaller than the specified value to a larger state;
When the rising period determining means determines that the current sampling timing is within the rising period, the calculating means calculates Yn by setting Yn-S to the same value as Yn-1. The physical quantity sensor according to claim 6, wherein:
前記上昇期間判定手段(S310)は、前記差分が規定値以上であると前記判定手段が判定することに先だって、前記判定手段が前記差分が規定値未満であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間内に入っているとし、
前記上昇期間判定手段(S310)は、前記今回の前記差分が規定値以上であると前記判定手段が判定することに先だって、前記判定手段が前記差分が規定値以上であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記下降期間を終えているとすることを特徴とする請求項9に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the determination means determines whether or not the difference is a specified value or more,
If the determination means determines that the difference is less than a specified value prior to the determination means determining that the difference is greater than or equal to a specified value, the rising period determination means (S310) The sampling timing is within the rising period,
The rising period determining means (S310), when the determining means determines that the difference is equal to or greater than a specified value prior to the determination means determining that the current difference is equal to or greater than a specified value. The physical quantity sensor according to claim 9, wherein the sampling timing of the current time ends the falling period.
前記AD変換器(32)が複数回、前記サンプリングを実施する毎に前記演算手段が1回の前記フィルタ演算を実施することにより、前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を実施することを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の物理量センサ。 Each time the AD converter (32) performs the sampling, the calculation means performs the filter calculation, so that the calculation means performs the filter calculation in a short cycle,
Each time the AD converter (32) performs the sampling a plurality of times, the calculation means performs the filter calculation one time, so that the calculation means performs the filter calculation in a long cycle. The physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 10.
前記サンプリング値をXとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、Yn−dに掛けるための係数をBとしたとき、
前記演算手段は、A0・X、およびB・Yn−dを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記演算手段が長い周期で前記フィルタ演算を実施するときと、前記演算手段が短い周期で前記フィルタ演算を実施するときとでは、前記フィルタ演算のフィルタ特性が同一になるように前記演算手段が前記フィルタ演算で用いる前記係数としてのA0およびBを切り替えるようになっていることを特徴とする請求項1ないし3、6ないし8のいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter calculation is Yn, the calculation result of the (n−d) th filter calculation calculated prior to the nth filter calculation is Yn−d,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, and the coefficient for multiplying Yn-d is B,
The calculating means calculates Yn using A0 · X and B · Yn-d,
When the calculation means performs the filter calculation with a long period and when the calculation means performs the filter calculation with a short period, the calculation means is configured so that the filter characteristics of the filter calculation are the same. 9. A physical quantity sensor according to claim 1, wherein A0 and B as the coefficients used in the filter calculation are switched.
前記センサ素子の出力信号を一定期間毎にサンプリングするAD変換器(32)と、
第1のクロックとこの第1のクロックよりも低い周波数を有する第2のクロックとのうちいずれか一方のクロックを出力するクロック発生手段(31b)と、
前記AD変換器から出力されるサンプリング値が規定値以上であるか否かを判定する比較手段(33a)と、
前記クロック発生手段から出力されるクロックを動作クロックとして動作し、かつ前記AD変換器から出力されるサンプリング値をフィルタ処理するためのフィルタ演算を繰り返し実施するCPU(36)と、を備え、
前記比較手段(33a)が前記サンプリング値が規定値以上であると判定したときに、前記比較手段は、前記クロック発生手段から前記CPUに与えるクロックの周波数を前記第1のクロックの周波数に設定するようになっており、
前記比較手段(33a)が前記サンプリング値が規定値未満であると判定したときには、前記比較手段は、前記サンプリング値が規定値未満であると判定した旨を示す判定結果信号を前記CPUに出力して、前記CPUが前記クロック発生手段から前記CPU自体に与えるクロックの周波数を前記第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする物理量センサ。 A sensor element (10) for detecting a physical quantity to be detected;
An AD converter (32) for sampling the output signal of the sensor element at regular intervals;
Clock generation means (31b) for outputting any one of a first clock and a second clock having a frequency lower than the first clock;
Comparing means (33a) for determining whether or not the sampling value output from the AD converter is equal to or greater than a specified value;
A CPU (36) that operates using the clock output from the clock generation means as an operation clock and repeatedly performs a filter operation for filtering the sampling value output from the AD converter;
When the comparison means (33a) determines that the sampling value is equal to or greater than a specified value, the comparison means sets the frequency of the clock supplied from the clock generation means to the CPU as the frequency of the first clock. And
When the comparison means (33a) determines that the sampling value is less than the specified value, the comparison means outputs a determination result signal indicating that the sampling value is determined to be less than the specified value to the CPU. The physical quantity sensor is characterized in that the frequency of the clock that the CPU gives to the CPU itself from the clock generation means is set to the frequency of the second clock.
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間に入っていると前記CPUが判定したときには、前記クロック発生手段から前記CPUに与えられるクロックの周波数を前記第1のクロックの周波数に維持するようになっており、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間を終えていると前記CPUが判定したときには、前記CPUが前記クロック発生手段から前記CPU自体に与えるクロックの周波数を前記第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする請求項13に記載の物理量センサ。 The CPU determines whether or not the current sampling timing is within a falling period in which the sampling value output from the AD converter shifts from a state larger than the specified value to a smaller state. ,
When the CPU determines that the current sampling timing is in the falling period, the clock frequency supplied from the clock generation means to the CPU is maintained at the frequency of the first clock. And
When the CPU determines that the current sampling timing has finished the falling period, the CPU sets the frequency of the clock supplied from the clock generation means to the CPU itself as the frequency of the second clock. The physical quantity sensor according to claim 13, wherein
前記CPUは、前記サンプリング値が規定値以上であると前記比較手段が判定した後に前記サンプリング値が規定値よりも小さいと前記比較手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記下降期間内に入っているか否かを判定することを特徴とする請求項14に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the comparing means determines whether or not the sampling value is a specified value or more,
The CPU determines whether or not the number of times the comparison unit has determined that the sampling value is less than a predetermined value after the comparison unit has determined that the sampling value is greater than or equal to a predetermined value. The physical quantity sensor according to claim 14, wherein it is determined whether or not the timing of the current sampling is within the falling period.
前記サンプリング値をXとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、前記Yn−1に掛けるための係数をB0とし、Yn−Sに掛けるための係数をBSとしたとき、
前記CPUは、A0・X、B0・Yn−1、およびBS・Yn−Sを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記CPUは、前記AD変換器から出力されるサンプリング値が前記規定値よりも小さい状態から大きい状態に移行する上昇期間内に今回の前記サンプリングのタイミングが入っているか否かを判定するものであり、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記上昇期間に入っていると前記CPUが判定したときには、前記CPUは、前記Yn−Sを前記Yn−1と同一値にして前記Ynを演算することを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter operation is Yn, the calculation result of the (n-1) th filter operation calculated before the nth filter operation is Yn-1, and the (n-1) th filter operation result. The calculation result of the (n−S) -th filter operation that is calculated prior to the filter operation is Yn−S,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, the coefficient for multiplying Yn-1 is B0, and the coefficient for multiplying Yn-S is BS,
The CPU calculates Yn using A0 · X, B0 · Yn-1, and BS · Yn-S,
The CPU determines whether or not the current sampling timing is within a rising period in which the sampling value output from the AD converter shifts from a state smaller than the specified value to a larger state. ,
When the CPU determines that the current sampling timing is within the rising period, the CPU calculates Yn by setting Yn-S to the same value as Yn-1. The physical quantity sensor according to claim 13.
前記CPUは、前記今回のサンプリング値が規定値以上であると判定することに先だって、前記サンプリング値が規定値未満であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間内に入っているとし、
前記CPUは、前記今回のサンプリング値が規定値以上であると判定することに先だって、前記サンプリング値が規定値以上であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間を終えているとすることを特徴とする請求項16に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the comparing means determines whether or not the sampling value is a specified value or more,
If the CPU determines that the sampling value is less than the specified value prior to determining that the current sampling value is greater than or equal to the specified value, the timing of the current sampling is within the rising period. And
If the CPU determines that the sampling value is equal to or greater than a specified value prior to determining that the current sampling value is equal to or greater than a specified value, the timing of the current sampling indicates the rising period. The physical quantity sensor according to claim 16, wherein the physical quantity sensor is finished.
前記センサ素子の出力信号を一定期間毎にサンプリングするAD変換器(32)と、
第1のクロックとこの第1のクロックよりも低い周波数を有する第2のクロックとのうちいずれか一方のクロックを出力するクロック発生手段(31b)と、
前記AD変換器から今回出力されるサンプリング値と前記AD変換器から前回出力されたサンプリング値との差分が規定値以上であるか否かを判定する比較手段(33a)と、
前記クロック発生手段から出力されるクロックを動作クロックとして動作し、かつ前記AD変換器から出力されるサンプリング値をフィルタ処理するためのフィルタ演算を繰り返し実施するCPU(36)とを備え、
前記比較手段が前記差分が規定値以上であると判定したときに、前記比較手段は、前記クロック発生手段から前記CPUに与えるクロックの周波数を前記第1のクロックの周波数に設定するようになっており、
前記差分が規定値未満であると前記比較手段が判定したときには、前記比較手段は、前記差分が規定値未満であると判定した旨を示す判定結果信号を前記CPUに出力して、前記CPUが前記クロック発生手段から前記CPU自体に与えるクロックの周波数を前記第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする物理量センサ。 A sensor element (10) for detecting a physical quantity to be detected;
An AD converter (32) for sampling the output signal of the sensor element at regular intervals;
Clock generation means (31b) for outputting any one of a first clock and a second clock having a frequency lower than the first clock;
Comparison means (33a) for determining whether or not a difference between a sampling value output from the AD converter and a sampling value output last time from the AD converter is equal to or greater than a specified value;
A CPU (36) that operates using the clock output from the clock generation means as an operation clock and repeatedly performs a filter operation for filtering the sampling value output from the AD converter;
When the comparison means determines that the difference is equal to or greater than a specified value, the comparison means sets the frequency of the clock supplied from the clock generation means to the CPU as the frequency of the first clock. And
When the comparison means determines that the difference is less than a specified value, the comparison means outputs a determination result signal indicating that the difference is less than a specified value to the CPU, and the CPU A physical quantity sensor characterized in that a frequency of a clock given from the clock generation means to the CPU itself is set to a frequency of the second clock.
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間に入っていると前記CPUが判定したときには、前記クロック発生手段から前記CPUに与えるクロックの周波数が前記第1のクロックの周波数に維持されるようになっており、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記下降期間を終えていると前記下降期間判定手段が判定したときには、前記CPUが前記クロック発生手段から前記CPU自体に与えるクロックの周波数を前記第2のクロックの周波数に設定するようになっていることを特徴とする請求項18に記載の物理量センサ。 The CPU determines whether or not the current sampling timing is within a falling period in which the difference shifts from a state larger than the specified value to a smaller state based on a sampling value output from the AD converter. Is determined,
When the CPU determines that the current sampling timing is in the falling period, the clock frequency supplied from the clock generation means to the CPU is maintained at the frequency of the first clock. And
When the falling period determining means determines that the current sampling timing has finished the falling period, the frequency of the clock that the CPU gives to the CPU itself from the clock generating means is set to the frequency of the second clock. The physical quantity sensor according to claim 18, wherein the physical quantity sensor is set.
前記CPUは、前記差分が規定値以上であると前記比較手段が判定した後に前記差分が規定値未満であると前記比較手段が判定した回数が所定回数未満であるか否かを判定することにより、前記差分が前記規定値よりも大きな状態から小さい状態に移行する下降期間内に今回の前記サンプリングのタイミングが入っているか否かを判定するようになっていることを特徴とする請求項19に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the comparison means determines the difference and the specified value,
The CPU determines whether or not the number of times the comparison unit has determined that the difference is less than a specified value after the comparison unit has determined that the difference is greater than or equal to a specified value is less than a predetermined number. 20. The method according to claim 19, wherein it is determined whether or not the current sampling timing is within a falling period in which the difference shifts from a state larger than the specified value to a smaller state. The physical quantity sensor described.
前記サンプリング値をXとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、前記Yn−1に掛けるための係数をB0とし、Yn−Sに掛けるための係数をBSとしたとき、
前記CPUは、A0・X、B0・Yn−1、およびBS・Yn−Sを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記CPUは、前記差分が前記規定値よりも小さい状態から大きい状態に移行する上昇期間内に今回の前記サンプリングのタイミングが入っているか否かを判定するものであり、
前記今回のサンプリングのタイミングが前記上昇期間に入っていると前記CPUが判定したときには、前記CPUは、前記Yn−Sを前記Yn−1と同一値にして前記Ynを演算することを特徴とする請求項18ないし20のいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter operation is Yn, the calculation result of the (n-1) th filter operation calculated before the nth filter operation is Yn-1, and the (n-1) th filter operation result. The calculation result of the (n−S) -th filter operation that is calculated prior to the filter operation is Yn−S,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, the coefficient for multiplying Yn-1 is B0, and the coefficient for multiplying Yn-S is BS,
The CPU calculates Yn using A0 · X, B0 · Yn-1, and BS · Yn-S,
The CPU determines whether or not the current sampling timing is within a rising period in which the difference shifts from a state smaller than the specified value to a larger state,
When the CPU determines that the current sampling timing is within the rising period, the CPU calculates Yn by setting Yn-S to the same value as Yn-1. The physical quantity sensor according to claim 18.
前記CPUは、前記差分が規定値以上であると判定することに先だって、前記差分が規定値未満であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間内に入っているとし、
前記CPUは、前記今回の前記差分が規定値以上であると判定することに先だって、前記差分が規定値以上であると判定した場合には、前記今回の前記サンプリングのタイミングが前記上昇期間を終えているとすることを特徴とする請求項21に記載の物理量センサ。 Each time the AD converter performs the sampling, the comparing means determines whether or not the difference is a specified value or more,
If the CPU determines that the difference is less than the specified value prior to determining that the difference is greater than or equal to the specified value, the sampling timing of the current time is within the rising period. age,
If the CPU determines that the difference is greater than or equal to a specified value prior to determining that the current difference is greater than or equal to a specified value, the timing of the current sampling ends the rising period. The physical quantity sensor according to claim 21, wherein
前記サンプリング値をXとし、前記Xに掛けるための係数をA0とし、Yn−dに掛けるための係数をBとしたとき、
前記CPUは、A0・X、およびB・Yn−dを用いて前記Ynを演算するものであり、
前記クロック発生手段から前記CPUに与えられるクロックの周波数が前記第1のクロックの周波数に設定されているときと、前記クロック発生手段から前記CPUに与えられるクロックの周波数が前記第2のクロックの周波数に設定されているときとで、前記フィルタ演算のフィルタ特性が同一になるように前記CPUが前記フィルタ演算で用いる係数としてのA0およびBを切り替えるようになっていることを特徴とする請求項13ないし15、18ないし20のうちいずれか1つに記載の物理量センサ。 The calculation result of the nth filter calculation is Yn, the calculation result of the (n−d) th filter calculation calculated prior to the nth filter calculation is Yn−d,
When the sampling value is X, the coefficient for multiplying X is A0, and the coefficient for multiplying Yn-d is B,
The CPU calculates Yn using A0 · X and B · Yn-d,
When the frequency of the clock given from the clock generation means to the CPU is set to the frequency of the first clock, the frequency of the clock given from the clock generation means to the CPU is the frequency of the second clock 14. The CPU is configured to switch between A0 and B as coefficients used in the filter calculation so that the filter characteristics of the filter calculation are the same when set to. Thru | or 15, the physical quantity sensor as described in any one of 18 thru | or 20.
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