JPH02110381A - ガスレートセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮亙九児 本発明は、センサ本体に作用する角速度を検出するガス
レートセンサに関する。

従来技術 一般に、ガスレートセンサは、密閉したケーシング内で
ノズル孔から感温素子対に向かってガス流を噴出させて
おき、外部からそのセンサ本体に角速度運動が加わって
ガス流が偏向したときに感温素子対に生ずる感温出力の
差に応じたセンサ出力をとり出して、そのときセンサ本
体に作用する角速度の向きおよび大きさを検出するよう
にしている。

しかして、この種のガスレートセンサにあっては、それ
がガス流の偏向によりＰ５温素子対における放熱量の変
化の微差を感知して角速度を検出するようにしたもので
あるので、外部温度の変化がガスレートセンサの感度に
大きく影響して、その検出精度を低下させてしまうもの
となっている６また、ガスレートセンサにあってはその
製造上の理由からして角速度が何ら作用していないとき
にも固有の出力を生ずることが否めず、そのためガスレ
ートセンサ出力のオフセット補正を行なわせる必要があ
るものとなっているが、そのガスレートセンサにおける
角速度が作用していないときのオフセットの対象となる
センサ出力自体が温度の影響を受けて変化するものとな
っている。

そのため従来では、外部温度の影響を受けることがない
ように、ガスレートセンサをヒータにより強制加熱して
内部温度を温度センサにより検出しながらそれが常に一
定となるような温度調整手段をとるようにしている。

しかしこのような温度調整手段をとるのでは。

ヒータ電源を投入してからセンサ内部の温度が所定に立
ち上がって安定するまでのあいだ、ガスレートセンサの
感度およびオフセラ１−出力値が変動して正確なセンサ
出力を得ることができないものになってしまっている。

また、温度調整をしているにもかかわらず、検出精度の
高いセンサ出力を生じさせるのに適切な温度調整とはい
いがたい部分が多分に存在している実状である。

ユ皓 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、センサ内
部の温度変化に追従した適切なオフセット補正、感度補
正を適宜なして、温度変化の影響が除去された高精度な
センサ出力を得ることができるようにしたガスレートセ
ンサを提供するものである。

ｌ戊 本発明はその目的達成のため、ノズル孔から感温素子対
に向けて噴出されたガス流に対して角速度が作用したと
きに生ずるガス流の偏向にもとづいて前記感温素子対に
生じた感温出力の差に応じたセンサ出力を生ずるガスレ
ートセンサにおいて、センサ内部の温度を検出する手段
と、角速度が作用していないときのセンサ出力値をその
とき検出された温度とともに、電源オフ時にもその記憶
内容を保持することができるメモリに記憶する手段と、
その後における角速度の作用時に、そのとき検出された
温度に対応して前記メモリに記憶保持されているセンサ
出力値を読み出して、そのときのセンサ出力の補正を行
なわせる手段とをとるようにしている。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第２図に、本発明に係るガスレートセンサ本体の一構成
例を示している。

同図の構成にあって、ケーシングｌは一端が閉塞され、
他端が開放された筒状のものからなっており、その間右
端の周縁にはフランジ２が形成されている。また、その
ケーシング１の横断面形状は円周上を等分した３箇所が
内方に向かって突出した隆起条となっており、それらの
隆起条と当接するセンサ本体４との間に軸方向の流路３
が形成されている。

また、ケーシング１内に収納されるセンサ本体４は、ホ
ルダ部５と首部６と筒体部７とから構成されており、そ
のホルダ部５によってケーシング１内に封じ込められた
ガスをシールドするようにしている。ホルダ部５内には
ポンプ室８が形成されており、そのポンプ室８内にはピ
エゾプレート９からなるダイアフラム式のポンプが設け
られ、そのポンプ作用によってガスが吐出口１０から流
路３内に送り出されるようになっている。

流路３内に送り出されたガスは、筒体部７の端面の中央
部分に形成されたノズル孔１１およびその周囲に複数形
成された整流孔１２からその筒体部７の内部に形成され
たセンサ室１３内に層流として噴出され、そのセンサ室
１３の先方に設けられた感温素子対として設けられた一
対のヒートワイヤ１４ａ、１４ｂ部分を通過したのちに
ポンプ室８に戻って再びポンプ作用によって流路３内に
送り出されるようになっている。

一対のヒートワイヤ１４ａ、１４ｂは、第３図に示すよ
うに、ノズル孔１１の中心ｔｉＡｏ−〇に対して左右対
象となるように配設されており、ガスレートセンサ本体
に何ら横方向の角速度が作用しないときにはノズル孔１
１から噴出されたガスがその中心線○−○に沿ってまっ
すぐ流れて各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂに均等に当た
り、その各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂに対する放熱量
を等しくしている。

また、ガスレートセンサ本体に横方向の角速度ωが作用
すると、その大きさに応じてノズル孔１１から噴出され
たガス流が図中点線で示すように偏向して各ヒートワイ
ヤ１４ａ、１４ｂのところにおいて中心＠Ｏ−○からの
ずれεを生じ、そのためガス流が一方のヒートワイヤ１
４ａに多く当たって各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂに対
する放熱量に差異をきたすことになる。その放熱量の差
異にもとづく各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂにおける各
感温出力の差に応じたセンサ出力が増幅回路１５により
増幅されて外部に取り出され、そのセンサ出力の極性お
よび大きさによってガスレートセンサ本体に作用する角
速度ωの向きおよび大きさが検出されるようになってい
る。

なお、増幅回路１５の回路基板１６がケーシング１のフ
ランジ２部分に取り付けられている。図中、１７はガス
レートセンサ本体を支持する支持筒である。

このように構成されたガスレートセンサ本体にあっては
、そのセンサ出力が温度に依存するものとなっており、
各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂの温度Ｔに対する抵抗値
をあられす関数をそれぞれＲ＋（Ｔ）　、　Ｒｚ（Ｔ）
とすると、センサ出力Ｘは次式によって与えられる。

Ｘ＝　　（Ｒｚ（Ｔ）　　／Ｒ＋（Ｔ）　　）　　−１
・・・　（１）理想的には、Ｒ＋（Ｔ）　＝Ｒ２（Ｔ）
となるように。

各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂに温度−抵抗特性が同一
のものを使用すれば、ガスレートセンサ本体に角速度が
何ら作用しないときには前記（１）式からセンサ出力Ｘ
が雰となって、その出力補正を行なわせる必要がない。

しかし実際は、製造上の問題などからして特性が同一の
ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂを一対に設けることが困難
で、第４図に示すように、各ヒートワイヤ１４ａ、Ｌ４
ｂの温度−抵抗特性がばらついてしまう。

そのため、ガスレートセンサ本体に角速度が作用しない
ときにもセンサ出力Ｘが零にならなくなってしまい、ま
た各ヒートワイヤ１４ａ、１４ｂにおける温度の変化に
対する抵抗の変化率がそれぞれ異なって角速度の検出誤
差を生じてしまうことになる。

しかして本発明では、特に、一対に設けられる各ヒート
ワイヤ１４ａ、１４ｂにおける温度−抵抗特性がばらつ
いている場合、その特性のばらつきに応じて、センサ出
力Ｘの温度補償を以下のようにしてＥｋ適に行なわせる
ようにしている。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、ガスレートセ
ンサ本体１８を自動車に搭載して、そのセンサ出力Ｘか
ら車両の進行方向の変化量を求めるような場合、ガスレ
ートセンサ本体１８内に温度センサ１９（第２図参照）
を設けてその内部湿度Ｔを検出するようにするとともに
、ガスレートセンサ本体１８に角速度が作用していない
状態を検出するために１例えば車速センサ２０を設けて
車両の停止状態を検出することができるようにし、ＣＰ
Ｕ、制御用ＲＯＭおよびＲＡＭからなる信号処理装置ｉ
２１において、車速センサ２０の出力信号Ｖから車両の
停止状態が検出されたときに、温度センサ１９により検
出されたガスレートセンサ本体１８の内部温度Ｔおよび
センサ出力Ｘｏを読み込んで、記憶装！Ｉ２２にセンサ
出力ＸＯ値をそのときの内部温度Ｔとともに記憶させ、
その後における車両の走行時に温度センサ１９によって
検出されたガスレートセンサ本体１８の内部温度Ｔに対
応して記憶装置２２に記憶されているセンサ出力Ｘｏ値
を読み出して、そのときのガスレートセンサ本体１８の
センサ出力Ｘのオフセット補正を演算処理によって行な
わせて、オフセット補正されたセンサ出力Ｘ’　　（Ｘ
’　＝Ｘ−Ｘｏ）を生じさせるようにしている。

記憶装＝２２としては、ガスレートセンサの電源オン時
に過去のオフセットデータが利用できるように、電源オ
フ時にも記憶内容を保持することができる不揮発性のメ
モリまたは電源バックアップ用の電池が内蔵されたメモ
リなどからなっている。

ガスレートセンサ本体１８における内部温度Ｔに対する
センサ出力ｘＯ値の記憶は複数のサンプリング温度ごと
に行なわれ、各サンプリング温度ごとにおけるセンサ出
力ＸＯ値を逐次更新させながら記憶装！ｉ！！２２に記
憶させるようにして、ガスレートセンサ本体１８におけ
る特性の経年変化に対処させるようにしている。

しかして本発明によれば、ガスレートセンサ本体１８に
角速度が何ら作用していないときのセンサ出力ＸＯ値を
オフセット値として、ガスレートセンサ本体１８に角速
度が作用しているときのセンサ出力Ｘ値のオフセット補
正を行なわせる際に、ガスレートセンサ本体１８におけ
る内部温度Ｔの変化に追従した適切なオフセット値を設
定して、オフセット補正を精度良く行なわせることがで
きるようになる。

またその際１本発明では、ガスレートセンサ本体１８の
内部温度Ｔに応じたオフセット値を学習機能によって実
際に即した最適値に設定するようにしているため、常に
高精度なセンサ出力Ｘ′を得ることができるようになる
。

１ｕ長 以上１本発明によるガスレートセンサにあっては、角速
度が作用していないときのセンサ出力値をそのとき検出
されたセンサ内部の温度とともに。

Ｗ１ｉｍオフ時にもその記憶内容を保持することができ
るメモリに記憶し、その後における角速度の作用時に、
そのとき検出されたセンサ内部の温度に対応してメモリ
に記憶保持されているセンサ出力値を読み出して、その
ときのセンサ出力の補正を行なわせるようにしたもので
、センサ内部の温度変化に追従した最適なセンサ出力の
補正を行なわせることができるという優れた利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図はガスレートセンサ本体の構成例を示す平断面図、第
３図はガスレートセンサ本体に角速度が加わったときの
ガス流の偏向状態を示す図、第４図はガスレートセンサ
本体における一対のヒートワイヤにおける各温度−抵抗
特性を示す特性図である。 第１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ノズル孔から感温素子対に向けて噴出されたガス流に
   対して角速度が作用したときに生ずるガス流の偏向にも
   とづいて前記感温素子対に生じた感温出力の差に応じた
   センサ出力を生ずるガスレートセンサにおいて、センサ
   内部の温度を検出する手段と、角速度が作用していない
   ときのセンサ出力値をそのとき検出された温度とともに
   、電源オフ時にもその記憶内容を保持することができる
   メモリに記憶する手段と、その後における角速度の作用
   時に、そのとき検出された温度に対応して前記メモリに
   記憶保持されているセンサ出力値を読み出して、そのと
   きのセンサ出力の補正を行なわせる手段とをとるように
   したことを特徴とするガスレートセンサ。