JPH02268212A - 積分型角度検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は角速度センサからの角速度信号を積分して角度
を検出する積分型角度検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種の角度検出装置では、角速度センサの出
力のドリフトにより精度よ（角度を求めることが難しい
。このため、従来では角速度センサのドリフトを取り除
くために、不感帯を設けたもの（特開昭６３−７８０１
９号）が提案されている。また、センサと積分器の間に
ＤＣＣプロ２回路（ハイパスフィルタ）を配置したもの
も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の装置のうち、不感帯を設けたものでは、
ドリフトが不感帯を越えると正常動作をしなくなり、不
感帯を広げると角速度出力が正しく積分されないという
問題がある。また、ハイパスフィルタを設けた場合には
、ドリフト除去を優先すると、大きな角速度入力時には
フィルタ自身にオフセットを生じるという問題がある。

本発明はこれらの問題を解消して高精度に角度を検出す
ることを可能にした積分型角度検出装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の積分型角度検出装置は、角速度を検出する角速
度センサと、この角速度センサからの角速度信号を積分
して角度を検出する積分器と、前記角速度センサと積分
器との間に挿入されたハイパスフィルタとを備えており
、かつハイパスフィルタは該ハイパスフィルタの出力に
より時定数を制御可能に構成するとともに、その出力を
零にする制御信号入力を有している。

〔作用〕

この構成では、角速度センサからの信号に応じてハイパ
スフィルタの時定数が設定され、信号が小さいときには
短時間でドリフトを除去し、信号が大きいときにはハイ
パスフィルタにオフセットを生じることなく、そのまま
積分して角度を求めることができる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、１は角速度を検出して信号を出力する角速度
センサ、２はリセット入力付の時定数可変ハイパスフィ
ルタ、３はこのハイパスフィルタ２の出力を積分する積
分器である。前記ハイパスフィルタ２は、その時定数が
自身のハイパスフィルタの出力により制御でき、かつリ
セット入力信号によってその出力を零にすることができ
る。

この構成においては、角速度センサ１の出力は時定数可
変ハイパスフィルタ２に入力され、その出力は積分器３
により積分されて角度出力となる。

第２図は、第１図に示したハイパスフィルタ２及び積分
器３の動作を示すフローチャートであり、このフローチ
ャートを用いて第１図の装置の動作を説明する。

先ず、工程１０では、ハイパスフィルタ２が角速度セン
サ１の出力を読み込み、この出力をＸとして保存する。

次いで、工程１１ではリセット信号の入力の有無をチエ
ツクする。そして、リセット信号が入力されていれば、
工程１２において、Ｘの値をＺとして置き替える。リセ
ット信号入力が無ければ、このルーチンは実行されず、
次の工程１３にジャンプする。

工程１３では、（Ｘ−Ｚ）を■に代入し、この■をハイ
パスフィルタ２の出力として積分器３に入力させる。こ
のとき、リセット信号入力が有れば、ＺはＸと等しいた
め、ハイパスフィルタ２の出力は零となる。

工程１４では、（Ｚ十ａＴＶ）をＺに代入する。

ａはハイパスフィルタ２の時定数であり、Ｔは第２図の
実行周期により決まるサンプリング周期である。

工程１５では、■の関数であるａを計算する。

ｆ　（ｖ）の−例を第３図に示す。

工程１６では、（Ａ＋ＴＶ）をＡに代入する。

これにより角度出力が求められる。

したがって、ハイパスフィルタ２及び積分器３の制御特
性を第３図に示す特性にすることにより、入力信号が小
さい時には短時間でドリフトを取り除くことができると
ともに、大きな角速度入力時にはその角速度の値をその
まま積分することができる。

なお、第３図に示すような特性にせず、ａを一定値とす
るならば、大きな角速度入力ではバイパスフィルり自身
がオフセットする。また、このオフセットを起こさせな
いようにａを設定すると、ドリフト除去に時間がかかっ
てしまう。

ここで、他の手段で角速度Ｏを判定することができれば
、出力を零にする制御信号入力、即ちリセット信号入力
を利用して更に短時間でドリフト除去することも可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、角速度センサと積分器と
の間にハイパスフィルタを挿入し、かつハイパスフィル
タは時定数を該ハイパスフィルタの出力により制御可能
に構成するとともに、その出力を零にする制御信号入力
を有しているので、角速度センサのドリフト除去を短時
間で行うとともに、大きな角速度入力に対してもフィル
タのオフセットを防いで高精度な角度検出を実現するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図は
第１図におけるハイパスフィルタと積分器の動作を示す
フローチャート、第３図はａとＶの関係を示す図である
。 １・・・角速度センサ、２・・・時定数可変ハイパスフ
ィルタ、３・・・積分器。 第 ■ 図 第３図 ａ＝ｆ（ｖ） ↑

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、角速度を検出する角速度センサと、この角速度セン
   サからの角速度信号を積分して角度を検出する積分器と
   、前記角速度センサと積分器との間に挿入されたハイパ
   スフィルタとを備え、このハイパスフィルタは該ハイパ
   スフィルタの出力により時定数を制御可能に構成すると
   ともに、その出力を零にする制御信号入力を有すること
   を特徴とする積分型角度検出装置。