JPH05143756A - 演算増幅器のオフセツト処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オフセットの影響によるソレノイド電流検出
用オペアンプの出力のばらつきをなくする。 【構成】 ソレノイドＳＯＬの電流Ｉｓの検出用抵抗Ｒ
１両端の電圧はオペアンプ１の入力端子にそれぞれ入力
される。オペアンプ１の非反転入力端子には、バイアス
設定用電源Ｖａから抵抗Ｒ２を介してバイアスが入力さ
れる。電流Ｉｓが零のときに、ＲＯＭ３２に記憶されて
いる電圧値と同じ出力がオペアンプ１から出力されるよ
うに抵抗Ｒ２を調整して前記バイアスを設定する。この
抵抗Ｒ２は厚膜抵抗であり、トリミングによってその抵
抗値が調整される。ＣＰＵ３３では、オペアンプ１の出
力からＲＯＭ３２に格納されている値を差し引いた値
を、ソレノイドの電流を示す値として取扱う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は演算増幅器のオフセット
処理装置に関し、特に、オフセット電圧の影響による出
力信号の誤差を補正することができる演算増幅器のオフ
セット処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の各車輪の駆動力配分を行うため
の油圧装置のバルブや、エンジンの吸入空気量調整を行
うためのバルブの開度を調整するためのアクチュエータ
としてソレノイドが利用される。そして、前記ソレノイ
ドの電流を測定し、その電流と予定の基準電流とを比較
することによって上記バルブの開度を検出する方法がと
られる。

【０００３】ところで、この電流検出のための電子回路
には演算増幅器（以下、オペアンプという）が用いられ
る。このオペアンプにあっては、入力信号が零の場合に
も出力側にはオフセット電圧が発生し、このオフセット
電圧が個々の素子に異なるため、オペアンプ毎に出力誤
差が生じることが知られている。

【０００４】そこで、従来、検出精度向上のためにはオ
フセット電圧の低い素子を選別して使用したり、オフセ
ット電圧を低く抑えた高精度オペアンプを使用してい
た。また、二電源を使用し、入力オフセット電圧を調整
する回路を付加して出力の誤差を補正する場合もあっ
た。

【０００５】ところが、素子の選別には手間がかかり、
高精度オペアンプは素子の単価が高いという問題があっ
たし、入力オフセット電圧を調整する上記の方法では、
マイナス電源を準備しなくてはならないので同様に高価
格になるという問題があった。

【０００６】このような従来の問題点に対し、例えば特
開昭６０−５９８０６号公報に記載されているような方
法が提案されている。この方法は、オフセット電圧の影
響を単一電源によって補正することができるようにした
ものである。そのために、この方法では、単一の電源か
ら得られる電圧をバイアス電圧としてオペアンプの一方
の入力端子に供給する。そして、オペアンプの出力電圧
が一定のオフセット値を持つように前記バイアス電圧を
可変抵抗を含む分圧回路によってあらかじめ調整してお
く。このように調整された状態で、オペアンプの出力値
から前記オフセット分を差し引いて正しい出力値を得る
ようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
方法には、次のような問題点があった。まず、従来の方
法を実現するためには、バイアス電圧を調整するための
分圧回路に可変抵抗を備える必要があった。この可変抵
抗は、バイアス電圧を一旦調整した後は、操作の必要が
ないものである。このように調整する必要がない部品が
基板上に設けられていると、回路基板が制御装置内に占
めるスペースが大きくなり、制御装置の小形化要求に応
えることができない。

【０００８】また、従来の方法では、前記バイアス電圧
の調整によって設定されたオフセット値が、予定のオフ
セット値に対してどの程度正確に調整されているかが、
当該オペアンプの出力の正確さを決定する上で重要であ
る。このような観点からみると、手動操作によって前記
可変抵抗を正確に調整することは極めて困難な作業とな
り、品質のばらつきを生じやすいという問題点があっ
た。

【０００９】本発明の目的は、前述の問題点を解決し、
前記可変抵抗をなくして装置の小形化をはかると共に、
バイアス電圧の調整を容易にして品質のばらつきを抑え
ることができるオペアンプのオフセット処理装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解決する
ために、本発明は、一方の入力端子に入力されるバイア
スの設定用抵抗としてセラミック基板上に設けられた厚
膜抵抗をトリミングすることによって、出力値が予定の
オフセット値となるようにバイアス電圧が調整されたオ
ペアンプの出力値から前記オフセット値を減算して正し
い出力値を得るように構成した点に第１の特徴がある。

【００１１】また、本発明は、オフセット値が少なくと
も零ボルト以上になるようにバイアスを設定する手段
と、前記設定されたオフセット値のみが入力されたとき
のオペアンプの出力値を格納する記憶手段とを設け、オ
ペアンプの出力値から前記記憶手段に格納されたオペア
ンプの出力値を減算して正しい出力値を得るように構成
した点に第２の特徴がある。

【００１２】

【作用】前記第１の特徴を有する本発明では、バイアス
設定用抵抗として設けられた厚膜抵抗をトリミングする
ことによってオフセット値を調整するようにしているの
で、バイアス設定用抵抗として可変抵抗を設ける場合の
ように大きい設置スペースを必要としない。また、レー
ザ光などによる周知の手段によってトリミングを自動化
することも容易になり、精度の高い抵抗値の調整を行う
ことができる。

【００１３】さらに、第２の特徴により、本発明では、
調整されたオフセット値が記憶手段に格納されるので、
オフセット値の調整に際しては、調整されたオフセット
値が少なくとも零ボルトより大きい値になるようにバイ
アスが調整されていればよいので、バイアス設定用抵抗
の調整が容易である。

【００１４】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図１は本発明の第１実施例を示す電流検出のため
の回路図である。同図において、例えばエンジンの吸入
空気量調節用バルブを駆動させるアクチュエータとして
のソレノイドＳＯＬに接続された電流検出用抵抗Ｒ１に
よって、ソレノイドＳＯＬを流れる電流Ｉｓが検出され
る。電流検出用抵抗Ｒ１両端の電位はオペアンプ１の非
反転入力端子（＋側）と反転入力端子（−側）にそれぞ
れ供給される。

【００１５】前記非反転入力端子にはバイアス設定用と
しての抵抗Ｒ２を介して電源Ｖａからバイアス電圧が入
力される。このバイアス電圧は、ソレノイド電流Ｉｓを
零としたときのオペアンプ１の出力値が予定のオフセッ
ト値と同一となるように調整しておく。このバイアス電
圧の調整は、レーザ光などによる周知のトリミング方法
を用いて前記抵抗Ｒ２をトリミングし、その抵抗値を調
整することによって行う。また、反転入力端子には抵抗
Ｒ３を介してフィードバック電圧が入力される。

【００１６】オペアンプ１の出力信号は積分回路２で積
分された後、コンピュータ３のＡ／Ｄ変換器３１に入力
される。ＲＯＭ３２には、あらかじめ一定のオフセット
電圧が記憶されている。マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
３３では、Ａ／Ｄ変換器３１でＡ／Ｄ変換された値から
ＲＯＭ３２に記憶されているオフセット値を減算する処
理が行われ、この減算結果がソレノイド電流を示す値と
してその後の制御に用いられる。

【００１７】例えば、ＲＯＭ３２に、オフセット値Ｖｏ
ｐボルトがセットされている場合を考える。この場合、
ソレノイド電流Ｉｓが零のときに、オペアンプ１の出力
がＶｏｐボルトとなるように前記抵抗Ｒ２がトリミング
されてバイアスが設定されている。したがって、ソレノ
イド電流Ｉｓが零のとき、ＣＰＵ３３内では、Ａ／Ｄ変
換器３１の出力値つまり値Ｖｏｐボルトから、ＲＯＭ３
２に格納されている値つまり値Ｖｏｐボルトが減算され
るので、その結果としてオペアンプ１の出力が零ボルト
として検出される。

【００１８】こうして、オペアンプ１に固有のオフセッ
ト値を、バイアス電圧を加算することによって持ち上
げ、常に一定のオフセット値がオペアンプ１から出力さ
れるようにしてある。したがって、ＣＰＵ３３内でオペ
アンプ１の出力、つまりＡ／Ｄ３１の出力値から予定の
オフセット値を減算することで、オペアンプ１に固有の
オフセットに影響されないで正確なソレノイドＳＯＬの
電流を検出することができる。

【００１９】次に、図２を参照して本発明の第２実施例
を説明する。同図において図１と同符号は同一または同
等部分を示す。図２において、コンピュータ３はＲＡＭ
３４を有している。そして、ＣＰＵ３３はソレノイドＳ
ＯＬの電流が零のときのオペアンプ１の出力つまりＡ／
Ｄ変換器３１の出力値を前記ＲＡＭ３４に供給して記憶
させる。そして、ＣＰＵ３３では、ソレノイドＳＯＬに
電流が供給された場合には、そのときのオペアンプ１の
出力からＲＡＭ３４に記憶された値を減算する。

【００２０】このように、ソレノイドＳＯＬに流れる電
流が零のときのオペアンプ１の出力値がＲＡＭに記憶さ
れるので、バイアス電圧の設定精度は、第１実施例の場
合における設定精度よりも低くてよい。換言すれば、バ
イアス電圧はおおよそ一定の値になっていればよいこと
になり、調整工程が簡略化できる。

【００２１】以上、二つの実施例をまとめると、ＣＰＵ
３３ではソレノイドＳＯＬの電流Ｉｓは、次のような式
に従って計算される。 第１実施例 Ｉｓ＝オペアンプ１の出力−ＲＯＭ３２にあらかじめ記
憶されている値 第２実施例 Ｉｓ＝オペアンプ１の出力−ＲＡＭ３４に記憶された値 なお、第１および第２実施例において、ソレノイドＳＯ
Ｌの電流が零のときのオフセット値は、オペアンプ１の
固有のオフセット値がプラス方向およびマイナス方向の
いずれのときも上述の算出式を使用してソレノイドＳＯ
Ｌの電流が算出できるように、少なくとも零ボルト以上
に設定しておく。

【００２２】また、前記ＲＡＭ３４に格納されるオフセ
ット値は、任意のタイミングで更新することが望まし
い。例えば、イクニッションスイッチをオン動作する毎
に前記オフセット値を更新するようにすればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果が得られる。 （１）オペアンプの素子自体に品質のばらつきがあって
も、オフセット電圧をバイアス電圧によって一定値に持
ち上げることによって、このばらつきを補償できるの
で、オペアンプの選択が容易になり、コスト低減につな
がる。 （２）トリミングによってバイアス設定用抵抗を調整す
るようにしたので、従来のように可変抵抗を設ける必要
がなくなり、オペアンプやその周辺部品を搭載する基板
の省スペース化が図れる。 （３）設定したオフセット値をＲＡＭに記憶できるの
で、所定のオフセット値を得るためのバイアスの設定が
容易になる。その結果、バイアス設定用抵抗をトリミン
グする場合にも、その自動化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す電流検出装置の回
路図である。

【図２】 本発明の第２実施例を示す電流検出装置の回
路図である。

【符号の説明】

１…オペアンプ、 ３…コンピュータ、 Ｖａ…バイア
ス用電源、 Ｒ１…ソレノイド電流検出用抵抗、 Ｒ２
…バイアス設定用抵抗、 ３２…オフセット値設定用Ｒ
ＯＭ、 ３４…オフセット値記憶用ＲＡＭ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演算増幅器の出力値を予定値だけオフセ
   ットさせるために、予定の電圧を演算増幅器の一方の入
   力端子にバイアス電圧として供給すると共に、該演算増
   幅器の出力電圧を処理する際には、この出力電圧から前
   記予定値を減算するようにした演算増幅器のオフセット
   処理装置において、 前記バイアス電圧を設定するための設定用抵抗としてセ
   ラミック基板上に厚膜抵抗を設け、この厚膜抵抗をトリ
   ミングすることによってバイアス電圧を調整したことを
   特徴とする演算増幅器のオフセット処理装置。
2. 【請求項２】 演算増幅器の出力値をオフセットさせる
   ために、演算増幅器の一方の入力端子にバイアス電圧を
   供給すると共に、該演算増幅器の出力電圧を処理する際
   には、この出力電圧から前記オフセット分に相当する値
   を減算するようにした演算増幅器のオフセット処理装置
   において、 オフセット値が少なくとも零ボルト以上になるようにバ
   イアス電圧を設定する手段と、 一方の入力端子に前記バイアス電圧のみが入力されたと
   きの演算増幅器の出力値を格納する記憶手段とを設け、 演算増幅器の出力電圧を処理する際の、前記オフセット
   分に相当する値として前記記憶手段に格納された演算増
   幅器の出力値を使用するように構成されたことを特徴と
   する演算増幅器のオフセット処理装置。