JPH0633022U - 回転感応センサのドリフト補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ）方式のドリフト補正パルスを演算部から
出力する場合に、高分解能を得るとともにドリフト補正
の処理時間及び応答性を短縮する。 【構成】 メモリ１ｂは、回転感応センサ２の内部温度
に対応したドリフト特性を予め記憶する。演算部１ｃ
は、温度センサ１ａから温度データを入力し、メモリ１
ｂからこの温度データに対応したドリフト特性データを
読み出す。演算部１ｃは、このドリフト特性データに基
づきＰＷＭ方式のドリフト補正パルスを形成する。ドリ
フト補正パルスは、プログラムの割り込み回数で管理し
た粗調整時間部と命令数で管理した微調整時間部から成
る。このドリフト補正パルスで回転感応センサ２の基準
レベルを補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、音叉や振動ロータ等の振動質量に加わるコリオリ力を利用して方 位や角速度等を検知する回転感応センサに関し、特に該回転感応センサの出力が 温度等によって変動する、いわゆるドリフト現象を補正するための回転センサの ドリフト補正装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、回転感応センサのドリフト現象に対処する技術は、例えば特開昭６３− ２８５４１１号公報に示されている。 該従来の技術は、円筒状の振動体の振動方向を変位検出器で検出する構造にす ることにより、ドリフト現象そのものを減少するものである。 しかしながら、ドリフト現象を皆無にすることは極めて困難であり、何等かの 手段や方法によってドリフト補正を行なう必要があった。 例えば、車両に搭載した回転感応センサでは、次に示すごとき処理によってド リフト補正を行なっていた。 すなわち、前記回転感応センサは角速度に応じたレベルの電圧を出力しており 、角速度は回転感応センサの基準レベルと前記出力電圧レベルとの差によって演 算するが、前記出力電圧レベルはドリフト現象によって変動する。 その為、ドリフト現象とともに前記回転感応センサの基準レベルを可変するこ とにより、角速度の検出精度の向上を図っていた。ここに於いて、回転感応セン サの基準レベルを可変することをドリフト補正という。 そして、車両に搭載した回転感応センサでは、車両が停止時の回転感応センサ の出力電圧レベルを基準レベルとして採用することによりドリフト補正を行なっ ていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、車両が一旦走行した後は停止する機会が少く、その為、前記の ごとくドリフト補正の必要があるにも拘らずドリフト補正する機会が少く、角速 度の検出精度が低下していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は、前記ドリフト現象がほとんど回転感応センサの内部温度によって 生じ、また回転感応センサの出力電圧レベルが該センサの内部温度に応じて変動 する割合（これを、以下単に「ドリフト特性」と言う。）が、個々の回転感応セ ンサ毎に一定の傾向を示すことに着目して成されたものである。 そして、この考案は、予め記憶したドリフト特性と回転感応センサの内部温度 に基づき回転感応センサのドリフト補正を行なうことによって、ドリフト補正の 頻度を増加し、角速度の検出精度を向上させるとともに、ドリフト補正を粗調整 と微調整の２段階で行なうことによって、ドリフト補正の処理時間を短縮するこ とを目的としたものである。

【０００５】 この考案に係る回転感応センサのドリフト補正装置は、前記目的を達成するた めに、回転感応センサの内部温度を測定して温度データを出力する温度センサと 、回転感応センサの内部温度に対応したドリフト特性データを予め記憶するメモ リと、前記温度センサから温度データを入力し、かつ、前記メモリから前記温度 データに対応したドリフト特性データを読み出し、前記ドリフト特性データによ って回転感応センサの基準レベルを粗調整と微調整の２段階で補正する演算部と を有する。

【０００６】

【実施例】

添付図面は、この考案の好適な実施例を示した図面である。 同図に於いて、１はドリフト補正装置であり、温度センサ１ａ、メモリ１ｂ、 演算部１ｃ、モード切替部１ｄ、インタフェース１ｅ〜１ｇ、Ａ／Ｄ変換器１ｈ 〜１ｊ、Ｄ／Ａ変換器１ｋ，１ｌ、増幅器１ｍ、乗算器１ｎ、スケールファクタ 初期調整器１０及び加算器１ｐ，１ｑによって構成している。該ドリフト補正装 置１は、入力側に回転感応センサ２を、出力側に制御部３及び負荷４をそれぞれ 接続している。

【０００７】 以下、上記各構成を説明する。 先ず、温度センサ１ａは、回転感応センサ２の内部温度を測定して温度データ を出力するものであり、インタフェース１ｅ及びＡ／Ｄ変換器１ｈを介して演算 部１ｃに接続している。

【０００８】 またメモリ１ｂは、例えば電気的に消去及び書込みが可能なＲＯＭすなわちＥ ＥＰＲＯＭから成る。該メモリ１ｂは、回転感応センサ２の内部温度に対応した ドリフト特性データを予め記憶するものであり、演算部１ｃに接続している。ド リフト特性データをメモリ１ｂに記憶するには、例えば２つの方法が考えられる 。第１は製造工程中に於いて、回転感応センサ２を恒温槽に入れ、種々の温度を 回転感応センサ２に与え、このときの回転感応センサ２の出力からドリフト特性 データを求めてメモリ１ｂに記憶する方法である。第２は車両搭載状態に於いて 、車両が停止する毎に回転感応センサ２の出力データを回転感応センサ２の内部 温度に対応してメモリ１ｂに随時蓄積し、この蓄積したデータを随時温度毎に平 均し、平均値をドリフト特性データとしてメモリ１ｂに記憶する方法である。つ まり、後者の方法では、新しいデータを得る毎にドリフト特性データが更新され る、いわゆる学習機能を有する。 この考案の実施例は、前者の方法、すなわち製造工程中に於いてドリフト特性 データをメモリ１ｂに予め記憶する方法により成したメモリ１ｂを備えた場合に ついて説明する。

【０００９】 演算部１ｃは、例えばＣＰＵやＭＰＵによって構成している。該演算部１ｃは 、前記温度センサ１ａから温度データを入力し、かつ、前記メモリ１ｂから前記 温度データに対応したドリフト特性データを読み出し、前記ドリフト特性データ によって回転感応センサ２の基準レベルを粗調整と微調整の２段階で補正するも のである。

【００１０】 またモード切替部１ｄは、製造工程中に於いてドリフト特性データをメモリ１ ｂに記憶するモードと、車両搭載状態に於いてドリフト補正を実行するモードと を切替えるものであり、スイッチ１ｄ’のＯＮ／ＯＦＦによって演算部１ｃに指 令を与えている。例えば、演算部１ｃはモード切替部１ｄのスイッチ１ｄ’をＯ Ｎすると記憶モードを実行し、ＯＦＦするとドリフト補正モードを実行する。 尚、モード切替部１ｄは、スイッチ１ｄ’以外の他の構成に代替させることが できる。例えば、コネクタを使用し、記憶モード時はコネクタを介して接地する 構成、記憶モードの実行を完了後に回路中の所定のパターンを切断する構成、及 びジャンパ線を外す構成等にしてもよい。

【００１１】 またＤ／Ａ変換器１ｋ，１ｌは、例えば図２で示すようにローパスフィルタで 構成する。同図中Ｒ１〜Ｒ８は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、ｑ１，ｑ２はオ ペアンプである。該Ｄ／Ａ変換器１ｋ，１ｌは、演算部１ｃが導出するＰＷＭ（ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のデジタル信号をアナロ グ信号に変換する機能を有する。そして、入力したパルス信号の時間幅に応じた 電圧を出力している。

【００１２】 またスケールファクタ初期調整器１０は、回転感応センサ２から制御部３へい たる間の信号系統のゲインを設定すべく基準のスケールファクタを前記信号系統 に与えるものである。

【００１３】 尚、上記ドリフト補正装置１の構成回路の内、インターフェース１ｅ〜１ｇ、 Ａ／Ｄ変換器１ｈ〜１ｊ、増幅器１ｍ、乗算器１ｎ及び加算器１ｐ，１ｑは周知 の構成であり、説明を省略する。 また回転感応センサ２は、該回転感応センサ２が受けた角速度に比例した電圧 を導出するセンサであり、既存の振動ジャイロや方位センサ等を使用する。

【００１４】 次に図３、図４に示すフローチャート及び図５、図６に示す特性図に基づき作 動を説明する。尚、図３で示すタイマＡは、図５中の終期時間ｔ０（ｍｓｅｃ） を管理するサブルーチンであり、ステップ１０１〜１０３から成る。また図４で 示すタイマＢは、図５中の粗調整時間ｔ１（ｍｓｅｃ）と微調整時間ｔ２（ｍｓ ｅｃ）を管理するサブルーチンであり、ステップ１０４〜１１５から成る。 また、図５は演算部１ｃが導出するパルス信号の信号波形を示した特性図であ る。また図６は図５に示す信号波形の一部を拡大した特性図であり、時間ｔ３（ ｍｓｅｃ）はタイマＢが１回の処理を実行するための所要時間を示し、時間ｔ４ （ｍｓｅｃ）は例えばＮｏ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（実行なし）すなわちＮＯＰと いう１つの命令コードを実行するための所要時間を示している。

【００１５】 先ず、演算部１ｃは温度センサ１ａから温度データを入力するとともに、該温 度データに対応したドリフト特性データをメモリ１ｂから読み出し、該ドリフト 特性データの値に対応した時間幅のパルス、すなわちＰＷＭ方式のドリフト補正 パルスを後段のＤ／Ａ変換器１ｌに導出する。Ｄ／Ａ変換器１ｌは、該パルスの 時間幅を電圧レベルに変換し、ドリフト補正信号として加算器１ｐに入力し、回 転感応センサ２が出力する角速度信号の基準レベルをオフセットレベルに補正す る。

【００１６】 上記演算部１ｃが導出するドリフト補正パルスの時間幅は、図５で示すごとく 、粗調整時間ｔ１（ｍｓｅｃ）部と微調整時間ｔ２（ｍｓｅｃ）部とが組合わさ ったものである。該粗調整時間ｔ１（ｍｓｅｃ）は、図４のステップ１０６〜１ １０で管理しており、その時間ｔ１（ｍｓｅｃ）は、タイマＢの割り込み回数に よって決定している。また微調整時間ｔ２（ｍｓｅｃ）は、図４のステップ１１ １〜１１５で管理しており、その時間ｔ２（ｍｓｅｃ）は例えばＮＯＰという命 令コードを使用し、その命令数によって決定している。そのため、粗調整時間ｔ １（ｍｓｅｃ）及び微調整時間ｔ２（ｍｓｅｃ）は、図６で示すごとくそれぞれ タイマＢの所要時間ｔ３（ｍｓｅｃ）及び命令コードを実行する所要時間ｔ４（ ｍｓｅｃ）の整数倍の時間と成っている。

【００１７】 これを具体的に数値を用いて例示する。 例えば、演算部１ｃが導出するパルスの周期時間ｔ０を１２．２８８（ｍｓｅ ｃ）とし、ドリフト特性データから求めたドリフト補正パルスの時間幅すなわち 時間ｔ１と時間ｔ２の和を６．５６（ｍｓｅｃ）に設定する場合を例示する。 このときタイマＢが１回の処理を実行するための所要時間ｔ３を２．５６×１ ０^-1（ｍｓｅｃ）、ＮＯＰコード等の１つの命令コードを実行するための所要時 間ｔ４を２×１０^-3（ｍｓｅｃ）とする。

【００１８】 演算部１ｃは、先ず前記ドリフト補正パルスの時間幅６．５６（ｍｓｅｃ）を 設定するために、タイマＢの割り込み回数及びＮＯＰコードの命令数を何回にす ればよいか計算する。その計算結果、６．５６（ｍｓｅｃ）の時間を得るために 所要時間ｔ３が２．５６×１０^-1（ｍｓｅｃ）であるタイマＢの割り込み処理を ２５（回）行ない、その残りの時間１．６×１０^-1（ｍｓｅｃ）は所要時間ｔ４ が２×１０^-3（ｍｓｅｃ）であるＮＯＰコードの命令数を８０（回）行なうと合 致する。すなわち粗調整時間ｔ１＝ｔ３（ｍｓｅｃ）×２５（回）＝２．５６× １０^-1（ｍｓｅｃ）×２５（回）＝６．４（ｍｓｅｃ）と、微調整時間ｔ２＝ｔ ４（ｍｓｅｃ）×８０（回）＝２×１０^-3（ｍｓｅｃ）×８０（回）＝１．６× １０^-1（ｍｓｅｃ）の組合わせによってドリフト補正パルスの時間幅６．５６（ ｍｓｅｃ）を設定することができる。

【００１９】 尚、回転感応センサ２内部の温度変化によって温度センサ１ａからの温度デー タが変化すれば、要求されるドリフト補正パルスの時間幅は変化し、該時間幅に 応じたタイマＢの割り込み回数及びＮＯＰコードの命令数が新たに計算されるこ とと成る。すなわち、タイマＢの割り込み回数によって決定した粗調整時間ｔ１ （ｍｓｅｃ）、及びＮＯＰコードの命令数によって決定した微調整時間ｔ２（ｍ ｓｅｃ）は、要求されるドリフト補正パルスの時間幅に応じて変化することと成 る。

【００２０】 ちなみに、上記ドリフト補正パルスの時間幅をタイマＢの割り込み回数だけで 管理しようとした場合、上記実施例と同等の分解能を得るために割り込み回数を 数十倍に増加する必要がある。その結果、パルス周期時間ｔ０を数１００（ｍｓ ｅｃ）に設定する必要があり、またＤ／Ａ変換器１ｌの時定数も数（ｓｅｃ）に 設定する必要があり、応答性が悪く、ドリフト補正の処理時間が長く成る結果と 成っていたが、上記実施例で示すごとくＮＯＰコード等の命令数を用いた微調整 を採用した結果、ドリフト補正の処理時間及び応答性が格段に短縮できることと 成った。

【００２１】 尚、上記実施例では、タイマＢの割り込み回数及び命令数を、メモリ１ｂに記 憶したドリフト特性データに基づき随時計算して求めるものとして示したが、こ れに限定するものではない。例えば、上記タイマＢの割り込み回数及び命令数そ のものを温度に対応してメモリ１ｂに記憶し、ドリフト特性データとしてもよい 。この考案はその他各種実施態様を包含する。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したとおり、この考案は、演算部が予め記憶したドリフト特性データ と回転感応センサの内部温度とに基づき回転感応センサのドリフト補正を粗調整 と微調整の２段階で行なうようにしたことに特徴が有る。これにより、例えばＰ ＷＭ方式のドリフト補正パルスを演算部から導出する場合に、比較的短時間のパ ルスにも拘らず高分解能を得ることができ、また上記ドリフト補正パルスの時間 幅を電圧値に変換するＤ／Ａ変換器の時定数も小さく設定することができ、ドリ フト補正の処理時間及び応答性を短縮することができる。また、粗調整は割り込 み処理を行なう所定のプログラムの割り込み回数で管理し、かつ微調整はプログ ラムの所定コードの命令数で管理することにより、粗調整及び微調整を合理的か つ正確に行なうことができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の好適な実施例を示す電気的ブロック
図である。

【図２】図１に示すＤ／Ａ変換器を例示した電気回路図
である。

【図３】図１に示す演算部にプログラムしたタイマＡの
フローチャートである。

【図４】図１に示す演算部にプログラムしたタイマＢの
フローチャートである。

【図５】図１に示す演算部が導出するＰＷＭ方式のドリ
フト補正パルスの信号波形を示した特性図である。

【図６】図５に示す信号波形の一部を拡大した信号波形
の特性図である。

【符号の説明】

１ ドリフト補正装置 ２ 回転感応センサ １ａ 温度センサ １ｂ メモリ １ｃ 演算部 １ｄ モード切替部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度センサ（１ａ）と、メモリ（１ｂ）
   と、演算部（１ｃ）とを有し、該演算部（１ｃ）が前記
   温度センサ（１ａ）と前記メモリ（１ｂ）を接続してい
   る回転感応センサのドリフト補正装置に於いて、 前記温度センサ（１ａ）は、回転感応センサ（２）の内
   部温度を測定して温度データを出力するものであり、 前記メモリ（１ｂ）は、回転感応センサ（２）の内部温
   度に対応したドリフト特性データを予め記憶するもので
   あり、 前記演算部（１ｃ）は、前記温度センサ（１ａ）から温
   度データを入力し、かつ、前記メモリ（１ｂ）から前記
   温度データに対応したドリフト特性データを読み出し、
   前記ドリフト特性データによって回転感応センサ（２）
   の基準レベルを粗調整と微調整の２段階で補正すること
   を特徴とする回転感応センサのドリフト補正装置。