(57)【要約】  測定対象物の変化量を検知して該変化量を信号として出力するセンサ素子と、センサ素子から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部と、センサ素子から出力された信号からセンサ素子のドリフト量である０基準値を算出するゼロ基準値算出部と、ゼロ基準算出部で算出された０基準値に基づきＡ／Ｄ変換部から出力された信号をゼロ点補正するゼロ点補正部と、ゼロ点補正部での補正量に基づき、ゼロ点補正部から入力された信号の出力を制限する出力制限部と、高周波成分を除去する高周波除去部を備えた。
2009031256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の変化量を検知して該変化量を信号として出力するセンサ素子と、
前記センサ素子から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力された信号をゼロ点補正するゼロ点補正部と、
前記ゼロ点補正部での補正量に基づき、前記ゼロ点補正部から入力された信号の出力を制限する出力制限部と、
を備えたセンサ出力補正装置。
【請求項２】
前記出力制限部は、前記ゼロ点補正部から出力された信号の値が、前記補正量から前記Ａ／Ｄ変換部の出力レンジの最小値を減算した値以上場合、前記補正量から前記最小値を減算した値を出力する第１クリップ処理部と、
前記第１処理部から出力された値が、前記補正量から前記Ａ／Ｄ変換部の出力レンジの最大値を減算した値以下の場合、前記補正量から前記最大値を減算した値を出力する第２クリップ処理部とを備えことを特徴とする請求項１記載のセンサ出力補正装置。
【請求項３】
前記出力制限部は前記補正量が所定の値よりも小さい場合、出力制限を行わないことを特徴とする請求項１記載のセンサ出力補正装置。
【請求項４】
移動体の状態変化を検知して該変化を信号として出力するセンサ素子、前記センサ素子から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部、前記Ａ／Ｄ変換部から出力された信号をゼロ点補正するゼロ点補正部、前記ゼロ点補正部での補正量に基づき前記ゼロ点補正部から入力された信号の出力を制限する出力制限部を備えたセンサ出力補正装置と、
前記センサ出力補正装置から出力された信号に基づいて、被保護体を保護する保護部材の作動要否を判定する判定装置と
を有することを特徴とする移動体用保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測定対象物の変化量を検出し該変化量を信号として出力するセンサ出力補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセンサ出力補正装置は、測定対象物の変化量を検出して該変化量に応じた値を信号として出力するセンサ素子と、前記センサ素子から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部から出力された信号のゼロ点補正を行うゼロ点補正部と、前記ゼロ点補正部から出力された信号の高周波成分を除去する高周波除去部から構成されていた。【０００３】
図１０は、従来のセンサ出力補正装置として加速度センサを例にとり、その信号処理の流れを説明した図である。車両のラフロード走行時やハンマリング時におけるセンサ素子からの出力信号の波形は略対称になるという特徴がある。図１０（ａ）は、このようなラフロード走行時やハンマリング時におけるセンサ素子から出力される信号を示した図である。図１０（ｂ）は、Ａ／Ｄ変換部から出力されるＡ／Ｄ変換後の信号を示した図である。Ａ／Ｄ変換部は、予め出力レンジが決まっているため、出力レンジの最大値Ｇｍａｘよりも大きな値の信号、および最小値Ｇｍｉｎ未満の値の信号は出力されない。なお、Ｇ０はセンサ素子から出力された信号のゼロ点（０基準値）を表しており、環境要因によるドリフト電圧発生のためにＡ／Ｄ変換部の出力レンジの中心から上側にシフトしている。【０００４】
図１０（ｃ）は、ゼロ点補正部におけるゼロ点補正後の信号を示した図である。ここで、Ｇｍａｘより大きい値の信号はＡ／Ｄ変換部により出力されないため、ゼロ点補正後の信号の波形が非対称となっている。図１０（ｄ）は、ゼロ点補正部から出力されたゼロ点補正後の信号を、高周波除去部で処理した後の信号を示している。センサ素子からの出力された信号がドリフトしていると、図１０（ｄ）に示すように、ゼロ点補正部から出力される信号の波形が対称とならず、高周波除去部での処理後にドリフト起因の信号が出力される。このため、従来の加速度センサは、ゼロ点補正後の信号の波形が対称となるように、Ａ／Ｄ変換部の出力レンジを、ドリフト量を見越して予め大きく取るようにしていた。しかし、この場合、出力レンジを大きくとることにより分解能が低下するという問題があった。【０００５】
上記問題を解決するため、車両が停車中にセンサ素子のドリフト量を記憶しておき、車両の走行中にセンサ素子から出力される値からドリフト量を減算してゼロ点補正した後、Ａ／Ｄ変換を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２８０６２号公報
【０００７】
従来のセンサ出力補正装置は上記のように構成されており、センサ素子から出力された信号をゼロ点補正後にＡ／Ｄ変換するものでは、ドリフト量を記憶する記憶部や、記憶したドリフト量をフィードバックする回路等が必要となり、回路構成が複雑となるという課題があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複雑な回路構成をとることなく、分解能の低下を抑え、ドリフトに起因する信号が出力されないセンサ出力補正装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
【０００９】
この発明に係るセンサ出力補正装置は、ゼロ点補正部での補正量に基づいて、信号の出力を制限する出力制限部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ゼロ点補正部での補正量に基づいて、信号の出力を制限する出力制限部を備えるようにしたので、複雑な回路構成をとることなく、分解能の低下を抑え、ドリフトに起因する信号が出力されないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この実施の形態１によるエアバッグ展開システムの概略図である。
【図２】この実施の形態１によるエアバッグ展開システムの構成図である。
【図３】ゼロ基準値算出部１６及びゼロ点補正部１３による処理を示したフローチャートである。
【図４】ゼロ点補正部の処理について説明するための図である。
【図５】出力制限部の構成を示した図である。
【図６】出力制限部の動作を示したフローチャートである。
【図７】Ａ／Ｄ変換部出力レンジと出力制限部の出力レンジとの関係を示した図である。
【図８】この実施の形態１によるエアバッグ展開システムの他の構成図である。
【図９】この実施の形態１によるエアバッグ展開システムの他の構成図である。
【図１０】従来のセンサによる信号処理を説明した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明における実施の形態の一例について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この実施の形態１によるセンサ出力補正装置を車両のエアバッグ展開システム（移動体用保護システム）のフロント加速度センサ１に適用した概略図であり、車両の加速度を検出して出力するフロント加速度センサ１（センサ出力補正装置）と、フロント加速度センサ１から出力された加速度に基づいて、エアバック（保護部材）３の作動判定を行うエアバッグコントロールユニット（判定装置）２により構成される。なお、この実施の形態１では、センサ出力補正装置としてフロント加速度センサ１について説明するが、フロント加速度センサ１に限られず、他のセンサにも適用可能である。また、エアバッグ３は、乗員および歩行者を含む被保護体を保護するエアバッグである。また、車両だけでなく、電車、船舶といった様々な移動体への適応が可能である。【００１３】
図２は、エアバッグ展開システムの構成図であり、フロント加速度センサ１、エアバッグコントロールユニット２、エアバッグ３から構成される。
フロント加速度センサ１は、車両のフロント部における加速度を検出して、該加速度に応じた信号を出力するセンサ素子１１と、センサ素子１１から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部１２と、センサ素子１１から出力された信号からセンサ素子１１のドリフト量である０基準値を算出するゼロ基準値算出部１６と、ゼロ基準値算出部１６で算出された０基準値に基づきＡ／Ｄ変換部１２から出力された信号のゼロ点補正を行うゼロ点補正部１３と、ゼロ点補正部１３から出力された信号の波形が対称、すなわち信号のプラス領域とマイナス領域とが等しくなるようにゼロ点補正部１３での補正量に基づき、ゼロ点補正部１３から出力された信号の出力制限を行う出力制限部１４と、高周波成分を除去する高周波除去部１５とを備える。【００１４】
エアバッグコントロールユニット２は、フロント加速度センサ１から出力された信号の演算を行い、エアバッグ３の展開を指示する演算部２１と、演算部２１からの指示に基づきエアバッグ３を展開する駆動装置２２とを備える。【００１５】
図３は、ゼロ基準値算出部１６及びゼロ点補正部１３による処理を示したフローチャートである。初めに、ゼロ基準値算出部１６は、センサ素子１１からの出力値Ｇｉｎがゼロ基準値Ｇ０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１）。出力値Ｇｉｎがゼロ基準値Ｇ０よりも大きい場合、ゼロ基準値Ｇ０に所定の値Δを加算してゼロ基準値Ｇ０を更新する（ステップＳＴ２）。また、出力値Ｇｉｎがゼロ基準値Ｇ０よりも大きくない場合、ゼロ基準値Ｇ０から所定の値Δを減算してゼロ基準値Ｇ０を更新する（ステップＳＴ３）。次に、ゼロ点補正部１３は、センサ素子１１からの出力値Ｇｉｎからゼロ基準値算出部１６から出力されたゼロ基準値Ｇ０を減算した値Ｇoutを出力する（ステップＳＴ４）。なお、ゼロ基準値Ｇ０の初期値は、予め適切な値（例えば０）に設定されており所定の時間毎に図３に示した処理を行いゼロ基準値Ｇ０が更新される。【００１６】
図４は、ゼロ点補正部１３の処理について説明するための図である。
ゼロ点補正部１３では、Ａ／Ｄ変換部１２でＡ／Ｄ変換されたセンサ素子１１の出力値Ｇｉｎ（図４（ａ）参照）からゼロ基準値算出部１６で算出されたゼロ基準値Ｇ０（図４（ｂ）参照）を減算することによりゼロ点補正を行っている（図４（ｃ）参照）。このような処理を行うことにより、センサ素子１１の出力値Ｇｉｎにドリフトが発生した場合でも、上述したようにゼロ基準値Ｇ０がセンサ素子１１の出力値Ｇｉｎに基づき更新されるため、一定時間経過後にはゼロ基準値Ｇ０がセンサ素子１１の出力値Ｇｉｎに追従し、ドリフト成分が除去される。なお、この他、ゼロ点を補正する方法としてゼロ基準値算出部１６をフロント加速度センサ１の外部に設け、このゼロ基準値算出部１６で算出されたゼロ基準値Ｇ０をゼロ点補正部１３へ入力するよう構成してもよく、ゼロ基準値算出部１６を設けずにセンサ素子１１の出力値Ｇｉｎに対してＬＰＦ（Low Pass Filter）により高周波数遮断処理を実施するよう構成してもよい。【００１７】
図５は、出力制限部１４の構成を示した図であり、ゼロ点補正部１３から出力された信号の最大値側の出力を制限する第１クリップ処理部１４１と、最小値側の出力を制限する第２クリップ処理部１４２とを備えている。【００１８】
次に動作について説明する。
図６は、出力制限部１４の動作を示したフローチャートであり、ここでは、フロント加速度センサ１の要部となる出力制限部１４の動作を主に説明する。
センサ素子１１から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部１２でアナログ信号からデジタル信号へ変換された後、ゼロ基準値算出部１６から入力されるゼロ基準値Ｇ０に基づきゼロ点補正されたのち出力制限部１４へ出力される。【００１９】
出力制限部１４の第１クリップ処理部１４１は、ゼロ点補正部１３から出力された信号の値が、ゼロ基準値Ｇ０からＡ／Ｄ変換部１２の最小出力値Ｇｍｉｎを減算した値Ｇ０−Ｇｍｉｎ以上か否かを判定し（ステップＳＴ１１）、ゼロ点補正部１３から出力された信号の値がＧ０−Ｇｍｉｎ以上の場合、Ｇ０−Ｇｍｉｎの値を出力する（ステップＳＴ１２）。また、ゼロ点補正部１３から出力された信号の値がＧ０−Ｇｍｉｎより小さい場合、ゼロ点補正部１３から出力された信号の値を出力する。【００２０】
第２クリップ処理部１４２は、第１クリップ処理部１４１から出力された値が、ゼロ基準値Ｇ０からＡ／Ｄ変換部１２の最大出力値Ｇｍａｘを減算した値Ｇ０−Ｇｍａｘ以下か否かを判定し（ステップＳＴ１３）、第１クリップ処理部１４１から出力された値がＧ０−Ｇｍａｘ以下の場合、Ｇ０−Ｇｍａｘの値を出力する（ステップＳＴ１４）。また、第１クリップ処理部１４１から出力された値がＧ０−Ｇｍａｘより大きい場合、第１クリップ処理部１４１から出力された値を出力する（ステップＳＴ１５）。【００２１】
図７は、Ａ／Ｄ変換部１２の出力レンジと出力制限部１４の出力レンジとの関係を示した図である。図７（ａ）は、ゼロ基準値Ｇ０がドリフトしていない場合を示した図である。この場合、出力制限部１４による信号の出力制限は行われず、Ａ／Ｄ変換部１２の出力レンジを最大限に用いることができ、分解能が低下することはない。
図７（ｂ）は、ゼロ基準値Ｇ０がドリフトしている場合を示した図である。この場合、出力制限部１４による出力制限が行われ信号の波形が対称となる。【００２２】
以上のように、この実施の形態１によるフロント加速度センサ１は、ゼロ点補正部１３での補正量に基づいて、信号の出力を制限する出力制限部１４を備えるようにしたので、複雑な回路構成をとることなく、センサ素子１１の出力がドリフトしていない場合には、Ａ／Ｄ変換部１２の出力レンジを最大限に用いることができ分解能が低下しないという効果がある。また、センサ素子１１の出力がドリフトしている場合、信号の波形が対称となるように出力が制限されるため、高周波除去部１５からドリフトに起因する信号が出力されない効果がある。また、ドリフトに起因する信号が出力されないため、演算部２１において正確な演算が可能となり、エアバッグ３の誤動作を防止できるという効果がある。【００２３】
なお、この実施の形態１では、ドリフトが発生した場合、ゼロ点補正部１３での補正量に基づいて出力制限部１４にて出力制限を行うように構成したが、前記補正量が小さく高周波除去部１５での処理後にドリフト起因の信号が出力されたとしても問題のない所定の値以下であれば、出力制限を行わないようにしてもよい。また、高周波除去部１５をフロント加速度センサ１に備える構成としたが、図８に示すようにエアバッグコントロールユニット２に高周波除去部１５を備える構成としたり、図９に示すようにエアバッグコントロールユニット２の演算部２１にて高周波除去処理を行う構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、この発明に係るセンサ出力補正装置は、ゼロ点補正部での補正量に基づいて、信号の出力を制限する出力制限部を備えるように構成して、複雑な回路構成をとることなく、誤動作も防止できるので、車両のエアバックシステムなどのセンサ出力補正装置などに用いるのに適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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