(57)【要約】【課題】  調整に要する手間を軽減させることができるセンサ出力値検出装置を提供する。【解決手段】  センサ出力値検出装置１はマイコン３０を備え、マイコン３０は、センサ１０とは別に設けられた基準電圧発生回路２０からの基準電圧Ｖａを読み込んで、事前に読み取り誤差を求める構成となっている。そして、その誤差に基づいて、マイコン３０は、センサ１０の出力電圧Ｖｓを補正する構成となっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出量に応じた電圧値を出力するセンサと、該センサの出力電圧に基づいて、前記検出量を検出する検出手段とを備えたセンサ出力値検出装置において、
基準となる基準電圧を出力する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段から出力される基準電圧に応じた検出量と、予め記憶した基準電圧に対応した理想検出量とを比較して、両者のズレの割合を算出する算出手段と、
前記センサから出力された電圧値に基づいて前記検出手段によって検出された検出量を、前記算出手段により算出されたズレの割合に応じて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とするセンサ出力値検出装置。
【請求項２】
前記基準電圧発生手段は、出力する基準電圧の温度特性が、前記センサの出力電圧の温度特性と略同じ温度特性を有すると共に、前記センサの近傍に設けられて前記センサと略同じ温度環境にさらされることを特徴とする請求項１に記載のセンサ出力値検出装置。
【請求項３】
前記基準電圧発生手段は、ツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードに一定電流を流す定電流回路と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のセンサ出力値検出装置。
【請求項４】
前記基準電圧発生手段の異常を検出する異常検出手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記異常検出手段により前記基準電圧発生手段の異常が検出された場合、前記算出手段により算出されたズレの割合に応じた補正を行わない
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセンサ出力値検出装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、前記基準電圧発生手段からの電圧の値が、予め定められた所定電圧範囲外である場合に、前記基準電圧発生手段が異常であると判定することを特徴とする請求項４に記載のセンサ出力値検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ出力値検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイコンによりセンサの出力を読み取る（検出する）場合、マイコンの読み取りゲインの誤差を解消するため、可変抵抗を設け、可変抵抗の抵抗値を調整する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２４９１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来では、センサ毎に、可変抵抗の抵抗値を調整する必要があり、調整に多大な手間を要していた。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、調整に要する手間を軽減させることができるセンサ出力値検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のセンサ出力値検出装置は、検出量に応じた電圧値を出力するセンサと、該センサの出力電圧に基づいて、前記検出量を検出する検出手段とを備えたものである。このセンサ出力値検出装置は、さらに基準電圧発生手段、算出手段、及び補正手段を備えている。基準電圧発生手段は、基準となる基準電圧を出力するものである。算出手段は、基準電圧発生手段からの基準電圧と、予め記憶した基準電圧の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出するものである。補正手段は、センサからの電圧の値を、算出手段により算出されたズレの割合に応じて補正するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、基準電圧の検出量と基準電圧の検出量の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出する。このため、マイコン等により基準電圧を読み取るときの読み取り（検出）ゲインの誤差を明らかとすることができる。また、求めたズレの割合に基づいて、センサの出力電圧の検出量を補正している。このため、基準電圧の検出量をもとにして得られた読み取りゲインの誤差に基づいて、センサの出力電圧の検出量を補正することとなる。このように、マイコン等の読み取り（検出）ゲインの誤差が調整されるため、可変抵抗を設けて可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなる。従って、調整に要する手間を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態によるセンサ出力値検出装置の詳細構成図である。同図に示すように、センサ出力値検出装置１は、センサの出力を読み取るときの読み取り誤差を解消する機能を有し、センサ１０と基準電圧発生回路（基準電圧発生手段）２０とマイコン（検出手段）３０とからなっている。
【０００９】
このセンサ出力値検出装置１は、センサ１０の出力電圧Ｖｓを入力する一方で、基準電圧発生回路２０からの基準電圧Ｖａを入力し、基準電圧Ｖａをもとにマイコン３０の読み取り誤差を求め、この誤差に基づきセンサ１０の出力電圧Ｖｓを補正するものである。また、センサ出力値検出装置１は、補正後の電圧値を示す信号（以下、補正電圧という）Ｖｓｒを、外部の機器や装置に出力するようになっている。以下、各要素について詳細に説明する。
【００１０】
センサ１０は、例えば電圧センサや電流センサ等の検出量に応じた電圧値をアナログ信号として出力するものであって、マイコン３０のＡ／Ｄポートに直接に接続されている。このため、アナログ信号のセンサ１０の出力電圧Ｖｓは、従来技術のように出力値補正用の回路などを介することなく、マイコン３０に直接入力されることとなる。
【００１１】
基準電圧発生回路２０は、基準となるアナログ信号の基準電圧Ｖａを出力するものであって、ツェナーダイオード２１、抵抗２２、定電流回路２３とからなっている。ツェナーダイオード２１は、アノードが接地され、カソードが抵抗２２に接続されている。抵抗２２は、ツェナーダイオード２１が接続される反対側に定電流回路２３が接続されている。定電流回路２３は、上記の接続関係により、ツェナーダイオード２１に一定の電流を流すようになる。また、ツェナーダイオード２１のカソードはマイコン３０に接続されている。そして、ツェナーダイオード２１のカソード側の電圧が基準電圧Ｖａとしてマイコン３０に出力される。
【００１２】
また、基準電圧発生回路２０は、センサ１０の近傍に設けられセンサ１０と略同じ温度環境にさらされるようになっている。なお、ここでいう近傍とは、センサ１０と基準電圧発生回路２０とが略同じ温度環境にさらされる程度の距離をいう。
【００１３】
さらに、基準電圧発生回路２０は、出力する基準電圧Ｖａの温度特性がセンサ１０と略同じ温度特性を有するように設定されている。より具体的に説明すると、基準電圧発生回路２０は、ツェナーダイオード２１のツェナー電流を適切な値に設定することで、センサ１０と同じ温度特性を有するように設定可能となっている。
【００１４】
図２は、ツェナーダイオード２１のツェナー電流とツェナー電圧との関係を示すグラフである。なお、図２において、横軸はツェナー電流（ｍＡ）を示し、縦軸は温度に対するツェナー電圧の増減割合（％／℃）を示している。
【００１５】
同図に示すように、ツェナーダイオード２１はツェナー電流に応じて温度環境への影響度が異なるようになっている。具体的にツェナー電流が４ｍＡの場合、１℃温度が上昇するに従ってツェナー電圧が０．００２％減じられるようになっている。また、ツェナーダイオード２１は、ツェナー電流が７ｍＡの場合、温度による影響を受けず、ツェナー電流が９ｍＡの場合、１℃温度が上昇するに従ってツェナー電圧が０．０００５％増加するようになっている。
【００１６】
このため、図２に示すようなツェナーダイオード２１の特性を利用してツェナー電流を設定すれば、基準電圧発生回路２０とセンサ１０との温度特性と略同じにすることができる。なお、図２に示す関係は、周囲温度が−２５℃〜７５℃の範囲内で成り立つものである。
【００１７】
マイコン３０は、基準電圧入力部３１と、補正係数算出部（算出手段、異常検出手段）３２と、センサ出力検出部３３と、補正部（補正手段）３４とを有している。
【００１８】
基準電圧入力部３１は、基準電圧発生回路２０からの基準電圧Ｖａを読み込んで、Ａ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）し、読み込んだ基準電圧Ｖａに対応する検出量Ｖａｄをデジタル信号として補正係数算出部３２に送信する構成となっている。
【００１９】
補正係数算出部３２は、基準電圧入力部３１からの基準電圧Ｖａに対応する検出量Ｖａｄと、予め記憶した基準電圧に対応する検出量の理想値である理想検出量Ｖａｔとを比較して補正係数Ｋ（両者のズレの割合）を算出するものである。具体的に補正係数算出部３２は、補正係数Ｋ＝検出量Ｖａｄ／理想検出量Ｖａｔなる式から、補正係数Ｋを求める。そして、補正係数算出部３２は、補正係数Ｋの情報を補正部３４に送信する。
【００２０】
また、補正係数算出部３２は、基準電圧発生回路２０の異常を検出するものとしても機能する。ここで、補正係数算出部３２は、基準電圧発生回路２０の異常を検出するにあたり、基準電圧Ｖａの値が予め定められた所定電圧範囲外であるか否かを判断するようになっている。すなわち、補正係数算出部３２は、基準電圧入力部３１からの検出量Ｖａｄに基づいて基準電圧Ｖａの値が、通常では考えられない程度に達していると判断される場合に、基準電圧発生回路２０の異常を検出する。
【００２１】
センサ出力検出部３３は、センサ１０の出力電圧Ｖｓを読み込んでＡ／Ｄ変換し、読み込んだ主力電圧Ｖｓに対応する検出量Ｖｓｄをデジタル信号として補正部３４に送信するものである。
【００２２】
補正部３４は、センサ出力検出部３３からの出力電圧Ｖｓに対応する検出量Ｖｓｄを、補正係数算出部３２により算出された補正係数Ｋに応じて補正し、補正検出量Ｖｓｒを得るものである。具体的に補正部３４は、補正検出量Ｖｓｒ＝検出量Ｖｓｄ×補正係数Ｋなる式から、補正検出量Ｖｓｒを求めるようになっている。
【００２３】
ここで、補正係数Ｋは、基準電圧Ｖａの検出量とその理想検出量Ｖａｔとのズレの割合を表すものであって、マイコン３０の読み取り誤差を表すものといえる。従って、補正部３４は、基準電圧Ｖａの検出量をもとにして得られた読み取り（検出）ゲインの誤差に基づいて、センサ１０の出力電圧Ｖｓの読み取り（検出）誤差を補正することとなる。このため、マイコン３０の読み取り誤差は調整され、従来のように可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなっている。故に、調整に要する手間を軽減されていると言える。
【００２４】
また、補正部３４は、補正係数算出部３２により基準電圧発生回路２０の異常が検出された場合、補正係数Ｋに応じた補正を実行しない構成となっている。基準電圧発生回路２０に異常がある場合、求められた補正係数Ｋはマイコン３０の読み取り誤差を的確に反映しているとは言えず、このような補正係数Ｋに基づいて補正を行うと、補正後の電圧Ｖｓｒは、真の値とかけ離れたものとなってしまうからである。
【００２５】
次に、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置１の動作を説明する。図３は、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置１の動作を示すフローチャートである。まず、本装置１の電源が投入されると、マイコン３０は基準電圧発生回路２０からの基準電圧Ｖａを読み込む（ＳＴ１）。そして、基準電圧入力部３１は基準電圧Ｖａを読み込んで、基準で案津Ｖａに対応する検出量としてＶａｄを出力する。次いで、マイコン３０の補正係数算出部３２は、検出量Ｖａｄに基づいて、基準電圧Ｖａの値が所定電圧範囲外か否かを判断することにより、基準電圧発生回路２０が正常か否かを判断する（ＳＴ２）。
【００２６】
ここで、基準電圧発生回路２０が正常であると判断した場合（ＳＴ２：ＹＥＳ）、補正係数算出部３２は、基準電圧Ｖａの検出量Ｖａｄの値と理想検出量Ｖａｔから、補正係数Ｋを算出する（ＳＴ３）。そして、マイコン３０は、センサ１０の出力電圧Ｖｓを読み込み（ＳＴ４）、センサ出力検出部３３は、出力電圧Ｖｓに対応した検出量Ｖｓｄを出力する。
【００２７】
次いで、補正部３４は、検出量Ｖｓｄと、補正係数Ｋとから、補正検出量Ｖｓｒを求める（ＳＴ５）。そして、処理はステップＳＴ１に戻る。
【００２８】
また、基準電圧発生回路２０が異常であると判断した場合（ＳＴ２：ＮＯ）、マイコン３０は、センサ１０の出力電圧Ｖｓを読み込み（ＳＴ６）、センサ出力検出部３３は、出力電圧Ｖｓに対応した検出量Ｖｓｄを出力する。次いで、補正係数算出部３２は、基準電圧発生回路２０が異常である旨を補正部３４に通知する（ＳＴ７）。これにより、補正部３４は、補正係数Ｋによる補正を実行しないこととなる。すなわち、検出量Ｖｓｄがそのまま補正検出量Ｖｓｒ出力されることとなる。その後、処理はステップＳＴ１に戻る。
【００２９】
以上、ステップＳＴ１〜ＳＴ７の処理は、本装置１の電源がオフされるまで繰り返される。なお、電源がオフされるまで処理が繰り返されるため、補正係数Ｋは繰り返し求められることとなり、補正係数Ｋを１度だけ求める場合に比べると、補正検出量Ｖｓｒの精度を高められることとなる。
【００３０】
このようにして、本実施形態に係るセンサ出力値検出装置１によれば、基準電圧Ｖａの検出量と基準電圧Ｖａｔの検出量の理想値とを比較して、両者のズレの割合を算出する。このため、マイコン３０により基準電圧Ｖａを読み取るときの読み取り（検出）ゲインの誤差を明らかとすることができる。また、求めたズレの割合に基づいて、センサ１０の出力電圧Ｖｓの検出量を補正している。このため、基準電圧Ｖａの検出量をもとにして得られた読み取りゲインの誤差に基づいて、センサの出力電圧Ｖｓの検出量を補正することとなる。このように、マイコン３０の読み取り（検出）ゲインの誤差が調整されるため、可変抵抗を設けて可変抵抗の抵抗値を調整する必要がなくなる。
【００３１】
従って、調整に要する手間を軽減させることができる。
【００３２】
ここで、センサ１０が電圧センサや電流センサである場合には出力電圧Ｖｓは温度により影響を受けて変動することが知られている。本実施形態において、基準電圧発生回路２０はセンサ１０と略同じ温度特性を有すると共に、センサ１０の近傍に設けられてセンサ１０と略同じ温度環境にさらされている。このため、センサ１０の出力電圧Ｖｓと基準電圧Ｖａは同じように温度の影響を受けて出力する電圧値が変動することとなる。従って、温度センサ等によりセンサ１０の周囲温度をセンシングしてマイコン３０の処理負荷を増大させることなく、温度ドリフトを除去することができる。
【００３３】
また、基準電圧発生回路２０は、ツェナーダイオード２１と、ツェナーダイオード２１に一定電流を流す定電流回路２３とを有している。このため、ツェナーダイオード２１のツェナー電流を設定することにより、センサ１０と基準電圧発生回路２０との温度特性を同じにできることとなる。従って、両者の温度特性を容易に略同じに設定することができる。
【００３４】
また、基準電圧発生回路２０の異常を検出した場合、補正部３４は、補正係数Ｋによる補正を行わないこととしている。ここで、基準電圧発生回路２０に異常がある場合、求められた補正係数Ｋはマイコン３０の読み取り誤差を的確に反映しているとは言えず、このような補正係数Ｋに基づいて補正を行うと、補正後の検出量Ｖｓｒは、真の値とかけ離れたものとなってしまう。従って、上記の如く補正しないことで、著しく誤った検出量Ｖｓｒを得ないようにすることができる。
【００３５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態において基準電圧発生回路２０は基準電圧を発生する構成であれば、他の構成であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態によるセンサ出力値検出装置の詳細構成図である。
【図２】ツェナーダイオード２１のツェナー電流とツェナー電圧との関係を示すグラフである。
【図３】本実施形態に係るセンサ出力値検出装置１の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１…センサ出力値検出装置
１０…センサ
２０…基準電圧発生回路（基準電圧発生手段）
２１…ツェナーダイオード
２２…抵抗
２３…定電流回路
３０…マイコン（検出手段）
３１…基準電圧入力部
３２…補正係数算出部（算出手段，異常検出手段）
３３…センサ出力検出部
３４…補正部（補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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