(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体と、マイコン及びその周辺回路と、前記センサ本体の出力及び前記マイコン及びその周辺回路の出力とが接続された信号加算回路と、前記信号加算回路の出力が、信号出力回路を介して接続された信号出力端子と、前記センサ本体または前記マイコンもしくはその両方から異常検知時にアクティブとなるダイアグノシス出力が接続され、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつダイアグノシス出力回路を介して接続されたダイアグノシス出力端子を備え、前記マイコンは、アナログ入力端子と調整モード信号受信用のディジタル入力端子とを有し、前記アナログ入力端子には前記信号加算回路の出力が接続され、前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記ダイアグノシス出力端子が接続され、前記ダイアグノシス出力端子に加えられる調整モード信号を伝達するように構成した調整機能付きセンサ。
【請求項２】
センサ本体と、マイコン及びその周辺回路と、前記センサ本体の出力及び前記マイコン及びその周辺回路の出力とが接続された信号加算回路と、前記信号加算回路の出力が、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつ信号出力回路を介して接続された信号出力端子と、前記センサ本体または前記マイコンもしくはその両方から異常検知時にアクティブとなるダイアグノシス出力が接続され、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつダイアグノシス出力回路を介して接続されたダイアグノシス出力端子を備え、前記マイコンは、アナログ入力端子と、一つ目の調整モード信号受信用のディジタル入力端子と、二つ目の調整モード信号受信用のディジタル入力端子とを有し、前記マイコンのアナログ入力端子には前記信号加算回路の出力が接続され、一つ目の前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記信号出力端子に加えられる調整モード信号を伝達し、二つ目の前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記ダイアグノシス出力端子に加えられるもう一つの調整モード信号を伝達するように構成した調整機能付きセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造工程において、調整を必要とする補正機能付きセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の調整機能付きセンサの構造を示す。図６において、１はセンサ本体であり、２はアナログ的な補正信号を出力する回路、アナログ信号を入力する回路、記憶回路を含むマイコン及びその周辺回路であり、その他に例えば温度補正を目的とする場合、温度センサなどが含まれている。以下において、周辺回路も含めてマイコン２と呼ぶことにする。３は信号加算回路であり、センサ本体１の出力及びマイコン２の出力が接続される。４は信号出力回路であり、増幅器により構成されている。５は信号出力端子である。マイコン２のアナログ入力端子２１には、信号加算回路３の出力信号が接続されている。６は調整信号入力端子であり、マイコン２のディジタル入力端子２２に接続されている。調整時には、外部から調整信号入力端子６に信号源が接続される。
【０００３】
以下に、これらの動作を説明する。マイコン２は調整モードと通常動作モードの二つのモードをもち、調整信号入力端子６から調整信号が入力されると調整モード、それ以外のときは通常動作モードで動作する。
【０００４】
調整信号の一例として、ハイ、ローの論理レベルの判定がある。調整信号入力端子６は、調整機能付きセンサ内部において抵抗によりプルアップされており、調整信号入力端子６が開放状態であるとし通常ハイであるとすると、外部から調整信号入力端子６にローの電圧を与えることにより、マイコン２に調整モードであると認識させることができる。よって、マイコン２は、そのディジタル入力端子２２の電圧レベルを判定することにより、調整モードの判定をすることができる。
【０００５】
このとき調整終了後に調整信号入力端子６に誤って調整モードにならないように、ローの電圧を加えることが不可能となるように適切に処理する必要がある。
【０００６】
また、ノイズなどにより調整信号入力端子６がローになる可能性のある場合、調整信号をシリアル通信で構成するなどにより、誤って、調整モードになる可能性を小さくすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この調整機能付きセンサにおいては、製造工程において調整信号を送るために用いる調整専用端子が必要であるため、これを完成時に適切に処理し、センサが誤って調整動作しないようにすることが要求されている。調整作業を組み立て途中で行うことができる場合、調整端子の処理は比較的容易である。しかし、角速度センサのように、組み立て途中では正しい出力特性が得られず、出荷時と同様の完成品の形態で調整作用をする必要があるような調整機能付きセンサも多数存在する。この場合は、調整端子の処理は非常に複雑なものとなり、これにより調整機能付きセンサの端子やケースの構造を複雑にし、またコストアップの要因となっていた。
【０００８】
本発明は、この調整専用端子を廃止し、製造工程における調整専用端子の処理を不要とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、センサ本体と、マイコン及びその周辺回路と、前記センサ本体の出力及び前記マイコン及びその周辺回路の出力とが接続された信号加算回路と、前記信号加算回路の出力が、信号出力回路を介して接続された信号出力端子と、前記センサ本体または前記マイコンもしくはその両方から異常検知時にアクティブとなるダイアグノシス出力が接続され、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつダイアグノシス出力回路を介して接続されたダイアグノシス出力端子を備え、前記マイコンは、アナログ入力端子と調整モード信号受信用のディジタル入力端子とを有し、前記アナログ入力端子には前記信号加算回路の出力が接続され、前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記ダイアグノシス出力端子が接続され、前記ダイアグノシス出力端子に加えられる調整モード信号を伝達するように構成したものである。
【００１０】
これにより、調整専用端子を用いずに、外部の信号源から調整モード信号を調整機能付きセンサ内部のマイコンに伝達することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、センサ本体と、マイコン及びその周辺回路と、前記センサ本体の出力及び前記マイコン及びその周辺回路の出力とが接続された信号加算回路と、前記信号加算回路の出力が、信号出力回路を介して接続された信号出力端子と、前記センサ本体または前記マイコンもしくはその両方から異常検知時にアクティブとなるダイアグノシス出力が接続され、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつダイアグノシス出力回路を介して接続されたダイアグノシス出力端子を備え、前記マイコンは、アナログ入力端子と調整モード信号受信用のディジタル入力端子とを有し、前記アナログ入力端子には前記信号加算回路の出力が接続され、前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記ダイアグノシス出力端子が接続され、前記ダイアグノシス出力端子に加えられる調整モード信号を伝達するように構成したものであり、調整モード信号を入力するための専用端子が不要となり、ゆえに調整終了後の調整モード信号入力専用端子の後処理も不要となり、コスト的にも信頼性的にも有利になるという作用を有する。
【００１２】
また、調整中いつでも、外部からマイコンに信号を伝達することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、センサ本体と、マイコン及びその周辺回路と、前記センサ本体の出力及び前記マイコン及びその周辺回路の出力とが接続された信号加算回路と、前記信号加算回路の出力が、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつ信号出力回路を介して接続された信号出力端子と、前記センサ本体または前記マイコンもしくはその両方から異常検知時にアクティブとなるダイアグノシス出力が接続され、出力側から駆動するのに十分な出力抵抗をもつダイアグノシス出力回路を介して接続されたダイアグノシス出力端子を備え、前記マイコンは、アナログ入力端子と、一つ目の調整モード信号受信用のディジタル入力端子と、二つ目の調整モード信号受信用のディジタル入力端子とを有し、前記マイコンのアナログ入力端子には前記信号加算回路の出力が接続され、一つ目の前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記信号出力端子に加えられる調整モード信号を伝達し、二つ目の前記調整モード信号受信用のディジタル入力端子には前記ダイアグノシス出力端子に加えられるもう一つの調整モード信号を伝達するように構成したものであり、請求項１に記載の発明と同様の作用を有し、さらに二つの調整モード信号を用いることで信頼性を向上させることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図５を用いて説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態の調整機能付きセンサを示し、図１において、１はセンサ本体であり、２はアナログ的な補正信号を出力する機能、アナログ信号を入力する回路、記憶回路を含むマイコン及びその周辺回路であり、その他に例えば温度補正を目的とする場合、温度センサなどを含む。以下において、周辺回路も含めてマイコン２と呼ぶことにする。３は信号加算回路であり、センサ本体１の出力及びマイコン２の出力が接続される。４は信号出力回路であり、出力抵抗をもつ増幅器により構成されている。５は信号出力端子である。マイコン２のアナログ入力端子２１には信号加算回路３の出力信号が、ディジタル入力端子２２には信号出力回路４の出力が接続されている。調整時には、外部から信号出力端子５に調整モード信号を送信するための信号源が接続される。
【００１６】
以下に、これらの動作を説明する。調整時に、外部の信号源から信号出力端子５を通してあらかじめ設定された調整信号を送信する。この信号は、本来センサが出力し得る信号に比べ、十分に複雑なものでなければならない。信号出力端子５は本来出力端子であるため、この出力インピーダンスは比較的低いが、外部に接続する信号源は信号出力回路４に含まれる出力抵抗を負荷抵抗として駆動できるものとする。これにより、マイコン２は信号出力回路４の出力部において、ディジタル入力端子２２を通して読み取ることで外部からの信号を受けることができる。このとき、信号出力回路４が何らかの信号を出力しても、マイコン２のディジタル入力端子２２はその影響を受けずに外部からの信号を受けることができる。
【００１７】
ここでは、調整信号を８ビットデータにスタートビットとストップビットをつけたものがｎ個からなるものとする。つまり、ｎバイトのデータで構成されるものとし、非同期式のシリアル通信によってこれを送信するものとする。通信速度は、ノイズの影響を避けるためにも、起動時間などの他の制約が許す限り、遅い方がよい。
【００１８】
マイコン２は、上記の調整信号を受信するためにシリアル信号受信手順を実行する。一例を以下に示す。
【００１９】
マイコン２は、ディジタル入力端子２２の値をｔ１秒ごとにチェックする。ここで、ｔ１は、通信速度をｖとしたときに、ｔ１＜１／１０ｖを満たす値とする。
【００２０】
このとき、スタートビットを検出すると１バイトのデータ受信を開始する。まず、ｔ２秒待ち最初のビットを読み取る。ここで、ｔ２＝１．５／ｖ。次からは、ｔ３秒毎に７個のビットを読み取り、１バイトのデータを確定する。ここで、ｔ３＝１／ｖ。さらに、ｔ３秒待ちストップビットが正しいかどうかチェックする。ここで、正しくない場合には、不正データとみなす。
【００２１】
また、調整終了後の通常動作時に誤って調整動作を行わないように、マイコン２がディジタル入力端子２２のサンプリングを行う期間を電源投入時のある一定時間のみとすることは効果的である。
【００２２】
これらのフローチャートを図２に示す。
【００２３】
マイコン２はステップＳ１においてディジタル入力端子２２をチェックし、ステップＳ２において調整信号が有るか否かを判断し、調整信号を正しく受信すると、ステップＳ３において不正データの有無を判断し、不正データなしの場合にステップＳ４において調整モードを実行する。例えば温度補正を目的とした調整の場合、調整機能付きセンサを恒温槽などにより動作温度範囲をトレースさせ、各温度におけるセンサ本体１の出力値を測定し、信号加算回路３にセンサ本体１の出力をちょうど補正するだけの値を出力し、その値を記憶する。このとき、信号加算回路３の出力をマイコン２のアナログ入力端子２１にフィードバックし、補正結果を確認することで補正量の精度を上げることができる。また、センサ本体１が温度ヒステリシスをもっている場合には、動作温度範囲を往復トレースし、温度上昇時の補正値と温度降下時の補正値との平均値をその温度における確定値とすることで、補正精度を上げることができる。
【００２４】
マイコン２は、ステップＳ５において所定時間内に調整信号の有無を判断し、その結果として調整信号を受け取らなかったとき、もしくはステップＳ３において不正な信号を受けたときにはステップＳ６において通常動作モードとして動作する。これにより市場において調整モードとして動作するような誤動作の確率を小さくすることができる。通常動作モードは、例えば上述の温度補正の場合、現在の温度を測定し、その温度に対応する補正値を読み出し、信号加算回路に出力することで温度変化によるセンサ本体の出力誤差を補正する。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態の調整機能付きセンサを示し、図３において、センサ本体１、マイコン及び周辺回路２、信号加算回路３、信号出力回路４及び信号出力端子５は第１の実施の形態の調整機能付きセンサと同様の構成である。ただし、信号出力回路４は必ずしも出力抵抗をもっている必要はなく、またマイコン２のディジタル入力端子２３には、後述するダイアグノシス出力回路の出力端子が接続されている。７はダイアグノシス出力回路であり、センサ本体１及びマイコン２のそれぞれのダイアグノシス信号端子の信号を入力とする。８はダイアグノシス出力端子であり、ダイアグノシス出力回路の出力に接続される。調整時には、ダイアグノシス出力端子８に外部から調整モード信号を送信するための信号源が接続される。
【００２６】
以下に、これらの動作を説明する。調整時に、外部の信号源からダイアグノシス出力端子８を通してあらかじめ設定された調整信号を送信する。この信号は、本来センサが出力し得る信号に比べ、十分に複雑なものでなければならない。ダイアグノシス出力端子８は本来出力端子であるため、この出力インピーダンスは比較的低いが、外部に接続する信号源はダイアグノシス出力回路７に含まれる出力抵抗を負荷抵抗として駆動できるものとする。これにより、マイコン２はダイアグノシス出力回路７の出力部において、ディジタル入力端子２３を通して読み取ることで外部からの信号を受けることができる。このとき、ダイアグノシス出力回路７が何らかの信号を出力しても、マイコン２のディジタル入力端子２３はその影響を受けずに外部からの信号を受けることができる。
【００２７】
このとき用いる調整信号は、第１の実施の形態の調整機能付きセンサで示したものと同様に考えられる。またマイコン２は調整モード及び通常動作モードとして、第１の実施の形態で示したものと同様の動作を行う。
【００２８】
また、一般にダイアグノシス出力は、調整モードにおいて動作させる必要がないため、調整モード中ずっとマイコン２に外部から信号を与えることができる。
【００２９】
（実施の形態３）
図４は本発明の第３の実施の形態の調整機能付きセンサを示し、図４において、センサ本体１、マイコン及び周辺回路２、信号加算回路３、信号出力回路４、信号出力端子５、ダイアグノシス出力回路７、ダイアグノシス出力端子８は第２の実施の形態の調整機能付きセンサと同様の構成である。ただし、マイコン２は二つのディジタル入力端子２２及び２３をもち、端子２２には信号出力回路４の出力が、端子２３にはダイアグノシス出力回路７の出力が接続されている。調整時には、信号出力端子５及びダイアグノシス出力端子８にそれぞれ外部から調整モード信号を送信するための信号源が接続される。
【００３０】
以下に、これらの動作を説明する。調整時に、一つの外部の信号源から信号出力端子５を通して、またもう一つの信号源からダイアグノシス出力端子８を通して、あらかじめ設定された調整信号を送信する。これら各信号は、本来センサが出力し得る信号に比べ、十分に複雑なものでなければならない。信号出力端子５及びダイアグノシス出力端子８は本来出力端子であるため、この出力インピーダンスは比較的低いが、外部に接続する信号源はそれぞれ信号出力回路４及びダイアグノシス出力回路７に含まれる出力抵抗を負荷抵抗として駆動できるものとする。これにより、マイコン２は、信号出力回路４の出力部においてディジタル入力端子２２を通し、またダイアグノシス出力回路７の出力部においてディジタル入力端子２３を通して、読み取ることで外部からの信号を受けることができる。このとき、信号出力回路４及びダイアグノシス出力回路７が何らかの信号を出力しても、マイコン２のディジタル入力端子２２及び２３はその影響を受けずに外部からの信号を受けることができる。
【００３１】
このとき用いる調整信号は、第１の実施の形態の調整機能付きセンサで示したものと同様に考えられる。またマイコン２は調整モード及び通常動作モードとして、第１の実施の形態で示したものと同様の動作を行う。
【００３２】
この形態により、外部から二つの信号を送ることができるため、第１の実施の形態や第２の実施の形態で示したものよりも、誤動作の確率を小さくするなどの効果を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態４）
図５は本発明の第４の実施の形態の調整機能付きセンサを示し、図５において、１はセンサ本体であり、２はマイコンおよびその周辺回路であり、センサ本体１の信号を制御する機能を有する。９は交流成分分離回路であり、電源ラインに挿入され、その交流成分出力はシュミットトリガ回路などを介してハイまたはローのディジタル信号として出力されており、マイコン２のディジタル入力端子２４に接続されている。１０は電源端子であり、１１は電源端子１０に対するグランド端子である。調整時には、電源端子１０に電源が接続されるとともに、その電源ラインに交流成分混合回路を介して外部から調整モード信号を送信するための信号源が接続される。
【００３４】
以下に、これらの動作を説明する。調整時に、外部の信号源から電源端子１０を通してあらかじめ設定された調整信号を送信する。この信号は、電源変動に比べ、十分に複雑なものでなければならない。外部の信号源から送られた信号は、電源ラインを通って交流成分分離回路９に入力され、その出力として信号が取り出され、マイコン２のディジタル入力端子２４に入力される。これにより、マイコン２はディジタル入力端子２４を読み取ることで外部からの信号を受けることができる。このとき用いる調整信号は、第１の実施の形態の調整機能付きセンサで示したものと同様に考えられる。ただし、調整信号送信時に電源ラインにノイズなどが加わると、調整信号を正しく受信できない可能性があるため、例えば、第１の実施の形態の調整機能付きセンサで示したものと同様に信号を三回送信し、二回以上正しい信号を受信したときに調整モードを実行するなどの方法が好ましい。またマイコン２は調整モード及び通常動作モードとして、第１の実施の形態で示したものと同様の動作を行う。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、マイコンのディジタル入力端子に信号出力端子を利用して調整信号を送信するようにしたので調整専用端子が不要になり、端子構造が簡素化できるという有利な効果が得られる。これによりコスト低減が図られ、同時に調整後に調整専用端子を使用不可能にするという作用が不要となり、以上のことから信頼性の向上も図れるという優れた効果を有する調整機能付きセンサを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態による調整機能付きセンサを示す回路図
【図２】  同センサ動作のフローチャート
【図３】  本発明の第２の実施の形態による調整機能付きセンサを示す回路図
【図４】  本発明の第３の実施の形態による調整機能付きセンサを示す回路図
【図５】  本発明の第４の実施の形態による調整機能付きセンサを示す回路図
【図６】  従来の調整機能付きセンサの回路図
【符号の説明】
１  センサ本体
２  マイコン（周辺回路含む）
３  信号加算回路
４  信号出力回路
５  信号出力端子
６  調整信号入力端子
７  ダイアグノシス出力回路
８  ダイアグノシス出力端子
９  交流成分分離回路
１０  電源端子
１１  グランド端子
【図１】
0004000629.tif 000002
【図２】
0004000629.tif 000003
【図３】
0004000629.tif 000004
【図４】
0004000629.tif 000005
【図５】
0004000629.tif 000006
【図６】
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