CN101743479A - 传感器输出校正装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种传感器输出校正装置，该传感器输出校正装置包括：传感器元件，该传感器元件对测定对象物的变化量进行检测，将该变化量作为信号输出；A/D转换部，该A/D转换部将从传感器元件输出的信号从模拟信号转换为数字信号；零基准值计算部，该零基准值计算部根据由传感器元件输出的信号来计算出作为传感器元件的漂移量的零基准值；零点校正部，该零点校正部基于零基准计算部计算出的零基准值，对从A/D转换部输出的信号进行零点校正；输出限制部，该输出限制部基于零点校正部的校正量，对从零点校正部输入的信号的输出进行限制；以及高频去除部，该高频去除部去除高频分量。

Description

传感器输出校正装置
技术领域
本发明涉及对测定对象物的变化量进行检测并将该变化量作为信号输出的传感器输出校正装置。
背景技术
已有的传感器输出校正装置包括：传感器元件，上述传感器元件对测定对象物的变化量进行检测，将对应于该变化量的值作为信号输出；A/D(Analog/Digital：模拟/数字)转换部，上述A/D转换部将从上述传感器元件输出的信号从模拟信号转换为数字信号；零点校正部，上述零点校正部对从上述A/D转换部输出的信号进行零点校正；及高频去除部，上述高频去除部去除从上述零点校正部输出的信号的高频分量。
图10是以加速度传感器为例作为已有的传感器输出校正装置、说明其信号处理的流程的图。当车辆在不平道路上行驶时或经受捶打试验时，传感器元件的输出信号的波形具有大致对称的特征。图10(a)是表示当这样在不平道路上行驶时或经受捶打试验时、从传感器元件输出的信号的图。图10(b)是表示从A/D转换部输出的A/D转换后的信号的图。由于A/D转换部有预先决定的输出范围，因此不输出大于输出范围的最大值Gmax的值的信号、及小于最小值Gmin的值的信号。另外，G0表示从传感器元件输出的信号的零点(零基准值)，由于因环境因素发生电压漂移，因此从A/D转换部的输出范围的中心移位至上侧。
图10(c)是表示零点校正部中的零点校正后的信号。此处，由于利用A/D转换部不输出大于Gmax的值的信号，因此零点校正后的信号的波形成为非对称的。图(d)是表示将从零点校正部输出的零点校正后的信号在高频去除部进行处理后的信号。若从传感器元件输出的信号发生漂移，则如图10(d)所示，从零点校正部输出的信号的波形不对称，在高频去除部的处理后输出由漂移引起的信号。因此，为使已有的加速度传感器的零点校正后的信号的波形对称，而预先设定A/D转换部的输出范围，使其大于漂移量。然而，在这种情况下，存在由于扩大输出范围而导致分辨率下降的问题。
为了解决上述问题，已知有以下方法：即，在车辆停车时对传感器元件的漂移量进行存储，在车辆行驶时从传感器元件输出的值中减去漂移量来进行零点校正，然后对其进行A/D转换(例如，参照专利文献1)
专利文献1：日本国专利特开平7-128062号公报
已有的传感器输出校正装置采用上述那样的结构，对由传感器元件输出的信号在零点校正后进行A/D转换，这存在以下问题：即，需要对漂移量进行存储的存储部、和对存储的漂移量进行反馈的电路等，因而电路结构变复杂。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于得到一种传感器输出校正装置，该传感器输出校正装置不使用复杂的电路结构就能抑制分辨率的下降，并不输出由漂移引起的信号。
发明内容
本发明所涉及的传感器输出校正装置，其特征在于，包括基于零点校正部的校正量、对信号的输出进行限制的输出限制部。
根据本发明，由于包括基于零点校正部的校正量、对信号的输出进行限制的输出限制部，因此能获得不使用复杂的电路结构就能抑制分辨率的下降、并不输出由漂移引起的信号的效果。
附图说明
图1是本实施方式1的气囊展开***的简要图。
图2是本实施方式1的气囊展开***的结构图。
图3是表示零基准值计算部16及零点校正部13的处理的流程图。
图4是用于说明零点校正部的处理的图。
图5是表示输出限制部的结构的图。
图6是表示输出限制部的动作的流程图。
图7是表示A/D转换部输出范围和输出限制部的输出范围的关系的图。
图8是本实施方式1的气囊展开***的其他结构图。
图9是本实施方式1的气囊展开***的其他结构图。
图10是说明已有的传感器的信号处理的图。
具体实施方式
下面，根据附图，说明本发明中的实施方式的一个例子。
实施方式1.
图1是将本实施方式1的传感器输出校正装置应用于车辆的气囊展开***(移动体用保护***)的前侧加速度传感器1的简要图，包括：前侧加速度传感器1(传感器输出校正装置)，上述前侧加速度传感器1检测车辆的加速度并输出；及气囊控制单元(判定装置)2，上述气囊控制单元2基于前侧加速度传感器1输出的加速度，对气囊(保护构件)3的动作进行判定。此外，在该实施方式1中，作为传感器输出校正装置是对前侧加速度传感器1进行了说明，但是并不限定于前侧加速度传感器1，也可适用于其他传感器。另外，气囊3是保护包含乘员及行人的被保护体的气囊。另外，并不只限于车辆，也可适用于电车、船舶等各种移动体。
图2是气囊展开***的结构图，包括：前侧加速度传感器1、气囊控制单元2、及气囊3。
前侧加速度传感器1包括：传感器元件11，上述传感器元件11检测车辆前侧部的加速度，并输出与该加速度相对应的信号；A/D转换部12，上述A/D转换部12将由传感器元件11输出的信号从模拟信号转换为数字信号；零基准值计算部16，上述零基准值计算部16根据由传感器元件11输出的信号来计算出作为传感器元件11的漂移量的零基准值；零点校正部13，上述零点校正部13基于零基准值计算部16计算出的零基准值，对A/D转换部12输出的信号进行零点校正；输出限制部14，上述输出限制部14基于零点校正部13的校正量，对从零点校正部13输出的信号进行输出限制，上述零点校正部13的校正量使得从零点校正部13输出的信号的波形对称、即信号的正区域和负区域相等；以及高频去除部15，上述高频去除部15去除高频分量。
气囊控制单元2包括：计算部21，上述计算部21对由前侧加速度传感器1输出的信号进行计算，并指示将气囊3展开；及驱动装置22，上述驱动装置22基于计算部21的指示来展开气囊3。
图3是表示零基准值计算部16及零点校正部13的处理的流程图。首先，零基准值计算部16判定来自传感器元件11的输出值Gin是否大于零基准值G0(步骤ST1)。在输出值Gin大于零基准值G0的情况下，对零基准值G0加上预定值Δ，对零基准值G0进行更新(步骤ST2)。另外，在输出值Gin不大于零基准值G0的情况下，从零基准值G0中减去预定值Δ，对零基准值G0进行更新(步骤ST3)。接着，零点校正部13从来自传感器元件11的输出值Gin中减去零基准值计算部16所输出的零基准值G0，并输出所得到的值Gout(步骤ST4)。此外，零基准值G0的初始值预先被设定为适当的值(例如0)，每隔预定的时间进行图3所示的处理来对零基准值G0进行更新。
图4是用于说明零点校正部13的处理的图。
在零点校正部13中，通过从利用A/D转换部12进行了A/D转换的传感器元件11的输出值Gin(参照图4(a))中减去利用零基准值计算部16算出的零基准值G0(参照图4(b))，从而进行零点校正(参照图4(c))。通过进行这样的处理，即使在传感器元件11的输出值Gin中发生漂移的情况下，也由于如上所述那样基于传感器元件11的输出值Gin对零基准值G0进行更新，因此经过一定时间后，零基准值G0跟随传感器元件11的输出值Gin，从而去除漂移分量。此外，也可采用其他结构：即，将作为对零点进行校正的方法的零基准值计算部16设置于前侧加速度传感器1的外部，将利用该零基准值计算部16计算出的零基准值G0输入到零点校正部13；或不设置零基准值计算部16，而利用LPF(Low Pass Filter：低通滤波器)来对传感器元件11的输出值Gin实施高频截止处理。
图5是表示输出限制部14的结构的图，包括：第一限幅处理部141，上述第一限幅处理部141对从零点校正部13输出的信号的最大值一侧的输出进行限制；及第二限幅处理部142，上述第二限幅处理部142对最小值一侧的输出进行限制。
接着，对动作进行说明。
图6是表示输出限制部14的动作的流程图，在该图中，主要说明成为前侧加速度传感器1的主要部分的输出限制部14的动作。
从传感器元件11输出的信号利用A/D转换部12从模拟信号转换为数字信号，然后基于从零基准值计算部16输入的零基准值G0进行零点校正，其后输出到输出限制部14。
输出限制部14的第一限幅处理部141对由零点校正部13输出的信号的值是否在G0-Gmin以上进行判定(步骤ST11)，上述G0-Gmin是从零基准值G0中减去A/D转换部12的最小输出值Gmin所得的值，在从零点校正部13输出的信号的值在G0-Gmin以上的情况下，输出G0-Gmin的值(步骤ST12)。另外，在从零点校正部13输出的信号的值小于G0-Gmin的情况下，输出从零点校正部13输出的信号的值。
第二限幅处理部142对由第一限幅处理部141输出的值是否在G0-Gmax以下进行判定(步骤ST13)，上述G0-Gmax是从零基准值G0中减去A/D转换部12的最大输出值Gmax所得的值，在从第一限幅处理部141输出的值在G0-Gmax以下的情况下，输出G0-Gmax的值(步骤ST14)。另外，在从第一限幅处理部14 1输出的值大于G0-Gmax的情况下，输出从第一限幅处理部141输出的值(步骤ST15)。
图7是表示A/D转换部12的输出范围和输出限制部14的输出范围的关系的图。图7(a)是表示零基准值G0未发生漂移的情况的图。在这种情况下，不利用输出限制部14进行信号的输出限制，能将A/D转换部12的输出范围使用到最大限度，不会降低分辨率。
图7(b)是表示零基准值G0发生了漂移的情况的图。在这种情况下，利用输出限制部14进行输出限制，信号的波形成为对称的。
如上所述，由于本实施方式1的前侧加速度传感器1包括基于零点校正部13的校正量、对信号的输出进行限制的输出限制部14，因此不使用复杂的电路结构，在传感器元件11的输出未发生漂移的情况下，具有能将A/D转换部12的输出范围使用到最大限度、因而不降低分辨率的效果。此外，在传感器元件11的输出发生了漂移的情况下，由于输出被限制，使得信号的波形成为对称，因此具有不从高频去除部15输出由漂移引起的信号的效果。另外，由于不输出由漂移引起的信号，因此具有可在计算部21中进行正确的计算、来防止气囊3的误动作的效果。
此外，在本实施方式1中，采用在发生了漂移的情况下、基于零点校正部13的校正量而利用输出限制部14进行输出限制的结构，但是若上述校正量较小，且在高频去除部15的处理后即使输出由漂移引起的信号、但该信号也是不会发生问题的预定的值以下，则也可不进行输出限制。另外，尽管采用前侧加速度传感器1中包括高频去除部15的结构，但是也可以采用如图8所示的气囊控制单元2中包括高频去除部15的结构，或采用如图9所示的利用气囊控制单元2的计算部21来进行高频去除处理的结构。
工业上的实用性
如上所述，本发明的传感器输出校正装置采用包括基于零点校正部的校正量、对信号的输出进行限制的输出限制部的结构，由于不使用复杂的电路结构就能防止误动作，因此适用于车辆的气囊***等的传感器输出校正装置等。

Claims (4)

1.一种传感器输出校正装置，其特征在于，包括：
传感器元件，该传感器元件对测定对象物的变化量进行检测，将该变化量作为信号输出；
A/D转换部，该A/D转换部将从所述传感器元件输出的信号从模拟信号转换为数字信号；
零点校正部，该零点校正部对从所述A/D转换部输出的信号进行零点校正；以及
输出限制部，该输出限制部基于所述零点校正部的校正量，对从所述零点校正部输入的信号的输出进行限制。
2.如权利要求项1所述的传感器输出校正装置，其特征在于，
所述输出限制部包括：
第一限幅处理部，该第一限幅处理部在从所述零点校正部输出的信号的值是从所述校正量中减去所述A/D转换部的输出范围的最小值而得到的值以上的情况下，输出从所述校正量中减去所述最小值而得到的值；以及
第二限幅处理部，该第二限幅处理部在从所述第一处理部输出的值是从所述校正量中减去所述A/D转换部的输出范围的最大值而得到的值以下的情况下，输出从所述校正量中减去所述最大值而得到的值。
3.如权利要求项1所述的传感器输出校正装置，其特征在于，
所述输出限制部在所述校正量小于预定值的情况下不进行输出限制。
4.一种移动体用保护***，其特征在于，包括：
传感器输出校正装置及判定装置，
所述传感器输出校正装置包括：
传感器元件，该传感器元件对移动体的状态变化进行检测，将该变化作为信号输出；
A/D转换部，该A/D转换部将从所述传感器元件输出的信号从模拟信号转换为数字信号；
零点校正部，该零点校正部对从所述A/D转换部输出的信号进行零点校正；以及
输出限制部，该输出限制部基于所述零点校正部的校正量，对从所述零点校正部输入的信号的输出进行限制，
所述判定装置基于所述传感器输出校正装置输出的信号，来判定保护被保护体的保护构件是否进行动作。
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