JP6102785B2 - 物理量センサ - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1から図4を参照して説明する。図1に示すように、物理量センサ1は、センサ素子2と、CR発振回路3(発振手段)と、ADコンバータ4と、デジタルフィルタ5(デジタルデータ出力手段)と、タイミング制御回路6(タイミング制御手段)と、内挿計算回路7(推定データ取得手段、内挿計算手段)と、送信回路8(送信手段)とを有する。物理量センサ1は、データ通信線(データ伝送路)を介してホスト9(送信先装置)と接続されている。物理量センサ1はスレーブとして機能し、ホスト9はマスタとして機能する。
推定値=XN+{ΔT×(XN+1−XN)/T}
次に、本発明の第2の実施形態について図5から図7を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第1の実施形態は、推定データの推定値を内挿値により計算する構成であるが、第2の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。
推定値=XN+{ΔT×(XN−XN−1)/T}
次に、本発明の第3の実施形態について図8から図10を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第1の実施形態は、CR発振回路3が出力する内部クロックに基づいてデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を制御する構成であるが、第3の実施形態は、ホスト25から受信する外部基準クロックに基づいてデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を制御する構成である。
次に、本発明の第4の実施形態について図11を参照して説明する。第4の実施形態における第3の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第4の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ31は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。第4の実施形態でも、第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、本発明の第5の実施形態について図12を参照して説明する。尚、上記した第3の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第5の実施形態は、CR発振回路24から出力される内部クロックを外部基準クロックにしたがって補正する(調整する)構成である。
次に、本発明の第6の実施形態について図13を参照して説明する。第6の実施形態における第5の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第6の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ51は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。第6の実施形態でも、第5の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、本発明の第7の実施形態について図14から図16を参照して説明する。尚、上記した第3の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第7の実施形態は、CR発振回路24から出力される内部クロックの誤差を計算し、その計算した誤差に基づいてデータ取得タイミングの出力を補正する(調整する)構成である。
n´=n×N´/N
Δn=n´−n=n(N´/N−1)
この場合、内挿計算回路7は、推定値を以下の計算式により計算する。
推定値=XN+{(ΔT+Δn)×(XN+1−XN)/T}
次に、本発明の第8の実施形態について図17を参照して説明する。第8の実施形態における第7の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第8の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ71は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。外挿計算回路12は、推定値を以下の計算式により計算しても良い。
推定値=XN+{(ΔT+Δn)×(XN−XN−1)/T}
第8の実施形態でも、第7の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。又、複数の変形例を組み合わせても良い。
自動車用の加速度センサに適用することに限らず、自動車以外の用途として例えば二輪車の加速度センサに適用しても良い。又、加速度センサに適用することに限らず、例えば温度を検出する温度センサ、湿度を検出する湿度センサ等の各種のセンサに適用しても良い。
2点のデジタルデータを用いて推定値(内挿値及び外挿値)を計算する構成を説明したが、計算式が複雑化する問題を解消した上であれば、3点以上のデジタルデータを用いて推定値を計算する構成でも良い。
Claims (9)
- 物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力するセンサ素子(2)と、
前記センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力するデジタルデータ出力手段(5)と、
内部クロックを出力する発振手段(3)と、
データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力するタイミング制御手段(6)と、
前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいて前記データ取得タイミングに対応する推定データを取得する推定データ取得手段(7、12)と、
前記推定データ取得手段により取得された推定データを前記データ送信タイミングにしたがって送信データとして送信先装置(9)に送信する送信手段(8)と、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記データ取得タイミングの出力から前記データ送信タイミングの出力までの期間を一定とするように前記データ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を前記内部クロックに基づいて制御することを特徴とする物理量センサ(1、11)。 - 物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力するセンサ素子(2)と、
前記センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力するデジタルデータ出力手段(5)と、
送信先装置(25)から外部基準クロックを受信する受信手段(22)と、
内部クロックを出力する発振手段(24)と、
データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力するタイミング制御手段(23)と、
前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいて前記データ取得タイミングに対応する推定データを取得する推定データ取得手段(7、12)と、
前記推定データ取得手段により取得された推定データを前記データ送信タイミングにしたがって送信データとして前記送信先装置に送信する送信手段(8)と、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記データ取得タイミングの出力から前記データ送信タイミングの出力までの期間を一定とするように前記データ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を前記外部基準クロック及び前記内部クロックに基づいて制御することを特徴とする物理量センサ(21、31、41、51、61、71)。 - 請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記タイミング制御手段は、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点で前記データ取得タイミングを出力し、前記データ取得タイミングを出力した時点から第1の一定周期の経過後に前記データ送信タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(21、31)。 - 請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記タイミング制御手段は、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から第2の一定周期の経過後に前記データ取得タイミングを出力し、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から前記第2の一定周期よりも長い第3の一定周期の経過後に前記データ送信タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(21、31)。 - 請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックを前記外部基準クロックにしたがって補正するクロック補正手段(42)を備えたことを特徴とする物理量センサ(41、51)。 - 請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックと前記外部基準クロックとにしたがって外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測するクロック計測手段(62)を備え、
前記タイミング制御手段は、前記外部基準クロック間における内部クロックのクロック数に基づいて内部クロックの誤差を計算し、その計算した誤差を反映した期間を第4の一定周期とし、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から前記第4の一定周期の経過後に前記データ取得タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(61、71)。 - 請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックと前記外部基準クロックとにしたがって外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測するクロック計測手段(62)を備え、
前記タイミング制御手段は、前記外部基準クロック間における内部クロックのクロック数に基づいて内部クロックの誤差を計算し、
前記推定データ取得手段は、前記データ取得タイミングに対応する推定データを前記誤差を反映して取得することを特徴とする物理量センサ(61、71)。 - 請求項1から7の何れか一項に記載した物理量センサにおいて、
推定データ取得手段は、前記タイミング制御手段から前記データ取得タイミングを入力した時点の次の周期で前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータを用いることで、前記推定データを内挿値により計算する内挿計算手段(7)を有することを特徴とする物理量センサ(1、21、41、61)。 - 請求項1から7の何れか一項に記載した物理量センサにおいて、
推定データ取得手段は、前記タイミング制御手段から前記データ取得タイミングを入力した時点の周期で前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータを用いることで、前記推定データを外挿値により計算する外挿計算手段(12)を有することを特徴とする物理量センサ(11、31、51、71)。
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