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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Selbstdiagnosevorrichtung
und ein Selbstdiagnoseverfahren zum Ausführen einer Diagnose,
ob oder nicht ein Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor
in einem normalen Zustand ist. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich weiter auf einen Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor,
der mit solch einer Selbstdiagnosevorrichtung versehen ist, und
auf ein Verfahren des anfänglichen Einstellens des Beschleunigungs-
oder Winkelgeschwindigkeitssensors.
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Ein
Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor wird weiter beim
Steuern einer Airbag-Vorrichtung eines Fahrzeugs wie ein Motorfahrzeug
benutzt. Zum Beispiel enthält eine Airbag-Steuervorrichtung,
die in der
JP 2006-056
441 A offenbart ist, einen Hauptbeschleunigungssensor und
einen Sicherheitsbeschleunigungssensor, der an einer Position unterschiedlich
zu der des Hauptbeschleunigungssensors vorgesehen ist, so dass eine
Fehlfunktion verhindert wird und eine zuverlässige Aktivierung sichergestellt
wird.
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Bei
der in dieser Druckschrift beschriebenen Airbag-Steuervorrichtung
erfaßt der Hauptbeschleunigungssensor die Beschleunigung
und gibt ein Beschleunigungssignal aus, und ein Mikrocontroller
integriert das von dem Hauptbeschleunigungssensor empfangene Beschleunigungssignal.
Wenn ein Integrationswert der Beschleunigung einen vorgeschriebenen
Wert überschreitet, da die Beschleunigung in einer Beschleunigungsrichtung
zunimmt aufgrund einer Kollision des Fahrzeugs, bestimmt der Mikrocontroller,
dass das Fahrzeug kollidiert ist und gibt ein Auslösesignal
auf einem hohen Pegel an eine UND-Schaltung aus.
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Weiterhin
wird eine Beschleunigungserfassungsausgabe von dem Sicherheitsbeschleunigungssensor
A/D-(analog-digital) durch einen A/D-Wandler gewandelt und an eine
Operationsschaltung eingegeben. Die Operationsschaltung integriert
die A/D-gewandelte Ausgabe und gibt sie an eine Bestimmungsschaltung
ein. Die Bestimmungsschaltung vergleicht dann die von der Operationsschaltung
empfangene Ausgabe mit einem Schwellenwert, und wenn die integrierte
Ausgabe den Schwellenwert überschreitet, gibt sie ein Signal
auf einem hohen Pegel zu der UND-Schaltung aus. Wenn zu dieser Zeit
das Kollisionserfassungssignal zu der UND-Schaltung von dem Mikrocontroller
eingegeben wird, öffnet die UND-Schaltung ihr Gatter und überträgt
ein Signal zu der Basis eines Transistors, so dass der Transistor
eingeschaltet wird, ein Strom wird zu einer Zündpille von
einer Leistungsquelle geliefert, und der Airbag wird aktiviert.
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Weiter
offenbart die
JP
2006-245 829 A eine Airbag-Steuervorrichtung, die einen Überschlag
erfaßt, der ein Umkippen eines Fahrzeugs darstellt. Die Airbag-Steuervorrichtung
in dieser Druckschrift erfaßt einen Ausgabewert eines Winkelgeschwindigkeitssensors,
integriert den Ausgabewert während einer vorge schriebenen
Zeit und vergleicht den erzeugten Integrationswert mit einem eingestellten
Bestimmungsschwellenwert, so dass bestimmt wird, ob oder nicht eine
Versetzungskorrektur richtig ausgeführt ist. Auf der Grundlage
der Annahme, dass die Versetzungskorrektur richtig ausgeführt
ist, bestimmt die Airbag-Steuervorrichtung, ob oder nicht ein Überschlag
auftritt. Wenn die Airbag-Steuervorrichtung einen Überschlag
erfaßt, liefert sie einen Strom zu einer Zündpille,
die als ein Heizwiderstandskörper identifiziert ist, zum
Aufblasen des Airbags, zum Aktivieren des Airbags.
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Allgemein
wird in dem Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor eine
Selbstdiagnose (Primärüberprüfung) zum
Bestimmen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Fehlers des
Sensors bei dem Hochfahren oder Ähnlichem ausgeführt.
Insbesondere wird ein Pseudosignal, das einem Beschleunigungs- oder
Winkelgeschwindigkeitssignal entspricht, an ein Sensorelement angelegt,
und auf der Grundlage eines Signalpegels einer Sensorausgabe, welcher
Signalpegel sich mit der Zeit ändert, wird eine Primärprüfung
bei dem Hochfahren oder Ähnlichem ausgeführt.
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Die
JP 2001-304 871 A offenbart
eine Anormalitätsdiagnosevorrichtung für einen
Winkelgeschwindigkeitssensor, die eine richtige Selbstdiagnose ausführen
kann, selbst wenn eine unerwartete Winkelgeschwindigkeit daran zu
der Zeit der Selbstdiagnose eingegeben wird. Bei der Anormalitätsdiagnosevorrichtung
wird ein Signalpegel einer Winkelgeschwindigkeitsausgabe, die in
dem Zustand erhalten wird, in dem ein Rotationspseudosignal nicht
an das Sensorelement angelegt wird, durch eine Halteschaltung in
einer Primärprüfschaltung gehalten. Auf der Grundlage
des gehaltenen Signalpegels wird ein Schwellenwert variabel gesetzt.
Ein Fensterkomparator vergleicht den eingestellten Schwellenwert
mit einem Signalpegel einer Winkelgeschwindigkeitsausgabe, die in
dem Zustand erhalten wird, dass ein Rotationspseudosignal an das
Sensorelement angelegt wird, und auf der Grundlage der Resultate
führt er eine Diagnose bezüglich der Anwesenheit
oder der Abwesenheit von Anormalitäten durch.
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Weiterhin
offenbart die
JP
2003-262 648 A eine Technik zum Unterdrücken eines
nachteiligen Effekts für eine Versetzungskorrekturtätigkeit,
welcher nachteilige Effekt eine Selbstdiagnoseausgabe verursacht.
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Gemäß dieser
Druckschrift, wenn eine Selbstdiagnoseschaltung eine Rechteckwellen-Selbstdiagnoseausgabe
an einen Beschleunigungssensor eingibt, so dass eine Selbstdiagnoseprüfung
für einen Beschleunigungssensor ausgeführt wird,
gibt der Beschleunigungssensor eine Differenzialwellenform aus.
Daher treten Variationen in einer Ausgabe einer Tiefpassfilter-Verarbeitungsschaltung für
Versetzungskorrektur auf. Ähnliche Variationen treten auch
in einer korrigierten Ausgabe auf, die durch eine Versetzungskorrekturtätigkeit
in einer Betriebseinheit in einer CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit)
erhalten wird, so dass die korrigierte Ausgabe längere
Zeit zum Konvergieren zu einem Nullpunkt benötigt, und
die Nullpunktgenauigkeit ist niedriger. Zum Vermeiden dieses Phänomens
wird die Versetzungskorrekturtätigkeit in der CPU vor der Selbstdiagnoseprüfung
ausgeführt (d. h. bevor die Rechteckwellenselbstdiagnose-Ausgabe
zu dem Beschleunigungssensor eingegeben wird), oder bevorzugt gleichzeitig
mit dem Hochfahren.
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Die
Selbstdiagnose, ob oder nicht der Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor normal
tätig ist, wird ausgeführt, während der
Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor tätig
sind. Wenn die Bestimmung, ob oder nicht der Sensor in einem normalen
Zustand ist, in dem Zustand durchgeführt wird, in dem der
Sensorhauptkörper ein Testsignal zum Vorsehen einer Pseudobeschleunigung
oder -winkelgeschwindigkeit empfängt und zusätzlich
eine unerwartete Beschleunigung oder Winkelgeschwindigkeit empfängt,
die extern darauf ausgeübt wird, wird daher unausweichlich
ein falsches Diagnoseresultat ausgegeben.
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Die
oben beschriebene
JP
2001-304 871 A sieht ein Verfahren zum Behandeln dieses
Problems vor. Bei dem Verfahren in dieser Druckschrift wird jedoch
ein Signalpegel einer Sensorausgabe, die in dem Zustand erhalten
wird, in dem ein Pseudosignal an den Sensor angelegt wird, auf der
Grundlage eines Signalpegels der Sensorausgabe korrigiert, die in
einen Zustand erhalten wird, in dem das Pseudosignal nicht an das
Sensorelement angelegt wird. Wenn daher ein unmittelbarer Stoß auf
den Sensor ausgeübt wird, können sich die Beschleunigung
oder Winkelgeschwindigkeit, die extern auf den Sensor ausgeübt
werden, zwischen einem Fall, dass das Pseudosignal angelegt wird,
und einem Fall, dass das Pseudosignal nicht angelegt wird, unterscheiden,
und folglich braucht die Diagnose nicht richtig ausgeführt
zu sein.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Selbstdiagnosevorrichtung
für einen Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor vorzusehen,
der eine richtige Selbstdiagnose ausführen kann, selbst
wenn ein Stoß extern auf den Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor während
der Selbstdiagnose ausgeübt wird.
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Kurz
gesagt, die vorliegende Erfindung ist eine Selbstdiagnosevorrichtung
(Eigendiagnosevorrichtung) für einen Beschleunigungs- oder
Winkelgeschwindigkeitssensor, die eine Diagnose aus führt,
ob oder nicht sich ein Sensorhauptkörper zum Erfassen einer
Beschleunigung oder einer Winkelgeschwindigkeit in einem normalen
Zustand befindet. Die Vorrichtung enthält eine Diagnosesteuereinheit,
eine Integrationseinheit und eine Bestimmungseinheit. Die Diagnosesteuereinheit
sieht eine Pseudobeschleunigungs- oder Pseudowinkelgeschwindigkeit
für den Sensorhauptkörper durch Anlegen eines
Testsignals mit einer vorbestimmten Größe an den
Sensorhauptkörper vor. Die Integrationseinheit integriert
ein Sensorsignal, das von dem Sensorhauptkörper als Reaktion
auf das Testsignal ausgegeben wird. Die Bestimmungseinheit bestimmt,
ob oder nicht ein Integrationswert, der erhalten wird bei einem
Ablauf einer Integrationszeit, die gemäß einer
individuellen Differenz des Sensorhauptkörpers voreingestellt
ist, von einem Zeitpunkt, zu dem die Integrationseinheit das Integrieren
des Sensorsignals beginnt, innerhalb eines vorgeschriebenen normalen
Bereichs fällt.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Selbstdiagnose des Beschleunigungs-
oder Winkelgeschwindigkeitssensors ausgeführt unter Benutzung
des Integrationswerts des Sensorsignals, das von dem Sensorhauptkörper
als Reaktion auf das Testsignal ausgegeben wird. Daher ist es ein
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung, eine richtige Selbstdiagnose
durchzuführen, da, selbst wenn ein Stoß extern
auf den Beschleunigungs- oder Winkelgeschwindigkeitssensor während
der Selbstdiagnose ausgeübt wird, ein Effekt des Stoßes
unterdrückt werden kann.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen
anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungssensors gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Schaltbild, das ein Beispiel eines Aufbaus einer jeden einer Integrationseinheit
und einer Bestimmungseinheit in 1 zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm, das eine Prozedur für die Diagnose eines
Sensorhauptkörpers durch die Selbstdiagnosevorrichtung
in 1 zeigt;
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4 ein
Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungssensors zeigt,
der als ein Vergleichsbeispiel des Beschleunigungssensors in 1 dient;
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5 ein
Zeitablaufdiagramm, das eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers
zeigt, der durch eine Selbstdiagnosevorrichtung in 4 diagnostiziert
ist (wenn der Sensorhauptkörper in einem normalen Zustand
als normal bestimmt ist);
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6 ein
Zeitablaufdiagramm, das eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers
zeigt, der durch die Selbstdiagnosevorrichtung in 4 diagnostiziert ist
(wenn der Sensorhauptkörper in einem normalen Zustand fälschlich
als anormal bestimmt wird);
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7 ein
Zeitablaufdiagramm, das eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers
zeigt, der von der Selbstdiagnosevorrichtung in 4 diagnostiziert
ist (wenn der Sensorhauptkörper in einem anormalen Zustand
fälschlich als normal bestimmt wird);
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8 ein
Zeitablaufdiagramm, das eine Ausgabe von jedem des Sensorhauptkörpers
und der Integrationseinheit während einer Diagnose durch
die Selbstdiagnosevorrichtung in 1 zeigt (wenn
der Sensorhauptkörper keinen Stoß innerhalb der
Integrationszeit erhält);
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9 ein
Zeitablaufdiagramm, das eine Ausgabe von jedem des Sensorhauptkörpers
und der Integrationseinheit während einer Diagnose durch
die Selbstdiagnosevorrichtung in 1 zeigt (wenn
der Sensorhauptkörper einen Stoß innerhalb der
Integrationszeit erhält);
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10 ein
Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens des anfänglichen
Einstellens der Integrationszeit (wenn eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers
groß ist);
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11 ein
Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens des anfänglichen
Einstellens der Integrationszeit (wenn eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers
klein ist);
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12 ein
Flussdiagramm, das eine Prozedur zum anfänglichen Setzen
der Integrationszeit zeigt; und
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13 ein
Blockschaltbild, dass einen Aufbau einer jeden der Integrationseinheit
und der Bestimmungseinheit gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden hier im Folgenden im Einzelnen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder
entsprechenden Abschnitte sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen,
und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt. Jede der vorliegenden
Ausführungsformen wird beschrieben, indem ein Beschleunigungssensor
als ein Beispiel genommen wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch
entsprechend auf einen Winkelgeschwindigkeitssensor angewendet werden.
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[Erste Ausführungsform]
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(Aufbau einer Selbstdiagnosevorrichtung
für einen Beschleunigungssensor)
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1 ist
ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Beschleunigungssensors 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Beschleunigungssensor 1 in 1 enthält eine
Selbstdiagnosefunktion. Der Beschleunigungssensor 1 enthält
einen Sensorhauptkörper 8, der Beschleunigung
erfaßt, und eine Selbstdiagnosevorrichtung 10,
die eine Diagnose ausführt, ob oder nicht der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand bei dem Hochfahren oder Ähnlichem
ist.
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Der
Sensorhauptkörper 8 ist ein Sensor, der ein Gewicht
benutzt, das von einer Feder getragen wird, und er erfaßt
die Beschleunigung auf der Grundlage eines Verschiebungsbetrags
des Gewichts. Ein Sensorelement, der eine Haupteinheit des Sensorhauptkörpers 8 ist,
ist aus einer bewegbaren Einheit hergestellt, die das Gewicht enthält,
und einer festen Einheit, die die bewegbare Einheit über eine
Feder trägt. Ein Sensor mit solch einem Aufbau wird allgemein
durch eine MEMS-(Mikroelektromechanisches System)Technik hergestellt,
die Halbleitermikrofabrikation benutzt. In diesem Fall wird ein Stab,
der das Gewicht trägt, als eine Feder benutzt.
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Beispiele
des Verfahrens des Erfassens eines Verschiebungsbetrags des Gewichts
als Reaktion auf Änderungen in der Beschleunigung enthalten ein
Verfahren des Benutzens eines Spannungsmessers, eines piezoelektrischen
Elements oder Ähnliches, die an einer Feder angebracht
sind, ein Verfahren des Erfassens von Änderungen in der
Kapazität zwischen Gegenelektroden, die an der bewegbaren Einheit
bzw. der festen Einheit in dem Sensorelement vorgesehen sind, und
andere Verfahren. Der Sensorhauptkörper 8 in 1 ist
mit einer Erfassungsschaltung versehen, die den oben beschriebenen
Spannungsmesser oder Ähnliches zum Erfassen der Verschiebung
des Gewichts zusammen mit dem Sensorelement benutzt. Die Erfassungsschaltung
gibt ein Sensorsignal 17 als Reaktion auf einen Verschiebungsbetrag
des Gewichts aus.
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Sensorelemente
weisen im Allgemeinen Variationen in der Federkonstante oder der
Masse des Gewichts wegen Herstellungsfehler auf, die durch die Halbleitermikrofabrikation
verursacht sind, und daher haben sie individuelle Differenzen in
der Eigenschaft. Daher ist eine Schaltung zum Durchführen
einer Empfindlichkeitseinstellung und einer Nullpunkts-(Offset-)Einstellung
für das Sensorsignal in der Erfassungsschaltung vorgesehen,
die an dem Sensorhauptkörper 8 vorgesehen ist.
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In
dem Fall eines Winkelgeschwindigkeitssensors wird ein Gewicht, das
von einer Feder getragen wird, zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit, ähnlich
wie in dem Fall des Beschleunigungssensors benutzt. Der Winkelgeschwindigkeitssensor
vibriert jedoch periodisch das Gewicht unter Benutzung einer elektrostatischen
Kraft oder Ähnliches, wodurch die Coriolis-Kraft benutzt
wird, die auf eine Richtung senkrecht auf sowohl der Richtung der
Drehachse, um die sich das Gewicht dreht, und der Richtung, entlang
der das Gewicht vibriert, wirkt. Der Winkelgeschwindigkeitssensor
misst einen Verschiebungsbetrag des Gewichts in der Richtung der
Coriolis-Kraft, wodurch die Winkelgeschwindigkeit erfaßt
wird.
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Die
Selbstdiagnosevorrichtung 10 führt eine Diagnose
durch, ob oder nicht sich der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand bei dem Hochfahren oder Ähnlichem
befindet, so dass die Zuverlässigkeit des Sensorhauptkörpers 8 sichergestellt wird.
Genauer, Gegenelektroden für eine Selbstdiagnose, die zum
Verschieben des Gewichts durch die elektrostatische Kraft dienen,
sind zwischen der festen Einheit und der bewegbaren Einheit in dem
Sensorelement vorgesehen. Durch Anlegen einer Spannung (d. h. eines
Pseudobeschleunigungssignals 14) an die Gegenelektroden
für eine Selbstdiagnose, zum dadurch Verschieben des Gewichts, wird
eine Pseudobeschleunigung den Sensorhauptkörper 8 ausgeübt.
Zu dieser Zeit gibt der Sensorhauptkörper 8 das
Sensorsignal 17 als Reaktion auf die Verschiebung des Gewichts
aus, und folglich erfasst auf der Grundlage dieses Sensorsignals 17 die
Selbstdiagnosevorrichtung 10, ob oder nicht sich der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand befindet.
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Die
Gegenelektroden für eine Selbstdiagnose weisen ebenfalls
Herstellungsfehler auf, und selbst wenn ein Pseudobeschleunigungssignal 14 (das
auch als ein Testsignal bezeichnet wird) mit einer festen Größe
an den Sensorhauptkörper 8 angelegt wird, variiert
der Verschiebungsbetrag des Gewichts, der durch das Pseudobeschleunigungssignal 14 verursacht
wird, und folglich variiert auch die Größe des
Sensorsignals 17, das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben
wird. Auch bezüglich des Verfahrens des Korrigierens der
Variationen in dem Sensorsignal 17, die gemäß einer
individuellen Differenz des Sensorhauptkörpers 8 verursacht
wird, wenn solch ein Pseudobeschleunigungssignal 14 angelegt wird,
wird die Beschreibung später, unter Bezugnahme auf 10 bis 12,
gegeben.
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In
dem Fall des Winkelgeschwindigkeitssensors ist es auch möglich,
eine Pseudowinkelgeschwindigkeit an den Sensorhauptkörper
durch Verschieben des Gewichts, unter Benutzung der elektrostatischen
Kraft oder Ähnliches, in der Richtung der Coriolis-Kraft
vorzusehen.
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Die
Beschreibung wird hier im Folgenden für einen speziellen
Aufbau der Selbstdiagnosevorrichtung 10 gegeben. Die in 1 gezeigte
Selbstdiagnosevorrichtung 10 enthält eine Integrationseinheit 11,
eine Bestimmungseinheit 12 und eine Diagnosesteuereinheit 13.
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Die
Integrationseinheit 11 integriert das Sensorsignal 17,
das von dem Sensorhauptkörper 8 als Reaktion auf
das Pseudobeschleunigungssignal 14 ausgegeben wird. Wie
unten unter Bezugnahme auf 4 bis 9 beschrieben
wird, ist es möglich, einen Effekt eines Stoßes
zu unterdrücken, der von dem Sensorhauptkörper 8 während
der Diagnose empfangen wird, durch das Integrieren des Sensorsignals 17.
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Die
Bestimmungseinheit 12 bestimmt, ob oder nicht sich der
Sensorhauptkörper 8 in einem normalen Zustand
befindet, auf der Grundlage eines Integrationswerts des Sensorsignals,
das durch die Integrationseinheit 11 während der
vorgeschriebenen Integrationszeit erzeugt wird. Wie unten unter Bezugnahme
auf 10 bis 12 beschrieben wird,
wird die oben beschriebene Integrationszeit gemäß einer
individuellen Differenz des Sensorhauptkörpers 8 bei
der anfänglichen Einstellung des Beschleunigungssensors 1 eingestellt.
Es sei angemerkt, dass der Beschleunigungssensor 1 anfänglich eingestellt
wird, wenn z. B. der Beschleunigungssensor 1 in einer Fabrik
vor der Versendung als ein Produkt eingestellt wird.
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Die
Diagnosesteuereinheit 13 ist grundsätzlich mit
einem Mikrocontroller und Ähnlichem aufgebaut und steuert
die gesamten Tätigkeiten der Selbstdiagnosevorrichtung 10.
Genauer, bei dem Start der Selbstdiagnose gibt die Diagnosesteuereinheit 13 das
Pseudobeschleunigungssignal 14 an den Sensorhauptkörper 8 aus.
Bei einem Ablauf einer vorgeschriebenen Ausgabestabilisierungszeit
(Zeit, die zum Stabilisieren einer Ausgabe benötigt wird) von
dem Start des Ausgebens des Pseudobeschleunigungssignals 14,
gibt die Diagnosesteuereinheit 13 einen Integrationsstartbefehl 15 an
die Integrationseinheit 11 aus. Als Reaktion auf den In tegrationsstartbefehl 15 startet
die Integrationseinheit 11 das Integrieren des Sensorsignals 17.
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Weiter
gibt an einem Bestimmungszeitpunkt, nämlich bei einem Ablauf
einer vorgeschriebenen Integrationszeit von dem Ausgeben des Integrationsstartbefehls 15 an
die Diagnosesteuereinheit 13 einen Bestimmungsbefehl 16 an
die Bestimmungseinheit 12 aus. Die Bestimmungseinheit 12 bestimmt,
ob oder nicht der Integrationswert, der durch die Integrationseinheit 11 erhalten
wird, wenn die Bestimmungseinheit 12 den Bestimmungsbefehl 16 empfängt,
innerhalb eines vorgeschriebenen normalen Bereichs fällt,
und gibt ein Bestimmungssignal 19 aus. Nach dem Ausgeben
eines Integrationswerts für eine Selbstdiagnose an die
Bestimmungseinheit 12, beendet die Integrationseinheit 11 die
Integration des Sensorsignals 17.
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2 ist
ein Schaltbild, das ein Beispiel eines Aufbaus einer jeden der Integrationseinheit 11 und
der Bestimmungseinheit 12 in 1 zeigt.
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Bezugnehmend
auf 2, enthält die Integrationseinheit 11 einen
Operationsverstärker 21, einen Kondensator 23,
der zwischen einen Ausgangsanschluss und einen invertierenden Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers 21 geschaltet ist, einen
Schalter 24, der parallel zu dem Kondensator 23 geschaltet
ist, eine Gleichstromleistungsquelle 25, die zwischen einen
nicht-invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 21 und
einen Masseknoten GND geschaltet ist, und ein Widerstandselement 22,
das zwischen den invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 21 und
einen Ausgangsknoten des Sensorhauptkörpers 8 geschaltet
ist.
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Wenn
der Integrationsstartbefehl 15 von der Diagnosesteuereinheit 13 in 1 empfangen
wird, schaltet der Schalter 24 sich selbst von einem Aus-Zustand
in einen Ein-Zustand. Ein Signal 18 eines Integrationswerts
des Sensorsignals 17 wird dadurch von einem Ausgangsanschluss
des Operationsverstärkers 21 ausgegeben, indem
ein Betrag einer Spannung der Gleichstromleistungsquelle 25 verschoben
wird.
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Die
Bestimmungseinheit 12 enthält einen Fensterkomparator 30 und
eine UND-Schaltung 35. Der Fensterkomparator 30 enthält
Komparatoren 31, 32 und Gleichstromleistungsquellen 33, 34.
Ein invertierender Eingangsanschluss des Komparators 31 und
ein nicht-invertierender Eingangsanschluss des Komparators 32 sind
mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 21 verbunden.
Weiter ist die Gleichstromleistungsquelle 33 zwischen einen nicht-invertierenden
Eingangsanschluss des Komparators 31 und den Masseknoten
GND geschaltet, und die Gleichstromleistungsquelle 34 ist
zwischen einen invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 32 und
den Masseknoten GND geschaltet.
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Die
UND-Schaltung 35 empfängt den Bestimmungsbefehl 16 und
die Ausgaben der Komparatoren 31, 32. Die UND-Schaltung 35 gibt
ein Signal auf einen H-Pegel als ein Bestimmungsresultat 19 in dem
Fall aus, das die Spannung des Ausgangssignals 18 des Operationsverstärkers 21 größer
als eine Spannung E2 der Gleichstromleistungsquelle 34 und kleiner
als eine Spannung E1 der Gleichstromleistungsquelle 33 ist,
und die UND-Schaltung 35 selbst empfängt den Bestimmungsbefehl 16.
Jede der Spannungen E1, E2 ist so voreingestellt, dass sie dem normalen
Bereich des oben beschriebenen Integrationswerts entspricht.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur für die Diagnose des
Sensorhauptkörpers 8 durch die Selbstdiagnosevorrichtung
in 1 zeigt. Die Diagnoseprozedur in 3 wird
zum Beispiel beim Hochfahren des Beschleunigungssensors 1 ausgeführt.
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Bezugnehmend
auf 1 und 3, startet in Schritt S1 die
Diagnosesteuereinheit 13 das Anlegen des Pseudobeschleunigungssignals 14 an
den Sensorhauptkörper 8. Das Anlegen des Pseudobeschleunigungssignals 14 fährt
fort, bis die durch die Integrationseinheit 11 ausgeführte
Integration während einer vorbestimmten Integrationszeit
beendet ist.
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In
dem nächsten Schritt S2 bestimmt die Diagnosesteuereinheit 13,
ob oder nicht die vorgeschriebene Ausgabestabilisierungszeit abgelaufen ist.
Wenn die vorgeschriebene Ausgabestabilisierungszeit abgelaufen ist
(JA in Schritt S2), bewegt die Diagnosesteuereinheit 13 die
Verarbeitung zu Schritt S3.
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In
Schritt S3 gibt die Diagnosesteuereinheit 13 den Integrationsstartbefehl 15 an
die Integrationseinheit 11 aus. Wenn der Integrationsstartbefehl 15 empfangen
wird, startet die Integrationseinheit 11 das Integrieren
des Sensorsignals 17, das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben
wird (Schritt S4).
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In
dem nächsten Schritt S5 bestimmt die Diagnosesteuereinheit 1,
ob oder nicht die vorgeschriebene Integrationszeit abgelaufen ist.
In dem Fall, dass die vorgeschriebene Integrationszeit noch nicht abgelaufen
ist (NEIN in Schritt S5), wird die Integration in Schritt S4 fortgesetzt.
Wenn die vorgeschriebene Integrationszeit abgelaufen ist (JA in
Schritt S5), bewegt die Diagnosesteuereinheit 13 die Verarbeitung
zu Schritt S6.
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In
Schritt S6 gibt die Diagnosesteuereinheit 13 den Bestimmungsbefehl 16 an
die Bestimmungseinheit 12 aus. Die Bestimmungseinheit 12 bestimmt, ob
oder nicht der Integrationswert 18, der durch die Integrationseinheit 11 erhalten
ist, wenn die Bestimmungseinheit 12 selbst den Bestimmungsbefehl 16 empfängt,
in einen vorgeschriebenen geeigneten Bereich fällt und
gibt das Bestimmungsresultat 19 aus (Schritt S7). Als solches
ist die Prozedur für die Diagnose des Sensorhauptkörpers 8 durch
die Selbstdiagnosevorrichtung 10 beendet.
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(Effekte der Selbstdiagnosevorrichtung
in der ersten Ausführungsform)
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Als
nächstes wird die Beschreibung über die Effekte
der Selbstdiagnosevorrichtung 10 gegeben, die wie oben
beschrieben aufgebaut ist, im Vergleich mit den Effekten eines Beschleunigungssensors 102, der
in 4 gezeigt ist und als ein Vergleichsbeispiel dient.
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4 ist
ein Blockschaltbild, das einen Aufbau des Beschleunigungssensors 101 zeigt,
der als Vergleichsbeispiel des Beschleunigungssensors 1 in 1 dient.
Eine Selbstdiagnosevorrichtung 110 in 4 unterscheidet
sich von der Selbstdiagnosevorrichtung 10 in 1 darin,
dass sie die Integrationseinheit 11 nicht enthält.
In dem Fall von 4 gibt zu einem Ablauf einer
vorgeschriebenen Ausgabestabilisierungszeit von dem Ausgeben des
Pseudobeschleunigungssensors 14 zu dem Sensorhauptkörper 8 an
eine Diagnosesteuereinheit 113 den Bestimmungsbefehl 16 an
eine Bestimmungseinheit 112 aus. Die Bestimmungseinheit 112 bestimmt,
ob oder nicht sich der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand befindet, auf der Grundlage des Sensorsig nals 17,
das von dem Sensorhauptkörper 8 als Reaktion auf
das Beschleunigungssignal 14 ausgegeben wird.
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Jede
der 5 bis 7 ist ein Zeitablaufdiagramm,
das eine Ausgabe des Sensorhauptkörpers 8 zeigt,
der von der Selbstdiagnosevorrichtung 110 in 4 diagnostiziert
ist. 5 zeigt den Fall, dass die Selbstdiagnosevorrichtung 110 den
Sensorhauptkörper 8 in einem normalen Zustand
diagnostiziert und bestimmt, dass er in einem normalen Zustand ist. 6 zeigt
den Fall, dass der Sensorhauptkörper 8 in einem
normalen Zustand ist und fälschlicherweise als anormal
bestimmt ist, da ein Stoß auf den Sensorhauptkörper 8 zu
einem Bestimmungszeitpunkt t2 ausgeübt ist. 7 zeigt
den Fall, dass der Sensorhauptkörper 8 in einem
anormalen Zustand ist und fälschlich als normal bestimmt
ist, da ein Stoß auf den Sensorhauptkörper 8 zu
dem Bestimmungszeitpunkt t2 ausgeübt ist.
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Anfänglich
wird, unter Bezugnahme auf 4 und 5,
das Pseudobeschleunigungssignal 14 an den Sensorhauptkörper 8 zu
einem Zeitpunkt t1 angelegt, so dass der Sensorhauptkörper 8 das Sensorsignal 17 ausgibt.
Zu dem Zeitpunkt t2, zu dem die vorgeschriebene Ausgabestabilisierungszeit Tstb
von dem Zeitpunkt t1 abgelaufen ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 112,
die den Bestimmungsbefehl 16 empfangen hat, ob oder nicht
das Sensorsignal 17 in einen vorgeschriebenen normalen
Bereich (obere Grenze: H1, untere Grenze: L1) fällt. In dem
Fall von 5 fällt das Sensorsignal 17 zwischen
die obere Grenze H1 und die untere Grenze L1 zu dem Zeitpunkt t2,
und somit bestimmt die Bestimmungseinheit 112, dass sich
der Sensorhauptkörper 8 in einem normalen Zustand
befindet.
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In
dem Fall von 6 dagegen, wird ein Stoß auf
den Sensorhauptkörper 8 zu dem Bestimmungszeitpunkt
t2 ausgeübt, und somit wird ein Rauschen, das durch eine
Störung verursacht wird, dem Sensorsignal 17 überlagert
(siehe Bezugszeichen 42 in 6). Wenn
dieser Stoß nicht ausgeübt würde, sollte
der Sensorhauptkörper 8 als normal bestimmt werden,
da das Sensorsignal 17 zwischen die obere Grenze H1 und
die untere Grenze L1 fällt. Wegen des ausgeübten
Stoßes jedoch überschreitet das Sensorsignal 17 die
obere Grenze H1 zu dem Bestimmungszeitpunkt t2, und folglich wird
der Sensorhauptkörper 8 in einem normalen Zustand
als anormal bestimmt.
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In
dem Fall von 7 dagegen wird ein Stoß auf
den Sensorhauptkörper 8 zu dem Bestimmungszeitpunkt
t2 ausgeübt, und somit wird Rauschen, das durch eine Störung
verursacht wird, dem Sensorsignal 17, ähnlich
wie in dem Fall von 6 überlagert (siehe
Bezugszeichen 42 in 7). Wenn
dieser Stoß nicht ausgeübt würde, sollte
der Sensorhauptkörper 8 als anormal bestimmt werden,
da das Sensorsignal 17 unter der unteren Grenze L1 ist.
Wegen des ausgeübten Stoßes jedoch, fällt
das Sensorsignal 17 zwischen die obere Grenze H1 und die
untere Grenze L1 zu dem Bestimmungszeitpunkt t2, und folglich wird
der Sensorhauptkörper 8 in einem anormalen Zustand
fälschlich als normal bestimmt.
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Als
solche kann die Selbstdiagnosevorrichtung 110 in dem Vergleichsbeispiel
eine falsche Bestimmung ausführen, wenn ein Stoß zu
einem Bestimmungszeitpunkt des Sensorhauptkörpers 8 ausgeübt
wird. Dagegen bestimmt die Selbstdiagnosevorrichtung 10 in
der ersten Ausführungsform, ob oder nicht sich der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand befindet, auf der Grundlage eines Integrationswerts
des Sensorsignals 17, das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben
wird, so dass es möglich ist, einen Effekt des Stoßes
zu unterdrücken und eine richtige Diagnose auszuführen.
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Jede
der 8 und 9 ist ein Zeitablaufdiagramm,
das eine Ausgabe eines jeden des Sensorhauptkörpers 8 und
der Integrationseinheit 11, während einer Diagnose
durch die Selbstdiagnosevorrichtung 10 in 1 zeigt. 8 zeigt
den Fall, dass der Sensorhauptkörper 8 keinen
Stoß innerhalb der Integrationszeit empfängt,
während 9 den Fall zeigt, dass der Sensorhauptkörper 8 einen
Stoß innerhalb der Integrationszeit empfängt.
In jeder der 8 und 9 zeigt
die obere Kurve darin das Sensorsignal 17, das von dem
Sensorhauptkörper 8 ausgegeben wird, und die untere
Kurve darin zeigt das Signal 18 eines Integrationswerts,
der von der Integrationseinheit 11 ausgegeben wird.
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Anfänglich,
unter Bezugnahme auf 1 und 8, wird
ein Pseudobeschleunigungssignal 14 an den Sensorhauptkörper 8 zu
dem Zeitpunkt t1 angelegt, so dass das Sensorsignal 17 von
dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben wird. Zu dem
Zeitpunkt t2, nämlich nach einem Ablauf der vorgeschriebenen
Ausgabestabilisierungszeit Tstb von dem Zeitpunkt t1 an, startet
die Integrationseinheit 11, die den Integrationsstartbefehl 15 empfangen
hat, die Integration des Sensorsignals 17. Folglich steigt
das Signal 18 des Integrationswerts, der von der Integrationseinheit 11 ausgegeben
wird, linear an, während die Zeit abläuft.
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Zu
einem Bestimmungszeitpunkt t3, nämlich nach Ablauf der
vorgeschriebenen Integrationszeit Tint von dem Zeit t2 an, bestimmt
die Bestimmungseinheit 12, ob oder nicht der Integrationswert
an dem Zeitpunkt t3 in einen vorgeschriebenen normalen Bereich (obere
Grenze: H2, untere Grenze: L2) fällt. Der Integrationswert an
dem Bestimmungszeitpunkt t3 ist gleich einer Fläche eines
schraffierten Abschnitts 41 in 8. Mit anderen
Worten, wenn die Intensität des Sensorsignals zwischen
den Zeitpunkten t2 und t3 auf I gesetzt ist, beträgt der
Integrationswert an dem Bestimmungszeitpunkt t3 ungefähr
gleich I × Tint. In dem Fall von 8 fällt
der Integrationswert an dem Bestimmungszeitpunkt t3 zwischen die
obere Grenze H2 und die untere Grenze L2, und folglich bestimmt die
Bestimmungseinheit 12, dass sich der Sensorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand befindet.
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Dagegen
empfängt im Fall von 9 der Sensorhauptkörper 8 einen
Stoß zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, so dass ein Rauschen,
das durch eine Störung verursacht wird, dem Sensorsignal 17 überlagert
wird (siehe Bezugszeichen 42 in 9). Weiter
erscheint ein Effekt des Rauschens auch in dem Signal 18 des
Integrationswerts, der von der Integrationseinheit 11 erzeugt
wird (siehe Bezugszeichen 49 in 9).
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Es
sei angemerkt, dass das Sensorelement in dem Beschleunigungssensor 1 einen
Aufbau aufweist, bei dem das Gewicht durch die Feder getragen wird.
In dem Zustand, dass das Pseudobeschleunigungssignal 14 gleichmäßig
angelegt wird, wird der Ausgleich zwischen der elektrostatischen
Kraft, die durch das Pseudobeschleunigungssignal 14 verursacht
wird, und der wiederherstellenden Kraft, die durch die Feder verursacht
wird, erzielt. Folglich, wenn ein unmittelbarer Stoß zusätzlich
in diesem Zustand ausgeübt wird, vibriert das Gewicht in
dem Sensorelement wiederholt, indem die Position, bei der der Ausgleich
zwischen der elektrostatischen Kraft, die durch das Pseudobeschleunigungssignal 14 verursacht
wird, und der wiederherstellenden Kraft, die durch die Feder verursacht
wird, erzielt wird, als das Zentrum der Vibration.
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Folglich,
wie in 9 gezeigt ist, vibriert das Sensorsignal 17,
das erhalten wird, wenn ein Stoß ausgeübt wird,
ebenfalls, indem der mittleren Intensität I ermöglicht
wird, als das Zentrum der Vibration zu dienen (siehe Bezugszeichen 42 in 9).
Zu dieser Zeit wird eine Fläche eines Abschnitts 43,
der oberhalb der mittleren Intensität I des Sensorsignals 17 angeordnet
ist, und eine Fläche eines Abschnitts 44, der
unter der mittleren Intensität I des Sensorsignals 17 angeordnet
ist, ungefähr gleich und sie löschen einander
aus, und eine Fläche eines Abschnitts 45, der
oberhalb der mittleren Intensität I angeordnet ist, und
eine Fläche eines Abschnitts 46, der unterhalb der
mittleren Intensität I angeordnet ist, werden ungefähr
gleich zueinander und löschen sich gegenseitig aus. Obwohl
das Signal 18 des Integrationswerts, das durch die Integrationseinheit 11 erzeugt
wird, nicht linear zu einem Zeitpunkt ansteigt, an dem ein Stoß empfangen
wird, wird folglich der Integrationswert an dem Bestimmungszeitpunkt
t3 ungefähr gleich einem Wert (I × Tint), der
erhalten wird, wenn ein Stoß nicht empfangen wird. Mit
anderen Worten, ein Effekt des Stoßes wird in dem Signal 18 des
Integrationswerts ausgeglichen.
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Als
solche führt die Selbstdiagnosevorrichtung 10 für
den Beschleunigungssensor 1 in der ersten Ausführungsform
eine Selbstdiagnose des Beschleunigungssensors auf der Grundlage
eines Integrationswerts des Sensorsignals 17 aus, das von dem
Sensorhauptkörper 8 als Reaktion auf ein Pseudobeschleunigungssignal 14 ausgegeben
wird. Selbst wenn daher ein Stoß extern auf den Sensorhauptkörper 8 während
der Selbstdiagnose ausgeübt wird, wird ein Effekt des Stoßes
unterdrückt, und folglich kann eine richtige Selbstdiagnose
ausgeführt werden.
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In
der obigen Beschreibung ist die Selbstdiagnosevorrichtung 10 in
einem Zustand eingestellt, in dem die Pseudobeschleunigung daran
angelegt wird durch Verschieben des Gewichts in dem Sensorelement
durch elektrostatische Kraft. Das Mittel zum Verschieben des Gewichts
ist jedoch nicht auf die elektrostatische Kraft begrenzt. Andere
Mittel wie magnetische Kraft können ebenfalls zum Verschieben
des Gewichts benutzt werden zum Erzielen des Zustands, in dem die
Pseudobeschleunigung angelegt ist.
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(Verfahren zum Einstellen der Integrationszeit – Korrektion
der Variationen in dem Sensorsignal)
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Als
nächstes wird die Beschreibung für ein Verfahren
des Einstellens der Integrationszeit Tint gegeben.
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Wie
in 1 beschrieben ist, selbst wenn das Pseudobeschleunigungssignal 14 mit
der festen Größe angelegt wird, variiert die Größe
des Sensorsignals 17, das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben
wird, wegen einer individuellen Differenz des Sensorhauptkörpers 8.
Daher ist es gemäß der individuellen Differenz
des Sensorhauptkörpers 8 notwendig, jedes der
Intensität des Pseudobeschleunigungssignals 14,
der Integrationszeit Tint und des normalen Bereichs (obere Grenze
H2 und untere Grenze L2) des Integrationswerts einzustellen.
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Hier
wird zum Einstellen der Intensität des Pseudobeschleunigungssignals 14 ein
D/A-(Digital in Analog)Wandler benötigt zum Durchführen
einer hochgenauen Einstellung gemäß einer individuellen Differenz
des Sensorhauptkörpers 8. Daher wird die Selbstdiagnosevorrichtung 10 in
der Schaltungsgröße vergrößert,
was nicht bevorzugt ist.
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Ein
eingestellter Wert des normalen Bereichs für den Integrationswert
wird oft durch eine Anforderung des Systems bestimmt, das den Beschleunigungssensor
darin enthalten aufweist. Zum Beispiel wird bei der Airbag-Steuervorrichtung
für ein Motorfahrzeug ein Airbag betätigt auf
der Grundlage eines Integrationswerts der Beschleunigung entsprechend der
Geschwindigkeit, mit der ein Fahrgast zu der Zeit einer Kollision
nach vorn geworfen wird. Daher ist es bei der Selbstdiagnose des
Beschleunigungssensors notwendig, den Sensor durch Einstellen des
normalen Bereichs bei oder oberhalb des Integrationswerts der Beschleunigung
zu diagnostizieren, bei der der Airbag betätigt wird, so
dass die Zuverlässigkeit des Sensors sichergestellt wird.
Folglich ist es nicht bevorzugt, den eingestellten Wert des normalen
Bereichs für den Integrationswert zu der Zeit einer Selbstdiagnose
zu ändern gemäß einer individuellen Differenz
des Sensorhauptkörpers 8.
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Daher
wird in der Selbstdiagnosevorrichtung 10 jedes des Pseudobeschleunigungssignals 14 und des
normalen Bereichs für den Integrationswert des Sensorsignals 17 zu
der Zeit der Bestimmung auf eine feste Größe unabhängig
von einer individuellen Differenz des Sensorhauptkörpers 8 gesetzt.
Stattdessen wird die Integrationszeit Tint gemäß der
Größe des Sensorsignals 17 bei der anfänglichen
Einstellung des Beschleunigungssensors 1 eingestellt, so
dass der Integrationswert des Sensorsignals 17, der von
dem Sensorhauptkörper 8 als Reaktion auf das Pseudobeschleunigungssignal 14 ausgegeben wird,
mit einem vorgeschriebenen Zielwert übereinstimmt, der
innerhalb des normalen Bereichs fällt. Mit Bezugnahme auf 10 und 11 wird
das Verfahren des Einstellens der Integrationszeit weiter beschrieben.
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Jede
der 10 und 11 ist
ein Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens des anfänglichen
Einstellens der Integrationszeit. 11 zeigt
den Fall, dass die Intensität des Sensorsignals 17,
das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben wird,
kleiner als die Intensität in dem Fall von 10 ist.
In jeder der 10 und 11 zeigt
die obere Kurve darin das Sensorsignal 17, das von dem
Sensorhauptkörper 8 ausgegeben wird, während
die untere Kurve darin das Signal 18 des Integrationswerts zeigt,
der von der Integrationseinheit 11 ausgegeben wird.
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Anfänglich
wird unter Bezugnahme auf 1 und 10 das
Pseudobeschleunigungssignal 14 an dem Sensorhauptkörper 8 zu
dem Zeitpunkt t1 während des anfänglichen Einstellens
des Sensors 1 angelegt, so dass das Sensorsignal 17 von
dem Sensorhauptkörper ausgegeben wird. Die Größe
des Pseudobeschleunigungssignals 14 ist die gleiche wie
die Größe, die bei der Selbstdiagnose benutzt
wird, die allgemein ausgeführt wird, und sie ist auf eine
feste Weise unabhängig von einer individuellen Differenz
des Sensorhauptkörpers 8 gesetzt.
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Zu
dem Zeitpunkt t2, nämlich bei einem Ablauf der vorgeschriebenen
Ausgabestabilisierungszeit Tstb von dem Zeitpunkt t1 an, startet
die Integrationseinheit 11, die den Integrationsstartbefehl 15 empfangen
hat, das Integrieren des Sensorssignals 17. Als Resultat
steigt das Signal 18 des Integrationswerts, das von der
Integrationseinheit 11 ausgegeben wird, linear an, während
die Zeit abläuft. Es sei angemerkt, dass die Ausgabestabilisierungszeit
Tstb die gleiche wie die Ausgabestabilisierungszeit ist, die bei
einer Selbstdiagnose benutzt wird, die allgemein ausgeführt
wird.
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Zu
dem Zeitpunkt t3 erreicht das Signal 18 des Integrationswerts
einen Zielwert TG. Zu dieser Zeit ist der Integrationswert des Sensorsignals 17 gleich
einer Fläche eines schraffierten Abschnitts 47 in 10.
Der Zielwert TG ist auf eine feste Weise unabhängig von
einer individuellen Differenz des Sensorhauptkörper 6 eingestellt
und gleich auf einem Mittel des normalen Bereichs (obere Grenze:
H2, untere Grenze: L2) gesetzt. Die Zeit Tint1, die einer Periode
zwischen dem Integrationsstartzeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3
entspricht, wird als Integrationszeit eingestellt, die in einer
Selbstdiagnose zu benutzen ist. Die Integrationszeit Tint1 wird
in einem Speicher des Mikrocontrollers gespeichert, der die Diagnosesteuereinheit 13 darstellt,
und wird als die Zeit einer Selbstdiagnose bezeichnet.
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Im
Gegensatz dazu ist in dem Fall von 11 die
Intensität I2 des Sensorsignals 17, das als Reaktion
auf das Pseudobeschleunigungssignal 14 ausgegeben wird,
kleiner als die Intensität I1 des Sensorsignals 17 in 10.
Wenn daher der Integrationswert des Sensorsignals 17 (die
Fläche eines schraffierten Abschnitts 48 in 11)
gleich dem Zielwert TG zu dem Zeitpunkt t3 in 11 ist,
wird die Zeit Tint2, die für das Signal 18 des
Integrationswerts notwendig ist, um den Zielwert TG zu erreichen,
länger als die Zeit Tint1 in dem Fall von 10. In
dem Fall von 11 wird die Zeit Tint2 als die
Integrationszeit eingestellt, die bei einer Selbstdiagnose zu benutzen
ist. Als solches wird gemäß Variationen in der
Intensität des Sensorsignals 17 die Integrationszeit
für das Sensorsignal 17 bei einer Selbstdiagnose
bestimmt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum anfänglichen Einstellen
der Integrationszeit zeigt. Unter Bezugnahme auf die 1 und 12 ist
die Beschreibung insoweit angegeben, und die Prozedur zum anfänglichen
Einstellen der Integrationszeit wird beschrieben.
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In
Schritt S11 legt die Diagnosesteuereinheit 13 das Pseudobeschleunigungssignal 14 an
den Sensorhauptkörper 8 an. Das Anlegen des Pseudobeschleunigungssignals 14 wird
fortgesetzt, bis das Signal 18 des Integrationswerts einen
vorgeschriebenen Zielwert erreicht.
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In
dem nächsten Schritt S12 bestimmt die Diagnosesteuereinheit 13,
ob oder nicht die vorgeschriebene Ausgabestabilisierungszeit abgelaufen ist.
In dem Fall, dass die vorgeschriebene Ausgabestabilisierungszeit
abgelaufen ist (JA in Schritt S12), bewegt die Diagnosesteuereinheit 13 die
Verarbeitung zu Schritt S13.
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In
Schritt S13 gibt die Diagnosesteuereinheit 13 den Integrationsstartbefehl 15 an
die Integrationseinheit 11 aus. Die Diagnosesteuereinheit 13 speichert
einen Zeitpunkt, zu dem der Integrationsstartbefehl 15 ausgegeben
ist (Integrationsstartzeitpunkt) (Schritt S14). Wenn sie den Integrationsstartbefehl 15 empfängt,
startet die Integrationseinheit 15 das Integrieren des
Sensorsignals 17, das von dem Sensorhauptkörper 8 ausgegeben
wird (Schritt S15).
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In
dem nächsten Schritt S16 bestimmt die Bestimmungseinheit 12,
ob oder nicht der durch die Integrationseinheit 11 erzeugte
Integrationswert 18 einen vorgeschriebenen Zielwert erreicht
hat. In dem Fall, dass der vorgeschriebene Zielwert noch nicht erreicht
worden ist (NEIN in Schritt S16), wird mit der Integration in Schritt
S15 fortgefahren. Wenn der vorgeschriebene Zielwert erreicht worden
ist (JA in Schritt S16), bewegt sich die Prozedur zu Schritt S17.
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In
Schritt S17 berechnet die Diagnosesteuereinheit 13 die
Integrationszeit durch Bestimmen einer Differenz zwischen dem Integrationsstartzeitpunkt und
dem Zeitpunkt, an dem der Zielwert erreicht worden ist.
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In
dem nächsten Schritt S18 speichert die Diagnosesteuereinheit 13 die
in dem Schritt S17 berechnete Integrationszeit in einem Speicher.
Auf die Integrationszeit wird Bezug genommen zu der Zeit einer Selbstdiagnose
des Beschleunigungssensors 1.
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Als
solche wird in der Selbstdiagnosevorrichtung 10 in der
ersten Ausführungsform die Integrationszeit Tint so eingestellt,
dass sie die Bedingungen für die voreingestellte Größe
des Pseudobeschleunigungssignals 14 und den voreingestellten
Zielwert des Integrationswerts erfüllt. Bei der obigen
Beschreibung sind die Größe des Pseudobeschleunigungssignals 14 und
der Zielwert des Integrationswerts fest. Jeder von ihnen braucht
jedoch nicht fest zu sein. Das Wichtige ist die Einstellung der
Integrationszeit Tint gemäß einer individuellen
Differenz des Sensorhauptkörpers 8, und somit
können die Größe des Pseudobeschleunigungssignals 14 und
der Zielwert des Integrationswerts willkürlich geändert
werden innerhalb des Bereichs, der eine Anforderung des Systems
erfüllt, in dem der Beschleunigungssensor enthalten ist.
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[Zweite Ausführungsform]
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13 ist
ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer jeden einer Integrationseinheit 11A und
einer Bestimmungseinheit 12A, gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zeigt. Die
Integrationseinheit 11A und die Bestimmungseinheit 12A in 13 sind äquivalent
zu der Integrationseinheit 11 und Bestimmungseinheit 12 in 1, die
mit digitalen Schaltungen aufgebaut sind.
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Bezugnehmend
auf 13 enthält die Integrationseinheit 11A einen
A/D-(analog-digital) Wandler 51, eine Addierschaltung 52 und
ein Register 53. Weiter enthält die Bestimmungseinheit 12A eine Komparatorschaltung 54.
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Der
A/D-Wandler 51 wandelt digital das Sensorsignal 17,
das von dem Sensorhauptkörper 8 als Reaktion auf
das Pseudobeschleunigungssignal 14 ausgegeben wird. Ein
Sensorsignal 17A, das digital gewandelt ist, wird an die
Addierschaltung 52 ausgegeben.
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Die
Addierschaltung 52 addiert wiederholt das Sensorsignal 17A,
das von dem A/D-Wandler 51 ausgegeben ist, und die Daten
werden in dem Register 53 gespeichert. Wann immer die Addierschaltung 52 die
Addition ausführt, speichert das Register 53 ein
Resultat der Addition als neue Daten. Folglich speichert das Register 53 den
Integrationswert des Sensorsignals 17A, das von dem A/D-Wandler 51 ausgegeben
ist.
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Hier
werden die in dem Register 53 gespeicherten Daten zurückgesetzt,
wenn ein Integrationsstartbefehl 15 empfangen wird. Daher
sind die in dem Register 53 gespeicherten Daten gleich
dem Integrationswert des Sensorsignals 17A, das erhalten
wird, nachdem die Diagnosesteuereinheit 13 den Integrationsstartbefehl 15 ausgibt.
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Wenn
sie dem Bestimmungsbefehl 16 empfängt, vergleicht
die Komparatorschaltung 54 die in dem Register 53 gespeicherten
Daten mit der oberen Grenze und der unteren Grenze eines vorgeschriebenen
normalen Bereichs, wodurch bestimmt wird, ob sich der Sen sorhauptkörper 8 in
einem normalen Zustand befindet. Als solches ist es mit der Selbstdiagnosevorrichtung
in der zweiten Ausführungsform ebenfalls möglich,
den Sensorhauptkörper 8, ähnlich wie
in dem Fall der ersten Ausführungsform, zu diagnostizieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-056441
A [0002]
- - JP 2006-245829 A [0005]
- - JP 2001-304871 A [0007, 0011]
- - JP 2003-262648 A [0008]