DE112015002785T5 - Sensor für eine physikalische Grösse - Google Patents

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Kiyomasa Sugimoto
Naoki Yoshida
Minekazu Sakai
Nobuaki KUZUYA
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Abstract

Ein Sensor für eine physikalische Größe beinhaltet eine Erfassungseinheit (415), die ein Erfassungssignal (430) entsprechend einer Vibration eines Vibrationselements (312) in einem Winkelgeschwindigkeitssensor (30) ausgibt, und eine Selbstdiagnoseeinheit (425), die eine Erfassungsumgebung eines Beschleunigungssensors (20) und des Winkelgeschwindigkeitssensors (30) auf einer Grundlage des von der Erfassungseinheit (415) ausgegebenen Erfassungssignals (430) selbstdiagnostiziert.

Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-121690 , die am 12. Juni 2014 eingereicht wurde und deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin einbezogen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft einen Sensor für eine physikalische Größe mit einem Beschleunigungssensor, versehen mit einem Erfassungsabschnitt, der ein Sensorsignal entsprechend einer Beschleunigung ausgibt, und einem Winkelgeschwindigkeitssensor, der einen Erfassungsabschnitt aufweist, der ein Sensorsignal entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit ausgibt, wobei beide derselben in einem Gehäuseraum eines gemeinsamen Gehäuses aufgenommen sind.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Ein Sensor für eine physikalische Größe, der in verwandter Technik offenbart ist, beinhaltet einen Beschleunigungssensor, der mit einem Erfassungsabschnitt versehen ist, der ein Sensorsignal entsprechend einer Beschleunigung ausgibt, und einen Winkelgeschwindigkeitssensor, der mit einem Erfassungsabschnitt versehen ist, der ein Sensorsignal entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit ausgibt, wobei beide derselben in einem Gehäuseraum eines gemeinsamen Gehäuses untergebracht sind (vgl. beispielsweise eine Patentliteratur 1).
  • Der Beschleunigungssensor befindet sich wünschenswerter Weise in einem Ruhezustand, während keine Beschleunigung anliegt. Daher wird bevorzugt, dass der Beschleunigungssensor eine Beschleunigung unter einem atmosphärischen Druck erfasst, bei welchem eine Luftdämpfung (Strömungswiderstand von Gas) hoch ist. Demgegenüber weist der Winkelgeschwindigkeitssensor ein Oszillations- bzw. Schwingungs- bzw. Vibrationselement auf und erfasst eine Winkelgeschwindigkeit, während das Vibrationselement oszilliert bzw. schwingt bzw. vibriert. Es wird daher bevorzugt, dass der Winkelgeschwindigkeitssensor eine Winkelgeschwindigkeit unter einem Unterdruck bzw. Vakuumdruck bzw. Vakuum erfasst, bei welchem die Luftdämpfung niedrig ist, damit das Vibrationselement leicht vibrieren kann.
  • In einem Fall, in dem der Beschleunigungssensor und der Winkelgeschwindigkeitssensor in dem Gehäuseraum des gemeinsamen Gehäuses untergebracht sind, ist zum Beispiel ein Druck in dem Gehäuseraum auf einen Vakuumdruck festgelegt, und ist der Winkelgeschwindigkeitssensor direkt in dem Gehäuseraum installiert. Derweil ist der Beschleunigungssensor in dem Gehäuseraum in einem Zustand einer Packungsstruktur installiert, in welcher ein Erfassungsabschnitt hermetisch in einer luftdichten Kammer versiegelt ist, die auf einen atmosphärischen Druck festgelegt ist.
  • DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
  • PATENTLITERATUR
    • Patentliteratur 1: JP2013-101132A
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In dem wie vorstehend konfigurierten Sensor für eine physikalische Größe schwanken jedoch ein Druck in dem Gehäuseraum und ein Druck in der luftdichten Kammer, wenn eine Leckage an der luftdichten Kammer in dem Beschleunigungssensor einer Packungsstruktur auftritt. Darüber hinaus gibt der Beschleunigungssensor ein Sensorsignal entsprechend einer angelegten Beschleunigung auch dann aus, wenn der Druck in der luftdichten Kammer schwankt. Ebenso gibt der Winkelgeschwindigkeitssensor ein Sensorsignal entsprechend einer angelegten Winkelgeschwindigkeit auch dann aus, wenn der Druck in dem Gehäuseraum schwankt. Kurz gesagt werden dann, wenn sich die Erfassungsumgebung ändert, eine Beschleunigung und eine Winkelgeschwindigkeit erfasst, während sich die Erfassungsgenauigkeit geändert hat. Dem Sensor für eine physikalische Größe fehlt jedoch eine Fähigkeit des Wissens um die Erfassungsumgebung. Demgemäß kann in einem Fall, in dem verschiedene Verarbeitungsarten, wie beispielsweise eine Fahrzeugfahrsteuerung, unter Verwendung eines durch den Beschleunigungssensor ausgegebenen Sensorsignals und eines durch den Winkelgeschwindigkeitssensor ausgegebenen Sensorsignals durchgeführt werden, möglicherweise eine inkorrekte Verarbeitung durchgeführt werden.
  • In Anbetracht der vorangehenden Schwierigkeiten liegt der Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, einen Sensor für eine physikalische Größe bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Erfassungsumgebung eines Beschleunigungssensors und eines Winkelgeschwindigkeitssensors selbst zu diagnostizieren.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung beinhaltet der Sensor für eine physikalische Größe einen Beschleunigungssensor, der mit einem Erfassungsabschnitt versehen ist, der ein einer Beschleunigung entsprechendes Sensorsignal ausgibt, einen Winkelgeschwindigkeitssensor, der mit einem Erfassungsabschnitt mit einem Vibrationselement versehen ist, das in einer vorbestimmten Richtung vibriert, wobei der Erfassungsabschnitt ein Sensorsignal entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit von dem Erfassungsabschnitt ausgibt; und ein Gehäuse mit einem Gehäuseraum, der mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt ist bzw. auf einen vorbestimmten Druck festgelegt ist und den Beschleunigungssensor und den Winkelgeschwindigkeitssensor in dem Gehäuseraum aufnimmt. Zumindest einer des Beschleunigungssensors und des Winkelgeschwindigkeitssensors ist von einer Packungsstruktur, in welcher ein Kappenabschnitt in einem Sensorabschnitt angeordnet ist, an dem der Sensorabschnitt ausgebildet ist, und der Sensorabschnitt ist hermetisch in einer luftdichten Kammer versiegelt, die zwischen dem Sensorabschnitt und dem Kappenabschnitt definiert ist.
  • Der Sensor für eine physikalische Größe beinhaltet ferner eine Erfassungseinheit, die ein Erfassungssignal entsprechend einer Vibration des Vibrationselements in dem Winkelgeschwindigkeitssensor ausgibt, und eine Selbstdiagnoseeinheit, die eine Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors auf einer Grundlage des durch die Erfassungseinheit ausgegebenen Erfassungssignals selbstdiagnostiziert.
  • Dank der Konfiguration wie vorstehend kann die Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors durch die Selbstdiagnoseeinheit selbstdiagnostiziert bzw. eigendiagnostiziert werden. Zum Beispiel fluktuiert bzw. schwankt in dem Fall eines Sensors für eine physikalische Größe, in welchem nur der Beschleunigungssensor von einer Packungsstruktur ist und ein Druck in dem Gehäuseraum auf einen Unterdruck bzw. Vakuumdruck festgelegt ist, der Druck in dem Gehäuseraum (Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors), wenn eine Leckage an der luftdichten Kammer in dem Beschleunigungssensor der Packungsstruktur auftritt, in Antwort darauf, wie ein Vibrationszustand des vibrierenden Elements bzw. Vibrationselements variiert bzw. sich ändert. Daher kann auf der Grundlage des Erfassungssignals ermittelt werden, dass die Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors abnormal ist. Es ist dann, wenn eine Leckage an der luftdichten Kammer in dem Beschleunigungssensor der Packungsstruktur auftritt, dass die Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors abnormal wird. Daher kann ermittelt werden, dass eine Erfassungsumgebung des Beschleunigungssensors auch abnormal ist, wenn der Winkelgeschwindigkeitssensor abnormal ist. Demzufolge kann in einem Fall, in dem verschiedene Verarbeitungsarten unter Verwendung von durch den Beschleunigungssensor und den Winkelgeschwindigkeitssensor ausgegebenen Signalen durchgeführt werden, die Durchführung einer inkorrekten Verarbeitung eingeschränkt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser entnehmbar. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Schnittansicht eines Sensors für eine physikalische Größe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 eine Schnittansicht eines in 1 gezeigten Beschleunigungssensors;
  • 3 eine Aufsicht auf einen in 2 gezeigten Sensorabschnitt;
  • 4 eine Aufsicht auf einen in 1 gezeigten Winkelgeschwindigkeitssensor;
  • 5 eine Ansicht entsprechend einem Schnitt entlang der Linie V-V von 4;
  • 6 eine Ansicht, die Schaltungskonfigurationen des Winkelgeschwindigkeitssensors und einer Schaltungsplatine, gezeigt in 1, zeigt;
  • 7 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Druck und einer Impedanz zeigt; und
  • 8 eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Druck in einem Gehäuseraum, wenn eine Leckage an einer luftdichten Kammer auftritt, und ein Verhältnis eines Volumens der luftdichten Kammer in Bezug auf ein Volumen des Gehäuseraums zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Nachstehend werden unter Bezugnahme auf Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Darüber hinaus sind im Wesentlichen gleiche Teile und Komponenten mit demselben Bezugszeichen bezeichnet und werden in folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet ein Sensor für eine physikalische Größe ein Gehäuse 10, und weist das Gehäuse 10 einen Gehäuseabschnitt bzw. Unterbringungsabschnitt 11 und einen Deckelabschnitt 12 auf.
  • Der Gehäuseabschnitt 11 ist durch Stapeln mehrerer Keramikschichten, die aus Aluminiumoxid oder dergleichen hergestellt sind, ausgebildet und wie ein Kasten geformt, in welchem ein Unterbringungs- bzw. Gehäuseraum 15 durch Bereitstellen eines ersten ausgenommenen Abschnitts 13 in einer Oberfläche 11a und durch Bereitstellen eines zweiten ausgenommenen Abschnitts 14 in einer Bodenfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 13 definiert ist. In dem Gehäuseabschnitt 11 sind interne Verbindungsanschlüsse 16a und 16b an inneren Wandungsflächen (einer Wandfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 13 und einer Wandfläche des zweiten ausgenommenen Abschnitts 14) bereitgestellt, und sind nicht dargestellte externe Verbindungsanschlüsse an äußeren Wandungsflächen bereitgestellt. Die internen Verbindungsanschlüsse 16a und 16b und die externen Verbindungsanschlüsse werden bedarfsweise durch eine nicht dargestellte Innenschichtverdrahtung oder dergleichen, die innenseitig bereitgestellt ist, elektrisch verbunden.
  • Der Deckelabschnitt 12 besteht aus Metall oder dergleichen und ist an die Oberfläche 11a des Gehäuseabschnitts 11 durch Schweißen oder dergleichen gebondet bzw. verbunden, um den Gehäuseraum 15 hermetisch zu versiegeln bzw. abzudichten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gehäuseraum 15 auf einen Unterdruck bzw. Vakuumdruck festgelegt bzw. wird dieser mit einem Unterdruck bzw. Vakuumdruck beaufschlagt, beispielsweise mit 1 Pa.
  • Ein Beschleunigungssensor 20, ein Winkelgeschwindigkeitssensor 30 und eine Schaltungsplatine 40 sind in dem Gehäuseraum 15 des Gehäuses 10 untergebracht bzw. aufgenommen. Genauer ist die Schaltungsplatine 40 an einer Bodenfläche des zweiten ausgenommenen Abschnitts 14 über ein Haft- bzw. Klebemittel 51 angeordnet, und ist der Beschleunigungssensor 20 über ein Haft- bzw. Klebemittel 52 auf die Schaltungsplatine 40 gestapelt. Die Schaltungsplatine 40 ist elektrisch mit dem internen Verbindungsanschluss 16b über einen Bond- bzw. Verbindungsdraht 61 verbunden, und der Beschleunigungssensor 20 ist elektrisch mit der Schaltungsplatine 40 über einen Bond- bzw. Verbindungsdraht 62 verbunden.
  • Der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ist auf der Bodenfläche des ersten ausgenommenen Abschnitts 13 über ein Haft- bzw. Klebemittel 53 angeordnet. Spezieller weist der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 einen äußeren peripheren Abschnitt bzw. Umfangsabschnitt 313 auf, und ist der äußere periphere Abschnitt 313 an das Klebemittel 53 gebondet. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ist elektrisch mit dem internen Verbindungsabschnitt 16a über einen Bond- bzw. Verbindungsdraht 63 verbunden.
  • Der Beschleunigungssensor 20 ist von einer Packungsstruktur, die bei einem atmosphärischen Druck versiegelt und in dem Gehäuseraum in einem gepackten Zustand installiert ist. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ist direkt in dem Gehäuseraum 15 installiert. Daher erfasst der Beschleunigungssensor 20 eine Beschleunigung unter einem atmosphärischen Druck, wohingegen der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 eine Winkelgeschwindigkeit unter einem Vakuum bzw. Vakuumdruck erfasst.
  • Eine Konfiguration des Beschleunigungssensors 20, eine Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 und eine Konfiguration der Schaltungsplatine 40 werden nachstehend beschrieben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist der Beschleunigungssensor 20 von einer Packungsstruktur einschließlich eines Sensorabschnitts 201 und eines Kappenabschnitts 202.
  • Der Sensorabschnitt 201 ist unter Verwendung eines SOI (Silicon on Insulator) bzw. Silizium-auf-Isolator-Substrats 214 erzeugt, das aus einem Trägersubstrat 211, einem isolierenden Film 212 und einer Halbleiterschicht 213, welche sequenziell gestapelt sind, aufgebaut ist. Das Trägersubstrat 211 und die Halbleiterschicht 213 sind aus einem Siliziumsubstrat oder dergleichen erzeugt, und der isolierende Film 212 ist aus einem Oxidfilm oder dergleichen erzeugt.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist das SOI-Substrat 214 in einer bekannten Weise feinbearbeitet, und ist ein Erfassungsabschnitt 215 bereitgestellt. Genauer sind durch Bereitstellen eines Nutabschnitts 216 für die Halbleiterschicht 213 ein beweglicher Abschnitt 220, ein erster fester Abschnitt 230 und ein zweiter fester Abschnitt 240 bereitgestellt, die jeweils eine kammförmige Balkenstruktur haben, und bilden die drei Balkenstrukturen zusammen den Erfassungsabschnitt 215, der ein einer Beschleunigung entsprechendes Sensorsignal ausgibt.
  • Ein Öffnungsabschnitt 217 einer rechteckigen Form ist für den isolierenden Film 212 durch Entfernen eines Abschnitts entsprechend Bereichen, an denen die Balkenstrukturen 220, 230 und 240 bereitgestellt sind, durch Opferschichtätzen oder dergleichen bereitgestellt.
  • Der bewegliche Abschnitt 220 ist so angeordnet, dass er den Öffnungsabschnitt 217 quert, und beide Enden eines Gewichtsabschnitts 221 in einer Längsrichtung sind integral bzw. einstückig an Ankerabschnitte 223a und 223b über Balkenabschnitte 222 gefügt. Der Gewichtsabschnitt 221 ist eine rechteckige Form. Die Ankerabschnitts 223a und 223b sind auf dem Trägersubstrat 211 über den isolierenden Film 212 an einem Öffnungsrandabschnitt entlang des Öffnungsabschnitts 217 abgestützt. Demzufolge liegen der Gewichtsabschnitt 221 und die Balkenabschnitte 222 dem Öffnungsabschnitt 217 gegenüber. Der Sensorabschnitt 201 von 2 entspricht einer Schnittansicht entlang der Linie II-II von 3.
  • Jeder Balkenabschnitt 222 beinhaltet zwei parallele Balken, die an beiden Enden in einer Rechteckrahmenform gefügt sind, und hat eine Federfunktion zum Verfahren bzw. Verschieben in einer Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung der beiden Balken. Genauer zwingt dann, wenn der Balkenabschnitt 222 eine Beschleunigung einschließlich einer Komponente in einer Richtung entlang der Längsrichtung des Gewichtsabschnitts 221 erfährt, der Balkenabschnitt 222 den Gewichtsabschnitt 221 dazu, in der Längsrichtung zu verfahren, und erlaubt es dem Gewichtsabschnitt 221 ebenso, zu einem ursprünglichen Zustand zurückzukehren, wenn die Beschleunigung verschwindet. Daher verschiebt sich dann, wenn eine Beschleunigung angelegt wird, der Gewichtsabschnitt 221, der über die wie vorstehend konfigurierten Balkenabschnitte 222 an das tragende Substrat 211 gefügt ist, in einer Versatz- bzw. Verschiebungsrichtung der Balkenabschnitt 222.
  • Der bewegliche Abschnitt 220 beinhaltet mehrere bewegliche Elektroden 224, die integral bzw. einstückig mit dem Gewichtsabschnitt 221 bereitgestellt sind, um entgegengesetzt zueinander von bzw. aus beiden Seitenflächen in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung des Gewichtsabschnitts 221 vorzuragen. In 3 sind die vier beweglichen Elektroden 224 so bereitgestellt, dass sie von bzw. aus jeder einer linken Seite und einer rechten Seite des Gewichtsabschnitts 221 vorstehen bzw. ragen, und alle der beweglichen Elektroden 224 dem Öffnungsabschnitt 217 zugewandt sind. Die jeweiligen beweglichen Elektroden 224 sind integral mit dem Gewichtsabschnitt 221 und den Balkenabschnitten 222 bereitgestellt. Daher können sich dann, wenn sich die Balkenabschnitte 222 verschieben, die beweglichen Elektroden 224 in der Längsrichtung des Gewichtsabschnitts 221 zusammen mit dem Gewichtsabschnitt 221 verschieben.
  • Der erste feste Abschnitt 230 und der zweite feste Abschnitt 240 sind über den isolierenden Film 212 an dem Öffnungsrandabschnitt entlang des Öffnungsabschnitts 217 in gegenüberliegenden Seitenabschnitten, an denen die Ankerabschnitte 223a und 223b nicht abgestützt sind, an bzw. auf dem tragenden Substrat bzw. Trägersubstrat 211 abgestützt. Kurz gesagt sind der erste feste Abschnitt 230 und der zweite feste Abschnitt 240 mit dem beweglichen Abschnitt 220 dazwischen angeordnet. In 3 ist der erste feste Abschnitt 230 auf einer linken Seite auf einer Plattenoberfläche in Bezug auf den beweglichen Abschnitt 220 angeordnet, und ist der zweite feste Abschnitt 240 auf einer rechten Seite auf der Plattenoberfläche in Bezug auf den beweglichen Abschnitt 220 angeordnet. Der erste feste Abschnitt 230 und der zweite feste Abschnitt 240 sind elektrisch unabhängig voneinander.
  • Der erste feste Abschnitt 230 und der zweite feste Abschnitt 240 haben jeweils mehrere erste feste Elektroden 231 und mehrere zweite feste Elektroden 241, die gegenüberliegend parallel zu Seitenflächen der beweglichen Elektroden 224 an vorbestimmten Erfassungsintervallen angeordnet sind, und einen ersten Verdrahtungsabschnitt 232 und einen zweiten Verdrahtungsabschnitt 242, die beide auf dem Trägersubstrat 211 über den isolierenden Film 212 abgestützt sind.
  • In 3 sind die vier ersten festen Elektroden 231 und die vier zweiten festen Elektroden 241 bereitgestellt und wie Kammzähne ausgerichtet, um mit Freiräumen zwischen Kammzähne der beweglichen Elektroden 224 einzugreifen. Die ersten festen Elektroden 231 und die zweiten festen Elektroden 241 sind jeweils an den Verdrahtungsabschnitten 232 und 242 wie ein Ausleger abgestützt und sind daher dem Öffnungsabschnitt 217 zugewandt. Das Vorstehende hat die Konfiguration des Sensorabschnitts 201 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet der Kappenabschnitt 202 einen isolierenden Film 252, der für ein aus Silizium oder dergleichen hergestelltes Substrat 251 auf einer Fläche bzw. Oberfläche des Substrats 251 gegenüberliegend dem Sensorabschnitt 201 bereitgestellt ist, und einen isolierenden Film 253, der für die andere Fläche bzw. Oberfläche des Substrats 251 gegenüberliegend der Fläche bzw. Oberfläche des Substrats 251 bereitgestellt ist.
  • In dem Kappenabschnitt 202 ist der isolierende Film 252 an den Sensorabschnitt 201 (Halbleiterschicht 213) gebondet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der isolierende Film 252 und der Sensorabschnitt 201 (Halbleiterschicht 213) durch zum Beispiel so genanntes direktes Bonden bzw. Direktbonden, durch welches der isolierende Film 252 und die Halbleiterschicht 213 durch Aktivieren jeweiliger Bondflächen bzw. Bondoberflächen gebondet werden, gebondet.
  • Ein Zahnabschnitt 254 ist ebenfalls für den Kappenabschnitt 202 in einem dem Sensorabschnitt 215 gegenüberliegenden Abschnitt bereitgestellt. Eine luftdichte Kammer 255 ist zwischen dem Sensorabschnitt 201 und dem Kappenabschnitt 202 durch einen den Zahnabschnitt 254 beinhaltenden Raum definiert. Der Sensor- bzw. Erfassungsabschnitt 215, der für den Sensorabschnitt 201 bereitgestellt ist, ist in der luftdichten Kammer 255 hermetisch abgedichtet bzw. versiegelt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die luftdichte Kammer 255 auf einen atmosphärischen Druck festgelegt bzw. mit einem atmosphärischen Druck beaufschlagt. Das heißt sozusagen, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Beschleunigungssensor 20 von einer Gehäuse- bzw. Packungsstruktur ist, in welcher der Mess- bzw. Erfassungsabschnitt 215 in der luftdichten Kammer 255, die auf einen atmosphärischen Druck festgelegt ist, hermetisch versiegelt ist.
  • Darüber hinaus sind mehrere Durchgangslöcher 256 (nur ein Durchgangsloch 256 ist in 2 gezeigt) bereitgestellt, um durch den Kappenabschnitt 202 in einer Stapelrichtung des Kappenabschnitts 202 und des Sensorabschnitts 201 zu penetrieren bzw. hindurch zu verlaufen. Genauer sind die jeweiligen Durchgangslöcher 256 dazu bereitgestellt, vorbestimmte Teile des Ankerabschnitts 223b, des ersten Verdrahtungsabschnitts 232 und des zweiten Verdrahtungsabschnitts 242 freizulegen. Ein isolierender Film 257, der aus TEOS (Tetraethyl-Orthosilikat) oder dergleichen hergestellt ist, ist auf einer Wandfläche jedes Durchgangslochs 256 abgeschieden. Eine Durchgangslochelektrode 258, die aus AI oder dergleichen hergestellt ist, ist auf dem isolierendem Film 257 bereitgestellt und bedarfsweise elektrisch mit dem Ankerabschnitt 223b, dem ersten Verdrahtungsabschnitt 232 oder dem zweiten Verdrahtungsabschnitt 242 verbunden. Ferner ist ein elektrisch mit der Schaltungsplatine 40 verbundener Kontaktflächenabschnitt 259 auf dem isolierenden Film 253 bereitgestellt.
  • Ein Schutzfilm 260 ist auf dem isolierenden Film 253, der Durchgangslochelektrode 258 und dem Kontaktflächenabschnitt 259 bereitgestellt. Der Schutzfilm 260 ist mit einem Kontaktloch 260a versehen, über welches der Kontaktflächenabschnitt 259 freigelegt ist.
  • Das Vorstehende hat die Konfiguration des Beschleunigungssensors 20 beschrieben. Wenn eine Beschleunigung an den wie vorstehend beschrieben konfigurierten Beschleunigungssensor angelegt ist, verschiebt sich der Gewichtsabschnitt 221 im Ansprechen auf die Beschleunigung, und variieren bzw. ändern sich Kapazitäten zwischen den beweglichen Elektroden 224 und den ersten festen Elektroden 231 und zwischen den beweglichen Elektroden 224 und den zweiten festen Elektroden 241 mit einer solchen Verschiebung. Daher wird ein Sensorsignal entsprechend der Beschleunigung (den Kapazitäten) durch den Beschleunigungssensor 20 ausgegeben.
  • Nachstehend wird eine Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, beinhaltet der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 einen Sensorabschnitt 301, der unter Verwendung eines aus einem piezoelektrischen Material wie beispielsweise Kristall und PZT (Blei-Zirkonat-Titanat) hergestellten Substrats 310 erzeugt ist. Das Substrat 310 ist in einer bekannten Weise feinbearbeitet, und ein Nutabschnitt 311 ist bereitgestellt. Das Substrat 310 wird durch den Nutabschnitt 311 in einen Teil, in dem ein vibrierendes Element bzw. Vibrationselement 312 bereitgestellt ist, und einen Teil, in dem der äußere periphere Abschnitt bzw. äußere Umfangsabschnitt 313 bereitgestellt ist, unterteilt.
  • Das vibrierende Element 312 beinhaltet ein erstes Antriebsblatt 314, ein zweites Antriebsblatt 315 und ein Erfassungsblatt 316, von welchen alle durch einen Basisabschnitt 317 gehalten werden, und der Basisabschnitt 317 ist an dem äußeren peripheren Abschnitt 313 über eine Balkeneinheit 318 befestigt. Um genauer zu sein, ist das vibrierende Element 312 eine so genannte Abstimmgabel gemäß dem Dreibeinprinzip, in welcher das erste Antriebsblatt 314, das zweite Antriebsblatt 315 und das Erfassungsblatt 316 gegenüber dem Basisabschnitt 317 in derselben Richtung vorstehen, und sich das Erfassungsblatt 316 zwischen dem ersten Antriebsblatt 314 und dem zweiten Antriebsblatt 315 befindet.
  • Die Balkeneinheit 318 beschränkt die Übertragung einer Beanspruchung, die an dem äußeren peripheren Abschnitt 313 entwickelt wird, auf das vibrierende Element 312 durch Abmildern der Beanspruchung. Die Balkeneinheit 318 kann jedoch weggelassen sein. Kurz gesagt kann ein Basisabschnitt 317 direkt an den äußeren peripheren Abschnitt 313 gefügt sein.
  • Wie in 4 und 5 gezeigt ist, sind das erste Antriebsblatt 314, das zweite Antriebsblatt 315 und das Erfassungsblatt 316 wie Stäbe geformt, die einen rechteckförmigen Querschnitt mit Oberflächen 314a, 315a und 316a und rückseitige Oberflächen 314b, 315b und 316b jeweils parallel zu Ebenenrichtungen des Substrats 310 sowie jeweils Seitenoberflächen 314c und 314d, 315c und 315d, und 316c und 316d aufweisen.
  • In dem ersten Antriebsblatt 314 ist eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 319a an der Oberfläche 314a bereitgestellt, ist eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 319b an der rückseitigen Oberfläche 314b bereitgestellt, und sind gemeinsame Elektroden 319c und 319d an den Seitenoberflächen 314c bzw. 314d bereitgestellt. Ebenso ist in dem zweiten Antriebsblatt 315 eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 320a an der Oberfläche 315a bereitgestellt, ist eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 320b an der rückseitigen Oberfläche 315b bereitgestellt, und sind gemeinsame Elektroden 320c und 320d an den Seitenoberflächen 315c bzw. 315d bereitgestellt. Darüber hinaus ist in dem Erfassungsblatt 316 eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 321a an der Oberfläche 316a bereitgestellt, ist eine Ansteuer- bzw. Antriebselektrode 321b an der rückseitigen Oberfläche 316b bereitgestellt, und sind gemeinsame Elektroden 321c und 321d an den Seitenoberflächen 316c bzw. 316d bereitgestellt.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden das erste Antriebsblatt 314, das zweite Antriebsblatt 315, das Erfassungsblatt 316, die Ansteuerelektroden 319a bis 320b, die Erfassungselektroden 321a und 321b und die gemeinsamen Elektroden 319c bis 321d zusammen einen Erfassungsabschnitt 322.
  • Wie in 4 gezeigt ist, ist der äußere periphere Abschnitt 313 mit mehreren Kontaktanschlussabschnitten 323 versehen, die elektrisch mit den Ansteuerelektroden 319a bis 320b, den Erfassungselektroden 321a und 321b und den gemeinsamen Elektroden 319c bis 321d über nicht dargestellte Verdrahtungsschichten oder dergleichen verbunden sind, und darüber hinaus elektrisch mit der Schaltungsplatine 40 verbunden sind.
  • Das Vorstehende hat die Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 beschrieben. Dieser Punkt ist, dass der Erfassungsabschnitt 322 in dem Winkelgeschwindigkeitssensor 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht hermetisch in einer luftdichten Kammer versiegelt ist. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 wie vorstehend erfasst eine Winkelgeschwindigkeit, während das erste Antriebsblatt 314 und das zweite Antriebsblatt 315 in einer Ausrichtungsrichtung des ersten Antriebsblatts 314, des zweiten Antriebsblatts 315 und des Erfassungsblatts 316 (einer Rechts-Links-Richtung auf einer Plattenoberfläche von 4) vibrieren bzw. schwingen.
  • Wenn eine Winkelgeschwindigkeit innerhalb einer Ebene des Sensorabschnitts 301 angelegt ist, entwickelt sich ein Paar von Corioliskräften an dem ersten Antriebsblatt 314 und dem zweiten Antriebsblatt 315 periodisch in entgegengesetzten Orientierungen in einer Richtung entlang der Vorstehrichtung des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatts 315 in Bezug auf den Basisabschnitt 317. Daher werden durch die Corioliskräfte induzierte Momente über den Basisabschnitt 317 auf das Erfassungsblatt 316 übertragen, und beginnt das Erfassungsblatt 316 in der Ausrichtungsrichtung des ersten Antriebsblatts 314, des zweiten Antriebsblatts 315 und des Erfassungsblatts 316 zu vibrieren (sich zu verbiegen). Schließlich werden an dem Erfassungsblatt 316 Ladungen entsprechend der Winkelgeschwindigkeit generiert. Ein der Winkelgeschwindigkeit (Ladungen) entsprechendes Sensorsignal wird folglich durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ausgegeben.
  • Wenn die Winkelgeschwindigkeit nicht angelegt ist, sind Momente, die von dem ersten Antriebsblatt 314 und dem zweiten Antriebsblatt 315 über den Basisabschnitt 317 an das Erfassungsblatt 316 angelegt werden, in entgegengesetzten Richtungen und heben sich daher gegeneinander auf. Daher befindet sich das Erfassungsblatt 316 im Wesentlichen in Ruhe bzw. im Ruhezustand.
  • Nachstehend wird eine Schaltungskonfiguration der Schaltungsplatine 40 beschrieben. Wie in 6 gezeigt ist, weist die Schaltungsplatine 40 eine Winkelgeschwindigkeitssensor-Steuerschaltung 410, die den Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ansteuert, und eine Selbstdiagnoseschaltung 420 auf. Die Schaltungsplatine 40 weist darüber hinaus eine (nicht gezeigte) Beschleunigungssensor-Steuerschaltung, die den Beschleunigungssensor 20 ansteuert, eine (nicht gezeigte) Verarbeitungsschaltung, die jeweilige Sensorsignale verarbeitet, und so weiter auf. In 6 ist das Erfassungsblatt 316 weggelassen.
  • Die Winkelgeschwindigkeitssensor-Steuerschaltung 410 weist eine Ansteuerschaltung 411, einen Ladungsverstärker 412, eine Gleichrichterschaltung 413, eine erste Referenzspannungserzeugungsschaltung 414, einen Differenzverstärker 415 und so weiter auf. Die Selbstdiagnoseschaltung 420 weist einen Tiefpassfilter 421, eine zweite Referenzspannungserzeugungsschaltung 422, einen Addierer 423, einen Subtrahierer 424, einen Fensterkomparator 425 und so weiter auf.
  • Die Ansteuerschaltung 411 weist eine AGC(Audio Gain Control)-Schaltung bzw. Schaltung für automatische Verstärkungsregelung auf und ist mit den Ansteuerelektroden 319a und 319b des ersten Antriebsblatts 314 und der Ansteuerelektrode 320b des zweiten Antriebsblatts 315 verbunden. Die Ansteuerschaltung 411 legt ein konstantes Ansteuersignal an die Ansteuerelektroden 319a, 319b und 320b an, nachdem eine Verstärkung des Ansteuersignals auf der Grundlage eines Spannungssignals, das durch den Ladungsverstärker 312 zugeführt wurde, und eines Differenzsignals 430, das durch den Differenzverstärker 415 zugeführt wurde, eingestellt ist. Das heißt sozusagen, dass die Ansteuerschaltung 411 ein Ansteuersignal einstellt, um eine Vibrationsamplitude des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatts 315 konstant zu machen, und legt das eingestellte Ansteuersignal an die Ansteuerelektroden 319a, 319b, und 320b an.
  • Ein gepulstes Ansteuersignal (Träger) bei einer vorbestimmten Frequenz mit vorbestimmter Amplitude wird an die Ansteuerelektroden 319a und 319b des ersten Antriebsblatts 314 angelegt. Ein Ansteuersignal (Träger), das an die Ansteuerelektrode 320b des zweiten Antriebsblatts 315 angelegt wird, ist zu dem Ansteuersignal (Träger), das an die Ansteuerelektroden 319a und 319b angelegt wird, um 180° phasenverschoben. Demzufolge vibrieren das erste Antriebsblatt 314 und das zweite Antriebsblatt 315 in einer Ausrichtungsrichtung des ersten Antriebsblatts 314, des zweiten Antriebsblatts 315 und des Erfassungsblatts 316.
  • Der Ladungsverstärker 412 ist mit der Ansteuerelektrode 320a des zweiten Antriebsblatts 315 verbunden, und ebenfalls mit der Ansteuerschaltung 411 und der Gleichrichterschaltung 413 verbunden. Der Ladungsverstärker 412 wandelt Ladungen, die an der Ansteuerelektrode 320a generiert wurden, durch Vibrationen bzw. Schwingungen des zweiten Antriebsblatts 315 in ein Spannungssignal um und führt das Spannungssignal der Ansteuerschaltung 411 und der Gleichrichterschaltung 413 zu.
  • Ladungen, die an der Ansteuerelektrode 320a des zweiten Ansteuerblatts 315 generiert werden, variieren mit einem Vibrationszustand des zweiten Antriebsblatts 315. Das heißt sozusagen, dass sich Ladungen mit einem Umgebungsdruck (Erfassungsumgebung) um das zweite Antriebsblatt 315 (vibrierendes Element 312) ändern.
  • Die Gleichrichterschaltung 413 ist mit dem Differenzverstärker 415 verbunden. Die Gleichrichterschaltung 413 erzeugt eine Gleichsignalspannung vergleichbar zu einer Vibrationsamplitude des zweiten Antriebsblatts 315 aus dem Spannungssignal, das durch den Ladungsverstärker 412 zugeführt wurde, und leitet die Gleichsignalspannung in den Differenzverstärker 415 ein.
  • Die erste Referenzspannungserzeugungsschaltung 414 ist mit dem Differenzverstärker 415 verbunden und leitet eine erste Referenzspannung in den Differenzverstärker 415 ein.
  • Der Differenzverstärker 415 ist mit der Ansteuerschaltung 411, dem Tiefpassfilter 421 und dem Fensterkomparator 425 verbunden. Der Differenzverstärker 415 leitet das Differenzsignal 430 zwischen der Gleichsignalspannung, die durch die Gleichrichterschaltung 413 zugeführt wurde, und der ersten Referenzspannung, die durch die erste Referenzspannungserzeugungsschaltung 414 zugeführt wurde, in die Ansteuerschaltung 411, den Tiefpassfilter 421 und den Fensterkomparator 425 ein.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, ist, weil das zweite Antriebsblatt 315 Ladungen entsprechend der Erfassungsumgebung erzeugt, das von dem Differenzverstärker 415 ausgegebene Differenzsignal 430 auch ein der Erfassungsumgebung entsprechendes Signal. Daher entspricht in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Differenzverstärker 415 einer Erfassungseinheit, und entspricht das Differenzsignal 430 einem Erfassungssignal.
  • Der Tiefpassfilter 421 hat eine große Zeitkonstante und ist mit dem Addierer 423 und dem Subtrahierer 424 verbunden. Bei Zufuhr des Differenzsignals 430 erzeugt der Tiefpassfilter 421 ein Ausgangssignal, das allmählich bzw. langsam dem Differenzsignal 430 folgt, und leitet das Ausgangssignal in den Addierer 423 und den Subtrahierer 424 ein. Das heißt sozusagen, dass der Tiefpassfilter 421 grundlegend ein Ausgangssignal mit einer zu dem Differenzsignal 430 vergleichbaren Spannung erzeugt. Wenn jedoch das Differenzsignal 430 scharf fluktuiert bzw. stark schwankt, erzeugt der Tiefpassfilter 421 ein Ausgangssignal, das dem Differenzsignal nicht perfekt folgt, sondern dem Differenzsignal 430 mit einer geringfügigen Verzögerung folgt. Genauer wird ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von 0,1 Hz oder 0,01 Hz als der Tiefpassfilter 421 verwendet, um eine Temperaturfluktuation und Verschlechterung über die Zeit zu absorbieren.
  • Die zweite Referenzspannungserzeugungsschaltung 422 ist mit dem Addierer 423 und dem Subtrahierer 424 verbunden. Die zweite Referenzspannungserzeugungsschaltung 422 erzeugt eine zweite Referenzspannung und leitet die zweite Referenzspannung in den Addierer 423 und den Subtrahierer 424 ein. Die zweite Referenzspannung bestimmt einen Bereich eines Bestimmungs- bzw. Ermittlungsschwellenwerts in dem Fensterkomparator 425.
  • Der Addierer 423 ist mit dem Fensterkomparator 425 verbunden und leitet eine Obergrenzreferenzspannung 431, welche eine Summe dann ist, wenn die zweite Referenzspannung zu einer Ausgabe des Tiefpassfilters 421 addiert wird, in den Fensterkomparator 425 ein.
  • Der Subtrahierer 424 ist mit dem Fensterkomparator 425 verbunden und leitet eine Untergrenzreferenzspannung 432, welche eine Differenz dann ist, wenn die zweite Referenzspannung von einer Ausgabe des Tiefpassfilters 421 subtrahiert wird, in den Fensterkomparator 425 ein.
  • Der Fensterkomparator 425 ermittelt, ob eine Spannung, die durch das Differenzsignal 430 angegeben wird, in einen normalen Spannungsbereich fällt, der durch die Obergrenzreferenzspannung 431, die durch den Addierer 423 definiert wird, und die Untergrenzreferenzspannung 432, die durch den Subtrahierer 424 zugeführt wird, definiert wird. Der Fensterkomparator 425 gibt ein diagnostisches Erfassungssignal bzw. Diagnoseerfassungssignal Vout in Übereinstimmung mit einer Ermittlung, ob eine durch das Differenzsignal 430 angegebene Spannung in den normalen Spannungsbereich fällt, aus. Zum Beispiel wenn eine Spannung, die durch das Differenzsignal 430 angegeben wird, in den normalen Spannungsbereich fällt, gibt der Fensterkomparator 425 das diagnostische Erfassungssignal Vout aus, welches ein hochpegeliges Spannungssignal ist, das Normalität bedeutet. Wenn eine Spannung, die durch das Differenzsignal 430 angegeben wird, außerhalb des normalen Spannungsbereichs fällt, gibt der Fensterkomparator 425 das diagnostische Erfassungssignal Vout aus, welches ein niedrigpegeliges Signal ist, das Abnormalität bedeutet.
  • Der Begriff ”Normalität oder normal sein”, auf den hierin Bezug genommen wird, bedeutet, dass das erste Antriebsblatt 324 und das zweite Antriebsblatt 315 wie erwünscht vibrieren. Der Begriff ”Abnormalität oder abnormal sein”, auf den hierin Bezug genommen wird, bedeutet, dass das erste Antriebsblatt 314 und das zweite Antriebsblatt 315 nicht wie erwünscht vibrieren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Fensterkomparator 425 einer Selbstdiagnoseeinheit. Die gemeinsamen Elektroden 319c bis 320d sind mit Massepotenzial verbunden.
  • Das Vorstehende hat die Konfiguration des Sensors für eine physikalische Größe des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Nachstehend wird eine Selbstdiagnose durch den Sensor für eine physikalische Größe beschrieben.
  • In dem wie vorstehend konfigurierten Sensor für eine physikalische Größe steigt ein Druck (Grad eines Vakuums) in dem Gehäuseraum 15 an, wenn eine Leckage an der luftdichten Kammer 255 in dem Beschleunigungssensor 20 auftritt. Daher nimmt, wie in 7 gezeigt ist, die Impedanz an sowohl dem ersten Antriebsblatt 314 als auch dem zweiten Antriebsblatt 315 zu, und werden Vibrationen des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatts 315 kleiner. In anderen Worten vibrieren das erste Antriebsblatt 314 und das zweite Antriebsblatt 315 nicht länger normal. Weil Vibrationen des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatts 315 kleiner werden, werden Ladungen, die an der Ansteuerelektrode 320a des zweiten Antriebsblatts 315 generiert werden, ebenfalls reduziert.
  • Daher variiert ein in dem Ladungsverstärker 412 konvertiertes Spannungssignal, und daher variiert das von dem Differenzverstärker 415 ausgegebene Differenzsignal 430. Kurz gesagt wird das der Erfassungsumgebung des vibrierenden Elements 312 entsprechende Differenzsignal 430 durch den Differenzverstärker 415 ausgegeben.
  • Darauffolgend wird, wie beschrieben wurde, das Differenzsignal 430 durch den Differenzverstärker 415 in den Fensterkomparator 425 geleitet, und wird ermittelt, ob das Differenzsignal 430 innerhalb den normalen Spannungsbereich fällt. Wenn ermittelt wird, dass das Differenzsignal 430 außerhalb des normalen Spannungsbereichs fällt, wird eine Spannung, die Abnormalität bedeutet, als das diagnostische Erfassungssignal Vout durch den Fensterkomparator 425 ausgegeben. Daher wird eine Fluktuation eines Drucks in dem Gehäuseraum 15 erfasst. Kurz gesagt wird eine Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 selbstdiagnostiziert.
  • Wenn eine Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 als abnormal diagnostiziert wird, tritt eine Leckage an der luftdichten Kammer 255 in dem Beschleunigungssensor 20 auf. Daher kann selbstdiagnostiziert werden, dass eine Erfassungsumgebung des Beschleunigungssensors 20 ebenfalls abnormal ist.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis eines Volumens der luftdichten Kammer 255 in Bezug auf ein Volumen des Gehäuseraums 15 auf 1,0 × 10–7 oder höher festgelegt. Das Verhältnis ist wie vorstehend festgelegt, weil, wie in 8 gezeigt ist, wenn das Verhältnis eines Volumens der luftdichten Kammer 255 in Bezug auf ein Volumen des Gehäuseraums 15 auf weniger als 1,0 × 10–7 festgelegt ist, ein Druck in dem Gehäuseraum 15 auch dann kaum schwankt bzw. fluktuiert, wenn eine Leckage an der luftdichten Kammer 255 auftritt.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Vibrationszustände des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatts 315 erfasst, und wird das den Vibrationszuständen entsprechende Differenzsignal 430 durch den Differenzverstärker 415 ausgegeben. Das heißt sozusagen, wenn ein Druck in dem Gehäuseraum 15 im Fall einer Leckage an der luftdichten Kammer 255 fluktuiert, variieren Vibrationszustände des ersten Antriebsblatts 314 und des zweiten Antriebsblatte 315. Daher wird das Differenzsignal 430 entsprechend einem Druck in dem Gehäuseraum 15 durch den Differenzverstärker 415 ausgegeben.
  • Es ist der Fensterkomparator 425, der ermittelt, ob das Differenzsignal 430 in den normalen Spannungsbereich fällt. Daher kann eine Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 (Druck in dem Gehäuseraum 15) selbstdiagnostiziert werden. Wenn die Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors 40 als abnormal diagnostiziert wird, tritt eine Leckage an der luftdichten Kammer 255 in dem Beschleunigungssensor 20 auf. Daher kann eine Erfassungsumgebung des Beschleunigungssensors 20 als abnormal diagnostiziert werden. Demzufolge kann in einem Fall, in dem verschiedene Verarbeitungsarten unter Verwendung von Signalen durchgeführt werden, die durch den Beschleunigungssensor 20 und den Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ausgegeben werden, die Durchführung einer inkorrekten Verarbeitung eingeschränkt werden.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt, und kann zu verschiedenen Ausführungsbeispielen geändert und modifiziert werden, welche ebenfalls innerhalb des Rahmens und Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • Zum Beispiel hat das vorstehende Ausführungsbeispiel einen Fall beschrieben, in dem der Beschleunigungssensor 20 gehäust bzw. gepackt ist. Anstelle dessen kann jedoch der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 gehäust bzw. gepackt sein. In einem solchen Fall ist der Gehäuseraum 15 auf einen atmosphärischen Druck festgelegt, und ist eine luftdichte Kammer, in welcher der Erfassungsabschnitt 322 des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 zu versiegeln ist, auf einen Vakuumdruck festgelegt. Alternativ können sowohl der Beschleunigungssensor 20 als auch der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 gehäust bzw. gepackt sein. In einem solchen Fall kann der Gehäuseraum 15 auf entweder einen atmosphärischen Druck oder einem Vakuumdruck liegen.
  • In den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen kann der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 ein anderer als die nach dem Dreibeinprinzip arbeitende Abstimmgabel sein. Zum Beispiel kann der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 eine so genannte Abstimmgabel nach dem T-Prinzip sein, bei welcher das erste Antriebsblatt 314, das zweite Antriebsblatt 315 und das Erfassungsblatt 316 mit dem Basisabschnitt 317 dazwischen auf beide Seiten vorstehen. Ferner kann der Winkelgeschwindigkeitssensor 30 eine so genannte Abstimmgabel nach dem H-Prinzip oder eine normale Abstimmgabel sein. Das heißt sozusagen, dass eine Konfiguration des Winkelgeschwindigkeitssensors 30 nicht besonders beschränkt ist, so lange eine Winkelgeschwindigkeit erfasst wird, während das vibrierende Element 312 vibriert.
  • In den vorstehenden jeweiligen Ausführungsbeispielen kann der Beschleunigungssensor 20 von einem piezoelektrischen Typ sein.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Konstruktionen beschränkt ist. Die Erfindung soll verschiedenartige Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Darüber hinaus liegen außer den verschiedenartigen Kombinationen und Konfigurationen andere Kombinationen und Konfigurationen, einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element, ebenfalls innerhalb des Rahmens und Schutzbereichs der Erfindung.

Claims (5)

  1. Sensor für eine physikalische Größe, beinhaltend: einen Beschleunigungssensor (20), der mit einem Erfassungsabschnitt (215) versehen ist, der ein einer Beschleunigung entsprechendes Sensorsignal ausgibt; einen Winkelgeschwindigkeitssensor (30), der mit einem Erfassungsabschnitt (322) mit einem vibrierenden Element (312) versehen ist, das in einer vorbestimmten Richtung vibriert, wobei der Erfassungsabschnitt (322) ein Sensorsignal entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit von dem Erfassungsabschnitt ausgibt; und ein Gehäuse (10) mit einem Gehäuseraum (15), der mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt ist und den Beschleunigungssensor und den Winkelgeschwindigkeitssensor in dem Gehäuseraum aufnimmt, wobei zumindest einer des Beschleunigungssensors und des Winkelgeschwindigkeitssensors von einer Packungsstruktur ist, in welcher ein Kappenabschnitt (202) in einem Sensorabschnitt (201) angeordnet ist, an dem der Sensorabschnitt ausgebildet ist, und der Sensorabschnitt hermetisch in einer luftdichten Kammer (255) versiegelt ist, die zwischen dem Sensorabschnitt und dem Kappenabschnitt definiert ist, ferner beinhaltend: eine Erfassungseinheit (415), die ein Erfassungssignal (430) entsprechend einer Vibration des Vibrationselements in dem Winkelgeschwindigkeitssensor ausgibt; und eine Selbstdiagnoseeinheit (425), die eine Erfassungsumgebung des Winkelgeschwindigkeitssensors auf einer Grundlage des durch die Erfassungseinheit ausgegebenen Erfassungssignals selbstdiagnostiziert.
  2. Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1, bei dem ein Verhältnis eines Volumens der luftdichten Kammer in Bezug auf ein Volumen des Gehäuseraums auf 1,0 × 10–7 oder höher festgelegt ist.
  3. Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Beschleunigungssensor von der Packungsstruktur ist und die luftdichte Kammer mit einem atmosphärischen Druck beaufschlagt ist, und der Gehäuseraum mit einem Vakuumdruck beaufschlagt ist.
  4. Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Winkelgeschwindigkeitssensor von der Packungsstruktur ist und die luftdichte Kammer mit einem Vakuumdruck beaufschlagt ist, und der Gehäuseraum mit einem atmosphärischen Druck beaufschlagt ist.
  5. Sensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Winkelgeschwindigkeitssensor von der Packungsstruktur ist und die luftdichte Kammer des Winkelgeschwindigkeitssensors mit einem Vakuumdruck beaufschlagt ist, und der Beschleunigungssensor von der Packungsstruktur ist und die luftdichte Kammer des Beschleunigungssensors mit einem atmosphärischen Druck beaufschlagt ist.
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