JP2002213961A - 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 - Google Patents
振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法Info
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- JP2002213961A JP2002213961A JP2001006732A JP2001006732A JP2002213961A JP 2002213961 A JP2002213961 A JP 2002213961A JP 2001006732 A JP2001006732 A JP 2001006732A JP 2001006732 A JP2001006732 A JP 2001006732A JP 2002213961 A JP2002213961 A JP 2002213961A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動子とその周辺回路の異常を自己診断する
ことのできる振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診
断方法を提供する。 【解決手段】 擬似信号発生回路１３で圧電振動子２の
検出電極２Ｌ、２Ｒから角速度に応じて出力される信号
に同期した擬似信号を発生させ、この擬似信号をスイッ
チ１４によって制御信号に応じて検出電極２Ｌに印加さ
せ、そのときの振動ジャイロ１の出力を検出する。 【効果】 振動子の検出電極の短絡も含めて、振動ジャ
イロの自己診断を行うことができる。
ことのできる振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診
断方法を提供する。 【解決手段】 擬似信号発生回路１３で圧電振動子２の
検出電極２Ｌ、２Ｒから角速度に応じて出力される信号
に同期した擬似信号を発生させ、この擬似信号をスイッ
チ１４によって制御信号に応じて検出電極２Ｌに印加さ
せ、そのときの振動ジャイロ１の出力を検出する。 【効果】 振動子の検出電極の短絡も含めて、振動ジャ
イロの自己診断を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動ジャイロおよ
び振動ジャイロの自己診断方法に関する。
び振動ジャイロの自己診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の姿勢制御や横転検出のような安全
装置や自動車のナビゲーションシステムに用いられる振
動ジャイロには、その異常を自己診断する機能が求めら
れている。自己診断に関する公知資料としては、特開平
３−１５９８７７号公報、特開平４−２１５０１７号公
報、特開平５−１３３７５５号公報、特開平６−５８７
６０号公報、特開平６−２０７９４６号公報、特開平９
−２８１１３８号公報、特開平１１−５１６５５号公
報、特開２０００−２５４２号公報などがある。
装置や自動車のナビゲーションシステムに用いられる振
動ジャイロには、その異常を自己診断する機能が求めら
れている。自己診断に関する公知資料としては、特開平
３−１５９８７７号公報、特開平４−２１５０１７号公
報、特開平５−１３３７５５号公報、特開平６−５８７
６０号公報、特開平６−２０７９４６号公報、特開平９
−２８１１３８号公報、特開平１１−５１６５５号公
報、特開２０００−２５４２号公報などがある。
【０００３】公知資料における自己診断方法としては、
（１）振動子の駆動信号および差動出力信号をモニター
して、そのレベルが所定の範囲を超えると異常と判断す
る、（２）差動回路と同期検波回路の間に同期検波信号
に同期した信号を印加して出力信号をモニターし、その
値が所定の範囲を超えると異常と判断する、というもの
である。
（１）振動子の駆動信号および差動出力信号をモニター
して、そのレベルが所定の範囲を超えると異常と判断す
る、（２）差動回路と同期検波回路の間に同期検波信号
に同期した信号を印加して出力信号をモニターし、その
値が所定の範囲を超えると異常と判断する、というもの
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自己診断方法（１）では、異常かどうかの診断はできる
が、振動ジャイロのどこにその異常の原因があるのか分
からないという問題があった。
自己診断方法（１）では、異常かどうかの診断はできる
が、振動ジャイロのどこにその異常の原因があるのか分
からないという問題があった。
【０００５】また、従来の自己診断方法（２）では、差
動回路の後に同期検波信号に同期した信号を印加するた
め、その信号を印加した位置より後段の回路の異常は診
断できるが、振動子そのものの異常、例えば振動子の複
数の検出電極の短絡などは診断できないという問題があ
った。
動回路の後に同期検波信号に同期した信号を印加するた
め、その信号を印加した位置より後段の回路の異常は診
断できるが、振動子そのものの異常、例えば振動子の複
数の検出電極の短絡などは診断できないという問題があ
った。
【０００６】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、振動子とその周辺回路の異常を自己診
断することのできる振動ジャイロおよび振動ジャイロの
自己診断方法を提供する。
的とするもので、振動子とその周辺回路の異常を自己診
断することのできる振動ジャイロおよび振動ジャイロの
自己診断方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の振動ジャイロは、複数の検出電極を有する
とともに駆動信号および印加される角速度に応じた振動
をする振動子と、前記振動子を振動させるための振動子
駆動手段と、前記複数の検出電極から出力される信号か
ら角速度に応じたコリオリ信号を出力するコリオリ力検
出手段とを備えた振動ジャイロであって、前記検出電極
から角速度に応じて出力される信号に同期した擬似信号
を発生させる擬似信号発生手段と、制御信号に応じて前
記擬似信号を前記複数の検出電極の少なくとも一方に印
加させる擬似信号印加手段を備えたことを特徴とする。
に、本発明の振動ジャイロは、複数の検出電極を有する
とともに駆動信号および印加される角速度に応じた振動
をする振動子と、前記振動子を振動させるための振動子
駆動手段と、前記複数の検出電極から出力される信号か
ら角速度に応じたコリオリ信号を出力するコリオリ力検
出手段とを備えた振動ジャイロであって、前記検出電極
から角速度に応じて出力される信号に同期した擬似信号
を発生させる擬似信号発生手段と、制御信号に応じて前
記擬似信号を前記複数の検出電極の少なくとも一方に印
加させる擬似信号印加手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の振動ジャイロは、前記擬似
信号が印加されることによる前記コリオリ信号の変化か
ら自己診断をする自己診断手段を備えたことを特徴とす
る。
信号が印加されることによる前記コリオリ信号の変化か
ら自己診断をする自己診断手段を備えたことを特徴とす
る。
【０００９】また、本発明の振動ジャイロは、前記自己
診断手段が、前記擬似信号が印加されることによる前記
コリオリ信号の過渡特性から自己診断をすることを特徴
とする。
診断手段が、前記擬似信号が印加されることによる前記
コリオリ信号の過渡特性から自己診断をすることを特徴
とする。
【００１０】また、本発明の振動ジャイロの自己診断方
法は、複数の検出電極を有するとともに駆動信号および
印加される角速度に応じた振動をする振動子と、前記振
動子を振動させるための振動子駆動手段と、前記複数の
検出電極から出力される信号から角速度に応じたコリオ
リ信号を出力するコリオリ力検出手段とを備えた振動ジ
ャイロの自己診断方法であって、前記検出電極から角速
度に応じて出力される信号に同期した擬似信号を前記複
数の検出電極の少なくとも一方に印加させ、前記擬似信
号が印加されることによる前記コリオリ信号の変化から
自己診断をすることを特徴とする。
法は、複数の検出電極を有するとともに駆動信号および
印加される角速度に応じた振動をする振動子と、前記振
動子を振動させるための振動子駆動手段と、前記複数の
検出電極から出力される信号から角速度に応じたコリオ
リ信号を出力するコリオリ力検出手段とを備えた振動ジ
ャイロの自己診断方法であって、前記検出電極から角速
度に応じて出力される信号に同期した擬似信号を前記複
数の検出電極の少なくとも一方に印加させ、前記擬似信
号が印加されることによる前記コリオリ信号の変化から
自己診断をすることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の振動ジャイロの自己診断方
法は、前記擬似信号が印加されることによる前記コリオ
リ信号の過渡特性から自己診断をすることを特徴とす
る。
法は、前記擬似信号が印加されることによる前記コリオ
リ信号の過渡特性から自己診断をすることを特徴とす
る。
【００１２】このように構成することにより、本発明の
振動ジャイロおよびその自己診断方法においては、振動
子とその周辺回路の異常を自己診断することができる。
振動ジャイロおよびその自己診断方法においては、振動
子とその周辺回路の異常を自己診断することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の振動ジャイロの
一実施例の概略ブロック図を示す。図１において、振動
ジャイロ１は、振動子の一種である圧電振動子２、抵抗
Ｒ１およびＲ２、加算回路３、移相回路４および１６、
増幅回路５、差動回路７、同期検波回路８、平滑回路
９、直流増幅回路１０、擬似信号発生回路１３、および
スイッチ１４から構成されている。
一実施例の概略ブロック図を示す。図１において、振動
ジャイロ１は、振動子の一種である圧電振動子２、抵抗
Ｒ１およびＲ２、加算回路３、移相回路４および１６、
増幅回路５、差動回路７、同期検波回路８、平滑回路
９、直流増幅回路１０、擬似信号発生回路１３、および
スイッチ１４から構成されている。
【００１４】ここで、図２に圧電振動子２の構成を示
す。圧電振動子２は、厚み方向に分極されるとともに一
方主面に検出電極２Ｌ、２Ｒが形成された圧電体基板２
Ｈと、厚み方向に分極されるとともに一方主面に共通電
極２Ｃが形成された圧電体基板２Ｌが、中間電極２Ｆを
介して他方主面同士で貼り合わされて構成されている。
す。圧電振動子２は、厚み方向に分極されるとともに一
方主面に検出電極２Ｌ、２Ｒが形成された圧電体基板２
Ｈと、厚み方向に分極されるとともに一方主面に共通電
極２Ｃが形成された圧電体基板２Ｌが、中間電極２Ｆを
介して他方主面同士で貼り合わされて構成されている。
【００１５】図１に戻って、このように構成された圧電
振動子２の２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、それぞれ抵抗
Ｒ１、Ｒ２を介して基準電位に接続されている。また、
同じく２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、加算回路３に接続
され、その出力は移相回路４と増幅回路５を順に介して
圧電振動子２の共通電極２Ｃに接続されている。また、
同じく２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、差動回路７に接続
され、その出力は同期検波回路８、平滑回路９、および
直流増幅回路１０を介して出力端子１２に接続されてい
る。加算回路３の出力は移相回路１６を介して同期検波
回路８にも接続されている。加算回路３の出力は擬似信
号発生回路１３にも接続され、その出力はスイッチ１４
を介して検出電極２Ｌに接続されている。制御信号入力
端子１５はスイッチ１４の制御端子に接続されている。
振動子２の２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、それぞれ抵抗
Ｒ１、Ｒ２を介して基準電位に接続されている。また、
同じく２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、加算回路３に接続
され、その出力は移相回路４と増幅回路５を順に介して
圧電振動子２の共通電極２Ｃに接続されている。また、
同じく２つの検出電極２Ｌ、２Ｒは、差動回路７に接続
され、その出力は同期検波回路８、平滑回路９、および
直流増幅回路１０を介して出力端子１２に接続されてい
る。加算回路３の出力は移相回路１６を介して同期検波
回路８にも接続されている。加算回路３の出力は擬似信
号発生回路１３にも接続され、その出力はスイッチ１４
を介して検出電極２Ｌに接続されている。制御信号入力
端子１５はスイッチ１４の制御端子に接続されている。
【００１６】このように構成された振動ジャイロ１にお
いて、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに発生する電荷は抵抗
Ｒ１、Ｒ２によって電圧に変換され、加算回路３に入力
されて加算され、移相回路４で位相が調節され、増幅回
路５で増幅されて共通電極２Ｃに印加される。これによ
って、圧電振動子２は厚み方向（圧電体基板２Ｈ、２Ｌ
の厚み方向）に屈曲振動するように自励発振で駆動され
る。したがって、加算回路３、移相回路４、および増幅
回路５は圧電振動子駆動手段６を構成している。なお、
角速度の印加されない状態においては、２つの検出電極
２Ｌ、２Ｒで発生する信号に差はない。なお、これ以
降、「検出電極で発生する信号」と言うような場合は、
「検出電極で発生する電荷を抵抗で電圧に変換して得ら
れる信号」を意味するものとする。
いて、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに発生する電荷は抵抗
Ｒ１、Ｒ２によって電圧に変換され、加算回路３に入力
されて加算され、移相回路４で位相が調節され、増幅回
路５で増幅されて共通電極２Ｃに印加される。これによ
って、圧電振動子２は厚み方向（圧電体基板２Ｈ、２Ｌ
の厚み方向）に屈曲振動するように自励発振で駆動され
る。したがって、加算回路３、移相回路４、および増幅
回路５は圧電振動子駆動手段６を構成している。なお、
角速度の印加されない状態においては、２つの検出電極
２Ｌ、２Ｒで発生する信号に差はない。なお、これ以
降、「検出電極で発生する信号」と言うような場合は、
「検出電極で発生する電荷を抵抗で電圧に変換して得ら
れる信号」を意味するものとする。
【００１７】このような厚み方向に屈曲振動する圧電振
動子２に、その長手方向に平行な軸を回転の軸とする角
速度が印加されると、圧電振動子２はコリオリ力によっ
て幅方向（圧電体基板２Ｈ、２Ｌの幅方向）にも屈曲振
動する。これによって、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒで発
生する信号にも、コリオリ力に応じて互いに逆方向の変
化が生じる。
動子２に、その長手方向に平行な軸を回転の軸とする角
速度が印加されると、圧電振動子２はコリオリ力によっ
て幅方向（圧電体基板２Ｈ、２Ｌの幅方向）にも屈曲振
動する。これによって、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒで発
生する信号にも、コリオリ力に応じて互いに逆方向の変
化が生じる。
【００１８】２つの検出電極２Ｌ、２Ｒで発生した信号
は差動回路７にも入力されて、その差の信号（差動信
号）が出力される。この差動信号はコリオリ力に応じた
ものとなる。差動信号は同期検波回路８で移相回路１６
から入力された同期信号によって同期検波され、平滑回
路９で平滑され、直流増幅回路１０で増幅されて出力端
子１２から出力される。したがって、差動回路７、同期
検波回路８、平滑回路９、直流増幅回路１０、および移
相回路１６はコリオリ力検出手段１１を構成している。
なお、ここでは、この出力端子１２から出力される信号
をコリオリ信号と称する。
は差動回路７にも入力されて、その差の信号（差動信
号）が出力される。この差動信号はコリオリ力に応じた
ものとなる。差動信号は同期検波回路８で移相回路１６
から入力された同期信号によって同期検波され、平滑回
路９で平滑され、直流増幅回路１０で増幅されて出力端
子１２から出力される。したがって、差動回路７、同期
検波回路８、平滑回路９、直流増幅回路１０、および移
相回路１６はコリオリ力検出手段１１を構成している。
なお、ここでは、この出力端子１２から出力される信号
をコリオリ信号と称する。
【００１９】振動ジャイロ１において、加算回路３から
出力された信号は擬似信号発生回路１３に入力される。
擬似信号発生回路１３は、この入力された信号をもとに
して、検出電極２Ｌや２Ｒで角速度に応じて発生する信
号に同期した擬似信号を発生する。擬似信号発生回路１
３の出力はスイッチ１４を介して検出電極２Ｌに入力さ
れる。スイッチ１４は制御信号入力端子１５から入力さ
れる制御信号に応じてオン／オフ制御され、擬似信号を
検出電極２Ｌに印加するかどうかを決める。すなわち、
擬似信号発生回路１３は擬似信号発生手段を、スイッチ
１４は擬似信号印加手段を構成していることが分かる。
出力された信号は擬似信号発生回路１３に入力される。
擬似信号発生回路１３は、この入力された信号をもとに
して、検出電極２Ｌや２Ｒで角速度に応じて発生する信
号に同期した擬似信号を発生する。擬似信号発生回路１
３の出力はスイッチ１４を介して検出電極２Ｌに入力さ
れる。スイッチ１４は制御信号入力端子１５から入力さ
れる制御信号に応じてオン／オフ制御され、擬似信号を
検出電極２Ｌに印加するかどうかを決める。すなわち、
擬似信号発生回路１３は擬似信号発生手段を、スイッチ
１４は擬似信号印加手段を構成していることが分かる。
【００２０】ここで、振動ジャイロ１に角速度が印加さ
れていない状態において、擬似信号の印加時と非印加時
の動作について図３を参照して説明する。
れていない状態において、擬似信号の印加時と非印加時
の動作について図３を参照して説明する。
【００２１】角速度が印加されていない状態で、しかも
擬似信号が印加されていない状態においては、検出電極
２Ｌと２Ｒに発生する信号は、圧電振動子２の厚み方向
の屈曲振動に対応する信号だけであるため、同じ波形を
示す（同じ波形であるために図３では重なって表示され
ている）。２つの信号の波形が同じであるため、差動回
路７からは何も出力されず、平滑回路９および直流増幅
回路１０からも何も出力されない。
擬似信号が印加されていない状態においては、検出電極
２Ｌと２Ｒに発生する信号は、圧電振動子２の厚み方向
の屈曲振動に対応する信号だけであるため、同じ波形を
示す（同じ波形であるために図３では重なって表示され
ている）。２つの信号の波形が同じであるため、差動回
路７からは何も出力されず、平滑回路９および直流増幅
回路１０からも何も出力されない。
【００２２】ここで、制御信号入力端子１５から入力さ
れる制御信号にしたがってスイッチ１４をオンし、検出
電極２Ｌに擬似信号を印加した状態を考える。検出電極
２Ｌに擬似信号を印加すると、図３に示すように、検出
電極２Ｌから差動回路７に入力される信号（実線で示
す）が変化する。一方、検出電極２Ｒから差動回路７に
入力される信号（破線で示す）には変化はない。そのた
め、差動回路７からはその差に応じた信号が出力され
る。この信号は擬似信号を元にしているため角速度に応
じて出力される信号に同期しており、角速度に応じて出
力される信号と同様に同期検波回路８で検波され、平滑
回路９で平滑され、直流増幅回路１０で増幅されて出力
端子１２にコリオリ信号として出力される。
れる制御信号にしたがってスイッチ１４をオンし、検出
電極２Ｌに擬似信号を印加した状態を考える。検出電極
２Ｌに擬似信号を印加すると、図３に示すように、検出
電極２Ｌから差動回路７に入力される信号（実線で示
す）が変化する。一方、検出電極２Ｒから差動回路７に
入力される信号（破線で示す）には変化はない。そのた
め、差動回路７からはその差に応じた信号が出力され
る。この信号は擬似信号を元にしているため角速度に応
じて出力される信号に同期しており、角速度に応じて出
力される信号と同様に同期検波回路８で検波され、平滑
回路９で平滑され、直流増幅回路１０で増幅されて出力
端子１２にコリオリ信号として出力される。
【００２３】この、検出電極２Ｌに擬似信号を印加する
ことによって出力端子１２に出力されるコリオリ信号
は、その大きさが擬似信号の大きさなどからあらかじめ
予測されるものである。そこで、出力端子２に接続され
る何らかの回路によって、このコリオリ信号の大きさが
所定の範囲に入っているかどうかを確認することによっ
て、振動ジャイロ１が正常に動作しているかどうかを自
己診断することができる。
ことによって出力端子１２に出力されるコリオリ信号
は、その大きさが擬似信号の大きさなどからあらかじめ
予測されるものである。そこで、出力端子２に接続され
る何らかの回路によって、このコリオリ信号の大きさが
所定の範囲に入っているかどうかを確認することによっ
て、振動ジャイロ１が正常に動作しているかどうかを自
己診断することができる。
【００２４】例えば、擬似信号印加時のコリオリ信号が
所定値より大きかったり小さかったりすると、コリオリ
力検出手段１１のどこかに異常があるということが分か
る。
所定値より大きかったり小さかったりすると、コリオリ
力検出手段１１のどこかに異常があるということが分か
る。
【００２５】また、例えば２つの検出電極２Ｌと２Ｒが
短絡している場合には、擬似信号が２つの検出電極２
Ｌ、２Ｒに同時に印加されることになるため、本来擬似
信号の印加によって出力されるべきコリオリ信号が出力
されないということになる。このように、振動ジャイロ
１においては、擬似信号を検出電極自身に印加すること
によって、圧電振動子２自身の異常についても診断する
ことができるようになる。
短絡している場合には、擬似信号が２つの検出電極２
Ｌ、２Ｒに同時に印加されることになるため、本来擬似
信号の印加によって出力されるべきコリオリ信号が出力
されないということになる。このように、振動ジャイロ
１においては、擬似信号を検出電極自身に印加すること
によって、圧電振動子２自身の異常についても診断する
ことができるようになる。
【００２６】図４に、本発明の振動ジャイロの別の実施
例の概略ブロック図を示す。図４において、図１と同一
もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省
略する。
例の概略ブロック図を示す。図４において、図１と同一
もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省
略する。
【００２７】図４において、振動ジャイロ２０は、図１
に示した振動ジャイロ１に加えて、直流増幅回路１０の
出力に接続された自己診断手段である自己診断回路２１
を備えている。自己診断回路２１の出力は診断結果出力
端子２２に接続されている。
に示した振動ジャイロ１に加えて、直流増幅回路１０の
出力に接続された自己診断手段である自己診断回路２１
を備えている。自己診断回路２１の出力は診断結果出力
端子２２に接続されている。
【００２８】このように構成された振動ジャイロ２０に
おいては、振動ジャイロ２０自身が自己診断回路２１を
備えており、外部に自己診断のための回路を新たに設け
る必要がない。
おいては、振動ジャイロ２０自身が自己診断回路２１を
備えており、外部に自己診断のための回路を新たに設け
る必要がない。
【００２９】図５に、本発明の振動ジャイロのさらに別
の実施例の概略ブロック図を示す。図５において、図１
と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説
明を省略する。
の実施例の概略ブロック図を示す。図５において、図１
と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説
明を省略する。
【００３０】図５において、振動ジャイロ３０は、擬似
信号発生回路１３の出力に接続された反転回路３１と、
反転回路３１と圧電振動子２の検出電極２Ｒとの間に設
けられたスイッチ３２を備えている。スイッチ３２の制
御端子は制御信号入力端子１５に接続されている。すな
わち、ここでは、擬似信号発生手段１３と反転回路３１
で擬似信号発生手段を構成し、スイッチ１４とスイッチ
３２で擬似信号印加手段を構成していることになる。
信号発生回路１３の出力に接続された反転回路３１と、
反転回路３１と圧電振動子２の検出電極２Ｒとの間に設
けられたスイッチ３２を備えている。スイッチ３２の制
御端子は制御信号入力端子１５に接続されている。すな
わち、ここでは、擬似信号発生手段１３と反転回路３１
で擬似信号発生手段を構成し、スイッチ１４とスイッチ
３２で擬似信号印加手段を構成していることになる。
【００３１】このように構成された振動ジャイロ３０に
おいて、反転回路３１は擬似信号発生回路１３から出力
される擬似信号の位相を反転し、もう１つの擬似信号を
生成する。制御信号入力端子１５から入力される制御信
号にしたがってスイッチ１４がオンするとき、同時にス
イッチ３２もオンする。そのため、検出電極２Ｌに擬似
信号が印加されると同時に、検出電極２Ｒには位相の反
転したもう１つの擬似信号が印加される。
おいて、反転回路３１は擬似信号発生回路１３から出力
される擬似信号の位相を反転し、もう１つの擬似信号を
生成する。制御信号入力端子１５から入力される制御信
号にしたがってスイッチ１４がオンするとき、同時にス
イッチ３２もオンする。そのため、検出電極２Ｌに擬似
信号が印加されると同時に、検出電極２Ｒには位相の反
転したもう１つの擬似信号が印加される。
【００３２】このように、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに
位相の反転した擬似信号をそれぞれ印加することによっ
ても、図１に示した振動ジャイロ１の場合と同様に、出
力端子１２からは擬似信号に応じたコリオリ信号が出力
され、同様に自己診断を行うことができる。
位相の反転した擬似信号をそれぞれ印加することによっ
ても、図１に示した振動ジャイロ１の場合と同様に、出
力端子１２からは擬似信号に応じたコリオリ信号が出力
され、同様に自己診断を行うことができる。
【００３３】また、この場合は、２つの検出電極２Ｌ、
２Ｒの両方が擬似信号発生回路に接続されることになる
ため、いずれか片方が擬似信号発生回路に接続されるこ
とによるインピーダンス的なアンバランスを起こすこと
がない。また、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに互いに位相
の反転した擬似信号を印加するため、検出電極２Ｌ、２
Ｒから出力される２つの信号を加算回路３で加算する
と、擬似信号同士が相殺し合う。そのため、加算回路３
から出力される信号は擬似信号の印加、非印加に関わら
ず変化せず、擬似信号の印加によって圧電振動子２を駆
動する条件が変化するということもない。
２Ｒの両方が擬似信号発生回路に接続されることになる
ため、いずれか片方が擬似信号発生回路に接続されるこ
とによるインピーダンス的なアンバランスを起こすこと
がない。また、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに互いに位相
の反転した擬似信号を印加するため、検出電極２Ｌ、２
Ｒから出力される２つの信号を加算回路３で加算する
と、擬似信号同士が相殺し合う。そのため、加算回路３
から出力される信号は擬似信号の印加、非印加に関わら
ず変化せず、擬似信号の印加によって圧電振動子２を駆
動する条件が変化するということもない。
【００３４】図６に、本発明の振動ジャイロのさらに別
の実施例の概略ブロック図を示す。図６において、図６
と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説
明を省略する。
の実施例の概略ブロック図を示す。図６において、図６
と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説
明を省略する。
【００３５】図６において、振動ジャイロ４０は、反転
回路４１に代えて減衰回路４１を備えている。すなわ
ち、ここでは、擬似信号発生手段１３と減衰回路４１で
擬似信号発生手段を構成していることになる。
回路４１に代えて減衰回路４１を備えている。すなわ
ち、ここでは、擬似信号発生手段１３と減衰回路４１で
擬似信号発生手段を構成していることになる。
【００３６】このように構成された振動ジャイロ４０に
おいては、減衰回路４１は擬似信号発生回路１３から出
力された擬似信号から、振幅の小さいもう１つの擬似信
号を生成する。制御信号入力端子１５から入力される制
御信号にしたがってスイッチ１４がオンするとき、同時
にスイッチ３２もオンする。そのため、検出電極２Ｌに
擬似信号が印加されると同時に、検出電極２Ｒには振幅
の小さいもう１つの擬似信号が印加される。
おいては、減衰回路４１は擬似信号発生回路１３から出
力された擬似信号から、振幅の小さいもう１つの擬似信
号を生成する。制御信号入力端子１５から入力される制
御信号にしたがってスイッチ１４がオンするとき、同時
にスイッチ３２もオンする。そのため、検出電極２Ｌに
擬似信号が印加されると同時に、検出電極２Ｒには振幅
の小さいもう１つの擬似信号が印加される。
【００３７】このように、２つの検出電極２Ｌ、２Ｒに
振幅の異なる擬似信号をそれぞれ印加することによって
も、図１に示した振動ジャイロ１の場合と同様に、出力
端子１２からは擬似信号に応じたコリオリ信号が出力さ
れ、同様に自己診断を行うことができる。
振幅の異なる擬似信号をそれぞれ印加することによって
も、図１に示した振動ジャイロ１の場合と同様に、出力
端子１２からは擬似信号に応じたコリオリ信号が出力さ
れ、同様に自己診断を行うことができる。
【００３８】また、この場合は、２つの検出電極２Ｌ、
２Ｒの両方が擬似信号発生回路に接続されることになる
ため、いずれか片方が擬似信号発生回路に接続されるこ
とによるインピーダンス的なアンバランスを起こすこと
がない。
２Ｒの両方が擬似信号発生回路に接続されることになる
ため、いずれか片方が擬似信号発生回路に接続されるこ
とによるインピーダンス的なアンバランスを起こすこと
がない。
【００３９】なお、図６に示した振動ジャイロ４０にお
いては減衰回路４１を用いたが、これは２つの擬似信号
の振幅を異ならせるものであればよく、例えば増幅回路
であっても構わないものである。
いては減衰回路４１を用いたが、これは２つの擬似信号
の振幅を異ならせるものであればよく、例えば増幅回路
であっても構わないものである。
【００４０】また、図示は割愛するが、図１に示した振
動ジャイロ１に対する図４に示した振動ジャイロ２０の
ように、図５および６に示した振動ジャイロ３０、４０
において自己診断回路を備えても構わないもので、振動
ジャイロ２０の場合と同様の作用効果を奏するもので、
インピーダンス的なアンバランスを起こさない方法であ
れば特に構成を限定しないものである。
動ジャイロ１に対する図４に示した振動ジャイロ２０の
ように、図５および６に示した振動ジャイロ３０、４０
において自己診断回路を備えても構わないもので、振動
ジャイロ２０の場合と同様の作用効果を奏するもので、
インピーダンス的なアンバランスを起こさない方法であ
れば特に構成を限定しないものである。
【００４１】ところで、上記の各実施例においては、擬
似信号印加時に出力端子から出力されるコリオリ信号の
大きさを確認することによって自己診断を行う場合につ
いて説明してきたが、擬似信号が印加されることによる
コリオリ信号の過渡特性から自己診断をすることも可能
である。その点について以下に示す。
似信号印加時に出力端子から出力されるコリオリ信号の
大きさを確認することによって自己診断を行う場合につ
いて説明してきたが、擬似信号が印加されることによる
コリオリ信号の過渡特性から自己診断をすることも可能
である。その点について以下に示す。
【００４２】振動ジャイロのコリオリ力検出手段１１に
おいては、同期検波回路８の後段に、平滑回路９の一部
として図７に示すような高域の周波数を減衰させるため
のローパスフィルタ５０が設けられる。
おいては、同期検波回路８の後段に、平滑回路９の一部
として図７に示すような高域の周波数を減衰させるため
のローパスフィルタ５０が設けられる。
【００４３】図７において、ローパスフィルタ５０は、
オペアンプＱ１と入力端子ｉｎとオペアンプＱ１の反転
入力端子の間に接続された抵抗Ｒ３と、オペアンプＱ１
の出力端子と反転入力端子の間にそれぞれ接続された抵
抗Ｒ４およびコンデンサＣ１から構成されている。オペ
アンプＱ１の非反転入力端子は基準電圧に接続され、出
力端子は出力端子ｏｕｔに接続されている。
オペアンプＱ１と入力端子ｉｎとオペアンプＱ１の反転
入力端子の間に接続された抵抗Ｒ３と、オペアンプＱ１
の出力端子と反転入力端子の間にそれぞれ接続された抵
抗Ｒ４およびコンデンサＣ１から構成されている。オペ
アンプＱ１の非反転入力端子は基準電圧に接続され、出
力端子は出力端子ｏｕｔに接続されている。
【００４４】このようなローパスフィルタ５０におい
て、制御信号によって検出端子に擬似信号が印加される
と、その入力端子ｉｎの信号レベルが０Ｖから所定の電
圧までステップ状に上昇する。しかしながら、出力端子
ｏｕｔの信号レベルは最終的には一定のレベルに達する
ものの、ステップ状に変化することはなく、図８に示す
ように抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１、Ｃ２の時定数
によって立上り時間が異なる。そこで、この立上り時間
や立上り波形、すなわち過渡特性を確認することによっ
て、抵抗Ｒ３、Ｒ４やコンデンサＣ１の値の変化があっ
たかどうかを確認することができる。また、出力信号が
立ち上がらなかったり電源電圧にクランプされた状態に
なった場合には、抵抗Ｒ３、Ｒ４やコンデンサＣ１の短
絡や開放があったかどうかを確認することができる。
て、制御信号によって検出端子に擬似信号が印加される
と、その入力端子ｉｎの信号レベルが０Ｖから所定の電
圧までステップ状に上昇する。しかしながら、出力端子
ｏｕｔの信号レベルは最終的には一定のレベルに達する
ものの、ステップ状に変化することはなく、図８に示す
ように抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１、Ｃ２の時定数
によって立上り時間が異なる。そこで、この立上り時間
や立上り波形、すなわち過渡特性を確認することによっ
て、抵抗Ｒ３、Ｒ４やコンデンサＣ１の値の変化があっ
たかどうかを確認することができる。また、出力信号が
立ち上がらなかったり電源電圧にクランプされた状態に
なった場合には、抵抗Ｒ３、Ｒ４やコンデンサＣ１の短
絡や開放があったかどうかを確認することができる。
【００４５】このように、コリオリ信号の過渡特性を確
認することによって、振動ジャイロの回路における異常
のある場所を推定することもできる。
認することによって、振動ジャイロの回路における異常
のある場所を推定することもできる。
【００４６】なお、本発明の振動ジャイロとしては、検
出電極を有するものであれば振動子の構成に関しては何
等限定されるものではない。上記の各実施例において
は、圧電体からなる振動体に複数の検出電極を形成して
なる振動子を用いて説明してきたが、例えば金属などの
圧電体ではない振動体に面状の圧電体を貼りつけて構成
された振動子でも構わないものである。なお、その場合
には、圧電体の振動体に貼りつけられる面ではない面に
形成される電極が検出電極となる。
出電極を有するものであれば振動子の構成に関しては何
等限定されるものではない。上記の各実施例において
は、圧電体からなる振動体に複数の検出電極を形成して
なる振動子を用いて説明してきたが、例えば金属などの
圧電体ではない振動体に面状の圧電体を貼りつけて構成
された振動子でも構わないものである。なお、その場合
には、圧電体の振動体に貼りつけられる面ではない面に
形成される電極が検出電極となる。
【００４７】また、振動子の形状も、上記の各実施例の
ような形状に限られるものではなく、三角柱などの多角
柱状や円柱状でも構わず、音叉状でも構わないものであ
る。
ような形状に限られるものではなく、三角柱などの多角
柱状や円柱状でも構わず、音叉状でも構わないものであ
る。
【００４８】
【発明の効果】本発明の振動ジャイロおよび振動ジャイ
ロの自己診断方法によれば、擬似信号発生手段で振動子
の検出電極から角速度に応じて出力される信号に同期し
た擬似信号を発生させ、この擬似信号を擬似信号印加手
段によって制御信号に応じて複数の検出電極の少なくと
も一方に印加させ、そのときの振動ジャイロの出力を検
出することによって、振動ジャイロの自己診断を行うこ
とができる。
ロの自己診断方法によれば、擬似信号発生手段で振動子
の検出電極から角速度に応じて出力される信号に同期し
た擬似信号を発生させ、この擬似信号を擬似信号印加手
段によって制御信号に応じて複数の検出電極の少なくと
も一方に印加させ、そのときの振動ジャイロの出力を検
出することによって、振動ジャイロの自己診断を行うこ
とができる。
【図１】本発明の振動ジャイロの一実施例を示す概略ブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の振動ジャイロにおける圧電振動子を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】図１の振動ジャイロにおける自己診断時の信号
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図４】本発明の振動ジャイロの別の実施例を示す概略
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】本発明の振動ジャイロのさらに別の実施例を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図６】本発明の振動ジャイロのさらに別の実施例を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
【図７】本発明の振動ジャイロに用いられるローパスフ
ィルタを示す回路図である。
ィルタを示す回路図である。
【図８】図７のローパスフィルタの出力の過渡特性を示
す波形図である。
す波形図である。
１、２０、３０、４０…振動ジャイロ ２…圧電振動子 ２Ｌ、２Ｒ…検出電極 ３…加算回路 ４…移相回路 ５…増幅回路 ６…圧電振動子駆動手段 ７…差動回路 ８…同期検波回路 ９…平滑回路 １０…直流増幅回路 １１…コリオリ力検出手段 １３…擬似信号発生回路 １４、３２…スイッチ １５…制御信号入力端子 ２１…自己診断回路 ３１…反転回路 ４１…減衰回路 ５０…ローパスフィルタ Ｒ１、Ｒ２…抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の検出電極を有するとともに駆動信
号および印加される角速度に応じた振動をする振動子
と、前記振動子を振動させるための振動子駆動手段と、
前記複数の検出電極から出力される信号から角速度に応
じたコリオリ信号を出力するコリオリ力検出手段とを備
えた振動ジャイロであって、 前記検出電極から角速度に応じて出力される信号に同期
した擬似信号を発生させる擬似信号発生手段と、制御信
号に応じて前記擬似信号を前記複数の検出電極の少なく
とも一方に印加させる擬似信号印加手段を備えたことを
特徴とする振動ジャイロ。 - 【請求項２】 前記擬似信号が印加されることによる前
記コリオリ信号の変化から自己診断をする自己診断手段
を備えたことを特徴とする振動ジャイロ。 - 【請求項３】 前記自己診断手段は、前記擬似信号が印
加されることによる前記コリオリ信号の過渡特性から自
己診断をすることを特徴とする、請求項２に記載の振動
ジャイロ。 - 【請求項４】 複数の検出電極を有するとともに駆動信
号および印加される角速度に応じた振動をする振動子
と、前記振動子を振動させるための振動子駆動手段と、
前記複数の検出電極から出力される信号から角速度に応
じたコリオリ信号を出力するコリオリ力検出手段とを備
えた振動ジャイロの自己診断方法であって、 前記検出電極から角速度に応じて出力される信号に同期
した擬似信号を前記複数の検出電極の少なくとも一方に
印加させ、前記擬似信号が印加されることによる前記コ
リオリ信号の変化から自己診断をすることを特徴とする
振動ジャイロの自己診断方法。 - 【請求項５】 前記擬似信号が印加されることによる前
記コリオリ信号の過渡特性から自己診断をすることを特
徴とする、請求項４に記載の振動ジャイロの自己診断方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006732A JP2002213961A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001006732A JP2002213961A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002213961A true JP2002213961A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18874579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001006732A Pending JP2002213961A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002213961A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228451A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
| JP2009063328A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | 容量変化検出装置 |
| JP2009186305A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Epson Toyocom Corp | 物理量センサ |
| EP2287562A1 (en) * | 2008-06-10 | 2011-02-23 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | External force detection device and wiring breakage detection method |
| JP2016170136A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量検出装置、電子機器及び移動体 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0777538A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-03-20 | New Sd Inc | 内蔵試験回路を有する回転速度センサ |
| JPH09315260A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Nec Home Electron Ltd | 衝突判定装置の自己診断方法 |
| JPH11101644A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-13 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JP2000241166A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
| JP2002139322A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロの自己診断方法、及び、振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置 |
| JP3520821B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2004-04-19 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ用自己診断回路 |
| JP3674467B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2005-07-20 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置 |
-
2001
- 2001-01-15 JP JP2001006732A patent/JP2002213961A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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| US8250917B2 (en) | 2008-02-06 | 2012-08-28 | Seiko Epson Corporation | Physical quantity sensor |
| EP2287562A1 (en) * | 2008-06-10 | 2011-02-23 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | External force detection device and wiring breakage detection method |
| EP2287562A4 (en) * | 2008-06-10 | 2013-10-30 | Murata Manufacturing Co | DEVICE FOR DETECTING AN EXTERNAL FORCE AND METHOD FOR DETECTING A CABLE BREAK |
| JP2016170136A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | セイコーエプソン株式会社 | 回路装置、物理量検出装置、電子機器及び移動体 |
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