JP2003057037A - Method and apparatus for measurement of physical quantity as well as method for supply of electric power to physical-quantity measuring apparatus - Google Patents
Method and apparatus for measurement of physical quantity as well as method for supply of electric power to physical-quantity measuring apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子を用いた測
定方法および測定装置、例えば振動型ジャイロスコープ
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring method and a measuring device using a vibrator, for example, a vibrating gyroscope.
【０００２】[0002]
【従来の技術】圧電振動型ジャイロスコープは、振動し
ている物体に角速度が加わると、その振動と直角方向に
コリオリ力が生じることを利用している。そして、その
原理は力学的モデルで解析される（例えば、「弾性波素
子技術ハンドブック」、オーム社、第４９１〜４９７
頁）。2. Description of the Related Art Piezoelectric vibrating gyroscopes utilize the fact that when angular velocity is applied to a vibrating object, a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibrating object. Then, the principle is analyzed by a mechanical model (for example, "Acoustic Wave Element Technology Handbook", Ohmsha, Nos. 491-497).
page).
【０００３】本出願人は、振動型ジャイロスコープの応
用について種々検討を進めており、例えば自動車の車体
回転速度フィードバック式の車両制御方法に用いる回転
速度センサーに振動型ジャイロスコープを使用すること
を検討した。こうしたシステムにおいては、操舵輪の方
向自身は、ハンドルの回転角度によって検出する。これ
と同時に、実際に車体が回転している回転速度を振動ジ
ャイロスコープによって検出する。そして、操舵輪の方
向と実際の車体の回転速度を比較して差を求め、この差
に基づいて車輪トルク、操舵角に補正を加えることによ
って、安定した車体制御を実現する。The applicant of the present invention is conducting various studies on the application of the vibration type gyroscope, and for example, it is considered to use the vibration type gyroscope for the rotation speed sensor used in the vehicle body rotation speed feedback type vehicle control method of the automobile. did. In such a system, the steering wheel direction itself is detected by the rotation angle of the steering wheel. At the same time, the rotational speed at which the vehicle body is actually rotating is detected by the vibration gyroscope. Then, the direction of the steered wheels is compared with the actual rotation speed of the vehicle body to obtain a difference, and based on the difference, the wheel torque and the steering angle are corrected to realize stable vehicle body control.
【０００４】特開平７−２１９１４９号公報に記載の技
術においては、上記のような角速度センサーにおいて、
振動子の駆動回路に動作電力を供給するのに際して、駆
動レベルを自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）によって制
御し、電源電圧をＡＧＣ回路の制御素子に供給してい
る。そして、振動子から出力された駆動電圧を駆動レベ
ルに変換した後、この駆動レベルを、駆動回路の制御素
子に供給された電源電圧の大きさと対比する。そして、
駆動レベルが電源電圧よりも小さい場合には利得を増大
させ、駆動レベルが電源電圧よりも大きい場合には利得
を低下させることによって、駆動レベルを電源電圧に合
わせて調節している。これによって、駆動信号の大きさ
と、振動子からの出力信号の大きさとを、動作電圧に比
例させている。In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219149, in the angular velocity sensor as described above,
When supplying the operating power to the drive circuit of the vibrator, the drive level is controlled by the automatic gain control circuit (AGC circuit), and the power supply voltage is supplied to the control element of the AGC circuit. Then, after converting the drive voltage output from the vibrator into a drive level, this drive level is compared with the magnitude of the power supply voltage supplied to the control element of the drive circuit. And
The drive level is adjusted according to the power supply voltage by increasing the gain when the drive level is lower than the power supply voltage and decreasing the gain when the drive level is higher than the power supply voltage. This makes the magnitude of the drive signal and the magnitude of the output signal from the vibrator proportional to the operating voltage.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術を
本発明者が検討したところ、以下の問題点が生じてき
た。例えば振動型ジャイロスコープにおいて、振動子の
駆動回路に電源電圧（基準電圧）を供給し、この電源電
圧と振動子からの出力電圧とを比例させる場合には、電
源電圧は一定値、例えば５ボルトに制御されていなけれ
ばならない。つまり、電源電圧は、時間的な変動が少な
く、安定している必要がある。このため、車両用バッテ
リー電源のような不安定な電源は使用できない。従っ
て、外部のバッテリー電源からの電圧を、いったん電圧
調整機構に通し、一定の基準電圧を得る必要がある。However, when the present inventor examined the above technique, the following problems have arisen. For example, in a vibrating gyroscope, when a power supply voltage (reference voltage) is supplied to the drive circuit of the vibrator and the power supply voltage and the output voltage from the vibrator are made proportional, the power supply voltage is a constant value, for example, 5 volts. Must be controlled by. That is, the power supply voltage needs to be stable with little temporal fluctuation. Therefore, an unstable power source such as a vehicle battery power source cannot be used. Therefore, it is necessary to once pass the voltage from the external battery power source through the voltage adjusting mechanism to obtain a constant reference voltage.
【０００６】この振動型ジャイロスコープから出力され
るアナログ検出信号は、車両のＥＣＵ（電子制御ユニッ
ト）のアナログ−デジタル変換器においてデジタル信号
に変換される。そして、得られたデジタル信号を演算処
理装置に送り、車両の運動状態の判断、各種アクチュエ
ーターの駆動に利用する。An analog detection signal output from this vibration type gyroscope is converted into a digital signal in an analog-digital converter of an ECU (electronic control unit) of the vehicle. Then, the obtained digital signal is sent to the arithmetic processing unit, and is used for determining the motion state of the vehicle and driving various actuators.
【０００７】ここで、アナログ−デジタル変換器の電源
電圧が変動すると、変換器からの出力も変動する。従っ
て、変換器へと供給する電圧も一定値に調節する必要が
あり、このためＥＣＵにも電圧調整機構を設置する必要
がある。以上のことから、時間が経過したり、環境温度
が変化したりしたときに、振動子の駆動回路用の電圧調
整機構と、ＥＣＵ側の電圧調整機構との双方に高度の安
定性が必要である。かりに、時間経過や環境温度変化に
応じて、各電圧調整機構が異なる特性を示すと、最終的
に得られるデジタル信号の誤差の増大を招きかねない。
このような誤差を抑制するためには、各電圧調整機構の
安定度をそれぞれ高く維持する必要がある。When the power supply voltage of the analog-digital converter fluctuates, the output from the converter also fluctuates. Therefore, it is necessary to adjust the voltage supplied to the converter to a constant value, and therefore, it is necessary to install a voltage adjusting mechanism in the ECU as well. From the above, when time elapses or the environmental temperature changes, a high degree of stability is required for both the voltage adjustment mechanism for the drive circuit of the vibrator and the voltage adjustment mechanism on the ECU side. is there. On the other hand, if each voltage adjusting mechanism exhibits different characteristics according to the passage of time or the change in environmental temperature, the error of the finally obtained digital signal may increase.
In order to suppress such an error, it is necessary to maintain high stability of each voltage adjustment mechanism.
【０００８】本発明の課題は、振動子に駆動信号を供給
するための駆動回路、振動子から出力される出力信号を
処理し、物理量に対応するアナログの検出信号を得るた
めの検出回路、および検出信号をデジタル信号に変換す
るアナログ−デジタル変換器を使用し、物理量を測定す
るのに際して、基準電圧源からの印加電圧と、アナログ
−デジタル変換器において変換した後のデジタル出力信
号とが比例するように制御し、電圧調整機構の安定度に
関する裕度を広げることである。An object of the present invention is to provide a drive circuit for supplying a drive signal to a vibrator, a detection circuit for processing an output signal output from the vibrator and obtaining an analog detection signal corresponding to a physical quantity, and When measuring a physical quantity using an analog-digital converter that converts a detection signal into a digital signal, the applied voltage from the reference voltage source is proportional to the digital output signal after conversion in the analog-digital converter. Control is performed to widen the margin regarding the stability of the voltage adjusting mechanism.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、振動子を用い
て物理量を測定する方法であって、振動子に駆動信号を
供給するための駆動回路、振動子から出力される出力信
号を処理し、物理量に対応するアナログの検出信号を得
るための検出回路、および検出信号をデジタル信号に変
換するアナログ−デジタル変換器を使用し、駆動回路お
よびアナログ−デジタル変換器に対して共通の基準電圧
源から電力を供給することを特徴とする。The present invention is a method for measuring a physical quantity using a vibrator, which comprises a drive circuit for supplying a drive signal to the vibrator and an output signal output from the vibrator. However, a detection circuit for obtaining an analog detection signal corresponding to a physical quantity and an analog-digital converter that converts the detection signal into a digital signal are used, and a common reference voltage is used for the drive circuit and the analog-digital converter. It is characterized by supplying power from a source.
【００１０】また、本発明は、振動子を用いて物理量を
測定する装置であって、振動子、振動子に駆動信号を供
給するための駆動回路、振動子から出力される出力信号
を処理し、物理量に対応するアナログの検出信号を得る
ための検出回路、検出信号をデジタル信号に変換するア
ナログ−デジタル変換器、および駆動回路とアナログ−
デジタル変換器とに対して電力を供給する共通の基準電
圧源を備えていることを特徴とする、物理量測定装置に
係るものである。The present invention is also a device for measuring a physical quantity using a vibrator, which processes a vibrator, a drive circuit for supplying a drive signal to the vibrator, and an output signal output from the vibrator. , A detection circuit for obtaining an analog detection signal corresponding to a physical quantity, an analog-digital converter for converting the detection signal into a digital signal, and a drive circuit and an analog-
The present invention relates to a physical quantity measuring device characterized by comprising a common reference voltage source for supplying electric power to a digital converter.
【００１１】また、本発明は、振動子を用いて物理量を
測定する物理量測定装置に対して電力を供給する方法で
あって、物理量測定装置が、振動子に駆動信号を供給す
るための駆動回路、振動子から出力される出力信号を処
理し、物理量に対応するアナログの検出信号を得るため
の検出回路、および検出信号をデジタル信号に変換する
アナログ−デジタル変換器を備えており、駆動回路およ
びアナログ−デジタル変換器に対して共通の基準電圧源
から電力を供給することを特徴とする。Further, the present invention is a method for supplying electric power to a physical quantity measuring device for measuring a physical quantity using a vibrator, wherein the physical quantity measuring device supplies a drive signal to the vibrator. , A detection circuit for processing an output signal output from the vibrator to obtain an analog detection signal corresponding to a physical quantity, and an analog-digital converter for converting the detection signal into a digital signal, and a drive circuit and It is characterized in that power is supplied to the analog-digital converter from a common reference voltage source.
【００１２】特開平７−２１９１４９号公報に記載の技
術では、駆動用の自励発振回路の制御素子に対して、基
準電圧源からの電圧を印加し、発振ループの増幅利得を
制御している。しかし、この技術では、ＥＣＵ系のアナ
ログ−デジタル変換器に対して別個の基準電圧源が必要
である。そして、２つの基準電圧源において同程度の変
動が生じている場合には問題ないが、２つの基準電圧源
において異なる傾向の偏差が生じた場合には、デジタル
信号出力の誤差が大きくなってくる。In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-219149, a voltage from a reference voltage source is applied to a control element of a driving self-excited oscillation circuit to control the amplification gain of an oscillation loop. . However, this technique requires a separate reference voltage source for the analog-to-digital converter of the ECU system. There is no problem if the two reference voltage sources have similar fluctuations, but if the two reference voltage sources have different deviations, the error in the digital signal output increases. .
【００１３】本発明においては、駆動回路およびアナロ
グ−デジタル変換器に対して共通の基準電圧源から電力
を供給することで、振動子からの検出信号が基準電圧源
からの印加電圧に比例するのと同時に、アナログ−デジ
タル変換器におけるアナログ検出信号からデジタル出力
信号への変換係数も、基準電圧源からの印加電圧に比例
させることができる。この結果、たとえ基準電圧源から
の印加電圧が変動しても、この変動に対して、振動子か
らの検出信号が比例して変動するのと同時に、アナログ
−デジタル変換器における変換係数も比例して変動す
る。In the present invention, power is supplied from the common reference voltage source to the drive circuit and the analog-digital converter so that the detection signal from the oscillator is proportional to the applied voltage from the reference voltage source. At the same time, the conversion coefficient from the analog detection signal to the digital output signal in the analog-digital converter can be made proportional to the voltage applied from the reference voltage source. As a result, even if the applied voltage from the reference voltage source fluctuates, the detection signal from the oscillator fluctuates in proportion to this fluctuation, and at the same time, the conversion coefficient in the analog-digital converter is also proportional. Fluctuate.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明において測定されるべき物
理量は、特に限定はされない。振動子に駆動振動を励振
し、駆動振動中の振動子に対する物理量の影響によって
振動子の振動状態に変化が生じたときに、この振動状態
の変化から検出回路を通して検出可能な物理量を対象と
する。こうした物理量としては、振動子に印加される加
速度、角速度、角加速度が特に好ましい。また、測定装
置としては慣性センサーが好ましい。The physical quantity to be measured in the present invention is not particularly limited. When drive vibration is excited on a vibrator and the vibration state of the vibrator changes due to the influence of the physical quantity on the vibrator during drive vibration, the physical quantity that can be detected by the detection circuit from this change in vibration state is targeted. . As such physical quantity, acceleration, angular velocity, and angular acceleration applied to the vibrator are particularly preferable. An inertial sensor is preferable as the measuring device.
【００１５】好適な実施形態においては、物理量が車両
の運動に関する物理量であり、基準電圧源が、車両の電
子制御ユニット内に設けられている。In a preferred embodiment, the physical quantity is a physical quantity relating to the movement of the vehicle, and the reference voltage source is provided in the electronic control unit of the vehicle.
【００１６】好適な実施形態においては、駆動回路が自
励発振回路である。この場合、特に好ましくは、自励発
振回路において、振動子から出力された駆動電圧のレベ
ルと、基準電圧源から駆動回路へと供給された電圧との
比較に基づいて、自励発振回路における増幅利得を制御
する。In the preferred embodiment, the drive circuit is a self-oscillation circuit. In this case, particularly preferably, in the self-excited oscillation circuit, amplification in the self-excited oscillation circuit is performed based on the comparison between the level of the drive voltage output from the vibrator and the voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit. Control the gain.
【００１７】以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
【００１８】図１は、本発明の１実施形態に係る測定装
置の要部を示すブロック図であり、図２は、測定器２の
構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a measuring device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a measuring device 2.
【００１９】本例では、移動体の回転角速度を測定する
測定装置について述べる。本測定装置は、測定部１とア
ナログ−デジタル変換部３とを備えている。測定部１に
は、図２に示すような測定器２が設けられている。アナ
ログ−デジタル変換部３には、アナログ−デジタル変換
器４、基準電圧源５、自己診断情報入力部２４が設けら
れている。アナログ−デジタル変換器３は、移動体の電
子制御ユニット（ＥＣＵ）内に設けられている。In this example, a measuring device for measuring the rotational angular velocity of a moving body will be described. The measurement apparatus includes a measurement unit 1 and an analog-digital conversion unit 3. The measuring unit 1 is provided with a measuring device 2 as shown in FIG. The analog-digital conversion unit 3 is provided with an analog-digital converter 4, a reference voltage source 5, and a self-diagnosis information input unit 24. The analog-digital converter 3 is provided in the electronic control unit (ECU) of a mobile body.
【００２０】基準電圧源５には、電源線と接地線とが接
続されている。電源線はバッテリーなどの外部電源に接
続されている。基準電圧源５では、端子ａ、ｂから電力
を受け入れ、所定の基準電圧の電力を出力する。基準電
圧源５の端子ｃは、伝送線２５Ｃを介して測定器２に接
続されており、かつ、伝送線２５Ｂを介してアナログ−
デジタル変換器４に接続されている。A power supply line and a ground line are connected to the reference voltage source 5. The power line is connected to an external power source such as a battery. The reference voltage source 5 receives electric power from the terminals a and b and outputs electric power of a predetermined reference voltage. The terminal c of the reference voltage source 5 is connected to the measuring instrument 2 via the transmission line 25C, and is also connected to the analog circuit via the transmission line 25B.
It is connected to the digital converter 4.
【００２１】駆動振動系の発振ループについて述べる。
図２に示すように、振動子の駆動部７Ａには励振手段８
が取り付けられており、励振手段８は自励発振回路１０
に対して接続されている。駆動信号を電流−電圧変換器
１１によって電圧信号に変換する。そして、この電圧信
号の一部を整流器１３に取り出し、振幅の水準（レベ
ル）に変換する。このレベルを制御部１４に入力する。
そして、制御部１４からの出力信号を増幅器１２に送
り、増幅器１２において所定の増幅利得をもって信号を
増幅する。The oscillation loop of the drive vibration system will be described.
As shown in FIG. 2, the driving means 7A of the vibrator has an exciting means 8
Is attached, and the excitation means 8 is a self-excited oscillation circuit 10
Connected to. The drive signal is converted into a voltage signal by the current-voltage converter 11. Then, a part of this voltage signal is taken out to the rectifier 13 and converted into an amplitude level. This level is input to the control unit 14.
Then, the output signal from the control unit 14 is sent to the amplifier 12, and the amplifier 12 amplifies the signal with a predetermined amplification gain.
【００２２】基準電圧源５からの電圧を矢印Ｃのように
制御部１４に入力する。制御部１４においては、その時
点での振動子の駆動信号の振幅の水準を、基準電圧源５
から入力された印加電圧の水準と対比する。そして、駆
動信号の振幅のレベルが印加電圧に比べて大きい場合に
は、増幅利得を小さくし、駆動信号の振幅のレベルが印
加電圧に比べて小さい場合には、増幅利得を大きくす
る。これによって、振動子の感度が、基準電圧源からの
印加電圧に比例するようにする。The voltage from the reference voltage source 5 is input to the control unit 14 as indicated by arrow C. In the control unit 14, the amplitude level of the drive signal of the vibrator at that time is set to the reference voltage source 5
Compare with the level of the applied voltage input from. Then, when the amplitude level of the drive signal is higher than the applied voltage, the amplification gain is reduced, and when the amplitude level of the drive signal is lower than the applied voltage, the amplification gain is increased. This makes the sensitivity of the oscillator proportional to the applied voltage from the reference voltage source.
【００２３】また、自励発振回路１０からの出力を診断
回路２３に入力し、自励発振状態を診断する。診断回路
２３の出力を伝送線２５Ｆを介して矢印ＦのようにＤＩ
ＡＧ端子２４に送り、端子２４、伝送線２５Ｃを介して
伝送し、端子ｃから伝送線２５Ｇを介して矢印Ｇのよう
に診断結果入力部２４に伝送する。このように、自励発
振回路における自己診断の結果を、基準電圧源５からの
電力を伝送する伝送線２５Ｃを通してＥＣＵ側へと出力
することによって、伝送線２５Ｃを共通とし、設計を単
純化できる。The output from the self-excited oscillation circuit 10 is input to the diagnostic circuit 23 to diagnose the self-excited oscillation state. DI from the output of the diagnostic circuit 23 via the transmission line 25F as shown by arrow F
It is sent to the AG terminal 24, transmitted through the terminal 24 and the transmission line 25C, and transmitted from the terminal c through the transmission line 25G to the diagnostic result input unit 24 as indicated by an arrow G. In this way, by outputting the result of self-diagnosis in the self-excited oscillation circuit to the ECU side through the transmission line 25C for transmitting the electric power from the reference voltage source 5, the transmission line 25C is common and the design can be simplified. .
【００２４】振動子の検出部７Ｂにおける振動を検出部
９によって検出し、出力信号として出力する。この出力
信号を検出回路２１によって処理し、所定のアナログ検
出信号を得る。例えば、出力信号を電流−電圧変換器１
７によって電圧に変換し、検波器１８によって位相検波
する。この際には、駆動信号の一部を派生させ、派生信
号を移相器１６に通し、移相信号を得る。移相信号の位
相は、漏れ信号の位相とは、所定角度、例えば９０°ず
れている。この移相信号を位相検波器１８に入力し、振
動子からの出力信号を検波する。この結果、検波後の出
力信号においては、不要な漏れ信号は消去されており、
あるいは少なくとも低減されているはずである。この検
波後の出力信号をローパスフィルター１９に入力し、平
滑化し、次いで０点調整回路２０に入力する。この検出
信号を伝送線２５Ａを通して矢印ＡのようにＥＣＵへと
伝送し、アナログ−デジタル変換器４に入力する。The vibration in the detector 7B of the vibrator is detected by the detector 9 and output as an output signal. This output signal is processed by the detection circuit 21 to obtain a predetermined analog detection signal. For example, the output signal is converted into a current-voltage converter 1
The voltage is converted into a voltage by 7 and the phase is detected by the detector 18. At this time, a part of the drive signal is derived and the derived signal is passed through the phase shifter 16 to obtain the phase shift signal. The phase of the phase shift signal is deviated from the phase of the leak signal by a predetermined angle, for example, 90 °. This phase shift signal is input to the phase detector 18, and the output signal from the oscillator is detected. As a result, in the output signal after detection, unnecessary leakage signals have been eliminated,
Or at least it should have been reduced. The output signal after this detection is input to the low-pass filter 19, smoothed, and then input to the 0-point adjusting circuit 20. This detection signal is transmitted to the ECU through the transmission line 25A as indicated by arrow A, and is input to the analog-digital converter 4.
【００２５】基準電圧源から駆動回路へと供給された電
圧と、基準電圧源からアナログ−デジタル変換器へと供
給された電圧とは、同じであってもよいが、同じである
必要はない。好適な実施形態においては、基準電圧源か
ら駆動回路へと供給された電圧と、基準電圧源からアナ
ログ−デジタル変換器へと供給された電圧との比率を制
御するための制御手段を設ける。これによって、両方の
電圧の比率を所望の値に設定することができる。The voltage supplied from the reference voltage source to the driving circuit and the voltage supplied from the reference voltage source to the analog-digital converter may be the same, but they do not have to be the same. In a preferred embodiment, control means are provided for controlling the ratio of the voltage supplied by the reference voltage source to the drive circuit and the voltage supplied by the reference voltage source to the analog-to-digital converter. This allows the ratio of both voltages to be set to a desired value.
【００２６】特に好適な実施形態においては、前記制御
手段を使用し、基準電圧源から駆動回路へと供給された
電圧と、基準電圧源からアナログ−デジタル変換器へと
供給された電圧との比率を、必要に応じて変化させるこ
とができる。駆動回路への供給電圧を相対的に大きくす
ることによって、振動子それ自体の検出感度を大きくす
ることができ、駆動回路への供給電圧を相対的に小さく
することによって、振動子それ自体の検出感度を低くす
ることができる。このような振動子の検出感度の調整
は、例えば移動体の横転を検出する際に有用である。In a particularly preferred embodiment, using said control means, the ratio of the voltage supplied by the reference voltage source to the drive circuit and the voltage supplied by the reference voltage source to the analog-to-digital converter. Can be changed as required. By relatively increasing the voltage supplied to the drive circuit, the detection sensitivity of the oscillator itself can be increased, and by decreasing the voltage supply to the drive circuit relatively, the detection of the oscillator itself can be performed. The sensitivity can be lowered. Such adjustment of the detection sensitivity of the vibrator is useful, for example, when detecting the rollover of the moving body.
【００２７】移動体、例えば車両は、通常はＸ−Ｙ平面
内のみで回動している（平面内方向転換）。これに対し
て、移動体が横転する際には、Ｘ−Ｚ平面内の回転角速
度が発生する（Ｚは垂直軸方向）。ここで、車両が横転
する際に、初期段階においては、Ｘ−Ｚ平面内の回転角
速度は比較的に小さい。従って、車両の横転を早期に検
出するためには、通常は生じにくいＸ−Ｚ平面内の角速
度を高感度で監視する必要がある。この目的を達成する
ためには、駆動回路への印加電圧を大きくすることが必
要である。A moving body such as a vehicle normally rotates only in the XY plane (in-plane turning). On the other hand, when the moving body rolls over, a rotational angular velocity in the XZ plane is generated (Z is the vertical axis direction). Here, when the vehicle rolls over, the rotational angular velocity in the XZ plane is relatively small in the initial stage. Therefore, in order to detect the rollover of the vehicle at an early stage, it is necessary to highly sensitively monitor the angular velocity in the XZ plane, which is unlikely to occur. In order to achieve this purpose, it is necessary to increase the voltage applied to the drive circuit.
【００２８】一方、車両の横転が進行すると、ある時点
から、つまり車両のバランスが失われた時点から、回転
角速度が急激に大きくなる。従って、駆動回路への印加
電圧が大きく設定されていると、瞬時に回転角速度の検
出限界を超えてしまい、測定不能となる。従って、駆動
回路への印加電圧を相対的に小さくすることが必要であ
る。On the other hand, when the vehicle rolls over, the rotational angular velocity rapidly increases at a certain point, that is, when the vehicle loses balance. Therefore, if the voltage applied to the drive circuit is set to a large value, the detection limit of the rotational angular velocity is instantaneously exceeded and measurement becomes impossible. Therefore, it is necessary to relatively reduce the voltage applied to the drive circuit.
【００２９】従って、基準電圧源から駆動回路へと印加
する印加電圧の割合を制御することによって、振動子の
検出感度を制御することは有効である。図３、図４は、
それぞれこの実施形態に係る装置を示すブロック図であ
る。図１に示した構成部分と同じ構成部分には同じ符号
を付け、その説明は省略する。Therefore, it is effective to control the detection sensitivity of the vibrator by controlling the ratio of the applied voltage applied from the reference voltage source to the drive circuit. 3 and 4 show
3 is a block diagram showing an apparatus according to this embodiment, respectively. FIG. The same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００３０】図３においては、アナログ−デジタル変換
部３中に、電圧比率制御手段２２が設けられている。こ
の制御手段２２は、端子ｃと変換器４との間に設けられ
ている。そして、基準電圧源５から伝送線２５Ｂを通し
て供給される電圧に所定の倍率を乗算し、乗算後の電圧
が伝送線２５Ｄを通して矢印Ｄのように変換器４に供給
される。In FIG. 3, a voltage ratio control means 22 is provided in the analog-digital conversion section 3. The control means 22 is provided between the terminal c and the converter 4. Then, the voltage supplied from the reference voltage source 5 through the transmission line 25B is multiplied by a predetermined multiplication factor, and the voltage after the multiplication is supplied to the converter 4 through the transmission line 25D as indicated by an arrow D.
【００３１】図４においては、測定部１中に、電圧比率
制御手段２２が設けられている。この制御手段２２は、
端子ｃと測定器２との間に設けられている。そして、基
準電圧源５から伝送線２５Ｃを通して供給される電圧に
所定の倍率を乗算し、乗算後の電圧が伝送線２５Ｅを通
して矢印Ｅのように駆動回路に供給される。In FIG. 4, a voltage ratio control means 22 is provided in the measuring section 1. This control means 22
It is provided between the terminal c and the measuring instrument 2. Then, the voltage supplied from the reference voltage source 5 through the transmission line 25C is multiplied by a predetermined multiplication factor, and the multiplied voltage is supplied to the drive circuit through the transmission line 25E as indicated by arrow E.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、基
準電圧源からの印加電圧と、アナログ−デジタル変換器
において変換した後のデジタル出力信号とが比例するよ
うに制御し、電圧調整機構の安定度に関する裕度を広げ
ることができる。As described above, according to the present invention, the voltage applied from the reference voltage source and the digital output signal converted by the analog-digital converter are controlled so as to be proportional to each other, and the voltage is adjusted. The margin regarding the stability of the mechanism can be widened.
【図１】本発明の一実施形態に係る測定装置の要部を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図２】測定器２の構成の一例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a measuring device 2.
【図３】他の実施形態に係る測定装置の要部を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a main part of a measuring apparatus according to another embodiment.
【図４】更に他の実施形態に係る測定装置の要部を示す
ブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a main part of a measuring apparatus according to still another embodiment.
１ 測定部 ２ 測定器 ３ アナログ−
デジタル変換部 ４ アナログ−デジタル変換器
５ 基準電圧源
７Ａ 振動子の駆動部 ７Ｂ 振動子の検出部
８ 励振手段
９ 検出手段 １０ 自励発振回路 １１
電流−電圧変換器
１２ 増幅器 １３ 整流器 １４ 制御
部 １６移相器 １７ 増幅器 １
８ 検波器 １９ ローパスフィルター
２０ 増幅器 ２１ 検出回路 ２２ 電
圧比率制御手段 ２４ 診断結果入力部
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、２５Ｅ、２５Ｆ、２
５Ｇ 伝送線 Ａ 検出回路２１から出力された
アナログ検出信号 Ｂ、Ｄ 基準電圧源５からア
ナログ−デジタル変換器に印加される電圧 Ｃ
基準電圧源５から駆動回路に印加される電圧
Ｆ、Ｇ 自己診断結果1 Measuring unit 2 Measuring instrument 3 Analog-
Digital converter 4 Analog-digital converter 5 Reference voltage source 7A Oscillator driver 7B Oscillator detector
8 Excitation means 9 Detection means 10 Self-excited oscillation circuit 11
Current-voltage converter 12 Amplifier 13 Rectifier 14 Controller 16 Phase shifter 17 Amplifier 1
8 Detector 19 Low-pass filter
20 amplifier 21 detection circuit 22 voltage ratio control means 24 diagnostic result input section
25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F, 2
5G Transmission line A Analog detection signals B and D output from the detection circuit 21 Voltage C applied from the reference voltage source 5 to the analog-digital converter
Voltages F and G applied from the reference voltage source 5 to the drive circuit Self-diagnosis result
Claims (15)
って、 前記振動子に駆動信号を供給するための駆動回路、前記
振動子から出力される出力信号を処理し、前記物理量に
対応するアナログの検出信号を得るための検出回路、お
よび前記検出信号をデジタル信号に変換するアナログ−
デジタル変換器を使用し、前記駆動回路および前記アナ
ログ−デジタル変換器に対して共通の基準電圧源から電
力を供給することを特徴とする、物理量測定方法。1. A method of measuring a physical quantity using a vibrator, comprising: a drive circuit for supplying a drive signal to the vibrator; and processing an output signal output from the vibrator to correspond to the physical quantity. Circuit for obtaining an analog detection signal for converting the detection signal to a digital signal
A method for measuring a physical quantity, characterized in that a digital converter is used and power is supplied from a common reference voltage source to the drive circuit and the analog-digital converter.
量であり、前記基準電圧源が前記移動体の電子制御ユニ
ット内に設けられていることを特徴とする、請求項１記
載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the physical quantity is a physical quantity related to the movement of the moving body, and the reference voltage source is provided in an electronic control unit of the moving body.
特徴とする、請求項１または２記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the driving circuit is a self-oscillation circuit.
の電圧のレベルと、前記基準電圧源から前記駆動回路へ
と供給された電圧との比較に基づいて、前記自励発振回
路における増幅利得を制御することを特徴とする、請求
項３記載の方法。4. An amplification gain in the self-excited oscillation circuit based on a comparison between a voltage level of the drive signal and a voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit in the self-excited oscillation circuit. 4. The method according to claim 3, characterized in that
自己診断結果を、前記基準電圧源から前記駆動回路へと
前記電力を伝送する伝送手段を通して出力することを特
徴とする、請求項３または４記載の方法。5. The self-diagnosis result of the self-excited oscillation state in the self-excited oscillation circuit is output through a transmission means for transmitting the electric power from the reference voltage source to the drive circuit. Or the method described in 4.
された電圧と、前記基準電圧源から前記アナログ−デジ
タル変換器へと供給された電圧との比率を制御すること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に
記載の方法。6. A ratio of a voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit and a voltage supplied from the reference voltage source to the analog-digital converter is controlled. Method according to any one of claims 1-5.
って、 振動子、前記振動子に駆動信号を供給するための駆動回
路、前記振動子から出力される出力信号を処理し、前記
物理量に対応するアナログの検出信号を得るための検出
回路、前記検出信号をデジタル信号に変換するアナログ
−デジタル変換器、および前記駆動回路と前記アナログ
−デジタル変換器とに対して電力を供給する共通の基準
電圧源を備えていることを特徴とする、物理量測定装
置。7. A device for measuring a physical quantity using a vibrator, comprising a vibrator, a drive circuit for supplying a drive signal to the vibrator, processing an output signal output from the vibrator, A detection circuit for obtaining an analog detection signal corresponding to a physical quantity, an analog-digital converter for converting the detection signal into a digital signal, and a common supply of electric power to the drive circuit and the analog-digital converter A physical quantity measuring device, comprising:
量であり、前記基準電圧源が前記車両の電子制御ユニッ
ト内に設けられていることを特徴とする、請求項７記載
の装置。8. The apparatus according to claim 7, wherein the physical quantity is a physical quantity related to the movement of a moving body, and the reference voltage source is provided in an electronic control unit of the vehicle.
特徴とする、請求項７または８記載の装置。9. The device according to claim 7, wherein the drive circuit is a self-oscillation circuit.
幅する増幅器、および、前記駆動信号の電圧のレベル
と、前記基準電圧源から前記駆動回路へと供給された電
圧との比較に基づいて、前記増幅器における増幅利得を
制御するレベル調整手段を備えていることを特徴とす
る、請求項９記載の装置。10. The self-oscillation circuit is based on an amplifier for amplifying the drive signal, and a comparison of a voltage level of the drive signal with a voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit. 10. The apparatus according to claim 9, further comprising level adjusting means for controlling an amplification gain in the amplifier.
記電力を伝送する伝送手段、および前記自励発振回路に
おける自励発振状態を自己診断する診断手段を備えてお
り、前記自己診断の結果を前記伝送手段を通して出力す
ることを特徴とする、請求項９または１０記載の装置。11. A result of the self-diagnosis, comprising: transmission means for transmitting the electric power from the reference voltage source to the drive circuit; and diagnostic means for self-diagnosing a self-excited oscillation state in the self-excited oscillation circuit. 11. An apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that is output through said transmission means.
給された電圧と、前記基準電圧源から前記アナログ−デ
ジタル変換器へと供給された電圧との比率を制御する電
圧比率制御手段を備えていることを特徴とする、請求項
７〜１１のいずれか一つの請求項に記載の装置。12. A voltage ratio control means for controlling a ratio between a voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit and a voltage supplied from the reference voltage source to the analog-digital converter. Device according to any one of claims 7 to 11, characterized in that
測定器に対して電力を供給する方法であって、 前記物理量測定器が、前記振動子に駆動信号を供給する
ための駆動回路、前記振動子から出力される出力信号を
処理し、前記物理量に対応するアナログの検出信号を得
るための検出回路、および前記検出信号をデジタル信号
に変換するアナログ−デジタル変換器を備えており、前
記駆動回路および前記アナログ−デジタル変換器に対し
て共通の基準電圧源から電力を供給することを特徴とす
る、電力供給方法。13. A method of supplying electric power to a physical quantity measuring device for measuring a physical quantity using a vibrator, wherein the physical quantity measuring device supplies a drive signal to the vibrator, The drive circuit is provided with a detection circuit for processing an output signal output from the vibrator to obtain an analog detection signal corresponding to the physical quantity, and an analog-digital converter for converting the detection signal into a digital signal. A method of supplying power, characterized in that power is supplied to a circuit and the analog-to-digital converter from a common reference voltage source.
を特徴とする、請求項１３記載の方法。14. The method according to claim 13, wherein the drive circuit is a self-oscillation circuit.
給された電圧と、前記基準電圧源から前記アナログ−デ
ジタル変換器へと供給された電圧との比率を制御するこ
とを特徴とする、請求項１３または１４記載の方法。15. A ratio between a voltage supplied from the reference voltage source to the drive circuit and a voltage supplied from the reference voltage source to the analog-digital converter is controlled. The method according to claim 13 or 14.
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