JP2010043962A - Circuit and device for detecting angular velocity and method for diagnosing fault of the device - Google Patents

Circuit and device for detecting angular velocity and method for diagnosing fault of the device Download PDF

Info

Publication number
JP2010043962A
JP2010043962A JP2008208332A JP2008208332A JP2010043962A JP 2010043962 A JP2010043962 A JP 2010043962A JP 2008208332 A JP2008208332 A JP 2008208332A JP 2008208332 A JP2008208332 A JP 2008208332A JP 2010043962 A JP2010043962 A JP 2010043962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angular velocity
signal
detection
vibrator
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008208332A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5365770B2 (en
JP2010043962A5 (en
Inventor
Kenji Sato
健二 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Miyazaki Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyazaki Epson Corp filed Critical Miyazaki Epson Corp
Priority to JP2008208332A priority Critical patent/JP5365770B2/en
Publication of JP2010043962A publication Critical patent/JP2010043962A/en
Publication of JP2010043962A5 publication Critical patent/JP2010043962A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5365770B2 publication Critical patent/JP5365770B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit and device for detecting angular velocity and a method for diagnosing the device for detecting angular velocity, which enhance the accuracy in fault diagnosis without affecting the accuracy in detection of angular velocity. <P>SOLUTION: The circuit 80 for detecting angular velocity includes a drive circuit 20 which supplies a drive signal to a drive electrode 102 of a vibrator 10, and a detecting circuit 30 which forms an angular velocity detection signal 32 according to the angular velocity, based on signals generated in detecting electrodes 112 and 114 of the vibrator 10. In a fault diagnosis mode, the drive circuit 20 forms an angular velocity false signal and supplies the formed angular velocity false signal to the drive electrode 102 of the vibrator 10, superposing it on the drive signal. In the fault diagnosis mode, the detecting circuit 30 forms the angular velocity detection signal 32, based on a signal propagated by the angular velocity false signal to the detecting electrodes 112 and 114 through the capacitive coupling capacity between the drive electrode 102 of the vibrator 10 and the detecting electrodes 112 and 114 thereof. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、角速度検出回路、角速度検出装置及び角速度検出装置の故障診断方法に関する。   The present invention relates to an angular velocity detection circuit, an angular velocity detection device, and a failure diagnosis method for the angular velocity detection device.

振動子に働くコリオリの力を利用して角速度を検出する角速度検出装置、すなわち、振動ジャイロが広く使用されている。近年、このような角度検出装置において、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が提案されている。特許文献1に記載された振動ジャイロは、角速度に応じて出力される信号に同期した疑似信号を発生させて振動子の複数の検出電極の少なくとも一方に当該疑似信号を印加することにより、同期検波された信号に基づいて振動子の検出電極の異常や検出電極に接続された角速度検出手段の異常を自己診断することができる。
特開2002−213961号公報
An angular velocity detection device that detects an angular velocity using Coriolis force acting on a vibrator, that is, a vibration gyro is widely used. In recent years, in such an angle detection device, a vibration gyro capable of self-diagnosis of abnormality of the vibrator and its peripheral circuits has been proposed. The vibration gyro described in Patent Document 1 generates a pseudo signal synchronized with a signal output according to an angular velocity, and applies the pseudo signal to at least one of a plurality of detection electrodes of the vibrator, thereby performing synchronous detection. Based on the signal, the abnormality of the detection electrode of the vibrator and the abnormality of the angular velocity detection means connected to the detection electrode can be self-diagnosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-213961

しかし、特許文献1に記載された振動ジャイロでは、疑似信号が振動子の検出電極に印加されるため、振動子の駆動電極の異常や駆動電極に接続された振動子駆動手段の異常を十分に自己診断することができない。また、角速度の検出精度を低下させないためには各検出電極のインピーダンスがアンバランスにならないようにする必要があるが、特許文献1に記載された振動ジャイロでは、疑似信号発生回路の出力がスイッチを介して検出電極に配線接続されているため、各検出電極のインピーダンスを等しくするための調整が難しかった。   However, in the vibration gyro described in Patent Document 1, since the pseudo signal is applied to the detection electrode of the vibrator, the abnormality of the driving electrode of the vibrator and the abnormality of the vibrator driving means connected to the driving electrode are sufficiently prevented. Cannot self-diagnose. Further, in order not to reduce the detection accuracy of the angular velocity, it is necessary to prevent the impedance of each detection electrode from being unbalanced. However, in the vibration gyro described in Patent Document 1, the output of the pseudo signal generation circuit switches the switch. Therefore, adjustment for equalizing the impedance of each detection electrode is difficult.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、角速度の検出精度に影響を与えることなく故障診断精度を高めることができる角速度検出回路、角速度検出装置及び角速度検出装置の故障診断方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and the failure of the angular velocity detection circuit, the angular velocity detection device, and the angular velocity detection device that can improve the failure diagnosis accuracy without affecting the detection accuracy of the angular velocity. An object is to provide a diagnostic method.

(1)本発明は、
駆動信号に基づいて振動する振動子に接続され、角速度を検出する角速度検出回路であって、
前記振動子の駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、
前記振動子の検出電極に発生する信号に基づいて、角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含み、
前記振動子駆動部は、
故障診断モード時は、角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給し、
前記角速度検出部は、
前記故障診断モード時は、前記振動子の前記駆動電極と前記検出電極の間の静電結合容量を介して前記角速度疑似信号が前記検出電極に伝搬した信号に基づいて、前記角速度検出信号を生成することを特徴とする。
(1) The present invention
An angular velocity detection circuit that is connected to a vibrator that vibrates based on a drive signal and detects an angular velocity,
A vibrator drive unit for supplying the drive signal to the drive electrode of the vibrator;
An angular velocity detection unit that generates an angular velocity detection signal corresponding to the angular velocity based on a signal generated in the detection electrode of the vibrator, and
The vibrator driving unit includes:
At the time of failure diagnosis mode, an angular velocity pseudo signal is generated, and the generated angular velocity pseudo signal is superimposed on the drive signal and supplied to the drive electrode of the vibrator,
The angular velocity detector
In the failure diagnosis mode, the angular velocity detection signal is generated based on a signal that the angular velocity pseudo signal has propagated to the detection electrode via an electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator. It is characterized by doing.

角速度疑似信号は、振動子に角速度を加えずに、所定の角速度が加わった場合に生成される角速度検出信号と同様の角速度検出信号を角速度検出部に生成させることができる信号であればよい。すなわち、角速度検出回路が静止した(回転していない)状態であっても、振動子の駆動電極に角速度疑似信号を印加することにより、角速度検出回路にあたかも所定の角速度が加わったかのような角速度検出信号が生成される。   The angular velocity pseudo signal may be any signal that can cause the angular velocity detection unit to generate an angular velocity detection signal similar to the angular velocity detection signal generated when a predetermined angular velocity is applied without applying the angular velocity to the vibrator. In other words, even when the angular velocity detection circuit is stationary (not rotating), by applying an angular velocity pseudo signal to the drive electrode of the vibrator, the angular velocity detection is as if a predetermined angular velocity has been applied to the angular velocity detection circuit. A signal is generated.

振動子駆動部は、例えば、駆動信号に同期した角速度疑似信号を生成することができる。   For example, the vibrator driving unit can generate an angular velocity pseudo signal synchronized with the driving signal.

角速度検出部は、例えば、駆動信号に基づいて同期検波により角速度検出信号を生成することができる。   The angular velocity detection unit can generate the angular velocity detection signal by synchronous detection based on the drive signal, for example.

角速度検出回路は、外部からの制御により任意のタイミングで故障診断モードに設定可能に構成することができる。   The angular velocity detection circuit can be configured to be able to set the failure diagnosis mode at an arbitrary timing by external control.

本発明によれば、振動子の駆動電極に印加された角速度疑似信号が振動子の検出電極に伝搬した信号に基づいて角速度検出信号が生成されるので、振動子の検出電極の故障や検出電極に接続された角速度検出部の故障を検出できるだけでなく、振動子の駆動電極の故障や駆動電極に接続された振動子駆動部の故障も検出することができる。   According to the present invention, since the angular velocity detection signal is generated based on the signal that the angular velocity pseudo signal applied to the drive electrode of the vibrator propagates to the detection electrode of the vibrator, the failure of the detection electrode of the vibrator or the detection electrode In addition to detecting a failure in the angular velocity detection unit connected to the, a failure in the drive electrode of the vibrator and a failure in the vibrator drive unit connected to the drive electrode can also be detected.

また、本発明によれば、角速度疑似信号が振動子の駆動電極と検出電極の間の静電結合容量を介して検出電極に伝搬するので、振動子の検出電極に疑似信号を直接的に印加する必要がない。従って、振動子の検出電極に故障検出のための配線接続を付加する必要がないため振動子の各検出電極のインピーダンスを等しくすることが容易であり、角速度の検出精度を低下させることなく故障検出を行うことができる。   Further, according to the present invention, since the angular velocity pseudo signal propagates to the detection electrode via the electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator, the pseudo signal is directly applied to the detection electrode of the vibrator. There is no need to do. Therefore, it is not necessary to add a wiring connection for failure detection to the detection electrode of the vibrator, so it is easy to equalize the impedance of each detection electrode of the vibrator, and failure detection is performed without reducing the accuracy of angular velocity detection. It can be performed.

(2)本発明の角速度検出回路は、
前記故障診断モード時の前記角速度検出信号に基づいて、前記振動子、前記振動子駆動部及び前記角速度検出部の少なくとも一部が故障しているか否かを診断する故障診断部を含むようにしてもよい。
(2) The angular velocity detection circuit of the present invention is
A failure diagnosis unit that diagnoses whether at least a part of the vibrator, the vibrator driving unit, and the angular velocity detection unit is failed based on the angular velocity detection signal in the failure diagnosis mode may be included. .

本発明によれば、角速度検出回路は自己の故障を自己診断することができるので、外部装置は角速度検出信号に基づいて角速度検出回路の故障診断を行う必要がない。従って、本発明に係る角速度検出回路に接続された外部装置による故障診断の負荷を低減することができる。   According to the present invention, since the angular velocity detection circuit can self-diagnose its own failure, the external device does not need to perform failure diagnosis of the angular velocity detection circuit based on the angular velocity detection signal. Therefore, it is possible to reduce the load of fault diagnosis by the external device connected to the angular velocity detection circuit according to the present invention.

(3)本発明の角速度検出回路において、
前記角速度疑似信号は、前記駆動信号の周波数の2n+1倍(nは1以上の整数)の周波数の信号であるようにしてもよい。
(3) In the angular velocity detection circuit of the present invention,
The angular velocity pseudo signal may be a signal having a frequency 2n + 1 times (n is an integer of 1 or more) the frequency of the drive signal.

本発明によれば、振動子の駆動電極には駆動信号と角速度疑似信号が供給され、角速度疑似信号の周波数は駆動信号の周波数の2n+1倍(奇数倍)であるので、駆動振動に悪影響を与えることなく、角速度疑似信号を駆動信号で同期検波することにより所定の直流成分を検出することができる。従って、本発明によれば、角速度の検出精度に影響を与えることなく故障診断の精度を高めることができる。   According to the present invention, the drive signal and the angular velocity pseudo signal are supplied to the drive electrode of the vibrator, and the frequency of the angular velocity pseudo signal is 2n + 1 times (odd times) the frequency of the drive signal, which adversely affects the drive vibration. Instead, a predetermined DC component can be detected by synchronously detecting the angular velocity pseudo signal with the drive signal. Therefore, according to the present invention, the accuracy of failure diagnosis can be improved without affecting the detection accuracy of angular velocity.

(4)本発明の角速度検出回路において、
前記角速度疑似信号は、前記駆動信号の周波数の1/(2n+1)倍(nは1以上の整数)の周波数の信号であるようにしてもよい。
(4) In the angular velocity detection circuit of the present invention,
The angular velocity pseudo signal may be a signal having a frequency 1 / (2n + 1) times (n is an integer of 1 or more) times the frequency of the drive signal.

本発明によれば、振動子の駆動電極には駆動信号と角速度疑似信号が供給され、角速度疑似信号の周波数は駆動信号の周波数の1/(2n+1)(1/奇数)であるので、駆動振動に悪影響を与えることなく、角速度疑似信号を駆動信号で同期検波することにより所定の直流成分を検出することができる。従って、本発明によれば、角速度の検出精度に影響を与えることなく故障診断の精度を高めることができる。   According to the present invention, the drive signal and the angular velocity pseudo signal are supplied to the drive electrode of the vibrator, and the frequency of the angular velocity pseudo signal is 1 / (2n + 1) (1 / odd) of the frequency of the drive signal. A predetermined DC component can be detected by synchronously detecting the angular velocity pseudo signal with the drive signal without adversely affecting the signal. Therefore, according to the present invention, the accuracy of failure diagnosis can be improved without affecting the detection accuracy of angular velocity.

(5)本発明の角速度検出回路は、
設定値を記憶する不揮発性の記憶部を含み、
前記振動子駆動部は、
前記記憶部に記憶された前記設定値に応じた振幅を有する前記角速度疑似信号を生成するようにしてもよい。
(5) The angular velocity detection circuit of the present invention is
Including a non-volatile storage for storing the setting value;
The vibrator driving unit includes:
You may make it produce | generate the said angular velocity pseudo signal which has an amplitude according to the said setting value memorize | stored in the said memory | storage part.

本発明によれば、設定値に応じて角速度疑似信号の振幅を変更することができるので、複数の角速度検出回路の間で特性のばらつきがあっても、個々の角速度検出回路毎に設定値を調整することにより、角速度検出回路間の角速度検出信号の電圧レベルの差を小さくすることができる。   According to the present invention, since the amplitude of the angular velocity pseudo signal can be changed according to the set value, even if there is a variation in characteristics among the plurality of angular velocity detection circuits, the set value is set for each individual angular velocity detection circuit. By adjusting, the difference in the voltage level of the angular velocity detection signal between the angular velocity detection circuits can be reduced.

また、本発明によれば、設定値を変更することにより様々な角速度を擬似的に検出することができるので、ユーザの要求に応じてより柔軟な故障診断を行うことができる。   Further, according to the present invention, various angular velocities can be detected in a pseudo manner by changing the set value, so that a more flexible failure diagnosis can be performed according to a user request.

また、本発明によれば、角速度疑似信号の振幅の設定値は不揮発性の記憶部に記憶される。従って、複数の角速度検出装置の間の特性ばらつきに応じて個々に調整された設定値を不揮発性の記憶部に記憶させておけば、ユーザは各角速度検出装置の特性を意識することなく、簡単に故障診断を行うことができる。   According to the present invention, the set value of the amplitude of the angular velocity pseudo signal is stored in the nonvolatile storage unit. Therefore, if the set values individually adjusted in accordance with the characteristic variation among the plurality of angular velocity detection devices are stored in the nonvolatile storage unit, the user can easily do without being aware of the characteristics of each angular velocity detection device. Fault diagnosis can be performed.

(6)本発明は、
駆動信号に基づいて振動する振動子と、前記振動子に接続され、角速度を検出する角速度検出回路と、を有する角速度検出装置であって、
前記振動子は、
第1の検出電極と、第2の検出電極を含み、駆動電極と前記第1の検出電極の間の第1の静電結合容量の大きさと、前記駆動電極と前記第2の検出電極の間の第2の静電結合容量の大きさが異なるように前記駆動電極、前記第1の検出電極及び前記第2の検出電極が形成されており、
前記角速度検出回路は、
前記振動子の前記駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、前記振動子の前記第1の検出電極及び前記第2の検出電極に発生する信号に基づいて、角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含み、前記振動子駆動部は、故障診断モード時は、角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給し、前記角速度検出部は、前記故障診断モード時は、前記角速度疑似信号が前記第1の静電結合容量を介して前記第1の検出電極に伝搬した信号と、前記角速度疑似信号が前記第2の静電結合容量を介して前記第2の検出電極に伝搬した信号の振幅差に基づいて前記角速度検出信号を生成することを特徴とする。
(6) The present invention
An angular velocity detection device comprising: a vibrator that vibrates based on a drive signal; and an angular velocity detection circuit that is connected to the vibrator and detects an angular velocity,
The vibrator is
A first detection electrode and a second detection electrode, the first electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the first detection electrode, and between the drive electrode and the second detection electrode The drive electrode, the first detection electrode, and the second detection electrode are formed so that the second electrostatic coupling capacitance of the second electrostatic coupling capacitance is different,
The angular velocity detection circuit is
An angular velocity in accordance with an angular velocity based on a signal generated at the first detection electrode and the second detection electrode of the vibrator, and a vibrator driving unit that supplies the drive signal to the drive electrode of the vibrator An angular velocity detection unit that generates a detection signal, and the transducer driving unit generates an angular velocity pseudo signal in the failure diagnosis mode, and superimposes the generated angular velocity pseudo signal on the drive signal to the transducer The angular velocity detection unit, in the failure diagnosis mode, the angular velocity pseudo signal propagates to the first detection electrode via the first electrostatic coupling capacitance; and The angular velocity detection signal is generated based on an amplitude difference between signals transmitted to the second detection electrode through the second electrostatic coupling capacitance.

(7)本発明は、
駆動信号に基づいて振動する振動子と、前記振動子の駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、前記振動子の検出電極に発生する信号に基づいて角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含む角速度検出装置の故障診断方法であって、
角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給するステップと、
前記振動子の前記駆動電極と前記検出電極の間の静電結合容量を介して前記角速度疑似信号が前記検出電極に伝搬した信号に基づいて、前記角速度検出部が前記角速度検出信号を生成するステップと、
前記角速度検出信号に基づいて、前記振動子、前記振動子駆動部及び前記角速度検出部の少なくとも一部が故障しているか否かを診断するステップと、を含むことを特徴とする。
(7) The present invention
A vibrator that vibrates based on a drive signal, a vibrator drive unit that supplies the drive signal to the drive electrode of the vibrator, and an angular velocity detection signal that corresponds to an angular velocity based on a signal that is generated at the detection electrode of the vibrator An angular velocity detection unit that generates a fault diagnosis method for an angular velocity detection device, comprising:
Generating an angular velocity pseudo signal and superimposing the generated angular velocity pseudo signal on the drive signal to supply to the drive electrode of the vibrator;
The angular velocity detection unit generates the angular velocity detection signal based on a signal in which the angular velocity pseudo signal propagates to the detection electrode via an electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator. When,
And diagnosing whether or not at least a part of the vibrator, the vibrator driving unit, and the angular velocity detection unit is out of order based on the angular velocity detection signal.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1.角速度検出装置
図1は、本実施形態の角速度検出装置の機能ブロック図の一例である。角速度検出装置1は、駆動回路20と検出回路30を含む角速度検出回路80と、振動子10とを含んで構成される。
1. Angular Velocity Detection Device FIG. 1 is an example of a functional block diagram of an angular velocity detection device of the present embodiment. The angular velocity detection device 1 includes an angular velocity detection circuit 80 including a drive circuit 20 and a detection circuit 30 and a vibrator 10.

2.振動子
振動子10は、水晶などの圧電材料の薄板から形成される圧電振動子であり、駆動振動部105と検出振動部115を含んで構成されている。また、振動子10は、駆動電極102、104から入力される駆動信号に基づいて励振振動し、励振振動した状態において、角速度が働くと、コリオリの力を得る。そして、振動子10は、コリオリの力に基づく角速度成分と、励振振動に基づく駆動振動成分を含む検出信号を出力する。ここで、角速度成分と駆動振動成分とは90°位相がずれている。
2. The vibrator 10 is a piezoelectric vibrator formed of a thin plate of a piezoelectric material such as quartz, and includes a drive vibration unit 105 and a detection vibration unit 115. The vibrator 10 is excited and oscillated based on the drive signals input from the drive electrodes 102 and 104. When the angular velocity is applied in the excited vibration state, Coriolis force is obtained. The vibrator 10 outputs a detection signal including an angular velocity component based on Coriolis force and a driving vibration component based on excitation vibration. Here, the angular velocity component and the drive vibration component are 90 ° out of phase.

振動子10は、例えば、図2及び図3(A)〜図3(C)に示すような構造の圧電振動子として実現することができる。   The vibrator 10 can be realized as, for example, a piezoelectric vibrator having a structure as shown in FIGS. 2 and 3A to 3C.

図2及び図3(A)〜図3(C)に示すように、振動子10の中央に位置する基部120から2つの支持部130が突出しており、2つの駆動用振動片100が各支持部130と接続されている。ここで、駆動用振動片100は、その長手方向が支持部130の長手方向と直交するように形成されている。また、2つの検出用振動片110が基部120から突出するように形成されている。ここで、検出用振動片110は、その長手方向が駆動用振動片100の長手方向と平行になるように形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3A to 3C, the two support portions 130 protrude from the base portion 120 located at the center of the vibrator 10, and the two driving vibration pieces 100 support the respective portions. Connected to the unit 130. Here, the drive vibrating piece 100 is formed so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the longitudinal direction of the support portion 130. Also, two detection vibrating pieces 110 are formed so as to protrude from the base 120. Here, the detection vibrating piece 110 is formed so that its longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the driving vibrating piece 100.

2つの駆動用振動片100の駆動振動部105には駆動電極102及び104が設けられており、駆動電極102及び104は駆動回路20に接続されている(図1参照)。また、2つの検出用振動片110の検出振動部115にはそれぞれ検出電極112、114と共通電極116が設けられており、検出電極112及び114は検出回路30に接続され、共通電極116は接地されている(図1参照)。   Drive electrodes 102 and 104 are provided in the drive vibration unit 105 of the two drive vibrating pieces 100, and the drive electrodes 102 and 104 are connected to the drive circuit 20 (see FIG. 1). In addition, detection electrodes 112 and 114 and a common electrode 116 are provided in the detection vibration portions 115 of the two detection vibrating pieces 110, respectively. The detection electrodes 112 and 114 are connected to the detection circuit 30, and the common electrode 116 is grounded. (See FIG. 1).

駆動電極102に交流の駆動信号を供給すると、2つの駆動用振動片100は逆圧電効果によりA方向及びA’方向に繰り返し屈曲する。ここで、発振回路を駆動回路20と振動子10とからなる帰還回路で構成すると、駆動信号の周波数は、駆動用振動片100の共振周波数で安定する。なぜなら、駆動用振動片100のQ値が高いからである。なお、独立した発振回路の出力で振動子10を駆動した場合は、その発振回路の発振周波数で振動子10が強制励振する。振動子10(角速度検出装置1)が回転していない時は、振動子10の2つの駆動用振動片100は検出用振動片110に対して線対称に振動するので検出用振動片110はほとんど振動しない。そのため、駆動振動に起因して検出電極112及び114に生じる圧電効果による電荷を抑制できる。   When an AC drive signal is supplied to the drive electrode 102, the two drive vibrating pieces 100 are repeatedly bent in the A direction and the A 'direction by the inverse piezoelectric effect. Here, when the oscillation circuit is configured by a feedback circuit including the drive circuit 20 and the vibrator 10, the frequency of the drive signal is stabilized at the resonance frequency of the drive vibrating piece 100. This is because the drive vibrating piece 100 has a high Q value. When the vibrator 10 is driven by the output of an independent oscillation circuit, the vibrator 10 is forcibly excited at the oscillation frequency of the oscillation circuit. When the vibrator 10 (angular velocity detection device 1) is not rotating, the two driving vibration pieces 100 of the vibrator 10 vibrate symmetrically with respect to the detection vibration piece 110. Does not vibrate. Therefore, electric charges due to the piezoelectric effect generated in the detection electrodes 112 and 114 due to the drive vibration can be suppressed.

一方、2つの駆動用振動片100がA方向及びA’方向に繰り返し屈曲振動している状態で振動子10(角速度検出装置1)をZ軸を中心として回転させた時は、2つの駆動用振動片100にB方向及びB’方向のコリオリの力が交互に働くため2つの駆動用振動片100はB方向及びB’方向に屈曲振動する。この時、2つの検出用振動片110はバランスを保とうとするためC方向及びC’方向に屈曲振動する。その結果、圧電効果により検出電極112及び114には角速度に比例した大きさの互いに逆位相の交流電流が発生する。   On the other hand, when the vibrator 10 (angular velocity detection device 1) is rotated around the Z axis while the two drive vibrating pieces 100 are repeatedly bending-vibrated in the A direction and the A ′ direction, the two drive pieces Since the Coriolis forces in the B direction and the B ′ direction work alternately on the vibrating piece 100, the two driving vibrating pieces 100 bend and vibrate in the B direction and the B ′ direction. At this time, the two vibrating pieces for detection 110 bend and vibrate in the C direction and the C ′ direction in order to maintain balance. As a result, alternating currents of opposite phases having a magnitude proportional to the angular velocity are generated on the detection electrodes 112 and 114 due to the piezoelectric effect.

なお、駆動電極102と検出電極112及び114の間の静電結合容量C及びCを介して、検出電極112及び114には駆動電極102に供給される信号と同じ周波数の交流電流が発生する。従って、駆動振動片100が振動している時は、検出電極112及び114には駆動振動片100と同じ駆動信号の周波数の交流電流が発生するが、後述するように、この交流電流が角速度として誤検出されることはない。 Note that an alternating current having the same frequency as the signal supplied to the drive electrode 102 is generated in the detection electrodes 112 and 114 via the electrostatic coupling capacitances C 1 and C 2 between the drive electrode 102 and the detection electrodes 112 and 114. To do. Therefore, when the drive vibrating piece 100 is vibrating, an alternating current having the same drive signal frequency as that of the drive vibrating piece 100 is generated in the detection electrodes 112 and 114. As will be described later, this alternating current is used as an angular velocity. There is no false detection.

3.角速度検出回路
図1に示す角速度検出回路80は、駆動回路20を含む。駆動回路20は振動子駆動部として機能し、振動子10の駆動電極102に駆動信号を供給する。駆動回路20は、例えば、電流電圧変換器(I/V変換器)200、AC増幅器/コンパレータ210、加算回路220及び疑似信号発生回路230を含んで構成することができる。
3. Angular Velocity Detection Circuit An angular velocity detection circuit 80 shown in FIG. 1 includes a drive circuit 20. The drive circuit 20 functions as a vibrator drive unit and supplies a drive signal to the drive electrode 102 of the vibrator 10. The drive circuit 20 can be configured to include, for example, a current-voltage converter (I / V converter) 200, an AC amplifier / comparator 210, an addition circuit 220, and a pseudo signal generation circuit 230.

電流電圧変換器(I/V変換器)200は、その入力端子が振動子10の駆動電極104に接続されており、駆動用振動片100が振動することにより圧電効果に基づいて振動子10の駆動電極104に発生する交流電流を基準電圧Vrefを中心とする交流電圧信号に変換する。 The input terminal of the current-voltage converter (I / V converter) 200 is connected to the drive electrode 104 of the vibrator 10, and the vibration piece 100 for driving vibrates to cause the vibration of the vibrator 10 based on the piezoelectric effect. The alternating current generated in the drive electrode 104 is converted into an alternating voltage signal centered on the reference voltage Vref .

AC増幅器/コンパレータ210は、その入力端子が電流電圧変換器(I/V変換器)200の出力端子に接続されており、電流電圧変換器(I/V変換器)200が出力する交流電圧信号を増幅し、増幅した交流電圧信号と基準電圧Vrefとの比較結果に応じて出力レベルを切り替えて基準電圧Vrefを中心とする方形波電圧信号を出力する。 The AC amplifier / comparator 210 has an input terminal connected to the output terminal of the current / voltage converter (I / V converter) 200, and an AC voltage signal output from the current / voltage converter (I / V converter) 200. And the output level is switched according to the comparison result between the amplified AC voltage signal and the reference voltage V ref , and a square wave voltage signal centered on the reference voltage V ref is output.

加算回路220は、その2つの入力端子がAC増幅器/コンパレータ210の出力端子及び疑似信号発生回路230の出力端子にそれぞれ接続されており、その出力端子が振動子10の駆動電極102に接続されている。加算回路220は、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号(駆動信号)と疑似信号発生回路230の出力信号(角速度疑似信号)とを加算し、加算された信号を振動子10の駆動電極102に供給する。   The addition circuit 220 has two input terminals connected to the output terminal of the AC amplifier / comparator 210 and the output terminal of the pseudo signal generation circuit 230, respectively, and the output terminal connected to the drive electrode 102 of the vibrator 10. Yes. The addition circuit 220 adds the output signal (drive signal) of the AC amplifier / comparator 210 and the output signal (angular velocity pseudo signal) of the pseudo signal generation circuit 230 and supplies the added signal to the drive electrode 102 of the vibrator 10. To do.

疑似信号発生回路230は、その入力端子がAC増幅器/コンパレータ210の出力端子、記憶回路50の出力端子及び故障診断制御回路60の出力端子にそれぞれ接続されている。   The pseudo signal generation circuit 230 has its input terminals connected to the output terminal of the AC amplifier / comparator 210, the output terminal of the storage circuit 50, and the output terminal of the failure diagnosis control circuit 60, respectively.

故障診断制御回路60は、外部入力端子70を介して外部から入力された信号に基づいて、角速度検出回路80の動作モードを故障診断モードに設定する。   The failure diagnosis control circuit 60 sets the operation mode of the angular velocity detection circuit 80 to the failure diagnosis mode based on a signal input from the outside via the external input terminal 70.

角速度検出回路80の動作モードが角速度検出モード(コリオリの力に基づく角速度を検出するモード)の場合、疑似信号発生回路230の出力は基準電圧Vrefになるように制御される。従って、加算回路220の出力端子にはAC増幅器/コンパレータ210の出力信号がそのまま出力される。すなわち、角速度検出モード時において、駆動回路20は、振動子10(駆動用振動片100)を駆動する駆動信号として振動子10の駆動電極102にAC増幅器/コンパレータ210の出力信号を供給し、振動子10を励振させる。 When the operation mode of the angular velocity detection circuit 80 is an angular velocity detection mode (a mode in which an angular velocity based on Coriolis force is detected), the output of the pseudo signal generation circuit 230 is controlled to become the reference voltage V ref . Therefore, the output signal of the AC amplifier / comparator 210 is output to the output terminal of the adder circuit 220 as it is. That is, in the angular velocity detection mode, the drive circuit 20 supplies the output signal of the AC amplifier / comparator 210 to the drive electrode 102 of the vibrator 10 as a drive signal for driving the vibrator 10 (drive vibrating piece 100), and vibrates. The child 10 is excited.

一方、角速度検出回路80の動作モードが故障診断モードに設定されると、疑似信号発生回路230は、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号に基づいて角速度疑似信号を生成する。従って、加算回路220の出力端子にはAC増幅器/コンパレータ210の出力信号に疑似信号発生回路230が生成した角速度疑似信号が重畳された信号が出力される。従って、故障診断モードにおいて、駆動回路20は、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号(駆動信号)に角速度疑似信号が重畳された信号を振動子10の駆動電極102に供給する。   On the other hand, when the operation mode of the angular velocity detection circuit 80 is set to the failure diagnosis mode, the pseudo signal generation circuit 230 generates an angular velocity pseudo signal based on the output signal of the AC amplifier / comparator 210. Accordingly, a signal obtained by superimposing the angular velocity pseudo signal generated by the pseudo signal generation circuit 230 on the output signal of the AC amplifier / comparator 210 is output to the output terminal of the adder circuit 220. Accordingly, in the failure diagnosis mode, the drive circuit 20 supplies a signal in which the angular velocity pseudo signal is superimposed on the output signal (drive signal) of the AC amplifier / comparator 210 to the drive electrode 102 of the vibrator 10.

ここで、疑似信号発生回路230は、例えば、駆動信号の周波数の3倍、5倍、7倍、・・・のいずれかの周波数の角速度疑似信号を生成する2n+1逓倍回路(nは1以上の整数)として構成することができる。2n+1逓倍回路は、例えば、既知のPLL(Phase Locked Loop)回路を用いて実現することができる。また、疑似信号発生回路230は、例えば、駆動信号の周波数の1/3倍、1/5倍、1/7倍、・・・のいずれかの周波数の角速度疑似信号を生成する2n+1分周回路(nは1以上の整数)として構成することができる。   Here, the pseudo signal generation circuit 230 is, for example, a 2n + 1 multiplication circuit (n is 1 or more) that generates an angular velocity pseudo signal having a frequency of 3 times, 5 times, 7 times,... Integer). The 2n + 1 multiplication circuit can be realized by using, for example, a known PLL (Phase Locked Loop) circuit. Further, the pseudo signal generation circuit 230 is, for example, a 2n + 1 frequency dividing circuit that generates an angular velocity pseudo signal having a frequency of 1/3 times, 1/5 times, 1/7 times,... (N is an integer of 1 or more).

疑似信号発生回路230は、故障診断制御回路60が出力する制御信号(設定値)に応じた振幅を有する角速度疑似信号を生成するようにすることができる。また、角速度検出回路80が不揮発性の記憶部として機能するEEPROM等の記憶回路50を含む場合、疑似信号発生回路230は、記憶回路50に記憶された設定値に応じた振幅を有する角速度疑似信号を生成するようにすることもできる。   The pseudo signal generation circuit 230 can generate an angular velocity pseudo signal having an amplitude corresponding to the control signal (set value) output from the failure diagnosis control circuit 60. When the angular velocity detection circuit 80 includes a storage circuit 50 such as an EEPROM functioning as a nonvolatile storage unit, the pseudo signal generation circuit 230 has an angular velocity pseudo signal having an amplitude corresponding to the set value stored in the storage circuit 50. Can also be generated.

角速度検出回路80は、検出回路30を含む。検出回路30は角速度検出部として機能し、コリオリの力により振動子10の検出電極112及び114に発生する信号に基づいて、角速度に応じた角速度検出信号32を生成する。検出回路30は、例えば、チャージアンプ300、310、差動増幅器320、AC増幅器330、同期検波回路340、DC増幅器350及び積分回路(LPF)360を含んで構成されている。   The angular velocity detection circuit 80 includes a detection circuit 30. The detection circuit 30 functions as an angular velocity detection unit, and generates an angular velocity detection signal 32 corresponding to the angular velocity based on signals generated at the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10 by Coriolis force. The detection circuit 30 includes, for example, charge amplifiers 300 and 310, a differential amplifier 320, an AC amplifier 330, a synchronous detection circuit 340, a DC amplifier 350, and an integration circuit (LPF) 360.

チャージアンプ300及び310は、その入力端子がそれぞれ振動子10の検出電極112及び114に接続されており、互いに逆位相の交流電流が入力される。チャージアンプ300及び310は、それぞれ振動子10の検出電極112及び114に発生する交流電流を基準電圧Vrefを中心とする交流電圧信号に変換する。ここで、振動子10の検出電極112及び114に発生する交流電流に対してチャージアンプ300及び310の出力信号(交流電圧信号)の位相が90度進む。 The input terminals of the charge amplifiers 300 and 310 are connected to the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10, respectively, and alternating currents having opposite phases are input. The charge amplifiers 300 and 310 convert the alternating current generated at the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10 into an alternating voltage signal centered on the reference voltage Vref , respectively. Here, the phases of the output signals (AC voltage signals) of the charge amplifiers 300 and 310 advance by 90 degrees with respect to the AC current generated in the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10.

差動増幅器320は、その入力端子がチャージアンプ300及び310の出力端子に接続されており、チャージアンプ300の出力信号とチャージアンプ310の出力信号を差動増幅する。   The differential amplifier 320 has its input terminal connected to the output terminals of the charge amplifiers 300 and 310, and differentially amplifies the output signal of the charge amplifier 300 and the output signal of the charge amplifier 310.

AC増幅器330は、その入力端子が差動増幅器320の出力端子に接続されており、差動増幅器320の出力信号を増幅する。   The AC amplifier 330 has its input terminal connected to the output terminal of the differential amplifier 320 and amplifies the output signal of the differential amplifier 320.

同期検波回路340は、その2つの入力端子がAC増幅器330の出力端子及びAC増幅器/コンパレータ210の出力端子にそれぞれ接続されており、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号(方形波電圧信号)を基に、AC増幅器330の出力信号を同期検波することにより角速度成分を抽出する。同期検波回路340は、例えば、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号の電圧レベルが基準電圧Vrefよりも高い時はAC増幅器330の出力信号をそのまま出力し、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号の電圧レベルが基準電圧Vrefよりも低い時はAC増幅器330の出力信号を基準電圧Vrefに対して反転して出力するスイッチ回路として構成することができる。 The synchronous detection circuit 340 has its two input terminals connected to the output terminal of the AC amplifier 330 and the output terminal of the AC amplifier / comparator 210, respectively, and based on the output signal (square wave voltage signal) of the AC amplifier / comparator 210. In addition, the angular velocity component is extracted by synchronously detecting the output signal of the AC amplifier 330. For example, when the voltage level of the output signal of the AC amplifier / comparator 210 is higher than the reference voltage V ref , the synchronous detection circuit 340 outputs the output signal of the AC amplifier 330 as it is and the voltage of the output signal of the AC amplifier / comparator 210. level is lower than the reference voltage V ref can be configured as a switch circuit that inverts an output signal of the AC amplifier 330 to the reference voltage V ref.

DC増幅器350は、その入力端子が同期検波回路340の出力端子に接続されており、同期検波回路340の出力信号を増幅する。   The DC amplifier 350 has its input terminal connected to the output terminal of the synchronous detection circuit 340, and amplifies the output signal of the synchronous detection circuit 340.

積分回路(LPF)360は、その入力端子がDC増幅器350の出力端子に接続されており、DC増幅器350の出力信号の高周波成分を減衰させて直流成分を抽出し、角速度検出信号32を生成する。角速度検出信号32は、外部出力端子74を介して外部に出力される。   The integration circuit (LPF) 360 has an input terminal connected to the output terminal of the DC amplifier 350, attenuates the high frequency component of the output signal of the DC amplifier 350, extracts the DC component, and generates the angular velocity detection signal 32. . The angular velocity detection signal 32 is output to the outside via the external output terminal 74.

角速度検出回路80は、故障診断部として機能する故障診断回路40を含むことができる。故障診断回路40は、その入力端子が積分回路(LPF)360の出力端子に接続されており、故障診断モード時の積分回路(LPF)360の出力信号(角速度検出信号32)に基づいて、振動子10、駆動回路20及び検出回路30の少なくとも一部が故障しているか否かを診断し、外部出力端子72を介して診断結果を外部に出力する。   The angular velocity detection circuit 80 can include a failure diagnosis circuit 40 that functions as a failure diagnosis unit. The failure diagnosis circuit 40 has its input terminal connected to the output terminal of the integration circuit (LPF) 360 and vibrates based on the output signal (angular velocity detection signal 32) of the integration circuit (LPF) 360 in the failure diagnosis mode. A diagnosis is made as to whether or not at least a part of the child 10, the drive circuit 20, and the detection circuit 30 is out of order, and the diagnosis result is output to the outside via the external output terminal 72.

故障診断回路40は、例えば、故障診断モード時に角速度検出信号32が上限基準値を上回った場合や下限基準値を下回った場合に、角速度検出装置1に故障があるものと診断することができる。また、外部出力端子74に接続された外部装置(故障診断装置)は、長期間に渡って角速度検出信号32のログを取得する等により、故障診断回路40よりも精度の高い故障診断を行うことができる。   For example, the failure diagnosis circuit 40 can diagnose that the angular velocity detection device 1 has a failure when the angular velocity detection signal 32 exceeds the upper limit reference value or falls below the lower limit reference value in the failure diagnosis mode. Further, the external device (fault diagnosis device) connected to the external output terminal 74 performs fault diagnosis with higher accuracy than the fault diagnosis circuit 40 by acquiring a log of the angular velocity detection signal 32 over a long period of time. Can do.

なお、駆動回路20、検出回路30、故障診断回路40、記憶回路50及び故障診断制御回路60は、同一基板上に構成することが可能である。   The drive circuit 20, the detection circuit 30, the failure diagnosis circuit 40, the storage circuit 50, and the failure diagnosis control circuit 60 can be configured on the same substrate.

図4は、本実施形態の角速度検出回路80の角速度検出モードにおける動作の一例について説明するための図である。図4に示す信号波形は、角速度検出装置1が静止している時(回転していない時)の図1のA点〜H点における信号波形の一例である。図4において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the operation in the angular velocity detection mode of the angular velocity detection circuit 80 of the present embodiment. The signal waveform shown in FIG. 4 is an example of the signal waveform at points A to H in FIG. 1 when the angular velocity detection device 1 is stationary (not rotating). In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

角速度検出モードにおいて振動子10の駆動用振動片100は駆動信号の周波数で振動する。従って、AC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)には駆動信号と同じ周波数の方形波電圧信号(駆動信号)が発生する。また、前述の通り、角速度検出モードでは疑似信号発生回路230の出力(B点)の電圧は基準電圧Vrefに等しい。従って、加算回路220の出力(C点)にはA点と同じ波形の方形波電圧信号(駆動信号)が発生し、駆動用振動片100の駆動電極102に供給される。 In the angular velocity detection mode, the drive vibrating piece 100 of the vibrator 10 vibrates at the frequency of the drive signal. Accordingly, a square wave voltage signal (drive signal) having the same frequency as the drive signal is generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210. As described above, in the angular velocity detection mode, the voltage at the output (point B) of the pseudo signal generation circuit 230 is equal to the reference voltage V ref . Therefore, a square wave voltage signal (drive signal) having the same waveform as that of the point A is generated at the output (point C) of the adder circuit 220 and supplied to the drive electrode 102 of the drive vibrating piece 100.

ここで、振動子10(角速度検出装置1)は回転していないので、前述の通り、検出電極112及び114には圧電効果による電荷は発生しないが、駆動電極102と検出電極112及び114の間の静電結合容量C及びCを介して、駆動電極102に供給される駆動信号と同位相で同じ周波数の交流電流が発生する。 Here, since the vibrator 10 (angular velocity detection device 1) is not rotating, as described above, no charges are generated in the detection electrodes 112 and 114 due to the piezoelectric effect, but between the drive electrode 102 and the detection electrodes 112 and 114. AC currents having the same phase and the same frequency as the drive signal supplied to the drive electrode 102 are generated via the electrostatic coupling capacitors C 1 and C 2 .

そしてこの交流電流はチャージアンプ300及び310により交流電圧信号に変換される。その結果、チャージアンプ300の出力(D点)及びチャージアンプ310の出力(E点)には、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)及び加算回路220の出力信号(C点の信号)に対して90度位相が進んだ方形波電圧信号が発生する。   This alternating current is converted into an alternating voltage signal by the charge amplifiers 300 and 310. As a result, the output signal of the charge amplifier 300 (point D) and the output of the charge amplifier 310 (point E) include the output signal of the AC amplifier / comparator 210 (point A signal) and the output signal of the adder circuit 220 (point C). A square wave voltage signal whose phase is advanced by 90 degrees with respect to (signal) is generated.

ここで、チャージアンプ300及び310のゲインが同じであったとしても、静電結合容量C及びCの大きさが異なる場合、チャージアンプ300の出力(D点)及びチャージアンプ310の出力(E点)に発生する方形波電圧信号の振幅も異なる。例えば、静電結合容量Cが静電結合容量Cよりも大きい場合、図7に示すように、チャージアンプ300の出力(D点)に発生する方形波電圧信号の振幅はチャージアンプ310の出力(E点)に発生する方形波電圧信号の振幅よりも大きくなる。 Here, even if the gains of the charge amplifiers 300 and 310 are the same, if the electrostatic coupling capacitances C 1 and C 2 are different, the output of the charge amplifier 300 (point D) and the output of the charge amplifier 310 ( The amplitude of the square wave voltage signal generated at point E) is also different. For example, when the electrostatic coupling capacitance C 1 is larger than the electrostatic coupling capacitance C 2 , the amplitude of the square wave voltage signal generated at the output (point D) of the charge amplifier 300 is as shown in FIG. It becomes larger than the amplitude of the square wave voltage signal generated at the output (point E).

チャージアンプ300の出力信号(D点の信号)及びチャージアンプ310の出力信号(E点の信号)は差動増幅され、AC増幅器330の出力(F点)にはAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)及び加算回路220の出力信号(C点の信号)に対して90度位相が進んだ方形波電圧信号が発生する。   The output signal of the charge amplifier 300 (point D signal) and the output signal of the charge amplifier 310 (point E signal) are differentially amplified, and the output of the AC amplifier 330 (point F) is the output signal of the AC amplifier / comparator 210. A square wave voltage signal whose phase is advanced by 90 degrees with respect to (the signal at point A) and the output signal (signal at point C) of the adder circuit 220 is generated.

AC増幅器330の出力信号(F点の信号)は、同期検波回路340によりAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)に基づいて同期検波される。その結果、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が1:1の割合となる方形波電圧信号が発生する。   The output signal from the AC amplifier 330 (point F signal) is synchronously detected by the synchronous detection circuit 340 based on the output signal from the AC amplifier / comparator 210 (point A signal). As a result, a square wave voltage signal having a ratio of 1: 1 between the high voltage period and the low voltage period is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

同期検波回路340の出力信号(G点の信号)は、DC増幅器350で増幅された後、積分回路(LPF)360により高周波成分が減衰されて直流成分が抽出される。その結果、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、基準電圧Vrefにほぼ等しい一定電圧の角速度検出信号32が発生する。従って、静電結合容量C及びCを介して検出電極112及び114に発生する交流電流が角速度として誤検出されることはない。 The output signal (point G signal) of the synchronous detection circuit 340 is amplified by the DC amplifier 350, and then the high frequency component is attenuated by the integration circuit (LPF) 360 to extract the DC component. As a result, an angular velocity detection signal 32 having a constant voltage substantially equal to the reference voltage Vref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360. Accordingly, the alternating current generated in the detection electrodes 112 and 114 via the electrostatic coupling capacitors C 1 and C 2 is not erroneously detected as the angular velocity.

図5及び図6は、本実施形態の角速度検出回路80の角速度検出モードにおける動作の他の一例について説明するための図である。図5及び図6に示す信号波形は、角速度検出装置1が回転している時の図1のA点〜H点における信号波形の一例である。ここで、図6は、角速度検出装置1が図5の場合と反対方向に回転している時の信号波形を示す。図5及び図6において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   5 and 6 are diagrams for explaining another example of the operation in the angular velocity detection mode of the angular velocity detection circuit 80 of the present embodiment. The signal waveforms shown in FIGS. 5 and 6 are examples of signal waveforms at points A to H in FIG. 1 when the angular velocity detection device 1 is rotating. Here, FIG. 6 shows a signal waveform when the angular velocity detection device 1 is rotating in the opposite direction to the case of FIG. 5 and 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

図4で説明したように、AC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)には駆動信号と同じ周波数の方形波電圧信号(駆動信号)が発生し、疑似信号発生回路230の出力(B点)の電圧は基準電圧Vrefに等しい。また、加算回路220の出力(C点)にはA点と同じ波形の方形波電圧信号(駆動信号)が発生し、駆動用振動片100の駆動電極102に供給される。 As described with reference to FIG. 4, a square wave voltage signal (drive signal) having the same frequency as the drive signal is generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210, and the output (point B) of the pseudo signal generation circuit 230. Is equal to the reference voltage V ref . Further, a square wave voltage signal (drive signal) having the same waveform as that of the point A is generated at the output (point C) of the adder circuit 220 and supplied to the drive electrode 102 of the drive vibrating piece 100.

角速度検出装置1がZ軸を中心として回転すると、検出用振動片110の屈曲振動に伴う圧電効果により、検出電極112及び114には駆動電極102に供給される駆動信号と同じ周波数の交流電流が発生する。   When the angular velocity detection device 1 rotates about the Z axis, an alternating current having the same frequency as the drive signal supplied to the drive electrode 102 is applied to the detection electrodes 112 and 114 due to the piezoelectric effect associated with the bending vibration of the detection vibrating piece 110. appear.

ここで、検出電極112に発生する交流電流は、駆動電極102に供給される駆動信号に対して90度位相が遅れる。検出電極112に発生した交流電流はチャージアンプ300及び310により位相が90度進んだ交流電圧信号に変換されるので、チャージアンプ300の出力(D点)には、AC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)及び加算回路220の出力信号(C点の信号)と同じ位相の正弦波電圧信号が発生する。   Here, the alternating current generated in the detection electrode 112 is delayed in phase by 90 degrees with respect to the drive signal supplied to the drive electrode 102. Since the AC current generated in the detection electrode 112 is converted into an AC voltage signal whose phase is advanced by 90 degrees by the charge amplifiers 300 and 310, the output signal (point D) of the charge amplifier 300 is the output signal of the AC amplifier / comparator 210. A sine wave voltage signal having the same phase as the (signal at point A) and the output signal of the adder circuit 220 (signal at point C) is generated.

一方、検出電極114に発生する交流電流は検出電極112に発生する交流電流に対して逆位相であるので、チャージアンプ310の出力(E点)にはチャージアンプ300の出力信号(D点の信号)に対して逆位相の正弦波電圧信号が発生する。   On the other hand, since the alternating current generated in the detection electrode 114 is in the opposite phase to the alternating current generated in the detection electrode 112, the output signal (point D signal) of the charge amplifier 300 is output to the output (point E) of the charge amplifier 310. ) Generates a sine wave voltage signal having an opposite phase.

なお、検出電極112及び114には、静電結合容量C及びCを介して、駆動電極102に供給される駆動信号と同位相で同じ周波数の交流電流が発生するが、図4で説明したようにこの交流電流は角速度の検出に影響を与えないので、図5及び図6では、コリオリの力に基づいて検出電極112及び114に発生する交流電流のみに着目した場合のD点〜H点の信号波形を示している。 The detection electrodes 112 and 114 generate alternating currents having the same phase and the same frequency as the drive signal supplied to the drive electrode 102 via the electrostatic coupling capacitors C 1 and C 2 . As described above, since this alternating current does not affect the detection of the angular velocity, in FIGS. 5 and 6, points D to H when attention is paid only to the alternating current generated in the detection electrodes 112 and 114 based on the Coriolis force. The signal waveform of a point is shown.

チャージアンプ300の出力信号(D点の信号)及びチャージアンプ310の出力信号(E点の信号)は差動増幅され、AC増幅器330の出力(F点)には、チャージアンプ300の出力(D点)に発生する正弦波電圧信号と同位相の正弦波電圧信号が発生する。   The output signal (point D signal) of the charge amplifier 300 and the output signal (point E signal) of the charge amplifier 310 are differentially amplified, and the output (point F) of the AC amplifier 330 is output to the output (D of the charge amplifier 300). A sine wave voltage signal having the same phase as that of the sine wave voltage signal generated at a point is generated.

AC増幅器330の出力信号(F点の信号)は、同期検波回路340によりAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)に基づいて同期検波される。その結果、同期検波回路340の出力(G点)には、AC増幅器330の出力信号(F点の信号)が全波整流された信号が発生する。   The output signal from the AC amplifier 330 (point F signal) is synchronously detected by the synchronous detection circuit 340 based on the output signal from the AC amplifier / comparator 210 (point A signal). As a result, a signal obtained by full-wave rectifying the output signal (point F signal) of the AC amplifier 330 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

同期検波回路340の出力信号(G点の信号)は、DC増幅器350で増幅された後、積分回路(LPF)360により高周波成分が減衰されて直流成分が抽出される。その結果、図7の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、基準電圧Vrefよりも高い電圧の角速度検出信号32が発生する。一方、図8の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、基準電圧Vrefよりも低い電圧の角速度検出信号32が発生する。 The output signal (point G signal) of the synchronous detection circuit 340 is amplified by the DC amplifier 350, and then the high frequency component is attenuated by the integration circuit (LPF) 360 to extract the DC component. As a result, in the case of FIG. 7, the angular velocity detection signal 32 having a voltage higher than the reference voltage Vref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360. On the other hand, in the case of FIG. 8, the angular velocity detection signal 32 having a voltage lower than the reference voltage V ref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360.

このようにして角速度検出回路80は角速度を検出することができる。角速度検出信号32は、その電圧レベルがコリオリの力の大きさ(角速度の大きさ)に比例し、その極性が回転方向により決まるので、外部出力端子74に接続された外部装置は、角速度検出信号32に基づいて角速度検出装置1に加えられた角速度を計算することができる。   In this way, the angular velocity detection circuit 80 can detect the angular velocity. Since the voltage level of the angular velocity detection signal 32 is proportional to the magnitude of the Coriolis force (angular velocity magnitude) and its polarity is determined by the rotation direction, the external device connected to the external output terminal 74 can detect the angular velocity detection signal 32. Based on 32, the angular velocity applied to the angular velocity detection device 1 can be calculated.

図7及び図8は、本実施形態の角速度検出回路80の故障診断モードにおける動作の一例について説明するための図である。図7及び図8に示す信号波形は、角速度検出装置1が静止している時(回転していない時)に駆動信号の周波数の3倍の周波数の角速度疑似信号が生成される場合の図1のA点〜H点における信号波形の一例である。ここで、図8は、図7の場合に生成される角速度疑似信号に対して180度位相がずれた角速度疑似信号が生成される場合の信号波形を示す。図7及び図8において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   7 and 8 are diagrams for explaining an example of the operation in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit 80 of the present embodiment. The signal waveforms shown in FIGS. 7 and 8 are shown in FIG. 1 when an angular velocity pseudo signal having a frequency three times the frequency of the drive signal is generated when the angular velocity detection device 1 is stationary (not rotating). It is an example of the signal waveform in A point-H point. Here, FIG. 8 shows a signal waveform when an angular velocity pseudo signal that is 180 degrees out of phase with respect to the angular velocity pseudo signal generated in the case of FIG. 7 is generated. 7 and 8, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

故障診断モード時も角速度検出モード時と同様に、振動子10の駆動用振動片100は駆動信号の周波数で振動する。従って、AC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)には駆動信号と同じ周波数の方形波電圧信号(駆動信号)が発生する。また、前述の通り、故障検出モードでは疑似信号発生回路230の出力(B点)には角速度疑似信号が発生する。   In the failure diagnosis mode, as in the angular velocity detection mode, the drive vibrating piece 100 of the vibrator 10 vibrates at the frequency of the drive signal. Accordingly, a square wave voltage signal (drive signal) having the same frequency as the drive signal is generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210. Further, as described above, an angular velocity pseudo signal is generated at the output (point B) of the pseudo signal generation circuit 230 in the failure detection mode.

ここで、疑似信号発生回路230が3逓倍回路として構成されているとすると、図7及び図8に示すように、故障検出モードでは疑似信号発生回路230の出力(B点)にはAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)の周波数の3倍の周波数の方形波電圧信号が角速度疑似信号として発生する。従って、加算回路220の出力(C点)にはAC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)に発生する方形波電圧信号とその3倍の周波数の方形波電圧信号を加算した信号が発生する。   Here, assuming that the pseudo signal generation circuit 230 is configured as a triple circuit, as shown in FIGS. 7 and 8, in the failure detection mode, the output (point B) of the pseudo signal generation circuit 230 has an AC amplifier / A square wave voltage signal having a frequency three times the frequency of the output signal of the comparator 210 (the signal at point A) is generated as an angular velocity pseudo signal. Therefore, a signal obtained by adding the square wave voltage signal generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210 and the square wave voltage signal having a frequency three times that of the square amplifier is generated at the output (point C) of the adder circuit 220.

検出電極112及び114には、静電結合容量C及びCを介して、駆動電極102に供給される駆動信号及び角速度疑似信号と同位相の交流電流が発生し、この交流電流はチャージアンプ300及び310により交流電圧信号に変換される。 The detection electrodes 112 and 114 generate an alternating current having the same phase as the drive signal and the angular velocity pseudo signal supplied to the drive electrode 102 via the electrostatic coupling capacitors C 1 and C 2 , and the alternating current is a charge amplifier. It is converted into an AC voltage signal by 300 and 310.

ここで、図4で説明したように、検出電極112及び114に、駆動電極102に供給される駆動信号と同位相で同じ周波数の交流電流が発生しても角速度検出に影響を与えないので、図7では、角速度疑似信号によって検出電極112及び114に発生する交流電流のみに着目した場合のD点〜H点の信号波形を示している。   Here, as described with reference to FIG. 4, even if an alternating current having the same phase and the same frequency as the drive signal supplied to the drive electrode 102 is generated in the detection electrodes 112 and 114, the angular velocity detection is not affected. FIG. 7 shows signal waveforms at points D to H when attention is paid only to the alternating current generated in the detection electrodes 112 and 114 by the angular velocity pseudo signal.

すなわち、チャージアンプ300の出力(D点)及びチャージアンプ310の出力(E点)には、角速度疑似信号(疑似信号発生回路230の出力信号(B点の信号))に対して90度位相が進んだ方形波電圧信号が発生する。   That is, the output of the charge amplifier 300 (point D) and the output of the charge amplifier 310 (point E) have a 90 degree phase with respect to the angular velocity pseudo signal (the output signal of the pseudo signal generation circuit 230 (the signal at the point B)). An advanced square wave voltage signal is generated.

ここで、例えば、静電結合容量Cが静電結合容量Cよりも大きい場合、図7および図8に示すように、チャージアンプ300の出力信号(D点の信号)の振幅はチャージアンプ310の出力信号(E点の信号)の振幅よりも大きくなる。 Here, for example, when the electrostatic coupling capacitance C 1 is greater than the electrostatic coupling capacitance C 2, as shown in FIGS. 7 and 8, the amplitude charge amplifier of the output signal of the charge amplifier 300 (signal at point D) It becomes larger than the amplitude of the output signal 310 (signal at point E).

チャージアンプ300の出力信号(D点の信号)及びチャージアンプ310の出力信号(E点の信号)は差動増幅され、AC増幅器330の出力(F点)には角速度疑似信号に対して90度位相が進んだ方形波電圧信号が発生する。   The output signal (point D signal) of the charge amplifier 300 and the output signal (point E signal) of the charge amplifier 310 are differentially amplified, and the output (point F) of the AC amplifier 330 is 90 degrees with respect to the angular velocity pseudo signal. A square wave voltage signal with an advanced phase is generated.

AC増幅器330の出力信号(F点の信号)は、同期検波回路340によりAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)に基づいて同期検波される。その結果、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が1:1の割合とならない方形波電圧信号が発生する。   The output signal from the AC amplifier 330 (point F signal) is synchronously detected by the synchronous detection circuit 340 based on the output signal from the AC amplifier / comparator 210 (point A signal). As a result, a square wave voltage signal in which the high voltage period and the low voltage period do not have a ratio of 1: 1 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

図7の場合には、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が2:1の割合となる方形波電圧信号が発生する。一方、図8の場合には、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が1:2の割合となる方形波電圧信号が発生する。   In the case of FIG. 7, a square wave voltage signal having a ratio of 2: 1 between the high voltage period and the low voltage period is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340. On the other hand, in the case of FIG. 8, a square wave voltage signal in which the high voltage period and the low voltage period are in a ratio of 1: 2 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

同期検波回路340の出力信号(G点の信号)は、DC増幅器350で増幅された後、積分回路(LPF)360により高周波成分が減衰されて直流成分が抽出される。その結果、図7の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、図5と同様に基準電圧Vrefよりも高い電圧の角速度検出信号32が発生する。一方、図8の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、図6と同様に基準電圧Vrefよりも低い電圧の角速度検出信号32が発生する。 The output signal (point G signal) of the synchronous detection circuit 340 is amplified by the DC amplifier 350, and then the high frequency component is attenuated by the integration circuit (LPF) 360 to extract the DC component. As a result, in the case of FIG. 7, the angular velocity detection signal 32 having a voltage higher than the reference voltage V ref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360 as in FIG. On the other hand, in the case of FIG. 8, the angular velocity detection signal 32 having a voltage lower than the reference voltage V ref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360 as in FIG.

すなわち、角速度検出回路80(検出回路30)は、静止状態のまま角速度が加えられなくても、図7及び図8に示す波形の角速度疑似信号に基づいて図5及び図6の場合とそれぞれ同じ回転方向の角速度を疑似的に検出することができる。   That is, the angular velocity detection circuit 80 (detection circuit 30) is the same as that of FIGS. 5 and 6 based on the angular velocity pseudo signal having the waveform shown in FIGS. 7 and 8 even when the angular velocity is not applied in the stationary state. The angular velocity in the rotation direction can be detected in a pseudo manner.

ここで、角速度検出信号32の電圧レベルは角速度疑似信号の周波数や振幅、静電結合容量C及びC、各回路の特性等により決まるので、角速度検出装置1の回路の一部に断線や故障があった場合には角速度検出信号32の電圧レベルが期待値と異なることになる。従って、故障診断回路40又は外部出力端子74に接続された外部装置(故障診断装置)は、角速度検出信号32に基づいて角速度検出装置1の故障を診断することができる。 Here, the voltage level of the angular velocity detection signal 32 is determined by the frequency and amplitude of the angular velocity pseudo signal, the electrostatic coupling capacitances C 1 and C 2 , the characteristics of each circuit, and the like. When there is a failure, the voltage level of the angular velocity detection signal 32 is different from the expected value. Therefore, the failure diagnosis circuit 40 or the external device (failure diagnosis device) connected to the external output terminal 74 can diagnose the failure of the angular velocity detection device 1 based on the angular velocity detection signal 32.

このように、角速度疑似信号の周波数は駆動信号の周波数の3倍(奇数倍)であるので、駆動振動に悪影響を与えることなく、積分回路(LPF)360の出力信号(H点の信号)において基準電圧Vrefよりも高い電圧または低い電圧の直流成分を検出することができる。従って、駆動信号の周波数の3倍(奇数倍)の周波数の角速度疑似信号を生成することにより、角速度検出装置1の角速度の検出精度に影響を与えることなく故障診断の精度を高めることができる。 Thus, since the frequency of the angular velocity pseudo signal is three times (odd times) the frequency of the drive signal, the output signal (point H signal) of the integration circuit (LPF) 360 does not adversely affect the drive vibration. A DC component having a voltage higher or lower than the reference voltage V ref can be detected. Therefore, by generating an angular velocity pseudo signal having a frequency that is three times (odd times) the frequency of the drive signal, the accuracy of failure diagnosis can be improved without affecting the accuracy of angular velocity detection of the angular velocity detection device 1.

なお、静電結合容量Cと静電結合容量Cの差が大きいほど、同期検波回路340の入力信号(AC増幅器330の出力信号)の振幅が大きくなるため、角速度検出信号32の電圧レベルの絶対値も大きくなり、故障診断の精度を高めることができる。そのため、静電結合容量Cと静電結合容量Cの差がより大きくなるように、振動子10の駆動電極102及び104と検出電極112及び114を形成するようにしてもよい。また、チャージアンプ300のゲイン量とチャージアンプ310のゲイン量に差を設けることにより角速度検出信号32の電圧レベルの絶対値がより大きくなるようにして、故障診断の精度を高めることもできる。 The larger the difference between the electrostatic coupling capacitance C 1 and the electrostatic coupling capacitance C 2 , the larger the amplitude of the input signal (output signal of the AC amplifier 330) of the synchronous detection circuit 340, and thus the voltage level of the angular velocity detection signal 32. The absolute value of becomes larger, and the accuracy of fault diagnosis can be improved. Therefore, as the difference in the electrostatic coupling capacitance C 1 and the electrostatic coupling capacitance C 2 is greater, may be formed a driving electrode 102 and 104 and the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10. In addition, by providing a difference between the gain amount of the charge amplifier 300 and the gain amount of the charge amplifier 310, the absolute value of the voltage level of the angular velocity detection signal 32 can be increased, so that the accuracy of failure diagnosis can be improved.

図9及び図10は、本実施形態の角速度検出回路80の故障診断モードにおける動作の他の一例について説明するための図である。図9及び図10に示す信号波形は、角速度検出装置1が静止している時(回転していない時)に駆動信号の周波数の1/3の周波数の角速度疑似信号が生成される場合の図1のA点〜H点における信号波形の一例である。ここで、図10は、図9の場合に生成される角速度疑似信号に対して180度位相がずれた角速度疑似信号が生成される場合の信号波形を示す。図9及び図10において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   9 and 10 are diagrams for explaining another example of the operation in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit 80 of the present embodiment. The signal waveforms shown in FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams when an angular velocity pseudo signal having a frequency 1/3 of the frequency of the drive signal is generated when the angular velocity detection device 1 is stationary (not rotating). It is an example of the signal waveform in A point-H point of 1. Here, FIG. 10 shows a signal waveform when an angular velocity pseudo signal that is 180 degrees out of phase with the angular velocity pseudo signal generated in the case of FIG. 9 is generated. 9 and 10, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

図7及び図8で説明したように、AC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)には駆動信号と同じ周波数の方形波電圧信号(駆動信号)が発生し、疑似信号発生回路230の出力(B点)には角速度疑似信号が発生する。   As described with reference to FIGS. 7 and 8, a square wave voltage signal (drive signal) having the same frequency as the drive signal is generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210, and the output (pseudo signal generation circuit 230) ( An angular velocity pseudo signal is generated at point B).

ここで、疑似信号発生回路230が3分周回路として構成されているとすると、図9及び図10に示すように、故障検出モードでは疑似信号発生回路230の出力(B点)にはAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)の周波数の1/3の周波数の方形波電圧信号が角速度疑似信号として発生する。従って、加算回路220の出力(C点)にはAC増幅器/コンパレータ210の出力(A点)に発生する方形波電圧信号とその1/3の周波数の方形波電圧信号を加算した信号が発生する。   Here, if the pseudo signal generation circuit 230 is configured as a divide-by-3 circuit, as shown in FIGS. 9 and 10, in the failure detection mode, the output (point B) of the pseudo signal generation circuit 230 is an AC amplifier. / A square wave voltage signal having a frequency that is 1/3 of the frequency of the output signal of the comparator 210 (signal at point A) is generated as an angular velocity pseudo signal. Accordingly, a signal obtained by adding the square wave voltage signal generated at the output (point A) of the AC amplifier / comparator 210 and the square wave voltage signal having a frequency of 1/3 of the output is generated at the output (point C) of the adder circuit 220. .

図7及び図8と同様に、チャージアンプ300の出力(D点)及びチャージアンプ310の出力(E点)には、静電結合容量C及びCを介して検出電極112及び114にそれぞれ発生する交流電流が変換された交流電圧信号が発生する。ここで、図9及び図10では、角速度疑似信号によって検出電極112及び114に発生する交流電流のみに着目した場合のD点〜H点の信号波形を示している。 Similar to FIGS. 7 and 8, the output (point D) of the charge amplifier 300 and the output (point E) of the charge amplifier 310 are respectively connected to the detection electrodes 112 and 114 via electrostatic coupling capacitors C 1 and C 2. An alternating voltage signal is generated by converting the generated alternating current. Here, FIGS. 9 and 10 show signal waveforms at points D to H when attention is paid only to the alternating current generated in the detection electrodes 112 and 114 by the angular velocity pseudo signal.

また図7及び図8と同様に、チャージアンプ300の出力信号(D点の信号)及びチャージアンプ310の出力信号(E点の信号)は差動増幅され、AC増幅器330の出力(F点)には角速度疑似信号に対して90度位相が進んだ方形波電圧信号が発生し、AC増幅器330の出力信号(F点の信号)は、同期検波回路340によりAC増幅器/コンパレータ210の出力信号(A点の信号)に基づいて同期検波される。その結果、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が1:1の割合とならない方形波電圧信号が発生する。   Similarly to FIGS. 7 and 8, the output signal of the charge amplifier 300 (D point signal) and the charge amplifier 310 output signal (E point signal) are differentially amplified and the AC amplifier 330 output (F point). A square wave voltage signal whose phase is advanced by 90 degrees with respect to the angular velocity pseudo signal is generated, and the output signal (point F signal) of the AC amplifier 330 is output by the synchronous detection circuit 340 to the output signal ( Synchronous detection based on the signal at point A). As a result, a square wave voltage signal in which the high voltage period and the low voltage period do not have a ratio of 1: 1 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

図9の場合には、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が2:1の割合となる方形波電圧信号が発生する。一方、図10の場合には、同期検波回路340の出力(G点)には、高電圧の期間と低電圧の期間が1:2の割合となる方形波電圧信号が発生する。   In the case of FIG. 9, a square wave voltage signal in which the high voltage period and the low voltage period are in a ratio of 2: 1 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340. On the other hand, in the case of FIG. 10, a square wave voltage signal in which the high voltage period and the low voltage period are in a ratio of 1: 2 is generated at the output (point G) of the synchronous detection circuit 340.

同期検波回路340の出力信号(G点の信号)は、DC増幅器350で増幅された後、積分回路(LPF)360により高周波成分が減衰されて直流成分が抽出され、図9の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、図5と同様に基準電圧Vrefよりも高い電圧の角速度検出信号32が発生する。一方、図10の場合には、積分回路(LPF)360の出力(H点)には、図6と同様に基準電圧Vrefよりも低い電圧の角速度検出信号32が発生する。 The output signal (signal at point G) of the synchronous detection circuit 340 is amplified by the DC amplifier 350, and then the high frequency component is attenuated by the integration circuit (LPF) 360 to extract the DC component. In the case of FIG. An angular velocity detection signal 32 having a voltage higher than the reference voltage V ref is generated at the output (point H) of the integrating circuit (LPF) 360 as in FIG. On the other hand, in the case of FIG. 10, the angular velocity detection signal 32 having a voltage lower than the reference voltage V ref is generated at the output (point H) of the integration circuit (LPF) 360 as in FIG.

すなわち、角速度検出回路80(検出回路30)は、静止状態のまま角速度が加えられなくても、図9及び図10に示す波形の角速度疑似信号に基づいて図5及び図6の場合とそれぞれ同じ回転方向の角速度を疑似的に検出することができる。   That is, the angular velocity detection circuit 80 (detection circuit 30) is the same as the case of FIGS. 5 and 6 based on the angular velocity pseudo signal having the waveform shown in FIGS. The angular velocity in the rotation direction can be detected in a pseudo manner.

従って、図7及び図8で説明したのと同様に、故障診断回路40又は外部出力端子74に接続された外部装置(故障診断装置)は、角速度検出信号32に基づいて角速度検出装置1の故障を診断することができる。   Accordingly, as described with reference to FIGS. 7 and 8, the failure diagnosis circuit 40 or the external device (failure diagnosis device) connected to the external output terminal 74 may cause the failure of the angular velocity detection device 1 based on the angular velocity detection signal 32. Can be diagnosed.

このように、角速度疑似信号の周波数は駆動信号の周波数の1/3(1/奇数)であるので、駆動振動に悪影響を与えることなく、積分回路(LPF)360の出力信号(H点の信号)において基準電圧Vrefよりも高い電圧または低い電圧の直流成分を検出することができる。従って、駆動信号の周波数の1/3(1/奇数)の周波数の角速度疑似信号を生成することにより、角速度検出装置1の角速度の検出精度に影響を与えることなく故障診断の精度を高めることができる。 Thus, since the frequency of the angular velocity pseudo signal is 1/3 (1 / odd number) of the frequency of the drive signal, the output signal of the integration circuit (LPF) 360 (the signal at the point H) is not adversely affected by the drive vibration. ), A DC component having a voltage higher or lower than the reference voltage V ref can be detected. Therefore, by generating an angular velocity pseudo signal having a frequency that is 1/3 (1 / odd) of the frequency of the drive signal, it is possible to improve the accuracy of failure diagnosis without affecting the angular velocity detection accuracy of the angular velocity detection device 1. it can.

以上、図1〜図10で説明した通り、本実施形態の角速度検出回路によれば、振動子10の駆動電極102に印加された角速度疑似信号が振動子10の検出電極112及び114に伝搬した信号に基づいて角速度検出信号32が生成されるので、振動子10の検出電極112及び114の故障や検出電極112及び114に接続された検出回路30の故障を検出できるだけでなく、振動子10の駆動電極102及び104の故障や駆動電極102及び104に接続された駆動回路20の故障も検出することができる。   As described above with reference to FIGS. 1 to 10, according to the angular velocity detection circuit of this embodiment, the angular velocity pseudo signal applied to the drive electrode 102 of the vibrator 10 propagates to the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10. Since the angular velocity detection signal 32 is generated based on the signal, not only the failure of the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10 and the failure of the detection circuit 30 connected to the detection electrodes 112 and 114 can be detected. The failure of the drive electrodes 102 and 104 and the failure of the drive circuit 20 connected to the drive electrodes 102 and 104 can also be detected.

また、本実施形態の角速度検出回路によれば、角速度疑似信号が、振動子10の駆動電極102と検出電極112及び114の間の静電結合容量C及びCを介して検出電極112及び114に伝搬するので、振動子10の検出電極112及び114に疑似信号を直接的に印加する必要がない。従って、振動子10の検出電極112及び114に故障検出のための配線接続を付加する必要がないため振動子10の検出電極112及び114のインピーダンスを等しくすることが容易であり、角速度検出モードにおける角速度の検出精度を低下させることなく故障検出を行うことができる。 Further, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, the angular velocity pseudo signal is generated by detecting the detection electrode 112 and the detection electrode 112 via the electrostatic coupling capacitances C 1 and C 2 between the drive electrode 102 and the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10. Therefore, it is not necessary to directly apply a pseudo signal to the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10. Therefore, since it is not necessary to add a wiring connection for detecting a failure to the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10, it is easy to equalize the impedances of the detection electrodes 112 and 114 of the vibrator 10, and in the angular velocity detection mode. Failure detection can be performed without reducing the accuracy of angular velocity detection.

また、本実施形態の角速度検出回路によれば、角速度検出装置1の故障を故障診断回路40が自己診断することができるので、外部装置が角速度検出信号32に基づいて角速度検出装置1の故障診断を行う必要がない。従って、角速度検出装置1に接続された外部装置の故障診断の負荷を低減することができる。   Further, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, the failure diagnosis circuit 40 can self-diagnose a failure of the angular velocity detection device 1, so that an external device can diagnose the failure of the angular velocity detection device 1 based on the angular velocity detection signal 32. There is no need to do. Therefore, it is possible to reduce the load of failure diagnosis of the external device connected to the angular velocity detection device 1.

また、本実施形態の角速度検出回路によれば、疑似信号発生回路230は故障診断制御回路60が出力する設定値に応じて角速度疑似信号の振幅を変更することができるので、複数の角速度検出装置の間で特性ばらつきがあっても、個々の角速度検出装置毎に設定値を調整することにより、角速度検出装置間の角速度検出信号32の電圧レベルの差を小さくすることができる。   Further, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, the pseudo signal generation circuit 230 can change the amplitude of the angular velocity pseudo signal according to the set value output from the failure diagnosis control circuit 60. Even if there is a characteristic variation between the two, the difference in voltage level of the angular velocity detection signal 32 between the angular velocity detectors can be reduced by adjusting the set value for each angular velocity detector.

また、本実施形態の角速度検出回路によれば、角速度疑似信号の振幅の設定値を変更することにより様々な角速度を擬似的に検出することができるので、ユーザの要求に応じてより柔軟な故障診断を行うことができる。   Further, according to the angular velocity detection circuit of the present embodiment, various angular velocities can be detected in a pseudo manner by changing the setting value of the amplitude of the angular velocity pseudo signal, so that a more flexible failure can be made according to the user's request. Diagnosis can be made.

また、本実施形態の角速度検出装置によれば、角速度疑似信号の振幅の設定値を不揮発性の記憶回路50に記憶することができる。従って、複数の角速度検出装置の間の特性ばらつきに応じて個々に調整された設定値を記憶回路50に記憶させておけば、ユーザは各角速度検出装置の特性を意識することなく、簡単に故障診断を行うことができる。   Further, according to the angular velocity detection device of the present embodiment, the set value of the amplitude of the angular velocity pseudo signal can be stored in the nonvolatile storage circuit 50. Therefore, if the storage circuit 50 stores the set values individually adjusted according to the characteristic variation among the plurality of angular velocity detection devices, the user can easily break down without being aware of the characteristics of each angular velocity detection device. Diagnosis can be made.

4.角速度検出装置の故障診断システム
図11は、本実施の形態の角速度検出装置の故障診断システムの一例を示す図である。
4). FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a failure diagnosis system for the angular velocity detection device according to the present embodiment.

本実施の形態の故障診断システム400は、角速度検出装置1及び故障診断装置2を含む。なお、角速度検出装置1の構成及び動作は図1〜図10を用いて説明した通りであるため、その詳細な説明を省略する。   The failure diagnosis system 400 of the present embodiment includes an angular velocity detection device 1 and a failure diagnosis device 2. In addition, since the structure and operation | movement of the angular velocity detection apparatus 1 are as having demonstrated using FIGS. 1-10, the detailed description is abbreviate | omitted.

故障診断装置2は、角速度検出装置の外部入力端子70を介して角速度検出装置1の動作モードを故障診断モードに設定する。故障診断装置2は、任意のタイミングで角速度検出装置1の動作モードを故障診断モードに設定することができる。故障診断装置2は、例えば、故障診断システム400に外部から初期化信号が供給される度に角速度検出装置1の動作モードを故障診断モードに設定するようにしてもよい。   The failure diagnosis device 2 sets the operation mode of the angular velocity detection device 1 to the failure diagnosis mode via the external input terminal 70 of the angular velocity detection device. The failure diagnosis device 2 can set the operation mode of the angular velocity detection device 1 to the failure diagnosis mode at an arbitrary timing. For example, the failure diagnosis device 2 may set the operation mode of the angular velocity detection device 1 to the failure diagnosis mode every time an initialization signal is supplied to the failure diagnosis system 400 from the outside.

また、故障診断装置2は、角速度検出装置1の駆動回路20(疑似信号発生回路230)が故障診断モードにおいて発生する角速度疑似信号の振幅を制御するための設定値を外部入力端子70を介して角速度検出装置1に供給する。   Further, the failure diagnosis device 2 provides a set value for controlling the amplitude of the angular velocity pseudo signal generated by the drive circuit 20 (pseudo signal generation circuit 230) of the angular velocity detection device 1 in the failure diagnosis mode via the external input terminal 70. The angular velocity detection device 1 is supplied.

角速度検出装置1は、故障診断モードに設定されると設定値に応じた振幅の角速度疑似信号を発生し、外部出力端子74を介して角速度検出信号32を出力し、故障診断装置2は、角速度検出信号32に基づいて角速度検出装置1が故障しているか否かを診断する。   When the angular velocity detection device 1 is set to the failure diagnosis mode, it generates an angular velocity pseudo signal having an amplitude corresponding to the set value, and outputs the angular velocity detection signal 32 via the external output terminal 74. Based on the detection signal 32, it is diagnosed whether or not the angular velocity detection device 1 has failed.

故障診断装置2は、例えば、故障診断モード時に角速度検出信号32が上限基準値を上回った場合や下限基準値を下回った場合に、角速度検出装置1に故障があるものと診断することができる。また、故障診断装置2は、長期間に渡って角速度検出信号32のログを取得する等により、より精度の高い故障診断を行うこともできる。   The failure diagnosis device 2 can diagnose that the angular velocity detection device 1 has a failure when, for example, the angular velocity detection signal 32 exceeds the upper limit reference value or falls below the lower limit reference value in the failure diagnosis mode. Further, the failure diagnosis apparatus 2 can perform failure diagnosis with higher accuracy by acquiring a log of the angular velocity detection signal 32 over a long period of time.

なお、故障診断装置2は、例えば、汎用のマイクロコンピュータや専用のハードウェアで実現することができる。   Note that the failure diagnosis apparatus 2 can be realized by, for example, a general-purpose microcomputer or dedicated hardware.

5.角速度検出装置の故障診断方法
図12は、本実施の形態の角速度検出装置の故障診断方法について説明するためのフローチャート図である。
5). Fault Diagnosis Method of Angular Velocity Detection Device FIG. 12 is a flowchart for explaining a failure diagnosis method of the angular velocity detection device of the present embodiment.

本実施形態において故障診断の対象となる角速度検出装置は駆動信号に基づいて振動する振動子と、振動子の駆動電極に駆動信号を供給する振動子駆動部と、振動子の検出電極に発生する信号に基づいて角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含む。例えば、故障診断の対象となる角速度検出装置は、図1に示す角速度検出装置1であってもよい。ただし、本実施形態において故障診断の対象となる角速度検出装置は、故障診断回路40、記憶回路50及び故障診断制御回路60を含まなくてもよい。さらに、本実施形態において故障診断の対象となる角速度検出装置は、加算回路220及び疑似信号発生回路230を含まなくてもよい。   In the present embodiment, an angular velocity detection device that is a target of failure diagnosis is generated in a vibrator that vibrates based on a drive signal, a vibrator drive unit that supplies a drive signal to the drive electrode of the vibrator, and a detection electrode of the vibrator. And an angular velocity detection unit that generates an angular velocity detection signal corresponding to the angular velocity based on the signal. For example, the angular velocity detection device 1 that is the target of failure diagnosis may be the angular velocity detection device 1 shown in FIG. However, the angular velocity detection device that is the target of failure diagnosis in this embodiment may not include the failure diagnosis circuit 40, the storage circuit 50, and the failure diagnosis control circuit 60. Furthermore, the angular velocity detection device that is the target of failure diagnosis in this embodiment may not include the adding circuit 220 and the pseudo signal generating circuit 230.

本実施の形態の角速度検出装置の故障診断方法では、まず、角速度疑似信号を生成し、角速度検出装置の振動子の駆動電極に当該角速度疑似信号を供給する(ステップS10)。   In the failure diagnosis method for the angular velocity detection device according to the present embodiment, first, an angular velocity pseudo signal is generated, and the angular velocity pseudo signal is supplied to the drive electrode of the vibrator of the angular velocity detection device (step S10).

次に、振動子の駆動電極と検出電極の間の静電結合容量を介して、ステップS10で振動子の駆動電極に供給された角速度疑似信号が検出電極に伝搬した信号に基づいて、角速度検出装置の角速度検出部が角速度検出信号を生成する(ステップS20)。   Next, angular velocity detection is performed based on the signal that the angular velocity pseudo signal supplied to the drive electrode of the vibrator in step S10 propagates to the detection electrode via the electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator. The angular velocity detection unit of the device generates an angular velocity detection signal (step S20).

最後に、ステップS20で生成した角速度検出信号に基づいて、角速度検出装置の振動子、振動子駆動部及び角速度検出部の少なくとも一部が故障しているか否かを診断する(ステップS30)。   Finally, based on the angular velocity detection signal generated in step S20, it is diagnosed whether or not at least a part of the transducer, transducer drive unit, and angular velocity detection unit of the angular velocity detection device has failed (step S30).

本実施形態の角速度検出装置の故障診断方法によれば、振動子の駆動電極に印加された角速度疑似信号が振動子の検出電極に伝搬した信号に基づいて角速度検出信号が生成されるので、振動子の検出電極の故障や検出電極に接続された検出回路の故障を検出できるだけでなく、振動子の駆動電極の故障や駆動電極に接続された駆動回路の故障も検出することができる。   According to the failure diagnosis method of the angular velocity detection device of the present embodiment, the angular velocity detection signal is generated based on the signal transmitted from the angular velocity pseudo signal applied to the drive electrode of the vibrator to the detection electrode of the vibrator. In addition to detecting failure of the detection electrode of the child and failure of the detection circuit connected to the detection electrode, failure of the drive electrode of the vibrator and failure of the drive circuit connected to the drive electrode can also be detected.

また、本実施形態の角速度検出装置の故障診断方法によれば、角速度疑似信号が振動子の駆動電極と検出電極の間の静電結合容量を介して検出電極に伝搬するので、振動子の検出電極に疑似信号を直接的に印加する必要がない。従って、振動子の検出電極に故障検出のための配線接続を付加する必要がないため振動子の検出電極のインピーダンスを等しくすることが容易であり、角速度検出装置の角速度の検出精度を低下させることなく故障検出を行うことができる。   In addition, according to the failure diagnosis method for the angular velocity detection device of the present embodiment, the angular velocity pseudo signal propagates to the detection electrode via the electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the transducer. There is no need to apply a pseudo signal directly to the electrode. Accordingly, since it is not necessary to add a wiring connection for detecting a failure to the detection electrode of the vibrator, it is easy to make the impedance of the detection electrode of the vibrator equal, and the angular velocity detection accuracy of the angular velocity detection device is reduced. Failure detection can be performed.

なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

本実施形態の角速度検出装置の機能ブロック図の一例。An example of the functional block diagram of the angular velocity detection apparatus of this embodiment. 本実施形態の角速度検出装置に含まれる振動子について説明するための図。The figure for demonstrating the vibrator | oscillator contained in the angular velocity detection apparatus of this embodiment. 図3(A)〜図3(C)は、それぞれ、図2に示す振動子のVIIA−VIIA線断面図、VIIB−VIIB線断面図、VIIC−VIIC線断面図である。3A to 3C are a sectional view taken along line VIIA-VIIA, a sectional view taken along line VIIB-VIIB, and a sectional view taken along line VIIC-VIIC of the vibrator shown in FIG. 本実施形態の角速度検出回路の角速度検出モードにおける動作の一例について説明するための図。The figure for demonstrating an example of the operation | movement in the angular velocity detection mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の角速度検出モードにおける動作の他の一例について説明するための図。The figure for demonstrating another example of operation | movement in the angular velocity detection mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の角速度検出モードにおける動作の他の一例について説明するための図。The figure for demonstrating another example of operation | movement in the angular velocity detection mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の故障診断モードにおける動作の一例について説明するための図。The figure for demonstrating an example of operation | movement in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の故障診断モードにおける動作の一例について説明するための図。The figure for demonstrating an example of operation | movement in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の故障診断モードにおける動作の他の一例について説明するための図。The figure for demonstrating another example of operation | movement in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施形態の角速度検出回路の故障診断モードにおける動作の他の一例について説明するための図。The figure for demonstrating another example of operation | movement in the failure diagnosis mode of the angular velocity detection circuit of this embodiment. 本実施の形態の角速度検出装置の故障診断システムの一例を示す図。The figure which shows an example of the failure diagnosis system of the angular velocity detection apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の角速度検出装置の故障診断方法について説明するためのフローチャート図。The flowchart for demonstrating the failure diagnosis method of the angular velocity detection apparatus of this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 角速度検出装置、10 振動子、20 駆動回路、30 検出回路、32 角速度検出信号、40 故障診断回路、50 記憶回路、60 故障診断制御回路、70 外部入力端子、72 外部出力端子、74 外部出力端子、80 角速度検出回路、100 駆動用振動片、102 駆動電極、104 駆動電極、105 駆動振動部、110 検出用振動片、112 検出電極、114 検出電極、115 検出振動部、116 共通電極、120 基部、130 支持部、200 電流電圧変換器(I/V変換器)、210 AC増幅器/コンパレータ、220 加算回路、230 疑似信号発生回路、300 チャージアンプ、310 チャージアンプ、320 差動増幅器、330 AC増幅器、340 同期検波回路、350 DC増幅器、360 積分回路(LPF)、400 故障診断システム 1 angular velocity detection device, 10 vibrator, 20 drive circuit, 30 detection circuit, 32 angular velocity detection signal, 40 failure diagnosis circuit, 50 storage circuit, 60 failure diagnosis control circuit, 70 external input terminal, 72 external output terminal, 74 external output Terminal, 80 Angular velocity detection circuit, 100 Driving vibration piece, 102 Driving electrode, 104 Driving electrode, 105 Driving vibration section, 110 Detection vibrating piece, 112 Detection electrode, 114 Detection electrode, 115 Detection vibration section, 116 Common electrode, 120 Base, 130 Support, 200 Current-voltage converter (I / V converter), 210 AC amplifier / comparator, 220 Adder circuit, 230 Pseudo signal generation circuit, 300 Charge amplifier, 310 Charge amplifier, 320 Differential amplifier, 330 AC Amplifier, 340 Synchronous detection circuit, 350 DC amplifier, 360 Integration circuit (LPF), 400 Fault diagnosis system

Claims (7)

駆動信号に基づいて振動する振動子に接続され、角速度を検出する角速度検出回路であって、
前記振動子の駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、
前記振動子の検出電極に発生する信号に基づいて、角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含み、
前記振動子駆動部は、
故障診断モード時は、角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給し、
前記角速度検出部は、
前記故障診断モード時は、前記振動子の前記駆動電極と前記検出電極の間の静電結合容量を介して前記角速度疑似信号が前記検出電極に伝搬した信号に基づいて、前記角速度検出信号を生成することを特徴とする角速度検出回路。
An angular velocity detection circuit that is connected to a vibrator that vibrates based on a drive signal and detects an angular velocity,
A vibrator drive unit for supplying the drive signal to the drive electrode of the vibrator;
An angular velocity detection unit that generates an angular velocity detection signal corresponding to the angular velocity based on a signal generated in the detection electrode of the vibrator, and
The vibrator driving unit includes:
At the time of failure diagnosis mode, an angular velocity pseudo signal is generated, and the generated angular velocity pseudo signal is superimposed on the drive signal and supplied to the drive electrode of the vibrator,
The angular velocity detector
In the failure diagnosis mode, the angular velocity detection signal is generated based on a signal that the angular velocity pseudo signal has propagated to the detection electrode via an electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator. An angular velocity detection circuit.
請求項1において、
前記故障診断モード時の前記角速度検出信号に基づいて、前記振動子、前記振動子駆動部及び前記角速度検出部の少なくとも一部が故障しているか否かを診断する故障診断部を含むことを特徴とする角速度検出回路。
In claim 1,
And a failure diagnosis unit that diagnoses whether at least a part of the vibrator, the vibrator driving unit, and the angular velocity detection unit is in failure based on the angular velocity detection signal in the failure diagnosis mode. An angular velocity detection circuit.
請求項1又は2において、
前記角速度疑似信号は、前記駆動信号の周波数の2n+1倍(nは1以上の整数)の周波数の信号であることを特徴とする角速度検出回路。
In claim 1 or 2,
The angular velocity detection circuit according to claim 1, wherein the angular velocity pseudo signal is a signal having a frequency that is 2n + 1 times (n is an integer of 1 or more) the frequency of the drive signal.
請求項1又は2において、
前記角速度疑似信号は、前記駆動信号の周波数の1/(2n+1)倍(nは1以上の整数)の周波数の信号であることを特徴とする角速度検出回路。
In claim 1 or 2,
The angular velocity detection circuit according to claim 1, wherein the angular velocity pseudo signal is a signal having a frequency that is 1 / (2n + 1) times (n is an integer of 1 or more) the frequency of the drive signal.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
設定値を記憶する不揮発性の記憶部を含み、
前記振動子駆動部は、
前記記憶部に記憶された前記設定値に応じた振幅を有する前記角速度疑似信号を生成することを特徴とする角速度検出回路。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
Including a non-volatile storage for storing the setting value;
The vibrator driving unit includes:
An angular velocity detection circuit that generates the pseudo angular velocity signal having an amplitude corresponding to the set value stored in the storage unit.
駆動信号に基づいて振動する振動子と、前記振動子に接続され、角速度を検出する角速度検出回路と、を有する角速度検出装置であって、
前記振動子は、
第1の検出電極と、第2の検出電極を含み、駆動電極と前記第1の検出電極の間の第1の静電結合容量の大きさと、前記駆動電極と前記第2の検出電極の間の第2の静電結合容量の大きさが異なるように前記駆動電極、前記第1の検出電極及び前記第2の検出電極が形成されており、
前記角速度検出回路は、
前記振動子の前記駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、前記振動子の前記第1の検出電極及び前記第2の検出電極に発生する信号に基づいて、角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含み、前記振動子駆動部は、故障診断モード時は、角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給し、前記角速度検出部は、前記故障診断モード時は、前記角速度疑似信号が前記第1の静電結合容量を介して前記第1の検出電極に伝搬した信号と、前記角速度疑似信号が前記第2の静電結合容量を介して前記第2の検出電極に伝搬した信号の振幅差に基づいて前記角速度検出信号を生成することを特徴とする角速度検出装置。
An angular velocity detection device comprising: a vibrator that vibrates based on a drive signal; and an angular velocity detection circuit that is connected to the vibrator and detects an angular velocity,
The vibrator is
A first detection electrode and a second detection electrode, the first electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the first detection electrode, and between the drive electrode and the second detection electrode The drive electrode, the first detection electrode, and the second detection electrode are formed so that the second electrostatic coupling capacitance of the second electrostatic coupling capacitance is different,
The angular velocity detection circuit is
An angular velocity in accordance with an angular velocity based on a signal generated at the first detection electrode and the second detection electrode of the vibrator, and a vibrator driving unit that supplies the drive signal to the drive electrode of the vibrator An angular velocity detection unit that generates a detection signal, and the transducer driving unit generates an angular velocity pseudo signal in the failure diagnosis mode, and superimposes the generated angular velocity pseudo signal on the drive signal to the transducer The angular velocity detection unit, in the failure diagnosis mode, the angular velocity pseudo signal propagates to the first detection electrode via the first electrostatic coupling capacitance; and An angular velocity detection device that generates the angular velocity detection signal based on an amplitude difference between signals transmitted from the pseudo pseudo angular velocity signal to the second detection electrode via the second electrostatic coupling capacitance.
駆動信号に基づいて振動する振動子と、前記振動子の駆動電極に前記駆動信号を供給する振動子駆動部と、前記振動子の検出電極に発生する信号に基づいて角速度に応じた角速度検出信号を生成する角速度検出部と、を含む角速度検出装置の故障診断方法であって、
角速度疑似信号を生成し、生成した前記角速度疑似信号を前記駆動信号に重畳して前記振動子の前記駆動電極に供給するステップと、
前記振動子の前記駆動電極と前記検出電極の間の静電結合容量を介して前記角速度疑似信号が前記検出電極に伝搬した信号に基づいて、前記角速度検出部が前記角速度検出信号を生成するステップと、
前記角速度検出信号に基づいて、前記振動子、前記振動子駆動部及び前記角速度検出部の少なくとも一部が故障しているか否かを診断するステップと、を含むことを特徴とする角速度検出装置の故障診断方法。
A vibrator that vibrates based on a drive signal, a vibrator drive unit that supplies the drive signal to the drive electrode of the vibrator, and an angular velocity detection signal that corresponds to an angular velocity based on a signal that is generated at the detection electrode of the vibrator An angular velocity detection unit that generates a fault diagnosis method for an angular velocity detection device, comprising:
Generating an angular velocity pseudo signal and superimposing the generated angular velocity pseudo signal on the drive signal to supply to the drive electrode of the vibrator;
The angular velocity detection unit generates the angular velocity detection signal based on a signal in which the angular velocity pseudo signal propagates to the detection electrode via an electrostatic coupling capacitance between the drive electrode and the detection electrode of the vibrator. When,
And a step of diagnosing whether at least a part of the vibrator, the vibrator driving unit, and the angular velocity detection unit is out of order based on the angular velocity detection signal. Fault diagnosis method.
JP2008208332A 2008-08-13 2008-08-13 Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and fault diagnosis method for angular velocity detection device Expired - Fee Related JP5365770B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008208332A JP5365770B2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and fault diagnosis method for angular velocity detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008208332A JP5365770B2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and fault diagnosis method for angular velocity detection device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010043962A true JP2010043962A (en) 2010-02-25
JP2010043962A5 JP2010043962A5 (en) 2011-10-20
JP5365770B2 JP5365770B2 (en) 2013-12-11

Family

ID=42015456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008208332A Expired - Fee Related JP5365770B2 (en) 2008-08-13 2008-08-13 Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and fault diagnosis method for angular velocity detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5365770B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180274921A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 Seiko Epson Corporation Sensor element control device, physical quantity sensor, electronic device, and fault diagnosis method of vehicle and physical quantity sensor
JPWO2018079173A1 (en) * 2016-10-28 2019-09-12 株式会社堀場エステック Fluid control valve diagnostic device, fluid control device, and fluid control valve diagnostic program
US10746809B2 (en) 2017-09-28 2020-08-18 Seiko Epson Corporation Physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle
WO2023149172A1 (en) * 2022-02-02 2023-08-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Mems sensor diagnostic method, and mems sensor diagnostic system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09236436A (en) * 1996-03-01 1997-09-09 Nissan Motor Co Ltd Self-diagnostic method for angular velocity sensor
JP2000088584A (en) * 1998-09-17 2000-03-31 Denso Corp Angular velocity sensor
JP2001056224A (en) * 1999-08-18 2001-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Angular speed sensor
JP2006504112A (en) * 2003-06-30 2006-02-02 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Monitoring method of rotation speed sensor
JP2006515423A (en) * 2003-10-22 2006-05-25 モトローラ・インコーポレイテッド Electronic sensor with signal processing
JP2008064528A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Toyota Motor Corp Capacity change detection device and method therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09236436A (en) * 1996-03-01 1997-09-09 Nissan Motor Co Ltd Self-diagnostic method for angular velocity sensor
JP2000088584A (en) * 1998-09-17 2000-03-31 Denso Corp Angular velocity sensor
JP2001056224A (en) * 1999-08-18 2001-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Angular speed sensor
JP2006504112A (en) * 2003-06-30 2006-02-02 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Monitoring method of rotation speed sensor
JP2006515423A (en) * 2003-10-22 2006-05-25 モトローラ・インコーポレイテッド Electronic sensor with signal processing
JP2008064528A (en) * 2006-09-06 2008-03-21 Toyota Motor Corp Capacity change detection device and method therefor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018079173A1 (en) * 2016-10-28 2019-09-12 株式会社堀場エステック Fluid control valve diagnostic device, fluid control device, and fluid control valve diagnostic program
US20180274921A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 Seiko Epson Corporation Sensor element control device, physical quantity sensor, electronic device, and fault diagnosis method of vehicle and physical quantity sensor
CN108627147A (en) * 2017-03-23 2018-10-09 精工爱普生株式会社 Sensor element control device, physical quantity transducer and its method for diagnosing faults
JP2018159630A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 セイコーエプソン株式会社 Sensor element controller, physical quantity sensor, electronic apparatus, mobile entity, and method for diagnosing fault in physical quantity sensor
US10731985B2 (en) * 2017-03-23 2020-08-04 Seiko Epson Corporation Sensor element control device, physical quantity sensor, electronic device, and fault diagnosis method of vehicle and physical quantity sensor
CN108627147B (en) * 2017-03-23 2023-08-11 精工爱普生株式会社 Sensor element control device, physical quantity sensor, and fault diagnosis method for physical quantity sensor
US10746809B2 (en) 2017-09-28 2020-08-18 Seiko Epson Corporation Physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle
WO2023149172A1 (en) * 2022-02-02 2023-08-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Mems sensor diagnostic method, and mems sensor diagnostic system

Also Published As

Publication number Publication date
JP5365770B2 (en) 2013-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5360361B2 (en) Angular velocity detector circuit, angular velocity detector, and failure determination system
US9714842B2 (en) Gyroscope self test by applying rotation on coriolis sense mass
US9310203B2 (en) Physical quantity sensor
JP2010505102A (en) Device for measuring yaw rate using vibration sensor
JP5360362B2 (en) Angular velocity detector circuit, angular velocity detector, and failure determination system
JP5365770B2 (en) Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and fault diagnosis method for angular velocity detection device
JP4561528B2 (en) Sensor circuit
JP2006220454A (en) Sensor circuit for capacitance type physical quantity sensor
US20160231119A1 (en) System comprising a mechanical resonator and method therefor
JP5348408B2 (en) Physical quantity detection device, physical quantity detection device abnormality diagnosis system, and physical quantity detection device abnormality diagnosis method
US10401171B2 (en) System comprising a mechanical resonator and method therefor
US6940433B2 (en) Modulation method for signal crosstalk mitigation in electrostatically driven devices
US10309783B2 (en) Physical quantity detection system, electronic apparatus, and moving object
JP2017156313A (en) Angular velocity detection circuit, angular velocity detection device, electronic apparatus and mobile body
JP2011002295A (en) Angular velocity detection device
JP5516391B2 (en) Servo type capacitive sensor device
JP5622000B2 (en) Angular velocity detector circuit, angular velocity detector, and failure determination system
JP5244562B2 (en) Angular velocity detector
JP2005257516A (en) Vibration gyroscope
JP5589171B2 (en) Circuit for physical quantity detection device
JP2010107416A (en) Angular velocity detecting device and method of manufacturing the same
JP4935300B2 (en) Sensor circuit with abnormality detection circuit for self-diagnosis
JP2002213961A (en) Vibration gyro and self-diagnozing method for vibration gyro
JP4983482B2 (en) Inspection device for vibration type physical quantity sensor
JP5622001B2 (en) CIRCUIT FOR ANGLE Velocity Detection Device, Angle Detection Device, and Failure Determination System

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110729

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110729

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110805

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110805

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110819

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121017

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130814

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130827

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees