JP2011099733A - Impact detecting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impact detecting device allowing the degree of a momentary impact to be acquired even if some circuits are intermittently operated to save on power. <P>SOLUTION: This impact detecting device 1 is equipped with: impact detectors 2 and 3; a capacitor 8; a delay controller 5; a switch 6; a comparator 9; and a recording circuit 10. The impact detector 2 changes its output owing to the detection of an impact. The impact detector 3 changes its output of a detection signal according to acceleration. Electric charge corresponding to an output signal of the impact detector 3 is stored in the capacitor 8. By the delay controller 5 and the switch 6, the impact detector 3 is disconnected from the capacitor 8 a prescribed time period later than the detection of the impact made by the impact detector 2. The comparator 9 outputs an output signal related to the electric charge stored in the capacitor 8. The recording circuit 10 is started from a resting state a prescribed time period or more later than the detection of the impact based on the output of the impact detector 2 to record a real time clock when the output signal of the comparator changes. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、衝撃の程度を検出した衝撃検出値に基づき所定の処理を行う衝撃検出装置に関し、特には衝撃検出装置の低消費電力化の技術に関する。   The present invention relates to an impact detection device that performs predetermined processing based on an impact detection value that detects the degree of impact, and more particularly to a technique for reducing power consumption of the impact detection device.

輸送中に物品が受ける振動や衝撃の程度を検出するために、衝撃検出装置が用いられる。一般的な衝撃検出装置は物品の輸送時に利用されるため、可搬性のある電池が電源回路に用いられる。また、衝撃検出装置では、衝撃検出値(具体的には加速度など)をセンサで検出し、センサの出力信号を所定のサンプリングレートでサンプリングし記録する。衝撃は、数十ミリSECから数秒程度の時間幅で発生するため、衝撃検出装置では衝撃の時間幅の1/10程度の時間分解能が必要となる。このため、記録するデータ量はサンプリングレートに応じて大きくなりメモリ容量が問題となることがある。また、高速なデータ処理が必要でデータ処理の頻度が高くなるため、データ処理に要する消費電力が過大になって電池容量が問題となることもある。   An impact detection device is used to detect the degree of vibration and impact that an article receives during transportation. Since a general impact detection device is used when an article is transported, a portable battery is used for a power supply circuit. In the impact detection device, an impact detection value (specifically, acceleration or the like) is detected by a sensor, and an output signal of the sensor is sampled and recorded at a predetermined sampling rate. Since the impact is generated with a time width of several tens of millimeters SEC to several seconds, the impact detection device requires a time resolution of about 1/10 of the time width of the impact. For this reason, the amount of data to be recorded increases depending on the sampling rate, and the memory capacity may become a problem. In addition, since high-speed data processing is required and the frequency of data processing increases, power consumption required for data processing becomes excessive, and battery capacity may become a problem.

そこで、一定レベルより大きな衝撃検出値の発生時刻と、その衝撃検出値のみを記録する衝撃検出装置を用いることで、データ量とデータ処理の頻度を抑制し、省電力化を図ることがある(例えば、特許文献1参照。)。   Therefore, by using an impact detection device that records only the impact detection value that is larger than a certain level and the impact detection value, the amount of data and the frequency of data processing may be suppressed to save power ( For example, see Patent Document 1.)

図1は特許文献1を参考にした従来の衝撃検出装置の構成例のブロック図である。
衝撃検出装置101は、演算処理部102、衝撃検出器103、フィルタ104、増幅器105、ピークホールド部106、A/Dコンバータ107、コンパレータ108、および、電源回路109を備える。電源回路109は電源スイッチのオンにより、演算処理部102やA/Dコンバータ107に電力を供給する。衝撃検出器103は衝撃を受けて衝撃検出信号を出力する。フィルタ104は衝撃検出信号からノイズ成分を除去する。増幅器105は衝撃検出信号を増幅する。ピークホールド部106は衝撃検出信号のピーク値を記憶する。A/Dコンバータ107は衝撃検出信号のピーク値をアナログデータからデジタルデータに変換する。コンパレータ108はスレッショルドレベルを超える衝撃検出信号が入力されるとトリガ信号を出力する。演算処理部102はトリガ信号の発生時刻および、デジタルデータをメモリに記録させる。
FIG. 1 is a block diagram of a configuration example of a conventional impact detection device with reference to Patent Document 1. In FIG.
The impact detection apparatus 101 includes an arithmetic processing unit 102, an impact detector 103, a filter 104, an amplifier 105, a peak hold unit 106, an A / D converter 107, a comparator 108, and a power supply circuit 109. The power supply circuit 109 supplies power to the arithmetic processing unit 102 and the A / D converter 107 when the power switch is turned on. The impact detector 103 receives an impact and outputs an impact detection signal. The filter 104 removes noise components from the impact detection signal. The amplifier 105 amplifies the impact detection signal. The peak hold unit 106 stores the peak value of the impact detection signal. The A / D converter 107 converts the peak value of the impact detection signal from analog data to digital data. The comparator 108 outputs a trigger signal when an impact detection signal exceeding the threshold level is input. The arithmetic processing unit 102 records the generation time of the trigger signal and the digital data in the memory.

また、物品の輸送中にはGPS装置が用いられることがある(例えば特許文献2参照。)。GPS装置では、消費電力の大きなGPSユニットを間欠動作させ、消費電力の小さなRTC(Real Time Clock)部のみを常時動作させて、省電力化を図ることがある。   In addition, a GPS device may be used during transportation of an article (see, for example, Patent Document 2). In a GPS device, a GPS unit with high power consumption is intermittently operated, and only an RTC (Real Time Clock) unit with low power consumption is always operated to save power.

特開平1−265165号公報JP-A-1-265165 特表2007−521483号公報Special table 2007-521383 gazette

衝撃検出装置においてさらなる省電力化のため、GPS装置のように間欠動作を採用することが望まれる。しかし、衝撃検出装置で間欠動作を採用するには、スリープ状態からアクティブ状態に移行する際の立ち上がりに要する時間が問題となる。   In order to further save power in the impact detection device, it is desired to adopt intermittent operation like a GPS device. However, in order to employ intermittent operation in the impact detection device, there is a problem in the time required for rising when shifting from the sleep state to the active state.

衝撃検出装置では、衝撃が数十ミリSECから数秒程度の時間幅で発生するため、衝撃の発生を起動トリガとして利用すれば、衝撃の時間幅の1/10程度で立ち上がるような高速応答性(高速起動性)が要求される。そのため、GPS装置のような間欠動作をそのまま衝撃記録装置に採用することは困難である。特にA/Dコンバータや演算回路などは時間分解能や動作頻度が高いので間欠動作による省電力効果は大きいが、高速応答性が十分でないためこれらを間欠動作させることは困難である。   In the impact detection device, the impact occurs in a time span of several tens of millimeters of SEC to a few seconds, so if the impact is used as a start trigger, high-speed response that rises in about 1/10 of the impact duration ( Fast startability) is required. Therefore, it is difficult to adopt an intermittent operation like a GPS device as it is for an impact recording device. In particular, A / D converters and arithmetic circuits have a high time resolution and high operation frequency, so that the power saving effect by the intermittent operation is great. However, since the high-speed response is not sufficient, it is difficult to operate them intermittently.

そこで本発明は、一部の回路を間欠動作させて従来より省電力化しても、衝撃の程度を把握することが可能な衝撃検出装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an impact detection device that can grasp the degree of impact even when some circuits are intermittently operated to save power than before.

この発明の衝撃検出装置は、第1の衝撃検出部、第2の衝撃検出部、蓄電部、遅延スイッチ部、電荷検出部、および、信号処理部を備える。第1の衝撃検出部は衝撃の検出により出力が変化する。第2の衝撃検出部は衝撃の程度に応じて変化する衝撃検出値を出力する。蓄電部は、衝撃検出値に応じた電荷を蓄電する。遅延スイッチ部は、第2の衝撃検出部と蓄電部との間の接続を、第1の衝撃検出部による衝撃の検出時から所定時間だけ遅延して切断する。電荷検出部は、蓄電部に蓄電された電荷量に関する出力信号を出力する。信号処理部は、第1の衝撃検出部による衝撃の検出時から前記所定時間以上遅延してスリープ状態から立ち上がり、電荷検出部の出力信号に基づく処理を行う。   The impact detection device of the present invention includes a first impact detection unit, a second impact detection unit, a power storage unit, a delay switch unit, a charge detection unit, and a signal processing unit. The output of the first impact detector changes depending on the impact detected. The second impact detection unit outputs an impact detection value that changes according to the degree of impact. The power storage unit stores a charge corresponding to the impact detection value. The delay switch unit disconnects the connection between the second shock detection unit and the power storage unit with a predetermined time delay from the time of detection of the shock by the first shock detection unit. The charge detection unit outputs an output signal related to the amount of charge stored in the power storage unit. The signal processing unit rises from the sleep state with a delay of the predetermined time or more from the time of detection of the impact by the first impact detection unit, and performs processing based on the output signal of the charge detection unit.

この構成では、第1の衝撃検出部による衝撃の検出後、衝撃がある程度治まった時点で、遅延スイッチ部が蓄電部と第2の衝撃検出部との接続を切断する。したがって、それまでに蓄電部には第2の衝撃検出部の出力する衝撃検出値を積分した電荷量が蓄電され、遅延スイッチ部の切断により電荷量がホールドされる。これにより、衝撃の発生から遅れて信号処理部がスリープ状態から立ち上がっても、アクティブ状態となる前の衝撃の程度に応じて蓄電部に蓄電された電荷量から、その衝撃の程度を把握することが可能になる。   In this configuration, after the impact is detected by the first impact detection unit, the delay switch unit disconnects the connection between the power storage unit and the second impact detection unit when the impact is moderated to some extent. Therefore, the charge amount obtained by integrating the shock detection value output from the second shock detection unit is stored in the power storage unit so far, and the charge amount is held by disconnection of the delay switch unit. As a result, even if the signal processing unit starts up from the sleep state with a delay from the occurrence of the shock, the degree of the shock can be grasped from the amount of charge stored in the power storage unit according to the level of the shock before entering the active state. Is possible.

この発明の電荷検出部は、蓄電部に蓄電された電荷を既知の時間割合で放電し、出力信号が放電中に変化すると好適である。この構成では、電荷検出部で放電を行う時間(放電時間)が、蓄電部に蓄電された電荷量に応じたものになる。したがって、出力信号が変化する時間間隔から、放電時間と衝撃の程度とを把握することが可能になる。   The charge detection unit of the present invention is preferably such that the charge stored in the power storage unit is discharged at a known time ratio, and the output signal changes during the discharge. In this configuration, the time for discharging in the charge detection unit (discharge time) corresponds to the amount of charge stored in the power storage unit. Therefore, it is possible to grasp the discharge time and the degree of impact from the time interval at which the output signal changes.

この発明の衝撃検出装置は、RTC部を更に備えると好適である。RTC部は計時によりリアルタイムクロックを出力する。信号処理部は、電荷検出部の出力信号の変化間隔をカウントしてリアルタイムクロックとともにメモリに記録する。この構成では、信号処理部では放電時間をカウントしてリアルタイムクロックとともにメモリに記録するのみなので、データ処理が簡易でデータ処理の頻度とデータ量とを抑制でき、記録処理に伴う消費電力を節約できる。   It is preferable that the impact detection device of the present invention further includes an RTC unit. The RTC unit outputs a real time clock by counting time. The signal processing unit counts the change interval of the output signal of the charge detection unit and records it in the memory together with the real time clock. In this configuration, since the signal processing unit only counts the discharge time and records it in the memory together with the real-time clock, the data processing is simple, the frequency and amount of data processing can be suppressed, and the power consumption associated with the recording processing can be saved. .

この発明の遅延スイッチ部は、第1の衝撃検出部による衝撃の検出時に第2の衝撃検出部と蓄電部との間を接続すると好適である。この構成によって、第1の衝撃検出部による衝撃の検出がされないほど小さな衝撃に対して、蓄電部の蓄電が進展することが防がれる。そのため、第1の衝撃検出部により検出されうる大きさの衝撃に対してのみ、蓄電部の蓄電が進展し、その衝撃の程度をより正確に把握することが可能になる。   In the delay switch unit according to the present invention, it is preferable that the second impact detection unit and the power storage unit are connected when an impact is detected by the first impact detection unit. With this configuration, it is possible to prevent power storage in the power storage unit from progressing with respect to a shock that is so small that the first shock detection unit does not detect the shock. Therefore, the power storage of the power storage unit progresses only with respect to the impact of a magnitude that can be detected by the first impact detection unit, and the degree of the impact can be grasped more accurately.

この発明の第1の衝撃検出部と第2の衝撃検出部とは、同一のセンサの出力を利用してもよい。この場合第1の衝撃検出部は高ゲインでほぼ矩形波状にすばやく立ち上がるようなスイッチ信号を形成するようにし、本来の加速度を計測する第2のリニア計測センサ(衝撃検出部)の出力信号とは分けて利用するとよい。   The first impact detection unit and the second impact detection unit of the present invention may use the output of the same sensor. In this case, the first impact detection unit forms a switch signal that quickly rises in a substantially rectangular wave shape with a high gain, and what is the output signal of the second linear measurement sensor (impact detection unit) that measures the original acceleration? It is good to use separately.

この発明によれば、衝撃検出値に応じた電荷量を蓄電部に蓄電してホールドするので、衝撃の発生から遅れて信号処理部がスリープ状態から立ち上がっても、蓄電部の電荷量からアクティブ状態となる前に生じた衝撃の程度を把握できる。したがって、少なくとも信号処理部を間欠動作させることが可能なので、衝撃検出装置を省電力化できる。   According to the present invention, since the amount of charge corresponding to the impact detection value is stored in the power storage unit and held, even if the signal processing unit rises from the sleep state after the occurrence of the impact, the charge state of the power storage unit is determined from the active state. The degree of impact that occurred before Therefore, since at least the signal processing unit can be operated intermittently, it is possible to save power in the impact detection device.

従来例に係る衝撃検出装置の概略の回路図である。It is a schematic circuit diagram of the impact detection apparatus which concerns on a prior art example. 本発明の第1の実施形態に係る衝撃検出装置の概略構成例を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structural example of the impact detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図2の衝撃検出装置が備えるコンパレータの概略構成例を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structural example of the comparator with which the impact detection apparatus of FIG. 2 is provided. 本発明の第2の実施形態に係る衝撃検出装置の概略構成例を説明する図である。It is a figure explaining the schematic structural example of the impact detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本願発明の第1の実施形態に係る衝撃検出装置を説明する。
図2は衝撃検出装置1の概略構成例を説明する図である。衝撃検出装置1は衝撃検出部2,3、遅延制御部5、スイッチ6、抵抗7、コンデンサ8、コンパレータ9、記録回路10、RTC(Real Time Clock)部11、および電池12を備える。
The impact detection device according to the first embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the impact detection device 1. The impact detection device 1 includes impact detection units 2 and 3, a delay control unit 5, a switch 6, a resistor 7, a capacitor 8, a comparator 9, a recording circuit 10, an RTC (Real Time Clock) unit 11, and a battery 12.

電池12は、各部に動作電圧Vccを供給する。RTC部11は、リアルタイムクロックRTCの値を計時する。   The battery 12 supplies an operating voltage Vcc to each part. The RTC unit 11 measures the value of the real time clock RTC.

衝撃検出部2は本発明の第1の衝撃検出部であり、加速度センサ(不図示)を備え、加速度センサが所定レベル以上の加速度を検出する間にHIGHレベルになる2値信号Vtを出力する。なお、第1の衝撃検出部(衝撃検出部2)による衝撃の検出精度は低くてもよく、低消費電力な加速度センサを用いると好適である。   The impact detection unit 2 is a first impact detection unit of the present invention, and includes an acceleration sensor (not shown), and outputs a binary signal Vt that becomes HIGH level while the acceleration sensor detects acceleration of a predetermined level or higher. . Note that the accuracy of impact detection by the first impact detection unit (impact detection unit 2) may be low, and it is preferable to use an acceleration sensor with low power consumption.

衝撃検出部3は本発明の第2の衝撃検出部であり、加速度センサ3A、アンプ3B、および全波整流回路3Cを備える。加速度センサ3Aは高消費電力であっても高精度であると好適であり、加速度に応じて変化するアナログ出力信号を出力する。アンプ3Bは、加速度センサ3Aの出力信号を増幅する。全波整流回路3Cはアンプ3Bの出力信号を全波整流する。   The impact detector 3 is a second impact detector of the present invention, and includes an acceleration sensor 3A, an amplifier 3B, and a full-wave rectifier circuit 3C. The acceleration sensor 3A preferably has high accuracy even with high power consumption, and outputs an analog output signal that changes according to the acceleration. The amplifier 3B amplifies the output signal of the acceleration sensor 3A. The full wave rectification circuit 3C performs full wave rectification on the output signal of the amplifier 3B.

スイッチ6は衝撃検出部3と抵抗7との間に接続され、遅延制御部5の出力により開閉状態が制御される。したがって、スイッチ6と遅延制御部5とが本発明の遅延スイッチ部を構成する。抵抗7は、コンパレータ9およびコンデンサ8と、スイッチ6との間に接続される。コンデンサ8は、抵抗7とコンパレータ9との間に一端が接続され、他端が接地される。コンデンサ8および抵抗7は積分回路を構成し、本発明の蓄電部に相当する。   The switch 6 is connected between the impact detection unit 3 and the resistor 7, and the open / close state is controlled by the output of the delay control unit 5. Therefore, the switch 6 and the delay control unit 5 constitute a delay switch unit of the present invention. The resistor 7 is connected between the comparator 9 and the capacitor 8 and the switch 6. One end of the capacitor 8 is connected between the resistor 7 and the comparator 9, and the other end is grounded. The capacitor 8 and the resistor 7 constitute an integration circuit and correspond to the power storage unit of the present invention.

遅延制御部5は、衝撃検出部2の出力する2値信号VtがHIGHレベルになるとスイッチ6を開状態から閉状態にする。また、衝撃検出部2の出力する2値信号VtがHIGHレベルになってから所定時間の遅延後に、スイッチ6を閉状態から開状態にする。したがって、衝撃検出部2が所定レベル以上の衝撃を検出してから一定期間にのみ、衝撃検出部3の出力が閉状態のスイッチ6を流れる。これにより、コンデンサ8に衝撃検出部3の出力に基づく電荷が蓄電される。そして、この一定期間の経過後には、遅延制御部5がスイッチ6を再び開状態にするので、衝撃検出部3の出力に基づく電荷がそれ以上コンデンサ8に蓄電されることが防がれるとともに、抵抗7によりコンデンサ8の電荷が放電されることが防がれる。ここのようにして、コンデンサ8の電荷量がホールドされることになる。   The delay control unit 5 switches the switch 6 from the open state to the closed state when the binary signal Vt output from the impact detection unit 2 becomes HIGH level. Further, the switch 6 is changed from the closed state to the open state after a predetermined time delay after the binary signal Vt output from the impact detection unit 2 becomes HIGH level. Therefore, the output of the impact detector 3 flows through the closed switch 6 only for a certain period after the impact detector 2 detects an impact of a predetermined level or higher. As a result, a charge based on the output of the impact detector 3 is stored in the capacitor 8. Then, after the lapse of the predetermined period, the delay control unit 5 opens the switch 6 again, so that it is possible to prevent the electric charge based on the output of the impact detection unit 3 from being stored in the capacitor 8 any more, The resistor 7 prevents the capacitor 8 from being discharged. In this way, the charge amount of the capacitor 8 is held.

コンパレータ9は本発明の電荷検出部に相当し、入力抵抗によってコンデンサ8の電荷を既知の時間割合で放電しながら、電荷電圧が所定レベルより大きいか判定し、大きい場合にHIGHレベルとなる2値信号を出力する。コンパレータ9での放電により、コンデンサ8の電荷電圧は指数関数的に減少していき所定レベルより小さくなると出力はLOWレベルに変化する。図3はコンパレータ9の概略構成例を説明する図である。コンパレータ9はアナログICであり、コンデンサ8の電荷電圧を入力電圧Einとして、設定電圧Etと出力電圧Eoutとの分圧電圧を基準電圧として、入力電圧Einの大きさを基準電圧と比較する。コンパレータ9の出力電圧Eoutは、基準電圧よりも入力電圧Einが大きくなる場合にLOWレベルからHIGHレベルに変化し、入力電圧Einが小さくなる場合にHIGHレベルからLOWレベルに変化する。このコンパレータ9はオペアンプと基本的な動作原理が同じで、非常に大きな増幅度であり、差動入力のほんのわずかの差を検出することが可能である。また、設定電圧Etと出力電圧Eoutとの分圧である基準電圧はヒステリシスを持ち、出力電圧Eoutを反転させるためには、入力電圧Einが設定電圧Etよりヒステリシス分だけ大きい必要がある。このため、ノイズなどのわずかの電圧差でコンパレータ9の動作が不安定になることを防ぐことができる。このようなコンパレータ9は一般に二重積分型コンパレータと呼ばれている(例えば、http://www.mlab.ice.uec.ac.jp/mit/text/singou/Siryo/Supplement-1/node6.html,2009/09/16 参照。)。   The comparator 9 corresponds to a charge detection unit of the present invention, and determines whether the charge voltage is larger than a predetermined level while discharging the charge of the capacitor 8 by an input resistance at a known time ratio. Output a signal. When the comparator 9 discharges, the charge voltage of the capacitor 8 decreases exponentially and becomes lower than a predetermined level, and the output changes to the LOW level. FIG. 3 is a diagram for explaining a schematic configuration example of the comparator 9. The comparator 9 is an analog IC, and compares the magnitude of the input voltage Ein with the reference voltage using the charge voltage of the capacitor 8 as the input voltage Ein, the divided voltage of the set voltage Et and the output voltage Eout as the reference voltage. The output voltage Eout of the comparator 9 changes from the LOW level to the HIGH level when the input voltage Ein becomes larger than the reference voltage, and changes from the HIGH level to the LOW level when the input voltage Ein becomes smaller. This comparator 9 has the same basic operation principle as that of the operational amplifier, has a very large amplification degree, and can detect only a slight difference between the differential inputs. Further, the reference voltage, which is a divided voltage of the set voltage Et and the output voltage Eout, has hysteresis, and in order to invert the output voltage Eout, the input voltage Ein needs to be larger than the set voltage Et by the hysteresis. For this reason, it is possible to prevent the operation of the comparator 9 from becoming unstable due to a slight voltage difference such as noise. Such a comparator 9 is generally called a double integration type comparator (for example, http://www.mlab.ice.uec.ac.jp/mit/text/singou/Siryo/Supplement-1/node6. (See html, 2009/09/16.)

記録回路10は本発明の信号処理部であり、スリープ状態とアクティブ状態とを繰り返して間欠動作するように構成される。スリープ状態の記録回路10は、衝撃検出部2の出力する2値信号VtがHIGHレベルになるとアクティブ状態への立ち上がりを開始する。2値信号VtがHIGHレベルになってから、実際にアクティブ状態を開始するまでには起動ラグがあり、記録回路10は、コンデンサ8が電荷をホールドした後にアクティブ状態となる。なお、記録回路10が逆にアクティブ状態からスリープ状態に移行するには、衝撃検出部2の出力する2値信号Vtが一定時間LOWレベルであることや、アクティブ状態が立ち上がってから一定時間が経過したことなどを条件とすると好適である。   The recording circuit 10 is a signal processing unit of the present invention, and is configured to operate intermittently by repeating a sleep state and an active state. The recording circuit 10 in the sleep state starts rising to the active state when the binary signal Vt output from the impact detection unit 2 becomes HIGH level. There is a startup lag between when the binary signal Vt becomes HIGH level and when the active state is actually started, and the recording circuit 10 becomes active after the capacitor 8 holds the electric charge. In order for the recording circuit 10 to shift from the active state to the sleep state, the binary signal Vt output from the impact detection unit 2 is at a LOW level for a certain time, or a certain time has elapsed after the active state has risen. It is preferable to make it a condition.

アクティブ状態の記録回路10は、コンパレータ9の出力信号がHIGHレベルである間にクロックパルスをカウントして、リアルタイムクロックとともにメモリに記録する。
このクロックパルスのカウント数は、コンパレータ9による電荷の放電時間、およびコンデンサ8の電荷量に応じたものになる。したがって、このクロックパルスのカウント数から、衝撃検出部2が衝撃を検出してから一定期間の間の、衝撃の程度、すなわち、衝撃検出部3の出力の積分値を把握することが可能になる。なお、起動ラグは略一定であることから、仮に記録回路10がアクティブ状態となる時刻が放電開始よりも後であっても、アクティブ状態になってから放電終了までのクロックパルスのカウント数により放電時間は一意に定まる。
The recording circuit 10 in the active state counts clock pulses while the output signal of the comparator 9 is at a high level, and records it in the memory together with the real time clock.
The count number of the clock pulse depends on the charge discharge time by the comparator 9 and the charge amount of the capacitor 8. Therefore, from the count number of the clock pulses, it is possible to grasp the degree of impact, that is, the integrated value of the output of the impact detection unit 3 during a certain period after the impact detection unit 2 detects the impact. . Since the start lag is substantially constant, even if the time when the recording circuit 10 becomes active is after the start of discharge, the discharge is performed according to the number of clock pulses counted from the active state to the end of discharge. Time is uniquely determined.

以上の構成により、この衝撃検出装置1を用いて、記録回路10やコンパレータ9、衝撃検出部3などを間欠動作させながらも、瞬間的な衝撃の程度を把握することが可能になる。したがって、装置全体の消費電力を抑制することができ、電池12の小容量化や小型化が可能になる。また、記録回路10でメモリに記録するデータが、放電時間におけるカウント数、開始時刻や放電終了時刻、放電時間などのみになるので、メモリの節約と、記録回路10のデータ記録処理の頻度の抑制が可能になる。したがって、この点からも省電力化を進展させられる。   With the above configuration, the impact detection device 1 can be used to grasp the instantaneous impact level while intermittently operating the recording circuit 10, the comparator 9, the impact detection unit 3, and the like. Therefore, the power consumption of the entire apparatus can be suppressed, and the capacity and size of the battery 12 can be reduced. Further, since the data to be recorded in the memory by the recording circuit 10 is only the count number in the discharge time, the start time, the discharge end time, the discharge time, etc., memory saving and the frequency of the data recording process of the recording circuit 10 are suppressed. Is possible. Therefore, power saving can be promoted also from this point.

なお、本発明は上述の実施形態の他の多様な構成で実施できる。例えば、衝撃検出部2に替えて、加速度センサ3Aの出力がスレッショルドレベル以上かどうかを判定して、HIGH/LOWレベルの検出信号を出力する回路を設けて、第1と第2の衝撃検出部に同一のセンサの出力を用いるようにしてもよい。この場合は、高精度かつ加速度に応じて変化するアナログ出力信号を出力するセンサを用いると好適である。第1と第2の衝撃検出部に同一のセンサを用いれば、衝撃検出部の部品点数が削減され、装置全体を小型にできる。衝撃検出部の部品点数が削減されても信号処理部は間欠動作できるため、信号処理部が常時動作されるときに比べ省電力にできる。
また、記録回路で衝撃の検出値を直接演算してからメモリに記録するようにしてもよい。また、記録回路でのメモリへの記録を行わずに、通信回路を介してデータを送信するように構成してもよい。少なくとも、衝撃の検出信号に基づいて蓄電した電荷量を把握可能な回路構成とすることで、本発明は好適に実施できる。
The present invention can be implemented with various other configurations of the above-described embodiments. For example, instead of the impact detection unit 2, a circuit for determining whether the output of the acceleration sensor 3A is equal to or higher than a threshold level and outputting a detection signal of a HIGH / LOW level is provided, and the first and second impact detection units Alternatively, the output of the same sensor may be used. In this case, it is preferable to use a sensor that outputs an analog output signal that changes in accordance with acceleration with high accuracy. If the same sensor is used for the first and second impact detection units, the number of parts of the impact detection unit is reduced, and the entire apparatus can be reduced in size. Since the signal processing unit can operate intermittently even if the number of parts of the impact detection unit is reduced, it is possible to save power compared to when the signal processing unit is always operated.
Further, the impact detection value may be directly calculated by the recording circuit and then recorded in the memory. Further, the data may be transmitted via the communication circuit without performing recording in the memory by the recording circuit. The present invention can be suitably implemented by using a circuit configuration that can grasp at least the amount of charge stored based on the detection signal of impact.

次に、本願発明の第2の実施形態に係る衝撃検出装置を説明する。
図4は衝撃検出装置21の概略構成例を説明する図である。この衝撃検出装置21は前述の衝撃検出装置1と同様の構成に加えて、間欠動作制御部22を備える。また、電源12は間欠動作制御部22と衝撃検出部2とRTC部11と記録回路10とに対して動作電力を直接供給し、衝撃検出部3およびコンパレータ9へは間欠動作制御部22を介して動作電力を間接供給する。間欠動作制御部22は、遅延制御部5からの制御によりスイッチ6が閉状態になる期間と同期して、動作電圧Vccを衝撃検出部3およびコンパレータ9に供給する。
Next, an impact detection apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the impact detection device 21. The impact detection device 21 includes an intermittent operation control unit 22 in addition to the same configuration as the impact detection device 1 described above. The power supply 12 directly supplies operating power to the intermittent operation control unit 22, the impact detection unit 2, the RTC unit 11, and the recording circuit 10, and the impact detection unit 3 and the comparator 9 are connected via the intermittent operation control unit 22. To indirectly supply operating power. The intermittent operation control unit 22 supplies the operating voltage Vcc to the impact detection unit 3 and the comparator 9 in synchronization with a period during which the switch 6 is closed by the control from the delay control unit 5.

このような構成であっても本発明は好適に実施でき、この構成により、衝撃検出部3およびコンパレータ9も間欠動作させて、省電力化をさらに進展させることが可能になる。   Even with such a configuration, the present invention can be suitably implemented. With this configuration, the impact detection unit 3 and the comparator 9 can also be intermittently operated to further advance power saving.

1,21…衝撃検出装置
2,3…衝撃検出部
3A…加速度センサ
3B…アンプ
3C…全波整流回路
5…遅延制御部
6…スイッチ
7…抵抗
8…コンデンサ
9…コンパレータ
10…記録回路
11…RTC部
12…電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21 ... Impact detection apparatus 2, 3 ... Impact detection part 3A ... Acceleration sensor 3B ... Amplifier 3C ... Full wave rectification circuit 5 ... Delay control part 6 ... Switch 7 ... Resistance 8 ... Capacitor 9 ... Comparator 10 ... Recording circuit 11 ... RTC unit 12 ... Battery

Claims (5)

衝撃の検出により出力が変化する第1の衝撃検出部、
衝撃の程度に応じて変化する衝撃検出値を出力する第2の衝撃検出部、
前記衝撃検出値に応じた電荷を蓄電する蓄電部、
前記第2の衝撃検出部と前記蓄電部との間の接続を、前記第1の衝撃検出部の出力に基づいて衝撃の検出時から所定時間だけ遅延して切断する遅延スイッチ部、
前記蓄電部に蓄電された電荷量に関する出力信号を出力する電荷検出部、および、
前記第1の衝撃検出部の出力に基づいて、衝撃の検出時から所定時間以上遅延して休止状態から起動し、前記電荷検出部の出力信号に基づく処理を行う信号処理部、を備える衝撃検出装置。
A first impact detector whose output changes upon detection of impact;
A second impact detector that outputs an impact detection value that changes in accordance with the degree of impact;
A power storage unit that stores electric charge according to the impact detection value;
A delay switch unit that disconnects the connection between the second shock detection unit and the power storage unit with a predetermined time delay from the time of detection of the shock based on the output of the first shock detection unit;
A charge detection unit that outputs an output signal related to the amount of charge stored in the power storage unit; and
An impact detection comprising: a signal processing unit that starts from a resting state with a delay of a predetermined time or more from the time of detection of an impact based on the output of the first impact detection unit and performs processing based on an output signal of the charge detection unit apparatus.
前記電荷検出部は、前記蓄電部に蓄電された電荷を既知の時間割合で放電し、前記出力信号が放電中に変化する、請求項1に記載の衝撃検出装置。   The impact detection device according to claim 1, wherein the charge detection unit discharges the charge stored in the power storage unit at a known time ratio, and the output signal changes during discharge. 計時によりリアルタイムクロックを出力するRTC部を更に備え、
前記信号処理部は、前記電荷検出部の出力信号の変化間隔をカウントしてリアルタイムクロックとともにメモリに記録する、請求項2に記載の衝撃検出装置。
It further includes an RTC unit that outputs a real-time clock according to timing,
The impact detection device according to claim 2, wherein the signal processing unit counts a change interval of an output signal of the charge detection unit and records it in a memory together with a real-time clock.
前記遅延スイッチ部は、前記第1の衝撃検出部の出力に基づいて衝撃の検出時に前記第2の衝撃検出部と前記蓄電部との間を接続する、請求項1〜3のいずれかに記載の衝撃検出装置。   The delay switch unit connects between the second shock detection unit and the power storage unit when detecting a shock based on an output of the first shock detection unit. Shock detection device. 前記第1の衝撃検出部と前記第2の衝撃検出部とは、同一のセンサの出力を利用する、請求項1〜4のいずれかに記載の衝撃検出装置。   The impact detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first impact detection unit and the second impact detection unit use an output of the same sensor.
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