JP2016183912A - 物理量検出用回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体 - Google Patents
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本適用例に係る物理量検出用回路は、物理量検出素子からの信号が入力され、検出信号を出力する検出回路と、異常診断回路と、を備え、前記検出回路は、少なくとも1つの増幅回路を有し、前記異常診断回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する監視判定回路を有する。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記監視判定回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の飽和を監視してもよい。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記増幅回路の1つは、AC増幅回路であってもよい。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記増幅回路の1つは、DC増幅回路であってもよい。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記検出回路は、前記増幅回路よりも後段にローパスフィルターを有してもよい。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記異常診断回路は、複数の前記増幅回路と、前記複数の増幅回路のそれぞれよりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する複数の前記監視判定回路と、を有してもよい。
上記適用例に係る物理量検出用回路において、前記異常診断回路は、前記複数の監視判定回路からの信号が入力される論理和回路を有してもよい。
本適用例に係る物理量検出装置は、物理量検出素子と、前記物理量検出素子を駆動する駆動回路と、前記物理量検出素子からの信号が入力され、検出信号を出力する検出回路と、異常診断回路と、を備え、前記検出回路は、少なくとも1つの増幅回路を有し、前記異常診断回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する監視判定回路を有する。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの物理量検出用回路を備えている。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの物理量検出用回路を備えている。
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。
1−1.第1実施形態
[物理量検出装置の構成]
図1は、本実施形態の物理量検出装置(角速度検出装置)の機能ブロック図である。本実施形態の物理量検出装置1は、物理量に関わるアナログ信号を出力する物理量検出素子(センサー素子)100と物理量検出用回路200を含んで構成されている。
腕102の屈曲振動と駆動振動腕101a、101bの屈曲振動(励振振動)とは位相が90°ずれている。
の大きさに応じた電圧レベルの検出信号(角速度信号)VOを生成して出力する。この角速度信号VOは、物理量検出用回路200のVOUT端子を介して、物理量検出用回路200の外部装置であるMCU(Micro Control Unit)2(制御装置)に出力される。
次に、駆動回路20について説明する。図5は、駆動回路20の構成例を示す図である。図5に示すように、本実施形態の駆動回路20は、I/V変換回路21、ハイパスフィルター(HPF)22、コンパレーター23、全波整流回路24、積分器25及びコンパレーター26を含んで構成されている。なお、本実施形態の駆動回路20は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
(AGC:Auto Gain Control)がかかる。
次に、検出回路30及び異常診断回路40について説明する。図6は、検出回路30及び異常診断回路40の構成例を示す図である。図6に示すように、本実施形態の検出回路30は、チャージアンプ31,32、差動増幅回路33、ハイパスフィルター(HPF)34、AC増幅回路35、同期検波回路36、DC増幅回路37、ローパスフィルター38、出力バッファー39を含んで構成されている。なお、本実施形態の検出回路30は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
するとともに仕様で決められる周波数範囲の信号を通過させる。このローパスフィルター38は、スイッチトキャパシタフィルター(SCF)であってもよい。スイッチトキャパシタフィルター(SCF)の周波数特性は、物理量検出素子100の安定発振により得られるクロック信号(不図示)の周波数とキャパシター(不図示)の容量比によって決まるため、RCローパスフィルターと比較して、周波数特性のばらつきが極めて小さいという利点がある。
t3においてAC増幅回路35の出力信号が飽和状態となって診断信号DIAGがハイレベル(異常な状態であることを示す電圧レベル)となり、MCU2は、時刻t1〜t5において角速度信号VOを用いた各種の処理を停止する。時刻t3において、AC増幅回路35の出力信号の飽和状態ではなくなって診断信号DIAGがローレベルとなり、MCU2は、角速度信号VOを用いた各種の処理を再開する。
以上に説明したように、第1実施形態の物理量検出装置1(物理量検出用回路200)によれば、物理量検出素子100にその固有周波数に近い周波数の振動を生じさせるような衝撃が加わった場合に、当該衝撃によって物理量検出素子100の出力信号に重畳される信号がAC増幅回路35による信号の増幅によって増大するので、AC増幅回路35の出力信号の大きさ(例えば、飽和)を監視することにより、角速度信号VOが誤っているか否かを診断することができる。従って、MCU2は、診断信号DIAGに基づいて角速度信号VOが誤った信号であることを認識することができるので、角速度信号VOを用いた誤った処理を行うおそれを低減させることができる。特に、第1実施形態の物理量検出装置1(物理量検出用回路200)によれば、物理量検出素子100に比較的高い周波数の振動を生じさせるような衝撃が加わった場合にも、当該衝撃によって物理量検出素子100の出力信号に重畳される信号がAC増幅回路35による信号の増幅によって増大するので、AC増幅回路35の出力信号の大きさを監視することにより、角速度信号VOが誤っているか否かを診断することができる。
第2実施形態の物理量検出装置1は、第1実施形態と同様、物理量検出素子100と物理量検出用回路200を含んで構成されており、物理量検出用回路200は、第1実施形態と同様、基準電圧回路10、駆動回路20、検出回路30、異常診断回路40及び記憶部50を含んで構成されている。ただし、第2実施形態の物理量検出装置1では、異常診断回路40の構成が第1実施形態と異なる。
処理を行うおそれを低減させることができる。特に、第2実施形態の物理量検出装置1(物理量検出用回路200)によれば、物理量検出素子100に比較的高い周波数の振動を生じさせるような衝撃が加わった場合には、当該衝撃によって物理量検出素子100の出力信号に重畳される信号がAC増幅回路35による信号の増幅によって増大し、物理量検出素子100に比較的低い周波数の振動を生じさせるような衝撃が加わった場合には、当該衝撃によって物理量検出素子100の出力信号に重畳される信号がDC増幅回路37による信号の増幅によって増大するので、角速度信号VOが誤っているか否かをより確実に診断することができる。
第3実施形態の物理量検出装置1は、第1実施形態及び第2実施形態と同様、物理量検出素子100と物理量検出用回路200を含んで構成されており、物理量検出用回路200は、第1実施形態及び第2実施形態と同様、基準電圧回路10、駆動回路20、検出回路30、異常診断回路40及び記憶部50を含んで構成されている。ただし、第3実施形態の物理量検出装置1では、異常診断回路40の構成が第1実施形態及び第2実施形態と異なる。
図11は、電子機器の一例である横滑り防止装置の機能ブロック図である。図11に示す横滑り防止装置300は、角速度センサー310、加速度センサー320、車速センサー330、舵角センサー340、制御装置(MCU)350及びブレーキ装置360を含んで構成されており、例えば、不図示の車両に取り付けられる。
図12は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図12に示す移動体400は、物理量検出装置410,420,430、コントローラー440,450,460、バッテリー470、ナビゲーション装置480を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図12の構成要素(各部)の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
ステム、ブレーキシステム、エアーバッグシステム等の各種の制御を行う。
検出回路、31,32 チャージアンプ、33 差動増幅回路、34 ハイパスフィルター、35 AC増幅回路、36 同期検波回路、37 DC増幅回路、38 ローパスフィルター、39 出力バッファー、40 異常診断回路、41,42,43 監視判定回路、44 論理和回路、50 記憶部、100 物理量検出素子、101a〜101b
駆動振動腕、102 検出振動腕、103 錘部、104a〜104b 駆動用基部、105a〜105b 連結腕、106 錘部、107 検出用基部、112〜113 駆動電極、114〜115 検出電極、116 共通電極、300 横滑り防止装置、310 角速度センサー、312 角速度検出用回路、320 加速度センサー、330 車速センサー、340 舵角センサー、350 制御装置(MCU)、360 ブレーキ装置、400 移動体、410,420,430 物理量検出装置、440,450,460 コントローラー、470 バッテリー、480 ナビゲーション装置、490 物理量検出装置
Claims (10)
- 物理量検出素子からの信号が入力され、検出信号を出力する検出回路と、
異常診断回路と、を備え、
前記検出回路は、少なくとも1つの増幅回路を有し、
前記異常診断回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する監視判定回路を有する、物理量検出用回路。 - 前記監視判定回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の飽和を監視する、請求項1に記載の物理量検出用回路。
- 前記増幅回路の1つは、AC増幅回路である、請求項1又は2に記載の物理量検出用回路。
- 前記増幅回路の1つは、DC増幅回路である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の物理量検出用回路。
- 前記検出回路は、前記増幅回路よりも後段にローパスフィルターを有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の物理量検出用回路。
- 前記異常診断回路は、
複数の前記増幅回路と、前記複数の増幅回路のそれぞれよりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する複数の前記監視判定回路と、を有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の物理量検出用回路。 - 前記異常診断回路は、前記複数の監視判定回路からの信号が入力される論理和回路を有する、請求項6に記載の物理量検出用回路。
- 物理量検出素子と、
前記物理量検出素子を駆動する駆動回路と、
前記物理量検出素子からの信号が入力され、検出信号を出力する検出回路と、
異常診断回路と、を備え、
前記検出回路は、少なくとも1つの増幅回路を有し、
前記異常診断回路は、前記増幅回路よりも後段にある回路に入力される信号の大きさを監視する監視判定回路を有する、物理量検出装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の物理量検出用回路を備えている、電子機器。
- 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の物理量検出用回路を備えている、移動体。
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JP2010169408A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Epson Toyocom Corp | 物理量検出装置 |
JP2010286370A (ja) * | 2009-06-12 | 2010-12-24 | Seiko Epson Corp | 物理量検出装置、物理量検出装置の異常診断システム及び物理量検出装置の異常診断方法 |
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