JP2019215189A

JP2019215189A - 容量式物理量検出装置

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Publication number: JP2019215189A
Application number: JP2018111335A
Authority: JP
Inventors: 真佐也袴田; Masaya Hakamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-12-19

Abstract

【課題】信号処理回路の異常判定を行える容量式物理量検出装置を提供する。【解決手段】補正回路５０から補正容量Ｃａ、および補正容量Ｃａ異なる診断容量ＣｂもＣＶ変換回路４０に入力可能な構成とする。異常診断回路６０は、補正回路５０から補正容量Ｃａおよび診断容量ＣｂがＣＶ変換回路４０に入力されるようにすることによってＣＶ変換回路４０から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１および診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が出力されるようにする。そして、異常診断回路６０は、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１と診断変換電圧Ｖｏｕｔ２との差を演算して判定電圧Ｖを生成し、判定電圧Ｖが補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差に基づく許容電圧範囲内に含まれるか否かを判定することで信号処理回路２０の異常診断を行うようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、第１容量と第２容量とが構成されたセンサ部を有する容量式物理量検出装置に関するものである。

従来より、物理量に応じた容量変化に基づいてセンサ信号を出力するセンサ部を備えた容量式物理量検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この容量式物理量検出装置は、センサ部と信号処理回路とを有する構成とされている。

センサ部は、可動電極と第１、第２固定電極とを有しており、可動電極と第１固定電極との間で第１容量が構成され、可動電極と第２固定電極との間で第２容量が構成されている。そして、センサ部は、物理量が印加されて可動電極が変位すると第１容量および第２容量が変化するため、第１容量と第２容量との差をセンサ信号として出力する。

なお、第１容量および第２容量は、物理量が印加されていない状態では等しくなるように形成されるが、製造誤差等によって極小のずれを有している。

信号処理回路は、センサ部と接続されており、センサ信号に対して所定の処理を行うものである。そして、信号処理回路は、物理量が印加されていない状態において、第１容量と第２容量とが一致するように、補正容量を付加する補正回路を有している。つまり、信号処理回路は、物理量が印加されていない状態において、第１容量と第２容量との差が無くなる補正容量を印加する補正回路を有している。

米国特許第１５５９７９号明細書

しかしながら、上記容量式物理量検出装置は、信号処理回路の異常診断については特に考慮されていない。そして、現状では、容量式物理量検出装置における信号処理回路の異常判定を容易に行えるようにすることが望まれている。

本発明は上記点に鑑み、信号処理回路の異常判定を行える容量式物理量検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１では、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンサ部（１０）を備えた容量式物理量検出装置であって、物理量に応じて変化する第１容量（Ｃ１）および第２容量（Ｃ２）が構成され、第１容量と２容量との差に応じたセンサ信号を出力するセンサ部と、センサ信号が入力され、所定の処理を行う信号処理回路（２０）と、を備え、信号処理回路は、センサ部と接続され、センサ信号を電圧に変換した変換電圧を出力するＣＶ変換回路（４０）と、ＣＶ変換回路と接続され、物理量が印加されていない状態での第１容量と第２容量との差を低減させる補正容量（Ｃａ）をＣＶ変換回路に入力する補正回路（５０）と、ＣＶ変換回路および補正回路と接続されて所定の処理を行う異常診断回路（６０）と、を有し、補正回路は、補正容量と異なる診断容量（Ｃｂ）もＣＶ変換回路に入力可能な構成とされ、ＣＶ変換回路は、補正容量が入力されている際に通常変換電圧を出力すると共に、診断容量が入力されている際に診断変換電圧を出力し、異常診断回路は、補正回路から補正容量および診断容量がＣＶ変換回路に入力されるようにすることによってＣＶ変換回路から通常変換電圧および診断変換電圧が出力されるようにし、通常変換電圧と診断変換電圧との差を演算して判定電圧を生成し、判定電圧が補正容量と診断容量との差に基づく許容電圧範囲内に含まれるか否かを判定することで信号処理回路の異常診断を行うようにする。

このように、異常診断回路を備えることで信号処理回路の異常診断を行うようにできる。また、信号処理回路に備えられる異常診断回路で信号処理回路の異常診断を行うようにすることにより、例えば、別の部材を組み付けて信号処理回路の異常診断を行う場合と比較して、装置が大型化することを抑制できる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態における容量式物理量検出装置の回路構成を示すブロック図である。信号処理回路の異常診断を行う際のＣＶ変換回路から出力される変換電圧を示す図である。第２実施形態における容量式物理量検出装置の回路構成を示すブロック図である。第２実施形態における信号処理回路の異常診断を行う際のＣＶ変換回路から出力される変換電圧を示す図である。第３実施形態における容量式物理量検出装置の回路構成を示すブロック図である。加速度を静電引力で変位させて異常診断を行う場合の加速度と、ＣＶ変換回路から出力される変換電圧との関係を示す図である。第３実施形態における容量式物理量検出装置を用いて異常診断を行う場合の加速度と、ＣＶ変換回路から出力される変換電圧との関係を示すである。第４実施形態における容量式物理量検出装置の回路構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、容量式物理量検出装置を加速度検出装置に適用した例について説明する。また、本実施形態の容量式物理量検出装置は、例えば、車両に搭載され、エアバッグ等の各種装置を制御するための加速度の検出に用いられると好適である。

本実施形態の容量式物理量検出装置は、センサ部１０と、信号処理回路２０とを備えた構成とされている。

センサ部１０は、物理量に応じたセンサ信号を出力するものであり、本実施形態では、物理量としての加速度に応じたセンサ信号を出力するように構成されている。具体的には、センサ部１０は、例えば、シリコン基板等を用いて構成され、櫛歯状であって、加速度に応じて変位可能とされた可動電極１１と、可動電極１１に対向するように配置された第１固定電極１２ａおよび第２固定電極１２ｂを有している。

より詳しくは、特に図示しないが、センサ部１０は、加速度に応じて変位可能とされた棒状の錘部を備えており、可動電極１１は、錘部を挟んで反対側に突出するように複数備えられている。そして、第１固定電極１２ａは、錘部の一方から突出する可動電極１１と対向して配置され、第２固定電極１２ｂは、錘部の他方から突出する可動電極１１と対向して配置されている。なお、第１固定電極１２ａおよび第２固定電極１２ｂは、可動電極１１が加速度に応じて変位した際、一方の固定電極と可動電極１１との間隔が狭くなり、他方の固定電極と可動電極１１との間隔が広くなるように構成されている。

そして、センサ部１０は、可動電極１１と第１固定電極１２ａとの間に第１容量Ｃ１が構成され、可動電極１１と第２固定電極１２ｂとの間に第２容量Ｃ２が構成されている。このため、センサ部１０は、可動電極１１が加速度に応じて変位すると、可動電極１１と第１固定電極１２ａとの間隔、および可動電極１１と第２固定電極１２ｂとの間隔が変化し、第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２とが変化する。したがって、センサ部１０は、加速度に応じた第１容量Ｃ１と第２容量との差をセンサ信号として出力する。

なお、センサ部１０は、可動電極１１、第１固定電極１２ａ、および第２固定電極１２ｂを備えるように、シリコン基板等にドライエッチング等が行われることで形成される。この際、センサ部１０は、加速度が印加されていない状態では、第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２とが等しくなるように形成される。しかしながら、第１容量Ｃ１および第２容量Ｃ２は、製造誤差等によって極小のずれが発生している。

信号処理回路２０は、駆動電圧発生回路３０、ＣＶ変換回路４０、補正回路５０、異常診断回路６０等を有する構成とされている。

駆動電圧発生回路３０は、第１固定電極１２ａおよび第２固定電極１２ｂへ所定の電圧を印加するものである。具体的には、駆動電圧発生回路３０は、一定振幅で周期的に変化する搬送波Ｐ１を第１固定電極１２ａへ印加すると共に、搬送波Ｐ１と位相が１８０°ずれ、かつ同一振幅である搬送波Ｐ２を第２固定電極１２ｂへ印加する。

ＣＶ変換回路４０は、センサ部１０と接続されており、第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２との差であるセンサ信号を電圧に変換して変換電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２を出力するものである。本実施形態では、ＣＶ変換回路４０は、演算増幅器４１、コンデンサ４２、およびスイッチ４３を有している。

演算増幅器４１は、反転入力端子が可動電極１１に接続されていると共に、反転入力端子と出力端子との間にコンデンサ４２およびスイッチ４３が並列に接続されている。また、演算増幅器４１は、非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆが入力されるようになっている。

スイッチ４３は、図示しないＥＣＵ（Engine Control Unitの略）等で構成される制御部（以下では、単に制御部ともいう）によって所定のタイミングで開閉が制御されるようになっている。そして、ＣＶ変換回路４０は、スイッチ４３が閉じられている場合にコンデンサ４２の電荷がリセットされると共に、スイッチ４３が開いている場合にコンデンサ４２に電荷が蓄積され、コンデンサ４２の電荷に基づいた変換電圧Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２を出力する。

補正回路５０は、本実施形態では、複数のキャパシタおよび複数のスイッチ等を用いて構成されるキャパシタラダーを有し、異なる容量を出力できるように構成されている。そして、補正回路５０は、演算増幅器４１の反転入力端子と接続されており、演算増幅器４１に所定容量を入力する。なお、以下では、補正回路５０から演算増幅器４１の反転入力端子に所定容量が入力されることを、単に補正回路５０からＣＶ変換回路４０に所定容量が入力されるともいう。

本実施形態では、補正回路５０は、異常診断回路６０から後述する診断信号Ｓが入力されていない場合には、加速度が印加されていない状態でのセンサ部１０における第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２との極小のずれを無くすための補正容量Ｃａを入力する。つまり、補正回路５０は、第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２との差を低減させる補正容量Ｃａを入力する。

また、補正回路５０は、異常診断回路６０から後述する診断信号Ｓが入力された場合には、補正容量Ｃａとは異なる容量である診断容量Ｃｂを入力する。なお、診断容量Ｃｂは、補正容量Ｃａより大きな容量であっても小さな容量であってもよいが、本実施形態では、補正容量Ｃａより大きな容量とされている。

そして、ＣＶ変換回路４０は、補正回路５０から補正容量Ｃａが印加されている場合には通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を出力する。また、ＣＶ変換回路４０は、補正回路５０から診断容量Ｃｂが印加されている場合には、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２を出力する。

異常診断回路６０は、図示しない制御部と接続されていると共に、ＣＶ変換回路４０および補正回路５０と接続されている。そして、異常診断回路６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unitの略）、ＲＡＭ（Random Access Memoryの略）、ＲＯＭ（Read Only Memoryの略）、フラッシュメモリ等を有し、異常判定を行う判定部６１と、図示しない記憶部とを備える構成とされている。

なお、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。また、記憶部には、補正回路５０からＣＶ変換回路４０に入力される補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差に基づく差分電圧値、および差分電圧値を含み、所定範囲内に設定された許容電圧範囲等が記憶されている。差分電圧値は、補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差をＣＶ変換回路４０で電圧に変換した値に相当する値である。許容電圧範囲は、要求される判定精度によって適宜変更され得るが、例えば、差分電圧値の±５％の範囲とされる。

そして、異常診断回路６０は、制御部から信号処理回路２０の異常診断を行うことを示す制御信号（以下では、単に制御信号という）が入力されると、信号処理回路２０の異常判定を行う。本実施形態では、異常診断回路６０は、信号処理回路２０の異常診断を行う際、ＣＶ変換回路４０から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１と診断変換電圧Ｖｏｕｔ２とが入力されるようにする。

具体的には、異常診断回路６０は、ＣＶ変換回路４０から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された後、診断信号Ｓを補正回路５０に入力して診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力されるようにする。そして、異常診断回路６０は、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１と診断変換電圧Ｖｏｕｔ２との差を演算して判定電圧Ｖを生成する。

なお、上記のように、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１は、補正回路５０から補正容量Ｃａが印加されている場合の変換電圧であり、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２は、補正回路５０から診断容量Ｃｂが印加されている場合の電圧である。このため、信号処理回路２０が正常である場合には、判定電圧Ｖは、補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差に基づく電圧となる。つまり、差分電圧値となる。

したがって、異常診断回路６０は、判定電圧Ｖが許容電圧範囲内であるか否かを判定することにより、信号処理回路２０の異常判定を行う。そして、判定結果を示す判定信号Ｕを制御部に出力する。

次に、上記容量検出装置における異常診断回路６０の作動について、図２を参照しつつ説明する。なお、以下では、異常診断回路６０には、車両のイグニッションがオンされた際に制御部から制御信号が入力される例について説明する。つまり、以下では、車両のイグニッションがオンされた直後に異常診断回路６０が信号処理回路２０の異常診断を行い、加速度が印加されていないと想定される例について説明する。また、上記のようにＣＶ変換回路４０におけるスイッチ４３は、制御部によって所定のタイミングで開閉が制御される。このため、例えば、図２中の時点ｔ１から時点ｔ２の間では、ＣＶ変換回路４０の変換電圧は、スイッチ４３が開いてＶｒｅｆとなった後、スイッチ４３が閉じられて減少する。そして、異常診断回路６０は、スイッチ４３が開いている状態での変換電圧を用いて異常判定を行う。

まず、車両のイグニッションがオンされると、補正回路５０から補正容量ＣａがＣＶ変換回路４０に印加され、時点ｔ１から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が異常診断回路６０に入力される。なお、車両のイグニッションがオンされた直後は、車両が走行しておらず、加速度が印加されていないと想定されるため、補正容量Ｃａが印加された通常変換電圧Ｖｏｕｔ１は、基準電圧Ｖｒｅｆとなる。

そして、異常診断回路６０は、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された後、診断信号Ｓを補正回路５０に出力する。これにより通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された後は、時点ｔ２から診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力される。

異常診断回路６０は、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力されると、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２と通常変換電圧Ｖｏｕｔ１との差を演算して判定電圧Ｖを生成し、判定電圧が許容電圧範囲内に含まれているか否かを判定する。そして、異常診断回路６０は、判定電圧が許容電圧範囲内に含まれていれば、信号処理回路２０が正常であると判定する。一方、異常診断回路６０は、判定電圧が許容電圧範囲内に含まれていない場合には、ＣＶ変換回路４０や補正回路５０等を含む信号処理回路２０に異常が発生していると判定する。そして、判定信号Ｕを制御部に入力する。

以上説明したように、本実施形態では、信号処理回路２０の異常診断を行うようにしている。このため、例えば、容量式物理量検出装置が車両に搭載された際、容量式物理量検出装置で検出された加速度に応じてエアバッグ等の各種装置の制御を行う場合に誤制御を行ってしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、異常診断回路６０で信号処理回路２０の異常診断を行っている。つまり、信号処理回路２０の自己診断を行えるようにしている。このため、例えば、別の部材を組み付けて信号処理回路２０の異常診断を行う場合と比較して、装置が大型化することを抑制できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、信号処理回路２０の異常判定の方法を変更したものである。その他に関しては、上記第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態の容量式物理量検出装置は、図３に示されるように、基本的な構成は上記第１実施形態と同様である。但し、本実施形態では、異常診断回路６０は、制御部から制御信号が入力されると、診断信号Ｓおよび補助診断信号Ｔを補正回路５０に順に出力する。そして、補正回路５０は、診断信号Ｓが入力されると、診断容量ＣｂをＣＶ変換回路４０に入力し、補助診断信号Ｔが入力されると補助診断容量ＣｃをＣＶ変換回路４０に入力する。なお、本実施形態では、診断容量Ｃｂが補正容量Ｃａよりも大きな容量とされ、補助診断容量Ｃｃが診断容量Ｃｂよりも大きな容量とされている。

そして、ＣＶ変換回路４０は、補正回路５０から診断容量Ｃｂが印加されている場合には診断変換電圧Ｖｏｕｔ２を出力する。また、ＣＶ変換回路４０は、補正回路５０から補助診断容量Ｃｃが印加されている場合には、補助診断変換電圧Ｖｏｕｔ３を出力する。

異常診断回路６０における記憶部には、補正回路５０からＣＶ変換回路４０に入力される補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差に基づく差分電圧値、および差分電圧値を含み、所定範囲内に設定された許容電圧範囲が記憶されている。また、記憶部には、補正回路５０からＣＶ変換回路４０に入力される診断容量Ｃｂと補助診断容量Ｃｃとの差に基づく差分電圧値、および差分電圧値を含み、所定範囲内に設定された補助許容電圧範囲が記憶されている。

次に、本実施形態における上記容量検出装置における異常診断回路６０の作動について、図４を参照しつつ説明する。

まず、車両のイグニッションがオンされると、補正回路５０から補正容量ＣａがＣＶ変換回路４０に印加され、時点ｔ１から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が異常診断回路６０に入力される。

そして、異常診断回路６０は、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された後、診断信号Ｓを補正回路５０に出力する。これにより、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された後は、時点ｔ２から診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力される。異常診断回路６０は、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力されると、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２と通常変換電圧Ｖｏｕｔ１との差を演算して判定電圧Ｖを生成し、判定電圧Ｖが許容電圧範囲内に含まれているか否かを判定する。そして、異常診断回路６０は、判定電圧Ｖが容電圧範囲内に含まれている場合には、信号処理回路２０に異常が発生していると判定し、判定信号Ｕを制御部に入力する。

一方、異常診断回路６０は、判定電圧Ｖが許容電圧範囲内に含まれていれば、補助診断信号Ｔを補正回路５０に出力する。これにより、時点ｔ３から補助診断変換電圧Ｖｏｕｔ３が入力される。異常診断回路６０は、補助診断変換電圧Ｖｏｕｔ３が入力されると、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２と補助診断変換電圧Ｖｏｕｔ３との差を演算して補助判定電圧Ｖａを生成し、補助判定電圧Ｖａが補助許容電圧範囲内に含まれているか否かを判定する。そして、異常診断回路６０は、補助判定電圧Ｖａが補助許容電圧範囲内に含まれていれば、信号処理回路２０が正常であると判定する。一方、異常診断回路６０は、補助判定電圧Ｖａが補助許容電圧範囲内に含まれていない場合には、信号処理回路２０に異常が発生していると判定し、制御部に判定信号Ｕを入力する。

以上説明したように、本実施形態では、判定電圧Ｖおよび補助判定電圧Ｖａを演算し、判定電圧Ｖおよび補助判定電圧Ｖａを用いて信号処理回路２０の異常判定を行っている。このため、より高精度な異常判定を行うことができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、異常診断回路６０に出力算出部を備えたものである。その他に関しては、上記第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、上記第１実施形態では、イグニッションがオンされた後に信号処理回路２０の異常診断が行われる例について説明した。しかしながら、信号処理回路２０の異常診断は、例えば、車両が走行中において定期的に行われるようにしてもよいし、乗員の操作によって行われるようにしてもよい。

このため、本実施形態では、図５に示されるように、異常診断回路６０には、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を制御部に出力する出力算出部６２が備えられている。具体的には、出力算出部６２は、ＣＶ変換回路４０から通常変換電圧Ｖｏｕｔ１が入力された場合は、そのまま通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を出力する。一方、出力算出部６２は、ＣＶ変換回路４０から診断変換電圧Ｖｏｕｔ２が入力された場合は、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２から差分電圧値を減算して通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を生成し、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を出力する。

なお、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２は、補正容量Ｃａと異なる診断容量Ｃｂが印加された信号であり、補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂの差に応じた電圧値が含まれた信号となっている。このため、補正容量Ｃａと診断容量Ｃｂとの差に応じた電圧値である差分電圧値を用い、診断変換電圧Ｖｏｕｔ２から差分電圧値の差を演算することにより、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を生成できる。

以上説明したように、本実施形態では、出力算出部６２を備えている。このため、信号処理回路２０の異常診断を行っている際においても、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１を制御部に出力することができる。したがって、車両が走行中であっても信号処理回路２０の異常診断を行うことができる。また、例えば、車両が傾斜した坂道等に停車されている場合には、イグニッションがオンされた際に加速度が印加された状態となることが想定されるが、本実施形態では、このような状態であっても高精度に異常判定を行うことができる。

ここで、例えば、信号処理回路２０の異常診断を行う場合、可動電極１１を静電引力等によって強制的に変位させて行うことも考えられる。しかしながら、この方法では、車両が走行している場合には、高精度に異常診断回路６０の異常判定を行うことが困難である。

すなわち、可動電極１１を静電引力によって変位させる場合には、可動電極１１と第１、第２固定電極１２ａ、１２ｂとの間に所定の電位差を発生させて可動電極１１を変位させる。この場合、静電引力の大きさは、可動電極１１と第１、第２固定電極１２ａ、１２ｂとの間隔の２乗に反比例する。また、車両が走行している場合には、加速度が発生している。このため、図６に示されるように、通常変換電圧ＪＶｏｕｔ１と診断変換電圧Ｖｏｕｔ２との差は、加速度によって変化する。つまり、例えば、加速度が０である場合の判定電圧ＪＶ０と、加速度がＫである場合の判定電圧ＪＶＫとは、異なる値となる。したがって、可動電極１１を強制的に変位させる異常診断では、印加される加速度によって判定精度が変化してしまう。

一方、本実施形態によれば、図７に示されるように、通常変換電圧Ｖｏｕｔ１と診断変換電圧Ｖｏｕｔ２との関係は、加速度の大きさによって変化しない。つまり、例えば、加速度が０である場合の判定電圧Ｖ０と、加速度がＫである場合の判定電圧ＶＫとは同じ値となる。したがって、本実施形態では、車両が走行中であっても高精度に信号処理回路２０の異常判定を行うことができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対し、アナログデジタル変換回路（以下では、単にＡＤ変換回路という）を備えたものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図８に示されるように、ＣＶ変換回路４０と異常診断回路６０との間にＡＤ変換回路７０が備えられている。そして、異常診断回路６０は、ＡＤ変換回路７０で変換されたデジタル信号が入力され、当該デジタル信号に基づいて異常判定を行うように構成されている。なお、記憶部に記憶される差分電圧値等は、デジタル信号として記憶されている。

以上説明したように、ＡＤ変換回路７０を備え、異常診断回路６０は、デジタル信号を用いて異常判定を行うようにしてもよい。これによれば、アナログ信号を用いて異常判定を行う場合と比較して、演算の条件分けやタイミングの設定等を容易にできる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態は、第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２とを有する容量式物理量検出装置であればよく、例えば、角速度検出装置等に適用されることもできる。

そして、上記第２実施形態では、異常診断回路６０は、補助判定電圧Ｖａを演算した後、判定電圧Ｖの判定および補助判定電圧Ｖａの判定を順に行うようにしてもよい。また、上記第２実施形態では、異常診断回路６０は、補助判定電圧Ｖａを通常変換電圧Ｖｏｕｔ１と補助診断変換電圧Ｖｏｕｔ３との差としてもよい。この場合は、補助許容電圧範囲は、補正容量Ｃａと補助診断容量Ｃｃとの差に基づいて設定されればよい。さらに、補助診断容量Ｃｃは、診断容量Ｃｂより小さな容量であってもよい。

また、上記第３実施形態において、出力算出部６２は、異常診断回路６０とは別の回路として備えられていてもよい。

そして、上記第４実施形態において、ＣＶ変換回路４０とＡＤ変換回路７０との間にサンプルホールド回路を備えるようにしてもよい。

さらに、上記各実施形態を適宜組み合わせるようにしてもよい。例えば、上記第２実施形態を上記第３、第４実施形態に組み合わせ、判定電圧Ｖおよび補助判定電圧Ｖａを用いて異常判定を行うようにしてもよい。また、上記第３実施形態を上記第４実施形態に組み合わせ、出力算出部６２を備えるようにしてもよい。そして、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせてもよい。

１０センサ部
２０信号処理回路
４０ＣＶ変換回路
５０補正回路
６０異常診断回路
Ｃ１第１容量
Ｃ２第２容量

Claims

物理量に応じたセンサ信号を出力するセンサ部（１０）を備えた容量式物理量検出装置であって、
前記物理量に応じて変化する第１容量（Ｃ１）および第２容量（Ｃ２）が構成され、前記第１容量と前記第２容量との差に応じた前記センサ信号を出力する前記センサ部と、
前記センサ信号が入力され、所定の処理を行う信号処理回路（２０）と、を備え、
前記信号処理回路は、前記センサ部と接続され、前記センサ信号を電圧に変換した変換電圧を出力するＣＶ変換回路（４０）と、前記ＣＶ変換回路と接続され、前記物理量が印加されていない状態での前記第１容量と前記第２容量との差を低減させる補正容量（Ｃａ）を前記ＣＶ変換回路に入力する補正回路（５０）と、前記ＣＶ変換回路および前記補正回路と接続されて所定の処理を行う異常診断回路（６０）と、を有し、
前記補正回路は、前記補正容量と異なる診断容量（Ｃｂ）も前記ＣＶ変換回路に入力可能な構成とされ、
前記ＣＶ変換回路は、前記補正容量が入力されている際に通常変換電圧を出力すると共に、前記診断容量が入力されている際に診断変換電圧を出力し、
前記異常診断回路は、前記補正回路から前記補正容量および前記診断容量が前記ＣＶ変換回路に入力されるようにすることによって前記ＣＶ変換回路から前記通常変換電圧および前記診断変換電圧が出力されるようにし、前記通常変換電圧と前記診断変換電圧との差を演算して判定電圧を生成し、前記判定電圧が前記補正容量と前記診断容量との差に基づく許容電圧範囲内に含まれるか否かを判定することで前記信号処理回路の異常診断を行う容量式物理量検出装置。
前記補正回路は、前記補正容量および前記診断容量と異なる補助診断容量（Ｃｃ）も前記ＣＶ変換回路に入力可能な構成とされ、
前記ＣＶ変換回路は、前記補助診断容量が入力されている際に補助診断変換電圧を出力し、
前記異常診断回路は、
前記補正回路から前記補助診断容量が前記ＣＶ変換回路に入力されるようにすることによって前記ＣＶ変換回路から前記補助診断変換電圧も出力されるようにし、
前記補助診断変換電圧と、前記通常変換電圧および前記診断変換電圧の一方との差を演算して補助判定電圧を生成し、
前記補助判定電圧が、前記補助判定電圧を演算する際に用いられた前記通常変換電圧および前記診断変換電圧の一方が前記ＣＶ変換回路から出力される際に前記補正回路から当該ＣＶ変換回路に入力される容量と、前記補助診断容量との差に基づく補助許容電圧範囲内に含まれるか否かを判定する請求項１に記載の容量式物理量検出装置。
前記信号処理回路は、前記ＣＶ変換回路から前記診断変換電圧が出力されている際、前記診断変換電圧から、前記補正容量と前記診断容量との差に基づく差分電圧値を減算して前記通常変換電圧を生成して出力する請求項１または２に記載の容量式物理量検出装置。