JP4687256B2 - センサ信号処理回路 - Google Patents

Description

本発明は、センサ素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するセンサ信号処理回路に関する。

この種のセンサ信号処理回路は、図４に示されるように、センサ素子１から出力されたアナログ信号はノイズフィルタ２を介してノイズを除去した状態としてマイコン３に設けられたＡＤ変換レジスタ４によりデジタル信号に変換されるのである。

そして、このＡＤ変換レジスタ４による変換が正確に行われているかどうかを診断するにあたり、ノイズフィルタ２とＡＤ変換レジスタ４との間にパルス波信号５を出力し、このパルス波に応じた変換をＡＤ変換レジスタ４が行ったかをチェックすることで行っていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２４２０４９号公報

しかしながら、このような故障診断を行うにあたっては、ノイズフィルタ２の構成が信号経路内に設けられた抵抗素子６と、この信号経路と固定電位７間に接続された容量素子８により形成されているため、故障診断用のパルス波信号５が容量素子８の充放電に寄与してしまうため、本来であれば図３の実線で示されるように鋭角な立ち上がり波形や立ち下がり波形となるパルス波信号５が、破線で示されるようななだらかな波形となってしまいその移行時間が長くなり、結果として故障診断に要する時間が長くなってしまうという問題を有していた。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、センサ信号処理回路における故障診断時間の短縮を目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、特に、センサ信号処理回路のノイズフィルタを構成する固定電位と容量素子間にスイッチ素子を配置したのである。

この構造により、センサ信号処理回路における故障診断時間を短縮することが出来るのである。

以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。なお、上述した背景技術と同様の構成については同じ符号を付して説明する。

図１はセンサ信号処理回路を模式的に示したものであって、その構成はアナログ信号を出力するセンサ素子１と、このアナログ信号からノイズ成分を除去するノイズフィルタ２と、このノイズ除去された信号をＡＤ変換するマイコン３とから構成されている。

また、センサ素子１は例えば図２に示される音叉型の振動子１ａに対して圧電体からなる駆動電極１ｂを設け振動子１ａを振動させ、コリオリ力により撓んだ振動子１ａの撓みを圧電体からなるセンサ電極１ｃを用いてアナログ信号として出力するといったものである。

また、ノイズフィルタ２は、センサ素子１からマイコン３に至るアナログ信号の出力経路に対して直列接続された抵抗素子６と、一端が抵抗素子６のマイコン３側に接続され他端が固定電位７に接続された容量素子８とで形成され、センサ素子１の出力信号中に含まれる高周波ノイズ成分を除去するローパスフィルタを構成するものである。

また、マイコン３には内部に高周波ノイズ成分を除去されたセンサ素子１のアナログ出力信号をデジタル信号化するためのＡＤ変換レジスタ４と、このＡＤ変換レジスタ４の故障診断を行うためのパルス波出力９が設けられており、故障診断時にはこのパルス波出力９をセンサ素子１の出力経路におけるノイズフィルタ２とＡＤ変換レジスタ４との間に印加することでＡＤ変換レジスタ４の処理動作を確認することが出来るようになっている。

そして、このセンサ信号処理回路においてはノイズフィルタ２を構成する容量素子８と固定電位７との間にスイッチ素子１０が設けられており、このスイッチ素子１０を活用することによりセンサ信号処理回路における故障診断時間を短縮することが出来るのである。

すなわち、センサ素子１からの出力信号をＡＤ変換レジスタ４でデジタル信号化する間は、スイッチ素子１０を導通状態としておくことで容量素子８が固定電位７に接続されノイズフィルタ２として機能させるとともに、故障診断時にはスイッチ素子１０を非導通状態とすることで容量素子８における電荷が固定されるためマイコン３から出力されるパルス波信号５がこの容量素子８の充放電に寄与することがなくなり、図３に実線で示されるパルス波本来の鋭角な立ち上がり、立ち下がりを確保できるようになり、立ち上がり時間や立ち下がり時間を短縮できるので、結果としてＡＤ変換レジスタ４の故障診断に要する時間を短くすることが出来るのである。

また、このスイッチ素子１０の活用においては、ノイズフィルタ２の故障診断にも活用できるものである。すなわち、ノイズフィルタ２が故障していない正常な動作状態においては、スイッチ素子１０を導通状態に設定しておきパルス波出力９よりパルス波信号５を印加することで、図３に破線で示されるように容量素子８の充放電にパルス波信号５が寄与し立ち上がり波形や立ち下がり波形がなだらかなものとなる。

そして、スイッチ素子１０を非導通状態に切り替えると、実線で示されるように容量素子８の影響を受けなくなるため、パルス波信号５の立ち上がり波形や立ち下がり波形が鋭角なものと認識できる。一方、容量素子８がはずれ、ノイズフィルタ２が故障した状態においては、スイッチ素子１０の切り替えに関わらず、常に、パルス波信号５の立ち上がり波形や立ち下がり波形が鋭角なものと認識されることとなる。

したがって、スイッチ素子１０の切り替え前後の波形を比較することにより、ノイズフィルタ２の故障を検知できるものである。

本発明にかかるセンサ信号処理回路は、故障診断時間を短縮することが出来るという効果を有し、アナログ信号をデジタル信号に変換するセンサ信号処理回路に有用である。

本発明のセンサ信号処理回路の回路ブロック図 同センサ信号処理回路に用いられるセンサ素子の一例を示す模式図 同センサ信号処理回路の故障診断に用いられるパルス波信号の波形図 従来のセンサ信号処理回路の回路ブロック図

符号の説明

１ センサ素子
２ ノイズフィルタ
４ ＡＤ変換レジスタ
６ 抵抗素子
７ 固定電位
８ 容量素子
９ パルス波出力
１０ スイッチ素子

Claims (1)

1. センサ素子と、このセンサ素子に接続されたノイズフィルタと、前記センサ素子から前記ノイズフィルタを介して出力されたアナログ信号をデジタル変換するＡＤ変換レジスタと、このＡＤ変換レジスタの故障診断に用いられるパルス波出力とを備え、前記パルス波出力を前記ノイズフィルタと前記ＡＤ変換レジスタとの間に接続するとともに、前記ノイズフィルタを前記センサ素子と前記ＡＤ変換レジスタの間に設けられた抵抗素子と、一端が前記抵抗素子の前記ＡＤ変換レジスタ側に接続され他端がスイッチ素子を介して固定電位に接続された容量素子で構成したことを特徴とするセンサ信号処理回路。

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