JP4935300B2

JP4935300B2 - 自己診断を行う異常検出回路を備えたセンサ回路

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Publication number: JP4935300B2
Application number: JP2006296195A
Authority: JP
Inventors: 貴男鶴原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2012-05-23
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Also published as: JP2008111786A

Description

本発明は、自己診断を行う異常検出回路を備えたセンサ回路に関するものであり、例えば、加速度センサやジャイロセンサのセンサ回路に適用すると好適である。

従来より、例えば特許文献１に示されるように、センサの信頼性向上のために、センサに異常がないか否かの自己診断を行う自己診断機能を備えたセンサ装置が提案されている。このような自己診断機能には、主として下記の２つの機能がある。

（１）センサ装置が通常動作しているときにセンサ内部の状態が正常であるか否かをセンサ動作中に常時監視する機能。

（２）例えば電源投入時にセンサ出力が安定するまでの時間に、擬似信号を印加するなどしてその応答性を見るといったプライマリチェックにより、センサ全体の系としての正常動作を確認する機能。

図４は、上記（１）、（２）の双方の機能を有するセンサ装置のセンサ回路の自己診断を行う異常検出回路１００の概略構成を示した図である。異常検出回路１００には、センサ回路内の各部の内部電圧の状態を監視する監視部１０１と、電源投入の直後などにプライマリチェックを行い、そのチェック結果を示す信号を出力するプライマリチェック部１０２と、アンド回路１０３が備えられている。

監視部１０１の各比較器１０４（１）〜１０４（ｎ）は、ウィンドウコンパレータとされている。各比較器１０４（１）〜１０４（ｎ）は、それぞれセンサ内部状態（１）〜（ｎ）を入力し、その電圧が各参照電圧発生回路１０５（１）〜１０５（ｎ）で形成される上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）と下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（１）の範囲内に含まれるか否かを判定する。そして、センサ内部状態（１）〜（ｎ）の電圧が上記範囲内に含まれていればＨｉレベルの信号、含まれていなければＬｏｗレベルの信号が出力されるようになっている。

一方、プライマリチェック部１０２は、例えば、図５に示すタイミングチャートのように、センサ出力が安定化した直後に、センサ出力をＨｉレベルとＬｏｗレベルにさせる擬似信号の入力を行う。ジャイロセンサの場合、例えば、ヨーレート検知信号を自己診断用に擬似的に変化させることでセンサ出力を変化させることができる。そして、その際にセンサ出力が正確にＨｉレベルとＬｏｗレベルになるか否かを判定することで、センサ全体の系が正常動作しているか否かを確認する。このときにセンサ全体の系が正常動作していればＨｉレベルの信号、正常動作していなければＬｏｗレベルの信号が出力されるようになっている。

アンド回路１０３は監視部１０１の各比較器１０４（１）〜（ｎ）の出力とプライマリチェック部１０２の出力に基づいて、センサ回路の異常の有無をダイアグ出力として出力する。上述したように、各比較器１０４（１）〜（Ｎ）とプライマリチェック部１０２は、正常であればＨｉレベルの信号を出力し、異常があればＬｏｗレベルの信号を出力するため、アンド回路１０３は、センサ回路が正常であればＨｉレベルの信号、センサ回路のどこかで異常が発生していればＬｏｗレベルの信号を出力する。
特開平１１−５１６５５号公報

しかしながら、上記（１）の機能を有したセンサ装置のセンサ回路において、もしも何らかの理由により自己診断機能を実現する異常検出回路１００に異常が発生した場合には、センサ回路が異常であると誤検出してしまったり、あるいは、センサ回路の異常検出が行えなくなるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、異常検出回路の異常を検出できるようにすることで、センサ回路が異常であると誤検出してしまったり、あるいは、センサ回路の異常検出が行えなくなるということを防止できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、異常検出回路（４０）は、比較器（４５）に対して任意の場所の電位を入力するセンサ内部状態入力部（４４）と、比較器（４５）に対してチェック信号を入力するチェック信号入力部（４６）と、比較器（４５）に対してセンサ内部状態入力部（４４）を介して任意の場所の電位を入力するか、それともチェック信号入力部（４６）からチェック信号を入力するかの切り替えを行うスイッチ手段（４８）とを備え、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として任意の場所が正常であるときの電位と異常であるときの電位とを時間的にずらして出力し、比較器（４５）は、チェック信号入力部（４６）から入力されるチェック信号に基づいて、任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることを特徴としている。

このように、チェック信号入力部（４６）から比較器（４５）に対して、チェック信号として任意の場所が正常であるときの電位と異常であるときの電位とを時間的にずらして出力することで、比較器（４５）にて、チェック信号に基づいて、任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることができる。したがって、これにより、異常検出回路の異常を検出することができるため、もしも何らかの理由により自己診断機能を実現する異常検出回路に異常が発生したとしても、センサ回路が異常であると誤検出してしまったり、あるいは、センサ回路の異常検出が行えなくなるということを防止することができる。

例えば、比較器（４５）が任意の場所の電位が上限電圧（ＶＨ）と上限電圧（ＶＬ）の間に入るか否かを判定するウィンドウコンパレータである場合には、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として上限電圧（ＶＬ）よりも低い電位と、上限電圧（ＶＬ）と上限電圧（ＶＨ）との間の電位と、上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位とを出力すれば良い。この場合、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として上限電圧（ＶＬ）よりも低い電位と、上限電圧（ＶＬ）と上限電圧（ＶＨ）との間の電位と、上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位とを段階的に切替えて出力することができる。また、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として上限電圧（ＶＬ）よりも低い電位から上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位まで、もしくは、上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位から上限電圧（ＶＬ）よりも低い電位まで無段階に変化させて出力することもできる。

また、比較器（４５）が任意の場所の電位が参照電圧以上であるか否かを判定するコンパレータである場合には、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として参照電圧よりも低い電位と、参照電圧よりも高い電位とを出力すれば良い。この場合、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として参照電圧よりも低い電位と、参照電圧よりも高い電位とを段階的に切替えて出力することができる。また、チェック信号入力部（４６）は、比較器（４５）に対して、チェック信号として参照電圧よりも低い電位から参照電圧よりも高い電位まで、もしくは、参照電圧よりも高い電位から参照電圧よりも低い電位まで無段階に変化させて出力することもできる。

さらに、異常検出回路（４０）は、比較器（４５）およびチェック信号入力部（４６）をそれぞれ複数有した構成とすることもできる。この場合、異常検出回路（４０）は、複数の比較器（４５）により複数の任意の場所の電位が正常であるか異常であるかを判定し、複数の比較器（４５）それぞれに複数のチェック信号入力部（４６）それぞれのチェック信号を入力させ、複数の比較器（４５）それぞれから任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることができる。

また、この場合、異常検出回路（４０）は、複数の比較器（４５）それぞれに対して入力するチェック信号を任意の場所が正常であるときの電位と異常であるときの電位とに変化させるタイミングを時間的にずらすようにすれば、各比較器（４５）が正常であるか否かを１つずつ確認することができる。

このような異常検出は、異常検出回路（４０）に、電源投入後のプライマリチェック時にセンサ回路の系全体が正常に機能するか否かを確認するプライマリチェック部（４２）が備えられているのであれば、例えば、プライマリチェック部（４２）による確認後、当該プライマリチェック中に、比較器（４５）に対してチェック信号を入力することで行うことができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態を車両用のジャイロセンサのセンサ回路に適用した場合について説明する。図１は、異常検出装置が備えられたジャイロセンサのセンサ回路のブロック構成を示した図である。また、図２は、センサ回路に備えられる異常検出回路の回路構成を示した図である。以下、これらの図を参照して、本実施形態のジャイロセンサのセンサ回路について説明する。

図１に示されるように、振動子１０と、駆動回路２０と、ヨー検出回路３０が備えられていると共に、さらに、図２に示した異常検出回路４０が備えられ、これらによりセンサ回路が構成されている。

振動子１０は、センシング手段に相当するもので、駆動用およびヨー検出用のセンサエレメント（図示せず）を備えており、駆動用のセンサエレメントが駆動振動を行っている際にヨーが発生すると、コリオリ力によって一対で構成された検出用のセンサエレメントが振動するようになっている。この振動子１０は、一対の検出用のセンサエレメントそれぞれでの振動に応じた出力（第１、第２検知信号）を発生させると共に、駆動用のセンサエレメントが的確に駆動振動しているかを検出するために駆動振動に応じた出力を発生させるようになっている。

駆動回路２０は、振動子１０における駆動用センサエレメントを振動させるためのものである。この駆動回路２０には、センサ駆動電源を含む昇圧回路２１、チャージアンプ２２、位相シフタ２３および振幅一定制御部２４が含まれている。

昇圧回路２１は、センサ駆動電源からの電圧を昇圧することで振動子１０における駆動用のセンサエレメントを振動させるための電圧を形成するもので、駆動用のセンサエレメントを所定振幅かつ所定周波数で駆動するために、センサ駆動電源が発生させる電圧を昇圧し、所定の周波数の電圧を駆動信号として駆動用のセンサエレメントに対して出力する。具体的には、チャージアンプ２２を介してフィードバックされる駆動信号と振幅一定制御部２４からの信号に基づいて、昇圧回路２１が発生させる駆動信号を調整するようになっている。

チャージアンプ２２は、振動子１０から、振動子１０における駆動用のセンサエレメントの駆動振動に応じた検知信号（以下、駆動振動検知信号という）を受け取り、それを電圧変換するものである。このチャージアンプ２２での電圧変換後の駆動振動検知信号が昇圧回路２１、振幅一定制御部２４および位相シフタ２３に入力されるようになっている。

位相シフタ２３は、駆動信号の位相を調整するためのものである。上記したように昇圧回路２１により駆動振動検知信号に基づいて駆動信号が形成されることになるため、駆動振動検知信号の位相が実際に駆動用のセンサエレメントに出力したい駆動信号の位相とずれている。この位相のズレを修復するために、駆動振動検知信号の位相を調整し、駆動信号の位相に合わせなければならない。このため、位相シフタ２３によって、駆動振動検知信号の位相が補正され、その結果、それに基づいて形成される駆動信号の位相が調整されるようになっている。これにより、駆動信号の周波数がｆｄとされる。

振幅一定制御部２４は、駆動振動検知信号から現在の駆動用のセンサエレメントの振幅を検知すると共に、その振幅が一定となるように補正するための信号を昇圧回路２１に出力するものである。

また、ヨー検出回路３０は、振動子１０の検出信号に基づいてセンサ出力を得るためのものである。このヨー検出回路３０には、２つのチャージアンプ３１、３２と、差動増幅回路３３と、同期検波回路３４、ＬＰＦ３５および０点・感度温特調整回路３６が備えられている。

２つのチャージアンプ３１、３２は、一対の振動子１０それぞれから、検出用センサエレメントに対してヨーが加わったときに発生する振動に応じた検知信号（以下、ヨー検知信号という）を受け取り、それを電圧変換するものであり、それぞれ第１、第２電圧変換手段に相当するものである。これら各チャージアンプでの電圧変換後のヨー検知信号が差動増幅回路３３に入力されるようになっている。

差動増幅回路３３は、各チャージアンプ３１、３２で電圧変化されたヨー検知信号の差動出力を発生させる差動増幅手段に相当するものである。この差動増幅回路３３の差動出力が同期検波回路３４に入力される。この差動増幅回路３３の差動出力は、直流成分となる所定のオフセット電圧を含む交流信号となる。

同期検波回路３４は、位相シフタ２３によって調整された位相に基づいて、差動増幅回路３３の差動出力から周波数ｆｄと同期する成分を通過させ、ＬＰＦ３５に出力するものである。

ＬＰＦ３５は、同期検波回路３４を通過後の信号のうち、所定周波数以下の成分のみを抽出するものである。

０点・感度温特調整回路３６は、ＬＰＦ３５を通過した後の信号にも、出力オフセットや感度の温度特性が含まれていることから、それを調整するものであり、この０点・感度温特調整回路３６で調整された後の信号がセンサ出力として用いられる。

そして、異常検出回路４０は、センサ回路の異常を検出するためのものであり、自己診断回路に相当するものである。図２に示すように、異常検出回路４０には、センサ回路内の各部の内部電圧の状態を比較器にて監視する監視部４１と、電源投入の直後などにプライマリチェックを行い、そのチェック結果を示す信号を出力するプライマリチェック部４２と、アンド回路４３が備えられている。

監視部４１は、センサ回路内の各部の状態が正常であるか否かの監視を行うものである。例えば、図１中のＡ〜Ｄ点に示したように、チャージアンプ２２、３１の出力、振幅一定制御部２４の出力、差動増幅回路３３の出力などがセンサ回路内の状態として監視部４１に入力され、これらが正常な場合の電位であるか否かの判定を行う。具体的には、監視部４１は、複数のセンサ内部状態（１）〜（ｎ）を入力するセンサ内部状態入力部４４（４４（１）〜４４（ｎ））、ウィンドウコンパレータを構成する複数の比較器４５（４５（１）〜４５（ｎ））、複数のチェック信号（１）〜（ｎ）を入力するチェック信号入力部４６（４６（１）〜４６（ｎ））、参照電圧発生回路４７（４７（１）〜４７（ｎ））、および、スイッチ手段としてのスイッチ４８（４８（１ａ）〜４８（ｎａ）、４８（１ｂ）〜４８（ｎｂ））を有した構成とされている。

このような構成では、スイッチ４８（１ａ）〜４８（ｎａ）がオン、スイッチ４８（１ｂ）〜４８（ｎｂ）がオフされると、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）にセンサ内部状態入力部４４（１）〜４４（ｎ）を介してセンサ内部状態（１）〜（ｎ）を示す内部電圧が入力される。また、スイッチ４８（１ａ）〜４８（ｎａ）がオフ、スイッチ４８（１ｂ）〜４８（ｎｂ）がオンされると、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）にチェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）を介してチェック信号（１）〜（ｎ）が入力される。そして、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）にて、センサ内部状態（１）〜（ｎ）を示す内部電圧もしくはチェック信号（１）〜（ｎ）が各参照電圧発生回路４７（１）〜（ｎ）により形成される上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）から下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）の範囲内であるか否かが判定される。これにより、センサ内部状態（１）〜（ｎ）を示す内部電圧やチェック信号（１）〜（ｎ）が上記範囲内あればＨｉレベルの信号、上記範囲外であればＬｏｗレベルの信号が出力されるようになっている。

一方、プライマリチェック部４２は、センサ出力が安定化した直後に、上述した図５で示したように、センサ出力をＨｉレベルとＬｏｗレベルにさせる擬似信号の入力を行う。本実施形態の場合、例えば、ヨーレート検知信号を自己診断用に擬似的に変化させることでセンサ出力を変化させることができる。そして、その際にセンサ出力が正確にＨｉレベルとＬｏｗレベルになるか否かを判定することで、センサ全体の系が正常動作しているか否かを確認する。このときにセンサ全体の系が正常動作していればＨｉレベルの信号、正常動作していなければＬｏｗレベルの信号が出力されるようになっている。

アンド回路４３は監視部４１の各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力とプライマリチェック部４２の出力に基づいて、センサ回路の異常の有無をダイアグ出力として出力する。上述したように、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）とプライマリチェック部４２は、正常であればＨｉレベルの信号を出力し、異常があればＬｏｗレベルの信号を出力するため、アンド回路４３は、センサ回路が正常であればＨｉレベルの信号、センサ回路のどこかで異常が発生していればＬｏｗレベルの信号を出力する。

次に、以上のように構成されるセンサ回路の作動について説明するが、本実施形態に示したセンサ回路のうち異常検出回路４０以外に関しては従来から用いられているものであるため、ここでは異常検出回路４０の作動についてのみ説明する。

まず、例えば車両のイグニッションスイッチがオンされ、ジャイロセンサの電源が投入されると、プライマリチェック部４２では、上述した図５に示したように、ヨー検知信号を自己診断用に擬似的に変化させることでセンサ出力を変化させる。このとき、センサ出力が正確にＨｉレベルとＬｏｗレベルに変化すれば、センサ全体の系が正常動作しているものとして、Ｈｉレベルの信号が出力される。一方、正常動作していなければ、Ｌｏｗレベルが出力される。この場合、アンド回路４３に対してプライマリチェック部４２からＬｏｗレベルの信号が入力されるため、監視部４１の出力に関わらずアンド回路４３から発生させるダイアグ出力がＬｏｗレベルになる。これにより、ダイアグ出力に基づいてジャイロセンサのいずれかの部位で異常が発生していることを確認することができる。

続いて、このプライマリチェック中に、監視部４１において、スイッチ４８（１ａ）〜４８（ｎａ）がオフ、スイッチ４８（１ｂ）〜４８（ｎｂ）がオンされる。このため、チェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）が出力するチェック信号（１）〜（ｎ）が各比較器４５（１）〜４５（ｎ）に入力され、それが各比較器４５（１）〜（ｎ）で参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）が発生させる上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）から下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）の範囲内にあるか否かが判定される。

このとき、各チェック信号（１）〜（ｎ）が例えば以下のように変化させられる。図３は、チェック信号（１）〜（ｎ）のうちの１つの変化のさせ方とそれに対する比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力の変化を示したタイミングチャートである。

この図に示すように、チェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）から、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）に入力される参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）の下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）よりも低い電位、例えば０Ｖをチェック信号（１）〜（ｎ）として出力させる。このとき、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）が正常に機能していれば、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力はＬｏｗレベルとなる。

それから一定期間経過後に、チェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）から、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）に入力される参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）の上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）と下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）の間の電位、例えば２．５Ｖをチェック信号（１）〜（ｎ）として出力させる。このとき、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）が正常に機能していれば、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力はＨｉレベルとなる。

そして、さらに一定期間経過後に、チェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）から、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）に入力される参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）の上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）よりも高い電位、例えば５Ｖをチェック信号（１）〜（ｎ）として出力させる。このとき、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）が正常に機能していれば、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力は再びＬｏｗレベルとなる。

このように、チェック信号（１）〜（ｎ）の出力する電位を変化させることで、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力もＬｏｗ→Ｈｉ→Ｌｏｗと変化する。このため、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力が正確に変化していれば、それを正常と判定する。なお、このような判定は、アンド回路４３が発生させるダイアグ出力に基づいて行われることになるが、各チェック信号（１）〜（ｎ）のうち１つのみが参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）の上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）から下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）の範囲外となるようにし、それ以外は範囲内となるように、チェック信号（１）〜（ｎ）を変化させるタイミングを時間的にずらせば、１つ１つの比較器４５（１）〜４５（ｎ）が正常であるか否かを判定できる。

以上説明したように、本実施形態のジャイロセンサのセンサ回路によれば、監視部４１に備えられた複数の比較器４５（１）〜４５（ｎ）が正常に機能しているかをそれぞれ判定することが可能となる。これにより、異常検出回路の異常を検出することができるため、もしも何らかの理由により自己診断機能を実現する異常検出回路に異常が発生したとしても、センサ回路が異常であると誤検出してしまったり、あるいは、センサ回路の異常検出が行えなくなるということを防止することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、チェック信号（１）〜（ｎ）を段階的に変化させるようにしたが、参照電圧発生回路４７（１）〜４７（ｎ）の下限電圧ＶＬ（１）〜ＶＬ（ｎ）よりも低い電位から上限電圧ＶＨ（１）〜ＶＨ（ｎ）よりも高い電位、もしくはその逆に、無段階に変化させることも可能である。この場合、各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力が変化するしきい値を正確に判定できるため、より精度良く各比較器４５（１）〜４５（ｎ）の異常検出を行うことが可能となる。ただし、このような形態とする場合、異常検出回路の規模も大きくなり、異常検出に掛かる処理時間も長くなるため、システムやコスト、信頼性の観点を総合的に考慮してチェック信号（１）〜（ｎ）の形態を決定するのが望ましい。

また、上記実施形態では、比較器４５（１）〜４５（ｎ）としてウィンドウコンパレータを例に挙げて説明したが、単に参照電圧と大小比較を行うコンパレータであったとしても、本発明を適用することができる。この場合にも、チェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）にて、比較器４５（１）〜（ｎ）に対して、センサ内部状態が正常であるときの電位と異常であるときの電位を切り替えたチェック信号を出力することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、センサ回路内の複数の場所の電位を確認するために、比較器４５（１）〜４５（ｎ）やチェック信号入力部４６（１）〜４６（ｎ）を複数個ずつ対応する数だけ備えるものについて説明したが、これらの数は任意であり、センサ回路内の確認したい場所の数によって適宜変更可能であり、単数であっても構わない。

さらに、上記実施形態では、本発明をジャイロセンサのセンサ回路に適用した場合について説明したが、ジャイロセンサに限るものではなく他のセンサ、例えば加速度センサ等に関しても本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態における異常検出装置が備えられたジャイロセンサのセンサ回路のブロック構成を示した図である。センサ回路に備えられる異常検出回路の回路構成を示した図である。チェック信号（１）〜（ｎ）のうちの１つの変化のさせ方とそれに対する比較器４５（１）〜４５（ｎ）の出力の変化を示したタイミングチャートである。従来のセンサ装置のセンサ回路の自己診断を行う異常検出回路の概略構成を示した図である。プライマリチェック部が実行するプライマリチェックの様子を示したタイミングチャートである。

符号の説明

１０…振動子、２０…駆動回路、２１…昇圧回路、２２…チャージアンプ、２３…位相シフタ、２４…振幅一定制御部、３０…ヨー検出回路、３１、３２…チャージアンプ、３３…差動増幅回路、３４…同期検波回路、３５…ＬＰＦ、３６…感度温特調整回路、４０…異常検出回路、４１…監視部、４２…プライマリチェック部、４３…アンド回路、４４…センサ内部状態入力部、４５…比較器、４６…チェック信号入力部、４７…参照電圧発生回路、４８…スイッチ。

Claims

センサ回路内の任意の場所の電位を比較器（４５）にて参照電圧（ＶＬ、ＶＨ）と比較することで、当該任意の場所の電位が正常であるか異常であるかを判定するという自己診断を行う異常検出回路（４０）を備えたセンサ回路であって、
前記異常検出回路（４０）は、
前記比較器（４５）に対して前記任意の場所の電位を入力するセンサ内部状態入力部（４４）と、
前記比較器（４５）に対してチェック信号を入力するチェック信号入力部（４６）と、
前記比較器（４５）に対して前記センサ内部状態入力部（４４）を介して前記任意の場所の電位を入力するか、それとも前記チェック信号入力部（４６）から前記チェック信号を入力するかの切り替えを行うスイッチ手段（４８）とを備え、
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記任意の場所が正常であるときの電位と異常であるときの電位とを時間的にずらして出力し、
前記比較器（４５）は、前記チェック信号入力部（４６）から入力される前記チェック信号に基づいて、前記任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることを特徴とするセンサ回路。
前記比較器（４５）は、前記任意の場所の電位が上限電圧（ＶＨ）と下限電圧（ＶＬ）の間に入るか否かを判定するウィンドウコンパレータであり、
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記下限電圧（ＶＬ）よりも低い電位と、前記下限電圧（ＶＬ）と前記上限電圧（ＶＨ）との間の電位と、前記上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位とを出力することを特徴とする請求項１に記載のセンサ回路。
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記下限電圧（ＶＬ）よりも低い電位と、前記下限電圧（ＶＬ）と前記上限電圧（ＶＨ）との間の電位と、前記上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位とを段階的に切替えて出力することを特徴とする請求項２に記載のセンサ回路。
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記下限電圧（ＶＬ）よりも低い電位から前記上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位まで、もしくは、前記上限電圧（ＶＨ）よりも高い電位から前記下限電圧（ＶＬ）よりも低い電位まで無段階に変化させて出力することを特徴とする請求項２に記載のセンサ回路。
前記比較器（４５）は、前記任意の場所の電位が参照電圧以上であるか否かを判定するコンパレータであり、
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記参照電圧よりも低い電位と、前記参照電圧よりも高い電位とを出力することを特徴とする請求項１に記載のセンサ回路。
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記参照電圧よりも低い電位と、前記参照電圧よりも高い電位とを段階的に切替えて出力することを特徴とする請求項５に記載のセンサ回路。
前記チェック信号入力部（４６）は、前記比較器（４５）に対して、前記チェック信号として前記参照電圧よりも低い電位から前記参照電圧よりも高い電位まで、もしくは、前記参照電圧よりも高い電位から前記参照電圧よりも低い電位まで無段階に変化させて出力することを特徴とする請求項５に記載のセンサ回路。
前記異常検出回路（４０）は、前記比較器（４５）および前記チェック信号入力部（４６）をそれぞれ複数有し、前記複数の比較器（４５）により複数の前記任意の場所の電位が正常であるか異常であるかを判定し、前記複数の比較器（４５）それぞれに前記複数のチェック信号入力部（４６）それぞれのチェック信号を入力させ、前記複数の比較器（４５）それぞれから前記任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることを特徴とする請求項１ないし７に記載のセンサ回路。
前記異常検出回路（４０）は、前記複数の比較器（４５）それぞれに対して入力する前記チェック信号を前記任意の場所が正常であるときの電位と異常であるときの電位とに変化させるタイミングを時間的にずらすことを特徴とする請求項８に記載のセンサ回路。
前記異常検出回路（４０）には、電源投入後のプライマリチェック時に前記センサ回路の系全体が正常に機能するか否かを確認するプライマリチェック部（４２）を有し、
前記異常検出回路（４０）は、前記プライマリチェック部（４２）による前記確認後、当該プライマリチェック中に、前記比較器（４５）に対して前記チェック信号を入力し、前記比較器（４５）から前記任意の場所が正常であることを示す出力と異常であることを示す出力を発生させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のセンサ回路。