JP5589171B2 - Circuit for physical quantity detection device - Google Patents

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Description

本発明は、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等に関する。   The present invention relates to a physical quantity detection device, an abnormality diagnosis system for a physical quantity detection device, an abnormality diagnosis method for a physical quantity detection device, and the like.

従来より、様々な物理量を検出する物理量検出装置が知られている。例えば、物理量として角速度を検出する角速度検出装置が知られており、角速度検出装置を搭載し、角速度検出装置により検出された角速度に基づいて所定の制御を行う様々な電子機器やシステムが広く利用されている。例えば、自動車の車両走行制御システムでは角速度検出装置により検出された角速度に基づいて、自動車の横滑りを防止する走行制御が行なわれている。   Conventionally, physical quantity detection devices that detect various physical quantities are known. For example, an angular velocity detection device that detects an angular velocity as a physical quantity is known, and various electronic devices and systems that are equipped with the angular velocity detection device and perform predetermined control based on the angular velocity detected by the angular velocity detection device are widely used. ing. For example, in a vehicle traveling control system for an automobile, traveling control for preventing a side slip of the automobile is performed based on an angular velocity detected by an angular velocity detector.

これらの電子機器やシステムでは、物理量検出装置が故障すると誤った制御が行われるので、故障している場合には警告ランプを点灯する等の対策が行われている。そして、物理量検出装置の故障診断を行うための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１では、オフセット電圧の異常を検出する異常検出回路を備えたセンサー回路が記載されている。   In these electronic devices and systems, erroneous control is performed when the physical quantity detection device breaks down. Therefore, measures such as turning on a warning lamp are taken when there is a failure. Various techniques for performing failure diagnosis of the physical quantity detection device have been proposed. For example, Patent Document 1 describes a sensor circuit including an abnormality detection circuit that detects an abnormality of an offset voltage.

特開２００７−５７２６２号公報JP 2007-57262 A

特許文献１に記載の異常検出回路では、オフセット電圧が一時的に異常になると速やかに異常を表す異常判定信号を出力し、オフセット電圧が正常に戻ると速やかに正常を表す異常判定信号を出力するように構成されている。   The abnormality detection circuit described in Patent Document 1 outputs an abnormality determination signal that indicates abnormality immediately when the offset voltage becomes abnormal temporarily, and outputs an abnormality determination signal that indicates normality immediately when the offset voltage returns to normal. It is configured as follows.

一方、物理量検出素子（センサー素子）からの信号に基づいて検出信号を物理量検出装置（センサー装置）の外部に出力する経路となる検出回路においては信号の遅延が発生するものである。例えば、振動子から出力される交流信号を、ローパスフィルター等を介して直流に変換して出力するような検出回路においては、数ミリ秒程度の遅延が発生する場合がある。   On the other hand, a signal delay occurs in a detection circuit serving as a path for outputting a detection signal to the outside of the physical quantity detection device (sensor device) based on a signal from the physical quantity detection device (sensor element). For example, in a detection circuit that converts an alternating current signal output from a vibrator into a direct current through a low-pass filter or the like and outputs it, a delay of about several milliseconds may occur.

したがって、特許文献１に記載の異常検出回路では、検出回路における信号の遅延により、物理量検出装置（センサー装置）の検出回路からの出力が異常値を示しているにもかかわらず、異常検出回路が正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性がある。このような現象の発生は、高い信頼性を要求される用途において問題となる可能性がある。   Therefore, in the abnormality detection circuit described in Patent Document 1, the abnormality detection circuit is configured even though the output from the detection circuit of the physical quantity detection device (sensor device) shows an abnormal value due to the signal delay in the detection circuit. There is a possibility of outputting an abnormality determination signal indicating normality. The occurrence of such a phenomenon may cause a problem in applications that require high reliability.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置、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を提供することができる。   The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, a physical quantity detection device capable of more reliable abnormality determination output and an abnormality of the physical quantity detection device An abnormality diagnosis method for a diagnosis system and a physical quantity detection device can be provided.

（１）本発明に係る物理量検出装置は、
物理量を検出し、検出した前記物理量の大きさに応じた信号を出力する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子の出力信号に基づいて、前記物理量に応じた検出信号を生成する検出回路と、
前記物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置の異常の有無を表す異常判定信号を生成出力する異常判定出力部とを含み、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力することを特徴とする。 (1) A physical quantity detection device according to the present invention includes:
A physical quantity detection element that detects a physical quantity and outputs a signal according to the detected magnitude of the physical quantity;
A detection circuit that generates a detection signal corresponding to the physical quantity based on an output signal of the physical quantity detection element;
The circuit included in the physical quantity detection device detects the presence or absence of abnormality of one or more monitoring target signals to be monitored, and generates an abnormality flag signal indicating whether or not at least a part of the monitoring target signal is abnormal An abnormal flag generator to
An abnormality determination output unit that generates and outputs an abnormality determination signal indicating the presence or absence of an abnormality of the physical quantity detection device based on the abnormality flag signal;
The abnormality determination output unit converts the abnormality determination signal from a value indicating abnormality based on the abnormality flag signal over a predetermined time after the abnormality flag signal changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. The output is changed to a value representing normality.

所定の物理量は、例えば、角速度、加速度、地磁気、圧力等である。   The predetermined physical quantity is, for example, angular velocity, acceleration, geomagnetism, pressure or the like.

本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間以上に亘る異常フラグ信号に基づいて、異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   According to the present invention, after the abnormality flag signal has changed from a value representing abnormality to a value representing normality, the abnormality determination signal is represented as normal from the value representing abnormality based on the abnormality flag signal over a predetermined time. Therefore, even if the abnormality flag signal changes to a value indicating normality, the abnormality determination signal does not change to a value indicating normality for at least a predetermined time. Therefore, the possibility that an abnormality determination signal indicating normality will be output is reduced even though the detection signal output from the detection circuit indicates an abnormal value. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

（２）この物理量検出装置は、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が前記所定時間以上継続した後に、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。 (2) This physical quantity detection device
The abnormality determination output unit, after the abnormality flag signal has changed from a value indicating abnormality to a value indicating normality, after the value indicating normality continues for the predetermined time or longer, the abnormality determination signal is a value indicating abnormality. The value may be changed to a value indicating normal and output.

本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間以上継続した後に、異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間に満たない時間だけ異常フラグ信号が正常を表す値になっても、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。そのため検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   According to the present invention, after the abnormality flag signal has changed from a value representing abnormality to a value representing normality, and after the value representing normality has continued for a predetermined time or longer, the abnormality determination signal is represented from the value representing abnormality to normal. Since the value is output after being changed to a value, even if the abnormality flag signal changes to a value indicating normality, the abnormality determination signal does not change to a value indicating normality for at least a predetermined time. In addition, the abnormality determination signal does not change to a value indicating normality even if the abnormality flag signal has a value indicating normality for a time that is less than the predetermined time. Therefore, the possibility that an abnormality determination signal indicating normality will be output is reduced even though the detection signal output from the detection circuit indicates an abnormal value. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

（３）この物理量検出装置は、
前記検出回路は、前記物理量に応じた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成し、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であってもよい。 (3) This physical quantity detection device
The detection circuit generates a detection signal corresponding to the physical quantity through a low-pass filter,
The predetermined time may be equal to or longer than a minimum group delay time in a frequency band from a direct current to a cutoff frequency of the low-pass filter.

本発明によれば、所定時間がローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であるため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   According to the present invention, since the predetermined time is equal to or longer than the minimum group delay time in the frequency band from the direct current of the low-pass filter to the cutoff frequency, the detection signal output from the detection circuit shows an abnormal value. The possibility of outputting an abnormality determination signal indicating normality is further reduced. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

（４）この物理量検出装置は、
前記検出回路は、前記物理量に応じた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成し、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの最大群遅延時間以上であってもよい。 (4) This physical quantity detection device
The detection circuit generates a detection signal corresponding to the physical quantity through a low-pass filter,
The predetermined time may be longer than the maximum group delay time of the low-pass filter.

本発明によれば、所定時間がローパスフィルターの最大群遅延時間以上であるため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   According to the present invention, since the predetermined time is equal to or longer than the maximum group delay time of the low-pass filter, an abnormality determination signal indicating normality is output even though the detection signal output from the detection circuit indicates an abnormal value. The possibility of being lost becomes extremely small. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

（５）この物理量検出装置は、
前記異常判定出力部は、前記所定時間を可変に構成されていてもよい。 (5) This physical quantity detection device
The abnormality determination output unit may be configured to vary the predetermined time.

本発明によれば、所定時間を可変に構成されているため、要求される信頼度に応じて所定時間を変更することが可能になる。   According to the present invention, since the predetermined time is variably configured, the predetermined time can be changed according to the required reliability.

（６）本発明に係る物理量検出装置の異常診断システムは、
物理量を検出し、検出した前記物理量の大きさに応じた信号を出力する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子の出力信号に基づいて、前記物理量に応じた検出信号を生成する検出回路と、
前記物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部とを含む物理量検出装置と、
前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置の動作に異常があるか否かを判定する異常診断装置とを含み、
前記異常診断装置は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、異常から正常への判定変更を行うことを特徴とする。 (6) An abnormality diagnosis system for a physical quantity detection device according to the present invention includes:
A physical quantity detection element that detects a physical quantity and outputs a signal according to the detected magnitude of the physical quantity;
A detection circuit that generates a detection signal corresponding to the physical quantity based on an output signal of the physical quantity detection element;
The circuit included in the physical quantity detection device detects the presence or absence of abnormality of one or more monitoring target signals to be monitored, and generates an abnormality flag signal indicating whether or not at least a part of the monitoring target signal is abnormal A physical quantity detection device including an abnormality flag generation unit to perform,
An abnormality diagnosis device that determines whether or not there is an abnormality in the operation of the physical quantity detection device based on the abnormality flag signal;
When the abnormality flag signal is changed from a value indicating abnormality to a value indicating normality, the abnormality diagnosis apparatus is configured so that the abnormality flag signal changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality for a predetermined period or more. A determination change from abnormality to normal is performed on the basis of the abnormality flag signal.

本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間以上に亘る異常フラグ信号に基づいて、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常診断装置における判定結果を正常へ変更しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、物理量検出装置の動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な物理量検出装置の異常診断システムを実現することができる。   According to the present invention, when the abnormality flag signal changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality, the abnormality over a predetermined period after the abnormality flag signal changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality Since the determination change from abnormality to normal is performed based on the flag signal, even if the abnormality flag signal changes to a value indicating normality, the determination result in the abnormality diagnosis device is not changed to normal at least for a predetermined time. . Therefore, the possibility that the operation of the physical quantity detection device is determined to be normal despite the detection signal output from the detection circuit indicating an abnormal value is reduced. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis system for a physical quantity detection device capable of performing abnormality diagnosis with higher reliability.

（７）本発明に係る物理量検出装置の異常診断方法は、
物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する検出工程と、
前記検出工程における判定結果に基づいて、前記物理量検出装置の動作に異常があるか否かを判定する判定工程とを含み、
前記判定工程において、前記検出工程における検出結果が異常から正常に変化した場合には、前記検出工程における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間以上に亘る前記検出工程における検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更することを特徴とする。 (7) An abnormality diagnosis method for a physical quantity detection device according to the present invention includes:
A detection step of detecting whether or not there is an abnormality in one or more monitoring target signals to be monitored in a circuit included in the physical quantity detection device, and determining whether or not there is an abnormality in at least a part of the monitoring target signal;
A determination step of determining whether or not there is an abnormality in the operation of the physical quantity detection device based on the determination result in the detection step,
In the determination step, when the detection result in the detection step changes from abnormality to normal, based on the detection result in the detection step over a predetermined period after the detection result in the detection step changes from abnormality to normal. The determination result is changed from abnormal to normal.

本発明によれば、検出工程における検出結果が異常から正常に変化した場合には、検出工程における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間以上に亘る検出工程におけ
る検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更するため、検出工程における検出結果が異常から正常に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、判定工程における判定結果を正常へ変更しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、物理量検出装置の動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な物理量検出装置の異常診断方法を実現することができる。 According to the present invention, when the detection result in the detection process changes from abnormality to normal, based on the detection result in the detection process over a predetermined period after the detection result in the detection process changes from abnormality to normal, Since the determination result is changed from abnormal to normal, even if the detection result in the detection process changes from abnormal to normal, the determination result in the determination process is not changed to normal for at least a predetermined time. Therefore, the possibility that the operation of the physical quantity detection device is determined to be normal despite the detection signal output from the detection circuit indicating an abnormal value is reduced. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis method for a physical quantity detection device capable of performing abnormality diagnosis with higher reliability.

第１実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the angular velocity detection apparatus of 1st Embodiment. ジャイロセンサー素子の振動片の平面図。The top view of the vibration piece of a gyro sensor element. ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of a gyro sensor element. ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of a gyro sensor element. 角速度検出装置が静止している時の信号波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the signal waveform when an angular velocity detection apparatus is stationary. 角速度検出装置に角速度が加わっている時の信号波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the signal waveform when the angular velocity is added to the angular velocity detection apparatus. 第１実施形態の異常診断回路の構成について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the abnormality diagnosis circuit of 1st Embodiment. 異常発生時における異常フラグ信号、異常判定信号、検出信号のタイミングチャート。6 is a timing chart of an abnormality flag signal, an abnormality determination signal, and a detection signal when an abnormality occurs. ローパスフィルターの群遅延時間と周波数との関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the group delay time and frequency of a low-pass filter. 第２実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the angular velocity detection apparatus of 2nd Embodiment. 第２実施形態の異常診断回路の構成について説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the abnormality diagnosis circuit of 2nd Embodiment. 角速度検出装置の異常診断システムの構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the abnormality diagnosis system of an angular velocity detection apparatus 電源電圧監視回路、監視回路及び異常診断回路の構成について説明するための図。The figure for demonstrating the structure of a power supply voltage monitoring circuit, a monitoring circuit, and an abnormality diagnosis circuit. 角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの一例を示す図。The figure which shows an example of the flowchart which shows the abnormality diagnosis method of an angular velocity detection apparatus. 角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの他の例を示す図。The figure which shows the other example of the flowchart which shows the abnormality diagnosis method of an angular velocity detection apparatus.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

１．物理量検出装置
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置（角速度検出装置）を例にとり説明するが、本発明は、角速度、加速度、地磁気、圧力等の様々な物理量のいずれかを検出することができる装置に適用可能である。 1. Physical quantity detection device In the following, a physical quantity detection device (angular velocity detection device) that detects angular velocity as a physical quantity will be described as an example. However, the present invention detects any one of various physical quantities such as angular velocity, acceleration, geomagnetism, and pressure. It is applicable to a device that can

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the angular velocity detection device of the first embodiment.

第１実施形態の角速度検出装置１は、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０を含んで構成されている。   The angular velocity detection device 1 of the first embodiment includes a gyro sensor element 100 and an angular velocity detection IC 10.

ジャイロセンサー素子１００（本発明における物理量検出素子の一例）は、駆動電極と検出電極が配置された振動片が不図示のパッケージに封止されて構成されている。一般的に、振動片のインピーダンスをできるだけ小さくして発振効率を高めるためにパッケージ内の気密性が確保されている。   The gyro sensor element 100 (an example of a physical quantity detection element in the present invention) is configured by sealing a vibrating piece in which a drive electrode and a detection electrode are arranged in a package (not shown). Generally, hermeticity in the package is secured in order to reduce the impedance of the resonator element as much as possible to increase the oscillation efficiency.

ジャイロセンサー素子１００の振動片は、例えば、水晶（ＳｉＯ2）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いて構成してもよいし、
シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。 The vibrating piece of the gyro sensor element 100 is, for example, a piezoelectric single crystal such as quartz (SiO 2 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), or piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate (PZT). It may be configured using a piezoelectric material such as
A structure in which a piezoelectric thin film such as zinc oxide (ZnO) or aluminum nitride (AlN) sandwiched between drive electrodes is disposed on a part of the surface of the silicon semiconductor may be used.

また、この振動片は、例えば、Ｔ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型であってもよいし、音叉型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。   Further, this vibrating piece may be, for example, a so-called double T type having two T type driving vibrating arms, a tuning fork type, a triangular prism, a quadrangular prism, a cylindrical shape, or the like. A sound piece type may be used.

本実施形態では、ジャイロセンサー素子１００は、水晶を材料とするダブルＴ型の振動片により構成される。   In the present embodiment, the gyro sensor element 100 is configured by a double T-type vibrating piece made of quartz.

図２は、本実施形態のジャイロセンサー素子１００の振動片の平面図である。   FIG. 2 is a plan view of the resonator element of the gyro sensor element 100 of the present embodiment.

本実施形態のジャイロセンサー素子１００は、Ｚカットの水晶基板により形成されたダブルＴ型の振動片を有する。水晶を材料とする振動片は、温度変化に対する共振周波数の変動が極めて小さいので、角速度の検出精度を高めることができるという利点がある。なお、図２におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示す。   The gyro sensor element 100 of the present embodiment has a double T-type vibrating piece formed of a Z-cut quartz substrate. The resonator element made of quartz is advantageous in that the detection accuracy of the angular velocity can be increased because the variation of the resonance frequency with respect to the temperature change is extremely small. Note that the X, Y, and Z axes in FIG. 2 indicate crystal axes.

図２に示すように、ジャイロセンサー素子１００の振動片は、２つの駆動用基部１０４ａ、１０４ｂからそれぞれ駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。駆動振動腕１０１ａの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１２及び１１３が形成されており、駆動振動腕１０１ｂの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１３及び１１２が形成されている。駆動電極１１２、１１３は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部出力端子１１、外部入力端子１２を介して駆動回路２０に接続される。   As shown in FIG. 2, in the vibrating piece of the gyro sensor element 100, the driving vibrating arms 101a and 101b extend in the + Y axis direction and the −Y axis direction from the two driving bases 104a and 104b, respectively. Drive electrodes 112 and 113 are formed on the side surface and the upper surface of the drive vibration arm 101a, respectively, and drive electrodes 113 and 112 are formed on the side surface and the upper surface of the drive vibration arm 101b, respectively. The drive electrodes 112 and 113 are connected to the drive circuit 20 via the external output terminal 11 and the external input terminal 12 of the angular velocity detection IC 10 shown in FIG.

駆動用基部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向に延びる連結腕１０５ａ、１０５ｂを介して矩形状の検出用基部１０７に接続されている。   The drive bases 104a and 104b are connected to a rectangular detection base 107 via connecting arms 105a and 105b extending in the −X axis direction and the + X axis direction, respectively.

検出振動腕１０２は、検出用基部１０７から＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。検出振動腕１０２の上面には検出電極１１４及び１１５が形成されており、検出振動腕１０２の側面には共通電極１１６が形成されている。検出電極１１４、１１５は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部入力端子１３、１４を介して検出回路３０に接続される。また、共通電極１１６は接地される。   The detection vibrating arm 102 extends from the detection base 107 in the + Y axis direction and the −Y axis direction. Detection electrodes 114 and 115 are formed on the upper surface of the detection vibrating arm 102, and a common electrode 116 is formed on the side surface of the detection vibrating arm 102. The detection electrodes 114 and 115 are connected to the detection circuit 30 via the external input terminals 13 and 14 of the angular velocity detection IC 10 shown in FIG. The common electrode 116 is grounded.

駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの駆動電極１１２と駆動電極１１３との間に駆動信号として交流電圧が与えられると、図３に示すように、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは逆圧電効果によって矢印Ｂのように、２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端が互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動（励振振動）をする。   When an AC voltage is applied as a drive signal between the drive electrode 112 and the drive electrode 113 of the drive vibration arms 101a and 101b, the drive vibration arms 101a and 101b are as shown by an arrow B due to the inverse piezoelectric effect as shown in FIG. In addition, bending vibration (excitation vibration) in which the tips of the two drive vibration arms 101a and 101b repeat approach and separation from each other is performed.

なお、本出願では、ジャイロセンサー素子に角速度がかかっていない状態で上述の屈曲振動（励振振動）するときの、各駆動振動腕における振動エネルギーの大きさ又は振動の振幅の大きさが２本の駆動振動腕で等しいとき、駆動振動腕の振動エネルギーのバランスがとれているという。   In the present application, when the bending vibration (excitation vibration) described above is performed with no angular velocity applied to the gyro sensor element, the magnitude of the vibration energy or the magnitude of the vibration in each drive vibration arm is two. When the drive vibration arms are equal, the vibration energy of the drive vibration arms is balanced.

ここで、ジャイロセンサー素子１００の振動片にＺ軸を回転軸とした角速度が加わると、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは、矢印Ｂの屈曲振動の方向とＺ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、図４に示すように、連結腕１０５ａ、１０５ｂは矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１０２は、連結腕１０５ａ、１０５ｂの振動（矢印Ｃ）に連動して矢印Ｄのように屈曲振動をする。   Here, when an angular velocity with the Z axis as the rotation axis is applied to the vibrating piece of the gyro sensor element 100, the driving vibrating arms 101a and 101b are aligned in the direction perpendicular to both the direction of the bending vibration indicated by the arrow B and the Z axis. Gain power. As a result, the connecting arms 105a and 105b vibrate as indicated by an arrow C as shown in FIG. The detection vibrating arm 102 bends and vibrates as indicated by an arrow D in conjunction with the vibrations of the connecting arms 105a and 105b (arrow C).

また、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの励振振動は、ジャイロセンサー素子の製造バラつきなどによって、駆動振動腕の振動エネルギーのバランスがくずれると、検出振動腕１０２には漏れ振動を発生させる。この漏れ振動は、コリオリの力に基づいた振動と同様に矢印Ｄに示す屈曲振動であるが、駆動信号とは同位相である。なお、コリオリ力に伴う振動は駆動振動とは９０°ずれた位相である。   In addition, the excitation vibration of the drive vibration arms 101a and 101b causes leakage vibration in the detection vibration arm 102 when the balance of vibration energy of the drive vibration arm is lost due to manufacturing variations of the gyro sensor element. This leakage vibration is a bending vibration indicated by an arrow D as in the vibration based on the Coriolis force, but is in phase with the drive signal. Note that the vibration accompanying the Coriolis force has a phase shifted by 90 ° from the driving vibration.

そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づいた交流電荷が、検出振動腕１０２の検出電極１１４、１１５に発生する。ここで、コリオリの力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリの力の大きさ（言い換えれば、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさ）に応じて変化する。一方、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさに関係しない。   Then, AC charges based on these bending vibrations are generated in the detection electrodes 114 and 115 of the detection vibration arm 102 by the piezoelectric effect. Here, the AC charge generated based on the Coriolis force changes according to the magnitude of the Coriolis force (in other words, the magnitude of the angular velocity applied to the gyro sensor element 100). On the other hand, the AC charge generated based on the leakage vibration is not related to the magnitude of the angular velocity applied to the gyro sensor element 100.

なお、図２の構成では、振動片のバランスを良くするために、検出用基部１０７を中央に配置し、検出用基部１０７から＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に検出振動腕１０２を延出させている。さらに、検出用基部１０７から＋Ｘ軸と−Ｘ軸の両方向に連結腕１０５ａ、１０５ｂを延出させ、連結腕１０５ａ、１０５ｂのそれぞれから、＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂを延出させている。   In the configuration of FIG. 2, in order to improve the balance of the resonator element, the detection base 107 is arranged at the center, and the detection vibration arm 102 is extended from the detection base 107 in both the + Y axis and the −Y axis. ing. Further, the connecting arms 105a and 105b are extended from the detection base 107 in both the + X-axis and −X-axis directions, and the drive vibrating arms 101a and 101b are extended in both the + Y-axis and −Y-axis directions from the connecting arms 105a and 105b, respectively. Is extended.

また、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端には、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂよりも幅の広い矩形状の錘部１０３が形成されている。駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端に錘部１０３を形成することにより、コリオリの力を大きくするとともに、所望の共振周波数を比較的短い振動腕で得ることができる。同様に、検出振動腕１０２の先端には、検出振動腕１０２よりも幅の広い錘部１０６が形成されている。検出振動腕１０２の先端に錘部１０６を形成することにより、検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷を大きくすることができる。   Further, a rectangular weight portion 103 having a width wider than that of the drive vibrating arms 101a and 101b is formed at the tips of the drive vibrating arms 101a and 101b. By forming the weight portion 103 at the tips of the drive vibrating arms 101a and 101b, the Coriolis force can be increased and a desired resonance frequency can be obtained with a relatively short vibrating arm. Similarly, a weight portion 106 wider than the detection vibrating arm 102 is formed at the tip of the detection vibrating arm 102. By forming the weight portion 106 at the tip of the detection vibrating arm 102, the AC charge generated in the detection electrodes 114 and 115 can be increased.

以上のようにして、ジャイロセンサー素子１００は、Ｚ軸を検出軸としてコリオリの力に基づく交流電荷（すなわち、検出信号）と、励振振動の漏れ振動に基づく交流電荷（すなわち、漏れ信号）とを検出電極１１４、１１５を介して出力する。   As described above, the gyro sensor element 100 uses the Z-axis as a detection axis to generate AC charge (that is, a detection signal) based on Coriolis force and AC charge (that is, a leakage signal) based on leakage vibration of excitation vibration. Output through the detection electrodes 114 and 115.

図１に戻り、角速度検出用ＩＣ１０は、駆動回路２０、検出回路３０及び基準電源回路４０を含んで構成されている。   Returning to FIG. 1, the angular velocity detection IC 10 includes a drive circuit 20, a detection circuit 30, and a reference power supply circuit 40.

駆動回路２０は、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）２１０、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０を含んで構成されている。   The drive circuit 20 includes an I / V conversion circuit (current / voltage conversion circuit) 210, an AC amplification circuit 220, and an amplitude adjustment circuit 230.

ジャイロセンサー素子１００の振動片に流れた駆動電流は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０によって交流電圧信号に変換される。   The drive current that has flowed through the resonator element of the gyro sensor element 100 is converted into an AC voltage signal by the I / V conversion circuit 210.

Ｉ／Ｖ変換回路２１０から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０に入力される。ＡＣ増幅回路２２０は、入力された交流電圧信号を増幅し、所定の電圧値でクリップさせて方形波電圧信号２２を出力する。振幅調整回路２３０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０が出力する交流電圧信号のレベルに応じて、方形波電圧信号２２の振幅を変化させ、駆動電流が一定に保持するようにＡＣ増幅回路２２０を制御する。   The AC voltage signal output from the I / V conversion circuit 210 is input to the AC amplifier circuit 220 and the amplitude adjustment circuit 230. The AC amplifier circuit 220 amplifies the input AC voltage signal, clips it with a predetermined voltage value, and outputs the square wave voltage signal 22. The amplitude adjustment circuit 230 changes the amplitude of the square wave voltage signal 22 in accordance with the level of the AC voltage signal output from the I / V conversion circuit 210, and controls the AC amplification circuit 220 so that the drive current is kept constant. To do.

方形波電圧信号２２は、外部出力端子１１を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１２に供給される。このように、ジャイロセンサー素子１００は図３に示すような所定の駆動振動を継続して励振している。また、駆動電流を一定に保つことにより、ジャイロセンサー素子１００の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは一定の振動速度を得ることができる。そのため、コリオリ力を発生させる元となる振動速度は一定となり、感
度をより安定にすることができる。 The square wave voltage signal 22 is supplied to the drive electrode 112 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100 via the external output terminal 11. In this way, the gyro sensor element 100 continuously excites predetermined driving vibration as shown in FIG. Further, by keeping the drive current constant, the drive vibrating arms 101a and 101b of the gyro sensor element 100 can obtain a constant vibration speed. For this reason, the vibration speed that generates the Coriolis force is constant, and the sensitivity can be further stabilized.

検出回路３０は、チャージアンプ回路３１０、３２０、差動増幅回路３３０、ＡＣ増幅回路３４０、同期検波回路３５０、平滑回路３６０、可変増幅回路３７０及びローパスフィルター３８０を含んで構成されている。   The detection circuit 30 includes charge amplifier circuits 310 and 320, a differential amplification circuit 330, an AC amplification circuit 340, a synchronous detection circuit 350, a smoothing circuit 360, a variable amplification circuit 370, and a low-pass filter 380.

チャージアンプ回路３１０には、外部入力端子１３を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４から検出信号と漏れ信号を含む交流電荷が入力される。   An AC charge including a detection signal and a leakage signal is input to the charge amplifier circuit 310 from the detection electrode 114 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100 via the external input terminal 13.

同様に、チャージアンプ回路３２０には、外部入力端子１４を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１５から検出信号と漏れ信号を含む交流電荷が入力される。   Similarly, AC charge including a detection signal and a leakage signal is input to the charge amplifier circuit 320 from the detection electrode 115 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100 via the external input terminal 14.

このチャージアンプ回路３１０及び３２０は、それぞれ入力された交流電荷を、基準電圧Ｖrefを基準とした交流電圧信号に変換する。なお、基準電圧Ｖrefは、基準電源回路４０により、電源入力端子１５から入力された外部電源に基づいて生成される。 The charge amplifier circuits 310 and 320 convert the input AC charges into AC voltage signals based on the reference voltage Vref . The reference voltage V ref is generated by the reference power supply circuit 40 based on the external power supply input from the power supply input terminal 15.

差動増幅回路３３０は、チャージアンプ回路３１０の出力信号とチャージアンプ回路３２０の出力信号を差動増幅する。差動増幅回路３３０は、同相成分を消去し、逆相成分を加算増幅するためのものである。   The differential amplifier circuit 330 differentially amplifies the output signal of the charge amplifier circuit 310 and the output signal of the charge amplifier circuit 320. The differential amplifier circuit 330 is for erasing in-phase components and adding and amplifying anti-phase components.

ＡＣ増幅回路３４０は、差動増幅回路３３０の出力信号を増幅し、被検波信号３６を同期検波回路３５０に出力する。   The AC amplifier circuit 340 amplifies the output signal of the differential amplifier circuit 330 and outputs the detected signal 36 to the synchronous detection circuit 350.

同期検波回路３５０は、方形波電圧信号２２により、被検波信号３６に対して同期検波を行う。同期検波回路３５０は、例えば、検波信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖrefよりも高い時はＡＣ増幅回路３４０の出力信号を選択し、検波信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖrefよりも低い時はＡＣ増幅回路３４０の出力信号を基準電圧Ｖrefに対して反転した信号を選択するスイッチ回路として構成することができる。 The synchronous detection circuit 350 performs synchronous detection on the detected signal 36 using the square wave voltage signal 22. For example, the synchronous detection circuit 350 selects the output signal of the AC amplifier circuit 340 when the voltage level of the detection signal 34 is higher than the reference voltage V ref , and when the voltage level of the detection signal 34 is lower than the reference voltage V ref. Can be configured as a switch circuit that selects a signal obtained by inverting the output signal of the AC amplifier circuit 340 with respect to the reference voltage Vref .

同期検波回路３５０の出力信号は、平滑回路３６０で直流電圧信号に平滑化された後、可変増幅回路３７０に入力される。   The output signal of the synchronous detection circuit 350 is smoothed into a DC voltage signal by the smoothing circuit 360 and then input to the variable amplification circuit 370.

可変増幅回路３７０は、平滑回路３６０の出力信号（直流電圧信号）を、設定された増幅率（又は減衰率）で増幅（又は減衰）して検出感度を調整する。可変増幅回路３７０で増幅（又は減衰）された信号は、ローパスフィルター３８０に入力される。   The variable amplifier circuit 370 amplifies (or attenuates) the output signal (DC voltage signal) of the smoothing circuit 360 with a set amplification factor (or attenuation factor) to adjust the detection sensitivity. The signal amplified (or attenuated) by the variable amplifier circuit 370 is input to the low pass filter 380.

ローパスフィルター３８０は、可変増幅回路３７０の出力信号を使用に適した周波数帯域に制限する回路であり、角速度検出信号３２を生成する。そして、角速度検出信号３２は外部出力端子１７を介して外部に出力される。   The low-pass filter 380 is a circuit that limits the output signal of the variable amplifier circuit 370 to a frequency band suitable for use, and generates the angular velocity detection signal 32. The angular velocity detection signal 32 is output to the outside through the external output terminal 17.

次に、図１のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示して、第１実施形態の角速度検出装置１の角速度検出動作についてより具体的に説明する。   Next, an example of signal waveforms at points A to G in FIG. 1 will be shown to describe the angular velocity detection operation of the angular velocity detection device 1 of the first embodiment more specifically.

図５は、角速度検出装置１が静止している時の信号波形の一例を示す図である。図５において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal waveform when the angular velocity detection device 1 is stationary. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

ジャイロセンサー素子１００の振動片が振動している状態では、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、ジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１３からフィードバックされた電流が変換された一定周波数の交流電圧が発生している。すなわち、Ｉ／
Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、一定周波数の正弦波電圧信号が発生している。 In a state where the vibrating piece of the gyro sensor element 100 is vibrating, the current fed back from the drive electrode 113 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100 is converted into the output (point A) of the I / V conversion circuit 210. An AC voltage with a constant frequency is generated. That is, I /
A sine wave voltage signal having a constant frequency is generated at the output (point A) of the V conversion circuit 210.

そして、ＡＣ増幅回路２２０の出力（Ｂ点）には、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号（Ａ点の信号）が増幅された、振幅が一定値Ｖcの方形波電圧信号が発生する。 Then, at the output (point B) of the AC amplifier circuit 220, a square wave voltage signal having a constant amplitude V c is generated by amplifying the output signal (point A signal) of the I / V conversion circuit 210.

ジャイロセンサー素子１００に角速度が加わっていない場合は、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５には角速度の検出信号は発生しないが、漏れ信号は発生する。   When the angular velocity is not applied to the gyro sensor element 100, the angular velocity detection signal is not generated at the detection electrodes 114 and 115 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100, but the leakage signal is generated.

ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４及び１１５に発生した漏れ信号（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ回路３１０及び３２０により、交流電圧信号に変換される。ここでは、チャージアンプ回路３１０と３２０から出力される交流電圧信号は逆相であるとしている。その結果、チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力（Ｃ点及びＤ点）には、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）に対して９０°ずれている。また、チャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。   Leakage signals (AC charges) generated at the detection electrodes 114 and 115 of the gyro sensor element 100 are converted into AC voltage signals by the charge amplifier circuits 310 and 320, respectively. Here, the AC voltage signals output from the charge amplifier circuits 310 and 320 are assumed to be in reverse phase. As a result, a sine wave voltage signal having the same frequency as the output signal of the AC amplifier circuit 220 (point B signal) is generated at the outputs (points C and D) of the charge amplifier circuits 310 and 320. Here, the phase of the output signal (point C signal) of the charge amplifier circuit 310 is shifted by 90 ° with respect to the output signal (point B signal) of the AC amplifier circuit 220. The phase of the output signal (point D signal) of the charge amplifier circuit 320 is opposite to that of the output signal (point C signal) of the charge amplifier circuit 310 (shifted by 180 °).

チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３３０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ回路３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５に発生する漏れ信号に対応する信号である。   The output signals of the charge amplifier circuits 310 and 320 (the signal at the point C and the signal at the point D) are differentially amplified by the differential amplifier circuit 330, and the output (point E) of the AC amplifier circuit 340 is output from the charge amplifier circuit 310. A sine wave voltage signal having the same frequency and the same phase as the sine wave voltage signal generated at the output (point C) is generated. This sine wave voltage signal generated at the output (point E) of the AC amplifier circuit 340 is a signal corresponding to a leakage signal generated at the detection electrodes 114 and 115 of the vibration piece of the gyro sensor element 100.

ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により、ＡＣ増幅回路２２０が出力する方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）に基づいて同期検波される。   The output signal (point E signal) of the AC amplifier circuit 340 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 350 based on the square wave voltage signal 22 (point B signal) output from the AC amplifier circuit 220.

ここで、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は９０°だけ位相がずれているので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｆ点の信号）において、基準電圧Ｖrefよりも高い電圧の積分量と基準電圧Ｖrefよりも低い電圧の積分量が等しくなる。その結果、漏れ信号はキャンセルされ、ローパスフィルター３８０の出力（Ｇ点）には角速度が０であることを示す基準電圧Ｖrefの直流電圧信号が発生する。 Here, since the output signal (point E signal) of the AC amplifier circuit 340 and the square wave voltage signal 22 (point B signal) are out of phase by 90 °, the output signal of the synchronous detection circuit 350 (point F) in signal), the integral amount of integration quantity and the reference voltage V lower voltage than ref voltage higher than the reference voltage V ref is equal. As a result, the leakage signal is canceled and a DC voltage signal of the reference voltage V ref indicating that the angular velocity is 0 is generated at the output (point G) of the low-pass filter 380.

図６は、角速度検出装置１に角速度が加わっている時の信号波形の一例を示す図である。図６において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal waveform when an angular velocity is applied to the angular velocity detection device 1. In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage.

Ａ点及びＢ点の各信号波形は図５と同じであり、その説明を省略する。   The signal waveforms at points A and B are the same as those in FIG.

ジャイロセンサー素子１００に角速度が加わると、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５には検出信号と漏れ信号が発生する。この検出信号のレベルはコリオリ力の大きさに応じて変化する。一方、漏れ信号は図５と同じ信号波形になり、キャンセルされる。そのため、図６では検出信号のみに着目した信号波形を示しており、以下の説明においても検出信号のみに着目して説明する。   When an angular velocity is applied to the gyro sensor element 100, a detection signal and a leak signal are generated at the detection electrodes 114 and 115 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100. The level of this detection signal changes according to the magnitude of the Coriolis force. On the other hand, the leakage signal has the same signal waveform as in FIG. For this reason, FIG. 6 shows a signal waveform focused on only the detection signal, and in the following description, description will be focused on only the detection signal.

ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４及び１１５に発生した検出信号（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ回路３１０及び３２０により、交流電圧信号に変換される。その結果、チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力（Ｃ点及びＤ点）に
は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同位相である。また、チャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。 Detection signals (AC charges) generated at the detection electrodes 114 and 115 of the vibrating piece of the gyro sensor element 100 are converted into AC voltage signals by the charge amplifier circuits 310 and 320, respectively. As a result, a sine wave voltage signal having the same frequency as the output signal of the AC amplifier circuit 220 (point B signal) is generated at the outputs (points C and D) of the charge amplifier circuits 310 and 320. Here, the phase of the output signal of the charge amplifier circuit 310 (point C signal) is the same as that of the output signal of the AC amplifier circuit 220 (point B signal). The phase of the output signal (point D signal) of the charge amplifier circuit 320 is opposite to that of the output signal (point C signal) of the charge amplifier circuit 310 (shifted by 180 °).

チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３３０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ回路３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４、１１５に発生する検出信号に対応する信号である。   The output signals of the charge amplifier circuits 310 and 320 (the signal at the point C and the signal at the point D) are differentially amplified by the differential amplifier circuit 330, and the output (point E) of the AC amplifier circuit 340 is output from the charge amplifier circuit 310. A sine wave voltage signal having the same frequency and the same phase as the sine wave voltage signal generated at the output (point C) is generated. This sine wave voltage signal generated at the output (point E) of the AC amplifier circuit 340 is a signal corresponding to the detection signals generated at the detection electrodes 114 and 115 of the gyro sensor element 100.

ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により、ＡＣ増幅回路２２０が出力する方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は同位相であるので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｆ点の信号）は、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）が全波整流された信号となる。その結果、ローパスフィルター３８０の出力（Ｇ点）には、角速度の大きさに応じた電圧値Ｖ1の直流電圧信号（すなわち、角速度検出信号３２）が発生する。 The output signal (point E signal) of the AC amplifier circuit 340 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 350 based on the square wave voltage signal 22 (point B signal) output from the AC amplifier circuit 220. Here, since the output signal (point E signal) of the AC amplifier circuit 340 and the square wave voltage signal 22 (point B signal) are in phase, the output signal (point F signal) of the synchronous detection circuit 350 is The output signal of the AC amplifier circuit 340 (the signal at point E) is a full-wave rectified signal. As a result, a DC voltage signal having a voltage value V 1 corresponding to the magnitude of the angular velocity (that is, the angular velocity detection signal 32) is generated at the output (point G) of the low-pass filter 380.

なお、角速度検出装置１に図６と逆方向の角速度が加わった場合には、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）及びチャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）がともに基準電圧Ｖrefを中心として反転した波形になる。その結果、角速度検出信号３２は、図６とは逆に基準電圧Ｖrefよりも低い電圧の信号になる。 When an angular velocity in the direction opposite to that in FIG. 6 is applied to the angular velocity detector 1, both the output signal of the charge amplifier circuit 310 (point C signal) and the output signal of the charge amplifier circuit 320 (point D signal) are both. The waveform is inverted around the reference voltage Vref . As a result, the angular velocity detection signal 32 is a signal having a voltage lower than the reference voltage Vref, contrary to FIG.

このようにして角速度検出装置１は角速度を検出することができる。そして、角速度検出信号３２は、その電圧値がコリオリの力の大きさ（角速度の大きさ）に比例し、その極性が回転方向により決まるので、角速度検出信号３２に基づいて角速度検出装置１に加えられた角速度を計算することができる。   In this way, the angular velocity detection device 1 can detect the angular velocity. The voltage value of the angular velocity detection signal 32 is proportional to the magnitude of the Coriolis force (angular velocity magnitude), and its polarity is determined by the rotation direction. Therefore, the angular velocity detection signal 32 is added to the angular velocity detection device 1 based on the angular velocity detection signal 32. The calculated angular velocity can be calculated.

図１に戻り、角速度検出用ＩＣ１０は、異常診断回路６０を含んで構成されている。   Returning to FIG. 1, the angular velocity detection IC 10 includes an abnormality diagnosis circuit 60.

図７は、第１実施形態の異常診断回路６０の構成について説明するための図である。図７に示す例において、異常診断回路６０は、電源電圧監視判定回路６１０及び遅延回路６２０を含んで構成されている。   FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of the abnormality diagnosis circuit 60 of the first embodiment. In the example illustrated in FIG. 7, the abnormality diagnosis circuit 60 includes a power supply voltage monitoring determination circuit 610 and a delay circuit 620.

異常診断回路６０は、電源入力端子１５から入力される電源電圧を監視対象信号５０として検出し、電源電圧（監視対象信号５０）に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成する。そして、異常判定信号６２は外部出力端子１６を介して外部に出力される。   The abnormality diagnosis circuit 60 detects the power supply voltage input from the power input terminal 15 as the monitoring target signal 50, and generates an abnormality determination signal 62 indicating whether or not the power supply voltage (monitoring target signal 50) is abnormal. The abnormality determination signal 62 is output to the outside via the external output terminal 16.

電源電圧監視判定回路６１０は、電源電圧（監視対象信号５０）を監視し、電源電圧（監視対象信号５０）の異常の有無を判定し、電源電圧（監視対象信号５０）に異常があるか否か表す異常フラグ信号８２を出力する。   The power supply voltage monitoring determination circuit 610 monitors the power supply voltage (monitoring target signal 50), determines whether the power supply voltage (monitoring target signal 50) is abnormal, and determines whether the power supply voltage (monitoring target signal 50) is abnormal. An abnormal flag signal 82 is output.

遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２に基づいて、角速度検出装置１の動作に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成出力する。遅延回路６２０は、例えば、シフトレジスターを用いて構成され、異常フラグ信号８２のタイミングを所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２を生成してもよい。また遅延回路６２０は、例えば、積分器やコンパレーターを組み合わせて用いて構成され、異常フラグ信号８２を所定時間だけ遅延させて
異常判定信号６２を生成してもよい。 Based on the abnormality flag signal 82, the delay circuit 620 generates and outputs an abnormality determination signal 62 that indicates whether or not the operation of the angular velocity detection device 1 is abnormal. The delay circuit 620 may be configured using, for example, a shift register, and may generate the abnormality determination signal 62 by delaying the timing of the abnormality flag signal 82 by a predetermined time. The delay circuit 620 may be configured by using, for example, a combination of an integrator and a comparator, and may generate the abnormality determination signal 62 by delaying the abnormality flag signal 82 by a predetermined time.

なお、図７に示す例では、電源電圧監視判定回路６１０が本発明における異常フラグ生成部に対応し、遅延回路６２０が本発明における異常判定出力部に対応する。   In the example shown in FIG. 7, the power supply voltage monitoring determination circuit 610 corresponds to the abnormality flag generation unit in the present invention, and the delay circuit 620 corresponds to the abnormality determination output unit in the present invention.

本実施形態における遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する。   The delay circuit 620 in this embodiment indicates an abnormality determination signal 62 based on the abnormality flag signal 82 over a predetermined time after the abnormality flag signal 82 changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. Change the value from normal to normal and output.

図８は、異常発生時における異常フラグ信号８２、異常判定信号６２、角速度検出信号３２のタイミングチャートである。図８に示す例では、異常フラグ信号８２及び異常判定信号６２は、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。   FIG. 8 is a timing chart of the abnormality flag signal 82, the abnormality determination signal 62, and the angular velocity detection signal 32 when an abnormality occurs. In the example illustrated in FIG. 8, the abnormality flag signal 82 and the abnormality determination signal 62 are voltage signals having a value indicating normality at a low level (L) and a value indicating abnormality at a high level (H).

以下、例えば電源入力端子１５から供給される電源電圧が一時的に基準値以下まで低下した場合等に、電源電圧監視判定回路６１０が電源電圧に異常が発生したものと判定して、異常フラグ信号８２をローレベルからハイレベルに変更して出力する場合を例にとり説明する。   Hereinafter, for example, when the power supply voltage supplied from the power input terminal 15 temporarily drops below the reference value, the power supply voltage monitoring determination circuit 610 determines that an abnormality has occurred in the power supply voltage, and an abnormality flag signal An example in which 82 is changed from a low level to a high level for output will be described.

時刻ｔ１において電源電圧（監視対象信号５０）に異常が発生すると、電源電圧監視判定回路６１０は、異常フラグ信号８２をローレベルからハイレベルに変更して出力する。時刻ｔ１で発生した異常が時刻ｔ３で正常に戻ると、電源電圧監視判定回路６１０は、異常フラグ信号８２をハイレベルからローレベルに変更して出力する。   When an abnormality occurs in the power supply voltage (monitoring target signal 50) at time t1, the power supply voltage monitoring determination circuit 610 changes the abnormality flag signal 82 from the low level to the high level and outputs it. When the abnormality that occurred at time t1 returns to normal at time t3, power supply voltage monitoring determination circuit 610 changes abnormality flag signal 82 from high level to low level and outputs it.

一方、角速度検出信号３２は、検出回路３０を通って出力されるため、時刻ｔ１で発生した異常の影響を受けた角速度検出信号３２は、遅延時間Ｔｄだけ遅れて時刻ｔ２に出力される。また、時刻ｔ１で発生した異常が時刻ｔ３まで継続すると、異常の影響を受けた角速度検出信号３２は、遅延時間Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ４まで継続する。   On the other hand, since the angular velocity detection signal 32 is output through the detection circuit 30, the angular velocity detection signal 32 affected by the abnormality that occurred at time t1 is output at time t2 with a delay of the delay time Td. When the abnormality that occurred at time t1 continues until time t3, the angular velocity detection signal 32 affected by the abnormality continues until time t4 that is delayed by the delay time Td.

すなわち、実際に異常が発生して異常フラグ信号８２が出力される異常発生区間は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までであるが、発生した異常の影響を受けた角速度検出信号３２が出力される異常出力区間は、遅延時間Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ２から時刻ｔ４までである。したがって、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間では、異常フラグ信号８２が正常を表しているにもかかわらず、角速度検出信号３２は異常の影響を受けた信号となる。そのため、異常フラグ信号８２をそのまま異常判定信号として用いると、高い信頼性を要求される用途において問題となる可能性がある。   In other words, an abnormality occurrence section in which an abnormality occurs and the abnormality flag signal 82 is output is from time t1 to time t3, but an abnormal output in which the angular velocity detection signal 32 affected by the generated abnormality is output. The section is from time t2 to time t4 delayed by the delay time Td. Therefore, during the period from time t3 to time t4, the angular velocity detection signal 32 is a signal affected by the abnormality even though the abnormality flag signal 82 represents normal. Therefore, if the abnormality flag signal 82 is used as it is as an abnormality determination signal, there is a possibility that it may become a problem in applications that require high reliability.

本実施形態においては、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、時刻ｔ５に異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力する。例えば、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから所定時間Ｔだけ経過した後に、異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力する。   In the present embodiment, the delay circuit 620 includes an abnormality flag signal for a predetermined time T or more after the abnormality flag signal 82 changes from a high level (value indicating abnormality) to a low level (value indicating normality) at time t3. 82, at time t5, the abnormality determination signal 62 is changed from a high level (value indicating abnormality) to a low level (value indicating normality) and output. For example, the delay circuit 620 outputs the abnormality determination signal 62 after a predetermined time T has elapsed since the abnormality flag signal 82 changed from a high level (value indicating abnormality) to a low level (value indicating normality) at time t3. The output is changed from the high level (value indicating abnormality) to the low level (value indicating normality).

このように、第１実施形態にかかる角速度検出装置１によれば、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号８２が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が
異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。 As described above, according to the angular velocity detection device 1 according to the first embodiment, the abnormality flag signal 82 is changed based on the abnormality flag signal 82 over a predetermined time T after the abnormality flag signal 82 changes from a value representing abnormality to a value representing normality. Since the abnormality determination signal 62 is output after changing from a value indicating abnormality to a value indicating normality, even if the abnormality flag signal 82 changes to a value indicating normality, the abnormality determination signal 62 is abnormal for at least a predetermined time T. The determination signal 62 does not change to a value indicating normality. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 shows an abnormal value, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62 indicating normality is reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

また、遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号８２を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。すなわち、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから、ローレベルの異常フラグ信号８２が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力してもよい。   Further, the delay circuit 620 changes the abnormality determination signal 82 to a value indicating abnormality after the value indicating normality continues for a predetermined time T or more after the abnormality flag signal 82 changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. The value may be changed to a value indicating normal and output. That is, after the abnormality flag signal 82 changes from the high level (value indicating abnormality) to the low level (value indicating normality) at time t3, the delay circuit 620 causes the abnormality flag signal 82 of low level to exceed the predetermined time T. After the continuation, the abnormality determination signal 62 may be changed from a high level (a value indicating abnormality) to a low level (a value indicating normality) and output.

このように構成することにより、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号８２が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２が正常を表す値になっても、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。   With this configuration, after the abnormality flag signal 82 changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality, the value indicating normality continues for a predetermined time T or longer, and then the abnormality determination signal 62 indicates abnormality. Since the value is changed to a value indicating normality and output, the abnormality determination signal 62 does not change to a value indicating normality for at least a predetermined time T even if the abnormality flag signal 82 changes to a value indicating normality. . In addition, even if the abnormality flag signal 82 becomes a value representing normality for a time that is less than the predetermined time T, the abnormality determination signal 62 does not change to a value representing normality. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 shows an abnormal value, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62 indicating normality is reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

図９は、ローパスフィルター３８０の群遅延時間と周波数との関係の一例を示すグラフである。横軸は周波数（対数）、縦軸は群遅延時間を表す。   FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the group delay time of the low-pass filter 380 and the frequency. The horizontal axis represents frequency (logarithm), and the vertical axis represents group delay time.

本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。   In the present embodiment, the predetermined time T may be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) of the low-pass filter 380 to the cutoff frequency fc.

図１を用いて説明した検出回路３０のように、ローパスフィルター３８０を介して角速度検出信号３２を生成する場合には、ローパスフィルター３８０での遅延時間が他の回路ブロックにおける遅延時間よりも数桁程度大きいことが通常である。すなわち、ローパスフィルター３８０での遅延時間が、ほぼ検出回路３０における信号の遅延時間Ｔｄとなるのが通常である。   When the angular velocity detection signal 32 is generated via the low-pass filter 380 as in the detection circuit 30 described with reference to FIG. 1, the delay time in the low-pass filter 380 is several orders of magnitude compared to the delay times in other circuit blocks. Usually it is about as large. That is, the delay time in the low-pass filter 380 is usually approximately the signal delay time Td in the detection circuit 30.

したがって、所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。   Therefore, by setting the predetermined time T to be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) of the low-pass filter 380 to the cutoff frequency fc, the angular velocity detection signal 32 exhibits an abnormal value. Nevertheless, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62 indicating normality is further reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

また、本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。   In the present embodiment, the predetermined time T may be longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380.

所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   By setting the predetermined time T to be equal to or longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380, there is a possibility that the abnormality determination signal 62 indicating normality is output even though the angular velocity detection signal 32 shows an abnormal value. Extremely small. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

さらに、遅延回路６２０は、所定時間Ｔを可変に構成されていてもよい。例えば、遅延
回路６２０がシフトレジスターを用いて遅延時間をカウントする場合において、メモリーに記憶された設定値に基づいてカウント値を可変に構成したり、クロック信号の分周比率を可変に構成したりしてもよい。また例えば、遅延回路６２０が積分器を用いて信号を遅延させる場合において、積分器の時定数コンデンサーの容量を可変に構成してもよい。 Furthermore, the delay circuit 620 may be configured to vary the predetermined time T. For example, when the delay circuit 620 uses a shift register to count the delay time, the count value can be variably configured based on the set value stored in the memory, or the clock signal frequency dividing ratio can be variably configured. May be. For example, when the delay circuit 620 delays a signal using an integrator, the capacitance of the time constant capacitor of the integrator may be configured to be variable.

所定時間Ｔを可変に構成することにより、要求される信頼度に応じて所定時間Ｔを変更することが可能になる。   By making the predetermined time T variable, the predetermined time T can be changed according to the required reliability.

［第２実施形態］
第１実施形態においては、電源入力端子１５から供給される電源電圧に一時的に異常が発生した場合を例にとり説明したが、角速度検出信号３２が一時的に異常な値となる場合はこれに限られない。他の例としては、角速度検出装置に一時的に強い衝撃が加わって、検出回路３０等の回路の一部で出力が飽和してしまう場合等がある。第２実施形態においては、電源電圧に加えて、１又は複数の監視対象信号を監視する場合について説明する。 [Second Embodiment]
In the first embodiment, the case where the power supply voltage supplied from the power input terminal 15 is temporarily abnormal has been described as an example. However, when the angular velocity detection signal 32 temporarily has an abnormal value, this is used. Not limited. As another example, there is a case where a strong impact is temporarily applied to the angular velocity detection device and the output is saturated in a part of the circuit such as the detection circuit 30. In the second embodiment, a case where one or a plurality of monitoring target signals is monitored in addition to the power supply voltage will be described.

図１０は、第２実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図である。図１を用いて説明した角速度検出装置１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。   FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the angular velocity detection device of the second embodiment. The same components as those in the angular velocity detection device 1 described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第２実施形態の角速度検出装置１Ａは、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０Ａを含んで構成されている。角速度検出用ＩＣ１０Ａは、図１を用いて説明した角速度検出用ＩＣ１０の異常診断回路６０に代えて異常診断回路６０Ａを含む構成となっている。   An angular velocity detection device 1A according to the second embodiment includes a gyro sensor element 100 and an angular velocity detection IC 10A. The angular velocity detection IC 10A includes an abnormality diagnosis circuit 60A instead of the abnormality diagnosis circuit 60 of the angular velocity detection IC 10 described with reference to FIG.

図１０に示す例では、異常診断回路６０Ａは、電源入力端子１５から電源電圧を監視対象信号５０として、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号を監視対象信号５０−１として、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号を監視対象信号５０−２として、チャージアンプ回路３１０の出力信号を監視対象信号５０−３として、ローパスフィルター３８０の出力信号を監視対象信号５０−４として、基準電源回路４０の出力信号を監視対象信号５０−５として監視する。   In the example shown in FIG. 10, the abnormality diagnosis circuit 60A uses the power supply voltage from the power input terminal 15 as the monitoring target signal 50, the output signal of the I / V conversion circuit 210 as the monitoring target signal 50-1, and the AC amplification circuit 220. The output signal is the monitoring target signal 50-2, the output signal of the charge amplifier circuit 310 is the monitoring target signal 50-3, the output signal of the low-pass filter 380 is the monitoring target signal 50-4, and the output signal of the reference power supply circuit 40 is Monitoring is performed as the monitoring target signal 50-5.

なお、図１０に示す監視対象信号は一例であり、例えば、図１０に示す他の各回路ブロックの出力信号から必要に応じて選択して監視対象信号としてもよい。また、必要に応じて監視回路の数を増減させてもよい。   Note that the monitoring target signal illustrated in FIG. 10 is an example. For example, the monitoring target signal may be selected from the output signals of the other circuit blocks illustrated in FIG. Further, the number of monitoring circuits may be increased or decreased as necessary.

異常診断回路６０Ａは、監視対象信号５０，５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成する。そして、異常判定信号６２は外部出力端子１６を介して外部に出力される。   The abnormality diagnosis circuit 60A generates an abnormality determination signal 62 that indicates whether or not at least a part of the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 is abnormal. The abnormality determination signal 62 is output to the outside via the external output terminal 16.

図１１は、異常診断回路６０Ａの構成について説明するための図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of the abnormality diagnosis circuit 60A.

図１１に示す例において、異常診断回路６０Ａは、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５、論理和回路６３０及び遅延回路６２０を含んで構成されている。   In the example shown in FIG. 11, the abnormality diagnosis circuit 60A includes a power supply voltage monitoring determination circuit 610, monitoring determination circuits 610-1 to 610-5, an OR circuit 630, and a delay circuit 620.

電源電圧監視判定回路６１０は、監視対象信号５０（電源電圧）を監視し、監視対象信号５０（電源電圧）の異常の有無を判定し、監視対象信号５０（電源電圧）に異常があるか否かを表す判定信号６１を出力する。同様に、監視判定回路６１０−１〜６１０−５は、それぞれ監視対象信号５０−１〜５０−５を監視し、監視対象信号５０−１〜５０−５の異常の有無を判定し、監視対象信号５０−１〜５０−５に異常があるか否かを表す判定
信号６１−１〜６１−５を出力する。 The power supply voltage monitoring determination circuit 610 monitors the monitoring target signal 50 (power supply voltage), determines whether or not the monitoring target signal 50 (power supply voltage) is abnormal, and determines whether or not the monitoring target signal 50 (power supply voltage) is abnormal. A determination signal 61 indicating that is output. Similarly, the monitoring determination circuits 610-1 to 610-5 monitor the monitoring target signals 50-1 to 50-5 respectively, determine whether the monitoring target signals 50-1 to 50-5 are abnormal, and monitor the monitoring target signals 50-1 to 50-5. Determination signals 61-1 to 61-5 indicating whether or not the signals 50-1 to 50-5 are abnormal are output.

論理和回路６３０は、判定信号６１及び６１−１〜６１−５を受け付け、その論理和を異常フラグ信号８２Ａとして生成する。   The logical sum circuit 630 receives the determination signals 61 and 61-1 to 61-5, and generates a logical sum as the abnormality flag signal 82A.

遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａに基づいて、角速度検出装置１Ａの動作に異常があるか否かを表す異常判定信号６２Ａを生成出力する。遅延回路６２０は、例えば、シフトレジスターを用いて構成され、異常フラグ信号８２のタイミングを所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２Ａを生成してもよい。また遅延回路６２０は、例えば、積分器やコンパレーターを組み合わせて用いて構成され、異常フラグ信号８２を所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２Ａを生成してもよい。   Based on the abnormality flag signal 82A, the delay circuit 620 generates and outputs an abnormality determination signal 62A indicating whether or not the operation of the angular velocity detection device 1A is abnormal. The delay circuit 620 may be configured using a shift register, for example, and may generate the abnormality determination signal 62A by delaying the timing of the abnormality flag signal 82 by a predetermined time. The delay circuit 620 may be configured by using, for example, a combination of an integrator and a comparator, and may generate the abnormality determination signal 62A by delaying the abnormality flag signal 82 by a predetermined time.

なお、図１１に示す例では、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５及び論理和回路６３０が本発明における異常フラグ生成部８００Ａに対応する。   In the example shown in FIG. 11, the power supply voltage monitoring determination circuit 610, the monitoring determination circuits 610-1 to 610-5, and the OR circuit 630 correspond to the abnormality flag generation unit 800A in the present invention.

本実施形態においては、判定信号６１及び６１−１〜６１−５、異常フラグ信号８２Ａ並びに異常判定信号６２Ａは、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。したがって論理和回路６３０は、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５のいずれかに異常が発生している期間においてはハイレベル、他の期間においてはローレベルの異常フラグ信号８２Ａを出力する。   In the present embodiment, the determination signals 61 and 61-1 to 61-5, the abnormality flag signal 82 </ b> A, and the abnormality determination signal 62 </ b> A have values indicating normality at a low level (L) and values indicating abnormality at a high level (H). Is a voltage signal. Therefore, the OR circuit 630 outputs the abnormality flag signal 82A that is at a high level during a period in which any one of the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 is abnormal and is at a low level during the other period. .

本実施形態における遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ａに基づいて、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する。   In the present embodiment, the delay circuit 620 determines that the abnormality determination signal 62A is abnormal based on the abnormality flag signal 82A over a predetermined time T after the abnormality flag signal 82A changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. The value to be output is changed from the value to be normal to the value indicating normality.

異常フラグ信号８２Ａ、異常判定信号６２Ａ及び角速度検出信号３２の関係については、図８に示すタイミングチャートを用いて説明した第１実施形態と同様である。   The relationship among the abnormality flag signal 82A, the abnormality determination signal 62A, and the angular velocity detection signal 32 is the same as in the first embodiment described with reference to the timing chart shown in FIG.

このように、第２実施形態にかかる角速度検出装置１Ａによれば、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ａに基づいて、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。   As described above, according to the angular velocity detection device 1A according to the second embodiment, the abnormality flag signal 82A is changed from the value indicating abnormality to the value indicating normality, and then based on the abnormality flag signal 82A for a predetermined time T or more. Since the abnormality determination signal 62A is output after being changed from a value indicating abnormality to a value indicating normality, even if the abnormality flag signal 82A changes to a value indicating normality, the abnormality determination signal 62A is abnormal for at least a predetermined time T. The determination signal 62A does not change to a value indicating normality. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 indicates an abnormal value, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62A indicating normality is reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

また、遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号８２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。   The delay circuit 620 changes the abnormality determination signal 82A to a value indicating abnormality after the value indicating normality continues for a predetermined time T or more after the abnormality flag signal 82A changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. The value may be changed to a value indicating normal and output.

このように構成することにより、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値になっても、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可
能な角速度検出装置を実現することができる。 With this configuration, after the abnormality flag signal 82A changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality, the value indicating normality continues for a predetermined time T or longer, and then the abnormality determination signal 62A indicates abnormality. Since the value is changed to a value indicating normality and output, even if the abnormality flag signal 82A changes to a value indicating normality, the abnormality determination signal 62A does not change to a value indicating normality for at least the predetermined time T. . In addition, even if the abnormality flag signal 82A becomes a value indicating normality for a time less than the predetermined time T, the abnormality determination signal 62A does not change to a value indicating normality. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 indicates an abnormal value, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62A indicating normality is reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。   In the present embodiment, the predetermined time T may be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) of the low-pass filter 380 to the cutoff frequency fc.

所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。   By setting the predetermined time T to be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) to the cutoff frequency fc of the low-pass filter 380, the angular velocity detection signal 32 exhibits an abnormal value. Regardless, the possibility of outputting the abnormality determination signal 62A indicating normality is further reduced. Therefore, it is possible to realize an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

また、本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。   In the present embodiment, the predetermined time T may be longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380.

所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。   By setting the predetermined time T to be equal to or longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380, there is a possibility that the abnormality determination signal 62A indicating normality may be output although the angular velocity detection signal 32 shows an abnormal value. Extremely small. Therefore, it is possible to realize a physical quantity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

さらに、遅延回路６２０は、所定時間Ｔを可変に構成されていてもよい。例えば、遅延回路６２０がシフトレジスターを用いて遅延時間をカウントする場合において、メモリーに記憶された設定値に基づいてカウント値を可変に構成したり、クロック信号の分周比率を可変に構成したりしてもよい。また例えば、遅延回路６２０が積分器を用いて信号を遅延させる場合において、積分器の時定数コンデンサーの容量を可変に構成してもよい。   Furthermore, the delay circuit 620 may be configured to vary the predetermined time T. For example, when the delay circuit 620 uses a shift register to count the delay time, the count value can be variably configured based on the set value stored in the memory, or the clock signal frequency dividing ratio can be variably configured. May be. For example, when the delay circuit 620 delays a signal using an integrator, the capacitance of the time constant capacitor of the integrator may be configured to be variable.

所定時間Ｔを可変に構成することにより、要求される信頼度に応じて所定時間Ｔを変更することが可能になる。   By making the predetermined time T variable, the predetermined time T can be changed according to the required reliability.

第２実施形態においては、これらの効果に加えて、複数の監視対象信号を監視して、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。   In the second embodiment, in addition to these effects, it is possible to realize an angular velocity detection device capable of monitoring a plurality of monitoring target signals and performing a more reliable abnormality determination output.

２．物理量検出装置の異常診断システム及び異常診断方法
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置（角速度検出装置）の異常診断システム及び異常診断方法を例にとり説明するが、本発明は、角速度、加速度、地磁気、圧力等の様々な物理量のいずれかを検出することができる装置の異常診断システム及び異常診断方法に適用可能である。 2. Abnormality Diagnosis System and Abnormality Diagnosis Method of Physical Quantity Detection Device Hereinafter, an abnormality diagnosis system and an abnormality diagnosis method of a physical quantity detection device (angular velocity detection device) that detects an angular velocity as a physical quantity will be described as an example. The present invention can be applied to an abnormality diagnosis system and an abnormality diagnosis method for an apparatus that can detect any of various physical quantities such as geomagnetism and pressure.

図１２は、本実施形態に係る角速度検出装置の異常診断システムの構成の一例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of the abnormality diagnosis system for the angular velocity detection device according to the present embodiment.

図１２に示すように、異常診断システム１０００は、角速度検出装置１Ｂとマイクロコンピューター２を含んで構成されている。   As shown in FIG. 12, the abnormality diagnosis system 1000 includes an angular velocity detection device 1B and a microcomputer 2.

角速度検出装置１Ｂは、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０Ｂを含んで構成されている。角速度検出用ＩＣ１０Ｂは、図１０を用いて説明した角速度検出用ＩＣ１０Ａの異常診断回路６０に代えて異常診断回路６０Ｂを含む構成となっている。   The angular velocity detection device 1B includes a gyro sensor element 100 and an angular velocity detection IC 10B. The angular velocity detection IC 10B includes an abnormality diagnosis circuit 60B instead of the abnormality diagnosis circuit 60 of the angular velocity detection IC 10A described with reference to FIG.

図１３は、異常診断回路６０Ｂの構成について説明するための図である。   FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the abnormality diagnosis circuit 60B.

図１３に示す例において、異常診断回路６０Ｂは、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５及び論理和回路６３０を含んで構成されている。   In the example illustrated in FIG. 13, the abnormality diagnosis circuit 60 </ b> B includes a power supply voltage monitoring determination circuit 610, monitoring determination circuits 610-1 to 610-5, and an OR circuit 630.

電源電圧監視判定回路６１０は、監視対象信号５０（電源電圧）を監視し、監視対象信号５０の異常の有無を判定し、監視対象信号５０に異常があるか否かを表す判定信号６１を出力する。同様に、監視判定回路５０−１〜５０−５は、それぞれ監視対象信号５０−１〜５０−５を監視し、監視対象信号５０−１〜５０−５の異常の有無を判定し、監視対象信号５０−１〜５０−５に異常があるか否かを表す判定信号６１−１〜６１−５を出力する。   The power supply voltage monitoring determination circuit 610 monitors the monitoring target signal 50 (power supply voltage), determines whether the monitoring target signal 50 is abnormal, and outputs a determination signal 61 indicating whether the monitoring target signal 50 is abnormal. To do. Similarly, the monitoring determination circuits 50-1 to 50-5 monitor the monitoring target signals 50-1 to 50-5, respectively, determine whether the monitoring target signals 50-1 to 50-5 are abnormal, and monitor the monitoring target signals 50-1 to 50-5. Determination signals 61-1 to 61-5 indicating whether or not the signals 50-1 to 50-5 are abnormal are output.

論理和回路６３０は、判定信号６１及び６１−１〜６１−５を受け付け、その論理和を異常フラグ信号８２Ｂとして生成する。そして異常フラグ信号８２Ｂは、外部出力端子１６を介して出力される。   The logical sum circuit 630 receives the determination signals 61 and 61-1 to 61-5, and generates a logical sum as the abnormality flag signal 82B. The abnormality flag signal 82B is output via the external output terminal 16.

なお、図１３に示す例では、異常診断回路６０Ｂが本発明における異常フラグ生成部に対応する。   In the example shown in FIG. 13, the abnormality diagnosis circuit 60B corresponds to the abnormality flag generator in the present invention.

本実施形態においては、判定信号６１及び６１−１〜６１−５並びに異常フラグ信号８２Ａは、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。したがって論理和回路６３０は、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５のいずれかに異常が発生している期間においてはハイレベル、他の期間においてはローレベルの異常フラグ信号８２Ｂを出力する。   In the present embodiment, the determination signals 61 and 61-1 to 61-5 and the abnormality flag signal 82 </ b> A are voltage signals in which a value indicating normality is a low level (L) and a value indicating abnormality is a high level (H). is there. Therefore, the logical sum circuit 630 outputs an abnormal flag signal 82B that is at a high level during a period in which an abnormality has occurred in any one of the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5, and is at a low level in other periods. .

マイクロコンピューター２は、外部出力端子１６から出力される異常フラグ信号８２Ｂを受け付け、異常フラグ信号８２Ｂに基づいて角速度検出装置１Ｂの動作に異常があるか否かを判定する。すなわち、マイクロコンピューター２は、本発明における異常診断装置として機能する。マイクロコンピューター２は、異常の有無の判定結果に基づいて、異常判定信号４を出力してもよい。そして、異常判定信号４は、例えば、不図示の表示装置に入力されて角速度検出装置１Ｂが異常であれば警告表示される。   The microcomputer 2 receives the abnormality flag signal 82B output from the external output terminal 16, and determines whether or not the operation of the angular velocity detection device 1B is abnormal based on the abnormality flag signal 82B. That is, the microcomputer 2 functions as an abnormality diagnosis device in the present invention. The microcomputer 2 may output the abnormality determination signal 4 based on the determination result of the presence or absence of abnormality. The abnormality determination signal 4 is input, for example, to a display device (not shown), and a warning is displayed if the angular velocity detection device 1B is abnormal.

図１４は、図１２に示す異常診断システム１０００による角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの一例を示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing an example of a flowchart showing an abnormality diagnosis method of the angular velocity detection device by the abnormality diagnosis system 1000 shown in FIG.

まず、異常診断回路６０Ｂが、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の異常の有無を検出し、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。異常診断システム１０００においては、異常診断回路６０Ｂは、検出結果を異常フラグ信号８２Ｂとしてマイクロコンピューター２へ出力する。   First, the abnormality diagnosis circuit 60B detects whether or not the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 are abnormal, and whether or not at least some of the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 are abnormal. Is determined (step S100). In the abnormality diagnosis system 1000, the abnormality diagnosis circuit 60B outputs the detection result to the microcomputer 2 as an abnormality flag signal 82B.

次に、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化した場合には、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間Ｔ以上に亘るステップＳ１００における検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更する（ステップＳ１１０）。異常診断システム１０００においては、マイクロコンピューター２が、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ｂに基づいて、異常から正常への判定変更を行う。   Next, when the detection result in step S100 changes from abnormality to normal, the determination result is based on the detection result in step S100 over a predetermined period T after the detection result in step S100 changes from abnormality to normal. Is changed from abnormal to normal (step S110). In the abnormality diagnosis system 1000, the microcomputer 2 changes from abnormality to normal based on the abnormality flag signal 82B over a predetermined period T after the abnormality flag signal 82B changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. Change the judgment.

本実施形態によれば、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ｂに基づいて、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘って
は、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。 According to the present embodiment, when the abnormality flag signal 82B changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality, a predetermined period T is elapsed after the abnormality flag signal 82B changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality. Since the determination change from abnormality to normal is performed based on the abnormality flag signal 82B over the above, even if the abnormality flag signal 82B changes to a value indicating normality, at least for a predetermined time T, in the microcomputer 2 The judgment result is not changed to normal. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 indicates an abnormal value, the possibility that the operation of the angular velocity detection device 1B is determined to be normal is reduced. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis system and an abnormality diagnosis method for an angular velocity detection device capable of performing abnormality diagnosis with higher reliability.

図１５は、図１２に示す異常診断システム１０００による角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの他の例を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing another example of a flowchart showing an abnormality diagnosis method of the angular velocity detection device by the abnormality diagnosis system 1000 shown in FIG.

まず、異常診断回路６０Ｂが、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の異常の有無を検出し、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。異常診断システム１０００においては、異常診断回路６０Ｂは、検出結果を異常フラグ信号８２Ｂとしてマイクロコンピューター２へ出力する。   First, the abnormality diagnosis circuit 60B detects whether or not the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 are abnormal, and whether or not at least some of the monitoring target signals 50 and 50-1 to 50-5 are abnormal. Is determined (step S100). In the abnormality diagnosis system 1000, the abnormality diagnosis circuit 60B outputs the detection result to the microcomputer 2 as an abnormality flag signal 82B.

次に、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化した場合には、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化してから、正常を表す検出結果が所定期間Ｔ以上継続した後に、判定結果を異常から正常へ変更する（ステップＳ１２０）。異常診断システム１０００においては、マイクロコンピューター２が、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を示す値が所定期間Ｔ以上継続した後に、異常から正常への判定変更を行う。   Next, when the detection result in step S100 changes from abnormal to normal, the detection result in step S100 changes from abnormal to normal, and after the detection result indicating normality continues for a predetermined period T or more, the determination result Is changed from abnormal to normal (step S120). In the abnormality diagnosis system 1000, after the microcomputer 2 changes from a value indicating abnormality to a value indicating normality after the abnormality flag signal 82B has changed from a value indicating normality to a value indicating normality, the value indicating normality continues for a predetermined period T or more. Change the judgment.

本実施形態によれば、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定期間Ｔ以上継続した後に、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値になっても、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。   According to the present embodiment, when the abnormality flag signal 82B changes from a value representing abnormality to a value representing normality, the abnormality flag signal 82B changes from a value representing abnormality to a value representing normality, and then the normality is changed. The determination value is changed from abnormality to normal after the value to be expressed continues for a predetermined period T or more. Therefore, even if the abnormality flag signal 82B changes to a value indicating normal, the microcomputer 2 does not change for at least the predetermined time T. The judgment result is not changed to normal. In addition, the determination result in the microcomputer 2 is not changed to normal even if the abnormality flag signal 82B becomes a value indicating normal for a time that is less than the predetermined time T. Therefore, although the angular velocity detection signal 32 indicates an abnormal value, the possibility that the operation of the angular velocity detection device 1B is determined to be normal is reduced. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis system and an abnormality diagnosis method for an angular velocity detection device capable of performing abnormality diagnosis with higher reliability.

これらの形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。   In these forms, the predetermined time T may be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) of the low-pass filter 380 to the cutoff frequency fc.

所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。   By setting the predetermined time T to be equal to or longer than the minimum group delay time τ1 in the frequency band (pass band) from the direct current (0 Hz) to the cutoff frequency fc of the low-pass filter 380, the angular velocity detection signal 32 exhibits an abnormal value. Regardless, the possibility that the operation of the angular velocity detection device 1B is determined to be normal is further reduced. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis system and abnormality diagnosis method for an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

また、これらの形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。   In these forms, the predetermined time T may be equal to or longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380.

所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。   By setting the predetermined time T to be equal to or longer than the maximum group delay time τ2 of the low-pass filter 380, there is a possibility that the operation of the angular velocity detection device 1B is determined to be normal even though the angular velocity detection signal 32 shows an abnormal value. Becomes extremely small. Therefore, it is possible to realize an abnormality diagnosis system and abnormality diagnosis method for an angular velocity detection device that can output an abnormality determination output with higher reliability.

なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

１，１Ａ，１Ｂ 角速度検出装置、２ マイクロコンピューター、４ 異常判定信号、１０，１０Ａ 角速度検出用ＩＣ、１１ 外部出力端子、１２〜１４ 外部入力端子、１５
電源入力端子、１６，１７ 外部出力端子、２０ 駆動回路、２２ 方形波電圧信号、３０ 検出回路、３２ 角速度検出信号、３６ 被検波信号、４０ 基準電源回路、５０，５０−１〜５０−５ 監視対象信号、６０，６０Ａ，６０Ｂ 異常診断回路、６１，６１−１〜６１−５ 判定信号、６２，６２Ａ 異常判定信号、８２，８２Ａ 異常フラグ信号、１００ ジャイロセンサー素子、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、２１０ Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）、２２０ ＡＣ増幅回路、２３０ 振幅調整回路、３１０ チャージアンプ回路、３２０ チャージアンプ回路、３３０ 差動増幅回路、３４０ ＡＣ増幅回路、３５０ 同期検波回路、３６０ 平滑回路、３７０ 可変増幅回路、３８０ ローパスフィルター、６１０ 電源電圧監視判定回路、６１０−１〜６１０−５ 監視判定回路、６２０ 遅延回路、６３０ 論理和回路、８００Ａ，８００Ｂ 異常フラグ生成部、１０００ 異常診断システム 1, 1A, 1B Angular velocity detection device, 2 Microcomputer, 4 Abnormality determination signal, 10, 10A Angular velocity detection IC, 11 External output terminal, 12-14 External input terminal, 15
Power supply input terminal, 16, 17 External output terminal, 20 Drive circuit, 22 Square wave voltage signal, 30 Detection circuit, 32 Angular velocity detection signal, 36 Signal to be detected, 40 Reference power supply circuit, 50, 50-1 to 50-5 Target signal, 60, 60A, 60B abnormality diagnosis circuit, 61, 61-1 to 61-5 determination signal, 62, 62A abnormality determination signal, 82, 82A abnormality flag signal, 100 gyro sensor element, 101a to 101b driving vibration arm, 102 detection vibration arm, 103 weight part, 104a-104b drive base, 105a-105b connection arm, 106 weight part, 107 detection base, 112-113 drive electrode, 114-115 detection electrode, 116 common electrode, 210 I / V conversion circuit (current / voltage conversion circuit), 220 AC amplification circuit, 230 amplitude adjustment circuit, 310 charge amplifier circuit, 3 0 charge amplifier circuit, 330 differential amplifier circuit, 340 AC amplifier circuit, 350 synchronous detection circuit, 360 smoothing circuit, 370 variable amplifier circuit, 380 low-pass filter, 610 power supply voltage monitoring determination circuit, 610-1 to 610-5 monitoring determination Circuit, 620 delay circuit, 630 OR circuit, 800A, 800B abnormality flag generator, 1000 abnormality diagnosis system

Claims (5)

物理量検出装置用回路であって、
物理量検出素子の出力信号に基づいた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成する検出回路と、
前記物理量検出装置用回路内の信号の異常の有無を表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
異常を表す値の前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置用回路の動作に異常があることを表す異常判定信号を生成出力すると共に、
前記異常フラグ信号が前記異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する異常判定出力部と、
を含み、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であることを特徴とする物理量検出装置用回路。 A circuit for a physical quantity detection device,
A detection signal based on the output signal of the physical quantity detection element, a detection circuit for generating through a low pass filter,
The presence or absence of abnormality of the signal of the physical quantity detecting device for a circuit and the abnormality flag generator for generating a table to abnormality flag signal,
Based on the abnormality flag signal value representing the abnormality, the abnormality is generated to output an abnormality determination signal indicating that it is in the operation of the physical quantity detection device circuit,
Based on the abnormality flag signal over a predetermined time after changing to a value representing a normal from the value the abnormality flag signal representative of the abnormality, changes the abnormality judgment signal, the value representing the normal from the value indicating an abnormality An abnormality determination output unit for outputting
Including
The physical quantity detection device circuit according to claim 1, wherein the predetermined time is equal to or longer than a minimum group delay time in a frequency band from a direct current to a cutoff frequency of the low-pass filter. 物理量検出装置用回路であって、
物理量検出素子の出力信号に基づいた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成する検出回路と、
前記物理量検出装置用回路内の信号の異常の有無を表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
異常を表す値の前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置用回路の動作に異常があることを表す異常判定信号を生成出力すると共に、
前記異常フラグ信号が前記異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する異常判定出力部と、
を含み、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの最大群遅延時間以上であることを特徴とする物理量検出装置用回路。 A circuit for a physical quantity detection device,
A detection signal based on the output signal of the physical quantity detection element, a detection circuit for generating through a low pass filter,
The presence or absence of abnormality of the signal of the physical quantity detecting device for a circuit and the abnormality flag generator for generating a table to abnormality flag signal,
Based on the abnormality flag signal value representing the abnormality, the abnormality is generated to output an abnormality determination signal indicating that it is in the operation of the physical quantity detection device circuit,
Based on the abnormality flag signal over a predetermined time after changing to a value representing a normal from the value the abnormality flag signal representative of the abnormality, changes the abnormality judgment signal, the value representing the normal from the value indicating an abnormality An abnormality determination output unit for outputting
Including
The physical quantity detection device circuit according to claim 1, wherein the predetermined time is equal to or longer than a maximum group delay time of the low-pass filter. 請求項１又は２に記載の物理量検出装置用回路において、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が前記所定時間以上継続した後に、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力することを特徴とする物理量検出装置用回路。 The physical quantity detection device circuit according to claim 1 or 2,
The abnormality determination output unit, after the abnormality flag signal has changed from a value indicating abnormality to a value indicating normality, after the value indicating normality continues for the predetermined time or longer, the abnormality determination signal is a value indicating abnormality. A circuit for a physical quantity detection device , wherein the output is changed to a value representing normality and output. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
前記異常判定出力部は、前記所定時間を可変に構成されていることを特徴とする物理量検出用回路。 In the physical quantity detecting device circuit according to any one of claims 1 to 3,
The physical quantity detection circuit, wherein the abnormality determination output unit is configured to be variable in the predetermined time. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、  In the physical quantity detection device circuit according to any one of claims 1 to 4,
電源電圧が入力される電源入力端子を含み、  Including a power input terminal to which power supply voltage is input,
前記異常フラグ生成部は、前記電源電圧の異常の有無を表す前記異常フラグ信号を生成する回路を含むことを特徴とする物理量検出装置用回路。  The circuit for a physical quantity detection device, wherein the abnormality flag generation unit includes a circuit that generates the abnormality flag signal indicating presence / absence of abnormality of the power supply voltage.
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