JPH0713645B2 - 半導体式加速度検出装置 - Google Patents
半導体式加速度検出装置Info
- Publication number
- JPH0713645B2 JPH0713645B2 JP27366186A JP27366186A JPH0713645B2 JP H0713645 B2 JPH0713645 B2 JP H0713645B2 JP 27366186 A JP27366186 A JP 27366186A JP 27366186 A JP27366186 A JP 27366186A JP H0713645 B2 JPH0713645 B2 JP H0713645B2
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- JP
- Japan
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- acceleration
- circuit
- pass filter
- signal
- output
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- Regulating Braking Force (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば自動車用のアンチスキット制御装置
に用いられ、車体に作用する加速度を検出して制御のた
めに使用させるようにする半導体式加速度検出装置に関
する。
に用いられ、車体に作用する加速度を検出して制御のた
めに使用させるようにする半導体式加速度検出装置に関
する。
［従来の技術］ 例えば、自動車用のアンチスキッド制御装置を構成する
場合、車体に作用する加速度の状態を検出する必要のあ
るものであり、このために加速度検出装置が用いられ
る。
場合、車体に作用する加速度の状態を検出する必要のあ
るものであり、このために加速度検出装置が用いられ
る。
このような加速度の状態を検出する手段としては、例え
ば特公昭50-15669号公報に示されるように、半導体歪変
換素子を用いることが考えられている。
ば特公昭50-15669号公報に示されるように、半導体歪変
換素子を用いることが考えられている。
このような加速度検出センサの構造としては種々考えら
れるものであるが、例えば弾性変形するシリコンチップ
にピエゾ抵抗素子を添着して検出素子を構成し、このピ
エゾ抵抗素子を抵抗体の少なくとも１つとして用いてブ
リッジ回路を形成して、このブリッジ回路から上記シリ
コンチップの変形の状態に対応した電気的な信号が取出
されるように構成している。
れるものであるが、例えば弾性変形するシリコンチップ
にピエゾ抵抗素子を添着して検出素子を構成し、このピ
エゾ抵抗素子を抵抗体の少なくとも１つとして用いてブ
リッジ回路を形成して、このブリッジ回路から上記シリ
コンチップの変形の状態に対応した電気的な信号が取出
されるように構成している。
このような加速度検出センサは、非常に小型計量に構成
できるものであり、また検出出力も直線性に優れている
ものである。しかし、このセンサの出力絶対値は非常に
小さなものであり、さらに初期オフセット量、温度ドリ
フト量等が大きくなる欠点を有する。
できるものであり、また検出出力も直線性に優れている
ものである。しかし、このセンサの出力絶対値は非常に
小さなものであり、さらに初期オフセット量、温度ドリ
フト量等が大きくなる欠点を有する。
上記出力絶対値が小さいという点に関しては、高精度で
且つ高利得の増幅器を使用することで解決できるもので
あり、またコンデンサカップリングを有する構成とする
ことによって、初期オフセット量および温度ドリフトの
問題も解決できる。
且つ高利得の増幅器を使用することで解決できるもので
あり、またコンデンサカップリングを有する構成とする
ことによって、初期オフセット量および温度ドリフトの
問題も解決できる。
すなわち、このような加速度検出装置にあっては、検出
センサからの信号を伝送する回路中に、例えば第４図で
示すような直流分をカットするコンデンサＣおよび基準
電源Vrefに接続された抵抗Ｒからなるハイパスフィルタ
が挿入設定されている。そして、このハイパスフィルタ
からの出力信号は、オペアンプOPAによる増幅回路を介
して取出されるようにしている。
センサからの信号を伝送する回路中に、例えば第４図で
示すような直流分をカットするコンデンサＣおよび基準
電源Vrefに接続された抵抗Ｒからなるハイパスフィルタ
が挿入設定されている。そして、このハイパスフィルタ
からの出力信号は、オペアンプOPAによる増幅回路を介
して取出されるようにしている。
上記のようなハイパスフィルタ回路において、そのカッ
トオフ周波数は、コンデンサＣおよび抵抗Ｒの値によっ
て決定される時定数τ（＝Ｒ・Ｃ）から求められる。
トオフ周波数は、コンデンサＣおよび抵抗Ｒの値によっ
て決定される時定数τ（＝Ｒ・Ｃ）から求められる。
そして、この回路においてパワーオンされたときには、
コンデンサＣの出力側の点の電圧Ｖ（＋）は、第４図で
示すように上記時定数τに対応して基準電位Vrefに近付
くようになる。したがって、時定数τの大きい場合に
は、例えばパワーオンした直後に対応するt0秒後に入力
電圧Vinが立上がると、その出力VoutにVeの誤差分が存
在するようになる。そして、この誤差分Veが大きいと、
この加速度検出装置からの検出信号を用いて動作する機
器に誤動作が生ずることになる。
コンデンサＣの出力側の点の電圧Ｖ（＋）は、第４図で
示すように上記時定数τに対応して基準電位Vrefに近付
くようになる。したがって、時定数τの大きい場合に
は、例えばパワーオンした直後に対応するt0秒後に入力
電圧Vinが立上がると、その出力VoutにVeの誤差分が存
在するようになる。そして、この誤差分Veが大きいと、
この加速度検出装置からの検出信号を用いて動作する機
器に誤動作が生ずることになる。
［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、パワ
ーオンの直後であっても、加速度検出センサからの検出
信号が充分な精度で出力されるようにして、例えば自動
車用のアンチスキット制御等が、確実に実行されるよう
にする半導体式加速度検出装置を提供しようとするもの
である。
ーオンの直後であっても、加速度検出センサからの検出
信号が充分な精度で出力されるようにして、例えば自動
車用のアンチスキット制御等が、確実に実行されるよう
にする半導体式加速度検出装置を提供しようとするもの
である。
［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る半導体式加速度検出装置にあ
っては、半導体加速度検出センサからの検出信号をまず
第１の増幅手段で増幅すると共に、ここで増幅された検
出信号をハイパスフィルタを介して第２の増幅手段に供
給するようにしているものであり、特に上記ハイパスフ
ィルタを構成する抵抗回路に並列にしてスイッチ素子を
設け、このスイッチ素子をパワーオンと共にオン制御さ
れるようにしているものである。
っては、半導体加速度検出センサからの検出信号をまず
第１の増幅手段で増幅すると共に、ここで増幅された検
出信号をハイパスフィルタを介して第２の増幅手段に供
給するようにしているものであり、特に上記ハイパスフ
ィルタを構成する抵抗回路に並列にしてスイッチ素子を
設け、このスイッチ素子をパワーオンと共にオン制御さ
れるようにしているものである。
［作用］ 上記のように構成される半導体式加速度検出装置にあっ
ては、パワーオンと共にハイパスフィルタを構成するコ
ンデンサの出力側の電位が基準電位に設定されるように
なる。したがって、例えばパワーオン直後に検出信号が
入力されたとしても、この入力信号が正確にハイパスフ
ィルタの出力側に現れるようになり、ハイパスフィルタ
の時定数に関係することなく、パワーオン直後から高精
度の加速度検出信号が出力されるようになる。
ては、パワーオンと共にハイパスフィルタを構成するコ
ンデンサの出力側の電位が基準電位に設定されるように
なる。したがって、例えばパワーオン直後に検出信号が
入力されたとしても、この入力信号が正確にハイパスフ
ィルタの出力側に現れるようになり、ハイパスフィルタ
の時定数に関係することなく、パワーオン直後から高精
度の加速度検出信号が出力されるようになる。
［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図はその構成を示したもので、電源Vddのラインに
接続して定電流回路11が構成され、この定電流回路11に
よって得られた定電流電源が加速度検出センサ回路12に
供給される。この加速度検出センサ回路12は、フルブリ
ッジ回路で構成されるもので、このブリッジ回路を構成
する少なくとも１つの抵抗素子が、弾性変形するシリコ
ンチップに添着されるようにしたピエゾ抵抗素子によっ
て構成されるようになっている。すなわち加速度が作用
し、上記シリコンチップがその加速度によって機械的に
変形した場合、その変形量に応じて上記ピエゾ抵抗素子
の抵抗値が変化するもので、その抵抗値の変化量に応じ
た電気的な信号が、加速度検出信号としてこのブリッジ
回路から出力されるようになっている。
第１図はその構成を示したもので、電源Vddのラインに
接続して定電流回路11が構成され、この定電流回路11に
よって得られた定電流電源が加速度検出センサ回路12に
供給される。この加速度検出センサ回路12は、フルブリ
ッジ回路で構成されるもので、このブリッジ回路を構成
する少なくとも１つの抵抗素子が、弾性変形するシリコ
ンチップに添着されるようにしたピエゾ抵抗素子によっ
て構成されるようになっている。すなわち加速度が作用
し、上記シリコンチップがその加速度によって機械的に
変形した場合、その変形量に応じて上記ピエゾ抵抗素子
の抵抗値が変化するもので、その抵抗値の変化量に応じ
た電気的な信号が、加速度検出信号としてこのブリッジ
回路から出力されるようになっている。
上記加速度検出センサ12からの検出出力信号は、例えば
1mV/Gと非常に小さなものであるため、この検出信号は
オペアンプA2、A3等によって構成された第１の増幅回路
13で増幅するもので、この第１段増幅された検出信号
は、例えば坂道等における車体の傾き等に対応する信号
分を除去するための、抵抗R1、コンデンサC1でなるロー
パスフィルタ回路14に供給する。そして、このローパス
フィルタ回路14からの出力信号はハイパスフィルタ回路
15に供給するもので、この両フィルタ回路14および15に
よって、加速度検出センサ12かの検出信号の中から、加
速度信号として必要な周波数範囲内の信号のみが出力さ
れるようにしている。
1mV/Gと非常に小さなものであるため、この検出信号は
オペアンプA2、A3等によって構成された第１の増幅回路
13で増幅するもので、この第１段増幅された検出信号
は、例えば坂道等における車体の傾き等に対応する信号
分を除去するための、抵抗R1、コンデンサC1でなるロー
パスフィルタ回路14に供給する。そして、このローパス
フィルタ回路14からの出力信号はハイパスフィルタ回路
15に供給するもので、この両フィルタ回路14および15に
よって、加速度検出センサ12かの検出信号の中から、加
速度信号として必要な周波数範囲内の信号のみが出力さ
れるようにしている。
ここで、上記ハイパスフィルタ回路15は、第２図にも取
出して示すように信号回路に直列に設定されるコンデン
サＣ、およびこのコンデンサＣの出力側で、抵抗R2およ
びR3によって設定される基準電圧Vrefの電源に接続され
る抵抗Ｒとからなる時定数回路、さらにオペアンプA4に
よって構成されるもので、上記時定数回路を構成する抵
抗Ｒには、並列にしてスイッチ素子Ｓが接続されてい
る。
出して示すように信号回路に直列に設定されるコンデン
サＣ、およびこのコンデンサＣの出力側で、抵抗R2およ
びR3によって設定される基準電圧Vrefの電源に接続され
る抵抗Ｒとからなる時定数回路、さらにオペアンプA4に
よって構成されるもので、上記時定数回路を構成する抵
抗Ｒには、並列にしてスイッチ素子Ｓが接続されてい
る。
そして、このハイパスフィルタ回路15を通過した信号
は、第２の増幅回路16で1G当りの出力を希望の大きさに
増幅して、加速度検出信号として出力されるようにする
ものである。
は、第２の増幅回路16で1G当りの出力を希望の大きさに
増幅して、加速度検出信号として出力されるようにする
ものである。
ここで、上記ハイパスフィルタ回路15のスイッチ素子Ｓ
は、端子Ｔからの制御信号に基づきオン・オフ制御され
るもので、この制御信号はパワーオンと同時にハイレベ
ルに設定され、スイッチ素子Ｓをオンさせて抵抗Ｒを短
絡し、コンデンサＣの出力側の電位V1を基準電位Vrefに
するものである。このようにして上記電位V1がVrefにな
ったならば上記制御信号はローレベルとされ、定常状態
とされるようにしている。
は、端子Ｔからの制御信号に基づきオン・オフ制御され
るもので、この制御信号はパワーオンと同時にハイレベ
ルに設定され、スイッチ素子Ｓをオンさせて抵抗Ｒを短
絡し、コンデンサＣの出力側の電位V1を基準電位Vrefに
するものである。このようにして上記電位V1がVrefにな
ったならば上記制御信号はローレベルとされ、定常状態
とされるようにしている。
すなわち、このような加速度検出装置において、加速度
が生ずると加速度検出センサ12のブリッジ回路の両出力
端子間に上記加速度の量に応じた電圧出力が発生する。
そして、例えば1Gの加速度が作用して、このブリッジ回
路から1mVの出力電圧が発生した場合には、第１の増幅
回路13でこの検出出力信号が例えば100倍の100mVに増幅
されるようにする。そして、ローパスフィルタ回路14で
は、“1/（２π・C1・R3）”以下の周波数成分のみをそ
のまま通過させ、ハイパスフィルタ回路15に供給される
ようになる。このハイパスフィルタ回路15では上記信号
に含まれる直流成分をカットし、第２の増幅回路16で例
えば加速度が1G変化した場合、出力信号で1Vの変化が得
られるように増幅して、加速度検出信号として出力され
るようにするものである。
が生ずると加速度検出センサ12のブリッジ回路の両出力
端子間に上記加速度の量に応じた電圧出力が発生する。
そして、例えば1Gの加速度が作用して、このブリッジ回
路から1mVの出力電圧が発生した場合には、第１の増幅
回路13でこの検出出力信号が例えば100倍の100mVに増幅
されるようにする。そして、ローパスフィルタ回路14で
は、“1/（２π・C1・R3）”以下の周波数成分のみをそ
のまま通過させ、ハイパスフィルタ回路15に供給される
ようになる。このハイパスフィルタ回路15では上記信号
に含まれる直流成分をカットし、第２の増幅回路16で例
えば加速度が1G変化した場合、出力信号で1Vの変化が得
られるように増幅して、加速度検出信号として出力され
るようにするものである。
ここで、上記ハイパスフィルタ回路15において、パワー
オンと共にスイッチ素子Ｓが投入されるパワーオンリセ
ット動作がない場合を想定すると、パワーオンされてか
らコンデンサＣの出力側電位１がほぼVrefに達するに
は、第３図で曲線ａで示すようにコンデンサＣの容量お
よび抵抗Ｒの値に対応して決定される時定数の約４倍の
時間を要する。しかし、パワーオンと同時にスイッチ素
子Ｓがオンされ、抵抗Ｒを短絡するようにすると、第３
図に曲線ｂで示すようにパワーオンとほぼ同時にV1はVr
efに達する。したがって、この状態で加速度検出信号が
発生されたとしても、この検出信号は誤差無く出力され
るようになる。
オンと共にスイッチ素子Ｓが投入されるパワーオンリセ
ット動作がない場合を想定すると、パワーオンされてか
らコンデンサＣの出力側電位１がほぼVrefに達するに
は、第３図で曲線ａで示すようにコンデンサＣの容量お
よび抵抗Ｒの値に対応して決定される時定数の約４倍の
時間を要する。しかし、パワーオンと同時にスイッチ素
子Ｓがオンされ、抵抗Ｒを短絡するようにすると、第３
図に曲線ｂで示すようにパワーオンとほぼ同時にV1はVr
efに達する。したがって、この状態で加速度検出信号が
発生されたとしても、この検出信号は誤差無く出力され
るようになる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る半導体式加速度検出装置に
よれば、加速度検出センサから出力される検出信号に含
まれる直流成分が効果的に除去されるように、時定数が
大きく設定される時定数回路を含むハイパスフィルタ回
路を用いるようにしても、特にパワーオン直後からの加
速度検出信号が高精度に出力されるようになるものであ
り、例えば自動車用に車体に作用する加速度の検出シス
テムとして効果的に使用できるようになり、例えばアン
チスキッド制御が高精度に実行できるようになる。
よれば、加速度検出センサから出力される検出信号に含
まれる直流成分が効果的に除去されるように、時定数が
大きく設定される時定数回路を含むハイパスフィルタ回
路を用いるようにしても、特にパワーオン直後からの加
速度検出信号が高精度に出力されるようになるものであ
り、例えば自動車用に車体に作用する加速度の検出シス
テムとして効果的に使用できるようになり、例えばアン
チスキッド制御が高精度に実行できるようになる。
第１図はこの発明の一実施例に係る半導体式加速度検出
装置を説明する回路構成図、第２図は上記装置の特にハ
イパスフィルタ回路部を取出して示す回路図、第３図は
上記検出装置の動作特性を説明する曲線図、第４図は従
来のハイパスフィルタ回路を示す回路図、第５図は上記
ハイパスフィルタ回路を用いた場合の検出出力の状態を
説明する曲線図である。 11……定電流回路、12……半導体式加速度検出センサ、
13……第１の増幅回路、14……ローパスフィルタ回路、
15……ハイパスフィルタ回路、16……第２の増幅回路、
Ｓ……スイッチ素子。
装置を説明する回路構成図、第２図は上記装置の特にハ
イパスフィルタ回路部を取出して示す回路図、第３図は
上記検出装置の動作特性を説明する曲線図、第４図は従
来のハイパスフィルタ回路を示す回路図、第５図は上記
ハイパスフィルタ回路を用いた場合の検出出力の状態を
説明する曲線図である。 11……定電流回路、12……半導体式加速度検出センサ、
13……第１の増幅回路、14……ローパスフィルタ回路、
15……ハイパスフィルタ回路、16……第２の増幅回路、
Ｓ……スイッチ素子。
Claims (1)
- 【請求項１】弾性構造体でなる半導体チップにピエゾ抵
抗素子を添着して構成される半導体加速度検出素子を含
み構成され、加速度の量に応じた電気的な検出信号を発
生する加速度検出手段と、 この加速度検出手段で検出された信号が供給され、この
検出信号に含まれる直流成分をカットするコンデンサお
よび基準電源に接続される抵抗を含み構成されるハイパ
スフィルタと、 このハイパスフィルタを構成する上記抵抗に並列的に設
けられたスイッチ素子とを具備し、 このスイッチ素子は、パワーオンと共にオン制御され、
このオン状態が少なくとも上記コンデンサの出力側電位
が上記基準電位に安定されるまで継続されるようにした
ことを特徴とする半導体式加速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27366186A JPH0713645B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 半導体式加速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27366186A JPH0713645B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 半導体式加速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63127164A JPS63127164A (ja) | 1988-05-31 |
| JPH0713645B2 true JPH0713645B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17530789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27366186A Expired - Lifetime JPH0713645B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 半導体式加速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713645B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067064U (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | 株式会社カンセイ | 加速度検出回路 |
| JPH09318653A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体センサ及びその出力調整方法 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP27366186A patent/JPH0713645B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63127164A (ja) | 1988-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |