JPH07209320A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH07209320A JPH07209320A JP6004410A JP441094A JPH07209320A JP H07209320 A JPH07209320 A JP H07209320A JP 6004410 A JP6004410 A JP 6004410A JP 441094 A JP441094 A JP 441094A JP H07209320 A JPH07209320 A JP H07209320A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- acceleration sensor
- sensor
- output
- collision
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は加速度センサに関し、低分解能のＡ／
Ｄ変換器で比較的小さな加速度信号を高精度に検出で
き、且つ、正面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号
も高精度に検出できる加速度センサを提供することにあ
る。 【構成】本加速度センサは車両の加速度に応じた物理量
を得る加速度検出部１０１（物理量としては静電容量の
変化，電気抵抗の変化等），この物理量に応じた電圧信
号に変換する初段アンプ１０２，この電圧信号と補正入
力を加算し、これを増幅する出力アンプ１０３により構
成される。 【効果】本発明によれば、低分解能のＡ／Ｄ変換器で比
較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且つ、正面
衝突時に生じる非常に大きな加速度信号も高精度に検出
できる加速度センサを提供するこができる。
Ｄ変換器で比較的小さな加速度信号を高精度に検出で
き、且つ、正面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号
も高精度に検出できる加速度センサを提供することにあ
る。 【構成】本加速度センサは車両の加速度に応じた物理量
を得る加速度検出部１０１（物理量としては静電容量の
変化，電気抵抗の変化等），この物理量に応じた電圧信
号に変換する初段アンプ１０２，この電圧信号と補正入
力を加算し、これを増幅する出力アンプ１０３により構
成される。 【効果】本発明によれば、低分解能のＡ／Ｄ変換器で比
較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且つ、正面
衝突時に生じる非常に大きな加速度信号も高精度に検出
できる加速度センサを提供するこができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両の衝突を検出する加
速度センサに関する。
速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の加速度センサについては特表平4
−504003 号に記載されているモノリシック加速度計，
特開平4−52867号に記載されている容量型加速度セン
サ、特公平4−55267号に記載されている加速度計，特開
平3−134570 号に記載されている半導体素子及びその製
造方法など種々の加速度センサがある。
−504003 号に記載されているモノリシック加速度計，
特開平4−52867号に記載されている容量型加速度セン
サ、特公平4−55267号に記載されている加速度計，特開
平3−134570 号に記載されている半導体素子及びその製
造方法など種々の加速度センサがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサの
出力特性は図２に示すように加速度センサの測定範囲で
ある−５０Ｇ(１Ｇ＝９.８ｍ／ｓ2)から＋５０Ｇの加速
度に応じて出力信号が０.５Ｖから４.５Ｖまで変化する
ものであった。これは図３に示すように車両が正面衝突
した時に非常に大きな加速度を生じ、この加速度を検出
するためには加速度センサの測定範囲として−５０Ｇか
ら５０Ｇの検出範囲が要求されるためであった。しか
し、ポールクラッシュ(電柱等への衝突)を検出するため
にはポールクラッシュの加速度信号の性質から比較的小
さな加速度信号から衝突を検出する必要があった。しか
し、比較的小さな信号を扱うためノイズ等の影響を受け
やすく、衝突判定に誤差を生じ易くしていた。また、比
較的小さな加速度信号を検出する必要から高分解能のＡ
／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を必要とし、エアバ
ッグシステムの低コスト化の妨げになっていた。
出力特性は図２に示すように加速度センサの測定範囲で
ある−５０Ｇ(１Ｇ＝９.８ｍ／ｓ2)から＋５０Ｇの加速
度に応じて出力信号が０.５Ｖから４.５Ｖまで変化する
ものであった。これは図３に示すように車両が正面衝突
した時に非常に大きな加速度を生じ、この加速度を検出
するためには加速度センサの測定範囲として−５０Ｇか
ら５０Ｇの検出範囲が要求されるためであった。しか
し、ポールクラッシュ(電柱等への衝突)を検出するため
にはポールクラッシュの加速度信号の性質から比較的小
さな加速度信号から衝突を検出する必要があった。しか
し、比較的小さな信号を扱うためノイズ等の影響を受け
やすく、衝突判定に誤差を生じ易くしていた。また、比
較的小さな加速度信号を検出する必要から高分解能のＡ
／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を必要とし、エアバ
ッグシステムの低コスト化の妨げになっていた。
【０００４】本発明の目的は低分解能のＡ／Ｄ変換器で
比較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且つ、正
面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号をも高精度に
検出できる加速度センサを提供することにある。
比較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且つ、正
面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号をも高精度に
検出できる加速度センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、加速度センサの出力信号の直流レベルを補正する
アナログ信号を上記加速度センサに印加することにし、
加速度センサの出力信号の直流レベルを補正することに
より達成できる。
には、加速度センサの出力信号の直流レベルを補正する
アナログ信号を上記加速度センサに印加することにし、
加速度センサの出力信号の直流レベルを補正することに
より達成できる。
【０００６】
【作用】加速度センサの出力信号の直流レベルを補正す
るアナログ信号（以下、補正入力と述べる。）を上記加
速度センサに印加することにより、図５に示すような出
力形態を取ることができる。つまり、補正入力が０Ｖの
時は−１０Ｇから１０Ｇの加速度に対して、出力電圧が
０.５Ｖから４.５Ｖまで変化するように出力特性を設定
し、補正入力が１Ｖの時には０Ｇから２０Ｇの加速度に
対して、出力電圧が０.５Ｖから４.５Ｖまで変化するよ
うに出力特性を設定すると言うように、補正入力のアナ
ログ値に応じて加速度センサの出力特性を変化させる。
こうすることにより、非常に広い測定範囲を低分解能の
Ａ／Ｄ変換器で高精度に検出することができる。また、
本発明による加速度センサにおいては単位加速度当たり
の信号レベルが従来技術の加速度センサに対して数倍か
ら数十倍大きくでき、ポールクラッシュのように比較的
小さな加速度信号に対してもノイズの影響を受けず高精
度に測定でき、衝突判定の誤差を低減することができ
る。
るアナログ信号（以下、補正入力と述べる。）を上記加
速度センサに印加することにより、図５に示すような出
力形態を取ることができる。つまり、補正入力が０Ｖの
時は−１０Ｇから１０Ｇの加速度に対して、出力電圧が
０.５Ｖから４.５Ｖまで変化するように出力特性を設定
し、補正入力が１Ｖの時には０Ｇから２０Ｇの加速度に
対して、出力電圧が０.５Ｖから４.５Ｖまで変化するよ
うに出力特性を設定すると言うように、補正入力のアナ
ログ値に応じて加速度センサの出力特性を変化させる。
こうすることにより、非常に広い測定範囲を低分解能の
Ａ／Ｄ変換器で高精度に検出することができる。また、
本発明による加速度センサにおいては単位加速度当たり
の信号レベルが従来技術の加速度センサに対して数倍か
ら数十倍大きくでき、ポールクラッシュのように比較的
小さな加速度信号に対してもノイズの影響を受けず高精
度に測定でき、衝突判定の誤差を低減することができ
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例である加速度センサ
を図１により説明する。図１は本発明の一実施例の加速
度センサの構成である。本加速度センサは加速度検出部
１０１，初段アンプ１０２，出力アンプ１０３より構成
される。つまり、加速度検出部１０１で加速度に応じた
物理量に変換し（物理量としては静電容量の変化，電気
抵抗の変化等）、初段アンプ１０２でこの物理量に応じ
た電圧信号に変換し、この電圧信号と補正入力を加算
し、出力アンプ１０３により増幅することで、加速度と
補正入力に応じたセンサ出力を得るものである。この
時、センサ出力は数１のように表される。
を図１により説明する。図１は本発明の一実施例の加速
度センサの構成である。本加速度センサは加速度検出部
１０１，初段アンプ１０２，出力アンプ１０３より構成
される。つまり、加速度検出部１０１で加速度に応じた
物理量に変換し（物理量としては静電容量の変化，電気
抵抗の変化等）、初段アンプ１０２でこの物理量に応じ
た電圧信号に変換し、この電圧信号と補正入力を加算
し、出力アンプ１０３により増幅することで、加速度と
補正入力に応じたセンサ出力を得るものである。この
時、センサ出力は数１のように表される。
【０００８】
【数１】ＶO＝ｋ1α＋ｋ2ＶC＋２.５ ＶO：センサ出力 α ：加速度 ＶC：補正入力 ｋ1：加速度に対する感度 ｋ2：補正入力に対する感度 ここで、ｋ1，ｋ2を適当に選ぶことにより図５に示すよ
うな出力特性を得ることができる。
うな出力特性を得ることができる。
【０００９】次に、本実施例の加速度センサのゼロ点ド
リフト更正システムを図６により説明する。図６は本実
施例の加速度センサのゼロ点ドリフト更正システムの構
成である。本システムは加速度センサ６０１，積分器６
０２より構成される。つまり、加速度センサ６０１のセ
ンサ出力と２.５ Ｖの差を取り、この差電圧を積分器６
０２により積分し、補正入力に与えた構成である。加速
度センサ６０１のセンサ出力の長時間の積分値は０であ
るから、加速度センサ６０１のセンサ出力の長時間の平
均値が２.５ Ｖになるように補正入力に直流電圧を与え
ることにより、センサ出力のゼロ点ドリフトを更正する
ことができる。また、本実施例の加速度センサでは補正
入力によりゼロ点を大きく変更できるので、本加速度セ
ンサと本システムと組み合わせることにより、本加速度
センサのゼロ点の無調整化を達成することができる。セ
ンサの製造においては出力特性の調整に要するコストは
大きく、無調整化を達成することにより加速度センサの
低コスト化を実現できる。次に、本実施例の加速度セン
サの周波数特性変更システムを図７により説明する。図
７は本実施例の加速度センサの周波数特性変更システム
の構成である。本システムは加速度センサ７０１，フィ
ルタ７０２より構成され、加速度センサ７０１のセンサ
出力をフィルタ７０２を介して、補正入力に帰還した構
成である。つまり、センサ出力をフィルタ７０２を介し
て帰還することにより、加速度センサ７０１のセンサ出
力に任意の周波数特性を設定するものである。特に、フ
ィルタ７０２をデジタルフィルタで構成し、フィルタ特
性を随時変更することにより、加速度センサ７０１のセ
ンサ出力の周波数特性を随時変更することができる。
リフト更正システムを図６により説明する。図６は本実
施例の加速度センサのゼロ点ドリフト更正システムの構
成である。本システムは加速度センサ６０１，積分器６
０２より構成される。つまり、加速度センサ６０１のセ
ンサ出力と２.５ Ｖの差を取り、この差電圧を積分器６
０２により積分し、補正入力に与えた構成である。加速
度センサ６０１のセンサ出力の長時間の積分値は０であ
るから、加速度センサ６０１のセンサ出力の長時間の平
均値が２.５ Ｖになるように補正入力に直流電圧を与え
ることにより、センサ出力のゼロ点ドリフトを更正する
ことができる。また、本実施例の加速度センサでは補正
入力によりゼロ点を大きく変更できるので、本加速度セ
ンサと本システムと組み合わせることにより、本加速度
センサのゼロ点の無調整化を達成することができる。セ
ンサの製造においては出力特性の調整に要するコストは
大きく、無調整化を達成することにより加速度センサの
低コスト化を実現できる。次に、本実施例の加速度セン
サの周波数特性変更システムを図７により説明する。図
７は本実施例の加速度センサの周波数特性変更システム
の構成である。本システムは加速度センサ７０１，フィ
ルタ７０２より構成され、加速度センサ７０１のセンサ
出力をフィルタ７０２を介して、補正入力に帰還した構
成である。つまり、センサ出力をフィルタ７０２を介し
て帰還することにより、加速度センサ７０１のセンサ出
力に任意の周波数特性を設定するものである。特に、フ
ィルタ７０２をデジタルフィルタで構成し、フィルタ特
性を随時変更することにより、加速度センサ７０１のセ
ンサ出力の周波数特性を随時変更することができる。
【００１０】次に、本実施例の加速度センサを使ったエ
アバックシステムの診断方法を図８により説明する。図
８は本実施例の加速度センサを使ったエアバックシステ
ムの構成である。本システムは加速度センサ８０１，マ
イクロコンピュータ８０２，スイッチ８０３，スクイブ
８０４，診断回路８０５より構成される。まず、通常時
のエアバックシステムの動作を説明する。本エアバック
システムは加速度センサ８０１により加速度を検出し、
加速度センサ８０１のセンサ出力をマイクロコンピュー
タ８０２で監視し、衝突と判定した場合にはスクイブ８
０４に電流を流し、エアバックを展開させる。診断時は
診断回路８０５で発生した擬似加速度信号を加速度セン
サ８０１の補正入力に印加し、センサ出力に擬似加速度
出力を発生させる。この擬似加速度発生出力により、マ
イクロコンピュータ８０２は衝突と判断し、スクイブに
電流を流そうとするからこれを診断回路８０５で検出
し、システムの動作を診断することができる。この時、
スイッチ８０４を開放しておき、スクイブに電流が流れ
ないようにしてある。
アバックシステムの診断方法を図８により説明する。図
８は本実施例の加速度センサを使ったエアバックシステ
ムの構成である。本システムは加速度センサ８０１，マ
イクロコンピュータ８０２，スイッチ８０３，スクイブ
８０４，診断回路８０５より構成される。まず、通常時
のエアバックシステムの動作を説明する。本エアバック
システムは加速度センサ８０１により加速度を検出し、
加速度センサ８０１のセンサ出力をマイクロコンピュー
タ８０２で監視し、衝突と判定した場合にはスクイブ８
０４に電流を流し、エアバックを展開させる。診断時は
診断回路８０５で発生した擬似加速度信号を加速度セン
サ８０１の補正入力に印加し、センサ出力に擬似加速度
出力を発生させる。この擬似加速度発生出力により、マ
イクロコンピュータ８０２は衝突と判断し、スクイブに
電流を流そうとするからこれを診断回路８０５で検出
し、システムの動作を診断することができる。この時、
スイッチ８０４を開放しておき、スクイブに電流が流れ
ないようにしてある。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、低分解能のＡ／Ｄ変換
器で比較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且
つ、正面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号をも高
精度に検出できる加速度センサを提供することができ
る。
器で比較的小さな加速度信号を高精度に検出でき、且
つ、正面衝突時に生じる非常に大きな加速度信号をも高
精度に検出できる加速度センサを提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施例の加速度センサの構成。
【図２】従来の加速度センサの出力特性。
【図３】正面衝突時の加速度波形。
【図４】ポールクラッシュ時の加速度波形。
【図５】本発明による加速度センサの出力特性。
【図６】本実施例の加速度センサのゼロ点ドリフト更正
システムの構成。
システムの構成。
【図７】本実施例の加速度センサの周波数特性変更シス
テムの構成。
テムの構成。
【図８】本実施例の加速度センサを使ったエアバックシ
ステムの構成。
ステムの構成。
１０１…加速度検出部、１０２…初段アンプ、１０３…
出力アンプ、６０１，７０１，８０１…加速度センサ、
６０２…積分器、７０２…フィルタ、８０２…マイクロ
コンピュータ、８０３…スイッチ、８０４…スクイブ、
８０５…診断回路。
出力アンプ、６０１，７０１，８０１…加速度センサ、
６０２…積分器、７０２…フィルタ、８０２…マイクロ
コンピュータ、８０３…スイッチ、８０４…スクイブ、
８０５…診断回路。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 政善 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 笹山 隆生 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (3)
- 【請求項１】車両の衝突加速度を検出する加速度センサ
において、上記加速度センサにアナログ信号を印加する
ことにより、上記加速度センサの出力信号の直流レベル
を補正することを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】車両の衝突加速度を検出する加速度センサ
において、上記加速度センサに外部よりアナログ信号を
印加し、上記加速度センサの出力信号と上記アナログ信
号を加算する手段を有することを特徴とする加速度セン
サ。 - 【請求項３】請求項１あるいは請求項２の加速度センサ
を使用し、上記加速度センサの出力信号から上記アナロ
グ信号へフィルタ特性が可変可能なフィルタにより帰還
したことを特徴とする加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004410A JPH07209320A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6004410A JPH07209320A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209320A true JPH07209320A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11583549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6004410A Pending JPH07209320A (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209320A (ja) |
-
1994
- 1994-01-20 JP JP6004410A patent/JPH07209320A/ja active Pending
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