JPH1151655A - 圧電振動ジャイロおよびそれに使用される自己診断回路 - Google Patents
圧電振動ジャイロおよびそれに使用される自己診断回路Info
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- JPH1151655A JPH1151655A JP9210340A JP21034097A JPH1151655A JP H1151655 A JPH1151655 A JP H1151655A JP 9210340 A JP9210340 A JP 9210340A JP 21034097 A JP21034097 A JP 21034097A JP H1151655 A JPH1151655 A JP H1151655A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動ジャイロが正常に動作しているか否
かを診断すること。 【解決手段】 圧電振動子１０は駆動端子１５と一対の
検出端子１３、１７とを持つ。駆動検出回路２０は駆動
端子１５に駆動信号を供給すると共に一対の検出端子１
３、１７からの出力される一対の検出電圧を処理してジ
ャイロ出力信号を出力する。一対の検出電圧に基づい
て、自己診断回路３０は圧電振動ジャイロが正常に動作
しているか否かを診断して、自己診断信号を出力する。
自己診断回路３０は、一対の検出電圧を合成して加算電
圧を出力する加算回路３１と、予め定められた一定電圧
を出力する定電圧回路３２と、加算電圧と一定電圧とを
比較して、比較結果を出力するコンパレータ３３とを備
え、比較結果を自己診断信号として出力する。
かを診断すること。 【解決手段】 圧電振動子１０は駆動端子１５と一対の
検出端子１３、１７とを持つ。駆動検出回路２０は駆動
端子１５に駆動信号を供給すると共に一対の検出端子１
３、１７からの出力される一対の検出電圧を処理してジ
ャイロ出力信号を出力する。一対の検出電圧に基づい
て、自己診断回路３０は圧電振動ジャイロが正常に動作
しているか否かを診断して、自己診断信号を出力する。
自己診断回路３０は、一対の検出電圧を合成して加算電
圧を出力する加算回路３１と、予め定められた一定電圧
を出力する定電圧回路３２と、加算電圧と一定電圧とを
比較して、比較結果を出力するコンパレータ３３とを備
え、比較結果を自己診断信号として出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子の超音
波振動を利用した圧電振動ジャイロに関し、特に、自励
発振回路により圧電振動子を自励駆動する圧電振動ジャ
イロに関する。
波振動を利用した圧電振動ジャイロに関し、特に、自励
発振回路により圧電振動子を自励駆動する圧電振動ジャ
イロに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の圧電振動ジャイロは、周知のよ
うに、船舶、自動車等の移動体に搭載される機器類の姿
勢を制御するための制御装置や、自動車のナビゲーショ
ンシステム等の幅広い分野で用いられている。最近で
は、自動車のロールオーバー用エアバックシステムにも
圧電振動ジャイロが用いられようとしている。
うに、船舶、自動車等の移動体に搭載される機器類の姿
勢を制御するための制御装置や、自動車のナビゲーショ
ンシステム等の幅広い分野で用いられている。最近で
は、自動車のロールオーバー用エアバックシステムにも
圧電振動ジャイロが用いられようとしている。
【０００３】一般に圧電振動ジャイロは、振動している
物体に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角
方向にコリオリ力を生じるという力学現象を利用したジ
ャイロスコープに属する。この圧電振動ジャイロは圧電
振動子を有する。圧電振動子は、互いに直交する２つの
方向の励振とその検出とか可能であるように構成した振
動系を形成している。この振動系において、一方の入力
側で振動を励振した状態で圧電振動子自体を回転させる
と、上述したコリオリ力の作用によって、この振動と直
角な方向に力が働き、他方の出力側で振動が励振され
る。ここで、出力側に励振される振動の大きさは、入力
側の振動の大きさおよび圧電振動子の回転角速度に比例
する。そこで、入力側における振動励振のための入力電
圧（駆動電圧）を一定にした状態で、出力電圧（検出電
圧）の大きさを検出すると、回転角速度の大きさを求め
ることができる。
物体に回転角速度が与えられると、その振動方向と直角
方向にコリオリ力を生じるという力学現象を利用したジ
ャイロスコープに属する。この圧電振動ジャイロは圧電
振動子を有する。圧電振動子は、互いに直交する２つの
方向の励振とその検出とか可能であるように構成した振
動系を形成している。この振動系において、一方の入力
側で振動を励振した状態で圧電振動子自体を回転させる
と、上述したコリオリ力の作用によって、この振動と直
角な方向に力が働き、他方の出力側で振動が励振され
る。ここで、出力側に励振される振動の大きさは、入力
側の振動の大きさおよび圧電振動子の回転角速度に比例
する。そこで、入力側における振動励振のための入力電
圧（駆動電圧）を一定にした状態で、出力電圧（検出電
圧）の大きさを検出すると、回転角速度の大きさを求め
ることができる。
【０００４】図３に圧電振動ジャイロに用いられる圧電
振動子の概略構造を示す。図３において、（ａ）は圧電
振動子１０の斜視図、（ｂ）は圧電振動子１０の中央部
における断面図である。
振動子の概略構造を示す。図３において、（ａ）は圧電
振動子１０の斜視図、（ｂ）は圧電振動子１０の中央部
における断面図である。
【０００５】この圧電振動子１０は円柱状の圧電セラミ
ックス１１を有する。圧電セラミックス１１の外周面上
には、図３（ｂ）に示すように、７本の帯状電極１２，
１３，１４，１５，１６，１７、および１８が形成され
ている。これら７本の帯状電極１２と１３，１３と１
４，１４と１５，１５と１６，１６と１７，１７と１８
の全ての間隔は、等角度で配置され、かつ、図３（ａ）
に示すように、互いに長手方向に平行に延在している。
ックス１１を有する。圧電セラミックス１１の外周面上
には、図３（ｂ）に示すように、７本の帯状電極１２，
１３，１４，１５，１６，１７、および１８が形成され
ている。これら７本の帯状電極１２と１３，１３と１
４，１４と１５，１５と１６，１６と１７，１７と１８
の全ての間隔は、等角度で配置され、かつ、図３（ａ）
に示すように、互いに長手方向に平行に延在している。
【０００６】これら７本の帯状電極１２〜１８の内、円
周上に沿って１つおきに位置する４本の帯状電極１２，
１４，１６，および１８はアース用で、それらの両端
は、図３（ａ）に示すように、環状のアース用接続電極
１９ａ，１９ｂに接続されている。そして、帯状電極１
５は駆動用帯状電極として用いられ、更に残りの２本の
帯状電極１３および１７は検出用帯状出電極として用い
られる。駆動用帯状電極１５は駆動端子とも呼ばれ、一
対の検出用帯状出電極１３および１７は一対の検出端子
とも呼ばれる。
周上に沿って１つおきに位置する４本の帯状電極１２，
１４，１６，および１８はアース用で、それらの両端
は、図３（ａ）に示すように、環状のアース用接続電極
１９ａ，１９ｂに接続されている。そして、帯状電極１
５は駆動用帯状電極として用いられ、更に残りの２本の
帯状電極１３および１７は検出用帯状出電極として用い
られる。駆動用帯状電極１５は駆動端子とも呼ばれ、一
対の検出用帯状出電極１３および１７は一対の検出端子
とも呼ばれる。
【０００７】これら帯状電極１２〜１８は、円柱状圧電
セラミックス１１の側曲面にスクリーン印刷によって直
接形成される。これにより、圧電振動子１０が製造され
る。
セラミックス１１の側曲面にスクリーン印刷によって直
接形成される。これにより、圧電振動子１０が製造され
る。
【０００８】図６に圧電振動ジャイロに用いられる駆動
検出回路２０を圧電振動子１０と共に示す。図示の駆動
検出回路２０は、差動回路２１、加算回路２２、同期検
波回路２３、および移相回路２４から構成される。差動
回路２１の２つの入力端子２１ａおよび２１ｂは、それ
ぞれ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状電極（検出端
子）１３および１７に接続されている。同様に、加算回
路２２の２つの入力端子２２ａおよび２２ｂも、それぞ
れ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状電極（検出端
子）１３および１７に接続されている。差動回路２１の
出力端子２１ｃは同期検波回路２３の第１の入力端子２
３ａに接続され、加算回路２２の出力端子２２ｃは同期
検波回路２３の第２の入力端子２３ｂと移相回路２４の
入力端子２４ａに接続されている。同期検波回路２３の
出力端子２３ｃはジャイロ出力端子２５に接続されてい
る。移相回路２４の出力端子２４ｂは圧電振動子１０の
駆動用帯状電極（駆動端子）１５に接続されている。
検出回路２０を圧電振動子１０と共に示す。図示の駆動
検出回路２０は、差動回路２１、加算回路２２、同期検
波回路２３、および移相回路２４から構成される。差動
回路２１の２つの入力端子２１ａおよび２１ｂは、それ
ぞれ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状電極（検出端
子）１３および１７に接続されている。同様に、加算回
路２２の２つの入力端子２２ａおよび２２ｂも、それぞ
れ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状電極（検出端
子）１３および１７に接続されている。差動回路２１の
出力端子２１ｃは同期検波回路２３の第１の入力端子２
３ａに接続され、加算回路２２の出力端子２２ｃは同期
検波回路２３の第２の入力端子２３ｂと移相回路２４の
入力端子２４ａに接続されている。同期検波回路２３の
出力端子２３ｃはジャイロ出力端子２５に接続されてい
る。移相回路２４の出力端子２４ｂは圧電振動子１０の
駆動用帯状電極（駆動端子）１５に接続されている。
【０００９】図５に図６に示した回路の各端子における
出力電圧波形を示す。
出力電圧波形を示す。
【００１０】次に、図６に加えて図５を参照して、駆動
検出回路２０の動作について説明する。圧電振動子１０
として構成された円柱状圧電セラミックス１１の検出用
帯状電極１３、１７から得られる２系統の検出電圧は加
算回路２２に入力される。加算回路２２は２系統の検出
電圧を加算（合成）して、加算電圧を出力する。加算回
路２２からの出力される加算電圧は移相回路２４に供給
される。移相回路２４は円柱状圧電セラミックス１１の
共振周波数に等しい周波数を持つ一定の駆動電圧を駆動
振動として駆動用帯状電極１５に印加する。これら加算
回路２２と移相回路２４の組み合わせは、円柱状圧電セ
ラミックス１１の屈曲振動の共振周波数で発振する自励
発振回路として働く。
検出回路２０の動作について説明する。圧電振動子１０
として構成された円柱状圧電セラミックス１１の検出用
帯状電極１３、１７から得られる２系統の検出電圧は加
算回路２２に入力される。加算回路２２は２系統の検出
電圧を加算（合成）して、加算電圧を出力する。加算回
路２２からの出力される加算電圧は移相回路２４に供給
される。移相回路２４は円柱状圧電セラミックス１１の
共振周波数に等しい周波数を持つ一定の駆動電圧を駆動
振動として駆動用帯状電極１５に印加する。これら加算
回路２２と移相回路２４の組み合わせは、円柱状圧電セ
ラミックス１１の屈曲振動の共振周波数で発振する自励
発振回路として働く。
【００１１】駆動している圧電振動子１０に回転角速度
が与えられていないとする。この場合、一対の検出用帯
状電極１３および１７からは、図５（ａ）および（ｂ）
に示すように、同振幅同位相の電圧（検出電圧）が出力
されている。この２系統の検出電圧は差動回路２１と加
算回路２２とに供給され、図５（ｃ）および（ｄ）に示
すように、差動回路２１から出力される差動電圧は０、
加算回路２２から出力される加算電圧は検出電圧の２倍
の振幅を持つ電圧となる。これら差動電圧および加算電
圧は同期検波回路２３に供給され、同期検波回路２３か
ら出力される検波電圧は、図５（ｅ）に示すように０と
なって、ジャイロ出力端子２５へ出力される。すなわ
ち、この場合には、ジャイロ出力端子２５からは０Ｖの
検波電圧がジャイロ出力信号として出力される。
が与えられていないとする。この場合、一対の検出用帯
状電極１３および１７からは、図５（ａ）および（ｂ）
に示すように、同振幅同位相の電圧（検出電圧）が出力
されている。この２系統の検出電圧は差動回路２１と加
算回路２２とに供給され、図５（ｃ）および（ｄ）に示
すように、差動回路２１から出力される差動電圧は０、
加算回路２２から出力される加算電圧は検出電圧の２倍
の振幅を持つ電圧となる。これら差動電圧および加算電
圧は同期検波回路２３に供給され、同期検波回路２３か
ら出力される検波電圧は、図５（ｅ）に示すように０と
なって、ジャイロ出力端子２５へ出力される。すなわ
ち、この場合には、ジャイロ出力端子２５からは０Ｖの
検波電圧がジャイロ出力信号として出力される。
【００１２】一方、圧電振動子１０に回転加速度が与え
られたとする。この場合、一方の検出用帯状電極１３か
らは、図５（ｆ）に示すように、静止時の検出電圧に対
して角速度に比例した電圧が加算された電圧が検出電圧
として出力され、片方の検出用帯状電極１７からは、図
５（ｇ）に示すように、静止時の検出電圧から角速度に
比例した電圧を減算した電圧が検出電圧として出力され
る。この結果、差動回路２１から出力される差動電圧
は、図５（ｉ）に示すように、角速度に比例した電圧を
２倍にした電圧となり、加算回路２２から出力される加
算電圧は、図５（ｈ）に示すように、静止時の加算電圧
と同じ電圧である。これら差動電圧と加算電圧は同期検
波回路２３に供給され、図５（ｊ）に示すように、回転
方向に応じた極性をもって、かつその回転角速度に比例
した直流電圧を検波電圧としてジャイロ出力端子２５へ
出力する。したがって、この場合には、ジャイロ出力端
子２５から回転角速度に比例した検波電圧がジャイロ出
力信号として出力される。
られたとする。この場合、一方の検出用帯状電極１３か
らは、図５（ｆ）に示すように、静止時の検出電圧に対
して角速度に比例した電圧が加算された電圧が検出電圧
として出力され、片方の検出用帯状電極１７からは、図
５（ｇ）に示すように、静止時の検出電圧から角速度に
比例した電圧を減算した電圧が検出電圧として出力され
る。この結果、差動回路２１から出力される差動電圧
は、図５（ｉ）に示すように、角速度に比例した電圧を
２倍にした電圧となり、加算回路２２から出力される加
算電圧は、図５（ｈ）に示すように、静止時の加算電圧
と同じ電圧である。これら差動電圧と加算電圧は同期検
波回路２３に供給され、図５（ｊ）に示すように、回転
方向に応じた極性をもって、かつその回転角速度に比例
した直流電圧を検波電圧としてジャイロ出力端子２５へ
出力する。したがって、この場合には、ジャイロ出力端
子２５から回転角速度に比例した検波電圧がジャイロ出
力信号として出力される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】最近、このような構成
の圧電振動ジャイロを、自動車のロールオーバー用エア
バッグシステムのセンサとして用いようとしている。こ
のような人の生命保護に関わるシステムに使用されるセ
ンサには、センサ自体にそれが正常に動作していいるか
否かを検知する自己診断機能が要求される。何故なら
ば、圧電振動子からのリード線が断線あるいは短絡した
場合、圧電振動ジャイロは異常な信号を出力し、エアバ
ッグを誤動作させ、自動車の運転者が危険な状態になる
からである。しかしながら、図６に示すように、従来の
圧電振動ジャイロはこのような自己診断機能を備えてい
ない。
の圧電振動ジャイロを、自動車のロールオーバー用エア
バッグシステムのセンサとして用いようとしている。こ
のような人の生命保護に関わるシステムに使用されるセ
ンサには、センサ自体にそれが正常に動作していいるか
否かを検知する自己診断機能が要求される。何故なら
ば、圧電振動子からのリード線が断線あるいは短絡した
場合、圧電振動ジャイロは異常な信号を出力し、エアバ
ッグを誤動作させ、自動車の運転者が危険な状態になる
からである。しかしながら、図６に示すように、従来の
圧電振動ジャイロはこのような自己診断機能を備えてい
ない。
【００１４】したがって、本発明の課題は、圧電振動ジ
ャイロが正常に動作しているか否かを診断することがで
きる、自己診断機能付き圧電振動ジャイロを提供するこ
とにある。
ャイロが正常に動作しているか否かを診断することがで
きる、自己診断機能付き圧電振動ジャイロを提供するこ
とにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、駆動端子と一対の検出端子とを持
つ圧電振動子と、前記駆動端子に駆動信号を供給すると
共に前記一対の検出端子からの出力される一対の検出電
圧を処理してジャイロ出力信号を出力する駆動検出回路
と、を備えた圧電振動ジャイロに於いて、前記一対の検
出電圧に基づいて、前記圧電振動ジャイロが正常に動作
しているか否かを診断して、自己診断信号を出力する自
己診断回路を備えたことを特徴とする圧電振動ジャイロ
が得られる。
に、本発明によれば、駆動端子と一対の検出端子とを持
つ圧電振動子と、前記駆動端子に駆動信号を供給すると
共に前記一対の検出端子からの出力される一対の検出電
圧を処理してジャイロ出力信号を出力する駆動検出回路
と、を備えた圧電振動ジャイロに於いて、前記一対の検
出電圧に基づいて、前記圧電振動ジャイロが正常に動作
しているか否かを診断して、自己診断信号を出力する自
己診断回路を備えたことを特徴とする圧電振動ジャイロ
が得られる。
【００１６】
【作用】自己診断回路を備えているので、圧電振動ジャ
イロが正常に動作しているか否かを診断することができ
る。
イロが正常に動作しているか否かを診断することができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００１８】図１を参照して、本発明の第１の実施の形
態による圧電振動ジャイロは、自己診断回路３０を備え
ている点を除いて、図６に示したものと同様の構造を有
する。したがって、図６に示すものと同様のものには同
一の参照符号を付してそれらの説明を省略する。
態による圧電振動ジャイロは、自己診断回路３０を備え
ている点を除いて、図６に示したものと同様の構造を有
する。したがって、図６に示すものと同様のものには同
一の参照符号を付してそれらの説明を省略する。
【００１９】図示の自己診断回路３０は、加算回路３
１、定電圧回路３２、およびコンパレータ３３から構成
される。加算回路３１の２つの入力端子３１ａおよび３
１ｂは、それぞれ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状
電極（検出端子）１３および１７に接続されている。加
算回路３１の出力端子３１ｃはコンパレータ３３の一方
の入力端子３３ａに接続されている。定電圧回路３２の
出力端子３２ａはコンパレータ３３の他方の入力端子３
３ｂに接続されている。コンパレータ３３の出力端子３
３ｃは自己診断出力端子３４に接続されている。
１、定電圧回路３２、およびコンパレータ３３から構成
される。加算回路３１の２つの入力端子３１ａおよび３
１ｂは、それぞれ、圧電振動子１０の一対の検出用帯状
電極（検出端子）１３および１７に接続されている。加
算回路３１の出力端子３１ｃはコンパレータ３３の一方
の入力端子３３ａに接続されている。定電圧回路３２の
出力端子３２ａはコンパレータ３３の他方の入力端子３
３ｂに接続されている。コンパレータ３３の出力端子３
３ｃは自己診断出力端子３４に接続されている。
【００２０】加算回路３１は、一対の検出用帯状電極１
３、１７から得られる２系統の検出電圧を加算（合成）
して加算電圧を出力する。定電圧回路３２は予め定めた
一定電圧を出力する。コンパレータ３３は加算電圧と一
定電圧とを比較して、比較結果を出力する。この比較結
果は自己診断出力端子３４から自己診断信号として出力
される。
３、１７から得られる２系統の検出電圧を加算（合成）
して加算電圧を出力する。定電圧回路３２は予め定めた
一定電圧を出力する。コンパレータ３３は加算電圧と一
定電圧とを比較して、比較結果を出力する。この比較結
果は自己診断出力端子３４から自己診断信号として出力
される。
【００２１】次に、図１に示した圧電振動ジャイロの自
己診断回路３０の動作について、具体的な数値を例に挙
げて説明する。ここでは、次のことを仮定する。圧電振
動ジャイロの基準電圧が２．４Ｖである。圧電振動ジャ
イロが静止状態の場合において、２つの検出用帯状電極
１３、１７からは上記基準電圧２．４Ｖを基準にして各
々同位相で１Ｖp-p の交流電圧が出力される。換言すれ
ば、静止状態におけいて各検出用帯状電極から出力され
る各検出電圧は、直流成分が２．４Ｖであって、それに
振幅が０．５Ｖの交流電圧が重畳されてた電圧である。
したがって、検出電圧の最大値は２．９Ｖ、最小値は
１．９Ｖとなる。また、定電圧回路３２は３Ｖの一定電
圧を出力する。
己診断回路３０の動作について、具体的な数値を例に挙
げて説明する。ここでは、次のことを仮定する。圧電振
動ジャイロの基準電圧が２．４Ｖである。圧電振動ジャ
イロが静止状態の場合において、２つの検出用帯状電極
１３、１７からは上記基準電圧２．４Ｖを基準にして各
々同位相で１Ｖp-p の交流電圧が出力される。換言すれ
ば、静止状態におけいて各検出用帯状電極から出力され
る各検出電圧は、直流成分が２．４Ｖであって、それに
振幅が０．５Ｖの交流電圧が重畳されてた電圧である。
したがって、検出電圧の最大値は２．９Ｖ、最小値は
１．９Ｖとなる。また、定電圧回路３２は３Ｖの一定電
圧を出力する。
【００２２】この２つの検出電圧が加算回路３１により
加算されると、加算回路３１から出力される加算電圧
は、圧電振動ジャイロの基準電圧２．４Ｖを基準に２Ｖ
p-p となる。すなわち、加算電圧の最大値は３．４Ｖ、
最小値は１．４Ｖとなる。前述したように、定電圧回路
３２から出力される一定電圧は３Ｖであるので、加算回
路３１から出力される加算電圧と定電圧回路３２から出
力される一定電圧の大小関係は時間の経過とともに変化
する。したがって、コンパレータ３３の比較結果は、図
４（ａ）に示されるように、一定周期のパルス信号とな
る。
加算されると、加算回路３１から出力される加算電圧
は、圧電振動ジャイロの基準電圧２．４Ｖを基準に２Ｖ
p-p となる。すなわち、加算電圧の最大値は３．４Ｖ、
最小値は１．４Ｖとなる。前述したように、定電圧回路
３２から出力される一定電圧は３Ｖであるので、加算回
路３１から出力される加算電圧と定電圧回路３２から出
力される一定電圧の大小関係は時間の経過とともに変化
する。したがって、コンパレータ３３の比較結果は、図
４（ａ）に示されるように、一定周期のパルス信号とな
る。
【００２３】このような状態において、検出用帯状電極
１３、１７の一方が断線したとしよう。この場合、断線
した方の検出用帯状電極から出力される検出電圧はその
交流電圧が０Ｖp-p となる。したがって、加算回路３１
から出力される加算電圧はその最大値が２．９Ｖとな
り、定電圧回路３２より出力される一定電圧（３Ｖ）よ
り常に低くなる。したがって、コンパレータ３３の比較
結果は図４（ｂ）に示されるように、論理“Ｌ”レベル
の信号となる。このコンパレータ３３の比較結果を自己
診断信号として外部で監視することにより、断線等の異
常を検出することができる。
１３、１７の一方が断線したとしよう。この場合、断線
した方の検出用帯状電極から出力される検出電圧はその
交流電圧が０Ｖp-p となる。したがって、加算回路３１
から出力される加算電圧はその最大値が２．９Ｖとな
り、定電圧回路３２より出力される一定電圧（３Ｖ）よ
り常に低くなる。したがって、コンパレータ３３の比較
結果は図４（ｂ）に示されるように、論理“Ｌ”レベル
の信号となる。このコンパレータ３３の比較結果を自己
診断信号として外部で監視することにより、断線等の異
常を検出することができる。
【００２４】また、駆動用帯状電極１５から取り出して
いるリード線が断線したとしよう。この場合、検出用帯
状電極１３、１７から出力される検出電圧は両方とも０
Ｖとなる。したがって、この場合も、コンパレータ３３
の比較結果は、常に論理“Ｌ”レベルとなる。
いるリード線が断線したとしよう。この場合、検出用帯
状電極１３、１７から出力される検出電圧は両方とも０
Ｖとなる。したがって、この場合も、コンパレータ３３
の比較結果は、常に論理“Ｌ”レベルとなる。
【００２５】このようにして、自己診断回路３０は圧電
振動ジャイロの異常を検知することができる。
振動ジャイロの異常を検知することができる。
【００２６】図２を参照すると、本発明の第２の実施の
形態による圧電振動ジャイロは、自己診断回路が図１の
ものから変更されている点を除いて、図１に示したもの
と同様の構造を有する。したがって、自己診断回路に参
照符号３０Ａを付してある。図１に示すものと同様のも
のには同一の参照符号を付してそれらの説明を省略す
る。
形態による圧電振動ジャイロは、自己診断回路が図１の
ものから変更されている点を除いて、図１に示したもの
と同様の構造を有する。したがって、自己診断回路に参
照符号３０Ａを付してある。図１に示すものと同様のも
のには同一の参照符号を付してそれらの説明を省略す
る。
【００２７】図１の自己診断回路３０Ａは、加算回路３
１を削除し、その代わりに駆動検出回路２０の加算回路
２２を兼用して使用している。すなわち、コンパレータ
３３の入力端子３３ａは加算回路２２の出力端子２２ｃ
に接続されている。
１を削除し、その代わりに駆動検出回路２０の加算回路
２２を兼用して使用している。すなわち、コンパレータ
３３の入力端子３３ａは加算回路２２の出力端子２２ｃ
に接続されている。
【００２８】この自己診断回路３０Ａの動作は、図１に
示した自己診断回路３０と同様なので、ここでは説明を
省略する。本実施の形態では、加算回路を１つ省くこと
ができるので、構成が簡易となる利点がある。
示した自己診断回路３０と同様なので、ここでは説明を
省略する。本実施の形態では、加算回路を１つ省くこと
ができるので、構成が簡易となる利点がある。
【００２９】以上、本発明についていくつかの実施の形
態を挙げて説明したが、本発明は上述した実施の形態に
限定せず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変
更が可能なのはいうまでもない。例えば、上記実施の形
態では、定電圧回路３２から出力される一定電圧を、正
常に動作しているときに検出端子のどちらか一方から出
力される検出電圧の最大値よりも高く、かつ正常に動作
しているときに加算回路から出力される加算電圧の最大
値よりも低くなるような値を設定しているが、この一定
電圧を、正常に動作しているときに検出端子のどちらか
一方から出力される検出電圧の最小値よりも低く、かつ
正常に動作しているときに加算回路から出力される加算
電圧の最小値よりも高くなるような値に設定しても良
い。また、自己診断回路は前述した実施の形態に限定さ
れず、とにかく、一対の検出電圧に基づいて、圧電振動
ジャイロが正常に動作しているか否かを診断できるよう
な構成であれば良い。
態を挙げて説明したが、本発明は上述した実施の形態に
限定せず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変
更が可能なのはいうまでもない。例えば、上記実施の形
態では、定電圧回路３２から出力される一定電圧を、正
常に動作しているときに検出端子のどちらか一方から出
力される検出電圧の最大値よりも高く、かつ正常に動作
しているときに加算回路から出力される加算電圧の最大
値よりも低くなるような値を設定しているが、この一定
電圧を、正常に動作しているときに検出端子のどちらか
一方から出力される検出電圧の最小値よりも低く、かつ
正常に動作しているときに加算回路から出力される加算
電圧の最小値よりも高くなるような値に設定しても良
い。また、自己診断回路は前述した実施の形態に限定さ
れず、とにかく、一対の検出電圧に基づいて、圧電振動
ジャイロが正常に動作しているか否かを診断できるよう
な構成であれば良い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る圧電
振動ジャイロは、自己診断回路を備えているので、振動
子からのリード線の断線や短絡等の異常が発生した場合
に、それを検知することが可能となる。
振動ジャイロは、自己診断回路を備えているので、振動
子からのリード線の断線や短絡等の異常が発生した場合
に、それを検知することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による圧電振動ジャ
イロを示すブロック図である。
イロを示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による圧電振動ジャ
イロを示すブロック図である。
イロを示すブロック図である。
【図３】圧電振動ジャイロに用いられる圧電振動しの概
略構造を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその
中央部における断面図である。
略構造を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその
中央部における断面図である。
【図４】図１又は図２に示した圧電振動ジャイロに使用
される自己診断回路から出力される自己診断信号の電圧
波形を示す図で、（ａ）は正常時の電圧波形、（ｂ）は
異常時の電圧波形である。
される自己診断回路から出力される自己診断信号の電圧
波形を示す図で、（ａ）は正常時の電圧波形、（ｂ）は
異常時の電圧波形である。
【図５】圧電振動ジャイロに使用される駆動検出回路の
各回路の出力電圧波形を示す図で、（ａ）は静止時に一
方の検出用帯状電極から出力される一方の検出電圧の波
形、（ｂ）は静止時に他方の検出用帯状電極から出力さ
れる一方の検出電圧の波形、（ｃ）は静止時に加算回路
から出力される加算電圧の波形、（ｄ）は静止時に差動
回路から出力される差動電圧の波形、（ｅ）は静止時に
同期検波回路から出力される検波電圧の波形、（ｆ）は
回転時に一方の検出用帯状電極から出力される一方の検
出電圧の波形、（ｇ）は回転時に他方の検出用帯状電極
から出力される一方の検出電圧の波形、（ｈ）は回転時
に加算回路から出力される加算電圧の波形、（ｉ）は回
転時に差動回路から出力される差動電圧の波形、（ｊ）
は回転時に同期検波回路から出力される検波電圧の波形
である。
各回路の出力電圧波形を示す図で、（ａ）は静止時に一
方の検出用帯状電極から出力される一方の検出電圧の波
形、（ｂ）は静止時に他方の検出用帯状電極から出力さ
れる一方の検出電圧の波形、（ｃ）は静止時に加算回路
から出力される加算電圧の波形、（ｄ）は静止時に差動
回路から出力される差動電圧の波形、（ｅ）は静止時に
同期検波回路から出力される検波電圧の波形、（ｆ）は
回転時に一方の検出用帯状電極から出力される一方の検
出電圧の波形、（ｇ）は回転時に他方の検出用帯状電極
から出力される一方の検出電圧の波形、（ｈ）は回転時
に加算回路から出力される加算電圧の波形、（ｉ）は回
転時に差動回路から出力される差動電圧の波形、（ｊ）
は回転時に同期検波回路から出力される検波電圧の波形
である。
【図６】従来の圧電振動ジャイロを示すブロック図であ
る。
る。
１０ 圧電振動子 １１ 円柱状圧電セラミックス １２ アース用帯状電極 １３ 検出用帯状電極（検出端子） １４ アース用帯状電極 １５ 駆動用帯状電極（駆動端子） １６ アース用帯状電極 １７ 検出用帯状電極（検出端子） １８ アース用帯状電極 １９ａ，１９ｂ アース用接続電極 ２０ 駆動検出回路 ２１ 差動回路 ２２ 加算回路 ２３ 同期検波回路 ２４ 移相回路 ２５ ジャイロ出力端子 ３０，３０Ａ 自己診断回路 ３１ 加算回路 ３２ 定電圧回路 ３３ コンパレータ ３４ 自己診断出力端子
Claims (9)
- 【請求項１】 駆動端子と一対の検出端子とを持つ圧電
振動子と、前記駆動端子に駆動信号を供給すると共に前
記一対の検出端子からの出力される一対の検出電圧を処
理してジャイロ出力信号を出力する駆動検出回路と、を
備えた圧電振動ジャイロに於いて、 前記一対の検出電圧に基づいて、前記圧電振動ジャイロ
が正常に動作しているか否かを診断して、自己診断信号
を出力する自己診断回路を備えたことを特徴とする圧電
振動ジャイロ。 - 【請求項２】 前記自己診断回路は、前記一対の検出電
圧を合成して加算電圧を出力する加算回路と、予め定め
られた一定電圧を出力する定電圧回路と、前記加算電圧
と前記一定電圧とを比較して、比較結果を出力するコン
パレータとを備え、前記比較結果を前記自己診断信号と
して出力すること、を特徴とする請求項１に記載の圧電
振動ジャイロ。 - 【請求項３】 前記駆動検出回路は、前記一対の検出電
圧を合成して加算電圧を出力する加算回路と、前記加算
電圧に応答して前記駆動端子に前記駆動信号を与える移
相回路とからなる発振回路を含み、 前記自己診断回路は、予め定められた一定電圧を出力す
る定電圧回路と、前記加算電圧と前記一定電圧とを比較
して、比較結果を出力するコンパレータとを備え、前記
比較結果を前記自己診断信号として出力すること、を特
徴とする請求項１に記載の圧電振動ジャイロ。 - 【請求項４】 前記一定電圧は、正常に動作していると
きのどちらか一方の検出電圧の最大値よりも高く、かつ
正常に動作しているときの前記加算電圧の最大値よりも
低いこと、を特徴とする請求項２又は３に記載の圧電振
動ジャイロ。 - 【請求項５】 前記一定電圧は、正常に動作していると
きのどちらか一方の検出電圧の最小値よりも低く、かつ
正常に動作しているときの前記加算電圧の最小値よりも
高いこと、を特徴とする請求項２又は３に記載の圧電振
動ジャイロ。 - 【請求項６】 駆動端子と一対の検出端子とを持つ圧電
振動子と、前記駆動端子に駆動信号を供給すると共に前
記一対の検出端子からの出力される一対の検出電圧を処
理してジャイロ出力信号を出力する駆動検出回路と、を
備えた圧電振動ジャイロに使用される自己診断回路であ
って、前記一対の検出電圧に基づいて、前記圧電振動ジ
ャイロが正常に動作しているか否かを診断して、自己診
断信号を出力する自己診断回路において、 前記一対の検出電圧を合成して加算電圧を出力する加算
回路と、予め定められた一定電圧を出力する定電圧回路
と、前記加算電圧と前記一定電圧とを比較して、比較結
果を出力するコンパレータとを備え、前記比較結果を前
記自己診断信号として出力すること、を特徴とする圧電
振動ジャイロ用自己診断回路。 - 【請求項７】 駆動端子と一対の検出端子とを持つ圧電
振動子と、前記駆動端子に駆動信号を供給すると共に前
記一対の検出端子からの出力される一対の検出電圧を処
理してジャイロ出力信号を出力する駆動検出回路と、を
備えた圧電振動ジャイロに使用される自己診断回路であ
って、前記駆動検出回路は、前記一対の検出電圧を合成
して加算電圧を出力する加算回路と、前記加算電圧に応
答して前記駆動端子に前記駆動信号を与える移相回路と
からなる発振回路を含み、前記自己診断回路は、前記加
算電圧に基づいて、前記圧電振動ジャイロが正常に動作
しているか否かを診断して、自己診断信号を出力する自
己診断回路において、 予め定められた一定電圧を出力する定電圧回路と、前記
加算電圧と前記一定電圧とを比較して、比較結果を出力
するコンパレータとを備え、前記比較結果を前記自己診
断信号として出力すること、を特徴とする圧電振動ジャ
イロ用自己診断回路。 - 【請求項８】 前記一定電圧は、正常に動作していると
きのどちらか一方の検出電圧の最大値よりも高く、かつ
正常に動作しているときの前記加算電圧の最大値よりも
低いこと、を特徴とする請求項６又は７に記載の圧電振
動ジャイロ用自己診断回路。 - 【請求項９】 前記一定電圧は、正常に動作していると
きのどちらか一方の検出電圧の最小値よりも低く、かつ
正常に動作しているときの前記加算電圧の最小値よりも
高いこと、を特徴とする請求項６又は７に記載の圧電振
動ジャイロ用自己診断回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210340A JPH1151655A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 圧電振動ジャイロおよびそれに使用される自己診断回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9210340A JPH1151655A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 圧電振動ジャイロおよびそれに使用される自己診断回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151655A true JPH1151655A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16587796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210340A Pending JPH1151655A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 圧電振動ジャイロおよびそれに使用される自己診断回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151655A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2800455A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-04 | Murata Manufacturing Co | Circuit de diagnostic automatique pour gyroscope vibrant |
| JP2003028643A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-29 | Nec Tokin Corp | 円柱形圧電振動子の電極形成方法と圧電振動ジャイロ用振動子 |
| US6608425B2 (en) | 2001-01-29 | 2003-08-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope, electronic device using the same, and self-diagnosis method for vibrating gyroscope |
| KR100418061B1 (ko) * | 2000-06-27 | 2004-02-11 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 진동 자이로스코프 및 그를 이용한 전자 장치 |
| JP2005274458A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Denso Corp | 振動型角速度センサ |
| WO2006038669A1 (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサユニット及び角速度センサ診断装置 |
| EP1958841A1 (en) | 2007-02-16 | 2008-08-20 | Honda Motor Co., Ltd | Alignment changing control device and fuel consumption management device |
| US7513140B2 (en) | 2004-10-15 | 2009-04-07 | Denso Corporation | Sensing circuit for vibration type of angular rate sensor |
| US20220128617A1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | Yokogawa Electric Corporation | Diagnostic device, diagnostic method, and field device |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP9210340A patent/JPH1151655A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2800455A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-04 | Murata Manufacturing Co | Circuit de diagnostic automatique pour gyroscope vibrant |
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| JPWO2006038669A1 (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | 松下電器産業株式会社 | 角速度センサユニット及び角速度センサ診断装置 |
| US7677076B2 (en) | 2004-10-07 | 2010-03-16 | Panasonic Corporation | Angular velocity sensor unit and angular velocity sensor diagnosing device |
| WO2006038669A1 (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサユニット及び角速度センサ診断装置 |
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| DE102005049258B4 (de) | 2004-10-15 | 2022-05-25 | Denso Corporation | Erfassungsschaltung für einen nach dem Vibrationsprinzip arbeitenden Winkelgeschwindigkeitssensor |
| EP1958841A1 (en) | 2007-02-16 | 2008-08-20 | Honda Motor Co., Ltd | Alignment changing control device and fuel consumption management device |
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