WO2017056664A1 - 慣性力検出装置 - Google Patents

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vibration
amplitude
inertial force
force detection
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敏明 中村
和夫 小埜
都留 康隆
雅秀 林
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5726Signal processing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure

Definitions

  • the present invention relates to an inertial force detection device that detects inertial force such as acceleration and angular velocity.
  • a device as disclosed in Patent Document 1 or 2 is disclosed as a method for increasing the startup time of the vibration type angular velocity sensor.
  • a start-up compensation amplifying means for detecting a start-up period of a vibrator and a stable period after the start-up period and increasing the gain during the start-up period and reducing the gain during the stable period is provided.
  • a provided example is shown.
  • a comparison unit that compares a level detected by a detection unit that detects a level of primary vibration and a reference voltage determined by the detection element, and the secondary vibration is detected according to an output of the comparison unit.
  • An example with means for adjusting the output of the means is shown.
  • an inertial force detection device that detects the amount of displacement as an angular velocity when the vibrating body is displaced in a second direction orthogonal to the first direction due to the generation of an angular velocity in a state in which the vibrating body is vibrated in a first direction
  • the gain and response speed of the vibration amplitude in the first direction are switched based on the resonance frequency of the vibrating body.
  • the figure which shows one Example of a resonance determination part. The time chart which shows the drive signal when not applying this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of the control circuit of the angular velocity sensor of the first embodiment.
  • the angular velocity detecting element 101 of the present embodiment has a predetermined mass and vibrates in the vibration axis direction at a predetermined vibration frequency (resonance frequency) fd, and adjusts the vibration amplitude and vibration frequency in the vibration direction of the vibrator 102.
  • a fixed electrode (external force applying means) 103 that exerts an electrostatic force
  • electrodes (displacement detecting means) 104 and 105 that detect the vibration amplitude and vibration frequency of the vibrator 102 by a change in capacitance, and an angular velocity are generated.
  • Capacitance detection that detects displacement in the vibration direction acting on the detection element 101 by detecting the difference between the capacitance between the detection element 101 and the fixed electrode 104 and the capacitance between the detection element 101 and the fixed electrode 105.
  • an AD converter 110 that converts the output of the capacitance detector 108 into a digital signal
  • a synchronous detector 112 that includes a multiplier that performs synchronous detection with the drive signal ⁇ 1, and an output of the synchronous detector 112 at regular intervals.
  • a driving frequency adjusting unit (AFC) 113 including an integrator for adding to the above is included.
  • an absolute value converting unit 124 that calculates the absolute value of the output of the synchronous detection 112
  • a reference value setting unit 115 that sets the target amplitude value of the drive signal
  • a subtractor that calculates the difference between the absolute values of the synchronous detection output from the reference value.
  • 116 and a drive amplitude adjusting unit (AGC) 117 composed of an integrator that adds the outputs of the subtractor 116 at regular intervals.
  • VCO Voltage Control Oscillator
  • multiplier 121 that multiplies the output of the VCO by the output of the drive amplitude adjustment unit 117 are provided.
  • a resonance determination unit 120 that determines whether or not the angular velocity detection element 101 is in a resonance state, a maximum amplitude setting unit 118 that sets the maximum value of the drive signal, and a resonance determination result Accordingly, a switch 119 for selecting and outputting the maximum value of the drive signal amplitude or the output of the drive amplitude adjustment unit 117 is provided.
  • Capacitance detector 109 that converts to a digital signal
  • AD converter 111 that converts the output of the capacitance detector 109 to a digital signal
  • low-pass filter 122 that removes high-frequency noise from the AD converter 111
  • characteristic variation due to temperature A correction unit 123 for correction is provided.
  • FIG. 2 shows the frequency characteristics of the angular velocity detection element 101 in the vibration axis direction and the detection axis direction. From FIG. 2, the vibration amplitude in the vibration axis direction shows a steep attenuation characteristic with the resonance frequency at the top. When driven at a frequency other than the resonance frequency, the amplitude becomes extremely small, and at the same time, the vibration amplitude in the detection axis direction is also attenuated. I understand that.
  • the frequency of the displacement vibration in the detection axis direction caused by the generation of the angular velocity substantially matches the vibration frequency in the vibration axis direction. Therefore, in order to increase the vibration amplitude in the detection axis direction, it is necessary to always drive the vibration axis direction at the resonance frequency.
  • the drive frequency adjustment unit 113 adjusts the frequency of the drive signal so that the vibration in the drive direction of the vibrator 102 is in a resonance state.
  • the displacement of the angular velocity detection element 101 due to the drive signal is detected by the fixed electrodes 104 and 105 and input to the capacitance detector 108.
  • a synchronous detection unit 112 performs synchronous detection on the displacement signal of the vibrator obtained via the capacitance detector 108 and the AD converter 110 to detect vibration displacement in the vibration axis direction.
  • the drive frequency adjusting unit 113 including an integrator the signal obtained by the synchronous detection unit 112 is integrated.
  • the drive amplitude adjusting unit 117 performs control so that the drive amplitude always maintains the value of the amplitude reference value setting unit 115. Ideally, the drive amplitude quickly reaches the reference amplitude value after power-on and always maintains the reference amplitude value after reaching the drive amplitude.
  • the control is performed only by the drive amplitude adjustment unit 117 without using the changeover switch 119, there is a problem that the startup time becomes long.
  • FIG. 8 shows the output of the capacitance detector 108.
  • a waveform 801 indicates vibration in the vibration axis direction of the vibrator 102.
  • a curve 803 shows a change in the amplitude of the waveform 801.
  • FIG. 8 shows that after reaching the reference amplitude value, it takes time for the overshoot to occur and the drive amplitude to converge to the reference amplitude value. This increases the startup time.
  • FIG. 6 shows a drive signal output from the multiplier 121 when control is performed only by the drive amplitude adjustment unit 117.
  • a waveform 601 is a drive signal.
  • a curve 602 shows the change in the amplitude. From the figure, the maximum amplitude is obtained even after the resonance state where the frequency of the waveform 601 is constant. Then, the amplitude is suddenly lowered, and the overshoot in FIG. 8 occurs, resulting in a longer startup time.
  • the vibration amplitude in the vibration axis direction changes steeply near the resonance frequency and becomes the maximum vibration amplitude at the resonance point. This is because if the drive amplitude is continuously applied, the reference amplitude is greatly exceeded.
  • control is performed so that the drive amplitude is reduced as soon as the resonance frequency is reached.
  • FIG. 7 shows the waveform of the drive signal when this embodiment is applied.
  • a waveform 701 is a drive signal, and a curve 702 shows a change in the amplitude of the drive signal. This shows that control is performed to decrease the drive amplitude immediately after the frequency reaches a constant resonance state.
  • FIG. 8 is an example when the present invention is applied.
  • the overshoot after exceeding the reference amplitude 802 is reduced, and as a result, the time (start-up time) until convergence to the reference amplitude is shortened. ing.
  • the resonance determination unit 120 determines that the vibrator 102 has reached a resonance state. After the power is turned on, until the resonance frequency is reached, the input of the switch 119 is set to “0” and the maximum amplitude is output. Thereafter, when the resonance determination unit 120 detects that the resonance frequency has been reached, the input of the switch 119 is set to “1”, the output from the drive amplitude adjustment unit 117 is selected, and the drive amplitude is always kept at the reference amplitude value. To control. That is, based on the resonance frequency, the switch 119 switches between outputting the maximum amplitude or outputting the output from the drive amplitude adjusting unit 117. Thereby, the gain and response speed of the vibration amplitude in the vibration axis direction are switched.
  • FIG. 3 is an example of the synchronous detection unit 112 and the resonance determination unit 120.
  • the multiplier 301 of the synchronous detection unit 112 is a multiplier 301 that multiplies the drive signal and the vibration signal.
  • FIG. 4 shows a time chart of synchronous detection.
  • the drive clock is a rectangular wave, and the high level indicates “1” and the low level indicates “ ⁇ 1”.
  • the vibration signal shows a waveform at the time of resonance, and there is a delay of 90 ° with respect to the drive clock as a characteristic of the resonance state.
  • + A and -A are alternately output as the synchronous detection output.
  • the latch 302 of the resonance determination unit 120 is a means for holding the synchronous detection output of the sampling point whose synchronous detection output is indicated by a black circle, and is configured by, for example, a flip-flop.
  • the adder 303 is a means for adding the synchronous detection output and the synchronous detection output before one sampling.
  • the threshold value setting unit 304 at the time of resonance in FIG. 4 is a means for obtaining the absolute value of the output of the adder 303.
  • the absolute value converting unit 305 is a means for holding a threshold value for determining the resonance state.
  • the comparison unit 306 outputs “0” when the absolute value is larger than the threshold value and “1” when the absolute value is smaller.
  • the output of the adder 303 Since the synchronous detection output at the time of resonance alternately outputs + A and ⁇ A, the output of the adder 303 always outputs a value in the vicinity of “0” after reaching the resonance state. Therefore, by setting a value close to “0” in the threshold value setting unit 304, it can be determined whether or not resonance occurs.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the resonance determination unit 120.
  • the counter 501 is a counter that counts the number of input driving clocks. The counter output is set to “0” at power-on reset.
  • the threshold setting unit 502 is a register that sets a value obtained by converting the time during which the angular velocity detecting element 101 is in a resonance state into a count value.
  • the temperature correction unit 503 is means for correcting the threshold value according to the ambient temperature. When the time to reach the resonance state of the angular velocity detecting element 101 is always constant with the above circuit configuration, resonance is determined by setting a count value corresponding to that time in the threshold setting unit 502. When the time to reach the resonance state has temperature dependency, the temperature correction unit 503 can always determine that the resonance state has been reached by correcting the threshold value.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of the embodiment.

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Abstract

振動振幅のオーバーシュートの発生を抑制し、起動時間を短くした慣性力検出装置を提供すること。 振動体を第1の方向に振動させた状態で、角速度の発生により振動体が第1の方向と直交する第2の方向に変位したときその変位量を角速度として検出する慣性力検出装置において、前記第1の方向の振動振幅のゲインと応答速度とを前記振動体の共振周波数に基づいて切り替える。

Description

慣性力検出装置
 本発明は、加速度や角速度などの慣性力を検出する慣性力検出装置に関する。
 振動式の角速度センサの起動時間を速める方法として、例えば、特許文献1または2に記載のような装置が開示されている。特許文献1では、振動子の起動期間と前記起動期間後の安定期間とを検出し、前記起動期間の時には利得を大きくし、前記安定期間の時には利得を小さくする起動補償用の増幅手段とを備えた例が示されている。特許文献2では、一次振動のレベルを検出する検出手段により検出されたレベルと前記検出素子により定まる基準電圧とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力に応じて前記二次振動を検出する手段の出力を調整する手段とを備えた例が示されている。
特許第4668407号 特許第4406863号
 近年、自動車での走行時の安全を確保するための横滑り防止装置において、圧雪路や凍結路での横滑りや旋回等で生じる角速度を早期に正確に検出すべく、センサの起動をできるだけ速くする必要性が増してきている。このような課題に対して本筆者らはさまざまな検討を進めてきた結果、起動時に振動子の振幅がオーバーシュートすることによって振幅が安定するまでに時間がかかり、結果としてセンサとして安定した値を出力するまでに時間がかかることを見出した。起動時間を早める方法として、上述した特許文献1や特許文献2などの方法が提案されてはいるが、これらの特許文献は、振幅のオーバーシュートの影響については検討がなされておらず改善の余地が残されている。
 本発明は、振動振幅のオーバーシュートの発生を抑制し、起動時間を短くした慣性力検出装置を提供することにある。
 振動体を第1の方向に振動させた状態で、角速度の発生により振動体が第1の方向と直交する第2の方向に変位したときその変位量を角速度として検出する慣性力検出装置において、前記第1の方向の振動振幅のゲインと応答速度とを前記振動体の共振周波数に基づいて切り替える。
 振動振幅のオーバーシュートの発生を抑制し、起動時間を短くした慣性力検出装置を提供することが可能となる。
 なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例のセンサ制御回路のブロック図。 角速度検出素子の周波数特性。 共振判定部の一実施例を示す図。 共振時の同期検波のタイムチャート。 共振判定部の一実施例を示す図。 本発明を適用しない場合の駆動信号を示すタイムチャート。 本発明を適用した場合の駆動信号を示すタイムチャート。 本発明の効果を示す角速度検出素子の振動を示すタイムチャート。
 以下、本発明の実施例を図1~図8により説明する。
 図1は第1の実施例の角速度センサの制御回路のブロック図である。本実施例の角速度検出素子101は所定の質量を持ち所定の振動周波数(共振周波数)fdで振動軸方向に振動する振動子102と、振動子102の振動方向の振動振幅および振動周波数を調整するために静電気力を働かせる固定電極(外力印加手段)103と、振動子102の振動振幅および振動周波数を静電容量の変化で検出する電極(変位検出手段)104および105と、角速度の印加で生じるコリオリ力により振動軸と直角の方向(検出軸方向)に振動子102に生じる変位を静電容量の変化で検出する固定電極106および107(変位検出手段)により構成される。
 また、検出素子101と固定電極104の間の静電容量および検出素子101と固定電極105の間の静電容量の差分を検出することにより検出素子101に働く振動方向の変位を検出する容量検出器108と、容量検出器108の出力をデジタル信号に変換するAD変換器110と、駆動信号Φ1で同期検波を行う乗算器から成る同期検波部112と、同期検波部112の出力を一定周期ごとに加算する積分器から成る駆動周波数調整部(AFC)113を有す。
 また、同期検波112の出力の絶対値を求める絶対値化部124と、駆動信号の目標振幅値を設定する基準値設定部115と、基準値から同期検波出力の絶対値の差分を求める減算器116と、減算器116の出力を一定周期ごとに加算する積分器から成る駆動振幅調整部(AGC)117を有す。
 また、駆動周波数調整部113の出力に応じた周波数の駆動クロックを出力するVCO(ボルテージ・コントロール・オシレータ)114と、VCOの出力に、駆動振幅調整部117の出力を乗算する乗算器121を有す。
 また、同期検波部112の出力から、角速度検出素子101が共振状態にあるか否かを判定する共振判定部120と、駆動信号の最大値を設定する最大振幅設定部118と、共振判定結果に応じて駆動信号の振幅として、最大値とするか、駆動振幅調整部117の出力とするかを選択して出力するスイッチ119を有す。
 また、振動子102と固定電極106の間の静電容量および振動子102と固定電極107の間の静電容量の差分を検出することで、振動子102に働くコリオリ力による変位を検出し、デジタル信号に変換する容量検出器109と、容量検出器109の出力をデジタル信号に変換するAD変換器111と、AD変換器111から高周波のノイズを除去するローパスフィルタ122と、温度による特性変動を補正する補正部123を有す。
 つぎに動作について説明する。図2に角速度検出素子101の振動軸方向と検出軸方向の周波数特性を示す。図2より、振動軸方向の振動振幅は共振周波数を頂点に急峻な減衰特性を示しており、共振周波数以外の周波数で駆動すると振幅は極端に小さくなり、同時に検出軸方向の振動振幅も減衰することがわかる。角速度の発生により生じる検出軸方向の変位振動の周波数は、振動軸方向の振動周波数にほぼ一致する。したがって、検出軸方向の振動振幅を大きくするためには、常に振動軸方向を共振周波数で駆動することが必要である。
 以上の理由から、駆動周波数調整部113では、振動子102の駆動方向の振動が共振状態となるように駆動信号の周波数を調整する。駆動信号による角速度検出素子101の変位を固定電極104,105により検出し容量検出器108に入力する。容量検出器108とAD変換器110を介して得られる振動子の変位信号に対し、同期検波部112で同期検波を行い、振動軸方向の振動変位を検出する。つぎに、積分器からなる駆動周波数調整部113において、同期検波部112で得られた信号を積分する。
 また、補正部123から出力する角速度検出信号は、駆動信号の振幅に応じて感度が変化するため、駆動振幅を常に一定に保つ必要がある。そのため、駆動振幅調整部117で駆動振幅が常に振幅基準値設定部115の値を維持するように制御を行う。この駆動振幅は、電源投入後は速やかに基準振幅値に到達し、到達後は常に基準振幅値を維持するのが理想である。しかしながら、切り替えスイッチ119を用いずに駆動振幅調整部117のみで制御を行った場合、起動時間が長くなるという問題がある。
 起動時間が長くなる問題について具体的に図8を用いて説明する。図8は容量検出器108の出力を示したものである。波形801は振動子102の振動軸方向の振動を示している。曲線803は波形801の振幅の変化を示したものである。図8より、基準振幅値に達した後、オーバーシュートが発生し駆動振幅が基準振幅値に収束するまでに時間がかかることがわかる。これにより、起動時間が長くなる。
 図6は、駆動振幅調整部117のみで制御を行った場合の乗算器121から出力する駆動信号を示したものである。波形601は駆動信号である。曲線602はその振幅の変化を示したものである。図より、波形601の周波数が一定である共振状態になった後も最大の振幅になっている。そしてその後、急激に振幅を下げることで、図8のオーバーシュートが発生し、結果的に起動時間を長くしている。図2の角速度検出素子の周波数特性より、共振周波数近傍では振動軸方向の振動振幅が急峻に変化しており、また共振点で最大の振動振幅となることから、共振状態になった時点で最大の駆動振幅を与え続けると、基準振幅を大きく超えてしまうことが原因である。
 そこで、本実施例では、共振周波数に達した時点ですぐに駆動振幅を下げるように制御した。これにより、角速度検出素子の振動軸方向の振動のオーバーシュートの発生を抑制し、その結果として起動時間を短くすることが可能となる。
 図7に本実施例を適用した場合の駆動信号の波形を示す。波形701は駆動信号であり、曲線702は、駆動信号の振幅の変化を示している。周波数が一定の共振状態になった直後に駆動振幅を下げる制御を行っていることを示している。
 図8の振動波形804は、本発明を適用した場合の一例である。図7で、共振状態になった直後に駆動振幅を下げたことで、基準振幅802を上回った後のオーバーシュートが軽減され、結果として基準振幅に収束するまでの時間(起動時間)が短くなっている。
 図8の制御を行うための一実施例を以下説明する。図1において、共振判定部120にて振動子102が共振状態に達したことを判定する。電源投入後、共振周波数に達するまでは、スイッチ119の入力を“0”側とし、最大振幅を出力する。その後、共振判定部120で共振周波数に達したことを検出すると、スイッチ119の入力を“1”側とし、駆動振幅調整部117からの出力を選択し、常時、基準振幅値に駆動振幅を保つように制御する。すわなち、共振周波数に基づいて、スイッチ119で、最大振幅を出力するか、駆動振幅調整部117からの出力を出力するかを切り替えている。これにより、振動軸方向の振動振幅のゲインおよび応答速度を切り替えている。
 次に、共振判定部の実施例を説明する。図3は、同期検波部112と共振判定部120の一実施例である。同期検波部112の乗算器301は、駆動信号と振動信号の乗算を行う乗算器301である。図4に同期検波のタイムチャートを示す。駆動クロックは矩形波であり、ハイレベルは“1”をローレベルは“-1”を示す。振動信号は、共振時の波形を示しており、共振状態の特徴として、駆動クロックに対して90°の遅れがある。黒まるの箇所で振動波形をサンプリングすると同期検波出力は+Aと-Aが交互に出力される。
 共振判定部120のラッチ302は、同期検波出力を黒丸で示したサンプリング点の同期検波出力を保持する手段であり、例えばフリップ・フロップで構成する。加算器303は、同期検波出力と1サンプリング前の同期検波出力を加算する手段である。図4の共振時のしきい値設定部304は共振状態の判定を行うためのしきい値を保持する手段である絶対値化部305は加算器303の出力の絶対値を求める手段である。比較部306は、絶対値がしきい値より大きい場合は“0”を、小さい場合は“1”を出力する。
 共振時の同期検波出力は+Aと-Aが交互に出力されることから、共振状態に達した後は、加算器303の出力は常に“0”近傍の値を出力する。したがって、しきい値設定部304には“0”に近い値を設定することで、共振か否かを判定することができる。
 図5は、共振判定部120の別の実施例である。カウンタ501は駆動クロックの入力数を計数するカウンタである。パワーONリセットでカウンタ出力を“0”にする。しきい値設定部502は角速度検出素子101が共振状態になる時間をカウント値に変換した値を設定するレジスタである。温度補正部503は、周囲温度に応じてしきい値を補正する手段である。上記の回路構成により、角速度検出素子101の共振状態へ達する時間が常に一定の場合、その時間に相当するカウント値をしきい値設定部502に設定しておくことで共振を判定する。共振状態に達する時間に温度依存性が有る場合、温度補正部503にて、しきい値を補正することで、常に共振状態に達したことを判定できる。
 なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
101 角速度検出素子
102 振動子
103,104,105,106,107 固定電極
108,109 容量検出器
110,111 AD変換器
112 同期検波部
113 駆動周波数調整部
114 ボルテージ・コントロール・オシレータ
115 基準値設定部
116 減算器
117 駆動振幅調整部
118 最大振幅設定部
119 スイッチ
120 共振判定部
121 乗算器
122 ローパスフィルタ
123 補正部
124 絶対値化部
301 乗算器
302 ラッチ
303 加算器
304 しきい値設定部
305 絶対値化部
306 比較部
501 カウンタ
502 しきい値設定部
503 温度補正部
504 比較部

Claims (6)

  1.  振動体を第1の方向に振動させた状態で、角速度の発生により振動体が第1の方向と直交する第2の方向に変位したとき、その変位量を角速度として検出する慣性力検出装置において、
     前記第1の方向の振動振幅のゲインと応答速度とを前記振動体の共振周波数に基づいて切り替えることを特徴とする慣性力検出装置。
  2.  請求項1に記載の慣性力検出装置において、
     前記第1の方向の振動が共振状態にある場合と共振状態にない場合とで前記第1の方向の振動の振幅制御を切り替えることを特徴とする慣性力検出装置。
  3.  請求項1に記載の慣性力検出装置において、
     電源投入後、前記第1の方向の振動周波数が共振周波数に達するまでの期間は、前記振動体を振動させる駆動信号の振幅を固定値とし、
     前記振動体の振動振幅が基準値に達する前に振動周波数が前記共振周波数に達した後は、前記第1の方向の振動振幅が基準値に保持されるよう制御することを特徴とする慣性力検出装置。
  4.  請求項1に記載の慣性力検出装置において、
     前記共振周波数に達したか否かの検出は、前記振動体へ印加する駆動信号と、前記振動体の第1の方向への振動に相当する信号との位相差が90°であるか否かで判定することを特徴とする慣性力検出装置。
  5.  請求項1に記載の慣性力検出装置において、
     電源投入後、予め定められた期間は、前記振動体へ印加する駆動信号の振幅を固定値とし、
     前記振動体の振動振幅が基準値に達する前に振動周波数が前記共振周波数に達した後は、前記第1の方向の振動振幅が基準値に保持されるよう制御することを特徴とする慣性力検出装置。
  6.  請求項5に記載の慣性力検出装置において、
     電源投入後、予め定められた期間は、温度による補正を行うことを特徴とする慣性力検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004294201A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Denso Corp 振動型角速度センサ
JP4406863B2 (ja) * 2003-08-18 2010-02-03 株式会社デンソー 振動型角速度センサ装置
JP4668407B2 (ja) * 2000-12-08 2011-04-13 京セラキンセキ株式会社 角速度センサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4668407B2 (ja) * 2000-12-08 2011-04-13 京セラキンセキ株式会社 角速度センサ
JP2004294201A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Denso Corp 振動型角速度センサ
JP4406863B2 (ja) * 2003-08-18 2010-02-03 株式会社デンソー 振動型角速度センサ装置

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