JP2927114B2 - Acceleration sensor - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は自動車用エアバッグ装置
などに組み込んで用いられる加速度センサにかかり、詳
しくは、その自己故障診断回路の構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor incorporated in an airbag device for an automobile and the like, and more particularly, to a structure of a self-diagnosis circuit for the acceleration sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、この種の加速度センサとして
は、図3で示すように、加わった加速度の方向及び大き
さを検出する圧電体素子10と、これからの出力信号を
処理する信号処理回路11と、これらにおける故障発生
の有無を診断する自己故障診断回路12とを備えたもの
があり、信号処理回路11は圧電体素子10に接続され
たインピーダンス変換手段13と、フィルタ手段14及
びアンプ手段15とから構成されている。そして、この
信号処理回路11からの出力電圧、いわゆるセンサ出力
v101 は、測定・演算手段16を通じてエアバッグ制御
手段17に取り込まれており、エアバッグ制御手段17
はセンサ出力v101 に基づいて自動車用エアバッグ装置
(図示していない)の全体に対して必要な動作を指示す
るようになっている。なお、測定・演算手段16及びエ
アバッグ制御手段17は、コンピュータを利用すること
によって構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an acceleration sensor of this type, as shown in FIG. 3, a piezoelectric element 10 for detecting the direction and magnitude of an applied acceleration, and a signal processing circuit for processing an output signal from the piezoelectric element 10 11 and a self-diagnosis circuit 12 for diagnosing the occurrence of a failure in these components. The signal processing circuit 11 includes an impedance conversion unit 13 connected to the piezoelectric element 10, a filter unit 14, and an amplifier unit. 15. The output voltage from the signal processing circuit 11, that is, the sensor output v 101, is taken into the airbag control means 17 through the measurement / calculation means 16, and is output from the airbag control means 17.
It is adapted to direct the necessary operations for the entire air bag system for a motor vehicle (not shown) on the basis of the sensor output v 101. The measurement / calculation means 16 and the airbag control means 17 are configured by using a computer.
【0003】一方、自己故障診断回路12は加速度セン
サの故障による重大事態の発生を防止すべく設けられた
ものであって、コンデンサ18を介して圧電体素子10
に接続された交流信号出力手段19と、この交流信号出
力手段19に対して所定数のパルスからなるタイミング
信号v102 を出力するパルス発生手段20とを備えてお
り、交流信号出力手段19からはタイミング信号v102
の周期に同期した交流信号v103 が圧電体素子10に出
力される。また、この自己故障診断回路12は、圧電体
素子10に交流信号v103 を入力した際に信号処理回路
11から出力されるセンサ出力v101 を測定する測定手
段21と、測定結果に基づいて故障発生の有無を判断す
る判断手段22とを具備しており、回路全体の動作は診
断制御手段23によって制御されている。なお、ここで
の測定手段21、判断手段22及び診断制御手段23
も、コンピュータを用いて構成されたものである。On the other hand, a self-diagnosis circuit 12 is provided to prevent a serious situation from occurring due to a failure of the acceleration sensor.
An AC signal output means 19 connected to, and a pulse generating means 20 for outputting a timing signal v 102 having a predetermined number of pulses for the AC signal outputting means 19, the AC signal outputting means 19 Timing signal v 102
AC signal v 103 in synchronization with the cycle of is output to the piezoelectric element 10. Also, the self-fault diagnostic circuit 12 includes a measurement means 21 for measuring the sensor output v 101 output from the signal processing circuit 11 when input AC signal v 103 to the piezoelectric element 10, a failure based on the measurement result A judgment unit 22 for judging the occurrence of the occurrence is provided, and the operation of the whole circuit is controlled by a diagnosis control unit 23. The measuring means 21, the determining means 22, and the diagnostic controlling means 23
Are also configured using a computer.
【0004】ところで、加速度センサを構成する圧電体
素子10に外力として加わる加速度の周波数と、信号処
理回路11からの出力電圧であるセンサ出力v101 と
は、図4中の実線で示す特性曲線Aによって表されるよ
うな関係を有するのが一般的である。なお、この図4、
すなわち、加速度周波数及びセンサ出力の関係を示す特
性図における横軸は加速度周波数(Hz)を示す一方、
その縦軸はセンサ出力(mV)を示している。ところ
が、この加速度センサを構成する圧電体素子10や信号
処理回路11に故障が発生した場合には、図4中の仮想
線分でそれぞれ示すように、この特性曲線Aにおける低
域カットオフ周波数が高周波数側へとシフトしたり(矢
印Bで示す)、高域カットオフ周波数が低周波数側へと
シフトしたりする(矢印Cで示す)ことが起こるほか、
G感度フラット域におけるセンサ出力が増加もしくは減
少する(矢印D,Eで示す)ことになってしまう。Meanwhile, the frequency of the acceleration applied as an external force to the piezoelectric element 10 constituting the acceleration sensor, the sensor output v 101 is the output voltage from the signal processing circuit 11, characteristic curve A shown by solid lines in FIG. 4 It is common to have the relationship represented by Note that FIG.
That is, while the horizontal axis in the characteristic diagram showing the relationship between the acceleration frequency and the sensor output indicates the acceleration frequency (Hz),
The vertical axis indicates the sensor output (mV). However, when a failure occurs in the piezoelectric element 10 or the signal processing circuit 11 that constitutes the acceleration sensor, the low-frequency cutoff frequency in the characteristic curve A is reduced as shown by the virtual line segments in FIG. In addition to shifting to a high frequency side (indicated by an arrow B) and a high-frequency cutoff frequency shifting to a low frequency side (indicated by an arrow C),
The sensor output in the G sensitivity flat region increases or decreases (indicated by arrows D and E).
【0005】そこで、上記構成とされた加速度センサに
おいては、つぎのような手順に従った故障診断が行われ
る。すなわち、この故障診断は自動車用エアバッグ装置
が搭載された自動車の運行直前時などに行われるもので
あり、例えば、エンジンの始動によってエアバッグ制御
手段17は自己故障診断回路12を構成する診断制御手
段23に対して故障診断の実行を指示することになる。[0005] Therefore, in the acceleration sensor having the above configuration, failure diagnosis is performed according to the following procedure. That is, this failure diagnosis is performed immediately before the operation of the vehicle equipped with the vehicle airbag device. For example, when the engine is started, the airbag control unit 17 performs the diagnosis control forming the self-failure diagnosis circuit 12. The means 23 is instructed to execute the failure diagnosis.
【0006】すなわち、故障診断の実行に際しては、診
断制御手段23からパルス発生手段20に対してタイミ
ング信号v102 の出力が指示されることになり、まず最
初には、図4で示した特性曲線Aにおける低域カットオ
フ周波数近くの周波数f1 を有するタイミング信号v
102 がパルス発生手段20から交流信号出力手段19に
対して出力される。すると、この交流信号出力手段19
からはタイミング信号v102 の周期に同期した交流信号
v103 が出力されて圧電体素子10に加わることにな
り、信号処理回路11からは加わった交流信号v103 に
対応した出力電圧としてのセンサ出力v101 が出力され
る。そして、このセンサ出力v101 は測定手段21によ
って取り込まれることになり、判断手段22においては
測定結果に基づく故障発生の有無、すなわち、特性曲線
Aにおける低域カットオフ周波数近くの周波数f1 が高
周波数側へとシフトしているか否かが判断される。[0006] That is, in the fault diagnosis execution results in the output of the timing signal v 102 is instructed to the pulse generating means 20 from the diagnosis control unit 23, first, first, the characteristic curve shown in FIG. 4 A timing signal v having a frequency f 1 near the lower cutoff frequency at A
102 is output from the pulse generation means 20 to the AC signal output means 19. Then, this AC signal output means 19
It will be applied to the piezoelectric element 10 AC signal v 103 in synchronization with the cycle of the timing signal v 102 is outputted from the sensor output as an output voltage corresponding to the AC signal v 103 which applied from signal processing circuit 11 v 101 is output. Then, the sensor output v 101 will be captured by the measuring means 21, the presence or absence of failure, based on the measurement result in the determination means 22, i.e., the low band cut-off frequency close to the frequency f 1 is high in the characteristic curve A It is determined whether or not the frequency has shifted to the frequency side.
【0007】また、引き続いて、図4で示した特性曲線
AにおけるG感度フラット域及び高域カットオフ周波数
近くの周波数f2,f3を有するタイミング信号v102 が
それぞれパルス発生手段20から出力されて上記同様の
動作が繰り返して行われた後、同様の手順に従って判断
手段22による故障発生の有無が判断される。そして、
上記いずれの周波数f1〜f3を有するタイミング信号v
102 によっても、加速度センサを構成する圧電体素子1
0や信号処理回路11における故障が検出されなければ
自動車の運行がそのまま開始されることになり、また、
故障の発生が検出された場合には必要な処置が採られる
ことになる。Subsequently, timing signals v 102 having frequencies f 2 and f 3 near the G sensitivity flat region and the high frequency cut-off frequency in the characteristic curve A shown in FIG. After the same operation is repeatedly performed, the determination means 22 determines whether or not a failure has occurred according to the same procedure. And
The timing signal v having any of the above frequencies f 1 to f 3
According to 102 , the piezoelectric element 1 constituting the acceleration sensor
If 0 or a failure in the signal processing circuit 11 is not detected, the operation of the vehicle is started as it is, and
If the occurrence of a failure is detected, necessary measures will be taken.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた加速度センサは、交流信号に基づいて故障診
断を行う構成とされているのであるが、この交流信号の
安定化には長時間を要するのが通常であるため、故障診
断の実行時における動作時間が長くかかることになって
実用的でないという不都合が生じていた。さらに、自己
故障診断回路12におけるパルス発生手段20は周波数
の異なる3種類のタイミング信号を出力しなければなら
ず、また、その測定手段21が交流信号の繰り返し波形
を細かくサンプリングしうるものでなければならないか
ら、これらの実体回路が大変に複雑な構成となってしま
い、その構成に際しては多大な手間を要するという不都
合もあった。The conventional acceleration sensor is configured to perform a failure diagnosis based on an AC signal, but it takes a long time to stabilize the AC signal. This is usually required, so that it takes a long operation time to execute the failure diagnosis, which is not practical. Furthermore, the pulse generating means 20 in the self-diagnosis circuit 12 must output three types of timing signals having different frequencies, and unless the measuring means 21 can minutely sample the repetitive waveform of the AC signal. Therefore, these physical circuits have a very complicated configuration, and there is a disadvantage that the configuration requires a great deal of trouble.
【0009】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、自己故障診断回路の実体回路構成を
簡単なものとすることができ、しかも、故障診断の実行
時における動作時間の大幅な短縮を図ることができる加
速度センサの提供を目的としている。The present invention has been made in view of these inconveniences, and can simplify the actual circuit configuration of the self-diagnosis circuit, and can reduce the operating time during execution of the failure diagnosis. It is an object of the present invention to provide an acceleration sensor capable of achieving a significant reduction.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係る加速度セン
サは、このような目的を達成するために、加速度が加わ
る圧電体素子と、該圧電体素子からの出力信号を処理す
る信号処理回路と、これらにおける故障発生の有無を診
断する自己故障診断回路とを備えており、自己故障診断
回路は、コンデンサを介して圧電体素子に接続され、か
つ、信号処理回路からの出力電圧に対応した値となるよ
う予めトリミングされている診断時電圧を診断開始電圧
の入力に対応して圧電体素子に印加する診断電圧発生手
段と、該診断電圧発生手段に対して診断開始電圧を出力
し、かつ、回路全体の動作を制御する診断制御手段と、
診断開始電圧出力後の所定時間経過時ごとにおける信号
処理回路からのセンサ出力電圧を測定する測定手段と、
所定時間経過時ごとに得られたセンサ出力電圧の測定結
果に基づいて故障発生の有無を判断する判断手段とを具
備している。In order to achieve the above object, an acceleration sensor according to the present invention comprises: a piezoelectric element to which acceleration is applied; a signal processing circuit for processing an output signal from the piezoelectric element; A self-diagnosis circuit for diagnosing whether or not a failure has occurred in these components. The self-diagnosis circuit is connected to the piezoelectric element via a capacitor, and has a value corresponding to the output voltage from the signal processing circuit. Diagnostic voltage generating means for applying a diagnostic voltage preliminarily trimmed so as to be applied to the piezoelectric element in response to the input of the diagnostic start voltage, and outputting a diagnostic start voltage to the diagnostic voltage generating means, and Diagnostic control means for controlling the operation of the entire circuit;
Measuring means for measuring a sensor output voltage from the signal processing circuit every time a predetermined time has elapsed after the output of the diagnosis start voltage;
Determining means for determining whether or not a failure has occurred based on a measurement result of the sensor output voltage obtained every time a predetermined time has elapsed.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は本実施例にかかる加速度センサの概
略構成を示す回路ブロック図、図2は各出力電圧の波形
を示す説明図であり、図1における符号1は自己故障診
断回路を示している。なお、この自己故障診断回路1を
除く加速度センサの全体構成は従来例と基本的に異なら
ないので、図1において従来例を示す図3と互いに同一
となる部分には同一符号を付すこととし、ここでの詳し
い説明は省略する。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a schematic configuration of an acceleration sensor according to this embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing waveforms of output voltages. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a self-failure diagnosis circuit. I have. Since the entire configuration of the acceleration sensor except for the self-diagnosis circuit 1 is not fundamentally different from that of the conventional example, the same reference numerals in FIG. 1 denote the same parts as in FIG. Detailed description here is omitted.
【0013】この加速度センサは、図1で示すように、
加速度が加わる圧電体素子10と、この圧電体素子10
からの出力信号を処理する信号処理回路11と、これら
における故障発生の有無を診断するための自己故障診断
回路1とを備えており、信号処理回路11からは加速度
に対応した出力電圧としてのセンサ出力v1 が出力され
るようになっている。This acceleration sensor, as shown in FIG.
A piezoelectric element 10 to which acceleration is applied;
And a self-diagnosis circuit 1 for diagnosing the presence or absence of a failure in these components. The signal processing circuit 11 outputs a sensor as an output voltage corresponding to acceleration. output v 1 is adapted to be output.
【0014】自己故障診断回路1は、所定の容量値をも
つコンデンサ2を介して圧電体素子10に接続された診
断電圧発生手段3と、コンピュータを利用して構成され
ることによって回路全体の動作を協調的に制御する診断
制御手段4とを具備している。そして、この診断制御手
段4から診断電圧発生手段3に対してはデジィタル信号
「1」で示される例えば5vの診断開始電圧v2 が出力
される一方、反転アンプを用いて構成された診断電圧発
生手段3からは入力された診断開始電圧v2 に対応した
ステップ電圧v4 が出力されるようになっており、この
ステップ電圧v4 によって圧電体素子10に診断時電圧
v3 が印加されることになる。なお、ここで、圧電体素
子10に診断時電圧v3 が印加されることになるのは、
この圧電体素子10に対し、コンデンサ2を介して接続
された診断電圧発生手段3から出力されるステップ電圧
v4 が瞬間的に切り換わる際の過渡現象によるのであ
る。そして、このとき、診断電圧発生手段3が反転アン
プからなるものに限定されないのは勿論である。The self-failure diagnosis circuit 1 is constructed by utilizing a diagnosis voltage generating means 3 connected to the piezoelectric element 10 via a capacitor 2 having a predetermined capacitance value and a computer, thereby operating the entire circuit. And diagnostic control means 4 for controlling the cooperatively. Then, while the diagnosis start voltage v 2 e.g. 5v shown in Dejiitaru signal "1" is output for the diagnosis voltage generating means 3 from the diagnosis control unit 4, the inverting amplifier configuration diagnostic voltage generated using a The step voltage v 4 corresponding to the input diagnosis start voltage v 2 is output from the means 3. The diagnosis voltage v 3 is applied to the piezoelectric element 10 by the step voltage v 4 . become. Here, the results in the diagnosis when a voltage v 3 to the piezoelectric element 10 is applied,
To the piezoelectric element 10, than by transients when the step voltage v 4 output from the diagnostic voltage generating means 3 is connected via a capacitor 2 is switched instantaneously. At this time, the diagnostic voltage generating means 3 is not limited to an inverting amplifier.
【0015】ところで、この診断時電圧v3 は信号処理
回路11からのセンサ出力v1 に対応した値となるよう
予めトリミングされたものであり、また、故障診断実行
時以外における診断制御手段4からはデジィタル信号
「0」で示される例えば0vの診断停止電圧が診断電圧
発生手段3に対して出力されている。なお、図1では省
略しているが、診断電圧発生手段3と診断制御手段4と
の間に直流電圧出力手段を設けておき、診断制御手段4
からの指示に基づく診断開始電圧v2 または診断停止電
圧を直流電圧出力手段から診断電圧発生手段3に対して
出力する構成としてもよいことはいうまでもない。The diagnosis voltage v 3 is trimmed in advance so as to have a value corresponding to the sensor output v 1 from the signal processing circuit 11. The diagnostic stop voltage of, for example, 0 V indicated by the digital signal “0” is output to the diagnostic voltage generator 3. Although not shown in FIG. 1, a DC voltage output means is provided between the diagnostic voltage generating means 3 and the diagnostic control means 4, and the diagnostic control means 4 is provided.
Diagnostic start voltage v 2 or diagnosis stop voltage based on the instruction may output a diagnostic voltage generating means 3 from the DC voltage output means from the course.
【0016】さらに、この自己故障診断回路1は、診断
開始時電圧v2 を出力後の所定時間経過時ごとにおける
信号処理回路11からの出力電圧v1 を測定する測定手
段5と、測定結果に基づいて故障発生の有無を判断する
判断手段6とを具備しており、これらの測定手段5及び
判断手段6もコンピュータを利用して構成されている。Further, the self-failure diagnosis circuit 1 comprises a measuring means 5 for measuring the output voltage v 1 from the signal processing circuit 11 every time a predetermined time has elapsed after outputting the diagnosis start voltage v 2 , And a judgment unit 6 for judging the presence or absence of a failure based on the data. The measurement unit 5 and the judgment unit 6 are also configured by using a computer.
【0017】つぎに、出力電圧それぞれの波形を示す図
2に基づいて上記構成とされた加速度センサにおける故
障診断の実行動作を説明する。なお、この図2における
横軸は経過時間(ms)を示す一方、その縦軸はセンサ
出力(V)を示している。Next, a description will be given of the operation of executing the fault diagnosis in the acceleration sensor having the above-mentioned configuration with reference to FIG. 2 showing the waveforms of the output voltages. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the elapsed time (ms), while the vertical axis indicates the sensor output (V).
【0018】この加速度センサにおける故障診断は自動
車用エアバッグ装置が搭載された自動車のエンジンが始
動されることによって行われることになり、自己故障診
断回路1を構成する診断制御手段4に対してはエアバッ
グ制御手段17から故障診断の実行が指示される。The failure diagnosis of the acceleration sensor is performed by starting the engine of the vehicle equipped with the vehicle airbag device. Execution of failure diagnosis is instructed from the airbag control means 17.
【0019】故障診断の実行が指示されると、まず、診
断制御手段4から診断電圧発生手段3に対して図2
(a)で示すような5vの診断開始電圧v2 が出力され
ることになり、この診断開始電圧v2 が入力した診断電
圧発生手段3からは図2(b)で示すようなステップ電
圧v4 が出力される結果、圧電体素子10にはステップ
電圧v4 の出力に対応して診断時電圧v3 がコンデンサ
2を介して印加されることになる。なお、故障診断実行
時以外における診断制御手段4からは0vの診断停止電
圧が診断電圧発生手段3に対して出力されており、この
加速度センサにおける故障診断が実行されていないのは
勿論である。When the execution of the failure diagnosis is instructed, first, the diagnosis control means 4 sends a signal to the diagnosis voltage generation means 3 as shown in FIG.
Will be diagnosed starting voltage v 2 of 5v as shown in (a) is outputted, the step voltage as shown in FIG. 2 from the diagnosis voltage generating means 3 for the diagnosis start voltage v 2 is inputted (b) v results 4 is output, so that the step voltage v at diagnosis voltage v 3 corresponds to the output of 4 is applied through the capacitor 2 to the piezoelectric element 10. It should be noted that a diagnosis stop voltage of 0 V is output from the diagnosis control means 4 to the diagnosis voltage generation means 3 at times other than when the failure diagnosis is executed, so that the failure diagnosis in the acceleration sensor is not executed.
【0020】そして、この圧電体素子10に印加された
診断時電圧v3 は信号処理回路2を通過して処理される
ことになり、この信号処理回路2からは図2(c)で示
すようなステップ応答波形を有するセンサ出力v1 が出
力されることになる。ところで、このステップ応答波形
を有するセンサ出力v1 と、図4で示した加速度周波数
及びセンサ出力の関係を示す特性図中の特性曲線Aとは
互いに対応した特定関係を有しているのであり、ステッ
プ応答波形中における初期の電圧値αを示すセンサ出力
v1 は周波数f3 のタイミング信号v102 を加えた場
合、また、次の電圧値βを示すセンサ出力v1 は周波数
f2 のタイミング信号v102 を加えた場合、さらに、後
期の電圧値γを示すセンサ出力v1 は周波数f1 のタイ
ミング信号v102 を加えた場合におけるセンサ出力v
101 のそれぞれと互いに対応していることになる。そこ
で、診断開始電圧v2 出力後の所定時間経過時ごと、す
なわち、図2(c)におけるt1,t2,t3 経過時ごと
におけるセンサ出力v1 を測定手段5によって測定した
うえ、得られた測定結果を判断手段6によって判断すれ
ば、図4で示した特性曲線Aのシフト状態に基づく故障
発生の有無が明らかとなる。なお、ここでは、t1,
t2,t3 のそれぞれを0.2ms,2.5ms,50
msと設定している。Then, the diagnostic voltage v 3 applied to the piezoelectric element 10 is processed by passing through the signal processing circuit 2, as shown in FIG. 2 (c). so that the sensor output v 1 is outputted with a step response waveform. Incidentally, the sensor output v 1 having this step response waveform and the characteristic curve A in the characteristic diagram showing the relationship between the acceleration frequency and the sensor output shown in FIG. 4 have a specific relationship corresponding to each other. The sensor output v 1 indicating the initial voltage value α in the step response waveform is obtained by adding the timing signal v 102 of the frequency f 3 , and the sensor output v 1 indicating the next voltage value β is the timing signal of the frequency f 2 v If 102 was added, further, the sensor output v 1 showing a later stage of the voltage value γ is the sensor output v in the case of adding the timing signal v 102 frequency f 1
It corresponds to each of 101 . Therefore, each time elapses diagnosis start voltage v a predetermined time after the second output, i.e., after measured by the measuring means 5 a sensor output v 1 at every t 1, t 2, t 3 after a lapse of FIG. 2 (c), the resulting By judging the measurement result obtained by the judging means 6, it becomes clear whether or not a failure has occurred based on the shift state of the characteristic curve A shown in FIG. Here, t 1 ,
t 2 and t 3 are set to 0.2 ms, 2.5 ms and 50 ms, respectively.
ms.
【0021】すなわち、この加速度センサを構成する圧
電体素子10や信号処理回路11における故障の発生
は、従来例と同じく、図4で示した特性曲線Aにおける
低域カットオフ周波数近くの周波数f1 や高域カットオ
フ周波数近くの周波数f3 がシフトする、及び、G感度
フラット域におけるセンサ出力が増加もしくは減少する
ことによって検出されるのであり、f1 が高周波数側へ
とシフトしている場合には図2(c)中の電圧値γがあ
る特定の所要値よりも下がり、また、f3 が低周波数側
へとシフトしている場合には電圧値αが所要値よりも上
がることになる結果、判断手段6によって故障が発生し
ているとの判断がなされる。なお、このとき、f1 が0
(ゼロ)であれば電圧値γは所定の一定値となり、この
f1 が低周波数側へとシフトしていれば前記一定値に近
づくことになる一方、f3 が∞(無限大)であれば電圧
値αは所定の一定値となり、このf3 が高周波数側へと
シフトしていれば前記一定値に近づくことが起こる。That is, a failure in the piezoelectric element 10 and the signal processing circuit 11 constituting the acceleration sensor occurs at the frequency f 1 near the low-frequency cutoff frequency in the characteristic curve A shown in FIG. and high frequency cut-off frequency close to the frequency f 3 is shifted, and is than the sensor output at the G sensitivity flat zone is detected by increasing or decreasing, if f 1 is shifted to the high frequency side 2C shows that the voltage value γ in FIG. 2C is lower than a certain required value, and that the voltage value α is higher than the required value when f 3 is shifted to a lower frequency side. As a result, the determination means 6 determines that a failure has occurred. At this time, f 1 is 0
(Zero), the voltage value γ becomes a predetermined constant value. If f 1 shifts to a lower frequency side, the voltage value γ approaches the fixed value, while f 3 is ∞ (infinity). In this case, the voltage value α becomes a predetermined constant value, and if the frequency f 3 shifts to the higher frequency side, the voltage value α approaches the constant value.
【0022】さらに、G感度フラット域におけるセンサ
出力が増加して矢印Dに沿ってシフトしている場合には
図2(c)中の電圧値βがある特定の所要値よりも上が
ることになる一方、センサ出力が減少して矢印Eに沿っ
てシフトしている場合には電圧値βが下がることにな
る。そして、これらの測定結果も判断手段6に取り込ま
れたうえで判断されることになり、故障の有無が明らか
となる。そして、いずれの電圧値α,β,γにおいて
も、加速度センサを構成する圧電体素子10や信号処理
回路11における故障が検出されなければ自動車の運行
がそのまま開始されることになり、また、故障の発生が
検出された場合には必要な処置が採られることになる。Further, when the sensor output in the G sensitivity flat region increases and shifts along the arrow D, the voltage value β in FIG. 2C rises above a certain required value. On the other hand, when the sensor output decreases and shifts along the arrow E, the voltage value β decreases. Then, these measurement results are also taken into the judging means 6 and judged, and it becomes clear whether or not there is a failure. At any of the voltage values α, β, and γ, if no failure is detected in the piezoelectric element 10 or the signal processing circuit 11 that constitutes the acceleration sensor, the operation of the vehicle is started as it is. If the occurrence of the event is detected, necessary measures will be taken.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる加
速度センサはステップ電圧を基準として故障診断を行う
構成とされており、安定化に長時間を要する交流信号は
用いないのであるから、故障診断の実行時における動作
時間の大幅な短縮を図ることができる。さらに、自己故
障診断回路を構成する診断制御手段はただ1つの診断開
始信号を出力すればよく、また、その測定手段はステッ
プ応答波形上の3点のみをサンプリングして測定すれば
よいのであるから、これらの実体回路構成が簡単なもの
となり、構成に要する手間の削減が図れるという効果も
ある。As described above, the acceleration sensor according to the present invention is configured to perform a failure diagnosis based on the step voltage, and does not use an AC signal that requires a long time for stabilization. The operation time during the execution of the diagnosis can be significantly reduced. Further, the diagnostic control means constituting the self-diagnosis diagnostic circuit need only output a single diagnostic start signal, and its measuring means need only sample and measure only three points on the step response waveform. Also, there is an effect that the configuration of the actual circuit can be simplified and the labor required for the configuration can be reduced.
【図1】本実施例にかかる加速度センサの概略構成を示
す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a schematic configuration of an acceleration sensor according to an embodiment.
【図2】本実施例における各出力電圧の波形を示す説明
図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing waveforms of respective output voltages in the present embodiment.
【図3】従来例にかかる加速度センサの概略構成を示す
回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a schematic configuration of an acceleration sensor according to a conventional example.
【図4】従来例における加速度周波数及びセンサ出力の
関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an acceleration frequency and a sensor output in a conventional example.
1 自己故障診断回路 2 コンデンサ 3 診断電圧発生手段 4 診断制御手段 5 測定手段 6 判断手段 10 圧電体素子 11 信号処理回路 v1 センサ出力(出力電圧) v2 診断開始電圧 v3 診断時電圧DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-failure diagnosis circuit 2 Capacitor 3 Diagnosis voltage generation means 4 Diagnosis control means 5 Measurement means 6 Judgment means 10 Piezoelectric element 11 Signal processing circuit v 1 Sensor output (output voltage) v 2 Diagnosis start voltage v 3 Diagnosis voltage
Claims (1)
圧電体素子(10)からの出力信号を処理する信号処理
回路(11)と、これらにおける故障発生の有無を診断
する自己故障診断回路(1)とを備えた加速度センサで
あって、自己故障診断回路(1)は、コンデンサ(2)
を介して圧電体素子(10)に接続され、かつ、信号処
理回路(11)からの出力電圧(v1)に対応した値と
なるよう予めトリミングされている診断時電圧(v3)
を診断開始電圧(v2)の入力に対応して圧電体素子
(10)に印加する診断電圧発生手段(3)と、該診断
電圧発生手段(3)に対して診断開始電圧(v2)を出
力し、かつ、回路全体の動作を制御する診断制御手段
(4)と、診断開始電圧(v2)出力後の所定時間経過
時ごとにおける信号処理回路(11)からのセンサ出力
電圧(v1)を測定する測定手段(5)と、所定時間経
過時ごとに得られたセンサ出力電圧(v 1 )の測定結果
に基づいて故障発生の有無を判断する判断手段(6)と
を具備していることを特徴とする加速度センサ。1. A piezoelectric element (10) to which acceleration is applied, a signal processing circuit (11) for processing an output signal from the piezoelectric element (10), and a self-failure diagnosis for diagnosing the occurrence of a failure in these elements. A self-failure diagnosis circuit (1) comprising: a capacitor (2);
The diagnostic voltage (v 3 ) is connected to the piezoelectric element (10) through the oscillating circuit and is trimmed in advance to a value corresponding to the output voltage (v 1 ) from the signal processing circuit (11).
The diagnosis start voltage (v 2) diagnosis voltage generating means in response to the input applied to the piezoelectric element (10) with (3), the diagnostic start voltage with respect to the diagnostic voltage generating means (3) (v 2) And a diagnostic control means (4) for controlling the operation of the entire circuit, and a sensor output voltage (v) from the signal processing circuit (11) every time a predetermined time elapses after the output of the diagnosis start voltage (v 2 ). 1 ) measuring means (5) for measuring a predetermined time
An acceleration sensor comprising: judgment means (6) for judging whether or not a failure has occurred based on a measurement result of the sensor output voltage (v 1 ) obtained every time .
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21279092A JP2927114B2 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Acceleration sensor |
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JP21279092A JP2927114B2 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Acceleration sensor |
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JP2007285824A (en) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Aisin Seiki Co Ltd | Piezoelectric sensor system and pinch detector |
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- 1992-08-10 JP JP21279092A patent/JP2927114B2/en not_active Expired - Fee Related
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