JP2001304871A

JP2001304871A - 角速度センサの異常診断装置

Info

Publication number: JP2001304871A
Application number: JP2000128068A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 謙二加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】不測の角速度が入力される場合にも正確にプラ
イマリチェックを行い、精度の高い異常診断を実施す
る。【解決手段】角速度信号に相当する回転擬似信号が角速
度センサのセンサエレメントに印加され、その際変化す
る角速度出力の信号レベルにより、電源投入時等のプラ
イマリチェックが実施される。特に、プライマリチェッ
ク回路１４において、センサエレメントに回転擬似信号
を印加しない状態での角速度出力の信号レベルがホール
ド回路２１によりホールドされ、該ホールドした信号レ
ベルに基づいて、角速度出力の信号レベルを比較判定す
るためのしきい値が可変に設定される。ウィンドコンパ
レータ３１，３２では、センサエレメントに回転擬似信
号を印加した状態での角速度出力の信号レベルと、前記
設定されたしきい値とが比較され、その結果から異常の
有無が診断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動型角速度セン
サの異常診断装置に関するものであり、特に電源投入時
等におけるプライマリチェックを好適に実施するための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車の回転角速度を検出す
るセンサとして、圧電振動型の角速度センサが用いられ
ており、車両走行制御等におけるヨーレート・ロールレ
ート検出や、ナビゲーションシステムの方向検出などの
具体的用途がある。この角速度センサでは、電源投入時
などにおける自己診断、いわゆるプライマリチェックが
行われるようになっており、このプライマリチェックに
際し、例えばセンサエレメントに擬似的な回転信号が印
加され、その時変化した角速度出力が規定の電圧範囲内
に入っているかどうかによりセンサ故障の有無が判定さ
れる。これにより、主にセンサエレメントから角速度出
力を発生する回路までの検知系の故障が判定される。

【０００３】従来技術におけるプライマリチェック動作
について、図５及び図６を用いて説明する。なお、図５
（ａ）は角速度センサを含む異常診断装置の全体構成を
示し、図５（ｂ）はプライマリチェック回路の具体的な
構成を示す。また、図６はプライマリチェック動作を示
すタイムチャートである。

【０００４】図５（ａ）において、角速度センサ４１に
は、プライマリチェック回路４２と制御回路４３とが接
続されている。制御回路４３は、プライマリチェック時
に擬似的な回転信号（角速度）を含む検査信号を角速度
センサ４１に出力すると共に、その擬似的な回転信号に
応じて角速度センサ４１からの角速度出力が変化する
際、その角速度出力をラッチするためのラッチ信号をプ
ライマリチェック回路４２に出力する。

【０００５】また、プライマリチェック回路４２では、
図５（ｂ）に示すように、プライマリチェック時の角速
度出力が規定の電圧範囲内に入っているかどうかをウィ
ンドコンパレータ５１で判定し、その判定結果をラッチ
回路５２を介してダイアグ出力として出力する。ここ
で、角速度出力を判定するための２つの判定レベル（し
きい値）Ｖｈ，Ｖｌは、第１基準電圧回路５３、第２基
準電圧回路５４、加算回路５５及び減算回路５６により
生成され、ウィンドコンパレータ５１に出力される。す
なわち、第１基準電圧回路５３は、擬似的な回転信号が
センサエレメントに印加された時の角速度出力の変動量
（振れ幅）に相当する電圧を発生し、第２基準電圧回路
５４は、同じくその時（擬似的な回転信号が印加された
時）の角速度出力の誤差分の電圧を発生する。これによ
り、プライマリチェック時の角速度出力の設計値（理想
値）を基準にその上下に、２つの判定レベルＶｈ，Ｖｌ
が設定される。

【０００６】図６では、角速度センサ４１への電源投入
後、同センサ４１が回路安定状態での角速度出力Ｖｏを
発生する。その後、制御回路４３から回転擬似信号を含
む検査信号が出力されると、角速度センサ４１（センサ
エレメント）は、所定方向の回転（角速度）が入力され
た状態と同等の動作となり、所定方向の回転に相当する
角速度出力Ｖｒを発生する。

【０００７】ウィンドコンパレータ５１は、角速度出力
Ｖｒが規定の電圧範囲（Ｖｈ〜Ｖｌの間）に入っている
かどうかを判定する。このとき、センサエレメント及び
周辺回路を含む角速度センサ４１に故障がなければ、図
６に実線で示すように角速度出力ＶｒがＶｈ〜Ｖｌの範
囲内に入り、ウィンドコンパレータ５１はセンサ正常を
表すＨｉ電圧を出力し、更に、そのＨｉ電圧がラッチさ
れてダイアグ出力として出力される。また、角速度セン
サ４１に故障が発生した場合には、角速度出力ＶｒがＶ
ｈ〜Ｖｌの範囲外となり、ウィンドコンパレータ５１は
センサ異常を表すＬｏ電圧を出力し、更に、そのＬｏ電
圧がラッチされてダイアグ出力として出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、回転擬似信号の印加により角速度出力の信
号レベル（電圧値）を変化させ、その変化させた信号レ
ベルにより異常判定を行うため、車両が静止した状態、
つまり、入力角速度がゼロの状態でないと正確な異常診
断を実施することができない。図６で説明すれば、例え
ば、建物の駐車場に設置されるターンテーブル上や、旋
回中のフェリー内で前記異常判定を行う場合、センサエ
レメントに不測の（予期しない）角速度が入力され、こ
の入力角速度が角速度出力に重畳されることにより、図
中２点鎖線で示すように、プライマリチェック時の角速
度出力がＶｒからＶｒ’に変化してしまう。これによ
り、角速度出力（図のＶｒ’）が規定の電圧範囲（Ｖｈ
〜Ｖｌの間）から外れ、角速度センサ４１に故障がなく
ても異常有りと判定される場合が発生する。また、電源
投入時以外、例えば車両の走行時にプライマリチェック
を行おうとする場合にも、やはりセンサエレメントに不
測の角速度が入力されるため、誤判定のおそれがある。

【０００９】以上のように、従来のプライマリチェック
方法では、車両が静止している時は正常に判定ができる
が、車両に角速度が入力されている時は、故障がなくて
も故障と判断してしまうという問題があった。

【００１０】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであって、その目的とするところは、不測の角速度が
入力される場合にも正確にプライマリチェックを行い、
精度の高い異常診断を実施することができる角速度セン
サの異常診断装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の角速度センサの
異常診断装置は、所定の検査信号（例えば、角速度信号
に相当する回転擬似信号）を角速度センサに加え、その
際変化する角速度出力の信号レベルにより、電源投入時
等のプライマリチェックを行うことを前提とする。

【００１２】そして、請求項１に記載の発明ではその特
徴として、検査信号（回転擬似信号）を加えない状態で
の角速度出力の信号レベルをモニタし、該モニタした信
号レベルと、検査信号（回転擬似信号）を加えた状態で
の角速度出力の信号レベルとから角速度センサの異常を
診断する。

【００１３】要するに、車両が静止していない状態（車
両の動作状態）では、その際角速度センサに入力される
角速度によりプライマリチェックの判定結果が誤ったも
のとなる場合があるが、上記構成によれば、検査信号を
加えない状態での角速度出力の信号レベルをモニタする
ことにより、当該検査信号を加えた時の角速度出力が車
両動作状態での信号成分（入力角速度）を含むものかど
うかが判断できる。そして、仮に車両動作状態での信号
成分を含む場合、その信号成分に応じて、・角速度出力の比較判定のためのしきい値を変更する、・角速度出力そのものを補正する、・プライマリチェックの結果が信頼できる正しいものか
どうかを判断する、といった何れかの処理を行う。本発明によれば、不測の
角速度が入力される場合にも正確にプライマリチェック
を行い、精度の高い異常診断を実施することができる。

【００１４】また、請求項３に記載の発明では、検査信
号を加えない状態での角速度出力の信号レベルをホール
ドし（ホールド手段）、該ホールドした信号レベルに基
づいて、角速度出力の信号レベルを比較判定するための
しきい値を可変に設定する（しきい値設定手段）。ま
た、検査信号を加えた状態での角速度出力の信号レベル
と、前記しきい値設定手段により設定したしきい値とを
比較し、その結果から異常の有無を診断する（異常診断
手段）。

【００１５】上記構成によれば、車両動作状態での信号
成分（入力角速度）が生ずる場合、その分だけ、ホール
ド手段及びしきい値設定手段により比較判定のためのし
きい値が変更される。その結果、請求項１の発明と同様
に、不測の角速度が入力される場合にも正確にプライマ
リチェックを行い、精度の高い異常診断を実施すること
ができる。

【００１６】上記請求項３の発明では、しきい値設定の
ための構成要件として、次の請求項４の発明が適用でき
る。すなわち、請求項４に記載の発明では、前記しきい
値設定手段は、前記ホールド手段によるホールド値に対
して、検査信号に応答する角速度出力の変動量分を加算
又は減算する手段と、該演算手段による演算結果を基準
にして誤差分を見込んで高低２値のしきい値を設定する
手段とを有する。この場合、車両静止時か車両動作時か
に拘わらず、適正なしきい値が設定できる。

【００１７】また、上記発明では、請求項５に記載した
ように、前記検査信号として、角速度信号に相当する回
転擬似信号を角速度センサのセンサエレメントに印加す
る構成としても良く、この場合、請求項６の発明が適用
できる。すなわち、請求項６の発明では、前記回転擬似
信号は異なる２方向の回転擬似信号からなり、各々の回
転擬似信号を連続してセンサエレメントに印加し、それ
に伴いそれぞれ変化する角速度出力の信号レベルにより
プライマリチェックを行う角速度センサの異常診断装置
であり、前記しきい値設定手段は、前記２方向の回転擬
似信号について個々に、前記ホールドした信号レベルに
基づいてしきい値を可変に設定する。

【００１８】この場合、異なる２方向の回転擬似信号に
てプライマリチェックを行うことにより、そのチェック
結果の信頼性がより一層向上する。またこのとき、前記
ホールドした信号レベルに基づいて各々のしきい値を可
変に設定することにより、各方向の回転擬似信号に対し
て精度の高い異常診断が実施できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した一実
施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態の角速
度センサは、例えば自動車の回転角速度を検出するセン
サとして具体化されるものであり、その概要は周知であ
るのでここでは同角速度センサの詳しい説明は省略する
が、簡単には以下の構成を有する。

【００２０】つまり、角速度センサは、角速度を検出す
るためのセンサエレメントとして、ある一定方向Ｘに振
動するよう駆動される駆動用振動子と、駆動用振動子の
振動動作中に回転角速度が加わる時、振動方向Ｘに直交
する方向Ｙにコリオリの力を受けて振動する検出用振動
子とを有する。そして、検出用振動子のＹ方向の振動を
検知してそれを電気信号に変換し、これにより角速度を
検出する。

【００２１】また、本実施の形態の角速度センサでは特
に、電源投入時等における、いわゆるプライマリチェッ
ク（自己診断）が実施されるようになっており、以下に
は、プライマリチェックを適正に実施するための角速度
センサ及びその周辺回路の好適な構成を詳しく説明す
る。

【００２２】はじめに、角速度センサ及びその周辺回路
の概略構成を図２のブロック図に従い説明する。図２に
おいて、角速度センサ１０は、上述した駆動用振動子及
び検出用振動子（共に図示略）を有するセンサエレメン
ト１１と、センサエレメント１１の駆動用振動子を所定
の周波数、一定振幅で駆動させる駆動回路１２と、同セ
ンサエレメント１１の検出用振動子の振動を検知する検
知回路１３とを備える。また、この角速度センサ１０に
は、電源投入時のプライマリチェックを実施するプライ
マリチェック回路１４と、プライマリチェックに必要と
なる検査信号（回転擬似信号）、ラッチ信号１、ラッチ
信号２、ホールド信号をそれぞれ出力する制御回路１５
とが接続されている。

【００２３】ここで、角速度センサ１０の駆動回路１２
は、センサエレメント１１の駆動用振動子を振動させる
際にその振動振幅を入力し、その振幅が一定となるよう
に駆動電圧のレベルを調整する。検知回路１３は、セン
サエレメント１１に角速度が入力された際に、その入力
角速度に応じた信号を検出用振動子から入力し、その入
力信号を直流の角速度信号に変換した後、プライマリチ
ェック回路１４を経て出力する。

【００２４】また、制御回路１５は、電源投入時等のプ
ライマリチェックに際し、それに必要な各種信号（検査
信号、ラッチ信号１，２、ホールド信号）をセンサエレ
メント１１及びプライマリチェック回路１４に出力する
ものであり、同信号によりプライマリチェックの実施が
制御される。

【００２５】すなわち、制御回路１５は、駆動回路１２
より駆動信号に同期した信号を入力し、センサエレメン
ト１１に対して検査信号を出力する。この検査信号は、
擬似的な右回転信号（右回転擬似信号）と同じく擬似的
な左回転信号（左回転擬似信号）とを含む信号であり、
これら回転擬似信号をセンサエレメント１１が受けるこ
とにより、当該センサエレメント１１は右回転擬似信号
及び左回転擬似信号にそれぞれ対応する角速度出力信号
を出力する。また、制御回路１５は、電源投入直後等に
おける回路安定状態での角速度出力の信号レベル（検査
信号出力直前の信号レベル）をホールドするためのホー
ルド信号を出力する。更に、同制御回路１５は、検査信
号（右回転擬似信号及び左回転擬似信号）に応じてセン
サエレメント１１からの角速度出力が変化する際、角速
度出力の信号レベルをラッチするためのラッチ信号１及
びラッチ信号２を出力する。

【００２６】プライマリチェック回路１４は、検知回路
１３で検知された角速度出力信号を出力すると共に、プ
ライマリチェックに際し擬似的な右回転に対する異常判
定と同じく擬似的な左回転に対する異常判定とを行い、
その異常判定結果をダイアグ出力として出力する。

【００２７】次に、本実施の形態の要旨であるプライマ
リチェック回路１４についてその詳細な構成を図１を用
いて説明する。なおこの説明に際し、図３のタイムチャ
ートを適宜参照する。

【００２８】本プライマリチェック回路１４において、
ホールド回路２１は、前記制御回路１５よりホールド信
号を受け、検知回路１３を通じて検知される角速度出力
の信号レベルをホールドする。このホールド回路２１で
ホールドされた信号レベルにより、電源投入直後等の回
路安定状態での角速度出力の信号レベル（例えば、図３
の電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２）がホールドされる。

【００２９】ホールド回路２１でホールドされた角速度
出力の信号レベルは、第１加算回路２２及び第１減算回
路２３に入力される。ここで、第１加算回路２２側で
は、第２加算回路２５及び第２減算回路２６を通じて、
右回転擬似信号に対応する角速度出力を比較判定するた
めのしきい値Ｖｘｈ，Ｖｘｌが設定される。また、第１
減算回路２３側では、第３加算回路２８及び第３減算回
路２９を通じて、左回転擬似信号に対応する角速度出力
を比較判定するためのしきい値Ｖｙｈ，Ｖｙｌが設定さ
れる。

【００３０】詳細には、第１加算回路２２は、前記ホー
ルド回路２１の出力と、第１基準電圧回路２４で生成さ
れる基準電圧Ｖｒｅｆ１とを加算する。この基準電圧Ｖ
ｒｅｆ１は、制御回路１５から出力される右回転擬似信
号又は左回転擬似信号をセンサエレメント１１が受けた
時に、検知回路１３を通じて検知される角速度出力の変
動量（振れ幅）に相当する電圧に設定されている。

【００３１】第１加算回路２２の出力は、第２加算回路
２５と第２減算回路２６とに入力される。第２加算回路
２５は、第１加算回路２２の出力と、第２基準電圧回路
２７で生成される基準電圧Ｖｒｅｆ２とを加算し、第２
減算回路２６は、第１加算回路２２の出力から第２基準
電圧回路２７で生成される基準電圧Ｖｒｅｆ２を減算す
る。この基準電圧Ｖｒｅｆ２は、右回転擬似信号又は左
回転擬似信号をセンサエレメント１１が受けた時に、検
知回路１３を通じて検知される角速度出力の変動量（振
れ幅）の電圧誤差（振動子や回路の誤差）に相当する電
圧に設定されている。これにより、第２加算回路２５
は、しきい値電圧Ｖｘｈを出力し、第２減算回路２６
は、しきい値電圧Ｖｘｌを出力する。

【００３２】この場合、図３からも分かるように、第２
加算回路２５の出力Ｖｘｈは「Ｖｏ１（又はＶｏ２）＋
Ｖｒｅｆ１＋Ｖｒｅｆ２」の電圧となり、第２減算回路
２６の出力Ｖｘｌは「Ｖｏ１（又はＶｏ２）＋Ｖｒｅｆ
１−Ｖｒｅｆ２」の電圧となる。

【００３３】第１ウィンドコンパレータ３１は、第２加
算回路２５の出力及び第２減算回路２６の出力（Ｖｘ
ｈ，Ｖｘｌ）、並びに右回転擬似信号に対応する角速度
出力を入力し、この角速度出力がしきい値の範囲内（Ｖ
ｘｈ〜Ｖｘｌ）にあるかどうかを判定する。この場合、
第１ウィンドコンパレータ３１は、角速度出力がしきい
値の範囲内（Ｖｘｈ〜Ｖｘｌ）にあれば、Ｈｉ電圧を第
１ラッチ回路３３に出力し、角速度出力がしきい値の範
囲内（Ｖｘｈ〜Ｖｘｌ）になければ、Ｌｏ電圧を第１ラ
ッチ回路３３に出力する。第１ラッチ回路３３は、制御
回路１５からラッチ信号１を受け、第１ウィンドコンパ
レータ３１の出力をラッチする。

【００３４】一方、第１減算回路２３は、前記ホールド
回路２１の出力から第１基準電圧回路２４で生成される
基準電圧Ｖｒｅｆ１を減算する。第１減算回路２３の出
力は、第３加算回路２８と第３減算回路２９とに入力さ
れる。第３加算回路２８は、第１減算回路２３の出力
と、第２基準電圧回路２７で生成される基準電圧Ｖｒｅ
ｆ２とを加算し、第３減算回路２９は、第１減算回路２
３の出力から第２基準電圧回路２７で生成される基準電
圧Ｖｒｅｆ２を減算する。これにより、第３加算回路２
８は、しきい値電圧Ｖｙｈを出力し、第３減算回路２９
は、しきい値電圧Ｖｙｌを出力する。

【００３５】この場合、図３からも分かるように、第３
加算回路２８の出力Ｖｙｈは「Ｖｏ１（又はＶｏ２）−
Ｖｒｅｆ１＋Ｖｒｅｆ２」の電圧となり、第３減算回路
２９の出力Ｖｙｌは「Ｖｏ１（又はＶｏ２）−Ｖｒｅｆ
１−Ｖｒｅｆ２」の電圧となる。

【００３６】第２ウィンドコンパレータ３２は、第３加
算回路２８の出力及び第３減算回路２９の出力（Ｖｙ
ｈ，Ｖｙｌ）、並びに左回転擬似信号に対応する角速度
出力を入力し、この角速度出力がしきい値の範囲内（Ｖ
ｙｈ〜Ｖｙｌ）にあるかどうかを判定する。この場合、
第２ウィンドコンパレータ３２は、角速度出力がしきい
値の範囲内（Ｖｙｈ〜Ｖｙｌ）にあれば、Ｈｉ電圧を第
２ラッチ回路３４に出力し、角速度出力がしきい値の範
囲内（Ｖｙｈ〜Ｖｙｌ）になければ、Ｌｏ電圧を第２ラ
ッチ回路３４に出力する。第２ラッチ回路３４は、制御
回路１５からラッチ信号２を受け、第２ウィンドコンパ
レータ３２の出力をラッチする。

【００３７】ＡＮＤ回路３５は、第１ラッチ回路３３の
出力と第２ラッチ回路３４の出力とを入力し、ＡＮＤの
結果によりダイアグ出力を発生する。この場合、第１及
び第２ラッチ回路３３，３４の出力が共にＨｉ電圧であ
れば、ダイアグ出力がＨｉ電圧となり、角速度センサ１
０が故障していないと判断される。また、第１及び第２
ラッチ回路３３，３４の少なくとも何れかの出力がＬｏ
電圧であれば、ダイアグ出力がＬｏ電圧となり、角速度
センサ１０が故障していると判断される。

【００３８】なお本実施の形態では、ホールド回路２１
が特許請求の範囲に記載の「ホールド手段」に相当し、
符号２２〜２９の回路構成が「しきい値設定手段」に相
当する。また、ウィンドコンパレータ３１，３２をはじ
め、ラッチ回路３３，３４及びＡＮＤ回路３５が「異常
診断手段」に相当する。

【００３９】次に、プライマリチェック時の作用を図３
のタイミングチャートに沿って説明する。なお、図３で
は、（ａ）がセンサ静止状態、すなわち車両静止状態で
のチェック結果を示し、（ｂ）が角速度入力状態、すな
わち車両が動作しセンサエレメント１１に加速度が加わ
っている状態でのチェック結果を示す。

【００４０】先ず図３（ａ）において、時刻ｔ１では角
速度センサ１０に電源が投入され、その後、時刻ｔ２で
は、制御回路１５からホールド信号が出力される。これ
により、電源投入直後に、センサエレメント１１及び周
辺回路の安定状態における角速度出力の信号レベルＶｏ
１がホールドされる。

【００４１】その後、制御回路１５から検査信号として
右回転擬似信号が出力され、それに伴い角速度出力が図
示の如く増加側（＋側）に変動する。このとき、前記ホ
ールドされた信号レベルＶｏ１に対して、第１加算回路
２２で基準電圧Ｖｒｅｆ１が加算され、更に第２加算回
路２５で基準電圧Ｖｒｅｆ２が加算、第２減算回路２６
で基準電圧Ｖｒｅｆ２が減算され、その結果、Ｖｘｈ、
Ｖｘｌのしきい値電圧が第１ウィンドコンパレータ３１
に入力される。

【００４２】そして、第１ウィンドコンパレータ３１で
は、右回転擬似信号に対応する角速度出力信号（図の電
圧ＶＲ）がＶｘｈ〜Ｖｘｌの範囲内かどうかが判断さ
れ、範囲内であればＨｉ電圧が、範囲外であればＬｏ電
圧が出力される。時刻ｔ３では、制御回路１５からラッ
チ信号１が出力され、そのラッチ信号１により第１ラッ
チ回路３３で第１ウィンドコンパレータ３１の出力がラ
ッチされる。

【００４３】またその後、制御回路１５から検査信号と
して左回転擬似信号が出力され、それに伴い角速度出力
が図示の如く減少側（−側）に変動する。このとき、前
記ホールドされた信号レベルＶｏ１に対して、第１減算
回路２３で基準電圧Ｖｒｅｆ１が減算され、更に第３加
算回路２８で基準電圧Ｖｒｅｆ２が加算、第３減算回路
２９で基準電圧Ｖｒｅｆ２が減算され、その結果、Ｖｙ
ｈ、Ｖｙｌのしきい値電圧が第２ウィンドコンパレータ
３２に入力される。

【００４４】そして、第２ウィンドコンパレータ３２で
は、左回転擬似信号に対応する角速度出力信号（図の電
圧ＶＬ）がＶｙｈ〜Ｖｙｌの範囲内かどうかが判断さ
れ、範囲内であればＨｉ電圧が、範囲外であればＬｏ電
圧が出力される。時刻ｔ４では、制御回路１５からラッ
チ信号２が出力され、そのラッチ信号２により第２ラッ
チ回路３４で第２ウィンドコンパレータ３２の出力がラ
ッチされる。

【００４５】上記の通り第１及び第２ウィンドコンパレ
ータ３１，３２の出力が共にラッチされた後、その論理
積（ＡＮＤ）がダイアグ出力として出力される。このと
き、ダイアグ出力がＨｉであれば、角速度センサ１０が
故障していないと判断され、ダイアグ出力がＬｏであれ
ば、角速度センサ１０が故障していると判断される。

【００４６】次に、車両が動作し、センサエレメント１
１に角速度が入力される状態でのプライマリチェック時
の作用について、図３（ｂ）を用いて説明する。なおこ
こでは、図３（ａ）との相違点を中心に説明する。

【００４７】因みに、車両が動作し、センサエレメント
１１に角速度が入力される状態とは、例えば、車両が走
行状態にある場合、建物の駐車場に設置されるターンテ
ーブル上に車両がある場合、車両を搭載したフェリーが
旋回している場合などであり、この状態では、プライマ
リチェック時の角速度出力が車両動作状態での信号成分
（入力角速度）を含むため、かかる場合にはその分だ
け、角速度出力の判定しきい値を変更し、センサ異常の
誤判定防止を図ることとする。

【００４８】すなわち、図３（ｂ）では、加速度入力状
態であることから、電源投入直後における角速度出力の
信号レベルＶｏ２が前記（ａ）のＶｏ１よりも高レベル
となっており、時刻ｔ２では、この高レベルのＶｏ２が
ホールドされる。

【００４９】その後、前記（ａ）と同様に、制御回路１
５から検査信号として右回転擬似信号が出力されると、
それに伴い角速度出力が図示の如く増加側に変動する。
このとき、前記ホールドされた信号レベルＶｏ２を基準
にＶｘｈ、Ｖｘｌのしきい値電圧が設定され、そのしき
い値Ｖｘｈ、Ｖｘｌが第１ウィンドコンパレータ３１に
入力される。なお、しきい値Ｖｘｈ，Ｖｘｌは、前記
（ａ）のＶｘｈ，Ｖｘｌよりも幾分高いレベルに設定さ
れる。すなわち、図３（ａ），（ｂ）を比較すると、
「Ｖｏ２−Ｖｏ１」分だけ、（ｂ）のしきい値Ｖｘｈ，
Ｖｘｌが高いレベルに設定されるようになる。

【００５０】そして、その時の右回転擬似信号に対応す
る角速度出力信号（図の電圧ＶＲ）がＶｘｈ〜Ｖｘｌの
範囲内かどうかが判断され、その結果が第１ラッチ回路
３３でラッチされる。

【００５１】また、左回転擬似信号が出力される場合に
も同様に、前記ホールドされた信号レベルＶｏ２を基準
にＶｙｈ、Ｖｙｌのしきい値電圧が設定される。このと
き、しきい値Ｖｙｈ，Ｖｙｌは、前記（ａ）のＶｙｈ，
Ｖｙｌよりも幾分高いレベルに設定される。そして、そ
の時の左回転擬似信号に対応する角速度出力信号（図の
電圧ＶＬ）がＶｙｈ〜Ｖｙｌの範囲内かどうかが判断さ
れ、その結果が第２ラッチ回路３４でラッチされる。そ
の後、既述の通り第１及び第２ウィンドコンパレータ３
１，３２の出力に応じてＨｉ又はＬｏのダイアグ出力が
発生する。

【００５２】上記図３は、電源投入直後に実施されるプ
ライマリチェックについて説明したが、これに加え、電
源投入後の車両走行時において、マイクロコンピュータ
からのチェック要求信号などに応じてプライマリチェッ
クを実施しても良い。例えば、定期的にプライマリチェ
ックを実施したり、通信アイドル時にプライマリチェッ
クを実施したりしても良い。なお、車両走行時にプライ
マリチェックを実施する場合、車両の旋回状態などで
は、当該チェックを実施しない等の制限を加えると良
い。また車両走行時には、ホールド信号の出力からラッ
チ信号の出力までの時間を短くし、プライマリチェック
を短期間に行うようにすると良い。

【００５３】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られる。回転擬似信号出力直前における
回路安定状態での角速度出力の信号レベルをホールド
し、そのホールド値に基づいて、角速度出力を比較判定
するためのしきい値を可変に設定するようにしたので、
車両動作状態での信号成分（入力角速度）が生じ、不測
の角速度がセンサエレメント１１に入力される場合にも
正確にプライマリチェックを行い、精度の高い異常診断
を実施することができる。

【００５４】特に上記構成によれば、車両が静止状態か
動作状態かに拘わらず、プライマリチェックが正確に実
施される。つまり、車両停止時（車速＝０の時）だけで
なく、車両走行時にも角速度センサ１０の自己診断（プ
ライマリチェック）を正確に実施することが可能とな
る。

【００５５】左右２方向の回転擬似信号を連続してセン
サエレメント１１に印加し、それに伴いプライマリチェ
ックを行う構成としたので、そのチェック結果の信頼性
がより一層向上する。

【００５６】なお本発明は、上記以外に次の形態にて具
体化できる。上記実施の形態では、センサエレメント１
１に回転擬似信号を印加しない状態（回路安定状態）で
の角速度出力の信号レベルをホールドし、そのホールド
値に基づいてしきい値を可変に設定したが、この構成を
以下のように変更する。（１）センサエレメント１１に回転擬似信号を印加しな
い状態（回路安定状態）での角速度出力の信号レベルを
モニタし、そのホールド値により回転擬似信号印加時の
角速度出力の信号レベルを補正（増減）する。そして、
補正後の角速度出力としきい値（固定値）との比較によ
りセンサ異常の有無を判定する。（２）従来既存の手法と同様に、回転擬似信号印加時の
角速度出力の信号レベルとしきい値（固定値）とを比較
し、プライマリチェックを行う。また併せて、センサエ
レメント１１に回転擬似信号を印加しない状態（回路安
定状態）での角速度出力の信号レベルをモニタし、その
ホールド値が予め定めた規定値に一致すれば、プライマ
リチェックの結果が信頼できると判断してそのチェック
結果を有効とし、ホールド値が規定値から外れれば、プ
ライマリチェックの結果が信頼できないと判断してその
チェック結果を無効とする。

【００５７】上記（１），（２）は何れも、しきい値を
可変に設定することを要件とするものではなく、その点
で上記実施の形態とは異なるが、かかる構成においても
同様に、プライマリチェックを正確に行い、精度の高い
異常診断を実施することができる。

【００５８】上記実施の形態では、制御回路１５からセ
ンサエレメント１１に出力される検査信号として、連続
する２つの回転擬似信号（右回転擬似信号と左回転擬似
信号）を設定したが、これら２信号のうち何れか一方の
みを設定しても良い。そして、その何れか１つの回転擬
似信号によりプライマリチェックを実施する。この場
合、図１の構成として、ウィンドコンパレータ３１，３
２の何れかが削除できると共に、そのしきい値設定に要
する加算及び減算回路等が削除できる。その結果、構成
の簡素化が実現できる。

【００５９】また、上記実施の形態では、回転擬似信号
を含む検査信号をセンサエレメント１１に印加してプラ
イマリチェックを実施したが、この構成を変更する。例
えば、プライマリチェックに際し、角速度センサ１０の
検知回路１３に含まれる同期検波器より前段の回路に、
センサエレメント１１の駆動信号に同期した検査信号を
加える。そして、その際得られる信号レベルをしきい値
判定することによりセンサ異常を診断する。実際には、
図４に示すように、センサエレメント１１の駆動信号に
同期した検査信号を、制御回路１５から検知回路１３に
含まれる同期検波器より前段の回路に対して出力し、そ
の際検知回路１３から得られる信号に基づいてプライマ
リチェック回路１４で異常判定を行う。かかる場合に
も、既述の通り比較判定のためのしきい値を可変に設定
することにより、精度の高い異常診断を実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態におけるプライマリチェック
回路を示す構成図。

【図２】異常診断装置の全体構成を示すブロック図。

【図３】プライマリチェック動作を説明するためのタイ
ムチャート。

【図４】異常診断装置の全体構成を示すブロック図。

【図５】従来技術における異常診断装置の構成を示すブ
ロック図。

【図６】従来技術におけるプライマリチェック動作を説
明するためのタイムチャート。

【符号の説明】

１０…角速度センサ、１１…センサエレメント、１４…
プライマリチェック回路、１５…制御回路、２１…ホー
ルド回路、２２…第１加算回路、２３…第１減算回路、
２４…第１基準電圧回路、２５…第２加算回路、２６…
第２減算回路、２７…第２基準電圧回路、２８…第３加
算回路、２９…第３減算回路、３１，３２…ウィンドコ
ンパレータ、３３，３４…ラッチ回路、３５…ＡＮＤ回
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の検査信号を角速度センサに加え、そ
の際変化する角速度出力の信号レベルにより、電源投入
時等のプライマリチェックを行う角速度センサの異常診
断装置において、検査信号を加えない状態での角速度出力の信号レベルを
モニタし、該モニタした信号レベルと、検査信号を加え
た状態での角速度出力の信号レベルとから角速度センサ
の異常を診断することを特徴とする角速度センサの異常
診断装置。
【請求項２】前記検査信号として、角速度信号に相当す
る回転擬似信号を角速度センサのセンサエレメントに印
加する請求項１に記載の角速度センサの異常診断装置。
【請求項３】所定の検査信号を角速度センサに加え、そ
の際変化する角速度出力の信号レベルにより、電源投入
時等のプライマリチェックを行う角速度センサの異常診
断装置において、検査信号を加えない状態での角速度出力の信号レベルを
ホールドするホールド手段と、該ホールドした信号レベルに基づいて、角速度出力の信
号レベルを比較判定するためのしきい値を可変に設定す
るしきい値設定手段と、検査信号を加えた状態での角速度出力の信号レベルと、
前記しきい値設定手段により設定したしきい値とを比較
し、その結果から異常の有無を診断する異常診断手段
と、を備えることを特徴とする角速度センサの異常診断
装置。
【請求項４】請求項３に記載の異常診断装置において、前記しきい値設定手段は、前記ホールド手段によるホー
ルド値に対して、検査信号に応答する角速度出力の変動
量分を加算又は減算する手段と、該演算手段による演算
結果を基準にして誤差分を見込んで高低２値のしきい値
を設定する手段とを有する角速度センサの異常診断装
置。
【請求項５】前記検査信号として、角速度信号に相当す
る回転擬似信号を角速度センサのセンサエレメントに印
加する請求項３又は４に記載の角速度センサの異常診断
装置。
【請求項６】前記回転擬似信号は異なる２方向の回転擬
似信号からなり、各々の回転擬似信号を連続してセンサ
エレメントに印加し、それに伴いそれぞれ変化する角速
度出力の信号レベルによりプライマリチェックを行う角
速度センサの異常診断装置であり、前記しきい値設定手段は、前記２方向の回転擬似信号に
ついて個々に、前記ホールドした信号レベルに基づいて
しきい値を可変に設定する請求項５に記載の角速度セン
サの異常診断装置。