对加速度或角速度传感器是否正常进行自我诊断的方法

专利名称：对加速度或角速度传感器是否正常进行自我诊断的方法
技术领域：
本发明涉及对加速度或角速度传感器是否正常进行诊断的自我诊断装置和自我
诊断方法。此外，本发明涉及具备该自我诊断装置的加速度或角速度传感器、以及该加速度或角速度传感器的初始设定方法。
背景技术：
加速度及角速度传感器在汽车等车辆的气囊装置的控制中广泛使用。例如在日本专利申请特开2006-056441号公报中公开的气囊控制装置中，为了防止错误工作而确保可靠的起动，包括主加速度传感器、和配置在与主加速度传感器不同位置上的安全加速度传感器。 在该文献的气囊控制装置中，主加速度传感器检测加速度并输出信号，微控制器对来自主加速度传感器的加速度信号进行积分运算。在由于车辆碰撞而加速度在减速方向上增大导致加速度的积分值超过规定值时，微控制器判断发生了车辆碰撞，将高电平的触发信号向AND电路输出。 此外，安全加速度传感器的加速度检测输出通过A/D(Analog toDigital，模拟_数字)转换器被A/D转换并输入运算电路，运算电路对A/D转换输出进行积分运算，输入到判定电路。然后，在判定电路中，对来自运算电路的积分运算输出和门限电平进行比较，在积分运算输出超过该门限电平的情况下，判定电路对AND电路输出高电平信号。这时，当碰撞的检测信号从微控制器输入到AND电路时，AND电路打开栅极，将信号向晶体管的基极送出，因此晶体管接通，电流从电源向引爆器供给，气囊起动。 此外，在日本专利申请公开特开2007-245829号公报中，公开了一种对车辆旋转的翻滚进行检测的气囊控制装置。在该文献的气囊控制装置中，调入角速度传感器的输出值，对规定时间积分进行运算，对生成的积分值与被设定的判定阈值进行比较运算，判定偏移校正是否正确进行。气囊控制装置以正常地进行了偏移校正的情况作为条件进行翻滚判定，在检测出翻滚的情况下，对作为气囊展开用的发热电阻的引爆器供给电流，使气囊起动。 通常，在加速度或角速度传感器中，在投入电源时等进行判定传感器的故障的有
无的自我诊断(初始检测)。具体地，对传感器元件施加与加速度或角速度信号相当的伪信
号，根据这时变化的传感器输出的信号电平，实施投入电源时的初始检测。 在日本专利申请特开2001-304871号公报中，公开了一种在自我诊断时即使在输
入意外的角速度的情况下也能够进行正确的自我诊断的角速度传感器的异常诊断装置。在
该异常诊断装置中，在不对传感器元件施加旋转伪信号的状态下的角速度输出的信号电平
通过初始检测电路的保持电路被保持。基于该保持的信号电平，阈值被可变地设定。在窗
口比较器中，比较在对传感器元件施加了旋转伪信号的状态下的角速度输出的信号电平、
和被设定的阈值，根据其结果诊断异常的有无。 此外，在日本专利申请特开2003-262648号公报中，公开了一种用于抑制自我诊断输出向偏移校正运算的不良影响的技术。 根据该文献，为了进行加速度传感器的自我诊断检测，当自我诊断电路将矩形波的自我诊断输出输入到加速度传感器时，加速度传感器输出微分波形。由此，在偏移校正用的低通滤波处理电路的输出中出现变动。同样的变动也出现在CPU (Central ProcessingUnit，中央处理器)的运算部进行偏移校正运算处理之后的校正后输出中，校正后输出向0点的收敛时间变长，O点精度降低。因此，为了避免该现象，在自我诊断检测前(将矩形波的自我诊断输出向加速度传感器输入之前)，优选在投入电源的同时在CPU进行偏移校正运算处理。 加速度或角速度传感器是否正常工作的自我诊断，在加速度或角速度传感器的工作状态下进行。因此，在用于对传感器主体施加伪加速度或角速度的检查信号之外，当在从外部施加了意外的加速度或角速度的状态下进行传感器是否正常的判定时，输出错误的诊断结果。 在上述的日本专利申请特开2001-304871号公报中，提供了用于应对该问题的一个方法。可是，在该文献的方法中，在对传感器元件施加了伪信号的状态下的传感器输出的信号电平，基于没有对传感器元件施加伪信号的状态下的传感器输出的信号电平被校正。因此，在对传感器施加瞬间的冲击的情况下，因为施加了伪信号和没有施加伪信号时从传感器外部施加的加速度或角速度可能不同，所以存在不能进行正确的诊断的情况。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种即使在自我诊断中从外部对加速度或角速度传感器施加冲击的情况下，也能够进行正确地自我诊断的加速度或角速度传感器的自我诊断装置。 对本发明进行归纳的话，其是一种对检测加速度或角速度的传感器主体是否正常
进行诊断的加速度或角速度传感器的自我诊断装置，其中，具备诊断控制部、积分运算部、
判定部。诊断控制部通过对传感器主体施加规定大小的检查信号，对传感器主体赋予伪加
速度或角速度。积分运算部响应检查信号，对从传感器主体输出的传感器信号进行积分。判
定部对积分运算部从开始传感器信号的积分起经过了与传感器主体的个体差对应地预先
设定的积分时间后时所得到的积分值是否在规定的正常范围中进行判定。 根据本发明，使用响应检查信号从传感器主体输出的传感器信号的积分值，进行
加速度或角速度传感器的自我诊断。因此，本发明的主要的优点是，即使在自我诊断中从外
部对加速度或角速度传感器施加冲击的情况下，冲击的影响也被抑制，因此能够进行正确
的自我诊断。 本发明的上述以及其它的目的、特征、方面以及优点，通过与附图相关地理解的本发明的下述详细说明，能够更加清楚。


图1是表示按照本发明的实施例1的加速度传感器1的结构的框图。
图2是表示图1的积分运算部11和判定部12的结构的一个例子的电路图。
图3是表示根据图1的自我诊断装置10的传感器主体8的诊断程序的流程图。
图4是表示作为图1的加速度传感器1的比较例的加速度传感器101的结构的框图。 图5是表示在图4的自我诊断装置110中诊断时的传感器主体8的输出的时序图(在正常的传感器主体8被判定为正常的情况下)。 图6是表示在图4的自我诊断装置110中诊断时的传感器主体8的输出的时序图(在正常的传感器主体8被错误判定为异常的情况下)。 图7是表示在图4的自我诊断装置110中诊断时的传感器主体8的输出的时序图(在异常的传感器主体8被错误判定为正常的情况下)。 图8是表示利用图1的自我诊断装置10的诊断时的传感器主体8和积分运算部
11的输出的时序图(在积分时间内传感器主体8没有受到冲击的情况下)。 图9是表示利用图1的自我诊断装置10的诊断时的传感器主体8和积分运算部
11的输出的时序图(在积分时间内传感器主体8受到冲击的情况下)。 图10是用于对初始设定时的积分时间的设定方法进行说明的图(在传感器主体
8的输出大的情况下)。 图11是用于对初始设定时的积分时间的设定方法进行说明的图(在传感器主体8的输出小的情况下)。 图12是表示积分时间的初始设定程序的流程图。 图13是表示按照本发明的实施例2的积分运算部11A和判定部12A的结构的框图。
具体实施例方式以下，针对本发明的实施例参照附图详细地进行说明。再有，对相同或相当的部分赋予相同的参照符号，不重复其说明。此外，在以下的各实施例中以加速度传感器为例进行说明，但针对角速度传感器也能够同样地应用本发明。
[实施例1](加速度传感器的自我诊断装置的结构) 图1是表示按照本发明的实施例1的加速度传感器1的结构的框图。图1的加速度传感器1是内置有自我诊断功能的加速度传感器，包括对加速度进行检测的传感器主体8、和对在投入电源时等传感器主体8是否正常进行诊断的自我诊断装置10。
传感器主体8是使用由弹簧支撑的锤，基于锤的位移量检测加速度的传感器。作为传感器主体8的主要部分的传感器元件，包括包含锤的可动部、和经由弹簧支撑可动部的固定部。通常，这样结构的传感器元件通过使用了半导体微细加工的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微型机电系统)技术来制作。在该情况下，支撑锤的梁作为弹簧而被使用。 作为对与加速度的变化对应的锤的位移量进行检测的方法，有使用在弹簧安装的应变计或压电元件等的方法，在传感器元件的可动部和固定部设置对置电极从而检测电极间的静电电容的变化的方法等。在图1的传感器主体8，设置有传感器元件，和为了检测锤的位移而使用上述的应变计等的检测电路。检测电路输出与锤的位移量对应的传感器信号17。
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传感器元件由于半导体微细加工导致的制造误差，通常在锤的重量或弹簧常数中产生偏差，在特性中存在个体差。因此，在设置在传感器主体8的检测电路中，装入有用于进行传感器信号17的灵敏度调整和0点(偏移)调整的电路。 再有，在角速度传感器的情况下，也与加速度传感器同样地，使用由弹簧支撑的锤对角速度进行检测。可是，在角速度传感器的情况下，在使用静电力等使锤周期性地振动的状态下，利用在与锤旋转时的旋转轴方向和锤的振动方向这两方正交的方向上起作用的科里奥利力。角速度传感器通过测定向该科里奥利力的方向的锤的位移量来检测角速度。
自我诊断装置10为了保证传感器主体8的可靠性，在投入电源时等诊断传感器主体8是否正常。具体地，在传感器元件的固定部和可动部之间，设置有用于通过静电力使锤位移的自我诊断用对置电极。而且，通过对该自我诊断用的对置电极施加电压(即，伪加速度信号14)而使锤位移，从而成为对传感器主体8施加了伪加速度的状态。这时，与锤的位移对应的传感器信号17从传感器主体8输出，因此自我诊断装置IO基于该传感器信号17对传感器主体8是否正常进行检测。 由于自我诊断用的对置电极中也存在制造误差，所以通常即使对传感器主体8施加相同大小的伪加速度信号14(也称为检查信号)，由伪加速度信号生成的锤的位移量也存在偏差。结果，在从传感器主体8输出的传感器信号17的大小中也存在偏差。关于在施加这样的伪加速度信号14时对应于传感器主体8的个体差而产生的传感器信号17的偏差的校正方法，参照图10 图12在后面叙述。 再有，在角速度传感器的情况下也是同样地，通过静电力等在科里奥利力的方向上使锤位移，从而能够对传感器主体施加伪角速度。 以下，针对具体的自我诊断装置10的结构进行说明。图1所示的自我诊断装置10包括积分运算部11、判定部12、和诊断控制部13。 积分运算部11对响应伪加速度信号14从传感器主体8输出的传感器信号17进行积分。参照图4 图9，如后述那样，通过对传感器信号17进行积分，能够抑制在诊断中传感器主体8受到的冲击的影响。 判定部12基于由积分运算部11进行的规定的积分时间之间的传感器信号的积分值，判定传感器主体8是否正常。上述积分时间，参照图10 图12如后述那样，对应于传感器主体8的个体差在加速度传感器1的初始设定时被设定。再有，加速度传感器1例如在制品出厂前调整加速度传感器1时进行初始设定。 诊断控制部13以微控制器等为基础而构成，控制自我诊断装置10整体的工作。具体地，诊断控制部13在自我诊断开始的同时将伪加速度信号14对传感器主体8输出。在从输出伪加速度信号14起经过规定的输出稳定时间后时，诊断控制部13对积分运算部11输出积分开始命令15。响应该积分开始命令15，积分运算部11开始传感器信号17的积分。
进而，诊断控制部13在从输出积分开始命令15起经过规定的积分时间后的判定时刻，对判定部12输出判定命令16。判定部12对接收到判定命令16时的积分运算部11的积分值是否在规定的正常范围中进行判定，输出判定结果19。积分运算部11在对判定部12输出自我诊断用的积分值之后，结束传感器信号17的积分运算。
图2是表示图1的积分运算部11和判定部12的结构的一个例子的电路图。
参照图2，积分运算部11包括运算放大器21 ;电容器23，在运算放大器21的输出端子和倒相输入端子之间连接；开关24，与电容器23并联连接；直流电源25，在运算放 大器21的非倒相输入端子和接地节点GND之间连接；以及电阻元件22，在运算放大器21的 倒相输入端子(inverting input terminal)和传感器主体8的输出节点之间连接。
开关24在从图1的诊断控制部13接收到积分开始命令15时，从断开状态切换到 接通状态。由此，从运算放大器21的输出端子，传感器信号17的积分值的信号18仅偏移 直流电源25的电压量而输出。 判定部12包括窗口比较器30和AND电路35。窗口比较器30包括比较器31、32 和直流电源33、34。比较器31的倒相输入端子和比较器32的非倒相输入端子与运算放大 器21的输出端子连接。此外，在比较器31的非倒相输入端子与接地节点GND之间连接有 直流电源33，在比较器32的倒相输入端子与接地节点GND之间连接有直流电源34。
AND电路35接收判定命令16和比较器31、32的输出。AND电路35在运算放大器 21的输出信号18的电压比直流电源34的电压E2大、比直流电源33的电压E1小的情况 下，并且在接收判定命令16时将H电平的信号作为判定结果19输出。电压El、 E2以与所 述的积分值的正常范围对应的方式被预先设定。 图3是表示图1的自我诊断装置10进行的传感器主体8的诊断程序的流程图。图 3的诊断程序例如在加速度传感器1的投入电源时等执行。 参照图1、图3，在步骤S1，诊断控制部13开始向传感器主体8的伪加速度信号14 的施加。伪加速度信号14的施加在积分运算部11进行的规定的积分时间的积分结束之前 持续进行。 在接下来的步骤S2，诊断控制部13判定规定的输出稳定时间是否已经经过。在规 定的输出稳定时间已经经过的情况下(在步骤S2为"是")，诊断控制部13使处理进入步 骤S3。 在步骤S3，诊断控制部13将积分开始命令15向积分运算部11输出。接收到积 分开始命令15的积分运算部11，开始对从传感器主体8输出的传感器信号17的积分运算 (步骤S4)。 在接下来的步骤S5，诊断控制部13判定规定的积分时间是否已经经过。在规定的 积分时间没有经过的情况下(在步骤S5为"否")，继续步骤S4的积分运算。在规定的积 分时间已经经过的情况下(在步骤S5为"是")，诊断控制部13使处理进入步骤S6。
在步骤S6，诊断控制部13将判定命令16向判定部12输出。判定部12对接收到 判定命令16时的积分运算部11的积分值18是否在规定的适合范围中进行判定，输出判定 结果19 (步骤S7)。以上，自我诊断装置10进行的传感器主体8的诊断程序结束。
[实施例1的自我诊断装置的效果] 接着，针对上述结构的自我诊断装置10的效果，与图4所示的比较例的加速度传 感器101进行对比来进行说明。 图4是表示作为图1的加速度传感器1的比较例的加速度传感器101的结构的框 图。图4的自我诊断装置110在不包含积分运算部11这一点与图1的自我诊断装置10不 同。在图4的情况下，诊断控制部113在将伪加速度信号14输出至传感器主体8起经过了 规定的输出稳定时间时，对判定部112输出判定命令16。判定部112基于响应伪加速度信 号14从传感器主体8输出的传感器信号17，判定传感器主体8是否正常。
图5 图7是表示在图4的自我诊断装置110中诊断时的传感器主体8的输出的 时序图。在图5中表示自我诊断装置110对正常的传感器主体8进行诊断并判定为正常的 情况。图6表示在判定时刻t2由于对传感器主体8施加了冲击而将正常的传感器主体8 错误判定为异常的情况。图7表示在判定时刻t2由于对传感器主体8施加了冲击而将异 常的传感器主体8错误判定为正常的情况。 首先，参照图4、图5，在时刻tl，由于伪加速度信号14被施加到传感器主体8，所 以从传感器主体8输出传感器信号17。然后，在从时刻tl起经过了规定的输出稳定时间 Tstb的时刻t2，接收到判定命令16的判定部112对传感器信号17是否在规定的正常范围 (上限H1、下限L1)进行判定。在图5的情况下，在时刻t2的时间点传感器信号17在上 限Hl和下限Ll之间，因此，判定部112判定传感器主体8正常。 相对于此，在图6的情况下，由于在判定时刻t2对传感器主体8施加了冲击，所以 由于外部干扰导致的噪声重叠在传感器信号17(参照图6的附图标记42)。因此，如果没有 冲击的话，传感器信号17在上限Hl和下限Ll之间，所以传感器主体8应该被判定为正常， 但是由于施加了冲击，所以在判定时刻t2，传感器信号17超过了上限H1。结果，正常的传 感器主体8被错误判定为异常。 另一方面，在图7的情况下，由于与图6的情况同样地在判定时刻t2对传感器主 体8施加了冲击，所以由于外部干扰导致的噪声重叠在传感器信号17(参照图7的附图标 记42)。因此，如果没有冲击的话，传感器信号17在下限Ll之下，所以传感器主体8应该被 判定为异常，但是由于施加了冲击，所以在判定时刻t2，传感器信号17在上限H l和下限 Ll之间。结果，异常的传感器主体8被错误判定为正常。 像这样，在比较例的自我诊断装置110中，当在传感器主体8的判定时刻施加冲击 时，有错误判定的可能性。另一方面，在实施例1的自我诊断装置10中，因为基于从传感器 主体8输出的传感器信号17的积分值进行传感器主体8是否正常的判定，所以能够抑制冲 击的影响，进行正确的诊断。 图8、图9是表示在图1的自我诊断装置10进行的诊断时的传感器主体8和积分 运算部11的输出的时序图。图8表示在积分时间内传感器主体8没有受到冲击的情况，图 9表示在积分时间内传感器主体8受到冲击的情况。在图8、图9中，图的上侧图表表示从 传感器主体8输出的传感器信号17，图的下侧的图表表示从积分运算部11输出的积分值的 信号18。 首先，参照图1、图8，在时刻tl，由于伪加速度信号14被施加到传感器主体8，所 以从传感器主体8输出传感器信号17。在从时刻tl起经过了规定的输出稳定时间Tstb后 的时刻t2，接收到积分开始命令15的积分运算部11开始传感器信号17的积分运算。结 果，从积分运算部11输出的积分值的信号18与时间一起直线地增加。
在从时刻t2起经过了规定的积分时间Tint后的判定时刻t3，判定部12对时刻 t3的积分值是否在规定的正常范围(上限H2，下限L2)进行判定。在判定时刻t3的积分 值与在图8赋予了阴影线的部分41的面积相等，S卩，当将在时刻t2 t3的传感器信号17 的强度作为I时，判定时刻t3的积分值大致与IXTint相等。在图8的情况下，因为判定 时刻t3的积分值在上限H2和下限L2之间，所以判定部12判定传感器8为正常。
另一方面，在图9的情况下，由于在时刻t2和时刻t3之间传感器主体8受到了冲
9击，所以由于外部干扰导致的噪声重叠在传感器信号17(参照图9的附图标记42)。此外，
在积分运算部11的积分值的信号18中也出现噪声的影响(图9的符号49)。 可是，加速度传感器1的传感器元件是通过弹簧支撑锤的结构。在总是被施加伪
加速度信号的状态下，伪加速度信号14导致的静电力与弹簧导致的回复力维持平衡。因
此，在对该状态进一步施加瞬间的冲击的情况下，以伪加速度信号14导致的静电力和弹簧
的回复力的平衡的位置作为振动的中心，传感器元件的锤反复振动。 结果，如图9所示，在施加了冲击时的传感器信号17也以平均强度I为振动的中 心进行振动(参照图9的符号42)。这时，比传感器信号17的平均强度I上侧的部分43的 面积和比平均强度I下侧的部分44的面积变得大致相等而相互抵消，比平均强度I上侧的 部分45的面积和下侧的部分46的面积变得大致相等而相互抵消。因此，积分运算部11的 积分值的信号18虽然在受到冲击的时刻从直线的上升脱离，但在判定时刻t3的积分值变 得与没受到冲击的情况下的值(IXTint)大致相等。S卩，在积分值的信号18缓和了冲击的 影响。 像这样根据实施例1的加速度传感器1的自我诊断装置IO，基于响应伪加速度信 号从传感器主体8输出的传感器信号17的积分值进行加速度传感器的自我诊断。因此，即 使在自我诊断中从外部对传感器主体8施加冲击的情况下，冲击的影响也被抑制，因此能 够进行正确的自我诊断。 再有，在上述说明中，自我诊断装置IO是通过静电力使传感器元件的锤位移，而 被施加加速度的状态，但使锤位移的方法并不限定于静电力。也可以是通过磁力等其他的 方法使锤位移而施加加速度的状态。(积分时间的设定方法_传感器信号的偏差校正)
接着，对积分时间Tint的设定方法进行说明。 如在图1说明过的那样，即使施加相同大小的伪加速度信号14，从传感器主体8输 出的传感器信号17的大小也根据传感器主体8的个体差而偏差。为此，对应于传感器主体 8的个体差，需要对伪加速度信号14的强度、积分时间Tint、以及积分值的正常范围(上限 H2和下限L2)的任意的一个进行调整。 这里，对于调整伪加速度信号14的强度，为了对应于传感器主体8的个体差而高 精度地进行调整，需要D/A(Digital to Analog)转换器。从而，自我诊断装置10的电路规 模变大，因此并不优选。 此外，积分值的正常范围的设定值根据装入了加速度传感器的系统的要求来决定 的情况较多。例如，在汽车的气囊控制装置中，以与碰撞时乘车人被向前方甩出的速度对应 的加速度的积分值为基准，气囊起动。因此，在加速度传感器的自我诊断中，为了确保传感 器的可靠性，需要在气囊起动的加速度的积分值以上设定正常范围，进行传感器的诊断。为 此，不优选对应于传感器主体8的个体差对自我诊断时的积分值的正常范围的设定值进行 变更。 因此，在自我诊断装置10中，伪加速度信号14和判定时的传感器信号17的积分 值的正常范围均不依赖于传感器主体8的个体差而被设定为固定大小。而且，积分时间 Tint在加速度传感器1的初始设定时，以响应伪加速度信号14从传感器主体8输出的传感 器信号17的积分值与正常范围内的规定的目标值一致的方式，对应于传感器信号17的大小进行设定。以下，参照图10、图ll，对积分时间的设定方法进一步进行说明。
图10、图11是用于对初始设定时的积分时间的设定方法进行说明的图。图11是 与图10相比从传感器主体8输出的传感器信号17的强度小的情况。在图10、图11中，图 的上侧的图表表示从传感器主体8输出的传感器信号17，图的下侧的图表表示从积分运算 部ll输出的积分值的信号18。 首先，参照图1、图IO，在加速度传感器I的初始设定中的时刻tl，通过对传感器主
体8施加伪加速度信号14，从传感器主体输出传感器信号17。伪加速度信号14的大小与
通常的自我诊断时相同，不依赖于传感器主体8的个体差而被设定为固定。 在从时刻tl起经过了规定的输出稳定时间Tstb后的时刻t2，接收到积分开始命
令15的积分运算部11开始传感器信号17的积分运算。结果，从积分运算部11输出的积
分值的信号18与时间一起直线地增加。再有，输出稳定时间Tstb与通常的自我诊断时相同。 在时刻t3，积分值的信号18到达目标值TG。这时，传感器信号17的积分值与图 10的阴影线部分47的面积相等。目标值TG不依赖于传感器主体8的个体差而被设定为固 定，设定为与正常范围(上限H2，下限L2)的中央值相等。从积分运算的开始时刻t2起 到时刻t3为止的时间Tintl，作为自我诊断时的积分时间进行设定。积分时间Tintl被存 储在构成诊断控制部13的微控制器的存储器中，在自我诊断时被参照。
相对于此，在图11的情况下，响应伪加速度信号14输出的传感器信号17的强度 12，比图10的情况下的传感器信号17的强度II小。为此，在图11的时刻t3，在传感器信 号17的积分值(图11的阴影线部分48的面积)变得与目标值TG相等时，积分值的信号 18到达目标值TG之前的时间Tint2变得比图10的情况下的时间Tintl长。在图11的情 况下，该Tint2作为自我诊断时的积分时间进行设定。像这样，对应于传感器信号17的强 度的偏差，决定自我诊断时的传感器信号17的积分时间。 图12是表示积分时间的初始设定程序的流程图。以下，参照图1、图12，对到此为 止的说明进行总结，说明初始设定时的积分时间的设定程序。 在步骤S11，诊断控制部13对传感器主体8施加伪加速度信号14。伪加速度信号 14的施加，在积分值的信号18到达规定的目标值之前持续进行。 在接下来的步骤S12，诊断控制部13对规定的输出稳定时间是否已经经过进行判 定。在规定的输出稳定时间已经经过的情况下(在步骤S12为"是")，诊断控制部13使处 理进入步骤S13。 在步骤S13，诊断控制部13对积分运算部11输出积分开始命令15。诊断控制部 13对这时的时刻(积分开始时刻)进行存储(步骤S14)。接收到积分开始命令15的积分 运算部11，开始从传感器主体8输出的传感器信号17的积分运算(步骤S15)。
在接下来的步骤S16，判定部12对积分运算部11的积分值18是否到达了规定的 目标值进行判定。在没有到达规定的目标值的情况下(在步骤S16为"否")，继续步骤S15 的积分运算。在到达了规定的目标值的情况下(在步骤S16为"是")，进入步骤S17。
在步骤S17，诊断控制部13求取从积分开始时刻至到达目标值的时刻为止所需要 的时间，由此计算出积分时间。 在接下来的步骤S18，诊断控制部13将在步骤S17计算出的积分时间存储在存储器中。积分时间在加速度传感器l的自我诊断时被参照。 像这样，在实施例1的自我诊断装置10中，以满足预先设定的伪加速度信号14的 大小和预先设定的积分值的目标值的条件的方式，调整积分时间Tint。再有，在上述的说明 中，使伪加速度信号14的大小和积分值的目标值为固定，但并不必须使其为固定。因为对 应于传感器主体8的个体差对积分时间Tint进行调整是关键，所以伪加速度信号14的大 小和积分值的目标值在满足装入了加速度传感器的系统的要求的范围内能够任意地变更。
[实施例2] 图13是表示按照本发明的实施例2的积分运算部11A和判定部12A的结构的框 图。图13的积分运算部IIA和判定部12A以数字电路构成图1的积分运算部11和判定部 12。 参照图12，积分运算部IIA包括A/D(Analog to Digital)转换器51、加法电路 52、以及寄存器53。此外，判定部12A包含比较电路54。 A/D转换器51对响应伪加速度信号14从传感器主体8输出的传感器信号17进行 数字转换。数字转换后的传感器信号17A被输出至加法电路52。 加法电路52对从A/D转换器51输出的传感器信号17A和存储在寄存器53的数 据反复进行加法运算。寄存器53每当在加法电路52进行加法运算时，将加法运算结果作 为新的数据进行存储。因此，从A/D转换器输出的传感器信号17A的积分值被存储在寄存 器53中。 这里，存储在寄存器53的数据在接收到积分开始命令15时被复位。因此，存储在 寄存器53的数据与从诊断控制部13输出积分开始命令15后的传感器信号17A的积分值 相等。 比较电路54在接收到判定命令16时对存储在寄存器53中的数据与规定的正常 范围的上限和下限进行比较，判定传感器主体8是否正常。像这样，根据实施例2的自我诊 断装置，也能够与实施例1的情况同样地进行传感器主体8的诊断。 虽然已经对本发明详细地进行了说明，但这仅是为了例示，并不是限定，很明显本 发明的范围是通过本技术方案的保护范围来解释的。
权利要求
一种加速度或角速度传感器的自我诊断装置，对检测加速度或角速度的传感器主体是否正常进行诊断，其中，具备诊断控制部，通过对所述传感器主体施加规定大小的检查信号，对所述传感器主体赋予伪加速度或角速度；积分运算部，对响应所述检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号进行积分；以及判定部，对所述积分运算部从开始传感器信号的积分时起经过了与传感器主体的个体差对应地预先设定的积分时间时得到的积分值是否在规定的正常范围进行判定。
2. 根据权利要求1所述的加速度或角速度传感器的自我诊断装置，其中，所述积分时间是在所述加速度或角速度传感器为正常状态的初始设定时，以响应所述检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号的积分值与所述正常范围内的目标值一致的方式设定的时间。
3. 根据权利要求2所述的加速度或角速度传感器的自我诊断装置，其中，所述检查信号和所述正常范围的每一个是不依赖于所述传感器主体的个体差的固定的大小。
4. 根据权利要求1所述的加速度或角速度传感器的自我诊断装置，其中，所述诊断控制部在从对所述传感器主体开始施加所述检查信号起经过了规定的输出稳定时间时，对所述积分运算部输出积分开始命令，进而，在从输出所述积分开始命令起经过了所述积分时间时，对所述判定部输出判定命令，所述积分运算部包括运算放大器，其非倒相输入端子被固定为恒定的电压；电容元件，在所述运算放大器的倒相输入端子和输出端子之间连接；电阻元件，其一端与所述运算放大器的倒相输入端子连接，另一端接收从所述传感器主体输出的传感器信号；以及开关，连接在所述运算放大器的倒相输入端子和输出端子之间，在接收到所述积分开始命令时成为接通状态，所述判定部包括窗口比较器，其与所述运算放大器的输出端子连接，对所述运算放大器的输出是否在与所述正常范围对应的正常电压范围中进行判定；以及逻辑门，在接收到所述判定命令的情况下输出所述窗口比较器的判定结果。
5. 根据权利要求1所述的加速度或角速度传感器的自我诊断装置，其中，所述诊断控制部在从对所述传感器主体开始施加所述检查信号起经过了规定的输出稳定时间时，对所述积分运算部输出积分开始命令，进而，在从输出所述积分开始命令起经过了所述积分时间时，对所述判定部输出判定命令，所述积分运算部包括加法电路和寄存器，所述加法电路对被数字转换后的所述传感器信号和所述寄存器中存储的数据反复进行加法，所述寄存器每当通过所述加法电路执行加法运算时，将加法结果作为新数据进行存储，所述寄存器在接收到所述积分开始命令时，对存储的数据进行复位，所述判定部包括比较电路，该比较电路在接收到所述判定命令时，对所述寄存器中存储的数据和所述正常范围的上限和下限进行比较。
6. —种加速度或角速度传感器的自我诊断方法，对检测加速度或角速度的传感器主体是否正常进行诊断，其中，具备通过对所述传感器主体施加规定大小的检查信号，对所述传感器主体赋予伪加速度或角速度的步骤；对响应所述检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号进行积分的步骤；以及对从所述进行积分的步骤的开始起经过了与所述传感器主体的个体差对应地预先设定的积分时间时得到的积分值是否在规定的正常范围进行判定的步骤。
7. —种加速度或角速度传感器，其中，具备传感器主体，对加速度或角速度进行检测；以及自我诊断装置，对所述传感器主体是否正常进行诊断，所述自我诊断装置包括诊断控制部，通过对所述传感器主体施加规定的检查信号，对所述传感器主体赋予伪加速度或角速度；积分运算部，对响应所述检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号进行积分；以及判定部，对所述积分运算部从开始传感器信号的积分时起经过了与所述传感器主体的个体差对应地预先设定的积分时间时得到的积分值是否在规定的正常范围进行判定。
8. —种加速度或角速度传感器的初始设定方法，该加速度或角速度传感器具有对检测加速度或角速度的传感器主体进行诊断的自我诊断装置，其中，所述自我诊断装置包括诊断控制部，通过对所述传感器主体施加规定大小的检查信号，对所述传感器主体赋予伪加速度或角速度；积分运算部，对响应所述检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号进行积分；以及判定部，对所述积分运算部从开始传感器信号的积分起经过了在初始设定时设定的积分时间时得到的积分值是否在规定的正常范围进行判定，该加速度或角速度传感器的初始设定方法具备通过所述诊断控制部对所述传感器主体施加所述规定大小的检查信号的步骤；对响应所述规定大小的检查信号从所述传感器主体输出的传感器信号进行积分的步骤；对通过所述进行积分的步骤得到的积分值是否到达了在所述正常范围内设定的规定的目标值进行判定的步骤；以及将从所述进行积分的步骤的开始起到通过所述进行积分的步骤得到的积分值到达所述目标值时为止所需要的时间作为所述积分时间进行设定的步骤。
全文摘要
本发明涉及对加速度或角速度传感器是否正常进行自我诊断的方法。加速度或角速度传感器(1)的自我诊断装置(10)具备诊断控制部(13)、积分运算部(11)、以及判定部(12)。诊断控制部(13)通过对检测加速度或角速度的传感器主体(8)施加规定大小的检查信号(14)，对传感器主体(8)赋予伪加速度或角速度。积分运算部(11)对响应检查信号(14)从传感器主体(8)输出的传感器信号(17)进行积分。判定部(12)对积分运算部(11)从开始传感器信号(17)的积分时起经过了规定的积分时间时所得到的积分值(18)是否在规定的正常范围进行判定。
文档编号G01P21/02GK101776698SQ20091017950
公开日2010年7月14日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年1月9日
发明者末次英治, 林涉 申请人:三菱电机株式会社