(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量検出装置用回路であって、
物理量検出素子の出力信号に基づいた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成する検出回路と、
前記物理量検出装置用回路内の信号の異常の有無を表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
異常を表す値の前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置用回路の動作に異常があることを表す異常判定信号を生成出力すると共に、
前記異常フラグ信号が前記異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する異常判定出力部と、
を含み、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であることを特徴とする物理量検出装置用回路。
【請求項２】
物理量検出装置用回路であって、
物理量検出素子の出力信号に基づいた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成する検出回路と、
前記物理量検出装置用回路内の信号の異常の有無を表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
異常を表す値の前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置用回路の動作に異常があることを表す異常判定信号を生成出力すると共に、
前記異常フラグ信号が前記異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する異常判定出力部と、
を含み、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの最大群遅延時間以上であることを特徴とする物理量検出装置用回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の物理量検出装置用回路において、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が前記所定時間以上継続した後に、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力することを特徴とする物理量検出装置用回路。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
前記異常判定出力部は、前記所定時間を可変に構成されていることを特徴とする物理量検出用回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
電源電圧が入力される電源入力端子を含み、
前記異常フラグ生成部は、前記電源電圧の異常の有無を表す前記異常フラグ信号を生成する回路を含むことを特徴とする物理量検出装置用回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出装置、物理量検出装置の異常診断システム及び物理量検出装置の異常診断方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な物理量を検出する物理量検出装置が知られている。例えば、物理量として角速度を検出する角速度検出装置が知られており、角速度検出装置を搭載し、角速度検出装置により検出された角速度に基づいて所定の制御を行う様々な電子機器やシステムが広く利用されている。例えば、自動車の車両走行制御システムでは角速度検出装置により検出された角速度に基づいて、自動車の横滑りを防止する走行制御が行なわれている。
【０００３】
これらの電子機器やシステムでは、物理量検出装置が故障すると誤った制御が行われるので、故障している場合には警告ランプを点灯する等の対策が行われている。そして、物理量検出装置の故障診断を行うための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１では、オフセット電圧の異常を検出する異常検出回路を備えたセンサー回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の異常検出回路では、オフセット電圧が一時的に異常になると速やかに異常を表す異常判定信号を出力し、オフセット電圧が正常に戻ると速やかに正常を表す異常判定信号を出力するように構成されている。
【０００６】
一方、物理量検出素子（センサー素子）からの信号に基づいて検出信号を物理量検出装置（センサー装置）の外部に出力する経路となる検出回路においては信号の遅延が発生するものである。例えば、振動子から出力される交流信号を、ローパスフィルター等を介して直流に変換して出力するような検出回路においては、数ミリ秒程度の遅延が発生する場合がある。
【０００７】
したがって、特許文献１に記載の異常検出回路では、検出回路における信号の遅延により、物理量検出装置（センサー装置）の検出回路からの出力が異常値を示しているにもかかわらず、異常検出回路が正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性がある。このような現象の発生は、高い信頼性を要求される用途において問題となる可能性がある。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置、物理量検出装置の異常診断システム及び物理量検出装置の異常診断方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る物理量検出装置は、
物理量を検出し、検出した前記物理量の大きさに応じた信号を出力する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子の出力信号に基づいて、前記物理量に応じた検出信号を生成する検出回路と、
前記物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部と、
前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置の異常の有無を表す異常判定信号を生成出力する異常判定出力部とを含み、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力することを特徴とする。
【００１０】
所定の物理量は、例えば、角速度、加速度、地磁気、圧力等である。
【００１１】
本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間以上に亘る異常フラグ信号に基づいて、異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【００１２】
（２）この物理量検出装置は、
前記異常判定出力部は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が前記所定時間以上継続した後に、前記異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。
【００１３】
本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間以上継続した後に、異常判定信号を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間に満たない時間だけ異常フラグ信号が正常を表す値になっても、異常判定信号は正常を表す値に変化しない。そのため検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【００１４】
（３）この物理量検出装置は、
前記検出回路は、前記物理量に応じた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成し、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であってもよい。
【００１５】
本発明によれば、所定時間がローパスフィルターの直流からカットオフ周波数までの周波数帯域における最小群遅延時間以上であるため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【００１６】
（４）この物理量検出装置は、
前記検出回路は、前記物理量に応じた検出信号を、ローパスフィルターを介して生成し、
前記所定時間は、前記ローパスフィルターの最大群遅延時間以上であってもよい。
【００１７】
本発明によれば、所定時間がローパスフィルターの最大群遅延時間以上であるため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号を出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【００１８】
（５）この物理量検出装置は、
前記異常判定出力部は、前記所定時間を可変に構成されていてもよい。
【００１９】
本発明によれば、所定時間を可変に構成されているため、要求される信頼度に応じて所定時間を変更することが可能になる。
【００２０】
（６）本発明に係る物理量検出装置の異常診断システムは、
物理量を検出し、検出した前記物理量の大きさに応じた信号を出力する物理量検出素子と、
前記物理量検出素子の出力信号に基づいて、前記物理量に応じた検出信号を生成する検出回路と、
前記物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常フラグ信号を生成する異常フラグ生成部とを含む物理量検出装置と、
前記異常フラグ信号に基づいて、前記物理量検出装置の動作に異常があるか否かを判定する異常診断装置とを含み、
前記異常診断装置は、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、前記異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間以上に亘る前記異常フラグ信号に基づいて、異常から正常への判定変更を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間以上に亘る異常フラグ信号に基づいて、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、異常診断装置における判定結果を正常へ変更しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、物理量検出装置の動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な物理量検出装置の異常診断システムを実現することができる。
【００２２】
（７）本発明に係る物理量検出装置の異常診断方法は、
物理量検出装置に含まれる回路において監視対象となる１つ以上の監視対象信号の異常の有無を検出し、前記監視対象信号の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する検出工程と、
前記検出工程における判定結果に基づいて、前記物理量検出装置の動作に異常があるか否かを判定する判定工程とを含み、
前記判定工程において、前記検出工程における検出結果が異常から正常に変化した場合には、前記検出工程における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間以上に亘る前記検出工程における検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、検出工程における検出結果が異常から正常に変化した場合には、検出工程における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間以上に亘る検出工程におけ
る検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更するため、検出工程における検出結果が異常から正常に変化しても、少なくとも所定時間に亘っては、判定工程における判定結果を正常へ変更しない。そのため、検出回路から出力される検出信号が異常値を示しているにもかかわらず、物理量検出装置の動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な物理量検出装置の異常診断方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図。
【図２】ジャイロセンサー素子の振動片の平面図。
【図３】ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。
【図４】ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。
【図５】角速度検出装置が静止している時の信号波形の一例を示す図。
【図６】角速度検出装置に角速度が加わっている時の信号波形の一例を示す図。
【図７】第１実施形態の異常診断回路の構成について説明するための図である。
【図８】異常発生時における異常フラグ信号、異常判定信号、検出信号のタイミングチャート。
【図９】ローパスフィルターの群遅延時間と周波数との関係の一例を示すグラフ。
【図１０】第２実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図。
【図１１】第２実施形態の異常診断回路の構成について説明するための図。
【図１２】角速度検出装置の異常診断システムの構成の一例を示す図
【図１３】電源電圧監視回路、監視回路及び異常診断回路の構成について説明するための図。
【図１４】角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの一例を示す図。
【図１５】角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２６】
１．物理量検出装置
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置（角速度検出装置）を例にとり説明するが、本発明は、角速度、加速度、地磁気、圧力等の様々な物理量のいずれかを検出することができる装置に適用可能である。
【００２７】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図である。
【００２８】
第１実施形態の角速度検出装置１は、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０を含んで構成されている。
【００２９】
ジャイロセンサー素子１００（本発明における物理量検出素子の一例）は、駆動電極と検出電極が配置された振動片が不図示のパッケージに封止されて構成されている。一般的に、振動片のインピーダンスをできるだけ小さくして発振効率を高めるためにパッケージ内の気密性が確保されている。
【００３０】
ジャイロセンサー素子１００の振動片は、例えば、水晶（ＳｉＯ2）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いて構成してもよいし、
シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。
【００３１】
また、この振動片は、例えば、Ｔ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型であってもよいし、音叉型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。
【００３２】
本実施形態では、ジャイロセンサー素子１００は、水晶を材料とするダブルＴ型の振動片により構成される。
【００３３】
図２は、本実施形態のジャイロセンサー素子１００の振動片の平面図である。
【００３４】
本実施形態のジャイロセンサー素子１００は、Ｚカットの水晶基板により形成されたダブルＴ型の振動片を有する。水晶を材料とする振動片は、温度変化に対する共振周波数の変動が極めて小さいので、角速度の検出精度を高めることができるという利点がある。なお、図２におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示す。
【００３５】
図２に示すように、ジャイロセンサー素子１００の振動片は、２つの駆動用基部１０４ａ、１０４ｂからそれぞれ駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。駆動振動腕１０１ａの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１２及び１１３が形成されており、駆動振動腕１０１ｂの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１３及び１１２が形成されている。駆動電極１１２、１１３は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部出力端子１１、外部入力端子１２を介して駆動回路２０に接続される。
【００３６】
駆動用基部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向に延びる連結腕１０５ａ、１０５ｂを介して矩形状の検出用基部１０７に接続されている。
【００３７】
検出振動腕１０２は、検出用基部１０７から＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。検出振動腕１０２の上面には検出電極１１４及び１１５が形成されており、検出振動腕１０２の側面には共通電極１１６が形成されている。検出電極１１４、１１５は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部入力端子１３、１４を介して検出回路３０に接続される。また、共通電極１１６は接地される。
【００３８】
駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの駆動電極１１２と駆動電極１１３との間に駆動信号として交流電圧が与えられると、図３に示すように、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは逆圧電効果によって矢印Ｂのように、２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端が互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動（励振振動）をする。
【００３９】
なお、本出願では、ジャイロセンサー素子に角速度がかかっていない状態で上述の屈曲振動（励振振動）するときの、各駆動振動腕における振動エネルギーの大きさ又は振動の振幅の大きさが２本の駆動振動腕で等しいとき、駆動振動腕の振動エネルギーのバランスがとれているという。
【００４０】
ここで、ジャイロセンサー素子１００の振動片にＺ軸を回転軸とした角速度が加わると、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは、矢印Ｂの屈曲振動の方向とＺ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、図４に示すように、連結腕１０５ａ、１０５ｂは矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１０２は、連結腕１０５ａ、１０５ｂの振動（矢印Ｃ）に連動して矢印Ｄのように屈曲振動をする。
【００４１】
また、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの励振振動は、ジャイロセンサー素子の製造バラつきなどによって、駆動振動腕の振動エネルギーのバランスがくずれると、検出振動腕１０２には漏れ振動を発生させる。この漏れ振動は、コリオリの力に基づいた振動と同様に矢印Ｄに示す屈曲振動であるが、駆動信号とは同位相である。なお、コリオリ力に伴う振動は駆動振動とは９０°ずれた位相である。
【００４２】
そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づいた交流電荷が、検出振動腕１０２の検出電極１１４、１１５に発生する。ここで、コリオリの力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリの力の大きさ（言い換えれば、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさ）に応じて変化する。一方、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさに関係しない。
【００４３】
なお、図２の構成では、振動片のバランスを良くするために、検出用基部１０７を中央に配置し、検出用基部１０７から＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に検出振動腕１０２を延出させている。さらに、検出用基部１０７から＋Ｘ軸と−Ｘ軸の両方向に連結腕１０５ａ、１０５ｂを延出させ、連結腕１０５ａ、１０５ｂのそれぞれから、＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂを延出させている。
【００４４】
また、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端には、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂよりも幅の広い矩形状の錘部１０３が形成されている。駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端に錘部１０３を形成することにより、コリオリの力を大きくするとともに、所望の共振周波数を比較的短い振動腕で得ることができる。同様に、検出振動腕１０２の先端には、検出振動腕１０２よりも幅の広い錘部１０６が形成されている。検出振動腕１０２の先端に錘部１０６を形成することにより、検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷を大きくすることができる。
【００４５】
以上のようにして、ジャイロセンサー素子１００は、Ｚ軸を検出軸としてコリオリの力に基づく交流電荷（すなわち、検出信号）と、励振振動の漏れ振動に基づく交流電荷（すなわち、漏れ信号）とを検出電極１１４、１１５を介して出力する。
【００４６】
図１に戻り、角速度検出用ＩＣ１０は、駆動回路２０、検出回路３０及び基準電源回路４０を含んで構成されている。
【００４７】
駆動回路２０は、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）２１０、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０を含んで構成されている。
【００４８】
ジャイロセンサー素子１００の振動片に流れた駆動電流は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０によって交流電圧信号に変換される。
【００４９】
Ｉ／Ｖ変換回路２１０から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０に入力される。ＡＣ増幅回路２２０は、入力された交流電圧信号を増幅し、所定の電圧値でクリップさせて方形波電圧信号２２を出力する。振幅調整回路２３０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０が出力する交流電圧信号のレベルに応じて、方形波電圧信号２２の振幅を変化させ、駆動電流が一定に保持するようにＡＣ増幅回路２２０を制御する。
【００５０】
方形波電圧信号２２は、外部出力端子１１を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１２に供給される。このように、ジャイロセンサー素子１００は図３に示すような所定の駆動振動を継続して励振している。また、駆動電流を一定に保つことにより、ジャイロセンサー素子１００の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは一定の振動速度を得ることができる。そのため、コリオリ力を発生させる元となる振動速度は一定となり、感
度をより安定にすることができる。
【００５１】
検出回路３０は、チャージアンプ回路３１０、３２０、差動増幅回路３３０、ＡＣ増幅回路３４０、同期検波回路３５０、平滑回路３６０、可変増幅回路３７０及びローパスフィルター３８０を含んで構成されている。
【００５２】
チャージアンプ回路３１０には、外部入力端子１３を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４から検出信号と漏れ信号を含む交流電荷が入力される。
【００５３】
同様に、チャージアンプ回路３２０には、外部入力端子１４を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１５から検出信号と漏れ信号を含む交流電荷が入力される。
【００５４】
このチャージアンプ回路３１０及び３２０は、それぞれ入力された交流電荷を、基準電圧Ｖrefを基準とした交流電圧信号に変換する。なお、基準電圧Ｖrefは、基準電源回路４０により、電源入力端子１５から入力された外部電源に基づいて生成される。
【００５５】
差動増幅回路３３０は、チャージアンプ回路３１０の出力信号とチャージアンプ回路３２０の出力信号を差動増幅する。差動増幅回路３３０は、同相成分を消去し、逆相成分を加算増幅するためのものである。
【００５６】
ＡＣ増幅回路３４０は、差動増幅回路３３０の出力信号を増幅し、被検波信号３６を同期検波回路３５０に出力する。
【００５７】
同期検波回路３５０は、方形波電圧信号２２により、被検波信号３６に対して同期検波を行う。同期検波回路３５０は、例えば、検波信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖrefよりも高い時はＡＣ増幅回路３４０の出力信号を選択し、検波信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖrefよりも低い時はＡＣ増幅回路３４０の出力信号を基準電圧Ｖrefに対して反転した信号を選択するスイッチ回路として構成することができる。
【００５８】
同期検波回路３５０の出力信号は、平滑回路３６０で直流電圧信号に平滑化された後、可変増幅回路３７０に入力される。
【００５９】
可変増幅回路３７０は、平滑回路３６０の出力信号（直流電圧信号）を、設定された増幅率（又は減衰率）で増幅（又は減衰）して検出感度を調整する。可変増幅回路３７０で増幅（又は減衰）された信号は、ローパスフィルター３８０に入力される。
【００６０】
ローパスフィルター３８０は、可変増幅回路３７０の出力信号を使用に適した周波数帯域に制限する回路であり、角速度検出信号３２を生成する。そして、角速度検出信号３２は外部出力端子１７を介して外部に出力される。
【００６１】
次に、図１のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示して、第１実施形態の角速度検出装置１の角速度検出動作についてより具体的に説明する。
【００６２】
図５は、角速度検出装置１が静止している時の信号波形の一例を示す図である。図５において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。
【００６３】
ジャイロセンサー素子１００の振動片が振動している状態では、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、ジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１３からフィードバックされた電流が変換された一定周波数の交流電圧が発生している。すなわち、Ｉ／
Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、一定周波数の正弦波電圧信号が発生している。
【００６４】
そして、ＡＣ増幅回路２２０の出力（Ｂ点）には、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号（Ａ点の信号）が増幅された、振幅が一定値Ｖcの方形波電圧信号が発生する。
【００６５】
ジャイロセンサー素子１００に角速度が加わっていない場合は、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５には角速度の検出信号は発生しないが、漏れ信号は発生する。
【００６６】
ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４及び１１５に発生した漏れ信号（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ回路３１０及び３２０により、交流電圧信号に変換される。ここでは、チャージアンプ回路３１０と３２０から出力される交流電圧信号は逆相であるとしている。その結果、チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力（Ｃ点及びＤ点）には、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）に対して９０°ずれている。また、チャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。
【００６７】
チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３３０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ回路３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５に発生する漏れ信号に対応する信号である。
【００６８】
ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により、ＡＣ増幅回路２２０が出力する方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）に基づいて同期検波される。
【００６９】
ここで、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は９０°だけ位相がずれているので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｆ点の信号）において、基準電圧Ｖrefよりも高い電圧の積分量と基準電圧Ｖrefよりも低い電圧の積分量が等しくなる。その結果、漏れ信号はキャンセルされ、ローパスフィルター３８０の出力（Ｇ点）には角速度が０であることを示す基準電圧Ｖrefの直流電圧信号が発生する。
【００７０】
図６は、角速度検出装置１に角速度が加わっている時の信号波形の一例を示す図である。図６において横軸は時間、縦軸は電圧を表す。
【００７１】
Ａ点及びＢ点の各信号波形は図５と同じであり、その説明を省略する。
【００７２】
ジャイロセンサー素子１００に角速度が加わると、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５には検出信号と漏れ信号が発生する。この検出信号のレベルはコリオリ力の大きさに応じて変化する。一方、漏れ信号は図５と同じ信号波形になり、キャンセルされる。そのため、図６では検出信号のみに着目した信号波形を示しており、以下の説明においても検出信号のみに着目して説明する。
【００７３】
ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４及び１１５に発生した検出信号（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ回路３１０及び３２０により、交流電圧信号に変換される。その結果、チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力（Ｃ点及びＤ点）に
は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同位相である。また、チャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。
【００７４】
チャージアンプ回路３１０及び３２０の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３３０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ回路３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３４０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４、１１５に発生する検出信号に対応する信号である。
【００７５】
ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により、ＡＣ増幅回路２２０が出力する方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は同位相であるので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｆ点の信号）は、ＡＣ増幅回路３４０の出力信号（Ｅ点の信号）が全波整流された信号となる。その結果、ローパスフィルター３８０の出力（Ｇ点）には、角速度の大きさに応じた電圧値Ｖ1の直流電圧信号（すなわち、角速度検出信号３２）が発生する。
【００７６】
なお、角速度検出装置１に図６と逆方向の角速度が加わった場合には、チャージアンプ回路３１０の出力信号（Ｃ点の信号）及びチャージアンプ回路３２０の出力信号（Ｄ点の信号）がともに基準電圧Ｖrefを中心として反転した波形になる。その結果、角速度検出信号３２は、図６とは逆に基準電圧Ｖrefよりも低い電圧の信号になる。
【００７７】
このようにして角速度検出装置１は角速度を検出することができる。そして、角速度検出信号３２は、その電圧値がコリオリの力の大きさ（角速度の大きさ）に比例し、その極性が回転方向により決まるので、角速度検出信号３２に基づいて角速度検出装置１に加えられた角速度を計算することができる。
【００７８】
図１に戻り、角速度検出用ＩＣ１０は、異常診断回路６０を含んで構成されている。
【００７９】
図７は、第１実施形態の異常診断回路６０の構成について説明するための図である。図７に示す例において、異常診断回路６０は、電源電圧監視判定回路６１０及び遅延回路６２０を含んで構成されている。
【００８０】
異常診断回路６０は、電源入力端子１５から入力される電源電圧を監視対象信号５０として検出し、電源電圧（監視対象信号５０）に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成する。そして、異常判定信号６２は外部出力端子１６を介して外部に出力される。
【００８１】
電源電圧監視判定回路６１０は、電源電圧（監視対象信号５０）を監視し、電源電圧（監視対象信号５０）の異常の有無を判定し、電源電圧（監視対象信号５０）に異常があるか否か表す異常フラグ信号８２を出力する。
【００８２】
遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２に基づいて、角速度検出装置１の動作に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成出力する。遅延回路６２０は、例えば、シフトレジスターを用いて構成され、異常フラグ信号８２のタイミングを所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２を生成してもよい。また遅延回路６２０は、例えば、積分器やコンパレーターを組み合わせて用いて構成され、異常フラグ信号８２を所定時間だけ遅延させて
異常判定信号６２を生成してもよい。
【００８３】
なお、図７に示す例では、電源電圧監視判定回路６１０が本発明における異常フラグ生成部に対応し、遅延回路６２０が本発明における異常判定出力部に対応する。
【００８４】
本実施形態における遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する。
【００８５】
図８は、異常発生時における異常フラグ信号８２、異常判定信号６２、角速度検出信号３２のタイミングチャートである。図８に示す例では、異常フラグ信号８２及び異常判定信号６２は、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。
【００８６】
以下、例えば電源入力端子１５から供給される電源電圧が一時的に基準値以下まで低下した場合等に、電源電圧監視判定回路６１０が電源電圧に異常が発生したものと判定して、異常フラグ信号８２をローレベルからハイレベルに変更して出力する場合を例にとり説明する。
【００８７】
時刻ｔ１において電源電圧（監視対象信号５０）に異常が発生すると、電源電圧監視判定回路６１０は、異常フラグ信号８２をローレベルからハイレベルに変更して出力する。時刻ｔ１で発生した異常が時刻ｔ３で正常に戻ると、電源電圧監視判定回路６１０は、異常フラグ信号８２をハイレベルからローレベルに変更して出力する。
【００８８】
一方、角速度検出信号３２は、検出回路３０を通って出力されるため、時刻ｔ１で発生した異常の影響を受けた角速度検出信号３２は、遅延時間Ｔｄだけ遅れて時刻ｔ２に出力される。また、時刻ｔ１で発生した異常が時刻ｔ３まで継続すると、異常の影響を受けた角速度検出信号３２は、遅延時間Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ４まで継続する。
【００８９】
すなわち、実際に異常が発生して異常フラグ信号８２が出力される異常発生区間は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までであるが、発生した異常の影響を受けた角速度検出信号３２が出力される異常出力区間は、遅延時間Ｔｄだけ遅れた時刻ｔ２から時刻ｔ４までである。したがって、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間では、異常フラグ信号８２が正常を表しているにもかかわらず、角速度検出信号３２は異常の影響を受けた信号となる。そのため、異常フラグ信号８２をそのまま異常判定信号として用いると、高い信頼性を要求される用途において問題となる可能性がある。
【００９０】
本実施形態においては、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、時刻ｔ５に異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力する。例えば、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから所定時間Ｔだけ経過した後に、異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力する。
【００９１】
このように、第１実施形態にかかる角速度検出装置１によれば、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２に基づいて、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号８２が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が
異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【００９２】
また、遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号８２を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。すなわち、遅延回路６２０は、時刻ｔ３に異常フラグ信号８２がハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化してから、ローレベルの異常フラグ信号８２が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２をハイレベル（異常を表す値）からローレベル（正常を表す値）に変化させて出力してもよい。
【００９３】
このように構成することにより、異常フラグ信号８２が異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２を、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号８２が正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２が正常を表す値になっても、異常判定信号６２は正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【００９４】
図９は、ローパスフィルター３８０の群遅延時間と周波数との関係の一例を示すグラフである。横軸は周波数（対数）、縦軸は群遅延時間を表す。
【００９５】
本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。
【００９６】
図１を用いて説明した検出回路３０のように、ローパスフィルター３８０を介して角速度検出信号３２を生成する場合には、ローパスフィルター３８０での遅延時間が他の回路ブロックにおける遅延時間よりも数桁程度大きいことが通常である。すなわち、ローパスフィルター３８０での遅延時間が、ほぼ検出回路３０における信号の遅延時間Ｔｄとなるのが通常である。
【００９７】
したがって、所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【００９８】
また、本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。
【００９９】
所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２を出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【０１００】
さらに、遅延回路６２０は、所定時間Ｔを可変に構成されていてもよい。例えば、遅延
回路６２０がシフトレジスターを用いて遅延時間をカウントする場合において、メモリーに記憶された設定値に基づいてカウント値を可変に構成したり、クロック信号の分周比率を可変に構成したりしてもよい。また例えば、遅延回路６２０が積分器を用いて信号を遅延させる場合において、積分器の時定数コンデンサーの容量を可変に構成してもよい。
【０１０１】
所定時間Ｔを可変に構成することにより、要求される信頼度に応じて所定時間Ｔを変更することが可能になる。
【０１０２】
［第２実施形態］
第１実施形態においては、電源入力端子１５から供給される電源電圧に一時的に異常が発生した場合を例にとり説明したが、角速度検出信号３２が一時的に異常な値となる場合はこれに限られない。他の例としては、角速度検出装置に一時的に強い衝撃が加わって、検出回路３０等の回路の一部で出力が飽和してしまう場合等がある。第２実施形態においては、電源電圧に加えて、１又は複数の監視対象信号を監視する場合について説明する。
【０１０３】
図１０は、第２実施形態の角速度検出装置の構成について説明するための図である。図１を用いて説明した角速度検出装置１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０４】
第２実施形態の角速度検出装置１Ａは、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０Ａを含んで構成されている。角速度検出用ＩＣ１０Ａは、図１を用いて説明した角速度検出用ＩＣ１０の異常診断回路６０に代えて異常診断回路６０Ａを含む構成となっている。
【０１０５】
図１０に示す例では、異常診断回路６０Ａは、電源入力端子１５から電源電圧を監視対象信号５０として、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号を監視対象信号５０−１として、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号を監視対象信号５０−２として、チャージアンプ回路３１０の出力信号を監視対象信号５０−３として、ローパスフィルター３８０の出力信号を監視対象信号５０−４として、基準電源回路４０の出力信号を監視対象信号５０−５として監視する。
【０１０６】
なお、図１０に示す監視対象信号は一例であり、例えば、図１０に示す他の各回路ブロックの出力信号から必要に応じて選択して監視対象信号としてもよい。また、必要に応じて監視回路の数を増減させてもよい。
【０１０７】
異常診断回路６０Ａは、監視対象信号５０，５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを表す異常判定信号６２を生成する。そして、異常判定信号６２は外部出力端子１６を介して外部に出力される。
【０１０８】
図１１は、異常診断回路６０Ａの構成について説明するための図である。
【０１０９】
図１１に示す例において、異常診断回路６０Ａは、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５、論理和回路６３０及び遅延回路６２０を含んで構成されている。
【０１１０】
電源電圧監視判定回路６１０は、監視対象信号５０（電源電圧）を監視し、監視対象信号５０（電源電圧）の異常の有無を判定し、監視対象信号５０（電源電圧）に異常があるか否かを表す判定信号６１を出力する。同様に、監視判定回路６１０−１〜６１０−５は、それぞれ監視対象信号５０−１〜５０−５を監視し、監視対象信号５０−１〜５０−５の異常の有無を判定し、監視対象信号５０−１〜５０−５に異常があるか否かを表す判定
信号６１−１〜６１−５を出力する。
【０１１１】
論理和回路６３０は、判定信号６１及び６１−１〜６１−５を受け付け、その論理和を異常フラグ信号８２Ａとして生成する。
【０１１２】
遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａに基づいて、角速度検出装置１Ａの動作に異常があるか否かを表す異常判定信号６２Ａを生成出力する。遅延回路６２０は、例えば、シフトレジスターを用いて構成され、異常フラグ信号８２のタイミングを所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２Ａを生成してもよい。また遅延回路６２０は、例えば、積分器やコンパレーターを組み合わせて用いて構成され、異常フラグ信号８２を所定時間だけ遅延させて異常判定信号６２Ａを生成してもよい。
【０１１３】
なお、図１１に示す例では、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５及び論理和回路６３０が本発明における異常フラグ生成部８００Ａに対応する。
【０１１４】
本実施形態においては、判定信号６１及び６１−１〜６１−５、異常フラグ信号８２Ａ並びに異常判定信号６２Ａは、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。したがって論理和回路６３０は、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５のいずれかに異常が発生している期間においてはハイレベル、他の期間においてはローレベルの異常フラグ信号８２Ａを出力する。
【０１１５】
本実施形態における遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ａに基づいて、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力する。
【０１１６】
異常フラグ信号８２Ａ、異常判定信号６２Ａ及び角速度検出信号３２の関係については、図８に示すタイミングチャートを用いて説明した第１実施形態と同様である。
【０１１７】
このように、第２実施形態にかかる角速度検出装置１Ａによれば、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、所定時間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ａに基づいて、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変化させて出力するため、異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【０１１８】
また、遅延回路６２０は、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号８２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力してもよい。
【０１１９】
このように構成することにより、異常フラグ信号８２Ａが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定時間Ｔ以上継続した後に、異常判定信号６２Ａを、異常を表す値から正常を表す値に変更して出力するため、異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２Ａが正常を表す値になっても、異常判定信号６２Ａは正常を表す値に変化しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可
能な角速度検出装置を実現することができる。
【０１２０】
本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。
【０１２１】
所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。
【０１２３】
所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、正常を表す異常判定信号６２Ａを出力してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な物理量検出装置を実現することができる。
【０１２４】
さらに、遅延回路６２０は、所定時間Ｔを可変に構成されていてもよい。例えば、遅延回路６２０がシフトレジスターを用いて遅延時間をカウントする場合において、メモリーに記憶された設定値に基づいてカウント値を可変に構成したり、クロック信号の分周比率を可変に構成したりしてもよい。また例えば、遅延回路６２０が積分器を用いて信号を遅延させる場合において、積分器の時定数コンデンサーの容量を可変に構成してもよい。
【０１２５】
所定時間Ｔを可変に構成することにより、要求される信頼度に応じて所定時間Ｔを変更することが可能になる。
【０１２６】
第２実施形態においては、これらの効果に加えて、複数の監視対象信号を監視して、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置を実現することができる。
【０１２７】
２．物理量検出装置の異常診断システム及び異常診断方法
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置（角速度検出装置）の異常診断システム及び異常診断方法を例にとり説明するが、本発明は、角速度、加速度、地磁気、圧力等の様々な物理量のいずれかを検出することができる装置の異常診断システム及び異常診断方法に適用可能である。
【０１２８】
図１２は、本実施形態に係る角速度検出装置の異常診断システムの構成の一例を示す図である。
【０１２９】
図１２に示すように、異常診断システム１０００は、角速度検出装置１Ｂとマイクロコンピューター２を含んで構成されている。
【０１３０】
角速度検出装置１Ｂは、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０Ｂを含んで構成されている。角速度検出用ＩＣ１０Ｂは、図１０を用いて説明した角速度検出用ＩＣ１０Ａの異常診断回路６０に代えて異常診断回路６０Ｂを含む構成となっている。
【０１３１】
図１３は、異常診断回路６０Ｂの構成について説明するための図である。
【０１３２】
図１３に示す例において、異常診断回路６０Ｂは、電源電圧監視判定回路６１０、監視判定回路６１０−１〜６１０−５及び論理和回路６３０を含んで構成されている。
【０１３３】
電源電圧監視判定回路６１０は、監視対象信号５０（電源電圧）を監視し、監視対象信号５０の異常の有無を判定し、監視対象信号５０に異常があるか否かを表す判定信号６１を出力する。同様に、監視判定回路５０−１〜５０−５は、それぞれ監視対象信号５０−１〜５０−５を監視し、監視対象信号５０−１〜５０−５の異常の有無を判定し、監視対象信号５０−１〜５０−５に異常があるか否かを表す判定信号６１−１〜６１−５を出力する。
【０１３４】
論理和回路６３０は、判定信号６１及び６１−１〜６１−５を受け付け、その論理和を異常フラグ信号８２Ｂとして生成する。そして異常フラグ信号８２Ｂは、外部出力端子１６を介して出力される。
【０１３５】
なお、図１３に示す例では、異常診断回路６０Ｂが本発明における異常フラグ生成部に対応する。
【０１３６】
本実施形態においては、判定信号６１及び６１−１〜６１−５並びに異常フラグ信号８２Ａは、正常を表す値をローレベル（Ｌ）、異常を表す値をハイレベル（Ｈ）とする電圧信号である。したがって論理和回路６３０は、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５のいずれかに異常が発生している期間においてはハイレベル、他の期間においてはローレベルの異常フラグ信号８２Ｂを出力する。
【０１３７】
マイクロコンピューター２は、外部出力端子１６から出力される異常フラグ信号８２Ｂを受け付け、異常フラグ信号８２Ｂに基づいて角速度検出装置１Ｂの動作に異常があるか否かを判定する。すなわち、マイクロコンピューター２は、本発明における異常診断装置として機能する。マイクロコンピューター２は、異常の有無の判定結果に基づいて、異常判定信号４を出力してもよい。そして、異常判定信号４は、例えば、不図示の表示装置に入力されて角速度検出装置１Ｂが異常であれば警告表示される。
【０１３８】
図１４は、図１２に示す異常診断システム１０００による角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの一例を示す図である。
【０１３９】
まず、異常診断回路６０Ｂが、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の異常の有無を検出し、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。異常診断システム１０００においては、異常診断回路６０Ｂは、検出結果を異常フラグ信号８２Ｂとしてマイクロコンピューター２へ出力する。
【０１４０】
次に、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化した場合には、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化してから所定期間Ｔ以上に亘るステップＳ１００における検出結果に基づいて、判定結果を異常から正常へ変更する（ステップＳ１１０）。異常診断システム１０００においては、マイクロコンピューター２が、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ｂに基づいて、異常から正常への判定変更を行う。
【０１４１】
本実施形態によれば、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから所定期間Ｔ以上に亘る異常フラグ信号８２Ｂに基づいて、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘って
は、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。
【０１４２】
図１５は、図１２に示す異常診断システム１０００による角速度検出装置の異常診断方法を示すフローチャートの他の例を示す図である。
【０１４３】
まず、異常診断回路６０Ｂが、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の異常の有無を検出し、監視対象信号５０及び５０−１〜５０−５の少なくとも一部に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１００）。異常診断システム１０００においては、異常診断回路６０Ｂは、検出結果を異常フラグ信号８２Ｂとしてマイクロコンピューター２へ出力する。
【０１４４】
次に、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化した場合には、ステップＳ１００における検出結果が異常から正常に変化してから、正常を表す検出結果が所定期間Ｔ以上継続した後に、判定結果を異常から正常へ変更する（ステップＳ１２０）。異常診断システム１０００においては、マイクロコンピューター２が、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を示す値が所定期間Ｔ以上継続した後に、異常から正常への判定変更を行う。
【０１４５】
本実施形態によれば、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化した場合には、異常フラグ信号８２Ｂが異常を表す値から正常を表す値に変化してから、正常を表す値が所定期間Ｔ以上継続した後に、異常から正常への判定変更を行うため、異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値に変化しても、少なくとも所定時間Ｔに亘っては、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。加えて、所定時間Ｔに満たない時間だけ異常フラグ信号８２Ｂが正常を表す値になっても、マイクロコンピューター２における判定結果を正常へ変更しない。そのため、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常診断が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。
【０１４６】
これらの形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上としてもよい。
【０１４７】
所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の直流（０Ｈｚ）からカットオフ周波数ｆｃまでの周波数帯域（通過帯域）における最小群遅延時間τ１以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性がさらに小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。
【０１４８】
また、これらの形態において、所定時間Ｔを、ローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上としてもよい。
【０１４９】
所定時間Ｔをローパスフィルター３８０の最大群遅延時間τ２以上とすることにより、角速度検出信号３２が異常値を示しているにもかかわらず、角速度検出装置１Ｂの動作を正常と判断してしまう可能性が極めて小さくなる。したがって、より信頼性の高い異常判定出力が可能な角速度検出装置の異常診断システム及び異常診断方法を実現することができる。
【０１５０】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１５１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１５２】
１，１Ａ，１Ｂ  角速度検出装置、２  マイクロコンピューター、４  異常判定信号、１０，１０Ａ  角速度検出用ＩＣ、１１  外部出力端子、１２〜１４  外部入力端子、１５
電源入力端子、１６，１７  外部出力端子、２０  駆動回路、２２  方形波電圧信号、３０  検出回路、３２  角速度検出信号、３６  被検波信号、４０  基準電源回路、５０，５０−１〜５０−５  監視対象信号、６０，６０Ａ，６０Ｂ  異常診断回路、６１，６１−１〜６１−５  判定信号、６２，６２Ａ  異常判定信号、８２，８２Ａ  異常フラグ信号、１００  ジャイロセンサー素子、１０１ａ〜１０１ｂ  駆動振動腕、１０２  検出振動腕、１０３  錘部、１０４ａ〜１０４ｂ  駆動用基部、１０５ａ〜１０５ｂ  連結腕、１０６  錘部、１０７  検出用基部、１１２〜１１３  駆動電極、１１４〜１１５  検出電極、１１６  共通電極、２１０  Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）、２２０  ＡＣ増幅回路、２３０  振幅調整回路、３１０  チャージアンプ回路、３２０  チャージアンプ回路、３３０  差動増幅回路、３４０  ＡＣ増幅回路、３５０  同期検波回路、３６０  平滑回路、３７０  可変増幅回路、３８０  ローパスフィルター、６１０  電源電圧監視判定回路、６１０−１〜６１０−５  監視判定回路、６２０  遅延回路、６３０  論理和回路、８００Ａ，８００Ｂ  異常フラグ生成部、１０００  異常診断システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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