(57)【要約】      （修正有）【課題】車両に搭載する加速度センサの高い故障診断能力を提供する。【解決手段】車両に搭載し,特性の異なる複数の加速度センサと、車両の停止時に診断信号を入力して特性の異なる複数のセンサ個々の加速度センサの出力を診断する機能および故障検出機能の診断を行う機能と、車両の走行時に一つの加速度センサ出力が所定の範囲内にあることを判定し特性の異なる複数のセンサ個々のセンサ出力を比較して故障検出を行う機能とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載し,特性の異なる複数の加速度センサと、
上記車両の停止時に診断信号を入力して上記加速度センサの出力を診断する機能および故障検出機能の診断を行う機能と、
上記車両の走行時に上記センサ出力を比較して故障検出を行う機能とを有する加速度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記停止時の故診断機能は、2つの加速度センサに診断電圧を印加し、センサ出力値を判定する機能と、上記判定機能の診断を行う機能と、走行時の故障検出機能の診断を行うことを特徴とする加速度検出装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記走行時の故障検出機能は、一方の加速度センサ出力が所定の範囲内にあることを判定する機能と、２つの加速度センサの信号出力タイミングおよび信号出力レベルを一致させる機能と、出力信号の差分を求める機能と、差分が判定しきい値の範囲にあるか否かを判定する機能を有することを特徴とする加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度を検出するための装置に関する。特には、装置車両に搭載する加速度センサの自己診断機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載する加速度センサを診断する機能としては、特許文献１に記載のような装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２０３９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車は走行時の安全を確保するために、車両の衝突検知や横滑り検知に必要な複数の加速度センサを搭載している。しかしながら、エンジンルーム等の温度変化範囲が広く、また振動や電磁ノイズの影響が大きい環境に設置して動作させる場合、これらのセンサの信頼性を高く保つ必要がある。そのため、走行中の加速度センサの通常動作を妨げずに、常時故障診断を実施する必要がある。このような課題に対して、特許文献１では、車両の衝突検知用に高い加速度を検出するための高加速度センサと、車両の横滑り検知用に低い加速度を検出するための低加速度センサを有し、それら２つのセンサ出力を比較することで正常か否かを判断する故障診断を実施する例が開示されている。
【０００５】
そこで本発明の目的は、高い故障診断能力を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、車両に搭載する、特性の異なる複数の加速度センサと、車両の停止時に診断信号を入力して上記加速度センサの出力を診断する機能および故障検出機能の診断を行う機能と、車両の走行時に上記センサ出力を比較して故障検出を行う機能とを有する加速度検出装置により達成される。
【発明の効果】
【０００７】
停止時に特性の異なる２つのセンサ個々の性能と故障検出機能の診断を行い、走行時に２つの加速度センサ出力を比較して故障検出を行うことで、高い故障診断能力を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例の加速度センサ制御回路のブロック図。
【図２】実施例の停止時診断部のブロック図。
【図３】実施例のセンサ判定部のフローチャート。
【図４】実施例の故障検出判定部のフローチャート。
【図５】実施例の走行時診断部のブロック図。
【図６】実施例の停止時診断結果レジスタと走行時診断結果レジスタの構成図。
【図７】実施例の走行時の故障検出判定部のフローチャート。
【図８】実施例の診断電圧発生部のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図１〜図８により説明する。
【００１０】
図１は第１の実施例の加速度センサ（以下、Ｇセンサと称す）の制御回路のブロック図である。本実施例の２軸高Ｇセンサ１０１は、左右方向（以下Ｘ軸方向と称す）に加速度が加わったときに変位する振動子１２８と前後方向（以下Ｙ軸方向と称す）に加速度が加わったときに変位する振動子１２９と、Ｘ軸およびＹ軸方向の変位量を静電容量の変化で検出する電極１３０および１３２と、電圧を印加し、強制的に振動子１２８をＸ軸方向に，振動子１２９をＹ軸方向に変位させる電極１３１および１３３で構成される。また、変位による静電容量の変化を検出し電圧として出力する容量検出器１３５および１３６と、検出した電圧をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１４８および１４９を有す。
【００１１】
また、同様に２軸低Ｇセンサ１０２は、Ｘ軸方向に加速度が加わったときに変位する振動子１２１とＹ軸方向に加速度が加わったときに変位する振動子１２２と、Ｘ軸およびＹ軸方向の変位量を静電容量の変化で検出する電極１２３および１２４と、電圧を印加し、強制的に振動子１２１をＸ軸方向に，振動子１２２をＹ軸方向に変位させる電極１２４および１２６で構成される。また、変位による静電容量の変化を検出し電圧として出力する容量検出器１１１および１１２と、検出した電圧をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１４５および１４６を有す。
【００１２】
また、周囲温度を検出し電圧に変換して出力する温度センサ１３７と、その出力電圧をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１３８を有す。
【００１３】
また、温度センサ１３７の出力に応じて、高Ｇ加速度センサの出力を補正する特性補正部１４０、１４１および低Ｇ加速度センサの出力を補正する特性補正部１４２、１４３を有す。
【００１４】
また、車両の停止時に上記の高Ｇセンサおよび低Ｇセンサを診断する停止時診断部１５１と、車両の走行時に上記２つのＧセンサを診断する走行時故障検出部１５２を有す。
【００１５】
また、センサ出力を外部装置１５４に出力する通信部１５３で構成する。
【００１６】
つぎに動作について説明する。２軸高Ｇセンサ１０１の振動子１２８はＸ軸方向に加わる加速度により、変位に応じた容量の変化が固定電極１３０に生じる。そして容量検出器１３５とＡＤ変換器１４８を介して得られる振動子の変位信号を加速度として検出する。
Ｙ軸方向の加速度を検出するための振動子１２９の系についても同様である。
【００１７】
次に、２軸低Ｇセンサ１０２の振動子１２１はＸ軸方向に加わる加速度により、変位に応じた容量の変化が固定電極１２３に生じる。そして容量検出器１１１とＡＤ変換器１４５を介して得られる振動子の変位信号を加速度として検出する。Ｙ軸方向の加速度を検出するための振動子１２２の系についても同様である。
【００１８】
次に、高ＸＧ特性補正１４０と１４１は、温度センサ１３７の検出値により、２方向の加速度出力に対し、温度補正演算と、ローパスフィルタによる高周波ノイズ成分の除去を行う。
【００１９】
次に、低ＸＧ特性補正１４２と１４３は、温度センサ１３７の検出値により、２方向の加速度出力に対し、温度補正演算と、ローパスフィルタによる高周波ノイズ成分の除去を行う。
【００２０】
次に、停止時診断部１５１では、車両が停止しているときに２軸高Ｇセンサ１０１および２軸低Ｇセンサ１０２を診断する。次に、走行時故障検出部１５２では、車両が走行しているときに２軸高Ｇセンサ１０１および２軸低Ｇセンサ１０２の故障検出を行う。
【００２１】
次に、通信１５３では、２軸高Ｇセンサ１０１および２軸低Ｇセンサ１０２での加速度検出値と、停止時診断部１５１の出力と走行時故障検出部１５２の出力を外部に送信する。
【００２２】
図２は、図１の停止時診断部１５１の実施例を示したものである。高Ｇ判定しきい値部２１１および低Ｇ判定しきい値部２１３は診断の判定しきい値を格納するレジスタである。センサ判定部２１２は、加速度センサの出力を診断する機能である。具体的な動作は図３で説明する。期待値部２１５は、走行時故障検出部１５２の故障検出機能の診断を実施するための検出期待値を格納するレジスタである。故障検出判定部２１６は、走行時故障検出部１５２の診断を行う機能である。具体的な動作は図４で説明する。停止時診断結果レジスタ２０２は２つのセンサ判定部２１２の出力および故障検出判定部２１６の出力を格納するレジスタである。高Ｇ診断電圧発生部２０３は、停止時診断部１５１の処理である加速度検出機能を診断する時に、強制的に振動子１２８をＸ軸方向に，振動子１２９をＹ軸方向に変位させるために電極１３１および１３３に一定の電圧を印加する機能である。低Ｇ診断電圧発生部２０４は、停止時診断１５１の処理を実行する時に、強制的に振動子１２１をＸ軸方向に，振動子１２２をＹ軸方向に変位させ、加速度検出機能を診断するために電極１２４および１２６に一定の電圧を印加する機能である。
【００２３】
図３は、図２のセンサ判定部２１２の実施例である。最初に診断電圧発生部２０３および２０４よりプラス側に振動子１２１、１２２、１２８、１２９を変位させる電圧を印加する。そして、振動子からの出力信号が、高Ｇ判定しきい値部２１１および低Ｇ判定しきい値部２１３に格納されているそれぞれのプラス側の判定しきい値内の場合は、センサ診断フラグとして“０”を出力する。また、判定しきい値内から外れている場合はセンサ診断フラグとして“１”を出力する。次に、診断電圧発生部２０３および２０４よりマイナス側に振動子１２１、１２２、１２８、１２９を変位させる電圧を印加する。そして、高Ｇ判定しきい値部２１１および低Ｇ判定しきい値部２１３に格納されているそれぞれのマイナス側の判定しきい値を用い、プラス側の診断と同じ処理を実行する。次に、以上で求めた診断フラグ値とセンサ判定部２１２から出力する信号値が同じ値か否かを判定する。
この処理は、センサ判定部２１２の回路部分の診断をするための機能である。
【００２４】
図４は、図２の走行時故障検出判定部２１６の実施例である。最初に、低Ｇ用診断電圧をOFF（0V）にする。次に、高Ｇ用診断電圧をプラス側にON（2.5V）にする。その状態で、高Gセンサ出力が低Ｇセンサ出力より大きいか否かを判定する。大きい場合は正常と判定し、診断フラグに“０”を設定する。それ以外の場合は異常と判定し、診断フラグに“１”を設定する。次に、高Ｇ用診断電圧をマイナス側にON（-2.5V）にする。その状態で、高Ｇセンサ出力が低Ｇセンサ出力より小さいか否かを判定する。小さい場合は正常と判定し、診断フラグに“０”を設定する。それ以外の場合は異常と判定し、診断フラグに“１”を設定する。次に、高Ｇ用診断電圧をOFF（0V）にする。次に、低G用診断電圧をプラス側にON（2.5V）にする。その状態で、低Gセンサ出力が高Gセンサ出力より大きいか否かを判定する。大きい場合は正常と判定し、診断フラグに“０”を設定する。それ以外の場合は異常と判定し、診断フラグに“１”を設定する。次に、低G用診断電圧をマイナス側にON（-2.5V）にする。その状態で、低Gセンサ出力が高Gセンサ出力より小さいか否かを判定する。小さい場合は正常と判定し、診断フラグに“０”を設定する。それ以外の場合は異常と判定し、診断フラグに“１”を設定する。
【００２５】
図５は、走行時故障検出部１５２の実施例である。走行時故障検出処理部３０１において、ローパスフィルタ３１１は変位の早い高Ｇセンサ出力の位相を、変位の遅い低Gセンサ出力に合わせるための機能である。次に、増幅部３１２は。加速度が生じた場合に、低Ｇセンサ出力値と高Ｇセンサ出力値を一致させるための機能である。減算部３１３は、高Ｇセンサ出力から低Ｇセンサ出力を減算する機能である。次に、故障検出部３１４は、減算部３１３の出力と低Ｇセンサ出力から、高Ｇセンサと低Ｇセンサの故障を検出する機能である。走行時故障検出結果レジスタ３０２は、高Ｇセンサと低ＧセンサのＸ方向とＹ方向の故障検出結果を格納するレジスタである。
【００２６】
図６は、停止時診断結果レジスタ２０２と走行時診断結果レジスタ３０２の出力格納例を示したものである。
【００２７】
図７は、図５の故障検出部３１４の実施例である。減算部３１３の出力の絶対値が検出許可の上限値（例えば低Ｇセンサの検出最大値）より小さく、検出許可の下限値（例えば低Ｇセンサの出力が“０”）より大きい場合は、次に続く故障検出処理３１４を実行する。それ以外は正常な検出値ではないと判定し、故障検出処理３１４を実行しない。次に、減算部３１２から出力される高Ｇと低Ｇの差分の絶対値が判定の上限値と下限値の間にある場合、故障なしと判定し、診断フラグは“０”とする。それ以外の場合は、故障ありと判定し、診断フラグは“１”とする。
【００２８】
図８は、図２の診断電圧発生部２０３および２０４の出力信号と加速度センサの出力例を示したものである。例えば、診断電圧が０Vの時、高Ｇセンサは“０G”を出力する。診断電圧が2.5Vの時、高Ｇセンサは“５０Ｇ”（49ｍ/s2）を出力する。診断電圧が-2.5Vの時、高Ｇセンサは“-５０Ｇ”（-49ｍ/s2）を出力するように調整されている。また、診断電圧が０Vの時、低Ｇセンサは“０G”を出力する。診断電圧が2.5Vの時、低Ｇセンサは“1Ｇ”（0.98ｍ/s2）を出力する。診断電圧が-2.5Vの時、低Ｇセンサは“-1Ｇ”（-0.98ｍ/s2）を出力するように調整されている。
【符号の説明】
【００２９】
１０１  ２軸高加速度センサ
１０２  ２軸低加速度センサ
１２１，１２２  高加速度検出用振動子
１２８，１２９  低加速度検出用振動子
１２３，１２４，１２５，１２６，１３０，１３１，１３２，１３３  固定電極
１１１，１１２，１３５，１３６  容量検出器
１３８，１４５，１４６，１４８，１４９  ＡＤ変換器
１３７  温度センサ
１４０  X方向高加速度特性補正部
１４１  Y方向高加速度特性補正部
１４２  X方向低加速度特性補正部
１４３  Y方向低加速度特性補正部
１５１  停止時診断部
１５２  走行時故障検出部
１５３  通信部
１５４  外部装置
２０１  停止時診断処理部
２０２  停止時診断結果レジスタ
２０３  高加速度診断電圧発生部
２０４  低加速度診断電圧発生部
２１１  高加速度判定しきい値部
２１２  センサ判定部
２１２  低加速度判定しきい値部
２１５  期待値設定部
２１６  故障検出判定部
３０１  走行時故障検出処理部
３０２  走行時故障検出結果レジスタ
３１１  ローパスフィルタ
３１２  増幅部
３１３  減算部
３１４  故障検出部
【図５】
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【図７】
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【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６】
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【図８】
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