(57)【要約】【課題】力学量（加速度、圧力等）が変化した際にセンサ信号を応答遅れなく出力でき、しかも、消費電力を低減可能な力学量検出装置を提供する。【解決手段】加速度に応じて変化するセンサ素子２の容量を、Ｃ−Ｖ変換部１８を有する前処理回路１０にてセンサ信号に変換し、そのセンサ信号を後処理回路３０にて増幅及びＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換されたセンサ信号を制御回路４０に入力してフィルタ処理し、そのフィルタ処理後のセンサ信号を、無線通信回路５０からエアバッグ制御装置へ無線送信する加速度検出装置において、Ｃ−Ｖ変換部１８から出力されるセンサ信号（衝突生波形）が所定のしきい値を越えたときに自動車が衝突する可能性があると判断して、後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０を起動させる起動制御部６４を設ける。【選択図】図１
2011099833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から加わる力学量を検出し、該力学量に応じたセンサ信号を発生する検出手段と、
前記検出手段からのセンサ信号を出力先に適した特性に信号処理する信号処理手段と、
を備え、前記信号処理後のセンサ信号を外部装置へ出力するよう構成された力学量検出装置において、
前記検出手段から出力されるセンサ信号が予め設定された閾値を越えて変化したか否かを判定し、前記センサ信号が前記閾値を越えて変化しないときには、前記信号処理手段の動作を停止させることにより、当該力学量検出装置の動作モードを省電力モードに設定し、前記センサ信号が前記閾値を越えて変化すると、前記信号処理手段を起動することにより、当該力学量検出装置の動作モードを通常モードに切り換える動作モード切換手段、
を備えたことを特徴とする力学量検出装置。
【請求項２】
外部から加わる力学量を検出し、該力学量に応じたセンサ信号を発生する検出手段と、
前記検出手段からのセンサ信号を出力先に適した特性に信号処理する信号処理手段と、
を備え、前記信号処理後のセンサ信号を外部装置へ出力するよう構成された力学量検出装置において、
前記検出手段に加わる力学量が予め設定された閾値を越えるとオン状態になる検出スイッチと、
前記検出スイッチが一定時間オフ状態であるとき、前記検出手段及び前記信号処理手段の動作を停止させることにより、当該力学量検出装置の動作モードを省電力モードに設定し、前記検出スイッチがオン状態になると、前記検出手段及び前記信号処理手段を起動することにより、当該力学量検出装置の動作モードを通常モードに切り換える動作モード切換手段と、
を備えたことを特徴とする力学量検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、力学量に応じて容量が変化するセンサ素子と、該センサ素子の容量をセンサ信号に変換する変換手段と、を備えた容量式センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の力学量検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、力学量として加速度又は圧力を検出する加速度センサ又は圧力センサであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の力学量検出装置。
【請求項５】
当該力学量検出装置は、前記外部装置とは別体で構成され、
前記信号処理手段により信号処理されたセンサ信号を前記外部装置へ送信する通信手段を備え、
前記動作モード切換手段は、前記省電力モードでは前記通信手段の動作を停止させ、前記通常モードでは前記通信手段を動作させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の力学量検出装置。
【請求項６】
前記動作モード切換手段は、当該力学量検出装置の動作モードを、前記省電力モードから前記通常モードへと定期的に切り換えることにより、前記信号処理手段により信号処理されたセンサ信号を、前記通信手段から定期的に送信させることを特徴とする請求項５に記載の力学量検出装置。
【請求項７】
前記検出手段が正常に動作しているか否かを診断する診断手段を備え、
前記通信手段からの定期送信の内容には、前記診断手段による診断結果が含まれることを特徴とする請求項６に記載の力学量検出装置。
【請求項８】
前記通信手段は、前記信号処理手段により信号処理されたセンサ信号を前記外部装置へ無線送信する無線通信手段であることを特徴とする請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の力学量検出装置。
【請求項９】
前記無線通信手段は、拡散符号を生成する符号生成手段を備え、該符号生成手段にて生成された拡散符号を用いて前記センサ信号を広帯域に拡散させて送信するスペクトラム拡散方式の無線通信手段であり、
前記符号生成手段は、前記動作モード切換手段による動作モードの切り換えに関わらず、常時動作して前記拡散符号を生成するよう構成されていることを特徴とする請求項８に記載の力学量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度、圧力等の力学量を検出する力学量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度や圧力等の力学量を検出する力学量検出装置としては、力学量に応じて容量が変化するセンサ素子を備え、このセンサ素子の容量をＣ−Ｖ変換回路にて電圧信号に変換し、センサ信号として出力するよう構成された容量式のものや、センサ素子として圧電素子を備えた圧電式のものなど、種々の方式のものが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。
【０００３】
また、この種の力学量検出装置は、例えば、自動車のエアバッグシステムにおいて、車両の衝突を検出するための加速度センサ（若しくは圧力センサ）として利用されている。
そして、エアバッグシステムにおいては、加速度センサからのセンサ信号が閾値を越えたときに、車両に衝突の危険があると判断して、マイクロコンピュータ等からなる制御装置を起動し、センサ信号が閾値を越えていない定常時には制御装置の動作を停止（スリープ）させることで、制御装置での消費電力を抑え、エアバッグシステムを省電力化することが提案されている（例えば、特許文献３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４８０１６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１０５７号公報
【特許文献３】特開２００４−２８４４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記エアバッグシステムのように、力学量検出装置からのセンサ信号を制御装置に入力する場合、センサ信号の信号レベルが制御装置の入力系のダイナミックレンジを越えると、センサ信号がそのダイナミックレンジの最大値でクランプされてしまい、センサ信号が大きいときに制御装置側で力学量を検知できず、車両の衝突等を正確に予測・判定することができないという問題がある。
【０００６】
また、この問題を解決するために、力学量検出装置から出力されるセンサ信号の最大値が制御装置の入力系のダイナミックレンジに対応するよう、センサ信号のダイナミックレンジを調整すると、制御装置側で力学量を精度よく検出したい領域でセンサ信号が小さくなり過ぎ、力学量の検出精度が低下するという問題がある。
【０００７】
このため、力学量検出装置には、通常、センサ素子を介して得られたセンサ信号を処理して、センサ信号のダイナミックレンジを制御装置の入力系のダイナミックレンジに整合させつつ、力学量の検出精度が要求される領域でセンサ信号を大きく変化させる信号処理回路（増幅回路、ローパスフィルタ等）が設けられている。
【０００８】
従って、この種の力学量検出装置を備えた制御システム（特に、力学量検出装置を複数備えた制御システム）においては、力学量検出装置で消費される電力量によって、システム全体の消費電力量が多くなり、制御システムの省電力化を図るには、制御装置による消費電力だけでなく、力学量検出装置による消費電力についても低減する必要がある。
【０００９】
しかし、力学量検出装置は、自動車等の検出対象物に加わる加速度や圧力等の力学量を検出してセンサ信号を出力するものであり、力学量が変化した際に応答遅れなくセンサ信号を出力する必要があるため、従来では、信号処理回路等の内部回路を常時動作させていた。
【００１０】
この結果、従来の力学量検出装置においては、信号処理回路等の内部回路での消費電力を充分低減することができず、力学量検出装置を備えた制御システムの省電力化の妨げになっていた。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、力学量（加速度、圧力等）が変化した際にセンサ信号を応答遅れなく出力でき、しかも、消費電力を低減可能な力学量検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の力学量検出装置においては、外部から加わる力学量を検出する検出手段が備えられ、信号処理手段が、検出手段からのセンサ信号を、出力先の外部装置に適した特性に信号処理する。
【００１３】
また、検出手段からのセンサ信号は、動作モード切換手段にも入力される。そして、動作モード切換手段は、その入力されたセンサ信号が予め設定された閾値を越えて変化したか否かを判定し、センサ信号が閾値を越えて変化しないとき（つまり定常時）には、信号処理手段の動作を停止させることにより、当該力学量検出装置の動作モードを省電力モードに設定し、センサ信号が閾値を越えて変化すると、信号処理手段を起動することにより、当該力学量検出装置の動作モードを通常モードに切り換える。
【００１４】
つまり、請求項１に記載の力学量検出装置においては、検出手段からのセンサ信号が閾値を越えて変化し、信号処理手段にてセンサ信号を信号処理して外部装置に出力する必要があるときに限って、信号処理手段を動作させる。
【００１５】
このため、請求項１に記載の力学量検出装置によれば、信号処理手段の動作（延いては信号処理手段での消費電力量）を必要最小限に抑えて、力学量検出装置単体で消費される電力量を抑制することができる。
【００１６】
また、検出手段からのセンサ信号が閾値を越えて変化したときには、信号処理手段にてセンサ信号を信号処理し、外部装置に出力することができるので、外部装置に対し、検出対象物に加わった力学量を、応答遅れなく通知することができる。
【００１７】
よって、上記エアバッグシステムのような制御システムにおいて、本発明の力学量検出装置を利用するようにすれば、力学量の検出遅れを生じることなく、制御システムの省電力化を図ることができるようになる。
【００１８】
次に、請求項２に記載の力学量検出装置においては、請求項１に記載のものと同様、外部から加わる力学量を検出する検出手段が備えられ、信号処理手段が、検出手段からのセンサ信号を、出力先に適した特性に信号処理する。
【００１９】
また、請求項２に記載の力学量検出装置には、センサ素子に加わる力学量が予め設定された閾値を越えるとオン状態になる検出スイッチと、動作モード切換手段とが備えられており、動作モード切換手段は、検出スイッチがオフ状態であるとき、検出手段及び信号処理手段の動作を停止させることにより、当該力学量検出装置の動作モードを省電力モードに設定し、検出スイッチがオン状態になると、検出手段及び信号処理手段を起動することにより、当該力学量検出装置の動作モードを通常モードに切り換える。
【００２０】
つまり、請求項２に記載の力学量検出装置においては、このセンサ素子とは別に、このセンサ素子に加わる力学量が予め設定された閾値を越えるとオン状態になる検出スイッチが設けられており、この検出スイッチが一定時間オフ状態であるときには、信号処理手段の動作だけでなく、検出手段の動作も停止させる。
【００２１】
このため、請求項２に記載の力学量検出装置によれば、検出手段及び信号処理手段の動作（延いては検出手段及び信号処理手段での消費電力量）を必要最小限に抑えて、力学量検出装置単体で消費される電力量を、請求項１に記載の装置よりも更に抑制することができる。
【００２２】
また、センサ素子に加わる力学量が予め設定された閾値を越えて検出スイッチがオン状態になったときには、検出手段及び信号処理手段を動作させて、信号処理手段から外部装置に信号処理後のセンサ信号を出力させることから、外部装置に対し、検出対象物に加わった力学量を、応答遅れなく通知することができる。
【００２３】
ここで、検出手段としては、加速度、角速度、圧力といった力学量を検出するのに使用されるセンサであれば、上述した容量式のものでも、圧力式のものでもよいが、特に、容量式のセンサを用いるようにすれば、省電力化の効果をより発揮することができる。
【００２４】
つまり、検出手段を容量式センサにて構成する場合、検出手段は、請求項３に記載のように、力学量に応じて容量が変化するセンサ素子と、このセンサ素子の容量をセンサ信号に変換する変換手段とから構成すればよく、圧電式等、他の方式のものに比べて、センサ信号を得るのに要する電力量を少なくすることができる。
【００２５】
例えば、圧電式のセンサでは、上記特許文献２に記載のように、センサ信号を得るために、圧電素子にてブリッジ回路を構成する必要があり、検出時にブリッジ回路で消費される電力量が多くなるが、容量式のセンサでは、容量をセンサ信号（電圧信号）に変換すればよいため、消費電力を抑えて、力学量検出装置の省電力化を図ることができる。
【００２６】
従って、力学量検出装置を省電力化するには、請求項３に記載のように、検出手段として、容量式センサを用いるとよいのである。
また、請求項４に記載のように、検出手段を、力学量として加速度又は圧力を検出する加速度センサ又は圧力センサにて構成すれば、これらを車両の衝突検出用センサとして多数用いる制御装置（例えば上述のエアバッグ制御装置）に利用することができるようになり、その制御装置全体の消費電力を低減できるようになる。
【００２７】
一方、本発明の力学量検出装置は、消費電力を少なくすることができることから、請求項５に記載のように、センサ信号を出力すべき外部装置とは別体で構成されていて、外部装置から電源供給を行うことができないような場合であっても、電池を内蔵させることにより、長期間使用することができるようになる。
【００２８】
なお、この場合、請求項５に記載のように、力学量検出装置には、信号処理手段により信号処理されたセンサ信号を外部装置へ送信する通信手段を設け、動作モード切換手段を、省電力モードでは通信手段の動作を停止させ、通常モードでは通信手段を動作させるように構成するとよい。つまり、このようにすれば、検出手段にて検出されたセンサ信号を、通信手段を介して外部装置に送信できる。
【００２９】
また、このようにセンサ信号を通信手段を介して外部装置に送信する場合、動作モード切換手段は、検出手段から出力されるセンサ信号が閾値を越えて変化したとき、若しくは、検出スイッチがオン状態であるときにだけ、当該力学量検出装置の動作モードを省電力モードから通常モードへと切り換えて、一定時間センサ信号を送信させるようにしてもよいが、当該力学量検出装置からセンサ信号が長期間送信されない場合、外部装置側では、その原因が、閾値を越える大きな力学量が検出手段に加わらないためであるのか、力学量検出装置の故障によるものなのかを判断することができない。
【００３０】
そこで、センサ信号を通信手段を介して外部装置に送信するようにした場合には、請求項６に記載のように、動作モード切換手段は、当該力学量検出装置の動作モードを、省電力モードから前記通常モードへと定期的に切り換えることにより、信号処理手段により信号処理されたセンサ信号を、通信手段から定期的に送信させるようにするとよい。
【００３１】
そして、このように動作モード切換手段を構成すれば、閾値を越える大きな力学量が検出手段に加わらない場合であっても、通信手段から外部装置には、センサ信号が定期的に送信されることになり、外部装置側では、その定期送信が途切れたときに、力学量検出装置の異常を検出して、力学量検出装置の修理等を行うことができるようになる。
【００３２】
よって、請求項６に記載の力学量検出装置によれば、この検出装置を用いたシステム全体の信頼性を向上することができる。
なお、請求項７に記載のように、力学量検出装置に、検出手段が正常に動作しているか否かを診断する診断手段が備えられている場合には、通信手段からの定期送信の内容に、その診断手段による診断結果を含めるようにするとよい。つまり、このようにすれば、外部装置に、検出手段の異常を速やかに通知することができる。
【００３３】
一方、請求項５〜７に記載の力学量検出装置において、通信手段は、信号線を介してセンサ信号を送信する有線方式の通信手段にて構成してもよいが、より好ましくは、請求項８に記載のように、センサ信号を外部装置へ無線送信する無線通信手段にて構成するとよい。
【００３４】
つまり、このようにすれば、力学量検出装置と外部装置とを信号線を介して接続する必要がなく、力学量検出装置を所望の位置に配置できるようになる。
また、このように、通信手段を無線通信手段にて構成する場合、無線通信手段には、従来から知られている各種通信方式のものを採用することができるが、例えば、自動車のように、周囲ノイズが多く、耐ノイズ性が要求される環境下で無線通信を行う必要がある場合には、請求項９に記載のように、スペクトラム拡散方式の無線通信手段を用いるようにするとよい。
【００３５】
また、スペクトラム拡散方式の無線通信手段には、センサ信号を広帯域に拡散させるための拡散符号を生成する符号生成手段が設けられるが、符号生成手段についても、センサ信号を外部装置に出力する必要があるときにだけ動作させるようにすると、センサ信号を無線送信する際に符号生成手段で生成される拡散符号と、外部装置側で受信信号からセンサ信号を復号するのに用いられる拡散符号との同期がずれて、外部装置側でセンサ信号を復号することができなくなることが考えられる。
【００３６】
そこで、請求項９に記載のように、無線通信手段として、スペクトラム拡散方式の無線通信手段を用いる場合には、無線通信手段に設けられる符号生成手段を、動作モード切換手段による動作モードの切り換えに関わらず常時動作して拡散符号を生成するよう構成するとよい。
【００３７】
つまり、このようにすれば、符号生成手段が生成する拡散符号と、無線通信手段からの送信電波を受信してセンサ信号を復号する外部装置側の受信装置にて生成される拡散符号とが同期するように、符号生成手段の動作タイミングを予め設定しておくことで、各拡散符号の同期がずれるのを防止し、受信装置側でセンサ信号を確実に復号させることが可能となる。
【００３８】
なお、この場合、受信装置側で拡散符号を生成する符号生成手段についても、常時動作させる必要があることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態の加速度検出装置全体の構成を表すブロック図である。
【図２】車両衝突時に生成されるセンサ信号と起動タイミングとの関係を表すタイムチャートである。
【図３】加速度検出装置の変形例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の力学量検出装置が適用された加速度検出装置全体の構成を表している。
本実施形態の加速度検出装置は、自動車の運転席や助手席に設けられたエアバッグを展開させるエアバッグ制御装置のサテライトセンサとして、自動車のフロント部分やピラーに配置されて、各設置位置で車体に加わる衝撃を検出するためのものであり、加速度に応じて容量が変化する容量式のセンサ素子２を備える。
【００４１】
センサ素子２は、櫛歯状の可動電極と、可動電極に対向配置されて可動電極との間に容量を形成する櫛歯状の２つの固定電極とからなり、外力が加わり可動電極が変位したときに可動電極と各固定電極との間の容量Ｃ１，Ｃ２が変化するよう構成された周知のものである（特許文献１等参照）。そして、センサ素子２には、上記各容量Ｃ１，Ｃ２の容量差（Ｃ１−Ｃ２）を検出し、その検出結果をセンサ信号として出力する前処理回路１０が接続されている。
【００４２】
前処理回路１０は、容量検出用の搬送波を発生する搬送波発生部１２と、センサ素子２の２つの固定電極に対し、搬送波発生部１２からの搬送波（電圧：０〜Ｖｃｃ）をそれぞれ逆位相で印加するバッファ１４、１６と、可変電極に接続されて上記容量差（Ｃ１−Ｃ２）に応じた電圧信号を発生するＣ−Ｖ変換部１８と、Ｃ−Ｖ変換部１８からの電圧信号をサンプルホールドして、センサ信号として出力するサンプルホールド部２０とから構成されている。
【００４３】
また、Ｃ−Ｖ変換部１８は、センサ素子２の可変電極が反転入力端子に接続され、非反転入力端子に基準電圧Ｖｒ（＝Ｖｃｃ／２）が印加された差動増幅回路２２と、差動増幅回路２２の反転入力端子と出力端子との間に設けられたコンデンサ２４（容量：Ｃｆ）と、コンデンサ２４に並列接続されたスイッチング素子２６とを備え、駆動回路（図示せず）がスイッチング素子２６を所定のタイミングで開閉することで、上記各容量Ｃ１，Ｃ２の容量差（Ｃ１−Ｃ２）に応じた電圧信号Ｖｏ（＝（Ｃ１−Ｃ２）・Ｖｃｃ／Ｃｆ）を発生する。
【００４４】
なお、前処理回路１０には、例えば１日に２回の割で周期的に起動して、センサ素子２の可変電極を変位させ、センサ信号が正常に変化するか否かを判定する自己診断部２２が設けられているが、この自己診断部２２については、本発明の主要部ではないので、詳細な説明は省略する。
【００４５】
次に、前処理回路１０のサンプルホールド部２０から出力されるセンサ信号は、後処理回路３０に入力され、後処理回路３０内の増幅回路３２にて増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３４にてデジタルデータに変換される。
【００４６】
なお、後処理回路３０には、後述の制御回路４０からの指令に従い増幅回路３２の増幅率（ゲイン）やＡ／Ｄ変換器３４のオフセット値を初期設定する調整部３６が設けられている。
【００４７】
また次に、後処理回路３０にてデジタルデータに変換されたセンサ信号は、マイクロコンピュータを中心に構成された制御回路４０に入力され、マイクロコンピュータがプログラムを実行することにより実現されるフィルタ処理部４２によりフィルタ処理された後、無線通信回路５０に出力される。
【００４８】
なお、このフィルタ処理部４２は、図２に示すように、後処理回路３０を介して入力される衝突生波形であるセンサ信号を、ベッセルフィルタからなるローパスフィルタにてフィルタ処理することで、無線通信回路５０から図示しないエアバッグ制御装置に無線送信するのに適したセンサ信号に変換（換言すれば平坦化）するものである。
【００４９】
また、制御回路４０を構成しているマイクロコンピュータは、センサ信号をフィルタ処理するフィルタ処理部４２として機能するだけでなく、後処理回路３０の調整部３６等を初期設定する初期設定処理や、前処理回路１０の自己診断部２８でセンサ素子２の異常が検出されたときに無線通信回路５０を介してその旨をエアバッグ制御装置に通知する異常通知処理等、フィルタ処理以外の制御処理を実行する制御処理部４４としても機能する。
【００５０】
次に、無線通信回路５０は、制御回路４０から出力された送信用のデジタルデータ（センサ信号等）を伝送用の搬送波に乗せる一次変調部５２と、拡散符号を生成する符号生成部５４と、符号生成部にて生成された拡散符号に対応して高周波信号（広帯域なランダム信号）を発生する周波数シンセサイザ５６と、一次変調部５２から出力される送信信号と周波数シンセサイザ５６から出力された高周波信号とを混合することで、送信信号のスペクトラムを広帯域に拡散させる周波数コンバータ５８とを備え、周波数コンバータ５８からの出力を、アンテナ４を介してエアバッグ制御装置に無線送信するように構成されている。
【００５１】
上記のように、本実施形態の加速度検出装置においては、加速度に応じて変化するセンサ素子２の容量（詳しくは容量差Ｃ１−Ｃ２）を、Ｃ−Ｖ変換部１８を有する前処理回路１０にてセンサ信号に変換し、そのセンサ信号を、後処理回路３０にて増幅及びＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換されたセンサ信号（デジタルデータ）を制御回路４０に入力して、制御回路４０のフィルタ処理部４２にてフィルタ処理し、そのフィルタ処理後のセンサ信号（デジタルデータ）を、無線通信回路５０からエアバッグ制御装置へとスペクトラム拡散方式で無線送信するようにされている。
【００５２】
このため、本実施形態の加速度検出装置は、エアバッグ制御装置に信号線を介して接続する必要がなく、加速度検出装置内に電池を内蔵して、上記各部にその内蔵電池から電源供給を行うようにすれば、加速度検出装置から信号線や電源線を引き出し配線することなくすことなく、加速度検出装置を所望の位置に設置することができる。
【００５３】
しかし、この場合、加速度検出装置には外部から電源供給を行うことができないことから、加速度検出装置を長期間動作させるには、上記各部で消費される電力量を少なくして、電池の消耗を抑える必要がある。
【００５４】
そこで、本実施形態の加速度検出装置においては、上記各回路１０、３０、４０、５０に動作用のクロック信号を供給する動作クロック発生回路６０内に起動制御部６４を設けて、前処理回路１０を除く各回路（つまり、後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０）へのクロック信号の供給・停止を切り換えるようにされている。
【００５５】
すなわち、動作クロック発生回路６０には、上記各回路１０、３０、４０、５０を動作させるためのクロック信号を発生するクロック発生部６２と、クロック発生部６２が発生したクロック信号を上記各回路１０、３０、４０、５０に分配するクロックディストリビュータ６６とが備えられている。
【００５６】
そして、起動制御部６４は、前処理回路１０のＣ−Ｖ変換部１８から出力されるセンサ信号（つまりセンサ素子２を介して得られる衝突生波形）を取り込み、図２（ｂ）に示すように、その取り込んだセンサ信号の電圧値が、予め設定されたしきい値（図では加速度：約１８Ｇに対応した電圧値）を越えたときに、自動車が衝突する可能性があると判断して、クロックディストリビュータ６６から後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０へクロック信号を供給させることにより、これら各回路２０、４０、５０を起動させる。
【００５７】
この結果、本実施形態の加速度検出装置は、Ｃ−Ｖ変換部１８から出力されるセンサ信号（衝突生波形）がしきい値に達するまでは、動作クロック発生回路６０と前処理回路１０だけが動作する省電力モードで動作し、センサ信号（衝突生波形）がしきい値に達すると、起動制御部６４により、加速度検出装置の動作モードが、加速度検出装置内の全回路が動作してセンサ信号の増幅・Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理、無線送信といった一連の処理を実行する、通常モードに切り換えられることになる。
【００５８】
よって、本実施形態の加速度検出装置によれば、後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０の動作（延いてはこれら各回路２０、４０、５０で消費される電力量）を必要最小限に抑えて、加速度検出装置を省電力化することができる。
【００５９】
従って、本実施形態の加速度検出装置によれば、加速度検出装置を内蔵電池で動作させるようにした場合には、その電池の消耗を抑えて、加速度検出装置の寿命を長くすることができ、車載バッテリから加速度検出装置に電源供給を行うようにした場合には、車載バッテリの消費電力量を抑えることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、フィルタ処理後のセンサ信号（図２に示す送信信号）ではなく、Ｃ−Ｖ変換部１８にて得られたセンサ信号（図２に示す衝突生波形）がしきい値を越えたときに、自動車が衝突する可能性があると判断して、上記各回路２０、４０、５０を起動するため、外部装置であるエアバッグ制御装置に対しては、エアバッグ展開判定用（つまり衝突判定用）のセンサ信号を応答遅れなく送信することができる。
【００６１】
よって、Ｃ−Ｖ変換部１８にて得られたセンサ信号（衝突生波形）がしきい値に達するまで上記各回路２０、４０、５０の動作を停止させることによって、エアバッグ制御の応答性が低下することはない。
【００６２】
なお、本実施形態では、クロックディストリビュータ６６から無線通信回路５０へのクロック信号の供給経路が、一次変調部５２、周波数シンセサイザ５６及び周波数コンバータ５８と、符号生成部５４とで、別経路になっており、クロックディストリビュータ６６から符号生成部５４には、起動制御部６４による動作モードの切り換えに関わらず、常時クロック信号が供給されて、符号生成部５４がそのクロック信号に同期して拡散符号を常時生成するようにされている。
【００６３】
これは、符号生成部５４での拡散符号の生成タイミングと、エアバッグ制御装置に設けられる受信装置側での拡散符号の生成タイミングとを同期させて、エアバッグ制御装置側でフィルタ処理後のセンサ信号（デジタルデータ）を正常に復号できるようにするためである。
【００６４】
また、起動制御部６４は、Ｃ−Ｖ変換部１８からのセンサ信号（衝突生波形）がしきい値を越えたと判断して、上記各回路２０、４０、５０を起動させると、その後は、センサ信号（衝突生波形）がしきい値以下の値に収束するまで、各回路２０、４０、５０の動作を継続させる。
【００６５】
そして、センサ信号（衝突生波形）がしきい値以下の値に一定時間収束すると、起動制御部６４は、クロックディストリビュータ６６から各回路２０、４０、５０へのクロック信号の出力を停止させて、各回路２０、４０、５０の動作を停止させることにより、加速度検出装置の動作モードを省電力モードに切り換える。
【００６６】
また、このように上記各回路２０、４０、５０が動作する通常モードでは、後処理回路３０から制御回路４０にセンサ信号（デジタルデータ）が周期的（例えば５００μｓ毎）に入力され、そのセンサ信号がフィルタ処理されて、エアバッグ制御装置に無線送信される。
【００６７】
また、起動制御部６４は、前処理回路１０の自己診断部２８でセンサ素子２の異常が検出されたときや、エアバッグ制御装置側で当該加速度検出装置の動作を監視させるために図示しないウォッチドッグタイマにて計時される一定周期（例えば１０分）が経過した時にも、上記各回路２０、４０、５０を一時的に動作させ、無線通信回路５０からエアバッグ制御装置に、センサ素子２の異常を表すデータ（自己診断結果）やフィルタ処理後のセンサ信号を無線送信させる。
【００６８】
なお、このように、起動制御部６４が上記各回路２０、４０、５０を定期的に動作させて、センサ信号を定期的に無線送信させるように構成しているのは、本実施形態の加速度検出装置が故障して、センサ信号を無線送信できなくなったときに、エアバッグ制御装置側で加速度検出装置の故障を検出して、加速度検出装置の修理等を速やかに行うことができるようにするためである。
【００６９】
ここで、本実施形態においては、前処理回路１０内のＣ−Ｖ変換部１８が、本発明の変換手段に相当し、このＣ−Ｖ変換部１８とセンサ素子２とで本発明の検出手段が実現されている。また、本実施形態では、後処理回路３０及び制御回路４０が、本発明の信号処理手段に相当し、無線通信回路５０が、本発明の無線通信手段に相当し、動作クロック発生回路６０内の起動制御部６４が、本発明の動作モード切換手段に相当し、無線通信回路５０内の符号生成部５４が、本発明の符号生成手段に相当し、自己診断部２８が、本発明の診断手段に相当する。
【００７０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、起動制御部６４は、Ｃ−Ｖ変換部１８から出力されるセンサ信号がしきい値を越えたときに自動車が衝突する可能性があると判断して、後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０を起動させるものとして説明したが、図３に示すように、容量式のセンサ素子２とは別に、センサ素子２にて検出される加速度がしきい値を越えると、錘の移動によって接点がオン状態となる加速度検出スイッチ（Ｇスイッチ）７０を設け、このＧスイッチ７０がオン状態となったときに、クロックディストリビュータ６６から、前処理回路１０、後処理回路２０、制御回路４０、及び、無線通信回路５０にクロック信号を供給させて、これら各回路１０、２０、４０、５０を起動させるように構成してもよい。
【００７１】
そして、このようにすれば、前処理回路１０についても、センサ素子２にて検出されたセンサ信号をエアバッグ制御装置に送信する必要があるときに限って動作させることができるので、加速度検出装置での消費電力量を、上記実施形態のものよりも更に低減することができる。
【００７２】
なお、加速度検出装置を図３に示すように構成した場合、前処理回路１０は、起動制御部６４の制御の下に起動されることになるので、上記実施形態と同様、前処理回路１０に自己診断部２８を設ける際には、起動制御部６４が、定期的に（例えば、１日に２回の割で）に前処理回路１０にクロック信号を入力して、前処理回路１０を起動し、その起動時には、自己診断部２８がセンサ素子２の動作を自己診断するように構成するとよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、加速度検出装置内の各回路の動作を停止させて、消費電力を低減する際、動作モード切換手段としての起動制御部６４は、動作を停止させる回路へのクロック信号（動作クロック）の供給を停止させるものとして説明したが、例えば、動作を停止させる回路への電源供給経路を遮断することにより、その回路の動作を停止させるようにしてもよい。
【００７４】
次に、上記実施形態では、エアバッグ制御装置のサテライトセンサとして利用される加速度検出装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、力学量検出用のセンサを備えた力学量検出装置であれば、例えば、圧力を検出する圧力検出装置であっても、或いは角速度を検出する角速度検出装置であっても適用することができる。また、力学量検出用のセンサは、容量式に限らず、上述した圧電式のセンサ等、他の検出方式のセンサであってもよい。
【００７５】
また、その用途についても、自動車の車体に加わる力学量を検出するものに限定されるものではなく、例えば、ディーゼルエンジンの排気系に設けられるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やエンジンの吸気系に設けられるエアクリーナ等でフィルタの目詰まりを検出するものであっても、或いは、工作機械やロボット等で装置各部に加わる力学量を検出するものであっても、上記実施形態と同様に適用することができる。
【００７６】
また更に、上記実施形態では、加速度検出装置には、スペクトラム拡散方式の無線通信回路５０が設けられ、フィルタ処理後のセンサ信号を、外部装置であるエアバッグ制御装置に無線送信するものとして説明したが、本発明の力学量検出装置には、無線通信回路を必ずしも設ける必要はなく、外部装置には、通信線を介してフィルタ処理後のセンサ信号を送信するようにしてもよい。
【００７７】
そして、この場合、力学量検出装置には、外部装置から電源供給を行うようにすればよいが、このようにしても、本発明の力学量検出装置は、従来のものに比べて消費電力を低減できることから、力学量検出装置と外部装置を含むシステム全体の省電力化を図ることができる。
【００７８】
また、上記実施形態では、信号処理手段としての後処理回路３０及び制御回路４０では、それぞれ、センサ信号を増幅処理及びフィルタ処理するものとして説明したが、これは、センサ信号を、外部装置であるエアバッグ制御装置側でセンサ信号を受信・復元して衝突判定を行うのに適した信号レベル及び特性に補正するためであり、信号処理手段は、検出対象となる力学量やセンサ信号を取り込む外部装置の仕様に応じて、回路構成を設定すればよい。
【００７９】
つまり、信号処理手段は、各種力学量センサにて得られるセンサ信号を、その出力先である外部装置に入力（送信）するのに適した特性に信号処理することができればよく、例えば、増幅処理、減衰処理、フィルタ処理、波形整形処理、…といった各種信号処理の一つを実行するよう構成しても、或いは、これらの信号処理を複数組み合わせて実行するよう構成してもよい。
【符号の説明】
【００８０】
２…センサ素子、４…アンテナ、１０…前処理回路、１２…搬送波発生部、１４，１６…バッファ、１８…Ｃ−Ｖ変換部、２０…サンプルホールド部、２０…後処理回路、２２…差動増幅回路、２２…自己診断部、２４…コンデンサ、２６…スイッチング素子、２８…自己診断部、３０…後処理回路、３２…増幅回路、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…調整部、４０…制御回路、４２…フィルタ処理部、４４…制御処理部、５０…無線通信回路、５２…一次変調部、５４…符号生成部、５６…周波数シンセサイザ、５８…周波数コンバータ、６０…動作クロック発生回路、６２…クロック発生部、６４…起動制御部、６６…クロックディストリビュータ、７０…Ｇスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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