(57)【要約】【課題】加速度センサの故障診断中にも継続して加速度を検知することができる加速度検知装置および加速度検知方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る加速度検知装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、第３のセンサと、診断部と、検知部とを備える。第１のセンサは、前後方向の加速度を検知して出力する。第２のセンサは、左右方向の加速度を検知して出力する。第３のセンサは、前後方向および左右方向以外の所定方向の加速度を検知して出力する。診断部は、第１のセンサ、第２のセンサ、および第３のセンサの故障診断を順次行う。検知部は、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。【選択図】図１
2019066281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向の加速度を検知して出力する第１のセンサと、
左右方向の加速度を検知して出力する第２のセンサと、
前後方向および左右方向以外の所定方向の加速度を検知して出力する第３のセンサと、
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、および前記第３のセンサの故障診断を順次行う診断部と、
故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する検知部と
を備えることを特徴とする加速度検知装置。
【請求項２】
前記検知部は、
前記第１のセンサの故障診断中に、前記第３のセンサの出力に基づいて前記前後方向の加速度を検知し、前記第２のセンサの出力に基づいて前記左右方向の加速度を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の加速度検知装置。
【請求項３】
前記検知部は、
前記第２のセンサの故障診断中に、前記第１のセンサの出力に基づいて前記前後方向の加速度を検知し、前記第３のセンサの出力に基づいて前記左右方向の加速度を検知する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加速度検知装置。
【請求項４】
前記第１のセンサの出力を信号処理する回路および前記第２のセンサの出力を信号処理する回路へ第１電源から電力を供給する第１給電経路と、
前記第３のセンサの出力を信号処理する回路へ第２電源から電力を供給し、前記第１給電経路から電気的に絶縁された第２給電経路と、
前記第１のセンサまたは前記第２のセンサの故障診断中に、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前記第１電源または前記第２電源の異常を判定する判定部と
をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の加速度検知装置。
【請求項５】
前記第１給電経路によって電力が供給される回路と、前記第２給電経路によって電力が供給される回路とのうち、一方の回路がセンサの出力をデジタル信号処理して前記検知部へ出力し、他方の回路がセンサの出力をアナログ信号処理して前記検知部へ出力し、
前記判定部は、
前記第１のセンサまたは前記第２のセンサの故障診断中に、センサの出力を信号処理する回路の異常判定を故障診断中でないセンサの出力の信号処理結果に基づいて行う
ことを特徴とする請求項４に記載の加速度検知装置。
【請求項６】
第１のセンサによって前後方向の加速度を検知して出力する工程と、
第２のセンサによって左右方向の加速度を検知して出力する工程と、
第３のセンサによって前後方向および左右方向以外の所定方向の加速度を検知して出力する工程と、
前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、および前記第３のセンサの故障診断を順次行う工程と、
故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前記前後方向および前記左右方向の加速度を検知する工程と
を含むことを特徴とする加速度検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、加速度検知装置および加速度検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に作用する前後方向および左右方向の加速度を検知する加速度センサを備えた加速度検知装置がある。また、かかる加速度検知装置として、所定のタイミングで加速度センサの故障を診断する自己診断機能を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７６２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、所定のタイミングで加速度センサの故障診断を行う加速度検知装置は、加速度センサの故障を診断している期間に、車両に作用する加速度を検知することができない。
【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、加速度センサの故障診断中にも継続して加速度を検知することができる加速度検知装置および加速度検知方法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】
【０００６】
実施形態の一態様に係る加速度検知装置は、第１のセンサと、第２のセンサと、第３のセンサと、診断部と、検知部とを備える。第１のセンサは、前後方向の加速度を検知して出力する。第２のセンサは、左右方向の加速度を検知して出力する。第３のセンサは、前後方向および左右方向以外の所定方向の加速度を検知して出力する。診断部は、前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、および前記第３のセンサの故障診断を順次行う。検知部は、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様に係る加速度検知装置および加速度検知方法は、加速度センサの故障診断中にも継続して加速度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る加速度検知装置の動作説明図である。
【図２】図２は、実施形態に係る加速度検知装置の構成の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施形態に係る第１のセンサの構造および加速度を検知する場合の動作を示す説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る第１のセンサの構造および故障診断が行われる場合の動作を示す説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係る第３のセンサの出力値を前後方向の加速度に換算した出力値に変換する方法の説明図である。
【図６】図６は、実施形態に係る第３のセンサの出力値を左右方向の加速度に換算した出力値に変換する方法の説明図である。
【図７】図７は、実施形態に係る診断部および検知部の動作タイミングを示す説明図である。
【図８】図８は、実施形態に係るマイコンが実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する加速度検知装置および加速度検知方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
ここでは、車両に搭載され、車両に作用する前後方向および左右方向の加速度を検知して車両のＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）へ出力する加速度検知装置を例に挙げて説明する。ＥＣＵは、例えば、加速度検知装置から入力される加速度が所定の閾値に達した場合に、エアバッグを展開させる。
【００１１】
なお、実施形態に係る加速度検知装置の搭載対象は、車両に限定されるものではない。また、実施形態に係る加速度検知装置の用途は、エアバッグの展開に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、実施形態に係る加速度検知装置１の動作説明図である。なお、図１には、実施形態に係る加速度検知方法の概要説明に必要な構成要件を選択的に図示している。加速度検知装置１の具体的な構成の一例については、図２を参照して後述する。
【００１３】
図１に示すように、加速度検知装置１は、Ｇセンサ２と、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン３」と記載する）とを備える。Ｇセンサ２は、車両に作用する加速度を検知してマイコン３へ出力するセンサ装置である。
【００１４】
ここで、一般にＧセンサは、例えば、車両の前後方向および左右方向の加速度を検知する場合、最低２つの加速度センサを備える必要がある。また、Ｇセンサは、出力がエアバッグを展開させるか否かの判定に使用される場合、加速度センサが故障していると、車両の衝突時にエアバッグが適切なタイミングで展開されない。
【００１５】
このため、加速度センサは、定期的な故障診断が必要である。このため、例えば、起動時に加速度センサの故障診断を行う加速度検知装置がある。しかし、起動時に加速度センサの故障診断を行う加速度検知装置は、故障診断後、車両の走行中に加速度センサが故障した場合、故障を検知することができず危険である。
【００１６】
このため、車両の走行中に所定周期で加速度センサの故障診断を行う加速度検知装置もある。しかし、車両の走行中に所定周期で加速度センサの故障診断を行う加速度検知装置は、加速度センサの故障診断中に加速度を検知することができない。
【００１７】
ＥＣＵは、例えば、車両が衝突した場合、衝突から１００ｍｓ程度の微小時間内に衝突を検知してエアバッグを展開させる必要があるため、たとえ短時間であっても車両の走行中に加速度が検知されない期間があるとエアバッグの展開に支障をきたす。
【００１８】
このため、加速度検知装置は、例えば、前後方向用に２つの加速度センサを備え、左右方向用に２つの加速度センサを備えることで冗長化し、故障診断中でない方の加速度センサを加速度の検知に使用することにより、常時加速度の検知を行うことが可能になる。ただし、加速度検知装置は、４つの加速度センサを備える場合、装置の占有面積が大きくなり小型化が困難となるだけでなく、コストも嵩む。
【００１９】
そこで、実施形態に係る加速度検知装置１のＧセンサ２は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３という３つの加速度センサを備えることによって、加速度センサの個数の増大を抑制しつつ、常時加速度の検知を行うことを可能とした。
【００２０】
これら第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）センサである。第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の構成および加速度を検知する場合の動作例については、図３を参照して後述する。
【００２１】
第１のセンサ２１は、車両に作用する前後方向の加速度を検知してマイコン３へ出力する。第２のセンサ２２は、車両に作用する左右方向の加速度を検知してマイコン３へ出力する。第３のセンサ２３は、車両に作用する前後方向および左右方向以外の所定方向（前後方向に対して水平面で所定角度θの斜め方向）の加速度を検知してマイコン３へ出力する。
【００２２】
また、マイコン３は、診断部３１と検知部３２とを備える。診断部３１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断を順次行う。診断部３１は、第１のセンサ２１へ所定のテスト信号を入力して、例えば、第１のセンサ２１を車両が前方から所定の衝撃を受けた場合と同様の動作状態にし、そのときの第１のセンサ２１の出力に基づいて第１のセンサ２１の故障診断を行う。
【００２３】
診断部３１は、第１のセンサ２１の故障診断が完了すると、第１のセンサ２１へのテスト信号の入力を終了する。続いて、診断部３１は、第２のセンサ２２へ所定のテスト信号を入力して、例えば、第２のセンサ２２を車両が横方向から所定の衝撃を受けた場合と同様の動作状態にし、そのときの第２のセンサ２２の出力に基づいて第１のセンサ２１の故障診断を行う。
【００２４】
その後、診断部３１は、第２のセンサ２２の故障診断が完了すると、第２のセンサ２２へのテスト信号の入力を終了する。続いて、診断部３１は、第３のセンサ２３へテスト信号を入力して、例えば、第３のセンサ２３を車両が前方または横方向から所定の衝撃を受けた場合と同様の動作状態にし、そのときの第３のセンサ２３の出力に基づいて第３のセンサ２３の故障診断を行う。
【００２５】
このように、診断部３１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３を一つずつ順番に故障診断する。なお、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断が行われる場合の動作については、図４を参照して後述する。
【００２６】
検知部３２は、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。例えば、図１に示すように、検知部３２は、第１のセンサ２１の故障診断が行われている期間に、第２のセンサ２２および第３のセンサ２３の出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。
【００２７】
このとき、検知部３２は、第２のセンサ２２の出力に基づいて左右方向の加速度を検知し、第３のセンサ２３の出力に基づいて前後方向の加速度を検知する。ここで、第３のセンサ２３は、前述したように、車両の前後方向に対して水平面で所定角度θの斜め方向の加速度を検知する。
【００２８】
したがって、第３のセンサ２３は、車両に前後方向の加速度が作用する場合にも加速度を検知するが、左右方向の加速度が作用する場合にも加速度を検知する。このため、検知部３２は、第３のセンサ２３の出力だけでは、前後方向の加速度か左右方向の加速度かを判定することはできない。
【００２９】
そこで、検知部３２は、第１のセンサ２１の故障診断中に、第２のセンサ２２および第３のセンサ２３の双方から加速度に応じた信号が入力される場合、左右方向の加速度が作用していると判定し、第２のセンサ２２の出力に基づいて左右方向の加速度を検知する。
【００３０】
また、検知部３２は、第１のセンサ２１の故障診断中に、第２のセンサ２２から加速度に応じた信号が入力されず、第３のセンサ２３から加速度に応じた信号が入力される場合、前後方向の加速度が作用していると判定する。
【００３１】
そして、検知部３２は、第３のセンサ２３の出力に基づいて、前後方向の加速度を検知する。このとき、第３のセンサ２３は、前後方向に対して水平面で所定角度θの斜め方向の加速度に応じた信号を検知部３２へ出力する。
【００３２】
つまり、第３のセンサ２３自体の出力は、そのままでは前後方向の加速度に応じた出力にはならない。そこで、検知部３２は、三角関数を使用し、第３のセンサ２３の出力から前後方向の加速度を導出して前後方向の加速度を検知する。
【００３３】
これにより、検知部３２は、第１のセンサ２１の故障診断中に、故障診断中でない第２のセンサ２２および第３のセンサ２３の出力に基づいて、前後方向および左右方向の加速度を検知することができる。
【００３４】
同様の方法により、検知部３２は、第２のセンサ２２の故障診断中に、第１のセンサ２１の出力に基づいて前後方向の加速度を検知し、第３のセンサ２３の出力に基づいて左右方向の加速度を検知する。
【００３５】
これにより、検知部３２は、第２のセンサ２２の故障診断中に、故障診断中でない第１のセンサ２１および第３のセンサ２３の出力に基づいて、前後方向および左右方向の加速度を検知することができる。
【００３６】
なお、検知部３２は、第３のセンサ２３の故障診断中には、第１のセンサ２１の出力に基づいて前後方向の加速度を検知し、第２のセンサ２２の出力に基づいて左右方向の加速度を検知する。
【００３７】
このように、加速度検知装置１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断を順次行い、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。
【００３８】
これにより、加速度検知装置１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３のうちの一つが故障診断中の期間にも継続して常時前後方向および左右方向の加速度を検知することができる。
【００３９】
次に、図２を参照し、実施形態に係る加速度検知装置１の構成の一例について説明する。図２は、実施形態に係る加速度検知装置１の構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、加速度検知装置１は、Ｇセンサ２と、マイコン３とを備える。
【００４０】
Ｇセンサ２は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、第３のセンサ２３、第１処理部４、および第２処理部５を備える。ここで、図３および図４を参照し、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の構造および動作について説明する。
【００４１】
なお、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の機能については、既に説明したため、ここでは、その説明を省略する。また、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３は、配置される向きが異なるだけであり、構造および動作は同様であるため、ここでは、第１のセンサ２１の構造および動作について説明する。
【００４２】
図３は、実施形態に係る第１のセンサ２１の構造および加速度を検知する場合の動作を示す説明図である。図４は、実施形態に係る第１のセンサ２１の構造および故障診断が行われる場合の動作を示す説明図である。
【００４３】
図３に示すように、第１のセンサ２１は、車両の前後方向に並べて平行に対向配置される一対の固定電極８１，８２と、固定電極８１，８２の間に、固定電極８１，８２と平行に設けられる可動電極８３とを備える。
【００４４】
かかる第１のセンサ２１は、加速度を検知する場合に、固定電極８１，８２間に所定の電圧が印加される。そして、第１のセンサ２１は、車両に前後方向の加速度が作用すると、加速度の発生に伴う慣性力によって可動電極８３が前後方向へ移動する。
【００４５】
例えば、第１のセンサ２１は、車両が前方から衝撃を受ける場合、慣性力によって可動電極８３が前方へ移動する。第１のセンサ２１は、このように可動電極８３が前方へ移動する場合、固定電極８１と可動電極８３とによって形成されるコンデンサの静電容量、および可動電極８３と固定電極８２によって形成されるコンデンサの静電容量が変化する。
【００４６】
これに伴い、可動電極８３の電圧が加速度（衝撃）の大きさに応じて変動する。したがって、第１のセンサ２１は、可動電極８３の電圧を前後方向の加速度の大きさに応じた信号Ｓ１として出力することができる。
【００４７】
なお、第２のセンサ２２は、固定電極８１，８２、および可動電極８３が車両の左右方向（第１のセンサ２１の固定電極８１，８２、および可動電極８３の配列方向と直交する方向）に配列される。これにより、第２のセンサ２２は、可動電極８３の電圧を左右方向の加速度の大きさに応じた信号Ｓ１として出力することができる。
【００４８】
また、第３のセンサ２３は、固定電極８１，８２、および可動電極８３が車両の前後方向に対して水平面で所定角度θの斜め方向に配列される。これにより、第３のセンサ２３は、可動電極８３の電圧を前後方向に対して所定角度θの斜め方向の加速度の大きさに応じた信号Ｓ１として出力することができる。
【００４９】
また、図４に示すように、第１のセンサ２１は、故障診断が行われる場合、固定電極８１，８２間に、加速度を検知する場合に印加される所定の電圧に加えて、後述するセルフテスト入力部４６（図２参照）からテスト信号の電圧が印加される。なお、図４では、電池記号によってテスト信号の電圧印加を示している。
【００５０】
第１のセンサ２１は、例えば、前方側の固定電極８１に正のテスト信号の電圧が印加される場合、静電引力によって可動電極８３が後方側の固定電極８２の方向へ移動する。また、第１のセンサ２１は、例えば、前方側の固定電極８１に負のテスト信号の電圧が印加される場合、静電引力によって可動電極８３が前方側の固定電極８１の方向へ移動する。
【００５１】
このように、第１のセンサ２１は、テスト信号の電圧が印加されることにより、前方または後方から所定の衝撃を受けた場合と同様の状態になる。そして、固定電極８１と可動電極８３とによって形成されるコンデンサの静電容量、および可動電極８３と固定電極８２とによって形成されるコンデンサの静電容量が変化する。これに伴い、可動電極８３の電圧がテスト信号の電圧の変化に応じて変動する。
【００５２】
ただし、第１のセンサ２１は、このとき、可動電極８３が固定電極８１，８２に貼り付いたまま固着する貼り付き故障を起こしていた場合、可動電極８３の電圧が変動しない。したがって、第１のセンサ２１は、可動電極８３から出力する電圧信号Ｓ２がテスト信号の電圧印加に伴って変動する場合に正常と診断され、信号の電圧が印加されても電圧信号Ｓ２が変動しない場合に故障と診断される。
【００５３】
図２へ戻り、第１処理部４は、ＡＤ変換部４１，４２、信号処理部４３，４４、デジタル通信ＩＦ４５、およびセルフテスト入力部４６，４７を備える。ＡＤ変換部４１は、第１のセンサ２１のアナログの出力をデジタルの出力に変換して信号処理部４３へ出力する回路である。
【００５４】
信号処理部４３は、ＡＤ変換部４１から入力されるデジタルの出力からノイズ等を除去するフィルタ処理、および補正処理などの信号処理を行ってデジタル通信ＩＦ４５へ出力する回路である。セルフテスト入力部４６は、第１のセンサ２１の故障診断が行われる場合に、第１のセンサ２１へテスト信号を入力する回路である。
【００５５】
また、ＡＤ変換部４２は、第２のセンサ２２のアナログの出力をデジタルの出力に変換して信号処理部４４へ出力する回路である。信号処理部４４は、ＡＤ変換部４２から入力されるデジタルの出力からノイズ等を除去するフィルタ処理、および補正処理などの信号処理を行ってデジタル通信ＩＦ４５へ出力する回路である。
【００５６】
セルフテスト入力部４７は、第２のセンサ２２の故障診断が行われる場合に、第２のセンサ２２へテスト信号を入力する回路である。デジタル通信ＩＦ４５は、信号処理部４３，４４から入力される信号処理後のデジタルの出力をマイコン３へ出力する通信インターフェースである。
【００５７】
かかる第１処理部４は、第１電源６１から第１給電経路６２を介して供給される電力によって動作する。なお、第１電源６１は、例えば、車載バッテリに接続され、車載バッテリの電圧を第１処理部４の動作電圧まで降圧して第１処理部４へ出力するレギュレータである。
【００５８】
また、第２処理部５は、信号処理部５１、アナログ通信ＩＦ５２、およびセルフテスト入力部５３を備える。信号処理部５１は、第３のセンサ２３から入力されるアナログの出力からノイズ等を除去するフィルタ処理、および補正処理などの信号処理を行ってアナログ通信ＩＦ５２へ出力する回路である。
【００５９】
アナログ通信ＩＦ５２は、信号処理部５１から入力されるアナログの出力をマイコン３へ出力する通信インターフェースである。セルフテスト入力部５３は、第３のセンサ２３の故障診断が行われる場合に、第３のセンサ２３へテスト信号を入力する回路である。
【００６０】
かかる第２処理部５は、第２電源７１から第２給電経路７２を介して供給される電力によって動作する。なお、第２電源７１は、例えば、車載バッテリに接続され、車載バッテリの電圧を第２処理部５の動作電圧まで降圧して第２処理部５へ出力するレギュレータである。第１給電経路６２と第２給電経路７２とは、電気的に絶縁されている。また、第１処理部４と第２処理部５とは、電気的に絶縁されている。
【００６１】
マイコン３は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
【００６２】
かかるマイコン３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより機能する診断部３１、検知部３２、および判定部３３を備える。
【００６３】
なお、マイコン３が備える診断部３１、検知部３２、および判定部３３は、それぞれ一部または全部がＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成されてもよい。
【００６４】
診断部３１は、前述したように、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断を順次周期的に行う。かかる診断部３１は、例えば、第１のセンサ２１の故障診断を行う場合、まず、テスト信号が入力された第１のセンサ２１の出力を第１処理部４から取得する。
【００６５】
そして、診断部３１は、取得した第１のセンサ２１の出力値から、故障診断時に第１のセンサ２１が正常であれば出力するはずの予測出力値を減算した値の絶対値が所定の閾値以下の場合に、第１のセンサ２１および第１処理部４を正常と診断する。
【００６６】
また、診断部３１は、取得した第１のセンサ２１の出力値から、第１のセンサ２１の予測出力値を減算した値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、第１のセンサ２１または第１処理部４の故障と診断する。
【００６７】
また、診断部３１は、第２のセンサ２２の故障診断を行う場合、まず、テスト信号が入力された第２のセンサ２２の出力を第１処理部４から取得する。そして、診断部３１は、取得した第２のセンサ２２の出力値から、第２のセンサ２２が正常であれば出力するはずの予測出力値を減算した値の絶対値が所定の閾値以下の場合に、第２のセンサ２２および第１処理部４を正常と診断する。
【００６８】
また、診断部３１は、取得した第２のセンサ２２の出力値から、第２のセンサ２２の予測出力値を減算した値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、第２のセンサ２２または第１処理部４の故障と診断する。
【００６９】
また、診断部３１は、第３のセンサ２３の故障診断を行う場合、まず、テスト信号が入力された第３のセンサ２３の出力を第２処理部５から取得する。その後、診断部３１は、取得した出力値を前後方向の加速度に換算した出力値と、左右方向の加速度に換算した出力値とに変換する。
【００７０】
ここで、図５および図６を参照し、実施形態に係る診断部３１が第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値と、左右方向の加速度に換算した出力値とに変換する方法について説明する。
【００７１】
図５は、実施形態に係る第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値に変換する方法の説明図である。図６は、実施形態に係る第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値に変換する方法の説明図である。
【００７２】
ここでは、車両の前方向を０°とし、車両の右横方向を９０°とし、車両の左横方向を２７０°とし、第３のセンサ２３の可動電極８３が０°に対して水平面で角度θ回転した斜め方向の加速度を検知する向きに配置される場合について説明する。
【００７３】
かかる場合、例えば、車両が前方から衝撃を受けると、可動電極８３には、図５に白抜き矢印で示すように、１８０°から−０°へ向かう方向の慣性力が作用するが、可動電極８３は角度１８０°＋θから角度θへ向かう方向（可動方向）にしか可動しない。
【００７４】
このため、慣性力は、可動電極８３の可動方向と、可動方向に対して直交する方向とに分散される。これにより、可動電極８３は、慣性力の可動方向成分の力Ｆを受けて力Ｆａの方向へ移動する。しかし、実際には、可動電極８３に、１８０°から０°へ向かう大きさＦａ／ｃｏｓ（θ）の力が作用している。
【００７５】
そこで、診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値にｃｏｓ（θ）の逆数を乗算する。これにより、診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値に変換することができる。
【００７６】
また、診断部３１は、例えば、車両が右横方向から衝撃を受けると、可動電極８３には、図６に白抜き矢印で示すように、９０°から２７０°へ向かう方向の慣性力が作用するが、可動電極８３は角度θから１８０°＋θへ向かう方向（可動方向）にしか可動しない。
【００７７】
このため、慣性力は、可動電極８３の可動方向と、可動方向に対して直交する方向とに分散される。これにより、可動電極８３は、慣性力の可動方向成分の力Ｆを受けて力Ｆｂの方向へ移動する。しかし、実際には、可動電極８３に、９０°から２７０°へ向かう大きさＦｂ／ｓｉｎ（θ）の力が作用している。
【００７８】
そこで、診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値にｓｉｎ（θ）の逆数を乗算する。これにより、診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値に変換することができる。
【００７９】
診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した値から、第３のセンサ２３が正常であれば出力するはずの予測出力値を前後方向の加速度に換算した値を減算した値の絶対値が所定の閾値以下の場合に、第３のセンサ２３および第２処理部５を正常と診断する。
【００８０】
また、診断部３１は、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した値から、第３のセンサ２３の予測出力値を前後方向の加速度に換算した値を減算した値の絶対値が所定の閾値より大きい場合に、第３のセンサ２３または第２処理部５の故障と診断する。
【００８１】
診断部３１は、かかる第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断を順次繰り返し行い、故障診断の結果をＥＣＵへ出力する。ＥＣＵは、診断部３１から第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３のうち、いずれかのセンサが故障したことを示す診断結果が入力される場合に、車両の運転者へその旨を報知して警告する。
【００８２】
また、検知部３２は、第１処理部４を介して入力される第１のセンサ２１および第２のセンサ２２の出力と、第２処理部５を介して入力される第３のセンサ２３の出力とに基づいて車両に作用する加速度を検知し、検知結果をＥＣＵへ出力する。ＥＣＵは、検知部３２から入力される加速度の検知結果が閾値に達した場合に、エアバッグを展開させる。
【００８３】
ここで、図７を参照し、検知部３２が加速度検知に使用するセンサの切替タイミングと、診断部３１が故障診断を行うセンサの切替タイミングの関係について説明する。図７は、実施形態に係る診断部３１および検知部３２の動作タイミングを示す説明図である。
【００８４】
図７に示すように、例えば、時刻ｔ１に加速度検知装置１が起動されると、時刻ｔ１からｔ２の間に、第１のセンサ２１へテスト信号が入力され、診断部３１は、時刻ｔ１からｔ２の間に第１のセンサ２１の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する。
【００８５】
そして、検知部３２は、第１のセンサ２１が故障診断中の時刻ｔ１からｔ２の間、第３のセンサ２３によって前後方向の加速度を検知し、第２のセンサ２２によって左右方向の加速度を検知して、検知結果をＥＣＵへ出力する。
【００８６】
その後、加速度検知装置１では、時刻ｔ２からｔ３の間に、第２のセンサ２２へテスト信号が入力され、診断部３１は、時刻ｔ２からｔ３の間に第２のセンサ２２の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する。
【００８７】
そして、検知部３２は、第２のセンサ２２が故障診断中の時刻ｔ２からｔ３の間、第１のセンサ２１によって前後方向の加速度を検知し、第３のセンサ２３によって左右方向の加速度を検知して、検知結果をＥＣＵへ出力する。
【００８８】
続いて、加速度検知装置１では、時刻ｔ３からｔ４の間に、第３のセンサ２３へテスト信号が入力され、診断部３１は、時刻ｔ３からｔ４の間に第３のセンサ２３の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する。
【００８９】
そして、検知部３２は、第３のセンサ２３が故障診断中の時刻ｔ３からｔ４の間、第１のセンサ２１によって前後方向の加速度を検知し、第２のセンサ２２によって左右方向の加速度を検知して、検知結果をＥＣＵへ出力する。
【００９０】
以後、診断部３１および検知部３２は、時刻ｔ１からｔ４までの期間と同様の動作を行う。これにより、加速度検知装置１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３のうち、いずれか一つのセンサを常時故障診断しながら、継続的に前後方向および左右方向の加速度を検知することができる。
【００９１】
図２へ戻り、判定部３３は、第１のセンサ２１または第２のセンサ２２の故障診断中に、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて、例えば、スパイクノイズ混入等の第１電源６１または第２電源７１の異常を判定する。
【００９２】
例えば、判定部３３は、第１のセンサ２１の故障診断中に、加速度を検知中の第２のセンサ２２および第３のセンサ２３の出力に基づいて、第１電源６１または第２電源７１の異常を判定する。
【００９３】
このとき、第２のセンサ２２は、左右方向の加速度を検知している。また、第３のセンサ２３は、前後方向の加速度を検知するセンサとして機能している。ただし、第３のセンサ２３は、前述したように、左右方向の加速度が作用する場合にも加速度を検知する。また、前述したように、第１給電経路６２と第２給電経路７２とは絶縁されており、第１処理部４と第２処理部５とも絶縁されている。
【００９４】
このため、第１のセンサ２１の故障診断中に、例えば、左右方向の加速度が発生すると、Ｇセンサ２が故障していなければ、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とは同一になるはずである。
【００９５】
しかし、例えば、第１電源６１または第２電源７１に異常がある場合、かかる異常に起因して、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とが同一とはならない。
【００９６】
そこで、判定部３３は、第１のセンサ２１の故障診断中に、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とが同一とはならない場合、第１電源６１または第２電源７１に異常があると判定することができる。
【００９７】
同様に、判定部３３は、第２のセンサ２２の故障診断中に、第１のセンサ２１および第３のセンサ２３の出力に基づいて第１電源６１または第２電源７１の異常を判定することができる。
【００９８】
また、判定部３３は、第１のセンサ２１または第２のセンサ２２の故障診断中に、センサの出力を信号処理する回路の異常判定を故障診断中でないセンサの出力の信号処理結果に基づいて行う。
【００９９】
例えば、判定部３３は、第１のセンサ２１の故障診断中に、第２のセンサ２２の出力の信号処理結果と、第３のセンサ２３の信号処理結果とに基づいて、第１処理部４の異常判定を行う。
【０１００】
具体的には、第１のセンサ２１の故障診断中に、例えば、左右方向の加速度が発生すると、第１処理部４が故障していなければ、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とは同一になるはずである。
【０１０１】
ここで、仮に、第１処理部４および第２処理部５がデジタルの信号処理を行う場合、第１処理部４および第２処理部５が同一の処理不良（例えば、同一のデジタル化け）を起こすことがある。
【０１０２】
かかる場合、第１処理部４および第２処理部５が処理不良を起こしていても、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とが同一になるので、第１処理部４および第２処理部５の異常が検知されない。
【０１０３】
そこで、本実施形態では、第１処理部４が第１のセンサ２１および第２のセンサ２２のアナログの出力をデジタルの出力に変換して信号処理を行い、第２処理部５が第３のセンサ２３のアナログの出力をアナログ信号のまま信号処理する構成としている。
【０１０４】
これにより、第１のセンサ２１の故障診断中に左右方向の加速度が発生すると、第１処理部４がデジタル信号処理で処理不良を起こした場合、第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とは同一にならない。
【０１０５】
このため、判定部３３は、第１のセンサ２１の故障診断中に第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とが同一にならない場合に、第１処理部４を異常と判定することができる。
【０１０６】
また、判定部３３は、第１のセンサ２１の故障診断中に第２のセンサ２２の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値とが同一になる場合に、第１処理部４を正常と判定することができる。
【０１０７】
同様に、判定部３３は、第２のセンサ２２の故障診断中に第１のセンサ２１の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値とが同一にならない場合に、第１処理部４を異常と判定することができる。
【０１０８】
また、判定部３３は、第２のセンサ２２の故障診断中に第１のセンサ２１の出力値と、第３のセンサ２３の出力値を前後方向の加速度に換算した出力値とが同一になる場合に、第１処理部４を正常と判定することができる。
【０１０９】
次に、図８を参照し、実施形態に係るマイコン３が実行する処理について説明する。図８は、実施形態に係るマイコン３が実行する処理を示すフローチャートである。マイコン３は、車両のイグニッションスイッチがＯＮにされてからＯＦＦにされるまでの間、図８に示す処理を繰り返し実行する。
【０１１０】
具体的には、図８に示すように、イグニッションスイッチがＯＮにされると、診断部３１は、まず、第１のセンサ２１の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０１）。
【０１１１】
続いて、判定部３３は、第２のセンサ２２および第３のセンサ２３の出力に基づいて、出力を信号処理する回路および電源の異常判定を行い、判定結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０２）。なお、判定部３３は、かかるステップＳ１０２の処理をステップＳ１０１の処理と並行して行ってもよい。
【０１１２】
この間、検知部３２は、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２の処理と並行し、第３のセンサ２３の出力に基づき前後方向の加速度を検知し、第２のセンサ２２の出力に基づき左右方向の加速度を検知し、検知結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０３）。
【０１１３】
その後、診断部３１は、第２のセンサ２２の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０４）。続いて、判定部３３は、第１のセンサ２１および第３のセンサ２３の出力に基づいて、出力を信号処理する回路および電源の異常判定を行い、判定結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０５）。
【０１１４】
なお、判定部３３は、かかるステップＳ１０５の処理をステップＳ１０４の処理と並行して行ってもよい。この間、検知部３２は、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理と並行し、第１のセンサ２１の出力に基づき前後方向の加速度を検知し、第３のセンサ２３の出力に基づき左右方向の加速度を検知し、検知結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０６）。
【０１１５】
その後、診断部３１は、第３のセンサ２３の故障診断を行い、診断結果をＥＣＵへ出力する（ステップＳ１０７）。この間、検知部３２は、ステップＳ１０７の処理と並行し、第１のセンサ２１の出力に基づき前後方向の加速度を検知し、第２のセンサ２２の出力に基づき左右方向の加速度を検知し、検知結果をＥＣＵへ出力し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【０１１６】
上述したように、実施形態に係る加速度検知装置１は、第１のセンサ２１と、第２のセンサ２２と、第３のセンサ２３と、診断部３１と、検知部３２とを備える。第１のセンサ２１は、前後方向の加速度を検知して出力する。第２のセンサ２２は、左右方向の加速度を検知して出力する。第３のセンサ２３は、前後方向および左右方向以外の所定方向の加速度を検知して出力する。
【０１１７】
診断部３１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３の故障診断を順次行う。検知部３２は、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて前後方向および左右方向の加速度を検知する。これにより、加速度検知装置１は、第１のセンサ２１、第２のセンサ２２、および第３のセンサ２３のいずれかを故障診断中にも継続して前後方向および左右方向の加速度を検知することができる。
【０１１８】
なお、上述した実施形態では、第１のセンサ２１の可動電極８３が０°を前方とした前後方向に移動可能であり、第２のセンサ２２の可動電極８３が９０°を右、２７０°を左とした左右方向に移動可能な場合について説明したが、これは一例である。
【０１１９】
第１のセンサ２１の可動電極８３と、第２のセンサ２２の可動電極８３とは、同一方向でなければ、任意の方向へ移動可能な向きに配置されてもよい。かかる場合、検知部３２は、第１のセンサ２１の出力値を前後方向の加速度に換算した出力に変換することで、前後方向の加速度を検知することができる。また、検知部３２は、第２のセンサ２２の出力値を左右方向の加速度に換算した出力値に変換することによって、左右方向の加速度を検知することができる。
【０１２０】
また、上述した実施形態では、第１処理部４がデジタル信号処理を行い、第２処理部５がアナログ信号処理を行う場合について説明したが、第１処理部４がアナログ信号処理を行い、第２処理部５がデジタル信号処理を行う構成であってもよい。かかる場合、判定部３３は、第１のセンサ２１または第２のセンサ２２の故障診断中に、故障診断中でない２つのセンサの出力に基づいて第２処理部５の処理不良を判定することができる。
【０１２１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  加速度検知装置
２  Ｇセンサ
３  マイコン
４  第１処理部
５  第２処理部
２１  第１のセンサ
２２  第２のセンサ
２３  第３のセンサ
３１  診断部
３２  検知部
３３  判定部
４１，４２  ＡＤ変換部
４３，４４，５１  信号処理部
４６，４７，５３  セルフテスト入力部
６１  第１電源
６２  第１給電経路
７１  第２電源
７２  第２給電経路
８１，８２  固定電極
８３  可動電極
４５  デジタル通信ＩＦ
５２  アナログ通信ＩＦ
【図１】
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【図２】
2019066281.tif 000004
【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】
2019066281.tif 000009
【図８】
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