(57)【要約】【課題】センサ側の回路の実装面積が増えることによる装置の大型化を回避し、また、コントローラがハイパスフィルタを有している場合でも、センサの異常を正確に判定することができるセンサ動作検出装置、センサ動作検出システム及びセンサ動作検出方法を提供する。【解決手段】加速度センサモジュール５に入力されるテスト信号をパルス信号とすることにより、加速度センサモジュール５がその応答信号として短いパルス状のセンサ出力信号を発生することができる。ハイパスフィルタ７２はそれに対応して時間変化の比較的大きい信号を短時間で発生することができるので、例えばセンサ出力信号の時間変化が少なくかつその時間が長い場合に比べ、この信号電圧の閾値判定が容易となる。すなわち、このセンサ動作検出システム１００では、センサ側の回路の実装面積を増やすことがなく、装置の大型化を回避でき、加速度センサモジュール５の欠陥を正確に判定することができる。【選択図】図１
2013137275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサモジュールにパルス信号を出力する出力部と、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号が入力されるハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する演算部と
を具備するセンサ動作検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ動作検出装置であって、
前記演算部は、前記ハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下がり時刻の間の中央の時刻での前記電圧を前記閾値と比較する
センサ動作検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサ動作検出装置であって、
前記センサ出力信号のレベルをシフトするレベルシフト部をさらに具備し、
前記演算部は、レベルシフト部から出力された信号の電圧を前記閾値と比較する
センサ動作検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のセンサ動作検出装置であって、
前記演算部は、
前記ハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における、前記立ち上がり時刻から所定時間経過後の前記ハイパス出力信号の第１の電圧と、前記立ち下がり時刻から前記所定時間経過後の前記ハイパス出力信号の第２の電圧との差分を算出し、
前記パルス信号の前記センサモジュールへの入力により得られるべき前記ハイパス出力信号の電圧と、前記算出された差分とに基づく演算により、前記センサモジュールのゲインを調整する
センサ動作検出装置。
【請求項５】
センサモジュールと、
前記センサモジュールに電気的に接続されたコントローラとを具備し、
前記コントローラは、
前記センサモジュールにパルス信号を出力する出力部と、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号が入力されるハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する演算部とを有する
センサ動作検出システム。
【請求項６】
センサモジュールに電気的に接続されたコントローラによるセンサ動作検出方法であって、
前記センサモジュールにパルス信号を出力し、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号を、前記コントローラが有するハイパスフィルタに入力し、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する
センサ動作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサの動作を検出するセンサ動作検出装置、センサ動作検出システム及びセンサ動作検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の半導体加速度センサの故障検出回路は、半導体加速度センサに設けられた梁部が破損した場合、そのセンサの加速度信号の出力をグランドに落とすことにより、その故障を検出している。具体的には、その半導体加速度センサは、可動部（２）を、弾性を有する梁部（３）で支持し、歪みゲージ（４）で構成されたブリッジ回路（７）がこの梁部（３）に設けられている。ブリッジ回路（７）の出力端子（８）及び（９）は、オペアンプ（ＯＰ１、ＯＰ２）のプラス入力端子に接続されるとともに、コンパレータ（ＣＯ１）のマイナス入力端子に接続されている。
【０００３】
梁部（３）が破損することで歪みゲージ（４）やその配線が切断された場合、オペアンプＯＰ１の入力側の電圧は、ブリッジ回路（７）とＶｃｃとの間に抵抗Ｒ１があることにより、ブリッジ回路（７）の出力端子（８）及び（９）間の電圧の出力差が通常の約１０倍に達する。他方のオペアンプ（ＯＰ２）のプラス入力側では、電圧が浮遊状態となり、最終的にはグランドレベルとなる。また、コンパレータ（ＣＯ１）にはダイオード（Ｄ１）を介して高い電圧が入力されるので、この電圧が基準電圧より高いことによりこのコンパレータ（ＣＯ１）の出力がグランドレベルとなり、また、オペアンプＯＰ３の出力が強制的にグランドレベルになる。したがって、誤ってこの半導体加速度センサが誤った加速度信号を出力することが防止される（例えば、特許文献１の明細書段落[００１０]、[００１２]、図１参照）。
【０００４】
ところで、物体の振動を加速度センサ等で検出する場合、その物体の動きに含まれる余分なＤＣ（Direct Current）あるいは低周波成分は、ハイパスフィルタによって除去される場合もある（例えば、特許文献２の明細書段落[００２６]、図３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４９１４１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の回路では、センサ側がそのセンサ自身の異常を検出する自己診断機能を持っている、つまり、その自己診断を行うための回路を備えている。したがって、センサモジュール側の回路の実装面積が増加し、その分コストも高くなる。
【０００７】
そこで、上位（コントローラ）側が、センサ側にテスト用の信号を出力し、そのテスト信号によるセンサから出力されるレスポンス信号を解析することで、センサデバイスに断線等の欠陥が発生しているか、つまり、異常が発生しているかを検出する、という手法が考えられる。しかしながら、上記特許文献２のように、コントローラ側がハイパスフィルタを入力回路として持っている場合には、以下のような問題が生じる。
【０００８】
すなわち、そのセンサモジュールからのレスポンス信号として、振幅の時間変化が少なくその時間が長い信号（つまりＤＣレベルの信号）をコントローラが受けた場合、ハイパスフィルタによりそのレスポンス信号が吸収されてしまう。これでは、センサモジュールの動作判定を正確に行うことができない。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、センサ側の回路の実装面積が増えることによる装置の大型化を回避し、また、コントローラがハイパスフィルタを入力回路として有している場合であっても、センサの欠陥（異常）を正確に判定することができるセンサ動作検出装置、センサ動作検出システム及びセンサ動作検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るセンサ動作検出装置は、
センサモジュールにパルス信号を出力する出力部と、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号が入力されるハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する演算部と
を具備する。
【００１１】
本発明では、出力部によりパルス信号が出力され、これがテスト信号としてセンサモジュールに入力される。このようにセンサモジュールに入力される信号をパルス信号とすることにより、センサモジュールがその応答信号として短いパルス状のセンサ出力信号を発生することができる。このセンサ出力信号がハイパスフィルタを通過した場合には、ハイパスフィルタはそれに対応して振幅の時間変化の比較的大きい信号を短時間で発生することができるので、センサ出力信号の振幅の時間変化が少なくかつその時間が長い場合に比べ、この信号電圧の閾値判定が容易となる。センサモジュールに、断線、天絡、地絡等の欠陥が発生している場合、ハイパス出力信号の電圧は正常時と比べ小さくなるため、閾値よりそれが小さい場合、センサモジュールの異常を検出することができる。以上のように、センサ側が自身の欠陥を検出する回路を持つ必要がないため、センサ側の回路の実装面積を増やすことがなく、装置の大型化を回避でき、またその分コストを抑えることができる。また、コントローラがハイパスフィルタを入力回路として有している場合であっても、センサの欠陥を正確に検出することができる。
【００１２】
前記演算部は、前記ハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下がり時刻の間の中央の時刻での前記電圧を前記閾値と比較してもよい。演算部は、中央の時刻の電圧を監視することにより、確実に閾値判定を行うことができる。
【００１３】
前記センサ動作検出装置は、
前記センサ出力信号のレベルをシフトするレベルシフト部とをさらに具備し、
前記演算部は、レベルシフト部から出力された信号の電圧を前記閾値と比較する。
【００１４】
例えば、センサモジュールが、ＤＣオフセットを持つ信号を出力するモジュールであっても、センサ出力信号の電圧を所望のレベルにシフトして閾値判定を行うことができる。
【００１５】
前記演算部は、
前記ハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における、前記立ち上がり時刻から所定時間経過後の前記ハイパス出力信号の第１の電圧と、前記立ち下がり時刻から前記所定時間経過後の前記ハイパス出力信号の第２の電圧との差分を算出し、
前記パルス信号の前記センサモジュールへの入力により得られるべき前記ハイパス出力信号の電圧と、前記算出された差分とに基づく演算により、前記センサモジュールのゲインを調整する。
【００１６】
センサモジュールのセンサ出力信号が経年により変化する場合であっても、演算部は、パルス信号のセンサモジュールへの入力により得られるべき本来のセンサ出力信号（に対応するハイパス出力信号）の電圧と、算出された差分との比等を算出してゲインを調整することにより、演算部は、正確な加速度を検出することができる。
【００１７】
本発明に係るセンサ動作検出システムは、
センサモジュールと、
前記センサモジュールに電気的に接続されたコントローラとを具備し、
前記コントローラは、
前記センサモジュールにパルス信号を出力する出力部と、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号が入力されるハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する演算部と
を有する。
【００１８】
本発明では、センサモジュールに入力される信号をパルス信号とすることにより、センサモジュールがその応答信号として短いパルス状のセンサ出力信号を発生することができる。このセンサ出力信号がハイパスフィルタを通過した場合には、ハイパスフィルタはそれに対応して振幅の時間変化の比較的大きい信号を短時間で発生することができるので、センサ出力信号の振幅の時間変化が少なくその時間が長い場合に比べ、この信号電圧の閾値判定が容易となる。センサモジュールに欠陥が発生している場合、ハイパス出力信号の電圧は正常時と比べ小さくなるため、閾値よりそれが小さい場合、センサモジュールの異常を検出することができる。すなわち、本発明に係るセンサ動作検出システムは、センサ側の回路の実装面積を増やすことなく、また、コントローラがハイパスフィルタを入力回路として有している場合であっても、センサの欠陥を正確に検出することができる。
【００１９】
また、ハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下がり時刻の間の任意の時刻において、その出力信号の電圧が閾値判定の対象とされるので、閾値の設定が容易となる。
【００２０】
本発明に係るセンサ動作検出方法は、
センサモジュールに電気的に接続されたコントローラによるセンサ動作検出方法であって、
前記センサモジュールにパルス信号を出力し、
前記パルス信号が入力された前記センサモジュールから出力された、前記パルス信号の波形に対応するパルス状のセンサ出力信号を、前記コントローラが有するハイパスフィルタに入力し、
前記ハイパスフィルタを通過した前記センサ出力信号であるハイパス出力信号の立ち上がり時刻から立ち下り時刻の間における任意の時刻での前記ハイパス出力信号の電圧を、閾値と比較することで、前記センサモジュールの異常を検出する。
【００２１】
本発明では、センサモジュールに入力される信号をパルス信号にすることにより、センサモジュールがその応答信号として短いパルス状のセンサ出力信号を発生することができる。このセンサ出力信号がハイパスフィルタを通過した場合には、ハイパスフィルタはそれに対応して振幅の時間変化の比較的大きい信号を短時間で発生することができるので、センサ出力信号の振幅の時間変化が少なくかつその時間が長い場合に比べ、この信号電圧の閾値判定が容易となる。すなわち、本発明に係るセンサ動作検出方法は、センサ側の回路の実装面積を増やすことなく、また、コントローラがハイパスフィルタを入力回路として有している場合であっても、センサの欠陥を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上、本発明によれば、センサ側の回路の実装面積が増えることによる装置の大型化を回避し、コントローラがハイパスフィルタを入力回路として有している場合であっても、センサの欠陥を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ動作検出システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、主にＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理を示すフローチャートである。
【図３】図３Ａは、正常時のハイパス出力信号の典型的な波形図である。図３Ｂは、異常時のハイパス出力信号の典型的な波形図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係るセンサ動作検出システムのブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係るセンサ動作検出システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、センサ出力信号を説明するための図である。
【図７】図７は、第３の実施形態に係るセンサ動作検出システムの動作を説明するための、ハイパス出力信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
【００２５】
[第１の実施形態]
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るセンサ動作検出システムの構成を示すブロック図である。センサ動作検出システム１００は、センサモジュールの典型例として加速度センサモジュール５と、この加速度センサモジュール５に電気的に接続されたコントローラ７とを備える。コントローラ７は、センサ動作検出装置として機能する。
【００２７】
加速度センサモジュール５は、例えば静電容量型またはピエゾ抵抗型等の加速度センサデバイス５１を有するモジュールである。加速度センサモジュール５は、信号の入力ポート５６及び出力ポート５７を有する。加速度センサモジュール５は、コントローラ７で生成されたアナログのパルス状のテスト信号（パルス信号）を、入力ポート５６を介して受信し、また、検出した加速度の信号であるセンサ出力信号を出力ポート５７から出力する。
【００２８】
加速度センサデバイス５１は、このテスト信号を受信すると、強制的にこのテスト信号に対応したパルス波形、ここでは、実質的にこのテスト信号に同期し、同じパルス幅を有するアナログのセンサ出力信号を出力するように構成されている。
【００２９】
コントローラ７は、信号の入力ポート７６及び出力ポート７７を有する。コントローラ７は、入力ポート７６に接続された、センサ出力信号の入力回路としてハイパスフィルタ７２を備え、また、予め記憶されたプログラムを読み込んで各種の演算を実行する演算部としてＣＰＵ７４を備えている。コントローラ７は、ＣＰＵ７４の他にも、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の図示しない記憶デバイスも備えている。ＣＰＵ７４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のデバイスであってもよい。
【００３０】
ハイパスフィルタ７２は、センサ出力信号のＤＣ成分あるいは低周波成分、つまりＤＣレベル成分を除去する機能を有し、この信号をハイパス出力信号として出力する。ハイパスフィルタ７２は、コンデンサ及び抵抗で構成される典型的なアナログのＣＲ回路により構成される。
【００３１】
ＣＰＵ７４は、例えばパルス状のテスト信号を生成可能である。コントローラ７はＣＰＵ７４から出力されたデジタルのテスト信号を、出力ポート７７から出力する。少なくとも出力ポート７７は、テスト信号を出力する出力部として機能する。
【００３２】
以上のように構成されたセンサ動作検出システム１００の動作を説明する。図２は、主にＣＰＵ７４の処理を示すフローチャートである。
【００３３】
ＣＰＵ７４がパルス状のテスト信号を生成する（ステップ１０１）。コントローラ７は、このテスト信号を出力し、加速度センサモジュール５にこのテスト信号が入力される。加速度センサデバイス５１は、上述したようにテスト信号に応じた、パルス状の出力信号（センサ出力信号）を生成し、加速度センサモジュール５はこれをコントローラ７に出力する。
【００３４】
コントローラ７にこのセンサ出力信号が入力され、ハイパスフィルタ７２を通過したハイパス出力信号を、ＣＰＵ７４が受信する（ステップ１０２）。
【００３５】
図３Ａは、欠陥を有しない正常な加速度センサモジュール５から出力されたセンサ出力信号がハイパスフィルタ７２を通過することにより得られたハイパス出力信号の典型的な波形図である。図３Ｂは、断線、天絡、地絡等の欠陥を有する加速度センサモジュール５から出力されたセンサ出力信号が、ハイパスフィルタ７２を通過して得られたハイパス出力信号の典型的な波形図である。
【００３６】
ＣＰＵ７４は、このハイパス出力信号の立ち上がり時刻trから立ち下がり時刻tfの間における任意の時刻での、ハイパス出力信号電圧と、予め設定された閾値Vthと比較する。本実施形態では、ハイパス出力信号の立ち上がり時刻trから立ち下がり時刻tfの間の中央の時刻での電圧と、閾値Vthとが比較される。
【００３７】
比較の結果、図３Ａに示すように、ハイパス出力信号電圧が閾値Vth以上である場合（V=Va）には（ステップ１０３のYES）、ＣＰＵ７４は、加速度センサモジュール５が正常であると判定する（ステップ１０４）。
【００３８】
一方、ハイパス出力信号電圧が閾値Vthより小さい場合（V=Vb）、ＣＰＵ７４は、加速度センサモジュール５が異常であると判定する（ステップ１０５）。例えば加速度センサモジュール５内の配線が天絡または地絡状態にある場合、加速度センサモジュール５は、テスト信号の電圧変化を受けても、そのテスト信号に対応する、所期の大きさの電圧変化を出力することができない。例えば天絡または地絡により、信号がＤＣレベルに張り付いたり、それに近い状態となったりする。断線の場合も同様である。したがって、このような欠陥が発生している場合、ハイパス出力信号は、図３Ｂに示す波形、あるいはほとんど反応がない状態となる。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、加速度センサモジュール５に入力されるテスト信号をパルス信号とすることにより、加速度センサモジュール５がその応答信号として短いパルス状のセンサ出力信号を発生することができる。ハイパスフィルタ７２はそれに対応して振幅の時間変化の比較的大きい信号を短時間で発生することができるので、例えばセンサ出力信号の振幅の時間変化が少なくかつその時間が長い場合に比べ、この信号電圧の閾値判定が容易となる。すなわち、このセンサ動作検出システム１００では、コントローラ７がハイパスフィルタ７２を入力回路として有している場合であっても、加速度センサモジュール５の欠陥を正確に判定することができる。
【００４０】
また、上記特許文献１に記載のように、センサ側にそのセンサ自身の異常を検出する自己診断機能を実現するための回路を設ける必要がないことから、センサモジュール側の回路の実装面積が増えることもなく、センサモジュールの大型化を回避できる。
【００４１】
ここで、ＤＣレベルのセンサ出力信号を検出するためには、そのセンサ出力信号が入力される、ハイパスフィルタ以外の別途の入力回路を別途設ける必要がある。別途の入力回路を設けるためには、その回路基板上の回路の実装面積が増え、ＣＰＵのポートが増やす必要がある。これに対し、本実施形態では、ハイパスフィルタ以外の別途の入力回路を設ける必要がないことから、ＣＰＵ７４の別途のＡＤポートを設ける必要がなくなる。また、これにより、コントローラ７の外部からのノイズに対する保護部品が不要であるため、この保護部品の節約が可能となる。また、コントローラ７が備える回路基板への実装面積の増加、つまり機器の大型化を抑えることができるなど、追加コストを抑えることができる。
【００４２】
本実施形態では、ＣＰＵ７４は、ハイパス出力信号の立ち上がり時刻trから立ち下がり時刻tfの間のうち、中央の時刻の電圧を監視することにより、確実に閾値判定を行うことができる。
【００４３】
[第２の実施形態]
【００４４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るセンサ動作検出システムのブロック図である。これ以降の説明では、図１等に示した実施形態に係るセンサ動作検出システム１００が含むデバイスや機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４５】
本実施形態に係るセンサ動作検出システム２００のコントローラ１７は、レベルシフト回路（レベルシフト部）を備えている。レベルシフト回路は、特にＤＣ電圧発生部１７５と、入力ポート７６に接続されたコンデンサ１７３とを有している。ＤＣ電圧発生部１７５は、ハイパスフィルタ１７２が有する抵抗Ｒに直列に接続されている。
【００４６】
コンデンサ１７３は、入力ポート７６を介して入力されたセンサ出力信号のＤＣ成分を一旦除去する。ＤＣ電圧発生部１７５は、ハイパスフィルタ１７２を通る信号電圧に、所望のレベル分のＤＣ電圧を加えることにより、その信号電圧のレベルシフトを行う。レベルシフトが行われた信号はオペアンプ１７７により増幅され、ＣＰＵ１７４に入力される。
【００４７】
以上のように、加速度センサモジュール５が、ＤＣオフセットを持つ信号を出力するモジュールであっても、このレベルシフト回路により、センサ出力信号の電圧が所望のレベルにシフトされる。したがって、ＣＰＵ１７４はこの所望のレベルにシフトされたハイパス出力信号を閾値判定することができ、確実に加速度センサモジュール５の欠陥を検出することができる。
【００４８】
[第３の実施形態]
【００４９】
図５は、本発明の第３の実施形態に係るセンサ動作検出システムの動作、特にコントローラ７のＣＰＵ７４の処理を示すフローチャートである。本実施形態に係るシステムとしては、第１の実施形態に係るセンサ動作検出システム１００が用いられる。本実施形態では、第１の実施形態のように、コントローラ７がテスト信号を出力し、これが加速度センサモジュール５に入力され、それによる応答としてセンサ出力信号が発生し、これがハイパスフィルタ７２を通過して得られたハイパス出力信号をＣＰＵ７４が監視する。
【００５０】
加速度センサモジュール５は、その経年変化によって、同じ入力加速度に対して、工場出荷時の（新品の）同じ加速度センサモジュール５で検出される加速度値とは異なる加速度値を出力する場合がある。あるいは、複数の加速度センサモジュール５間の個体差、あるいはコントローラ７側のインタフェースの個体差などによって、同じ入力加速度に対して、それらが異なる加速度値を出力する場合もある。本実施形態に係るセンサ動作検出システム１００は、これらのような不具合を解消しようとするものである。
【００５１】
図５に示すように、ＣＰＵ７４はテスト信号を生成し（ステップ２０１）、加速度センサモジュール５がこれに応答してセンサ出力信号を出力し、図７に示すように、ハイパスフィルタ７２を通過したハイパス出力信号を、ＣＰＵ７４が受信する（ステップ２０２）。
【００５２】
ここで、例えば理想的な加速度センサモジュール５があるとする。この加速度センサモジュール５は、今、上下方向の加速度を検出できる状態にある。また、この加速度センサモジュール５は、5Vの片電源で動作し、1G/Vの信号電圧を出力するモジュールであるとする。つまり、説明を簡単にするため、この加速度センサモジュール５に1Gの加速度の入力があった場合、この加速度センサモジュール５は、その入力加速度に対して1Vのセンサ出力信号の電圧を出力する。
【００５３】
そして、入力加速度が0Gの場合、例えば加速度センサモジュール５はオフセット電圧+2.5Vを出力するとする。今、加速度センサモジュール５が静的な状態にある場合、つまり慣性系において、地球の重力加速度1Gのみが加速度センサモジュール５に加わっている。この時、加速度センサモジュール５は、電圧1.5V(=2.5V-1V)を、センサ出力信号として出力する。
【００５４】
このような静的な状態にある加速度センサモジュール５に、図６に示すように、入力加速度+1.75Gが加わったときと同じ状態になるように、コントローラ７は、+0.75G分のテスト信号を加速度センサモジュール５に入力する。その結果、理想的な加速度センサモジュール５は、+1.75Vの電圧変位を持つセンサ出力信号を出力する。加速度センサデバイス５１の図示しない可動部は、一方向に1.75G分振れた後に、その方向とは逆に1.75G分振れ、その後、静的な状態（重力加速度1Gのみ加えられた状態）に戻る。このようにして生成されたセンサ出力信号がハイパスフィルタ７２を通過する。
【００５５】
図７に示すように、ＣＰＵ７４は、ハイパス出力信号の立ち上がり時刻trから立ち下り時刻の間における、立ち上がり時刻trから所定時間Δt経過後のハイパス出力信号の第１の電圧V1を読み取る（ステップ２０３）。またその後、ＣＰＵ７４は、立ち下がり時刻tfから上記Δtと同じ時間経過Δt後のハイパス出力信号の第２の電圧V2を読み取る（ステップ２０４）。そして、ＣＰＵ７４は、その差分V1-V2を算出する（ステップ２０５）。なお、Δtは、例えば(tb-ta)/2であるが、これに限られず、tb-taより小さい値であれば任意の値でよい。
【００５６】
ＣＰＵ７４は、このように算出された差分電圧V1-V2と、本来得られるべき1.75G分の電圧（理想的な加速度センサモジュール５から得られる電圧）1.75Vとに基づき、演算を行うことにより、加速度センサモジュール５のゲインを調整する（ステップ２０６）。
【００５７】
例えば、ＣＰＵ７４は、その差分電圧V1-V2を1.75で割ることにより、センサ出力信号電圧と、実際に加えられた加速度との対応関係を正規化することができる。つまりこの場合、(V1-V2)/1.75に相当するセンサ出力信号電圧が1Gとして割り当てられる。
【００５８】
このように、差分電圧V1-V2を1.75で割るような演算方法に限られず、ＣＰＵ７４は、1.75Gに相当するLSB（Least Significant Bit）を、1LSBに対応する1Gとして割り当ててもよい。
【００５９】
以上のような方法によれば、加速度センサモジュール５の経年変化やそれらの個体差等があっても、ＣＰＵ７４は正確な1.75G分の加速度を検出することができ、それら経年変化または個体差等が原因で発生するセンサ出力信号の値の不具合を解消することができる。
【００６０】
以上説明した第３の実施形態に係る技術は、上記第２の実施形態に係るセンサ動作検出システム２００に適用されてもよい。
【００６１】
[センサ動作検出システムの応用例]
【００６２】
上記各実施形態に係るセンサ動作検出システム１００、２００を、例えば車両やエレベータの制振装置に応用することが可能である。例えば車両に搭載される制振装置は、車両に搭載されたエンジン等の振動発生源が発生した振動を、車両に搭載されたリニアアクチュエータ等の加振手段により発生させた相殺振動により相殺することができる。例えばこの場合、加速度センサモジュール５は、制振の対象となる位置に配置され、その位置における加速度を検出する。
【００６３】
[その他の実施形態]
【００６４】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００６５】
上記各実施形態では、センサデバイスとして加速度センサを例に挙げたが、角速度センサ（回転センサ）、磁気センサ等でもよい。要は、コントローラ７から出力されたパルス状の電圧変化を持つ信号を受信し、この電圧変化に作用してそれに対応するパルス状の電圧変化を持つ信号を生成して出力できるセンサモジュールであれば、何でもよい。
【００６６】
上記第１〜３の実施形態では、ハイパス出力信号の立ち上がり時刻trから立ち下がり時刻tfまでの中央の時刻の電圧が監視されたが、例えば、立ち上がり時（最大時）、あるいは立ち下がり時（最小時）、あるいはその他の時刻の電圧が監視されてもよい。
【００６７】
上記第３の実施形態に関する他の実施形態として、次のようなものもある。例えば、センサ動作検出システム１００の設計段階において、異なる検出ゲインをそれぞれ有する加速度センサモジュールが用意され、これらのうち１つの加速度センサモジュールがセンサ動作検出システム１００に適用されるとする。ＣＰＵ７４は、上述の例において、入力される1.75G分のセンサ出力信号電圧がある閾値範囲外となった（あるいは、ある閾値を下回った）場合、ソフトウェアによるモード切り替えによって、ゲイン調整を行うようにしてもよい。これにより、プログラムを書き換えることなく、各種の加速度センサモジュールに対応することができる。
【００６８】
コントローラは、加速度センサモジュール５からのセンサ出力信号を検出するために、入力ポート７６からハイパスフィルタ７２までを接続する入力線から分岐してＣＰＵ７４に接続される別途の図示しない入力線を備えていてもよい。すなわち、コントローラは、その別途の入力回路を介して入力された、例えば振幅の時間変化の少ない、つまりＤＣレベルのセンサ出力信号を得るようにしてもよい。コントローラは、ＤＣレベルのセンサ出力信号を得ることにより、加速度センサモジュールの異常を検出することができる。加速度センサモジュールに断線等が発生している場合、そのセンサ出力信号が０Vや５Vの直流電圧に張り付くので、このような状態は加速度センサモジュールの異常であると分かる。
【００６９】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００７０】
５…加速度センサモジュール
７、１７…コントローラ（センサ動作検出装置に相当）
７２、１７２…ハイパスフィルタ
７４、１７４…ＣＰＵ（演算部に相当）
７７…出力ポート（出力部に相当）
１００、２００…センサ動作検出システム
１７５…ＤＣ電圧発生部（レベルシフト部の一部に相当）
【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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