物理量センサ及び物理量センサの制御装置
【課題】生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立する物理量センサを提供することにある。
【構成】角速度検出回路１００は、物理量に応じて変位する可動部１を有しており、可動部の変位に応じて物理量（加速度）を検出する。アクティブ診断回路２００は、角速度検出回路１００の故障を診断する。第１判定手段２０１は、受信手段２０２により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する。第２判定手段２０１は、受信した所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する。診断実行手段２０３は、第１判定手段２０１及び第２判定手段２０２の出力に基づいて診断を実行する。
【構成】角速度検出回路１００は、物理量に応じて変位する可動部１を有しており、可動部の変位に応じて物理量（加速度）を検出する。アクティブ診断回路２００は、角速度検出回路１００の故障を診断する。第１判定手段２０１は、受信手段２０２により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する。第２判定手段２０１は、受信した所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する。診断実行手段２０３は、第１判定手段２０１及び第２判定手段２０２の出力に基づいて診断を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度や角速度等を検出する物理量センサ及び物理量センサの制御装置に係り、特に、センサ素子に診断用の変位を与え、この変位量に基づいてセンサの自己診断を行う物理量センサ及び物理量センサの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度センサや角速度センサなどの物理量センサにおいて、物理量に応じて所定方向に変位を生じるセンサ素子に対し、前記所定方向へ外力を加えて意図的に変位を与えると共に、この変位量が適正か否かを検出することにより自己診断を行うアクティブ診断機能をもつ物理量センサが知られている。
【０００３】
また従来、アクティブ診断を開始する際には制御信号が上位システムより入力され、この制御信号に基づいてアクティブ診断を実行する方法をとっている。ここで、アクティブ診断の制御信号には、ＨとＬの２つの状態をとり得るレベル信号を用い、このレベル信号がＨの状態になるとアクティブ診断を実行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この物理量センサを車載用に適用する場合、上位の制御装置は物理量センサの他にも油圧コントローラ等複数の制御対象を有している場合が殆どであり、物理量センサに送信する制御信号には高い信頼性が要求される。特に車両のエンジンルーム内に配置する場合には、エンジンやフューエルポンプ等のポンプ類、ソレノイドバルブ等の外部ノイズ源や、車両から伝わる様々な機械的振動等を考慮しなければならない。例えばノイズや機械的振動等により、制御信号が変化する場合や制御信号の送信先が誤って選択される場合がある。
【０００５】
特許文献１記載のものでは、アクティブ診断の制御信号が物理量センサに入力されると、アクティブ診断が動作してセンサ素子に変位が生じる。その結果、物理量センサの物理量検出部は物理量が印加されたと認識する。従って、これらの物理量センサにアクティブ診断の制御信号を誤って入力すると、実際には印加していない物理量を誤検出することにより、エアバッグ等の乗員保護装置やＥＳＣ(横滑り防止装置)等が誤検出された物理量に基づいて動作するのでシステム等が誤動作を起こす。
【０００６】
従って、アクティブ診断が誤って実行されることを防止する技術が重要であり、近年様々な技術の検討がなされてきた。
【０００７】
アクティブ診断の誤動作を防止するための対策として、センサを制御する上位の制御システムからアクティブ診断を指示するレベル信号が入力されると、クロック信号によりレベル信号が所定の状態を維持している間クロックの計数を行い、レベル信号が所定クロック数以上所定の状態を継続した場合にのみアクティブ診断処理を開始するというものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０４００４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、加速度センサや角速度センサ等の物理量センサは、車載用センサとして利用される機会が多くある。車載された時の物理量センサの周囲温度は、物理量センサの設置位置や車両状況、外気温等によって大きく変化する。また走行中に発生する路面振動やエンジンノイズ等の車両が発生する機械的振動も車体を通して物理量センサに伝達されることとなる。また、車両のエンジンルーム内では、様々な電子装置類、車両制御用の各アクチュエータからの外部ノイズが非常に多く、物理量センサにとっては過酷な環境である。従って、物理量センサを車載用に使用する場合、確実な物理量検出を行うために高性能な自己診断が要求される。
【００１０】
車載用の物理量センサは、前述の通り過酷環境下でも確実な物理量検出及び自己診断を行う必要があるため、アクティブ診断内容の多様化による機能性向上は大きな利点と成り得る。
【００１１】
例えば、コマンドにより診断部位を変更する方法をとることにより、故障の部位を特定することが可能となる。また、診断用の変化量をコマンドにより変更する方法を取ることにより、物理量センサの感度やオフセット等のセンサ特性を取得することが可能となる。また、複数の物理量センサを組み合わせて一つの制御回路で診断を行う場合、コマンドにより診断対象を指定する方法を取ることでセンサを個別に診断可能となる。また、コマンドにより、様々な内部信号を観測できる様な構成を用いれば回路の機能ブロック毎の故障診断も可能となる。
【００１２】
この高機能な診断を実現するためには、上位システムからのアクティブ診断の制御形態がレベル信号等によるトリガ制御だけでなく、コマンド制御にも対応する必要がある。そうすることで、物理量センサの使用状況に応じた診断内容を必要に応じて実施することが可能な、高性能な自己診断を実現することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、特許文献２記載の方法では、自己診断の高性能化の観点において、アクティブ診断を制御するレベル信号の入力パターンの多様化による機能性の向上は容易に可能だが、生産性の観点において、レベル信号の入力時間を判定する回路の規模が多様化に伴い増大し、生産性の大幅な低下につながる可能性がある。
【００１４】
本発明の目的は、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立する物理量センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、物理量に応じて変位する可動部を有しており、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段の故障を診断する診断手段と、通信路を介して前記物理量検出手段が検出した物理量をデジタル伝送する伝送手段と、前記通信路を介して上位システムが物理量センサの制御を行うための指令コマンドを受信する受信手段と、有する物理量センサであって、前記診断手段が、前記受信手段により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する第１判定手段と、少なくとも１つ以上の所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段及び前記第２判定手段の出力に基づいて診断を実行する診断実行手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立し得るものとなる。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記診断手段は、前記可動部に診断変位を生じさせて前記物理量検出手段の故障を判定するアクティブ診断機能を備えるようにしたものである。
【００１７】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記所定の情報は、所定の電圧レベル信号、所定のパルス信号、所定の診断を許可乃至禁止する指令コマンド信号、前記物理量センサ自体の速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の加速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の角速度に応じた情報、前記物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じた情報のいずれかである。
【００１８】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記診断実行手段は、前記第１判定手段及び第２判定手段の出力に応じて切り替わるスイッチング手段を備えるようにしたものである。
【００１９】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記可動部の所定の駆動周波数及び変位量を監視する監視手段と、前記物理量検出手段が検出した物理量と前記監視手段の出力とを伝送内容に付加する監視情報追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２０】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記伝送手段は、前記通信コマンドに応じて信号処理を行う処理手段と、前記処理手段の出力を前記監視情報追加手段の出力に付加する処理結果追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２１】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記処理結果追加手段は、前記受信手段が所定受信回数を遡って受信した通信コマンドの処理結果を伝送内容に付加するようにしたものである。
【００２２】
（８）上記（６）において、好ましくは、前記物理量検出手段が検出した物理量とアクティブ診断の進行状況とを伝送内容に付加する診断フラグ追加手段を備えるようにしたものである。
【００２３】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記監視情報追加手段の出力に対して誤り検出を行う誤り検出手段と、前記誤り検出手段の出力した誤り検出情報を前記監視情報追加手段の出力に付加する誤り検出情報追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２４】
（１０）上記（９）において、好ましくは、前記監視手段は、前記可動部の駆動周波数を監視し、前記駆動周波数が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する周波数監視手段と、前記可動部を変位させるための変位指示量を監視し、前記変位指示量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する指示量監視手段と、前記可動部の変位量を監視し、前記変位量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する変位監視手段との少なくとも一方を備えるようにしたものである。
【００２５】
（１１）上記（９）において、好ましくは、前記監視手段は、前記可動部の駆動方向の振動が検出方向に漏込むことにより生じる前記可動部の自己振動を抑制するサーボ制御手段と、前記サーボ制御手段の出力を監視し、前記サーボ制御手段の出力が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する自己振動監視手段とを備えるようにしたものである。
【００２６】
（１２）上記（１）において、好ましくは、前記診断手段は、ＲＡＭの故障診断を行い、ＲＡＭの異常状態を表す信号を出力するＲＡＭ監視手段と、ＥＰＲＯＭに対して故障診断を行い、ＥＰＲＯＭの異常状態を表す信号を出力するＥＰＲＯＭ監視手段との少なくとも一方を備えるようにしたものである。
【００２７】
（１３）上記（１）において、好ましくは、前記処理手段は、診断対象を指定する診断対象指定手段と、物理量センサの内部信号の中から観測対象を選択する観測信号指定手段とを備えるようにしたものである。
【００２８】
（１４）上記目的を達成するために、本発明は、物理量センサに対して、物理量センサの制御を行うための指令コマンド及び診断を実施するための所定の情報を出力する物理量センサの制御装置であって、前記指令コマンドを出力する第１制御装置と、前記所定の情報を出力する第２制御装置とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立し得るものとなる。
【００２９】
（１５）上記（１４）において、好ましくは、前記第２制御装置は、前記第１制御装置の故障を診断するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、物理量センサの生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【００３２】
本実施形態の物理量センサは、角速度に応じて変位を生じる可動部１を含む角速度検出回路１００と、角速度検出回路１００により検出した角速度情報を上位システムに伝送する伝送回路１０１と、上位システムからの通信コマンドを受信する受信回路１０２と、受信回路１０２が受信した通信コマンドに基づいてアクティブ診断を実施するアクティブ診断回路２００とにより構成される。ここで、上位システムとは、例えば、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
【００３３】
角速度検出回路１００の可動部１は、外部からの角速度に応じて変位を生じる。可動部１には、可動電極２ａが固定されている。固定電極２ｂは、可動電極２ａに対向して配置されている。可動電極２ａと固定電極２ｂとにより、検出電極２が構成される。ＣＶ変換器３は、検出電極２の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器４は、ＣＶ変換器３から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。
【００３４】
同期検波回路５と積分器６と変調回路７とにより、自己振動サーボ制御回路が構成される。自己振動サーボ制御回路は、ＡＤ変換器４の出力のデジタル信号から可動部１の変位を検出し、この変位をゼロとする様な制御を行う。また、同期検波回路１１と積分器１２と変調回路１３とにより、コリオリサーボ制御回路が構成される。
【００３５】
加算器８は、自己振動サーボ制御回路及びコリオリサーボ制御回路の出力を加算してサーボ信号を生成する。ＤＡ変換器９は、加算器８から出力されたサーボ信号をサーボ電圧に再変換する。ＤＡ変換器９から出力されたサーボ電圧は、固定電極１０ｂ及び可動電極１０ａから成るサーボ電極１０を介して、可動部１に印加される。なお、サーボ電極１０は、固定電極１０ｂと、固定電極１０ｂに対向して配置され、可動部１に固定された可変電極１０ａにより構成される。
【００３６】
なお、可動部１は、角速度を検出するために、検出軸（図中のＹ軸）に対して垂直方向(駆動軸方向：図中のＸ軸方向）に所定周波数及び所定振幅で駆動振動させており、角速度が可動部１に印加されるとコリオリ力により可動部１が検出軸方向に外力を受ける。そのため可動部１は、検出軸と駆動軸の２軸方向に変位可能に弾性的に支持されている。また、検出電極２及びサーボ電極１０は検出軸方向に対して平行に配置されている。
【００３７】
自己振動サーボ制御回路の同期検波回路５は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ１の検波信号(以後、Φ１)により同期検波する。積分器６は、同期検波回路５の出力を積分する。変調回路７は、積分器６の出力を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ３の変調信号(Φ３)により周波数変調を行う。
【００３８】
また、コリオリサーボ制御回路の同期検波回路１１は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ２を持つ検波信号(Φ２)により同期検波する。積分器１２は、同期検波回路１１の出力を積分する。変調回路１３は、積分器１２の出力を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ４の変調信号(以後、Φ４)により周波数変調を行う。
【００３９】
次に、アクティブ診断回路２００は、第１判定回路２０１と、第２判定回路２０２と、アクティブ診断実施回路２０３とを備えている。第１判定回路２０１は、受信回路１０２により受信した上位システムからの通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。第２判定回路２０２は、通信コマンドがアクティブ診断を許可又は禁止するコマンドか否かを判定する。アクティブ診断実施回路２０３は、第１判定回路及び第２判定回路の出力に基づいて、診断用の変位を角速度検出回路１００に入力する。角速度検出回路１００には、加算器２０４，２０５が備えられており、診断用変位を角速度検出回路１００の積分器６，１２の出力にそれぞれ加算する。
【００４０】
次に、本実施形態の物理量センサの動作について説明する。
【００４１】
角速度検出回路１００において、駆動振動している可動部１に角速度か印加した際に発生するコリオリ力により可動部１が変位する。可動部１の変位に応じて、検出電極２の静電容量が変化する。自己振動サーボ制御回路及びコリオリサーボ制御回路は、この静電容量の変化を打ち消すためのサーボ電圧を生成し、サーボ電極１０により可動部１に印加することで、サーボ制御を行っている。
【００４２】
自己振動サーボ制御回路の同期検波回路５は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号をΦ１を用いて同期検波を行い、自己振動による可動部１の変位(エラー変位)を検出する。積分器６は、エラー変位を積分演算することで、エラー変位を打ち消す自己振動サーボ量を求める。次に、変調回路７は、変調信号Φ３を用いて周波数変調を行い、可動部１に印加する自己振動サーボ信号を生成する。
【００４３】
コリオリサーボ制御回路の同期検波回路１１は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号をΦ２を用いて同期検波を行い、コリオリ力による可動部１の変位(コリオリ変位)を検出する。積分器１２は、コリオリ変位を積分演算することでコリオリ変位を打ち消すコリオリサーボ量を求める。次に、変調回路１３は、変調信号Φ４を用いて周波数変調を行い、可動部１に印加するコリオリサーボ信号を生成する。
【００４４】
この自己振動サーボ制御及びコリオリサーボ制御を行っている状態において、コリオリサーボ量を伝送回路１０１に入力することで、物理量センサは角速度情報を上位システムに伝送することができる。
【００４５】
次に、アクティブ診断回路２００の第１判定回路２０１と第２判定回路２０２は、受信回路１０２により受信した通信コマンドに対して、アクティブ診断を実施するか否かを判断する。第１判定回路及び第２判定回路の出力がアクティブ診断許可を示す出力である場合に、アクティブ診断実施回路２０３は、診断用の変位量を角速度検出回路１００に出力する。次に、診断用の変位量を加算器２０４，２０５を用いて積分器６，１２の出力に加算し、コリオリサーボ量と共にＡＤ変換器９、サーボ電極１０を介して可動部１に印加する。
【００４６】
これにより、可動部１には、コリオリ力による変位に診断用の変位を乗じた変位が発生する。この診断用の変位は、コリオリ変位の増加分として、同期検波回路１１により検出される。次に、診断用の変位であるコリオリ変位の増加分をゼロにするためのサーボ制御により、診断用の変位は、コリオリサーボ量の増加分として積分器１２により出力され、ＡＤ変換器９、サーボ電極１０を介して可動部１にサーボ力が印加される。
【００４７】
伝送回路１０１は、診断用の変位を反映したコリオリ変位又はコリオリサーボ量を上位システムに伝送し、コリオリ変位又はコリオリサーボ量の増加分が所定の量であるか否かを上位システムが監視することで物理量センサのアクティブ診断を実現している。
【００４８】
次に、図２を用いて、第１判定回路２０１と第２判定回路２０２による、アクティブ診断を許可するに至るまでの処理内容について説明する。
【００４９】
ステップＳ１００において、上位システムから受信回路１０２を介して第２判定回路２０２に通信コマンド(第１通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１０５において、第２判定回路２０２は、予め第２判定回路２０２に記憶している通信コマンド群と照し合せて、第１通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。
【００５０】
第１通信コマンドが物理量センサの制御用コマンドであった場合には、ステップＳ１１０において、第２判定回路２０２は、第１通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００５１】
次に、第１通信コマンドがアクティブ診断制御用コマンドであった場合には、ステップＳ１１５において、第２判定回路２０２は、第１通信コマンドがアクティブ診断を許可又は禁止するコマンドであるか否かを判定する。
【００５２】
次に、第１通信コマンドがアクティブ診断を許可するコマンドであった場合には、ステップＳ１２０において、第２判定回路２０２は、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、第１通信コマンドがアクティブ診断を禁止するコマンドであった場合には、ステップＳ１２５において、第２判定回路２０２は、その出力をアクティブ診断禁止モードの状態に保持している。
【００５３】
次に、ステップＳ１２５において、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンド(第２通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１３０において、第１判定回路２０１は、第２通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定し、次に、ステップＳ１３５において、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００５４】
次に、ステップＳ１４０において、アクティブ診断実施回路２０３は、第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであるか否かを判定する。
【００５５】
第２通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであり、且つ第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであった場合に、ステップＳ１４５において、アクティブ診断実施回路２０３は、アクティブ診断を実施する。
【００５６】
ステップＳ１１０で第１通信コマンドがアクティ診断用コマンドでないと判定された場合、また、ステップＳ１３５で第２通信コマンドがアクティブ診断用コマンドでないと判定された場合は、ステップＳ１５０において、通常動作を継続する。
【００５７】
例えば、あるタイミングで、受信回路１０２に、第１通信コマンド（アクティブ診断を許可又は禁止するコマンド）が入力し、その後のタイミングで、受信回路１０２に、第２通信コマンド（可動部に診断用の変位量を与えるアクティブ診断用コマンド）が入力した場合について説明する。あるタイミングで、第１の受信コマンドが入力すると、第２判定回路２０２は、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理により、その出力をアクティブ診断許可モードにして、アクティブ診断実施回路２０３に出力する。その後のタイミングで、第２の通信コマンドが入力すると、第１判定回路２０１は、ステップＳ１３０〜Ｓ１３５の処理により、可動部に診断用の変位量を与える出力を、アクティブ診断実施回路２０３に出力する。そして、ステップＳ１４０で、このときの第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであるかどうかを判定するわけであるが、このときは前述のように第１通信コマンドにより、第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードとなっているので、アクティブ診断実施回路２０３は、第１判定回路２０１が出力するアクティブ診断用コマンド（可動部に診断用の変位量を与えるアクティブ診断用コマンド）に応じて、可動部に診断用の変位量を各速度検出回路１００に出力することで、アクティブ診断を実施する。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、第１通信コマンド及び第２通信コマンドの内容に基づいて第１判定回路２０１及び第２判定回路２０２がアクティブ診断の許可をするため、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にアクティブ診断を禁止することが可能となる。
【００５９】
第２に、第１通信コマンド及び第２通信コマンドの内容に基づいて第２判定回路２０２がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、外部端子の数を変更すること無くアクティブ診断の動作信頼性を格段に向上させることが可能となる。
【００６０】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００６１】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００６２】
次に、図３及び図４を用いて、本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図３において、図１と同一符号は、同一部分を示している。図４は、本発明の第２の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【００６３】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ａは、図１におけるアクティブ診断回路２００の第２判定回路２０２の代わりに、上位システムからアクティブ診断を許可するためのＨレベルとＬレベルの２値を取り得る許可信号(ＤＩＡＧ信号)を入力する端子と、ＤＩＡＧ信号のレベルからアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６を備えている。
【００６４】
コマンド信号ＣＭＤ及びＤＩＡＧ信号は、いずれも、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）のような上位システムから出力される。
【００６５】
なお、図３における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００６６】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ａの動作について説明する。
【００６７】
次に、ステップＳ１２５において、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンド(第２通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１３０において、第１判定回路２０１は、第２通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定し、次に、ステップＳ１３５において、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００６８】
次に、ステップＳ１６０において、第２判定回路２０２は、ＤＩＡＧ信号のレベルを判定する。ＤＩＡＧ信号がＨレベルの状態であれば、ステップＳ１２０において、第２判定回路２０６は、その出力をアクティブ診断許可モードにする。そして、ステップＳ１４５において、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００６９】
一方、ＤＩＡＧ信号がＬレベルであれば、ステップＳ１６５において、第２判定回路２０６は、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。そして、ステップＳ１５０において、通常動作を継続する。
【００７０】
なお、本実施形態では、ＤＩＡＧ信号にレベル信号を用いた実施例を記載しているが、このＤＩＡＧ信号に所定周波数のパルス信号を用いても良い。ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はパルス信号が所定の周波数を有しているか否かを判定する。ＤＩＡＧ信号が所定の周波数を有していた場合は、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、ＤＩＡＧ信号が所定の周波数を有していなかった場合、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００７１】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、通信コマンドの内容及びＤＩＡＧ信号の信号レベルに基づいて、第１判定回路２０１及び第２判定回路２０６がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にも、誤診断をすることを抑制することができる。
【００７２】
第２に、ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はＤＩＡＧ信号の周波数に基づいてアクティブ診断許可に関する判定を行うことにより、ＤＩＡＧ信号経路の断線時にもアクティブ診断を禁止するため、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００７３】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００７４】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００７５】
次に、図５を用いて、本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図５において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００７６】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｂは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｂを備える。第２判定回路２０６ｂには、物理量センサ自体の速度を検出する速度センサ２０７ａによって検出された速度信号が入力する。
【００７７】
なお、図５における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００７８】
次に，本実施形態のアクティブ診断回路２００Ｂの動作について説明する。
【００７９】
速度センサ２０７ａは、物理量センサ自体の速度を検出する。第２判定回路２０６ｂは、物理量センサ自体の速度がゼロであれば、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の速度がゼロでなければ、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００８０】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｂの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００８１】
なお、本実施形態において第２判定回路２０６ｂは自動車に搭載している車速センサからの車速に応じた車速パルス信号を入力しても良い。
【００８２】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体が停止している時にのみアクティブ診断を実施するため、移動体が運動している際にアクティブ診断を実施することを禁止することが可能となる。
【００８３】
第２に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００８４】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００８５】
次に、図６を用いて、本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図６は、本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図６において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００８６】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｃは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の加速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｃを備える。第２判定回路２０６ｃには、物理量センサに生じる加速度を検出する加速度センサ２０７ｃによって検出された加速度信号が入力する。
【００８７】
なお、図６における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００８８】
次に，本実施形態のアクティブ診断回路２００Ｃの動作について説明する。
【００８９】
加速度センサ２０７ｃは、物理量センサ自体の加速度を検出する。第２判定回路２０６ｃは、物理量センサ自体の加速度がゼロであれば、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の加速度がゼロでなければ、第２判定回路２０６ｃは、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００９０】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｃの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００９１】
なお、本実施形態において、加速度センサ２０７ｃは、物理量センサを複数の角速度センサ及び加速度センサが構成する場合、物理量センサを構成する加速度センサを用いることとしても良い。その場合、アクティブ診断対象の加速度センサを加速度センサ２０７ｃとして用いてはならない。
【００９２】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる加速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体に加速度が生じていない時にのみアクティブ診断を実施するため、診断用の変位をより正確に可動部１に印加することができ、高精度なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００９３】
第２に、第３の実施形態における速度センサ２０７ａの出力も利用することにより、速度がゼロで加速度がゼロでない場合などは、物理量センサが傾斜していることを検出することができるため、傾斜量を補正して高精度なアクティブ診断を行うことが可能となる。
【００９４】
第３に、物理量センサ内の加速度センサを加速度センサ２０７ｃとして用いる場合、アクティブ診断制御は上位システムと加速度センサ２０７ｃを用いて行うため、双方が正常な場合にのみアクティブ診断が実施され、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００９５】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００９６】
第５に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００９７】
次に、図７を用いて、本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図７は、本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図７において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００９８】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｄは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の角速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｄを備える。第２判定回路２０６ｄには、物理量センサに生じる角速度を検出する加速度センサ２０７ｄによって検出された角速度信号が入力する。
【００９９】
なお、図７における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１００】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｄの動作について説明する。
【０１０１】
角速度センサ２０７ｄは、物理量センサ自体の角速度を検出し、物理量センサ自体の角速度がゼロであれば、第２判定回路２０６ｄの出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の加速度がゼロでなければ、第２判定回路２０６ｄの出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【０１０２】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｄの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０１０３】
なお、本実施形態において、角速度センサ２０７ｄは、物理量センサを複数の角速度センサ及び加速度センサが構成する場合、物理量センサを構成する角速度センサを用いることとしても良い。その場合、アクティブ診断対象の角速度センサを角速度センサ２０７ｄとして用いてはならない。
【０１０４】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる角速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体に角速度が生じていない時にのみアクティブ診断を実施するため、診断用の変位をより正確に可動部１に印加することができ、高精度なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１０５】
第２に、物理量センサ内の角速度センサを角速度センサ２０７ｄとして用いる場合、アクティブ診断制御は上位システムと角速度センサ２０７ｄを用いて行うため、双方が正常な場合にのみアクティブ診断が実施され、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１０６】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１０７】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１０８】
次に、図８を用いて、本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図８は、本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図８において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【０１０９】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｅは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｅを備える。第２判定回路２０６ｅには、時間計測器２０７ｅによって計測された物理量センサへの電源投入時からの経過時間が入力する。
【０１１０】
なお、図８における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１１１】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｅの動作について説明する。
【０１１２】
時間計測器２０７ｅは、物理量センサへ電源が投入された時からの経過時間を計測し、経過時間が所定の時間内であれば、第２判定回路２０６ｅの出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、経過時間が所定の時間よりも長ければ、第２判定回路２０６ｅの出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【０１１３】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｅの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０１１４】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、車載用物理量センサの場合、電源投入スイッチと車両のエンジン点火スイッチは通常兼用されているため、所定の経過時間の制限をエンジン点火時から走行開始までの経過時間に対して十分短く且つアクティブ診断を実施するのに十分長い時間に設定することにより、走行中の誤診断を防止することが可能となり、より高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１１５】
第２に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１１６】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１１７】
次に、図９を用いて、本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図９は、本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図９において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【０１１８】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｆは、図３記載した第２の実施例におけるアクティブ診断回路２００Ａに対して、アクティブ診断実施回路２０３Ｆが、第２判定回路２０２の出力に応じて診断用変位量を角速度検出回路１００に入力するか否かを切り替えるスイッチング手段２１１と、診断用変位量を一時的に記憶しておく記憶手段２１２とを備える点が異なる。
【０１１９】
なお、図９における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、第１判定回路２０１、第２判定回路２０２の動作については、図３に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１２０】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｆの動作について説明する。
【０１２１】
アクティブ診断回路２００Ｆにおいて、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、通信コマンドの内容とＤＩＡＧ信号に基づいて第１判定回路２０１及び第２判定回路２０２がアクティブ診断を実施するか否かを判断し、判断結果がアクティブ診断を許可する結果であれば、通信コマンドをアクティブ診断実施回路２０３Ｆに入力する。
【０１２２】
次に、アクティブ診断実施回路２０３Ｆに通信コマンドが入力した場合、スイッチング手段２１１は診断用の変位量を可動部１に印加するため、スイッチを切り替えて記憶手段２１２に記憶している診断用の変位量を後段の角速度検出回路１００に入力する。また、アクティブ診断実施回路２０３に通信コマンドが入力していない状態においては、スイッチング手段２１１はゼロを角速度検出回路１００に入力する。
【０１２３】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、記憶手段２１２に一時的に記憶している診断用の変位量を通信コマンド等を用いて変更することにより、アクティブ診断中の可動部１の変位量を変更することが可能となる。そのため、可動部１の感度変化を検知することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２４】
第２に、スイッチング手段２１１を設けてアクティブ診断を許可した場合にのみ記憶手段２１２にスイッチを切り替えることにより、通信コマンド等により記憶手段２１２に記憶している診断用の変位量を誤って変更しても、スイッチはゼロを角速度検出回路１００に入力することになる。そのため、コリオリ変位及びコリオリサーボ量に影響はなく、より高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２５】
第３に、通信コマンドの内容及びＤＩＡＧ信号の信号レベルに基づいて、第１判定回路２０１及び第２判定回路２０６がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にも、誤診断をすることを抑制することができる。
【０１２６】
第４に、ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はＤＩＡＧ信号の周波数に基づいてアクティブ診断許可に関する判定を行うことにより、ＤＩＡＧ信号経路の断線時にもアクティブ診断を禁止するため、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２７】
第５に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１２８】
第６に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１２９】
次に、図１０及び図１１を用いて、本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１０は、本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１１は、本発明の第８の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１３０】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１３１】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ａは、監視情報追加回路３０１を備えている。監視情報追加回路３０１は、角速度検出回路１００が検出する角速度情報及び監視回路３００が出力する監視結果を伝送内容に加える。監視回路３００は、可動部１の所定の変位周波数及び変位量を監視するものである。
【０１３２】
なお、図１０における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１３３】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ａの動作について説明する。
【０１３４】
監視回路３００は、駆動振幅等の可動部１の制御量及び可動部１の変位を監視し、監視結果を伝送回路１０１Ａに設けられた監視情報追加回路３０１に入力する。また、角速度検出回路１００がサーボ制御を行っている状態において、コリオリサーボ量を監視情報追加回路３０１に入力する。
【０１３５】
次に、監視情報追加回路３０１は、コリオリサーボ量（物理量情報）及び入力した監視結果（監視情報）を、図１１に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１３６】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、上位システムは物理量センサの故障をリアルタイムに検出することが可能となり、物理量センサによる高信頼な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１３７】
第２に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサの外部端子の数を変更すること無く、物理量センサの監視情報を上位システムに伝送することが可能となり、物理量センサによる高信頼な角速度検出を最小限のコストで実現することが可能となる。
【０１３８】
第３に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサに故障が生じる前後での角速度情報を上位システムが判別可能となり、高精度な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１３９】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４０】
次に、図１２及び図１３を用いて、本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１２は、本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１３は、本発明の第９の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１４１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１４２】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｂは、監視情報追加回路３０１と、処理回路３０２による信号処理結果と角速度検出回路１００が検出した角速度とを伝送内容に加える処理結果追加回路３０３とを備えている。
【０１４３】
監視情報追加回路３０１は、角速度検出回路１００が検出する角速度情報及び監視回路３００が出力する監視結果を伝送内容に加える。監視回路３００は、可動部１の所定の変位周波数及び変位量を監視するものである。
【０１４４】
処理回路３０２は、受信回路１０２によって受信した通信コマンドに応じた信号処理を行う。例えば、角速度検出回路１００の内部のＲＡＭの所定のアドレスには、角速度の最終値や、最終値の一つ前の角速度値が記憶されている。そこで、処理回路３０２が受信した通信コマンドが、最終値の一つ前の角速度値を読み出す通信コマンドであった場合には、ＲＡＭの所定のアドレスから最終値の一つ前の角速度値を読み出して、信号処理結果として、処理結果追加回路３０３に出力する。処理結果追加回路３０３は、処理回路３０２による信号処理結果と角速度検出回路１００が検出した角速度とを伝送内容に加える。
【０１４５】
なお、図１２における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１４６】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｂの動作について説明する。
【０１４７】
処理回路３０２は、受信回路１０２によって受信した通信コマンドに応じた信号処理がにより行わう。処理回路３０２の出力及び角速度検出回路１００が検出した角速度情報は、処理結果追加回路３０３に入力する。処理結果追加回路３０３は、コリオリサーボ量（物理量情報）と、入力した監視結果（監視情報）と、処理回路３０２による信号処理結果を、図１３に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１４８】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、コマンドに応じた信号処理結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサの外部端子の数を変更すること無く、コマンドに応じた信号処理結果を上位システムに伝送することが可能となる。
【０１４９】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５０】
次に、図１４及び図１５を用いて、本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１４は、本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１５は、本発明の第１０の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１５１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１５２】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｃは、図１１に示した伝送回路１０１Ｂの構成に加えて、伝送内容に対する誤り検出信号を生成する誤り検出信号生成回路３０４と、誤り検出信号を伝送内容に加える誤り検出情報追加回路３０５とを備えている。
【０１５３】
なお、図１４における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１５４】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｃの動作について説明する。
【０１５５】
伝送回路１０１Ｃにおいて、誤り検出情報生成回路３０４は、伝送内容に対し誤り検出情報を生成し、誤り検出情報追加回路３０５に入力する。次に、誤り検出情報追加回路３０５は、コリオリサーボ量（物理量情報）と、入力した監視結果（監視情報）と、処理回路３０２による信号処理結果とともに、誤り検出情報を、図１５に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１５６】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、伝送内容に対して誤り検出情報を生成することにより、上位システムに伝送する角速度情報がノイズ等の影響を受けて変化した際に、上位システムが角速度情報の不正を検出することが可能となり、高精度な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１５７】
なお、伝送内容に常時診断結果やコマンドに応じた信号処理結果が含まれている場合も、各々の伝送内容に対して誤り検出情報を生成することにより、上位システムに伝送する情報がノイズ等の影響を受けて変化した際に、上位システムが伝送内容の不正を検出することが可能となり、高信頼な情報の伝達を実現することが可能となる。
【０１５８】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５９】
次に、図１６及び図１７を用いて、本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１６は、本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１６において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１７は、本発明の第１１の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１６０】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１６１】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｄは、図１４に示した伝送回路１０１Ｃの構成において、処理結果追加回路３０３の代わりに、処理回路３０２によって出力した信号処理結果を所定のコマンド受信回数分遅延させて伝送内容に追加する処理結果遅延追加回路３０３Ｄを備えている。
【０１６２】
なお、図１６における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１６３】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｄの動作について説明する。
【０１６４】
処理回路３０２は、受信回路１０２により受信したコマンドに応じた信号処理を行う。処理結果追加回路３０６には、処理回路３０２の出力及び角速度検出回路１００が検出した角速度情報が入力する。処理結果追加回路３０６は、入力した角速度情報と、所定のコマンド受信回数分前に受信したコマンドに応じた信号処理結果を、図１７のＤＯＵＴに示すような所定のフレームに格納し上位システムに伝送する。その結果、通信コマンドに対する信号処理結果は、図１７に示すように、所定のコマンド受信回数分だけ遅延して上位システムに伝送される。
【０１６５】
なお、上述のような遅延処理を行わない場合は、図１７のＤＯＵＴ’に示すような通信フレームとなる。処理回路３０２が実行する処理内容によっては、処理結果がでるまで所定の時間がかかる場合がある。すなわち、処理コマンドに応じて処理を開始してから、実際に処理結果が得られるまで、所定の時間遅れがある。そのため、図１７のＤＯＵＴ’に示すように、処理コマンドＣＭＤ１に対応して、その信号処理結果を出力しようとすると、図示するような待機時間が必要となる。
【０１６６】
それに対して、以上説明した本実施形態によれば、第１に、通信コマンドに応じた信号処理結果を所定のコマンド受信回数分遅らせて上位システムに伝送することにより、コマンド受信時から信号処理結果を上位システムに伝送するまでの待機時間を短縮することが可能となり、高速な伝送を行うことが可能となる。
【０１６７】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第９の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６８】
次に、図１８及び図１９を用いて、本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１８は、本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１８において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１９は、本発明の第１２の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１６９】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１７０】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｅは、図９に示した伝送回路１０１において、アクティブ診断の完了を表す情報を伝送内容に追加する診断状況追加回路３０７を備えている。
【０１７１】
なお、図１８における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１７２】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｅの動作について説明する。
【０１７３】
診断状況追加回路３０７には、第２判定回路２０６の出力を入力する。診断状況追加回路３０７は、第２判定回路２０６の出力がアクティブ診断許可モードからアクティブ診断禁止モードに切り替わった際に、アクティブ診断が完了したことを表す情報を伝送内容に追加する。
【０１７４】
なお、アクティブ診断が完了したことを表す情報は、物理量情報と同じタイミングで上位システムに伝送されるのであれば、伝送内容のどこに追加しても良い。具体的には通信物理量情報の下位ビットに付加しても良いし、図１０の実施形態における監視結果に付加しても良い。
【０１７５】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、アクティブ診断が完了した際に、伝送内容にアクティブ診断完了を表す信号を追加することにより、上位システムに伝送した角速度情報がアクティブ診断中のものであるか否かを判別可能にするので、より高精度なアクティブ診断を実現することを可能とする。
【０１７６】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１７７】
次に、図２０を用いて、本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２０は、本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２０において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７８】
本実施形態の物理量センサは、駆動制御回路１０３と、伝送回路１０１Ａと、受信回路１０２と、アクティブ診断回路２００Ｆと、監視回路３００Ａとを備えている。駆動制御回路１０３は、角速度を検出するための駆動振動を行う可動部１を含んでいる。駆動制御回路１０３は、角速度を検出するために、可動部１を、検出軸（図中のＹ軸）に対して垂直方向(駆動軸方向：図中のＸ軸方向）に所定周波数及び所定振幅で駆動振動させる。
【０１７９】
伝送回路１０１Ａは、物理量センサによって検出した角速度情報を上位システムに伝送する。受信回路１０２は、ＥＣＵ等の上位システムからの通信コマンドを受信する。アクティブ診断回路２００は、受信回路１０２が受信した通信コマンドに基づいてアクティブ診断を実施する。監視回路３００Ａは、物理量センサの状態を監視する。
【０１８０】
駆動制御回路１０３の可動部１は、外部からの角速度に応じて変位を生じる。可動部１には、可動部１の駆動軸方向に対し平行に固定された可動電極と、この可動電極に対向して配置された固定電極とから構成される駆動モニタ電極１４が備えられている。また、可動部１には、可動部１の駆動軸方向に対し平行に固定された可動電極と、この可動電極に対向して配置され、駆動電圧が印加される固定電極とから構成される駆動電極２２が備えられている。
【０１８１】
ＣＶ変換器１４は、駆動モニタ電極１４の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器１５は、ＣＶ変換器１４から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。
【０１８２】
同期検波回路１７と積分器１８と発振器(ＯＳＣ)１９とにより、周波数制御回路(ＡＦＣ)が構成される。周波数制御回路(ＡＦＣ)は、デジタル信号から可動部１の変位を検出しこの変位周波数を所定の周波数に維持する様な制御を行う。また、同期検波回路２３と積分器２４１９とにより、振幅制御回路(ＡＧＣ)が構成される。振幅制御回路(ＡＧＣ)は、変位振幅を所定の振幅に維持するように制御する。
【０１８３】
変調器２０は、周波数制御回路(ＡＦＣ)及び振幅制御回路(ＡＧＣ)の出力に基づいて駆動信号を生成する。ＤＡ変換器２１は、変調器２０から出力された駆動信号を駆動電圧に再変換し、駆動電極２２に印加する。
【０１８４】
ここで、周波数制御回路(ＡＦＣ)の同期検波回路１７は、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ５の検波信号(Φ５)により同期検波する。積分器１８は、同期検波回路１７の出力を積分する。発振器(ＯＳＣ)１９は、積分器１８の出力に応じた周波数を生成する。
【０１８５】
また、振幅制御回路(ＡＧＣ)の同期検波回路２３は、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ６を持つ検波信号(Φ６)により同期検波する。積分器２４は、同期検波回路２３の出力を積分する。
【０１８６】
次に、アクティブ診断回路２００Ｆは、図９と同様に、第１判定回路２０１と、第２判定回路２０２と、アクティブ診断実施回路２０３とから構成される。アクティブ診断実施回路２０３の出力である診断用の変位は、加算器２１３，２１４により、積分器１８，２４の出力に加算される。
【０１８７】
監視回路３００Ａは、周波数監視手段３０８と、指示量監視手段３０９と、変位監視手段３１０とを備えている。周波数監視手段３０８は、可動部１の駆動周波数を監視し、駆動周波数が所定の範囲を逸脱した際に駆動周波数の異常状態を表す信号を出力する。指示量監視手段３０９は、可動部１の駆動振幅指示量を監視し、駆動振幅指示量が所定の範囲を逸脱した際に駆動振幅指示量の異常状態を表す信号を出力する。変位監視手段３１０は、可動部１の駆動変位を監視し、駆動変位が所定の範囲を逸脱した際に駆動変位の異常状態を表す信号を出力する。
【０１８８】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０１８９】
角速度検出回路１０３は、可動部１に角速度を検出するための駆動振動を発生する駆動力により可動部１が変位すると、可動部１の駆動変位に応じて駆動モニタ電極１４の静電容量が変化し、この駆動周波数及び駆動振幅を所定の範囲に維持するための駆動電圧を生成する。そして、この駆動電圧が、駆動電極２２により可動部１に印加することでサーボ制御を行っている。
【０１９０】
周波数制御回路(ＡＦＣ)では、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を検波信号Φ５を用いて同期検波回路１７により同期検波を行い駆動振動による可動部１の駆動周波数を検出する。積分器１８は、この駆動周波数を積分演算することで、駆動周波数の変動を打ち消す駆動周波数調整量を求める。ＯＳＣ１９は、積分器１８の出力に応じた周波数信号を出力し、駆動周波数と同じ周波数を有するパルス信号を生成する。
【０１９１】
振幅制御回路(ＡＧＣ)では、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号をΦ６を用いて同期検波回路２３により同期検波を行い駆動振動による可動部１の駆動変位を検出する。積分器２４は、この駆動変位を積分演算することで駆動振幅の変動を打ち消す駆動振幅調整量を求める。
【０１９２】
なお、変調器２０は、周波数制御回路(ＡＦＣ)及び振幅制御回路(ＡＧＣ)により生成されたパルス信号と駆動振幅調整量を変調することにより、駆動信号を生成している。
【０１９３】
次に、アクティブ診断回路２００Ｆにおいて、第１判定回路２０１と第２判定回路２０２は、受信回路１０２により受信した通信コマンドを用いてアクティブ診断を実施するか否かを判断する。第１判定回路及び第２判定回路の出力がアクティブ診断許可を示す出力である場合には、アクティブ診断実施回路２０３が、診断用の変位量を駆動制御回路１０３に出力する。
【０１９４】
なお、駆動制御回路１０３に入力された診断用の変位量は、加算器２１５を用いて積分器１８の出力に加算し、ＯＳＣ１９を用いてパルス信号に変換して可動部１に印加する。この診断用の変位は、駆動周波数の変化分として同期検波回路１７により検出する。また、診断用の変位は、診断用の変位をゼロにするための駆動周波数調整量の変化分として積分器１８により出力する。
【０１９５】
なお、診断用の変位量が加算器２１６を用いて積分器２４の出力に加算された場合は、駆動変位の変化分として同期検波回路２３により検出する。また、診断用の変位は診断用の変位をゼロにするための駆動振幅調整量の変化分として積分器２４により出力する。
【０１９６】
次に、監視手段３００Ａにおいて、周波数監視回路３０８は、積分器１８の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器１８の出力が所定の範囲内にない場合に駆動周波数の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。また、指示量監視回路３０９は、積分器２４の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器２４の出力が所定の範囲内にない場合に駆動振幅指示量の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。また、変位監視回路３１０は、同期検波回路２３の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、同期検波回路２３の出力が所定の範囲内にない場合に駆動変位の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０１９７】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、周波数監視回路３０８を用いて駆動周波数を監視することにより、可動部１の駆動周波数制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０１９８】
第２に、指示量監視回路３０９を用いて駆動振幅指示量を監視することにより、可動部１の駆動振幅制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０１９９】
第３に、変位監視回路３１０を用いて駆動変位を監視することにより、可動部１の駆動振動の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０２００】
第４に、アクティブ診断実施回路２０３を用いて診断用の変位量を積分器２４の出力に加算することにより、可動部１の駆動振幅指示量に対する可動部１の感度変化を検出することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２０１】
次に、図２１を用いて、本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２１は、本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２１において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２０２】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図１０に示したものと同様である。
【０２０３】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、監視回路３００Ｂは、図１０に示した監視回路３００に対し、自己振動サーボ量を監視し、自己振動サーボ量が所定の範囲を逸脱した際に自己振動の異常状態を表す信号を出力する自己振動監視回路３１１を追加して備えている。
【０２０４】
なお、図２１における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。伝送回路１０１Ｆは、図１０に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２０５】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２０６】
監視回路３００Ｂの自己振動監視回路３１１は、角速度検出回路１００がサーボ制御を行っている状態において、積分器６の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器６の出力が所定の範囲内にない場合に自己振動の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０２０７】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、自己振動監視回路３１１を用いて自己振動サーボ量を監視することにより、可動部１の自己振動サーボ制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０２０８】
第２に、アクティブ診断実施回路２０３及び加算器２０４を用いて診断用の変位量を積分器６の出力に加算することにより、可動部１の感度変化を検出することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２０９】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第８の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２１０】
次に、図２２〜図２４を用いて、本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２２は、本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２２において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。図２３及び図２４は、本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【０２１１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図１０に示したものと同様である。
【０２１２】
本実施形態の物理量センサは、物理量センサにおいて使用されているRandom Access Memory(ＲＡＭ)４０１及びErasable Programmable Read Only Memory(ＥＰＲＯＭ)４０２等の記憶装置４００を備えている。
【０２１３】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、監視回路３００Ｃは、図１０に示した監視回路３００に対し、記憶装置４００が所定の機能を満足できなくなった際に記憶装置４００の異常状態を表す信号を出力する記憶装置監視回路３１２を追加して備えている。
【０２１４】
なお、図２２における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。伝送回路１０１Ｆは、図１０に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２１５】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２１６】
記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭ４０１及びＥＰＲＯＭ４０２等の記憶装置４００が所定の機能を果たせる状態にあるか否かを監視し、各々の記憶装置に動作不良が生じた際に該当する記憶装置の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０２１７】
最初に、図２３を用いて、ＲＡＭの監視方法について説明する。
【０２１８】
図２３のステップＳ２００において、記憶装置監視回路３１２は、ＤＩＡＧ信号がＨか否かを判定し、ステップＳ２１０において、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０でないか否かを判定する。ＤＩＡＧ信号がＬの場合と、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０の場合は、ステップＳ２７０において、ＲＡＭ４０１のＤＩＡＧ信号に０を代入し、アドレスに０を代入し、合計値ＳＵＭに０を代入して処理を終了する。
【０２１９】
ＤＩＡＧ信号がＨで、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０でない場合は、ステップＳ２２０において、記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭの所定のアドレス（アドレス）に、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ），すなわち、１を格納する。また、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＲＡＭの所定のアドレスＲＡＭ（アドレス）を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）からＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）を引いた値を格納する。次に、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値の絶対値（ａｂｓ（ＴＥＭＰ））を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）に１を加えた値を格納する。最後に、ＳＵＭ領域（ＳＵＭ）に、ＳＵＭ領域の値（ＳＵＭ）にＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）を加えた値を格納する。
【０２２０】
次に、ステップＳ２３０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２２１】
次に、ステップＳ２４０において、記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭの所定のアドレス（アドレス）に、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）の反値，すなわち、０を格納する。また、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＲＡＭの所定のアドレスＲＡＭ（アドレス）を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）からＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）の反値を引いた値を格納する。次に、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値の絶対値（ａｂｓ（ＴＥＭＰ））を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）に１を加えた値を格納する。最後に、ＳＵＭ領域（ＳＵＭ）に、ＳＵＭ領域の値（ＳＵＭ）にＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）を加えた値を格納する。
【０２２２】
次に、ステップＳ２５０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２２３】
次に、ステップＳ２６０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなったか否かを判定し、有効アドレス数Ｎ以下の場合には、ステップＳ２２０〜ステップＳ２５０の処理を継続する。アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなると、処理を終了する。
【０２２４】
このようにして、本実施形態においては、ＲＡＭ４０１の全てのアドレスに固定値を用いた書込・読込動作を実施し、各アドレスにおけるビット固定を診断することで、ＲＡＭ４０１を監視する。
【０２２５】
次に、図２４を用いて、ＥＰＲＯＭの監視方法について説明する。
【０２２６】
図２４のステップＳ３００において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスが０か否かを判定する。０でない場合にはステップＳ３５０に進み、０の場合にはステップＳ３１０に進む。
【０２２７】
アドレスが０の場合には、ステップＳ３１０において、記憶装置監視回路３１２は、誤り検出のためのＣＲＣコードが０か否かを判定する。０でない場合にはステップＳ３３０に進み、０の場合にはステップＳ３２０に進む。
【０２２８】
ＣＲＣコードが０の場合は、ステップＳ３２０において、記憶装置監視回路３１２は、エラーフラグをリセットし、ＣＲＣコードが０でない場合は、ステップＳ３３０において、記憶装置監視回路３１２は、エラーフラグをセットする。
【０２２９】
次に、ステップＳ３４０において、記憶装置監視回路３１２は、誤り検出のためのＣＲＣコードに０を格納する。
【０２３０】
そして、ステップＳ３５０において、記憶装置監視回路３１２は、ＥＰＲＯＭ４０２の所定のアドレスのデータを読み込み、ステップＳ３６０において、ＣＲＣ演算を実行する。
【０２３１】
次に、ステップＳ３７０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２３２】
次に、ステップＳ３８０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなったか否かを判定し、有効アドレス数Ｎ以下の場合には、ステップＳ３００〜ステップＳ３７０の処理を継続する。アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなると、処理を終了する。
【０２３３】
このようにして、本実施形態においては、ＥＰＲＯＭ４０２の所定のアドレスに予め誤り検出のためのＣＲＣコードを記憶しておき、全てのアドレスが正常であればＣＲＣ演算結果がゼロとなり、ＣＲＣ演算結果がゼロにならなかった場合に記憶装置監視回路３１２はＥＰＲＯＭ４０２の異常を出力することで、ＥＰＲＯＭ４０２を監視する。
【０２３４】
なお、ＥＰＲＯＭ４０２の監視に用いる誤り検出手段は、ＣＲＣの他、パリティ符号やハッシュ関数、チェックサムを用いた誤り検出手法をとっても良い。
【０２３５】
以上説明した本実施形態の物理量センサによれば、第１に、記憶装置監視回路３１２を用いてＲＡＭ４０１を監視することにより、ＲＡＭ４０１の異常を検出することが可能となり、高信頼な物理量検出及びアクティブ診断の実現が可能となる。
【０２３６】
第２に、記憶装置監視回路３１２を用いてＥＰＲＯＭ４０２を監視することにより、ＥＰＲＯＭ４０２の異常を検出することが可能となり、高信頼な物理量検出及びアクティブ診断の実現が可能となる。
【０２３７】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第８の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２３８】
次に、図２５を用いて、本発明の第１６の実施形態による物理量センサ及び物理量センサ制御装置の構成及び動作について説明する。
図２５は、本発明の第１６の実施形態による物理量センサ及び物理量センサ制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図２５において、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【０２３９】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図２に示したものと同様である。
【０２４０】
本実施形態の物理量センサ制御装置は、図２に示した物理量センサに対して、物理量センサの制御を実施するための通信コマンドを第１判定回路２０１出力する第１制御装置１０４と、第１の制御装置１０４の故障診断を行い、診断結果に基づいて第２判定装置２０６にＤＩＡＧ信号を出力する第２制御装置１０５とを追加したものである。第１制御装置１０４は、例えば、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。第２制御装置１０５は、第１制御装置１０４の故障診断用のコントロールユニットである。
【０２４１】
なお、図２５における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図２に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２４２】
ここで、本実施形態における物理量センサ及び物理量センサ制御装置の動作について説明する。
【０２４３】
第１制御装置１０４は、物理量センサのアクティブ診断を実施するための通信コマンドを受信回路１０２に出力する。次に、受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、第１判定回路２０１は、予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【０２４４】
次に、第２制御装置１０５は、第１制御装置１０４に異常が生じているか否かを判定し、第１制御装置１０４が正常であればＨレベルのＤＩＡＧ信号を第２判定回路２０６に出力する。一方、第１制御装置１０４が異常であると判定した場合にはＬレベルのＤＩＡＧ信号を第２判定回路に出力する。
【０２４５】
次に、第２判定回路２０６は、ＤＩＡＧ信号のレベルを確認する。ＤＩＡＧ信号がＨレベルの状態であれば、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、ＤＩＡＧ信号がＬレベルであれば、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断禁止モードにする。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６の出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０２４６】
以上説明した本実施形態の物理量センサ及び物理量センサ制御装置によれば、第１に、第２制御装置１０５が第１制御装置１０４の故障診断を行い，ＤＩＡＧ信号を第２判定回路２０６に出力しているため、第１制御装置１０４がアクティブ診断を実施するための通信コマンドを第１判定回路２０１に出力した際に、アクティブ診断の誤動作を防止することが可能となり、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２４７】
さらに、本実施形態においても、図２に示した第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２４８】
次に、図２６及び図２７を用いて、本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２６は、本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２６において、図９と同一符号は、同一部分を示している。図２７は、本発明の第１７の実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果の説明図である。
【０２４９】
本実施形態では、物理量センサとして、角速度検出回路１００の代わりに、加速度を検出するための可動部２７を含む加速度検出回路１０６を用いている。
【０２５０】
加速度検出回路１０６は、可動部２７と、検出電極２８と、ＣＶ変換器２９と、ＡＤ変換器３０と、積分器３１と、ＤＡ変換器２５と、診断電極２６とを備えている。
【０２５１】
可動部２７は、加速度を検出するために所定軸方向(加速度検出軸方向)に変位可能に支持されている。検出電極２８は、可動部２７の変位に応じた容量変化をする。検出電極２８は、可動部２７の加速度検出軸方向に固定された可変電極２８ａ及び、可変電極２８ａに対向して配置された固定電極２８ｂによって構成される。ＣＶ変換器２９は、検出電極２８の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器３０は、ＣＶ変換器２９から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。積分器３１は、デジタル信号を積分する。補正演算器３２は、積分器３１が出力した可動部２７の変位に応じた信号に対して補正演算を行う。ＤＡ変換器２５は、アクティブ診断回路２００Ｆから入力された診断用変位量を電圧信号に変換する。診断電極２６は、ＤＡ変換器２５により生成された電圧信号を可動部２７に印加する。診断電極２６は、可動部２７の加速度検出軸方向に固定された可変電極２６ａ及び、可変電極２６ａに対向して配置された固定電極２６ｂによって構成される。
【０２５２】
なお、図２６における伝送回路１０１、受信回路１０２、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２５３】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２５４】
アクティブ診断回路２００により診断用変位量が加速度検出回路１０６に入力すると、入力した診断用変位量はＤＡ変換器２５及び診断電極２６により可動部２７に印加され、診断用変位量に応じて可動部２７が変位する。検出電極２８は、可動部２７の変位を電圧信号に変換し、ＣＶ変換器２９及びＡＤ変換器３０及び積分器３１を介して、補正演算器３２に入力する。補正演算器３２は、所定の補正演算を行い、加速度情報として伝送回路１０１に出力する。
【０２５５】
次に、図２７を用いて、本実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果について説明する。
【０２５６】
図２７は、通信コマンドにより記憶手段２１２に記憶されている診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、診断用の変位に応じた積分器３１の出力（縦軸）をグラフにして表したものである。なお、グラフの横軸は、診断用の変位量を加速度に換算した値である。
【０２５７】
図２２に示すアクティブ診断結果から、加速度センサのオフセット，加速度に対する感度、及び加速度センサの直線性を取得することができる。加速度センサのオフセットは、図示するように、加速度が０Ｇの場合の、積分器３１の出力として得られる。加速度に対する感度は、図示の直線の傾きとして得られる。加速度センサの直線性は、例えば、図示するように、加速度−１．０Ｇ，−０．５Ｇ，＋０．５Ｇ，＋１．０Ｇの４点の加速度に対する積分器３１の出力に対して、例えば、最小自乗法により直線近似するとともに、この近似された直線からのずれ量として得られる。
【０２５８】
従って、アクティブ診断を実施することにより、オフセット補正値及び感度補正値及び直線性補正値を取得することが可能となる。この補正値を補正演算時に用いることにより、本実施形態における加速度センサの加速度検出精度を向上させることが可能となる。
【０２５９】
以上説明した本実施形態の物理量センサによれば、第１に、通信コマンドを用いて診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、物理量センサのオフセット及び検出感度及び物理量検出時の直線性を求めることが可能となり、高精度な物理量検出を実現することが可能となる。
【０２６０】
第２に、通信コマンドを用いて診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、経時変化等による物理量センサのオフセット変化及び検出感度変化及び物理量検出時の直線性の変化を求めることが可能となり、補正演算器３２で補正演算時に用いる補正値を変更することにより、高精度な物理量検出を継続的に実現することが可能となる。
【０２６１】
さらに、本実施形態においても、図９に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２６２】
次に、図２８を用いて、本発明の第１８の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２８は、本発明の第１８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２８において、図１，図９，図２０，図２６と同一符号は、同一部分を示している。
【０２６３】
本実施形態の物理量センサは、角速度検出回路１００と、駆動制御回路１０３と、加速度検出回路１０６と、伝送回路１０１と、受信回路１０２と、アクティブ診断回路２００と、診断対象選択回路２１３及び観測信号選択回路２１６により構成される処理回路３０２とを備えている。
【０２６４】
なお、角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２、アクティブ診断回路２００の動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。駆動制御回路１０３の動作については、図２０に示したものと同一の動作を行うものである。加速度検出回路１０６の動作については、図２６に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２６５】
ここで、診断対象選択回路２１３は、アクティブ診断回路２００が出力した診断用の変位量を伝達する回路を切替えるスイッチング手段２１４と、記憶された情報に基づいてスイッチング手段２１４の接続先を指定する記憶手段２１５とを備えている。
【０２６６】
また、観測信号選択回路２１６は、伝送回路１０１にを伝達する回路を切替えるスイッチング手段２１４と、記憶された情報に基づいてスイッチング手段２１４の接続先を指定する記憶手段２１５とを備えている。
【０２６７】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２６８】
診断対象選択回路２１３は、通信コマンドにより記憶手段２１５に所定の情報を記憶させ、スイッチング手段２１４は記憶手段２１５に記憶されている情報に基づいて接続先回路を選択する。次に、アクティブ診断回路２００により出力された診断用の変位量は、スイッチング手段２１４により接続されている回路に入力される。
【０２６９】
観測信号選択回路２１６は、通信コマンドにより記憶手段２１８に所定の情報を記憶させ、スイッチング手段２１７は記憶手段２１８に記憶されている情報に基づいて観測信号を選択する。次に、スイッチング手段２１７により接続されている観測信号は、スイッチング手段２１７を介して伝送回路１０１に入力される。
【０２７０】
以上の本実施形態における物理量センサによれば、第１に、診断対象選択回路２１３を用いることにより、通信コマンドを用いて診断対象を個別に選択することが可能となり、複数のセンサで構成されるマルチセンサ等に対してアクティブ診断の個別制御が可能となる。
【０２７１】
第２に、診断対象選択回路２１３を用いることにより、通信コマンドを用いて診断対象を個別に選択することが可能となり、個別の機能ブロック毎にアクティブ診断が可能となるため、故障の部位が特定可能な高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２７２】
第３に、観測信号選択回路２１６を用いることにより、通信コマンドを用いて観測信号を選択することが可能となるため、物理量センサを構成する各々の機能ブロック毎の診断が可能となり、高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２７３】
さらに、本実施形態においても、図１６に示した第１１の実施形態，図２０に示した第１３の実施形態，図２６に示した第１７の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０２７４】
【図１】本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１４】本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１６】本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第１１の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１８】本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１２の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図２０】本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第１６の実施形態による物理量センサび物理量センサ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１７の実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果の説明図である。
【図２８】本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２７５】
１，２７…可動部
２，１０，１４，２２，２６，２８…電極
３，１５，２９…ＣＶ変換器
４，１６，３０…ＡＤ変換器
５，１１，１７，２３…同期検波器
６，１２，１８，２４，３１…積分器
７，１３，２０…変調器
８，２０４、２０５…加算器
９，２１，２５…ＤＡ変換器
１９…発振器
３２…演算器
１００…角速度検出回路
１０１…伝送回路
１０２…受信回路
１０３…駆動制御回路
１０４，１０５…制御装置
１０６…加速度検出回路
２００…アクティブ診断回路
２０１，２０２，２０６，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄ，２０６ｅ…判定回路
２０３…アクティブ診断実行回路
２０７ａ…速度センサ
２０７ｃ…加速度センサ
２０７ｄ…角速度センサ
２０７ｅ…時間計測器
２１１，２１４，２１７…スイッチ
２１２，２１５，２１８，４００…記憶装置
２１３，２１６…セレクタ
３００…監視回路
３０１…監視情報追加回路
３０２…信号処理回路
３０３…処理結果追加回路
３０４…誤り検出信号生成回路
４０１…ＲＡＭ
４０２…ＥＰＲＯＭ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度や角速度等を検出する物理量センサ及び物理量センサの制御装置に係り、特に、センサ素子に診断用の変位を与え、この変位量に基づいてセンサの自己診断を行う物理量センサ及び物理量センサの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度センサや角速度センサなどの物理量センサにおいて、物理量に応じて所定方向に変位を生じるセンサ素子に対し、前記所定方向へ外力を加えて意図的に変位を与えると共に、この変位量が適正か否かを検出することにより自己診断を行うアクティブ診断機能をもつ物理量センサが知られている。
【０００３】
また従来、アクティブ診断を開始する際には制御信号が上位システムより入力され、この制御信号に基づいてアクティブ診断を実行する方法をとっている。ここで、アクティブ診断の制御信号には、ＨとＬの２つの状態をとり得るレベル信号を用い、このレベル信号がＨの状態になるとアクティブ診断を実行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この物理量センサを車載用に適用する場合、上位の制御装置は物理量センサの他にも油圧コントローラ等複数の制御対象を有している場合が殆どであり、物理量センサに送信する制御信号には高い信頼性が要求される。特に車両のエンジンルーム内に配置する場合には、エンジンやフューエルポンプ等のポンプ類、ソレノイドバルブ等の外部ノイズ源や、車両から伝わる様々な機械的振動等を考慮しなければならない。例えばノイズや機械的振動等により、制御信号が変化する場合や制御信号の送信先が誤って選択される場合がある。
【０００５】
特許文献１記載のものでは、アクティブ診断の制御信号が物理量センサに入力されると、アクティブ診断が動作してセンサ素子に変位が生じる。その結果、物理量センサの物理量検出部は物理量が印加されたと認識する。従って、これらの物理量センサにアクティブ診断の制御信号を誤って入力すると、実際には印加していない物理量を誤検出することにより、エアバッグ等の乗員保護装置やＥＳＣ(横滑り防止装置)等が誤検出された物理量に基づいて動作するのでシステム等が誤動作を起こす。
【０００６】
従って、アクティブ診断が誤って実行されることを防止する技術が重要であり、近年様々な技術の検討がなされてきた。
【０００７】
アクティブ診断の誤動作を防止するための対策として、センサを制御する上位の制御システムからアクティブ診断を指示するレベル信号が入力されると、クロック信号によりレベル信号が所定の状態を維持している間クロックの計数を行い、レベル信号が所定クロック数以上所定の状態を継続した場合にのみアクティブ診断処理を開始するというものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０４００４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、加速度センサや角速度センサ等の物理量センサは、車載用センサとして利用される機会が多くある。車載された時の物理量センサの周囲温度は、物理量センサの設置位置や車両状況、外気温等によって大きく変化する。また走行中に発生する路面振動やエンジンノイズ等の車両が発生する機械的振動も車体を通して物理量センサに伝達されることとなる。また、車両のエンジンルーム内では、様々な電子装置類、車両制御用の各アクチュエータからの外部ノイズが非常に多く、物理量センサにとっては過酷な環境である。従って、物理量センサを車載用に使用する場合、確実な物理量検出を行うために高性能な自己診断が要求される。
【００１０】
車載用の物理量センサは、前述の通り過酷環境下でも確実な物理量検出及び自己診断を行う必要があるため、アクティブ診断内容の多様化による機能性向上は大きな利点と成り得る。
【００１１】
例えば、コマンドにより診断部位を変更する方法をとることにより、故障の部位を特定することが可能となる。また、診断用の変化量をコマンドにより変更する方法を取ることにより、物理量センサの感度やオフセット等のセンサ特性を取得することが可能となる。また、複数の物理量センサを組み合わせて一つの制御回路で診断を行う場合、コマンドにより診断対象を指定する方法を取ることでセンサを個別に診断可能となる。また、コマンドにより、様々な内部信号を観測できる様な構成を用いれば回路の機能ブロック毎の故障診断も可能となる。
【００１２】
この高機能な診断を実現するためには、上位システムからのアクティブ診断の制御形態がレベル信号等によるトリガ制御だけでなく、コマンド制御にも対応する必要がある。そうすることで、物理量センサの使用状況に応じた診断内容を必要に応じて実施することが可能な、高性能な自己診断を実現することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、特許文献２記載の方法では、自己診断の高性能化の観点において、アクティブ診断を制御するレベル信号の入力パターンの多様化による機能性の向上は容易に可能だが、生産性の観点において、レベル信号の入力時間を判定する回路の規模が多様化に伴い増大し、生産性の大幅な低下につながる可能性がある。
【００１４】
本発明の目的は、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立する物理量センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、物理量に応じて変位する可動部を有しており、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出手段と、前記物理量検出手段の故障を診断する診断手段と、通信路を介して前記物理量検出手段が検出した物理量をデジタル伝送する伝送手段と、前記通信路を介して上位システムが物理量センサの制御を行うための指令コマンドを受信する受信手段と、有する物理量センサであって、前記診断手段が、前記受信手段により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する第１判定手段と、少なくとも１つ以上の所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段及び前記第２判定手段の出力に基づいて診断を実行する診断実行手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立し得るものとなる。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記診断手段は、前記可動部に診断変位を生じさせて前記物理量検出手段の故障を判定するアクティブ診断機能を備えるようにしたものである。
【００１７】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記所定の情報は、所定の電圧レベル信号、所定のパルス信号、所定の診断を許可乃至禁止する指令コマンド信号、前記物理量センサ自体の速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の加速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の角速度に応じた情報、前記物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じた情報のいずれかである。
【００１８】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記診断実行手段は、前記第１判定手段及び第２判定手段の出力に応じて切り替わるスイッチング手段を備えるようにしたものである。
【００１９】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記可動部の所定の駆動周波数及び変位量を監視する監視手段と、前記物理量検出手段が検出した物理量と前記監視手段の出力とを伝送内容に付加する監視情報追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２０】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記伝送手段は、前記通信コマンドに応じて信号処理を行う処理手段と、前記処理手段の出力を前記監視情報追加手段の出力に付加する処理結果追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２１】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記処理結果追加手段は、前記受信手段が所定受信回数を遡って受信した通信コマンドの処理結果を伝送内容に付加するようにしたものである。
【００２２】
（８）上記（６）において、好ましくは、前記物理量検出手段が検出した物理量とアクティブ診断の進行状況とを伝送内容に付加する診断フラグ追加手段を備えるようにしたものである。
【００２３】
（９）上記（１）において、好ましくは、前記監視情報追加手段の出力に対して誤り検出を行う誤り検出手段と、前記誤り検出手段の出力した誤り検出情報を前記監視情報追加手段の出力に付加する誤り検出情報追加手段とを備えるようにしたものである。
【００２４】
（１０）上記（９）において、好ましくは、前記監視手段は、前記可動部の駆動周波数を監視し、前記駆動周波数が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する周波数監視手段と、前記可動部を変位させるための変位指示量を監視し、前記変位指示量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する指示量監視手段と、前記可動部の変位量を監視し、前記変位量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する変位監視手段との少なくとも一方を備えるようにしたものである。
【００２５】
（１１）上記（９）において、好ましくは、前記監視手段は、前記可動部の駆動方向の振動が検出方向に漏込むことにより生じる前記可動部の自己振動を抑制するサーボ制御手段と、前記サーボ制御手段の出力を監視し、前記サーボ制御手段の出力が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する自己振動監視手段とを備えるようにしたものである。
【００２６】
（１２）上記（１）において、好ましくは、前記診断手段は、ＲＡＭの故障診断を行い、ＲＡＭの異常状態を表す信号を出力するＲＡＭ監視手段と、ＥＰＲＯＭに対して故障診断を行い、ＥＰＲＯＭの異常状態を表す信号を出力するＥＰＲＯＭ監視手段との少なくとも一方を備えるようにしたものである。
【００２７】
（１３）上記（１）において、好ましくは、前記処理手段は、診断対象を指定する診断対象指定手段と、物理量センサの内部信号の中から観測対象を選択する観測信号指定手段とを備えるようにしたものである。
【００２８】
（１４）上記目的を達成するために、本発明は、物理量センサに対して、物理量センサの制御を行うための指令コマンド及び診断を実施するための所定の情報を出力する物理量センサの制御装置であって、前記指令コマンドを出力する第１制御装置と、前記所定の情報を出力する第２制御装置とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立し得るものとなる。
【００２９】
（１５）上記（１４）において、好ましくは、前記第２制御装置は、前記第１制御装置の故障を診断するようにしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、物理量センサの生産性を著しく低下させることなく、アクティブ診断制御の高信頼化と高機能化を両立することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の第１の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【００３２】
本実施形態の物理量センサは、角速度に応じて変位を生じる可動部１を含む角速度検出回路１００と、角速度検出回路１００により検出した角速度情報を上位システムに伝送する伝送回路１０１と、上位システムからの通信コマンドを受信する受信回路１０２と、受信回路１０２が受信した通信コマンドに基づいてアクティブ診断を実施するアクティブ診断回路２００とにより構成される。ここで、上位システムとは、例えば、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
【００３３】
角速度検出回路１００の可動部１は、外部からの角速度に応じて変位を生じる。可動部１には、可動電極２ａが固定されている。固定電極２ｂは、可動電極２ａに対向して配置されている。可動電極２ａと固定電極２ｂとにより、検出電極２が構成される。ＣＶ変換器３は、検出電極２の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器４は、ＣＶ変換器３から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。
【００３４】
同期検波回路５と積分器６と変調回路７とにより、自己振動サーボ制御回路が構成される。自己振動サーボ制御回路は、ＡＤ変換器４の出力のデジタル信号から可動部１の変位を検出し、この変位をゼロとする様な制御を行う。また、同期検波回路１１と積分器１２と変調回路１３とにより、コリオリサーボ制御回路が構成される。
【００３５】
加算器８は、自己振動サーボ制御回路及びコリオリサーボ制御回路の出力を加算してサーボ信号を生成する。ＤＡ変換器９は、加算器８から出力されたサーボ信号をサーボ電圧に再変換する。ＤＡ変換器９から出力されたサーボ電圧は、固定電極１０ｂ及び可動電極１０ａから成るサーボ電極１０を介して、可動部１に印加される。なお、サーボ電極１０は、固定電極１０ｂと、固定電極１０ｂに対向して配置され、可動部１に固定された可変電極１０ａにより構成される。
【００３６】
なお、可動部１は、角速度を検出するために、検出軸（図中のＹ軸）に対して垂直方向(駆動軸方向：図中のＸ軸方向）に所定周波数及び所定振幅で駆動振動させており、角速度が可動部１に印加されるとコリオリ力により可動部１が検出軸方向に外力を受ける。そのため可動部１は、検出軸と駆動軸の２軸方向に変位可能に弾性的に支持されている。また、検出電極２及びサーボ電極１０は検出軸方向に対して平行に配置されている。
【００３７】
自己振動サーボ制御回路の同期検波回路５は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ１の検波信号(以後、Φ１)により同期検波する。積分器６は、同期検波回路５の出力を積分する。変調回路７は、積分器６の出力を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ３の変調信号(Φ３)により周波数変調を行う。
【００３８】
また、コリオリサーボ制御回路の同期検波回路１１は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ２を持つ検波信号(Φ２)により同期検波する。積分器１２は、同期検波回路１１の出力を積分する。変調回路１３は、積分器１２の出力を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ４の変調信号(以後、Φ４)により周波数変調を行う。
【００３９】
次に、アクティブ診断回路２００は、第１判定回路２０１と、第２判定回路２０２と、アクティブ診断実施回路２０３とを備えている。第１判定回路２０１は、受信回路１０２により受信した上位システムからの通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。第２判定回路２０２は、通信コマンドがアクティブ診断を許可又は禁止するコマンドか否かを判定する。アクティブ診断実施回路２０３は、第１判定回路及び第２判定回路の出力に基づいて、診断用の変位を角速度検出回路１００に入力する。角速度検出回路１００には、加算器２０４，２０５が備えられており、診断用変位を角速度検出回路１００の積分器６，１２の出力にそれぞれ加算する。
【００４０】
次に、本実施形態の物理量センサの動作について説明する。
【００４１】
角速度検出回路１００において、駆動振動している可動部１に角速度か印加した際に発生するコリオリ力により可動部１が変位する。可動部１の変位に応じて、検出電極２の静電容量が変化する。自己振動サーボ制御回路及びコリオリサーボ制御回路は、この静電容量の変化を打ち消すためのサーボ電圧を生成し、サーボ電極１０により可動部１に印加することで、サーボ制御を行っている。
【００４２】
自己振動サーボ制御回路の同期検波回路５は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号をΦ１を用いて同期検波を行い、自己振動による可動部１の変位(エラー変位)を検出する。積分器６は、エラー変位を積分演算することで、エラー変位を打ち消す自己振動サーボ量を求める。次に、変調回路７は、変調信号Φ３を用いて周波数変調を行い、可動部１に印加する自己振動サーボ信号を生成する。
【００４３】
コリオリサーボ制御回路の同期検波回路１１は、ＡＤ変換器４から出力されたデジタル信号をΦ２を用いて同期検波を行い、コリオリ力による可動部１の変位(コリオリ変位)を検出する。積分器１２は、コリオリ変位を積分演算することでコリオリ変位を打ち消すコリオリサーボ量を求める。次に、変調回路１３は、変調信号Φ４を用いて周波数変調を行い、可動部１に印加するコリオリサーボ信号を生成する。
【００４４】
この自己振動サーボ制御及びコリオリサーボ制御を行っている状態において、コリオリサーボ量を伝送回路１０１に入力することで、物理量センサは角速度情報を上位システムに伝送することができる。
【００４５】
次に、アクティブ診断回路２００の第１判定回路２０１と第２判定回路２０２は、受信回路１０２により受信した通信コマンドに対して、アクティブ診断を実施するか否かを判断する。第１判定回路及び第２判定回路の出力がアクティブ診断許可を示す出力である場合に、アクティブ診断実施回路２０３は、診断用の変位量を角速度検出回路１００に出力する。次に、診断用の変位量を加算器２０４，２０５を用いて積分器６，１２の出力に加算し、コリオリサーボ量と共にＡＤ変換器９、サーボ電極１０を介して可動部１に印加する。
【００４６】
これにより、可動部１には、コリオリ力による変位に診断用の変位を乗じた変位が発生する。この診断用の変位は、コリオリ変位の増加分として、同期検波回路１１により検出される。次に、診断用の変位であるコリオリ変位の増加分をゼロにするためのサーボ制御により、診断用の変位は、コリオリサーボ量の増加分として積分器１２により出力され、ＡＤ変換器９、サーボ電極１０を介して可動部１にサーボ力が印加される。
【００４７】
伝送回路１０１は、診断用の変位を反映したコリオリ変位又はコリオリサーボ量を上位システムに伝送し、コリオリ変位又はコリオリサーボ量の増加分が所定の量であるか否かを上位システムが監視することで物理量センサのアクティブ診断を実現している。
【００４８】
次に、図２を用いて、第１判定回路２０１と第２判定回路２０２による、アクティブ診断を許可するに至るまでの処理内容について説明する。
【００４９】
ステップＳ１００において、上位システムから受信回路１０２を介して第２判定回路２０２に通信コマンド(第１通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１０５において、第２判定回路２０２は、予め第２判定回路２０２に記憶している通信コマンド群と照し合せて、第１通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。
【００５０】
第１通信コマンドが物理量センサの制御用コマンドであった場合には、ステップＳ１１０において、第２判定回路２０２は、第１通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００５１】
次に、第１通信コマンドがアクティブ診断制御用コマンドであった場合には、ステップＳ１１５において、第２判定回路２０２は、第１通信コマンドがアクティブ診断を許可又は禁止するコマンドであるか否かを判定する。
【００５２】
次に、第１通信コマンドがアクティブ診断を許可するコマンドであった場合には、ステップＳ１２０において、第２判定回路２０２は、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、第１通信コマンドがアクティブ診断を禁止するコマンドであった場合には、ステップＳ１２５において、第２判定回路２０２は、その出力をアクティブ診断禁止モードの状態に保持している。
【００５３】
次に、ステップＳ１２５において、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンド(第２通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１３０において、第１判定回路２０１は、第２通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定し、次に、ステップＳ１３５において、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００５４】
次に、ステップＳ１４０において、アクティブ診断実施回路２０３は、第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであるか否かを判定する。
【００５５】
第２通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであり、且つ第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであった場合に、ステップＳ１４５において、アクティブ診断実施回路２０３は、アクティブ診断を実施する。
【００５６】
ステップＳ１１０で第１通信コマンドがアクティ診断用コマンドでないと判定された場合、また、ステップＳ１３５で第２通信コマンドがアクティブ診断用コマンドでないと判定された場合は、ステップＳ１５０において、通常動作を継続する。
【００５７】
例えば、あるタイミングで、受信回路１０２に、第１通信コマンド（アクティブ診断を許可又は禁止するコマンド）が入力し、その後のタイミングで、受信回路１０２に、第２通信コマンド（可動部に診断用の変位量を与えるアクティブ診断用コマンド）が入力した場合について説明する。あるタイミングで、第１の受信コマンドが入力すると、第２判定回路２０２は、ステップＳ１００〜Ｓ１２０の処理により、その出力をアクティブ診断許可モードにして、アクティブ診断実施回路２０３に出力する。その後のタイミングで、第２の通信コマンドが入力すると、第１判定回路２０１は、ステップＳ１３０〜Ｓ１３５の処理により、可動部に診断用の変位量を与える出力を、アクティブ診断実施回路２０３に出力する。そして、ステップＳ１４０で、このときの第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードであるかどうかを判定するわけであるが、このときは前述のように第１通信コマンドにより、第２判定回路２０２の出力がアクティブ診断許可モードとなっているので、アクティブ診断実施回路２０３は、第１判定回路２０１が出力するアクティブ診断用コマンド（可動部に診断用の変位量を与えるアクティブ診断用コマンド）に応じて、可動部に診断用の変位量を各速度検出回路１００に出力することで、アクティブ診断を実施する。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、第１通信コマンド及び第２通信コマンドの内容に基づいて第１判定回路２０１及び第２判定回路２０２がアクティブ診断の許可をするため、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にアクティブ診断を禁止することが可能となる。
【００５９】
第２に、第１通信コマンド及び第２通信コマンドの内容に基づいて第２判定回路２０２がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、外部端子の数を変更すること無くアクティブ診断の動作信頼性を格段に向上させることが可能となる。
【００６０】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００６１】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００６２】
次に、図３及び図４を用いて、本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図３において、図１と同一符号は、同一部分を示している。図４は、本発明の第２の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【００６３】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ａは、図１におけるアクティブ診断回路２００の第２判定回路２０２の代わりに、上位システムからアクティブ診断を許可するためのＨレベルとＬレベルの２値を取り得る許可信号(ＤＩＡＧ信号)を入力する端子と、ＤＩＡＧ信号のレベルからアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６を備えている。
【００６４】
コマンド信号ＣＭＤ及びＤＩＡＧ信号は、いずれも、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）のような上位システムから出力される。
【００６５】
なお、図３における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００６６】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ａの動作について説明する。
【００６７】
次に、ステップＳ１２５において、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンド(第２通信コマンド)が入力すると、ステップＳ１３０において、第１判定回路２０１は、第２通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定し、次に、ステップＳ１３５において、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【００６８】
次に、ステップＳ１６０において、第２判定回路２０２は、ＤＩＡＧ信号のレベルを判定する。ＤＩＡＧ信号がＨレベルの状態であれば、ステップＳ１２０において、第２判定回路２０６は、その出力をアクティブ診断許可モードにする。そして、ステップＳ１４５において、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００６９】
一方、ＤＩＡＧ信号がＬレベルであれば、ステップＳ１６５において、第２判定回路２０６は、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。そして、ステップＳ１５０において、通常動作を継続する。
【００７０】
なお、本実施形態では、ＤＩＡＧ信号にレベル信号を用いた実施例を記載しているが、このＤＩＡＧ信号に所定周波数のパルス信号を用いても良い。ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はパルス信号が所定の周波数を有しているか否かを判定する。ＤＩＡＧ信号が所定の周波数を有していた場合は、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、ＤＩＡＧ信号が所定の周波数を有していなかった場合、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００７１】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、通信コマンドの内容及びＤＩＡＧ信号の信号レベルに基づいて、第１判定回路２０１及び第２判定回路２０６がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にも、誤診断をすることを抑制することができる。
【００７２】
第２に、ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はＤＩＡＧ信号の周波数に基づいてアクティブ診断許可に関する判定を行うことにより、ＤＩＡＧ信号経路の断線時にもアクティブ診断を禁止するため、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００７３】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００７４】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００７５】
次に、図５を用いて、本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図５において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００７６】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｂは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｂを備える。第２判定回路２０６ｂには、物理量センサ自体の速度を検出する速度センサ２０７ａによって検出された速度信号が入力する。
【００７７】
なお、図５における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００７８】
次に，本実施形態のアクティブ診断回路２００Ｂの動作について説明する。
【００７９】
速度センサ２０７ａは、物理量センサ自体の速度を検出する。第２判定回路２０６ｂは、物理量センサ自体の速度がゼロであれば、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の速度がゼロでなければ、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００８０】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｂの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００８１】
なお、本実施形態において第２判定回路２０６ｂは自動車に搭載している車速センサからの車速に応じた車速パルス信号を入力しても良い。
【００８２】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体が停止している時にのみアクティブ診断を実施するため、移動体が運動している際にアクティブ診断を実施することを禁止することが可能となる。
【００８３】
第２に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００８４】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００８５】
次に、図６を用いて、本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図６は、本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図６において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００８６】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｃは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の加速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｃを備える。第２判定回路２０６ｃには、物理量センサに生じる加速度を検出する加速度センサ２０７ｃによって検出された加速度信号が入力する。
【００８７】
なお、図６における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【００８８】
次に，本実施形態のアクティブ診断回路２００Ｃの動作について説明する。
【００８９】
加速度センサ２０７ｃは、物理量センサ自体の加速度を検出する。第２判定回路２０６ｃは、物理量センサ自体の加速度がゼロであれば、その出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の加速度がゼロでなければ、第２判定回路２０６ｃは、その出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【００９０】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｃの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【００９１】
なお、本実施形態において、加速度センサ２０７ｃは、物理量センサを複数の角速度センサ及び加速度センサが構成する場合、物理量センサを構成する加速度センサを用いることとしても良い。その場合、アクティブ診断対象の加速度センサを加速度センサ２０７ｃとして用いてはならない。
【００９２】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる加速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体に加速度が生じていない時にのみアクティブ診断を実施するため、診断用の変位をより正確に可動部１に印加することができ、高精度なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００９３】
第２に、第３の実施形態における速度センサ２０７ａの出力も利用することにより、速度がゼロで加速度がゼロでない場合などは、物理量センサが傾斜していることを検出することができるため、傾斜量を補正して高精度なアクティブ診断を行うことが可能となる。
【００９４】
第３に、物理量センサ内の加速度センサを加速度センサ２０７ｃとして用いる場合、アクティブ診断制御は上位システムと加速度センサ２０７ｃを用いて行うため、双方が正常な場合にのみアクティブ診断が実施され、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【００９５】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【００９６】
第５に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【００９７】
次に、図７を用いて、本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図７は、本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図７において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【００９８】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｄは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサ自体の角速度に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｄを備える。第２判定回路２０６ｄには、物理量センサに生じる角速度を検出する加速度センサ２０７ｄによって検出された角速度信号が入力する。
【００９９】
なお、図７における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１００】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｄの動作について説明する。
【０１０１】
角速度センサ２０７ｄは、物理量センサ自体の角速度を検出し、物理量センサ自体の角速度がゼロであれば、第２判定回路２０６ｄの出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、物理量センサ自体の加速度がゼロでなければ、第２判定回路２０６ｄの出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【０１０２】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｄの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０１０３】
なお、本実施形態において、角速度センサ２０７ｄは、物理量センサを複数の角速度センサ及び加速度センサが構成する場合、物理量センサを構成する角速度センサを用いることとしても良い。その場合、アクティブ診断対象の角速度センサを角速度センサ２０７ｄとして用いてはならない。
【０１０４】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、物理量センサに生じる角速度がゼロの時にのみアクティブ診断を行うことにより、物理量センサを搭載する車両や航空機等の移動体に角速度が生じていない時にのみアクティブ診断を実施するため、診断用の変位をより正確に可動部１に印加することができ、高精度なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１０５】
第２に、物理量センサ内の角速度センサを角速度センサ２０７ｄとして用いる場合、アクティブ診断制御は上位システムと角速度センサ２０７ｄを用いて行うため、双方が正常な場合にのみアクティブ診断が実施され、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１０６】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１０７】
第４に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１０８】
次に、図８を用いて、本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図８は、本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図８において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【０１０９】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｅは、図３の実施形態のアクティブ診断回路２００Ａにおける第２判定回路２０６の代わりに、物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じてアクティブ診断を実施するか否かを判定する第２判定回路２０６ｅを備える。第２判定回路２０６ｅには、時間計測器２０７ｅによって計測された物理量センサへの電源投入時からの経過時間が入力する。
【０１１０】
なお、図８における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１１１】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｅの動作について説明する。
【０１１２】
時間計測器２０７ｅは、物理量センサへ電源が投入された時からの経過時間を計測し、経過時間が所定の時間内であれば、第２判定回路２０６ｅの出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、経過時間が所定の時間よりも長ければ、第２判定回路２０６ｅの出力をアクティブ診断禁止モードにする。
【０１１３】
これに伴い、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、まず第１判定回路２０１は予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６ｅの出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０１１４】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、車載用物理量センサの場合、電源投入スイッチと車両のエンジン点火スイッチは通常兼用されているため、所定の経過時間の制限をエンジン点火時から走行開始までの経過時間に対して十分短く且つアクティブ診断を実施するのに十分長い時間に設定することにより、走行中の誤診断を防止することが可能となり、より高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１１５】
第２に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１１６】
第３に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１１７】
次に、図９を用いて、本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図９は、本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図９において、図１及び図３と同一符号は、同一部分を示している。
【０１１８】
本実施形態の物理量センサにおいて、アクティブ診断回路２００Ｆは、図３記載した第２の実施例におけるアクティブ診断回路２００Ａに対して、アクティブ診断実施回路２０３Ｆが、第２判定回路２０２の出力に応じて診断用変位量を角速度検出回路１００に入力するか否かを切り替えるスイッチング手段２１１と、診断用変位量を一時的に記憶しておく記憶手段２１２とを備える点が異なる。
【０１１９】
なお、図９における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、第１判定回路２０１、第２判定回路２０２の動作については、図３に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１２０】
次に、本実施形態におけるアクティブ診断回路２００Ｆの動作について説明する。
【０１２１】
アクティブ診断回路２００Ｆにおいて、上位システムから受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、通信コマンドの内容とＤＩＡＧ信号に基づいて第１判定回路２０１及び第２判定回路２０２がアクティブ診断を実施するか否かを判断し、判断結果がアクティブ診断を許可する結果であれば、通信コマンドをアクティブ診断実施回路２０３Ｆに入力する。
【０１２２】
次に、アクティブ診断実施回路２０３Ｆに通信コマンドが入力した場合、スイッチング手段２１１は診断用の変位量を可動部１に印加するため、スイッチを切り替えて記憶手段２１２に記憶している診断用の変位量を後段の角速度検出回路１００に入力する。また、アクティブ診断実施回路２０３に通信コマンドが入力していない状態においては、スイッチング手段２１１はゼロを角速度検出回路１００に入力する。
【０１２３】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、記憶手段２１２に一時的に記憶している診断用の変位量を通信コマンド等を用いて変更することにより、アクティブ診断中の可動部１の変位量を変更することが可能となる。そのため、可動部１の感度変化を検知することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２４】
第２に、スイッチング手段２１１を設けてアクティブ診断を許可した場合にのみ記憶手段２１２にスイッチを切り替えることにより、通信コマンド等により記憶手段２１２に記憶している診断用の変位量を誤って変更しても、スイッチはゼロを角速度検出回路１００に入力することになる。そのため、コリオリ変位及びコリオリサーボ量に影響はなく、より高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２５】
第３に、通信コマンドの内容及びＤＩＡＧ信号の信号レベルに基づいて、第１判定回路２０１及び第２判定回路２０６がアクティブ診断実施の許可を行うことにより、ノイズ干渉等による通信コマンドの変化や上位システム不良による通信コマンドの誤送信の際にも、誤診断をすることを抑制することができる。
【０１２６】
第４に、ＤＩＡＧ信号にパルス信号を用いた場合、第２判定回路２０６はＤＩＡＧ信号の周波数に基づいてアクティブ診断許可に関する判定を行うことにより、ＤＩＡＧ信号経路の断線時にもアクティブ診断を禁止するため、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０１２７】
第５に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を制御することにより、アクティブ診断内容の多項目化も容易に可能となるため、回路の追加をせずに状況に応じた上位システムのアクティブ診断内容の変更を実現することが可能となる。例えば可動部１の駆動振動の制御を行う駆動制御回路と角速度検出回路等個別の回路毎に診断を行うことが可能となる。また、診断用の変位量を、通信コマンドを用いて変更することによって可動部１の感度診断を行うことが可能になり、可動部１の感度変化を用いた故障予測が可能となる。
【０１２８】
第６に、通信コマンドの内容に基づいてアクティブ診断を高信頼に制御可能となることにより、アクティブ診断制御対象が複数になった際の個別のアクティブ診断制御も容易に実現することが可能となる。
【０１２９】
次に、図１０及び図１１を用いて、本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１０は、本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１１は、本発明の第８の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１３０】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１３１】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ａは、監視情報追加回路３０１を備えている。監視情報追加回路３０１は、角速度検出回路１００が検出する角速度情報及び監視回路３００が出力する監視結果を伝送内容に加える。監視回路３００は、可動部１の所定の変位周波数及び変位量を監視するものである。
【０１３２】
なお、図１０における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１３３】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ａの動作について説明する。
【０１３４】
監視回路３００は、駆動振幅等の可動部１の制御量及び可動部１の変位を監視し、監視結果を伝送回路１０１Ａに設けられた監視情報追加回路３０１に入力する。また、角速度検出回路１００がサーボ制御を行っている状態において、コリオリサーボ量を監視情報追加回路３０１に入力する。
【０１３５】
次に、監視情報追加回路３０１は、コリオリサーボ量（物理量情報）及び入力した監視結果（監視情報）を、図１１に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１３６】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、上位システムは物理量センサの故障をリアルタイムに検出することが可能となり、物理量センサによる高信頼な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１３７】
第２に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサの外部端子の数を変更すること無く、物理量センサの監視情報を上位システムに伝送することが可能となり、物理量センサによる高信頼な角速度検出を最小限のコストで実現することが可能となる。
【０１３８】
第３に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、可動部１及び角速度検出回路１００の監視結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサに故障が生じる前後での角速度情報を上位システムが判別可能となり、高精度な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１３９】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４０】
次に、図１２及び図１３を用いて、本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１２は、本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１３は、本発明の第９の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１４１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１４２】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｂは、監視情報追加回路３０１と、処理回路３０２による信号処理結果と角速度検出回路１００が検出した角速度とを伝送内容に加える処理結果追加回路３０３とを備えている。
【０１４３】
監視情報追加回路３０１は、角速度検出回路１００が検出する角速度情報及び監視回路３００が出力する監視結果を伝送内容に加える。監視回路３００は、可動部１の所定の変位周波数及び変位量を監視するものである。
【０１４４】
処理回路３０２は、受信回路１０２によって受信した通信コマンドに応じた信号処理を行う。例えば、角速度検出回路１００の内部のＲＡＭの所定のアドレスには、角速度の最終値や、最終値の一つ前の角速度値が記憶されている。そこで、処理回路３０２が受信した通信コマンドが、最終値の一つ前の角速度値を読み出す通信コマンドであった場合には、ＲＡＭの所定のアドレスから最終値の一つ前の角速度値を読み出して、信号処理結果として、処理結果追加回路３０３に出力する。処理結果追加回路３０３は、処理回路３０２による信号処理結果と角速度検出回路１００が検出した角速度とを伝送内容に加える。
【０１４５】
なお、図１２における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１４６】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｂの動作について説明する。
【０１４７】
処理回路３０２は、受信回路１０２によって受信した通信コマンドに応じた信号処理がにより行わう。処理回路３０２の出力及び角速度検出回路１００が検出した角速度情報は、処理結果追加回路３０３に入力する。処理結果追加回路３０３は、コリオリサーボ量（物理量情報）と、入力した監視結果（監視情報）と、処理回路３０２による信号処理結果を、図１３に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１４８】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、角速度検出回路１００により検出した角速度情報と、コマンドに応じた信号処理結果を所定のフレームに格納して上位システムに伝送することにより、物理量センサの外部端子の数を変更すること無く、コマンドに応じた信号処理結果を上位システムに伝送することが可能となる。
【０１４９】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５０】
次に、図１４及び図１５を用いて、本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１４は、本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１４において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１５は、本発明の第１０の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１５１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１５２】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｃは、図１１に示した伝送回路１０１Ｂの構成に加えて、伝送内容に対する誤り検出信号を生成する誤り検出信号生成回路３０４と、誤り検出信号を伝送内容に加える誤り検出情報追加回路３０５とを備えている。
【０１５３】
なお、図１４における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１５４】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｃの動作について説明する。
【０１５５】
伝送回路１０１Ｃにおいて、誤り検出情報生成回路３０４は、伝送内容に対し誤り検出情報を生成し、誤り検出情報追加回路３０５に入力する。次に、誤り検出情報追加回路３０５は、コリオリサーボ量（物理量情報）と、入力した監視結果（監視情報）と、処理回路３０２による信号処理結果とともに、誤り検出情報を、図１５に示すような所定のフレームに格納し、上位システムに伝送する。
【０１５６】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、伝送内容に対して誤り検出情報を生成することにより、上位システムに伝送する角速度情報がノイズ等の影響を受けて変化した際に、上位システムが角速度情報の不正を検出することが可能となり、高精度な角速度検出を実現することが可能となる。
【０１５７】
なお、伝送内容に常時診断結果やコマンドに応じた信号処理結果が含まれている場合も、各々の伝送内容に対して誤り検出情報を生成することにより、上位システムに伝送する情報がノイズ等の影響を受けて変化した際に、上位システムが伝送内容の不正を検出することが可能となり、高信頼な情報の伝達を実現することが可能となる。
【０１５８】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５９】
次に、図１６及び図１７を用いて、本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１６は、本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１６において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１７は、本発明の第１１の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１６０】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１６１】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｄは、図１４に示した伝送回路１０１Ｃの構成において、処理結果追加回路３０３の代わりに、処理回路３０２によって出力した信号処理結果を所定のコマンド受信回数分遅延させて伝送内容に追加する処理結果遅延追加回路３０３Ｄを備えている。
【０１６２】
なお、図１６における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１６３】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｄの動作について説明する。
【０１６４】
処理回路３０２は、受信回路１０２により受信したコマンドに応じた信号処理を行う。処理結果追加回路３０６には、処理回路３０２の出力及び角速度検出回路１００が検出した角速度情報が入力する。処理結果追加回路３０６は、入力した角速度情報と、所定のコマンド受信回数分前に受信したコマンドに応じた信号処理結果を、図１７のＤＯＵＴに示すような所定のフレームに格納し上位システムに伝送する。その結果、通信コマンドに対する信号処理結果は、図１７に示すように、所定のコマンド受信回数分だけ遅延して上位システムに伝送される。
【０１６５】
なお、上述のような遅延処理を行わない場合は、図１７のＤＯＵＴ’に示すような通信フレームとなる。処理回路３０２が実行する処理内容によっては、処理結果がでるまで所定の時間がかかる場合がある。すなわち、処理コマンドに応じて処理を開始してから、実際に処理結果が得られるまで、所定の時間遅れがある。そのため、図１７のＤＯＵＴ’に示すように、処理コマンドＣＭＤ１に対応して、その信号処理結果を出力しようとすると、図示するような待機時間が必要となる。
【０１６６】
それに対して、以上説明した本実施形態によれば、第１に、通信コマンドに応じた信号処理結果を所定のコマンド受信回数分遅らせて上位システムに伝送することにより、コマンド受信時から信号処理結果を上位システムに伝送するまでの待機時間を短縮することが可能となり、高速な伝送を行うことが可能となる。
【０１６７】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第９の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６８】
次に、図１８及び図１９を用いて、本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図１８は、本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図１８において、図１，図３及び図９と同一符号は、同一部分を示している。図１９は、本発明の第１２の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【０１６９】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図９に示したものと同様である。
【０１７０】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、伝送回路１０１Ｅは、図９に示した伝送回路１０１において、アクティブ診断の完了を表す情報を伝送内容に追加する診断状況追加回路３０７を備えている。
【０１７１】
なお、図１８における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０１７２】
次に、本実施形態における伝送回路１０１Ｅの動作について説明する。
【０１７３】
診断状況追加回路３０７には、第２判定回路２０６の出力を入力する。診断状況追加回路３０７は、第２判定回路２０６の出力がアクティブ診断許可モードからアクティブ診断禁止モードに切り替わった際に、アクティブ診断が完了したことを表す情報を伝送内容に追加する。
【０１７４】
なお、アクティブ診断が完了したことを表す情報は、物理量情報と同じタイミングで上位システムに伝送されるのであれば、伝送内容のどこに追加しても良い。具体的には通信物理量情報の下位ビットに付加しても良いし、図１０の実施形態における監視結果に付加しても良い。
【０１７５】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、アクティブ診断が完了した際に、伝送内容にアクティブ診断完了を表す信号を追加することにより、上位システムに伝送した角速度情報がアクティブ診断中のものであるか否かを判別可能にするので、より高精度なアクティブ診断を実現することを可能とする。
【０１７６】
さらに、本実施形態においても、図８に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１７７】
次に、図２０を用いて、本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２０は、本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２０において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７８】
本実施形態の物理量センサは、駆動制御回路１０３と、伝送回路１０１Ａと、受信回路１０２と、アクティブ診断回路２００Ｆと、監視回路３００Ａとを備えている。駆動制御回路１０３は、角速度を検出するための駆動振動を行う可動部１を含んでいる。駆動制御回路１０３は、角速度を検出するために、可動部１を、検出軸（図中のＹ軸）に対して垂直方向(駆動軸方向：図中のＸ軸方向）に所定周波数及び所定振幅で駆動振動させる。
【０１７９】
伝送回路１０１Ａは、物理量センサによって検出した角速度情報を上位システムに伝送する。受信回路１０２は、ＥＣＵ等の上位システムからの通信コマンドを受信する。アクティブ診断回路２００は、受信回路１０２が受信した通信コマンドに基づいてアクティブ診断を実施する。監視回路３００Ａは、物理量センサの状態を監視する。
【０１８０】
駆動制御回路１０３の可動部１は、外部からの角速度に応じて変位を生じる。可動部１には、可動部１の駆動軸方向に対し平行に固定された可動電極と、この可動電極に対向して配置された固定電極とから構成される駆動モニタ電極１４が備えられている。また、可動部１には、可動部１の駆動軸方向に対し平行に固定された可動電極と、この可動電極に対向して配置され、駆動電圧が印加される固定電極とから構成される駆動電極２２が備えられている。
【０１８１】
ＣＶ変換器１４は、駆動モニタ電極１４の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器１５は、ＣＶ変換器１４から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。
【０１８２】
同期検波回路１７と積分器１８と発振器(ＯＳＣ)１９とにより、周波数制御回路(ＡＦＣ)が構成される。周波数制御回路(ＡＦＣ)は、デジタル信号から可動部１の変位を検出しこの変位周波数を所定の周波数に維持する様な制御を行う。また、同期検波回路２３と積分器２４１９とにより、振幅制御回路(ＡＧＣ)が構成される。振幅制御回路(ＡＧＣ)は、変位振幅を所定の振幅に維持するように制御する。
【０１８３】
変調器２０は、周波数制御回路(ＡＦＣ)及び振幅制御回路(ＡＧＣ)の出力に基づいて駆動信号を生成する。ＤＡ変換器２１は、変調器２０から出力された駆動信号を駆動電圧に再変換し、駆動電極２２に印加する。
【０１８４】
ここで、周波数制御回路(ＡＦＣ)の同期検波回路１７は、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動と同じ位相Φ５の検波信号(Φ５)により同期検波する。積分器１８は、同期検波回路１７の出力を積分する。発振器(ＯＳＣ)１９は、積分器１８の出力に応じた周波数を生成する。
【０１８５】
また、振幅制御回路(ＡＧＣ)の同期検波回路２３は、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を可動部１の駆動振動に対し９０°遅れた位相Φ６を持つ検波信号(Φ６)により同期検波する。積分器２４は、同期検波回路２３の出力を積分する。
【０１８６】
次に、アクティブ診断回路２００Ｆは、図９と同様に、第１判定回路２０１と、第２判定回路２０２と、アクティブ診断実施回路２０３とから構成される。アクティブ診断実施回路２０３の出力である診断用の変位は、加算器２１３，２１４により、積分器１８，２４の出力に加算される。
【０１８７】
監視回路３００Ａは、周波数監視手段３０８と、指示量監視手段３０９と、変位監視手段３１０とを備えている。周波数監視手段３０８は、可動部１の駆動周波数を監視し、駆動周波数が所定の範囲を逸脱した際に駆動周波数の異常状態を表す信号を出力する。指示量監視手段３０９は、可動部１の駆動振幅指示量を監視し、駆動振幅指示量が所定の範囲を逸脱した際に駆動振幅指示量の異常状態を表す信号を出力する。変位監視手段３１０は、可動部１の駆動変位を監視し、駆動変位が所定の範囲を逸脱した際に駆動変位の異常状態を表す信号を出力する。
【０１８８】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０１８９】
角速度検出回路１０３は、可動部１に角速度を検出するための駆動振動を発生する駆動力により可動部１が変位すると、可動部１の駆動変位に応じて駆動モニタ電極１４の静電容量が変化し、この駆動周波数及び駆動振幅を所定の範囲に維持するための駆動電圧を生成する。そして、この駆動電圧が、駆動電極２２により可動部１に印加することでサーボ制御を行っている。
【０１９０】
周波数制御回路(ＡＦＣ)では、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号を検波信号Φ５を用いて同期検波回路１７により同期検波を行い駆動振動による可動部１の駆動周波数を検出する。積分器１８は、この駆動周波数を積分演算することで、駆動周波数の変動を打ち消す駆動周波数調整量を求める。ＯＳＣ１９は、積分器１８の出力に応じた周波数信号を出力し、駆動周波数と同じ周波数を有するパルス信号を生成する。
【０１９１】
振幅制御回路(ＡＧＣ)では、ＡＤ変換器１６から出力されたデジタル信号をΦ６を用いて同期検波回路２３により同期検波を行い駆動振動による可動部１の駆動変位を検出する。積分器２４は、この駆動変位を積分演算することで駆動振幅の変動を打ち消す駆動振幅調整量を求める。
【０１９２】
なお、変調器２０は、周波数制御回路(ＡＦＣ)及び振幅制御回路(ＡＧＣ)により生成されたパルス信号と駆動振幅調整量を変調することにより、駆動信号を生成している。
【０１９３】
次に、アクティブ診断回路２００Ｆにおいて、第１判定回路２０１と第２判定回路２０２は、受信回路１０２により受信した通信コマンドを用いてアクティブ診断を実施するか否かを判断する。第１判定回路及び第２判定回路の出力がアクティブ診断許可を示す出力である場合には、アクティブ診断実施回路２０３が、診断用の変位量を駆動制御回路１０３に出力する。
【０１９４】
なお、駆動制御回路１０３に入力された診断用の変位量は、加算器２１５を用いて積分器１８の出力に加算し、ＯＳＣ１９を用いてパルス信号に変換して可動部１に印加する。この診断用の変位は、駆動周波数の変化分として同期検波回路１７により検出する。また、診断用の変位は、診断用の変位をゼロにするための駆動周波数調整量の変化分として積分器１８により出力する。
【０１９５】
なお、診断用の変位量が加算器２１６を用いて積分器２４の出力に加算された場合は、駆動変位の変化分として同期検波回路２３により検出する。また、診断用の変位は診断用の変位をゼロにするための駆動振幅調整量の変化分として積分器２４により出力する。
【０１９６】
次に、監視手段３００Ａにおいて、周波数監視回路３０８は、積分器１８の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器１８の出力が所定の範囲内にない場合に駆動周波数の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。また、指示量監視回路３０９は、積分器２４の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器２４の出力が所定の範囲内にない場合に駆動振幅指示量の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。また、変位監視回路３１０は、同期検波回路２３の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、同期検波回路２３の出力が所定の範囲内にない場合に駆動変位の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０１９７】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、周波数監視回路３０８を用いて駆動周波数を監視することにより、可動部１の駆動周波数制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０１９８】
第２に、指示量監視回路３０９を用いて駆動振幅指示量を監視することにより、可動部１の駆動振幅制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０１９９】
第３に、変位監視回路３１０を用いて駆動変位を監視することにより、可動部１の駆動振動の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０２００】
第４に、アクティブ診断実施回路２０３を用いて診断用の変位量を積分器２４の出力に加算することにより、可動部１の駆動振幅指示量に対する可動部１の感度変化を検出することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２０１】
次に、図２１を用いて、本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２１は、本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２１において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。
【０２０２】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図１０に示したものと同様である。
【０２０３】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、監視回路３００Ｂは、図１０に示した監視回路３００に対し、自己振動サーボ量を監視し、自己振動サーボ量が所定の範囲を逸脱した際に自己振動の異常状態を表す信号を出力する自己振動監視回路３１１を追加して備えている。
【０２０４】
なお、図２１における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。伝送回路１０１Ｆは、図１０に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２０５】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２０６】
監視回路３００Ｂの自己振動監視回路３１１は、角速度検出回路１００がサーボ制御を行っている状態において、積分器６の出力が所定の範囲内にあるか否かを監視し、積分器６の出力が所定の範囲内にない場合に自己振動の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０２０７】
以上説明した本実施形態によれば、第１に、自己振動監視回路３１１を用いて自己振動サーボ量を監視することにより、可動部１の自己振動サーボ制御の異常をリアルタイムに検出することが可能となる。
【０２０８】
第２に、アクティブ診断実施回路２０３及び加算器２０４を用いて診断用の変位量を積分器６の出力に加算することにより、可動部１の感度変化を検出することが可能となり、より高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２０９】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第８の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２１０】
次に、図２２〜図２４を用いて、本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２２は、本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２２において、図１，図３及び図１０と同一符号は、同一部分を示している。図２３及び図２４は、本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【０２１１】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図１０に示したものと同様である。
【０２１２】
本実施形態の物理量センサは、物理量センサにおいて使用されているRandom Access Memory(ＲＡＭ)４０１及びErasable Programmable Read Only Memory(ＥＰＲＯＭ)４０２等の記憶装置４００を備えている。
【０２１３】
さらに、本実施形態の物理量センサでは、監視回路３００Ｃは、図１０に示した監視回路３００に対し、記憶装置４００が所定の機能を満足できなくなった際に記憶装置４００の異常状態を表す信号を出力する記憶装置監視回路３１２を追加して備えている。
【０２１４】
なお、図２２における角速度検出回路１００、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。伝送回路１０１Ｆは、図１０に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２１５】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２１６】
記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭ４０１及びＥＰＲＯＭ４０２等の記憶装置４００が所定の機能を果たせる状態にあるか否かを監視し、各々の記憶装置に動作不良が生じた際に該当する記憶装置の異常を表す信号を伝送回路１０１に出力する。
【０２１７】
最初に、図２３を用いて、ＲＡＭの監視方法について説明する。
【０２１８】
図２３のステップＳ２００において、記憶装置監視回路３１２は、ＤＩＡＧ信号がＨか否かを判定し、ステップＳ２１０において、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０でないか否かを判定する。ＤＩＡＧ信号がＬの場合と、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０の場合は、ステップＳ２７０において、ＲＡＭ４０１のＤＩＡＧ信号に０を代入し、アドレスに０を代入し、合計値ＳＵＭに０を代入して処理を終了する。
【０２１９】
ＤＩＡＧ信号がＨで、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号が０でない場合は、ステップＳ２２０において、記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭの所定のアドレス（アドレス）に、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ），すなわち、１を格納する。また、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＲＡＭの所定のアドレスＲＡＭ（アドレス）を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）からＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）を引いた値を格納する。次に、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値の絶対値（ａｂｓ（ＴＥＭＰ））を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）に１を加えた値を格納する。最後に、ＳＵＭ領域（ＳＵＭ）に、ＳＵＭ領域の値（ＳＵＭ）にＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）を加えた値を格納する。
【０２２０】
次に、ステップＳ２３０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２２１】
次に、ステップＳ２４０において、記憶装置監視回路３１２は、ＲＡＭの所定のアドレス（アドレス）に、ＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）の反値，すなわち、０を格納する。また、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＲＡＭの所定のアドレスＲＡＭ（アドレス）を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）からＲＡＭ４０１に記憶されたＤＩＡＧ信号の値（ＲＡＭＤＩＡＧ）の反値を引いた値を格納する。次に、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値の絶対値（ａｂｓ（ＴＥＭＰ））を格納する。さらに、ＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）に、ＴＥＭＰ領域の値（ＴＥＭＰ）に１を加えた値を格納する。最後に、ＳＵＭ領域（ＳＵＭ）に、ＳＵＭ領域の値（ＳＵＭ）にＴＥＭＰ領域（ＴＥＭＰ）を加えた値を格納する。
【０２２２】
次に、ステップＳ２５０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２２３】
次に、ステップＳ２６０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなったか否かを判定し、有効アドレス数Ｎ以下の場合には、ステップＳ２２０〜ステップＳ２５０の処理を継続する。アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなると、処理を終了する。
【０２２４】
このようにして、本実施形態においては、ＲＡＭ４０１の全てのアドレスに固定値を用いた書込・読込動作を実施し、各アドレスにおけるビット固定を診断することで、ＲＡＭ４０１を監視する。
【０２２５】
次に、図２４を用いて、ＥＰＲＯＭの監視方法について説明する。
【０２２６】
図２４のステップＳ３００において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスが０か否かを判定する。０でない場合にはステップＳ３５０に進み、０の場合にはステップＳ３１０に進む。
【０２２７】
アドレスが０の場合には、ステップＳ３１０において、記憶装置監視回路３１２は、誤り検出のためのＣＲＣコードが０か否かを判定する。０でない場合にはステップＳ３３０に進み、０の場合にはステップＳ３２０に進む。
【０２２８】
ＣＲＣコードが０の場合は、ステップＳ３２０において、記憶装置監視回路３１２は、エラーフラグをリセットし、ＣＲＣコードが０でない場合は、ステップＳ３３０において、記憶装置監視回路３１２は、エラーフラグをセットする。
【０２２９】
次に、ステップＳ３４０において、記憶装置監視回路３１２は、誤り検出のためのＣＲＣコードに０を格納する。
【０２３０】
そして、ステップＳ３５０において、記憶装置監視回路３１２は、ＥＰＲＯＭ４０２の所定のアドレスのデータを読み込み、ステップＳ３６０において、ＣＲＣ演算を実行する。
【０２３１】
次に、ステップＳ３７０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値に１を加算する。
【０２３２】
次に、ステップＳ３８０において、記憶装置監視回路３１２は、アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなったか否かを判定し、有効アドレス数Ｎ以下の場合には、ステップＳ３００〜ステップＳ３７０の処理を継続する。アドレスの値が有効アドレス数Ｎより大きくなると、処理を終了する。
【０２３３】
このようにして、本実施形態においては、ＥＰＲＯＭ４０２の所定のアドレスに予め誤り検出のためのＣＲＣコードを記憶しておき、全てのアドレスが正常であればＣＲＣ演算結果がゼロとなり、ＣＲＣ演算結果がゼロにならなかった場合に記憶装置監視回路３１２はＥＰＲＯＭ４０２の異常を出力することで、ＥＰＲＯＭ４０２を監視する。
【０２３４】
なお、ＥＰＲＯＭ４０２の監視に用いる誤り検出手段は、ＣＲＣの他、パリティ符号やハッシュ関数、チェックサムを用いた誤り検出手法をとっても良い。
【０２３５】
以上説明した本実施形態の物理量センサによれば、第１に、記憶装置監視回路３１２を用いてＲＡＭ４０１を監視することにより、ＲＡＭ４０１の異常を検出することが可能となり、高信頼な物理量検出及びアクティブ診断の実現が可能となる。
【０２３６】
第２に、記憶装置監視回路３１２を用いてＥＰＲＯＭ４０２を監視することにより、ＥＰＲＯＭ４０２の異常を検出することが可能となり、高信頼な物理量検出及びアクティブ診断の実現が可能となる。
【０２３７】
さらに、本実施形態においても、図１０に示した第８の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２３８】
次に、図２５を用いて、本発明の第１６の実施形態による物理量センサ及び物理量センサ制御装置の構成及び動作について説明する。
図２５は、本発明の第１６の実施形態による物理量センサ及び物理量センサ制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図２５において、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【０２３９】
本実施形態の物理量センサの基本的な構成は、図２に示したものと同様である。
【０２４０】
本実施形態の物理量センサ制御装置は、図２に示した物理量センサに対して、物理量センサの制御を実施するための通信コマンドを第１判定回路２０１出力する第１制御装置１０４と、第１の制御装置１０４の故障診断を行い、診断結果に基づいて第２判定装置２０６にＤＩＡＧ信号を出力する第２制御装置１０５とを追加したものである。第１制御装置１０４は、例えば、エンジン制御やトラクションコントロールを司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。第２制御装置１０５は、第１制御装置１０４の故障診断用のコントロールユニットである。
【０２４１】
なお、図２５における角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２の動作については、図１に示したものと同一の動作を行うものである。また、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図２に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２４２】
ここで、本実施形態における物理量センサ及び物理量センサ制御装置の動作について説明する。
【０２４３】
第１制御装置１０４は、物理量センサのアクティブ診断を実施するための通信コマンドを受信回路１０２に出力する。次に、受信回路１０２を介して第１判定回路２０１に通信コマンドが入力すると、第１判定回路２０１は、予め第１判定回路２０１に記憶している通信コマンド群と照し合せて、通信コマンドが物理量センサの制御に関するコマンドか否かを判定する。次に、アクティブ診断制御用のコマンドであるか否かを判定する。
【０２４４】
次に、第２制御装置１０５は、第１制御装置１０４に異常が生じているか否かを判定し、第１制御装置１０４が正常であればＨレベルのＤＩＡＧ信号を第２判定回路２０６に出力する。一方、第１制御装置１０４が異常であると判定した場合にはＬレベルのＤＩＡＧ信号を第２判定回路に出力する。
【０２４５】
次に、第２判定回路２０６は、ＤＩＡＧ信号のレベルを確認する。ＤＩＡＧ信号がＨレベルの状態であれば、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断許可モードにする。一方、ＤＩＡＧ信号がＬレベルであれば、第２判定回路２０６の出力をアクティブ診断禁止モードにする。次に、通信コマンドがアクティブ診断制御用のコマンドであった場合、第２判定回路２０６の出力がアクティブ診断許可モードであれば、アクティブ診断実施回路２０３はアクティブ診断を実施する。
【０２４６】
以上説明した本実施形態の物理量センサ及び物理量センサ制御装置によれば、第１に、第２制御装置１０５が第１制御装置１０４の故障診断を行い，ＤＩＡＧ信号を第２判定回路２０６に出力しているため、第１制御装置１０４がアクティブ診断を実施するための通信コマンドを第１判定回路２０１に出力した際に、アクティブ診断の誤動作を防止することが可能となり、高信頼なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２４７】
さらに、本実施形態においても、図２に示した第２の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２４８】
次に、図２６及び図２７を用いて、本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２６は、本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２６において、図９と同一符号は、同一部分を示している。図２７は、本発明の第１７の実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果の説明図である。
【０２４９】
本実施形態では、物理量センサとして、角速度検出回路１００の代わりに、加速度を検出するための可動部２７を含む加速度検出回路１０６を用いている。
【０２５０】
加速度検出回路１０６は、可動部２７と、検出電極２８と、ＣＶ変換器２９と、ＡＤ変換器３０と、積分器３１と、ＤＡ変換器２５と、診断電極２６とを備えている。
【０２５１】
可動部２７は、加速度を検出するために所定軸方向(加速度検出軸方向)に変位可能に支持されている。検出電極２８は、可動部２７の変位に応じた容量変化をする。検出電極２８は、可動部２７の加速度検出軸方向に固定された可変電極２８ａ及び、可変電極２８ａに対向して配置された固定電極２８ｂによって構成される。ＣＶ変換器２９は、検出電極２８の容量変化を電圧信号に変換する。ＡＤ変換器３０は、ＣＶ変換器２９から出力された電圧信号をデジタル信号に変換する。積分器３１は、デジタル信号を積分する。補正演算器３２は、積分器３１が出力した可動部２７の変位に応じた信号に対して補正演算を行う。ＤＡ変換器２５は、アクティブ診断回路２００Ｆから入力された診断用変位量を電圧信号に変換する。診断電極２６は、ＤＡ変換器２５により生成された電圧信号を可動部２７に印加する。診断電極２６は、可動部２７の加速度検出軸方向に固定された可変電極２６ａ及び、可変電極２６ａに対向して配置された固定電極２６ｂによって構成される。
【０２５２】
なお、図２６における伝送回路１０１、受信回路１０２、アクティブ診断回路２００Ｆの動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２５３】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２５４】
アクティブ診断回路２００により診断用変位量が加速度検出回路１０６に入力すると、入力した診断用変位量はＤＡ変換器２５及び診断電極２６により可動部２７に印加され、診断用変位量に応じて可動部２７が変位する。検出電極２８は、可動部２７の変位を電圧信号に変換し、ＣＶ変換器２９及びＡＤ変換器３０及び積分器３１を介して、補正演算器３２に入力する。補正演算器３２は、所定の補正演算を行い、加速度情報として伝送回路１０１に出力する。
【０２５５】
次に、図２７を用いて、本実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果について説明する。
【０２５６】
図２７は、通信コマンドにより記憶手段２１２に記憶されている診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、診断用の変位に応じた積分器３１の出力（縦軸）をグラフにして表したものである。なお、グラフの横軸は、診断用の変位量を加速度に換算した値である。
【０２５７】
図２２に示すアクティブ診断結果から、加速度センサのオフセット，加速度に対する感度、及び加速度センサの直線性を取得することができる。加速度センサのオフセットは、図示するように、加速度が０Ｇの場合の、積分器３１の出力として得られる。加速度に対する感度は、図示の直線の傾きとして得られる。加速度センサの直線性は、例えば、図示するように、加速度−１．０Ｇ，−０．５Ｇ，＋０．５Ｇ，＋１．０Ｇの４点の加速度に対する積分器３１の出力に対して、例えば、最小自乗法により直線近似するとともに、この近似された直線からのずれ量として得られる。
【０２５８】
従って、アクティブ診断を実施することにより、オフセット補正値及び感度補正値及び直線性補正値を取得することが可能となる。この補正値を補正演算時に用いることにより、本実施形態における加速度センサの加速度検出精度を向上させることが可能となる。
【０２５９】
以上説明した本実施形態の物理量センサによれば、第１に、通信コマンドを用いて診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、物理量センサのオフセット及び検出感度及び物理量検出時の直線性を求めることが可能となり、高精度な物理量検出を実現することが可能となる。
【０２６０】
第２に、通信コマンドを用いて診断用の変位量を変更してアクティブ診断を実施することにより、経時変化等による物理量センサのオフセット変化及び検出感度変化及び物理量検出時の直線性の変化を求めることが可能となり、補正演算器３２で補正演算時に用いる補正値を変更することにより、高精度な物理量検出を継続的に実現することが可能となる。
【０２６１】
さらに、本実施形態においても、図９に示した第７の実施形態と同様の効果が得られる。
【０２６２】
次に、図２８を用いて、本発明の第１８の実施形態による物理量センサの構成及び動作について説明する。
図２８は、本発明の第１８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。なお、図２８において、図１，図９，図２０，図２６と同一符号は、同一部分を示している。
【０２６３】
本実施形態の物理量センサは、角速度検出回路１００と、駆動制御回路１０３と、加速度検出回路１０６と、伝送回路１０１と、受信回路１０２と、アクティブ診断回路２００と、診断対象選択回路２１３及び観測信号選択回路２１６により構成される処理回路３０２とを備えている。
【０２６４】
なお、角速度検出回路１００、伝送回路１０１、受信回路１０２、アクティブ診断回路２００の動作については、図９に示したものと同一の動作を行うものである。駆動制御回路１０３の動作については、図２０に示したものと同一の動作を行うものである。加速度検出回路１０６の動作については、図２６に示したものと同一の動作を行うものである。
【０２６５】
ここで、診断対象選択回路２１３は、アクティブ診断回路２００が出力した診断用の変位量を伝達する回路を切替えるスイッチング手段２１４と、記憶された情報に基づいてスイッチング手段２１４の接続先を指定する記憶手段２１５とを備えている。
【０２６６】
また、観測信号選択回路２１６は、伝送回路１０１にを伝達する回路を切替えるスイッチング手段２１４と、記憶された情報に基づいてスイッチング手段２１４の接続先を指定する記憶手段２１５とを備えている。
【０２６７】
次に、本実施形態における物理量センサの動作について説明する。
【０２６８】
診断対象選択回路２１３は、通信コマンドにより記憶手段２１５に所定の情報を記憶させ、スイッチング手段２１４は記憶手段２１５に記憶されている情報に基づいて接続先回路を選択する。次に、アクティブ診断回路２００により出力された診断用の変位量は、スイッチング手段２１４により接続されている回路に入力される。
【０２６９】
観測信号選択回路２１６は、通信コマンドにより記憶手段２１８に所定の情報を記憶させ、スイッチング手段２１７は記憶手段２１８に記憶されている情報に基づいて観測信号を選択する。次に、スイッチング手段２１７により接続されている観測信号は、スイッチング手段２１７を介して伝送回路１０１に入力される。
【０２７０】
以上の本実施形態における物理量センサによれば、第１に、診断対象選択回路２１３を用いることにより、通信コマンドを用いて診断対象を個別に選択することが可能となり、複数のセンサで構成されるマルチセンサ等に対してアクティブ診断の個別制御が可能となる。
【０２７１】
第２に、診断対象選択回路２１３を用いることにより、通信コマンドを用いて診断対象を個別に選択することが可能となり、個別の機能ブロック毎にアクティブ診断が可能となるため、故障の部位が特定可能な高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２７２】
第３に、観測信号選択回路２１６を用いることにより、通信コマンドを用いて観測信号を選択することが可能となるため、物理量センサを構成する各々の機能ブロック毎の診断が可能となり、高性能なアクティブ診断を実現することが可能となる。
【０２７３】
さらに、本実施形態においても、図１６に示した第１１の実施形態，図２０に示した第１３の実施形態，図２６に示した第１７の実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０２７４】
【図１】本発明の第１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による物理量センサにおけるアクティブ診断許可動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第６の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１２】本発明の第９の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１４】本発明の第１０の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１６】本発明の第１１の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第１１の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図１８】本発明の第１２の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１２の実施形態による物理量センサにおける伝送回路の通信フレームの構成図である。
【図２０】本発明の第１３の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第１４の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第１５の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第１５の実施形態による物理量センサにおける記憶装置の監視方法の処理内容を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第１６の実施形態による物理量センサび物理量センサ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１７の実施形態による物理量センサにおける、加速度センサのアクティブ診断結果の説明図である。
【図２８】本発明の第１７の実施形態による物理量センサの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２７５】
１，２７…可動部
２，１０，１４，２２，２６，２８…電極
３，１５，２９…ＣＶ変換器
４，１６，３０…ＡＤ変換器
５，１１，１７，２３…同期検波器
６，１２，１８，２４，３１…積分器
７，１３，２０…変調器
８，２０４、２０５…加算器
９，２１，２５…ＤＡ変換器
１９…発振器
３２…演算器
１００…角速度検出回路
１０１…伝送回路
１０２…受信回路
１０３…駆動制御回路
１０４，１０５…制御装置
１０６…加速度検出回路
２００…アクティブ診断回路
２０１，２０２，２０６，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄ，２０６ｅ…判定回路
２０３…アクティブ診断実行回路
２０７ａ…速度センサ
２０７ｃ…加速度センサ
２０７ｄ…角速度センサ
２０７ｅ…時間計測器
２１１，２１４，２１７…スイッチ
２１２，２１５，２１８，４００…記憶装置
２１３，２１６…セレクタ
３００…監視回路
３０１…監視情報追加回路
３０２…信号処理回路
３０３…処理結果追加回路
３０４…誤り検出信号生成回路
４０１…ＲＡＭ
４０２…ＥＰＲＯＭ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量に応じて変位する可動部を有しており、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段の故障を診断する診断手段と、
通信路を介して前記物理量検出手段が検出した物理量をデジタル伝送する伝送手段と、
前記通信路を介して上位システムが物理量センサの制御を行うための指令コマンドを受信する受信手段と、
を有する物理量センサであって、
前記診断手段が、
前記受信手段により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する第１判定手段と、
少なくとも１つ以上の所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段及び前記第２判定手段の出力に基づいて診断を実行する診断実行手段と
を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項２】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断手段は、前記可動部に診断変位を生じさせて前記物理量検出手段の故障を判定するアクティブ診断機能を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項３】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記所定の情報は、所定の電圧レベル信号、所定のパルス信号、所定の診断を許可乃至禁止する指令コマンド信号、前記物理量センサ自体の速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の加速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の角速度に応じた情報、前記物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じた情報のいずれかであることを特徴とする物理量センサ。
【請求項４】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断実行手段は、前記第１判定手段及び第２判定手段の出力に応じて切り替わるスイッチング手段を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項５】
請求項１記載の物理量センサにおいて、さらに、
前記可動部の所定の駆動周波数及び変位量を監視する監視手段と、
前記物理量検出手段が検出した物理量と前記監視手段の出力とを伝送内容に付加する監視情報追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項６】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記伝送手段は、
前記通信コマンドに応じて信号処理を行う処理手段と、
前記処理手段の出力を前記監視情報追加手段の出力に付加する処理結果追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項７】
請求項６記載の物理量センサにおいて、
前記処理結果追加手段は、前記受信手段が所定受信回数を遡って受信した通信コマンドの処理結果を伝送内容に付加することを特徴とする物理量センサ。
【請求項８】
請求項６記載の物理量センサにおいて、
前記物理量検出手段が検出した物理量とアクティブ診断の進行状況とを伝送内容に付加する診断フラグ追加手段を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項９】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記監視情報追加手段の出力に対して誤り検出を行う誤り検出手段と、
前記誤り検出手段の出力した誤り検出情報を前記監視情報追加手段の出力に付加する誤り検出情報追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１０】
請求項９記載の物理量センサにおいて、
前記監視手段は、
前記可動部の駆動周波数を監視し、前記駆動周波数が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する周波数監視手段と、
前記可動部を変位させるための変位指示量を監視し、前記変位指示量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する指示量監視手段と、
前記可動部の変位量を監視し、前記変位量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する変位監視手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１１】
請求項９記載の物理量センサにおいて、
前記監視手段は、
前記可動部の駆動方向の振動が検出方向に漏込むことにより生じる前記可動部の自己振動を抑制するサーボ制御手段と、
前記サーボ制御手段の出力を監視し、前記サーボ制御手段の出力が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する自己振動監視手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１２】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断手段は、ＲＡＭの故障診断を行い、ＲＡＭの異常状態を表す信号を出力するＲＡＭ監視手段と、ＥＰＲＯＭに対して故障診断を行い、ＥＰＲＯＭの異常状態を表す信号を出力するＥＰＲＯＭ監視手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１３】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記処理手段は、
診断対象を指定する診断対象指定手段と、
物理量センサの内部信号の中から観測対象を選択する観測信号指定手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１４】
物理量センサに対して、物理量センサの制御を行うための指令コマンド及び診断を実施するための所定の情報を出力する物理量センサの制御装置であって、
前記指令コマンドを出力する第１制御装置と、
前記所定の情報を出力する第２制御装置とを備えることを特徴とする物理量センサ制御装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の物理量センサの制御装置において、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置の故障を診断することを特徴とする物理量センサ制御装置。
【請求項１】
物理量に応じて変位する可動部を有しており、前記可動部の変位に応じて物理量を検出する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段の故障を診断する診断手段と、
通信路を介して前記物理量検出手段が検出した物理量をデジタル伝送する伝送手段と、
前記通信路を介して上位システムが物理量センサの制御を行うための指令コマンドを受信する受信手段と、
を有する物理量センサであって、
前記診断手段が、
前記受信手段により受信した指令コマンドに基づいて診断を実施するか否かを判定する第１判定手段と、
少なくとも１つ以上の所定の情報に基づいて診断を実施するか否かを判定する第２判定手段と、
前記第１判定手段及び前記第２判定手段の出力に基づいて診断を実行する診断実行手段と
を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項２】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断手段は、前記可動部に診断変位を生じさせて前記物理量検出手段の故障を判定するアクティブ診断機能を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項３】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記所定の情報は、所定の電圧レベル信号、所定のパルス信号、所定の診断を許可乃至禁止する指令コマンド信号、前記物理量センサ自体の速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の加速度に応じた情報、前記物理量センサ自体の角速度に応じた情報、前記物理量センサへの電源投入時からの経過時間に応じた情報のいずれかであることを特徴とする物理量センサ。
【請求項４】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断実行手段は、前記第１判定手段及び第２判定手段の出力に応じて切り替わるスイッチング手段を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項５】
請求項１記載の物理量センサにおいて、さらに、
前記可動部の所定の駆動周波数及び変位量を監視する監視手段と、
前記物理量検出手段が検出した物理量と前記監視手段の出力とを伝送内容に付加する監視情報追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項６】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記伝送手段は、
前記通信コマンドに応じて信号処理を行う処理手段と、
前記処理手段の出力を前記監視情報追加手段の出力に付加する処理結果追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項７】
請求項６記載の物理量センサにおいて、
前記処理結果追加手段は、前記受信手段が所定受信回数を遡って受信した通信コマンドの処理結果を伝送内容に付加することを特徴とする物理量センサ。
【請求項８】
請求項６記載の物理量センサにおいて、
前記物理量検出手段が検出した物理量とアクティブ診断の進行状況とを伝送内容に付加する診断フラグ追加手段を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項９】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記監視情報追加手段の出力に対して誤り検出を行う誤り検出手段と、
前記誤り検出手段の出力した誤り検出情報を前記監視情報追加手段の出力に付加する誤り検出情報追加手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１０】
請求項９記載の物理量センサにおいて、
前記監視手段は、
前記可動部の駆動周波数を監視し、前記駆動周波数が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する周波数監視手段と、
前記可動部を変位させるための変位指示量を監視し、前記変位指示量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する指示量監視手段と、
前記可動部の変位量を監視し、前記変位量が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する変位監視手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１１】
請求項９記載の物理量センサにおいて、
前記監視手段は、
前記可動部の駆動方向の振動が検出方向に漏込むことにより生じる前記可動部の自己振動を抑制するサーボ制御手段と、
前記サーボ制御手段の出力を監視し、前記サーボ制御手段の出力が所定範囲を逸脱した際に異常状態を表す信号を出力する自己振動監視手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１２】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記診断手段は、ＲＡＭの故障診断を行い、ＲＡＭの異常状態を表す信号を出力するＲＡＭ監視手段と、ＥＰＲＯＭに対して故障診断を行い、ＥＰＲＯＭの異常状態を表す信号を出力するＥＰＲＯＭ監視手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１３】
請求項１記載の物理量センサにおいて、
前記処理手段は、
診断対象を指定する診断対象指定手段と、
物理量センサの内部信号の中から観測対象を選択する観測信号指定手段とを備えることを特徴とする物理量センサ。
【請求項１４】
物理量センサに対して、物理量センサの制御を行うための指令コマンド及び診断を実施するための所定の情報を出力する物理量センサの制御装置であって、
前記指令コマンドを出力する第１制御装置と、
前記所定の情報を出力する第２制御装置とを備えることを特徴とする物理量センサ制御装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の物理量センサの制御装置において、
前記第２制御装置は、前記第１制御装置の故障を診断することを特徴とする物理量センサ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１０−１３３８０６（Ｐ２０１０−１３３８０６Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９１３３（Ｐ２００８−３０９１３３）
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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