加速度或角速度傳感器及其自我診斷裝置的制造方法
【專利說明】加速度或角速度傳感器及其自我診斷裝置
[0001]本申請是基于申請日為2009年9月30日、申請號為20091017950L X的申請(對加速度或角速度傳感器是否正常進行自我診斷的方法)的分案申請，以下引用其內容。
技術領域
[0002]本發明涉及對加速度或角速度傳感器是否正常進行診斷的自我診斷裝置和自我診斷方法。此外，本發明涉及具備該自我診斷裝置的加速度或角速度傳感器、以及該加速度或角速度傳感器的初始設定方法。
【背景技術】
[0003]加速度及角速度傳感器在汽車等車輛的氣囊裝置的控制中廣泛使用。例如在日本專利申請特開號公報中公開的氣囊控制裝置中，為了防止錯誤工作而確保可靠的起動，包括:主加速度傳感器、和配置在與主加速度傳感器不同位置上的安全加速度傳感器。
[0004]在該文獻的氣囊控制裝置中，主加速度傳感器檢測加速度并輸出信號，微控制器對來自主加速度傳感器的加速度信號進行積分運算。在由于車輛碰撞而加速度在減速方向上增大導致加速度的積分值超過規定值時，微控制器判斷發生了車輛碰撞，將高電平的觸發信號向AND電路輸出。
[0005]此外，安全加速度傳感器的加速度檢測輸出通過A/D(Analog to Digital，模擬-數字)轉換器被A/D轉換并輸入運算電路，運算電路對A/D轉換輸出進行積分運算，輸入到判定電路。然后，在判定電路中，對來自運算電路的積分運算輸出和門限電平進行比較，在積分運算輸出超過該門限電平的情況下，判定電路對AND電路輸出高電平信號。這時，當碰撞的檢測信號從微控制器輸入到AND電路時，AND電路打開柵極，將信號向晶體管的基極送出，因此晶體管接通，電流從電源向引爆器供給，氣囊起動。
[0006]此外，在日本專利申請公開特開號公報中，公開了一種對車輛旋轉的翻滾進行檢測的氣囊控制裝置。在該文獻的氣囊控制裝置中，調入角速度傳感器的輸出值，對規定時間積分進行運算，對生成的積分值與被設定的判定閾值進行比較運算，判定偏移校正是否正確進行。氣囊控制裝置以正常地進行了偏移校正的情況作為條件進行翻滾判定，在檢測出翻滾的情況下，對作為氣囊展開用的發熱電阻的引爆器供給電流，使氣囊起動。
[0007]通常，在加速度或角速度傳感器中，在投入電源時等進行判定傳感器的故障的有無的自我診斷(初始檢測)。具體地，對傳感器元件施加與加速度或角速度信號相當的偽信號，根據這時變化的傳感器輸出的信號電平，實施投入電源時的初始檢測。
[0008]在日本專利申請特開號公報中，公開了一種在自我診斷時即使在輸入意外的角速度的情況下也能夠進行正確的自我診斷的角速度傳感器的異常診斷裝置。在該異常診斷裝置中，在不對傳感器元件施加旋轉偽信號的狀態下的角速度輸出的信號電平通過初始檢測電路的保持電路被保持。基于該保持的信號電平，閾值被可變地設定。在窗口比較器中，比較在對傳感器元件施加了旋轉偽信號的狀態下的角速度輸出的信號電平、和被設定的閾值，根據其結果診斷異常的有無。
[0009]此外，在日本專利申請特開號公報中，公開了一種用于抑制自我診斷輸出向偏移校正運算的不良影響的技術。
[0010]根據該文獻，為了進行加速度傳感器的自我診斷檢測，當自我診斷電路將矩形波的自我診斷輸出輸入到加速度傳感器時，加速度傳感器輸出微分波形。由此，在偏移校正用的低通濾波處理電路的輸出中出現變動。同樣的變動也出現在CPU(Central ProcessingUnit，中央處理器)的運算部進行偏移校正運算處理之后的校正后輸出中，校正后輸出向0點的收斂時間變長，0點精度降低。因此，為了避免該現象，在自我診斷檢測前(將矩形波的自我診斷輸出向加速度傳感器輸入之前)，優選在投入電源的同時在CPU進行偏移校正運算處理。
[0011]加速度或角速度傳感器是否正常工作的自我診斷，在加速度或角速度傳感器的工作狀態下進行。因此，在用于對傳感器主體施加偽加速度或角速度的檢查信號之外，當在從外部施加了意外的加速度或角速度的狀態下進行傳感器是否正常的判定時，輸出錯誤的診斷結果。
[0012]在上述的日本專利申請特開號公報中，提供了用于應對該問題的一個方法。可是，在該文獻的方法中，在對傳感器元件施加了偽信號的狀態下的傳感器輸出的信號電平，基于沒有對傳感器元件施加偽信號的狀態下的傳感器輸出的信號電平被校正。因此，在對傳感器施加瞬間的沖擊的情況下，因為施加了偽信號和沒有施加偽信號時從傳感器外部施加的加速度或角速度可能不同，所以存在不能進行正確的診斷的情況。

【發明內容】

[0013]本發明的目的在于，提供一種即使在自我診斷中從外部對加速度或角速度傳感器施加沖擊的情況下，也能夠進行正確地自我診斷的加速度或角速度傳感器的自我診斷裝置。
[0014]對本發明進行歸納的話，其是一種對檢測加速度或角速度的傳感器主體是否正常進行診斷的加速度或角速度傳感器的自我診斷裝置，其中，具備:診斷控制部、積分運算部、判定部。診斷控制部通過對傳感器主體施加規定大小的檢查信號，對傳感器主體賦予偽加速度或角速度。積分運算部響應檢查信號，對從傳感器主體輸出的傳感器信號進行積分。判定部對積分運算部從開始傳感器信號的積分起經過了與傳感器主體的個體差對應地預先設定的積分時間后時所得到的積分值是否在規定的正常范圍中進行判定。
[0015]根據本發明，使用響應檢查信號從傳感器主體輸出的傳感器信號的積分值，進行加速度或角速度傳感器的自我診斷。因此，本發明的主要的優點是，即使在自我診斷中從外部對加速度或角速度傳感器施加沖擊的情況下，沖擊的影響也被抑制，因此能夠進行正確的自我診斷。
[0016]本發明的上述以及其它的目的、特征、方面以及優點，通過與附圖相關地理解的本發明的下述詳細說明，能夠更加清楚。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示按照本發明的實施例1的加速度傳感器1的結構的框圖。
[0018]圖2是表示圖1的積分運算部11和判定部12的結構的一個例子的電路圖。
[0019]圖3是表示根據圖1的自我診斷裝置10的傳感器主體8的診斷程序的流程圖。
[0020]圖4是表示作為圖1的加速度傳感器1的比較例的加速度傳感器101的結構的框圖。
[0021]圖5是表示在圖4的自我診斷裝置110中診斷時的傳感器主體8的輸出的時序圖(在正常的傳感器主體8被判定為正常的情況下)。
[0022]圖6是表示在圖4的自我診斷裝置110中診斷時的傳感器主體8的輸出的時序圖(在正常的傳感器主體8被錯誤判定為異常的情況下)。
[0023]圖7是表示在圖4的自我診斷裝置110中診斷時的傳感器主體8的輸出的時序圖(在異常的傳感器主體8被錯誤判定為正常的情況下)。
[0024]圖8是表示利用圖1的自我診斷裝置10的診斷時的傳感器主體8和積分運算部11的輸出的時序圖(在積分時間內傳感器主體8沒有受到沖擊的情況下)。
[0025]圖9是表示利用圖1的自我診斷裝置10的診斷時的傳感器主體8和積分運算部11的輸出的時序圖(在積分時間內傳感器主體8受到沖擊的情況下)。
[0026]圖10是用于對初始設定時的積分時間的設定方法進行說明的圖(在傳感器主體8的輸出大的情況下)。
[0027]圖11是用于對初始設定時的積分時間的設定方法進行說明的圖(在傳感器主體8的輸出小的情況下)。
[0028]圖12是表示積分時間的初始設定程序的流程圖。
[0029]圖13是表示按照本發明的實施例2的積分運算部11A和判定部12A的結構的框圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，針對本發明的實施例參照附圖詳細地進行說明。再有，對相同或相當的部分賦予相同的參照符號，不重復其說明。此外，在以下的各實施例中以加速度傳感器為例進行說明，但針對角速度傳感器也能夠同樣地應用本發明。
[0031][實施例1]
[0032](加速度傳感器的自我診斷裝置的結構)
[0033]圖1是表示按照本發明的實施例1的加速度傳感器1的結構的框圖。圖1的加速度傳感器1是內置有自我診斷功能的加速度傳感器，包括:對加速度進行檢測的傳感器主體8、和對在投入電源時等傳感器主體8是否正常進行診斷的自我診斷裝置10。
[0034]傳感器主體8是使用由彈簧支撐的錘，基于錘的位移量檢測加速度的傳感器。作為傳感器主體8的主要部分的傳感器元件，包括:包含錘的可動部、和經由彈簧支撐可動部的固定部。通常，這樣結構的傳感器元件通過使用了半導體微細加工的MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微型機電系統)技術來制作。在該情況下，支撐錘的梁作為彈簧而被使用。
[0035]作為對與加速度的變化對應的錘的位移量進行檢測的方法，有使用在彈簧安裝的應變計或壓電元