特許 5668212 自己診断機能を有する角速度センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5668212

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】自己診断機能を有する角速度センサ

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/5614 20120101AFI20150122BHJP

【ＦＩ】

   G01C19/56 114

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2011-109137(P2011-109137)

(22)【出願日】2011年5月16日

(65)【公開番号】特開2012-242101(P2012-242101A)

(43)【公開日】2012年12月10日

【審査請求日】2013年12月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100084010

【弁理士】

【氏名又は名称】古川 秀利

(74)【代理人】

【識別番号】100094695

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 憲七

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩

(72)【発明者】

【氏名】太田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】谷内 雅紀

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１４６５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１５０８９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２３３７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８８５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１６７７４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００５６２９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１６３３４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １９／５６ − １９／５７８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース部(8)と前記ベース部(8)から二又状に延びる一対のアーム部(2,3)とを有する音叉型振動子(1)と、前記アーム部(2,3)に設けられた一対の駆動電極(9)と、前記アーム部(2,3)に設けられた一対の検出電極(20,20a)と、前記ベース部(8)の表面(A)に設けられた第１、第２自己診断用電極(6,7)とを有する角速度センサ素子(30)と、
前記駆動電極(9)に接続された１個のみの発振回路(10)と、前記各自己診断用電極(6,7)に前記駆動電極(9)及び発振回路(10)を接続又は非接続とするための一対のスイッチ(SW1,SW2)からなるスイッチ手段(40)と、からなり、
前記スイッチ手段(40)がオフの時は前記各アーム部(2,3)は駆動振動が駆動され、前記スイッチ手段(40)がオンの時は前記各アーム部(2,3)はコリオリ力に相当する検出振動が駆動されるように構成したことを特徴とする自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項2】

前記各スイッチ(SW1,SW2)は片側のみ短絡することができ、スイッチ１個のＯＮ／ＯＦＦにより開放時と短絡時の出力判定により、開放時は静止時出力、短絡時は感度変化、ゲイン変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項3】

前記各自己診断用電極(6,7)はベース部(8)の左右に１個ずつ設けられると共に、各スイッチ(SW1,SW2)を介して、電気的に交互に発振回路(10)及び一方の駆動電極(9)と短絡又は開放とすることにより、右回転、左回転に相当する感度変化の検出ができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項4】

前記各スイッチ(SW1,SW2)のＯＮ／ＯＦＦにより左右の自己診断用電極(6,7)の開放・短絡を切り替えることで前記音叉型振動子(1)の検出振動の位相を変えることができ、右回転、左回転に相当する感度変化、及び静止時出力変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項5】

一方の前記スイッチ(SW1)がＯＦＦの状態の角速度センサ(5)のオフセット電圧(Vout)を測定し、次に前記各スイッチ(SW1又はSW2)をＯＮさせ、その際前記角速度センサ(5)のオフセット電圧(Vout)を調整するための時間であるオフセット調整を実施した時の前記オフセット電圧(Vout)を測定し、前記各オフセット電圧(Vout)の値が共通閾値のある範囲に入っているかどうかを確認することで、静止時出力、感度変化、回路動作異常の判定閾値を共通化することができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項6】

前記自己診断用電極(6,7)の電極寸法は診断信号の大きさにより変更することにより、角速度により得られる感度に影響することなく、電極寸法の変更のみで自己診断信号の振幅の大きさを調整することができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【請求項7】

前記各自己診断用電極(6,7)で発生する出力変化差を調整することにより、出力差のある検出振動の信号の大きさを監視することで、静止時出力変化、感度変化を診断することができることを特徴とする請求項１記載の自己診断機能を有する角速度センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自己診断機能を有する角速度センサに関し、特に、音叉型振動子を発振回路を共用として自己診断を行うようにして簡略化及び小型化するための新規な改良に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、角速度センサは回転時の角速度を検知するセンサであり、最近カーナビゲーションなどのシステム、自動車やロボットの姿勢制御システムなどに多く利用されている。
例えば、特許文献１には、音叉型振動子を用いた角速度センサが開示されており、自己診断時に回路側で位相と振幅の大きさが異なる信号を発生させ、振動電極に入力することで、擬似的に検出振動を発生させることにより検出部の自己診断の判定機能を有する角速度センサが開示されている。
他方、特許文献２には、駆動信号に擬似信号発生回路により発生させた擬似角速度信号を重畳させ、駆動電極と検出電極の静電結合容量を介して伝搬する角速度擬似信号を検出することにより自己診断の判定機能を有する角速度センサが開示されている。
さらに、特許文献３には、通常時と自己診断時とでスイッチを介して発振回路の構成を切り替え、診断時の音叉振動モードも検出モードと異なるモードを用いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１０７５１８号公報

【特許文献2】特開２０１０−４３９６２号公報

【特許文献3】特許第４５２９４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の角速度センサの自己診断装置及び方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、特許文献１の構成においては、センサ素子の発振回路に自己診断用の増幅率調整・位相調整用の回路を追加する必要があり、少なくとも４つの増幅器が追加で必要となる。他方、特許文献２の構成においては、擬似信号発生回路及び設定値を記憶する不揮発性の記憶部を必要とする。回路規模の増加の課題があった。
また、特許文献３の構成においては、Ｚ軸同相モードで駆動し診断しているため、常時診断が可能であるが、回路上の調整を必要とする部分が多く、回路構成も複雑化していた。

【0005】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、自己診断用電極をスイッチを介して駆動電極と接続し、１個のみの発振回路を角速度検出時と自己診断時で共用することにより、回路構成が簡略化された小型の自己診断機能を有する角速度センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による自己診断機能を有する角速度センサは、ベース部と前記ベース部から二又状に延びる一対のアーム部とを有する音叉型振動子と、前記アーム部に設けられた一対の駆動電極と、前記アーム部に設けられた一対の検出電極と、前記ベース部の表面に設けられた第１、第２自己診断用電極とを有する角速度センサ素子と、前記駆動電極に接続された１個のみの発振回路と、前記各自己診断用電極に前記駆動電極及び発振回路を接続又は非接続とするための一対のスイッチからなるスイッチ手段と、からなり、前記スイッチ手段がオフの時は前記各アーム部は駆動振動が駆動され、前記スイッチ手段がオンの時は前記各アーム部はコリオリ力に相当する検出振動が駆動されるようにした構成であり、また、前記各スイッチは片側のみ短絡することができ、スイッチ１個のＯＮ／ＯＦＦにより開放時と短絡時の出力判定により、開放時は静止時出力、短絡時は感度変化、ゲイン変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる構成であり、また、前記各自己診断用電極はベース部の左右に１個ずつ設けられると共に、各スイッチを介して、電気的に交互に発振回路及び一方の駆動電極と短絡又は開放とすることにより、右回転、左回転に相当する感度変化の検出ができる構成であり、また、前記各スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより左右の自己診断用電極の開放・短絡を切り替えることで前記音叉型振動子の検出振動の位相を変えることができ、右回転、左回転に相当する感度変化、及び静止時出力変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる構成であり、また、一方の前記スイッチがＯＦＦの状態の角速度センサのオフセット電圧を測定し、次に前記各スイッチをＯＮさせ、その際前記角速度センサのオフセット電圧を調整するための時間であるオフセット調整を実施した時の前記オフセット電圧を測定し、前記各オフセット電圧の値が共通閾値のある範囲に入っているかどうかを確認することで、静止時出力、感度変化、回路動作異常の判定閾値を共通化することができる構成であり、また、前記自己診断用電極の電極寸法は診断信号の大きさにより変更することにより、角速度により得られる感度に影響することなく、電極寸法の変更のみで自己診断信号の振幅の大きさを調整することができる構成であり、また、前記各自己診断用電極で発生する出力変化差を調整することにより、出力差のある検出振動の信号の大きさを監視することで、静止時出力変化、感度変化を診断することができる構成である。

【発明の効果】

【0007】

本発明による自己診断機能を有する角速度センサは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ベース部と前記ベース部から二又状に延びる一対のアーム部とを有する音叉型振動子と、前記アーム部に設けられた一対の駆動電極と、前記アーム部に設けられた一対の検出電極と、前記ベース部の表面に設けられた第１、第２自己診断用電極とを有する角速度センサ素子と、前記駆動電極に接続された１個のみの発振回路と、前記各自己診断用電極に前記駆動電極及び発振回路を接続又は非接続とするための一対のスイッチからなるスイッチ手段と、からなり、前記スイッチ手段がオフの時は前記各アーム部は駆動振動が駆動され、前記スイッチ手段がオンの時は前記各アーム部はコリオリ力に相当する検出振動が駆動される。
また、前記スイッチ手段の各スイッチは片側のみ短絡することができ、スイッチ１個のＯＮ／ＯＦＦにより開放時と短絡時の出力判定により、開放時は静止時出力、短絡時は感度変化、ゲイン変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる。
また、前記各自己診断用電極はベース部の左右に１個ずつ設けられると共に、各スイッチを介して、電気的に交互に発振回路及び一方の駆動電極と短絡又は開放とすることにより、右回転、左回転に相当する感度変化の検出ができる。
また、前記各スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより左右の自己診断用電極の開放・短絡を切り替えることで前記音叉型振動子の検出振動の位相を変えることができ、右回転、左回転に相当する感度変化、及び静止時出力変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる。
また、一方の前記スイッチがＯＦＦの状態の角速度センサのオフセット電圧を測定し、次に前記各スイッチをＯＮさせ、その際前記角速度センサのオフセット電圧を調整するための時間であるオフセット調整を実施した時の前記オフセット電圧を測定し、前記各オフセット電圧の値が共通閾値のある範囲に入っているかどうかを確認することで、静止時出力、感度変化、回路動作異常の判定閾値を共通化することができる。
また、前記自己診断用電極の電極寸法は診断信号の大きさにより変更することにより、角速度により得られる感度に影響することなく、電極寸法の変更のみで自己診断信号の振幅の大きさを調整することができる。
また、前記各自己診断用電極で発生する出力変化差を調整することにより、出力差のある検出振動の信号の大きさを監視することで、静止時出力変化、感度変化を診断することができる。
従って、本発明により、音叉型振動子のベース部に自己診断用電極を配置し、この自己診断用電極をＳＷの開閉により、駆動電極と発振回路に選択的に接続する簡便な方法で、静止時出力変化、感度変化、回路動作異常などの自己診断を有する角速度センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明による自己診断機能を有する角速度センサの音叉型振動子を示す構成図である。

【図2】図１の振動子に電極を形成した状態を示す斜視図である。

【図3】図２の断面Ｇを示す断面図である。

【図4】図２の断面Ｈを示す断面図である。

【図5】図２の断面Ｉを示す断面図である。

【図6】本発明による角速度センサを示す構成図である。

【図7】図２の振動子の駆動インピーダンスを示す説明図である。

【図8】図２の振動子の駆動インピーダンスを示す説明図である。

【図9】図６の変形例を示す構成図である。

【図10】本発明の角速度センサの感度を示す特性図である。

【図11】本発明における自己診断状態を示す特性図である。

【図12】本発明における自己診断状態を示す特性図である。

【図13】本発明における自己診断状態を示す特性図である。

【図14】図１０の変形特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、音叉型振動子を発振回路を共用として自己診断を行うことにより小型化した自己診断機能を有する角速度センサを提供することを目的とする。

【実施例】

【0010】

以下、図面と共に本発明による自己診断機能を有する角速度センサの好適な実施の形態について説明する。
まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）を用いて、音叉型振動子１の駆動振動と検出振動について説明する。
図１（ａ）を参照に、音叉形振動子１の駆動電極（図示せず）に駆動信号を印加することにより左右のアーム部２，３が互いに開閉するような振動が発生する。この振動はＸ軸に平行な振動である。このような振動を駆動振動という。ここでＹ軸に対して角速度が印加されると、周知のコリオリ力により図１（ｂ）のように左右のアーム部２，３が前後の振動をする。この振動はＺ軸に平行な振動である。このような振動を検出振動という。検出電極２０,２０ａがこの検出振動を検出することによりＹ軸を中心とした角速度を検知することができる。なお、音叉型振動子１のアーム部２，３の長手方向をＹ軸、幅方向をＸ軸、厚み方向をＺ軸とする（以下において同じ）。

【0011】

（実施例１）
実施例１は、角速度センサ５に用いる音叉型振動子１に自己診断用電極６，７を設けた例である。
図２は音叉型振動子１のベース部８に自己診断用電極６，７を配置した斜視図であり、図３から図５は各アーム部２,３の表面Ａ、側面Ｃ、Ｄ、裏面Ｂにかけて形成され、互いに分離して形成された一対の検出電極２０,２０ａを示し、図６は音叉型振動子１に配置された自己診断用電極６，７が、スイッチ手段４０のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉により駆動電極９及び１個のみの発振回路１０と開放、短絡状態となることを示す回路ブロック図である。ＳＷ−ＯＦＦで各アーム部２,３が平面でみて対称的に両側に開く（図７）ように駆動される通常モード、ＳＷ−ＯＮで自己診断モードに切り替えを行う。ＳＷ−ＯＮ時に短絡状態となった時に、一対の駆動電極９がアンバランスとなり、各アーム部２,３が非対称的に駆動（図８に示す）され、擬似的に検出振動を発生する。その周知のＦＥＭ解析結果を図７及び図８に示す。図７はＳＷ−ＯＦＦの駆動電極９のインピーダンス応答の解析結果であり、Ｘ方向に振動する駆動振動のみの応答となる。他方、図８はＳＷ−ＯＮ時の駆動電極９のインピーダンス応答の解析結果であり、Ｘ方向に振動する駆動振動の他に、Ｚ方向に振動する検出振動が発生しており、自己診断用電極６，７により、擬似的に検出振動を発生させることができる。すなわち、図８では、各アーム部２,３が平面でみて左右非対称に駆動することで上下方向の動きが発生する。

【0012】

図９、図１０は、自己診断用電極６，７による出力変化の実測例を示す。横軸は各アーム部２,３が対称的に駆動される通常モード（ＳＷ−ＯＦＦ）における感度を示し、縦軸は自己診断モードの（ＳＷ−ＯＮ）における出力変化を通常モードの感度で角速度換算した値である。ＳＷ１及びＳＷ２は交互にＯＮ−ＯＦＦを行う。ＳＷ１−ＯＮ（ＳＷ２−ＯＦＦ）時は、プラスの出力変化を示し、ＳＷ2−ＯＮ（ＳＷ１−ＯＦＦ）時は、マイナスの出力変化を示す。ＳＷ１，２の切り替えにより、右回転、左回転に相当する出力変化（擬似感度）が発生する。また、通常モードの感度とＳＷ−ＯＮ時の出力変化（擬似感度）は、高い相関性がある。以上より、音叉型振動子１に自己診断用電極６，７を配置し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉により、自己診断用電極６，７と駆動電極９及び発振回路１０と短絡又は開放とすることで、擬似的に検出振動を発生させ、擬似感度を監視することで、感度変化を検出可能となる。
なお、通常モードはＳＷ−ＯＦＦとしたが、通常モードをＳＷ１，２−ＯＮ状態にし、自己診断モードでＳＷ−１，２を各々ＯＦＦにしても、各駆動電極９がアンバランス、すなわち、各アーム部２,３が非対称的に駆動されるために、擬似的に検出振動が発生することはいうまでもない（図示せず）。

【0013】

（実施例２）
実施例２は、上述、自己診断用電極を配置した音叉型振動子とＳＷの組合せの回路による、自己診断方法を示す。
図１１はスイッチＳＷ１，ＳＷ２を交互に開閉させることにより自己診断例を示す。図１１でＶｏｕｔは角速度センサのオフセット電圧、Ｖ１，Ｖ２はＳＷ１，ＳＷ２がＯＮの時の出力値、閾値ＡＵ，ＡＬはＳＷ１−ＯＮ時の判定閾値、閾値ＢＵ，ＢＬはＳＷ2−ＯＮ時の判定閾値を示す。スイッチＳＷ１をＯＮさせるとセンサ出力がプラス方向に、ＳＷ２をＯＮとさせるとマイナス方向に変化する。
それぞれ（Ｖ1，Ｖ2）の上限値、下限値を設定し、変化時出力が設定値内にはいっていることを確認することで故障判定する。
表１に判定表を示す。ＳＷ１，ＳＷ２が各々ＯＮの時の判定の組合せにより、静止時出力変化、感度変化、回路動作異常を検出することができる。

【0014】

【表1】

【0015】

（実施例３）
実施例３は、上述、自己診断用電極６，７を配置した音叉型振動子１とＳＷの組合せの回路による、自己診断方法の例を示す。
図１２スイッチＳＷ１（またはＳＷ２）のみ開閉させることによる自己診断例を示す。図１２でＶｏｕｔは角速度センサ５のオフセット電圧、Ｖ１はスイッチＳＷ１がＯＮの時の出力値、△Ｖｏｕｔ１はＳＷ−ＯＦＦとＳＷ−ＯＮの出力差、閾値ＡＵ，ＡＬはＳＷ１−ＯＦＦの時（静止時）の判定閾値、閾値ＢＵ，ＢＬはＳＷ1−ＯＮ時の判定閾値を示す。
まずＶｏｕｔ（ＳＷ１がＯＦＦの状態の出力）を測定し、次にスイッチＳＷ１がＯＮしたときの出力（Ｖ１）を測定する。
判断は第１例として、Ｖｏｕｔの値が設定値内に入っているかどうか第２例としてＶ1−Ｖｏｕｔ＝△Ｖｏｕｔ１が設定値内に入っているかどうかを確認することで故障判定を行う。
表２に判定表を示す。ＳＷ１−ＯＦＦ，ＳＷ1−ＯＮ時の出力差判定の組合せにより、静止時出力変化、感度変化、ゲイン変化、回路動作異常を検出することができる。

【0016】

【表2】

【0017】

（実施例４）
実施例４は、上述、自己診断用電極６，７を配置した音叉型振動子１とスイッチＳＷ１，ＳＷ２の組合せの回路による、自己診断方法を示す。
図１３はスイッチＳＷ１又はＳＷ２のどちらか一方をＯＮさせ、その際、第二のオフセット調整を実施し、ＳＷ−ＯＦＦ時の出力値及びＳＷ−ＯＮ時出力値を確認することによる自己診断例を示す。図１３でＶｏｕｔは角速度センサのオフセット電圧、Ｖ１はＳＷ１がＯＮの時の出力値、△Ｖｏｕｔ１はＳＷ−ＯＦＦとＳＷ−ＯＮの出力差を示す。
まず、Ｖｏｕｔ（ＳＷ1−ＯＦＦの状態の出力）を測定し、次にＳＷ１又はＳＷ２をＯＮさせ、その際第二のオフセット調整を実施した時の出力（Ｖｏｕｔ）を測定する。
それぞれのＶｏｕｔ（ＳＷ−ＯＦＦ）、Ｖｏｕｔ（ＳＷ−ＯＮ）の値がある範囲（閾値共通）に入っているかどうかを確認することで、自己診断を行う。閾値を共通化できる実施の形態となる。
まお、第二オフセット調整とはスイッチＳＷ１又はＳＷ２がＯＮした場合に、角速度センサ５のオフセット電圧、Ｖｏｕｔが１／２Ｖｄｄ近辺になるよう調整する機能である。

【0018】

（実施例５）
実施例５は、角速度センサ５に用いる音叉型振動子１に出力変化の異なる自己診断用電極６，７を設けた例である。
図１４は、自己診断用電極６，７で出力差を与えた場合の出力変化の実施例を示す（ＳＷ１の例）。横軸は通常モード（ＳＷ−ＯＦＦ）における感度を示し、縦軸は自己診断モードの（ＳＷ−ＯＮ）における出力変化の通常モードの感度で角速度換算した値である。
出力差のある検出振動の信号の大きさを監視することで、レンジの異なる静止時出力変化、感度変化を診断することができる。出力差は自己診断用電極の寸法で任意に変更可能であり、本実施例は自己診断用電極６の寸法（面積）を自己診断用電極７に対して５０％小さくした例である。なお、電極寸法のみならず、電極配置など別の手法で出力差を与えてもよい（図６に基づく）。
尚、前述の角速度センサ５の発振回路１０及び各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は周知のＡＳＩＣ（Application Specific ＩＣ）で構成されている。

【0019】

前述の本発明による自己診断機能を有する角速度センサの構成と機能をまとめると、次の通りである。
すなわち、ベース部８と前記ベース部８から二又状に延びる一対のアーム部２，３とを有する音叉型振動子１と、前記アーム部２，３に設けられた一対の駆動電極９と、前記アーム部２，３に設けられた一対の検出電極２０，２０ａと、前記ベース部８の表面Ａに設けられた第１、第２自己診断用電極６，７とを有する角速度センサ素子３０と、前記駆動電極９に接続された１個のみの発振回路１０と、前記各自己診断用電極６，７に前記駆動電極９及び発振回路１０を接続（又は非接続と）するための一対のスイッチからなるスイッチ手段４０と、からなり、前記スイッチ手段４０がオフの時は前記各アーム部２，３は駆動振動が駆動され、前記スイッチ手段４０がオンの時は前記各アーム部２，３はコリオリ力に相当する検出振動が駆動される。
また、前記各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は片側のみ短絡することができ、スイッチ１個のＯＮ／ＯＦＦにより開放時と短絡時の出力判定により、開放時は静止時出力、短絡時は感度変化、ゲイン変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる。
また、前記各自己診断用電極６，７はベース部８の左右に１個ずつ設けられると共に、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を介して、電気的に交互に発振回路１０及び一方の駆動電極９と短絡又は開放とすることにより、右回転、左回転に相当する感度変化の検出ができる。
また、前記各スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦにより左右の自己診断用電極６，７の開放・短絡を切り替えることで前記音叉型振動子１の検出振動の位相を変えることができ、右回転、左回転に相当する感度変化、及び静止時出力変化、回路動作異常を判定する自己診断を行うことができる。
また、一方の前記スイッチＳＷ１がＯＦＦの状態の角速度センサ５のオフセット電圧Ｖｏｕｔを測定し、次に前記各スイッチ(ＳＷ１又はＳＷ２)をＯＮさせ、その際前記角速度センサ５のオフセット電圧Ｖｏｕｔを調整するための時間であるオフセット調整を実施した時の前記オフセット電圧Ｖｏｕｔを測定し、前記各オフセット電圧Ｖｏｕｔの値が共通閾値のある範囲に入っているかどうかを確認することで、静止時出力、感度変化、回路動作異常の判定閾値を共通化することができる。
また、前記自己診断用電極６，７の電極寸法は診断信号の大きさにより変更することにより、角速度により得られる感度に影響することなく、電極寸法の変更のみで自己診断信号の振幅の大きさを調整することができる。
また、前記各自己診断用電極６，７で発生する出力変化差を調整することにより、出力差のある検出振動の信号の大きさを監視でき、静止時出力変化、感度変化を診断することができる。

【産業上の利用可能性】

【0020】

本発明による自己診断機能を有する角速度センサは、音叉型振動子と１個のみの発振回路により構成することにより、構成を簡略化して小型化し、カーナビゲーション、ロボット等の姿勢制御に利用できる。

【符号の説明】

【0021】

１ 音叉型振動子
２，３ アーム部
５ 角速度センサ
６ 第１自己診断用電極
７ 第２自己診断用電極
８ ベース部
９ 駆動電極
１０ 発振回路
２０，２０ａ 検出電極
３０ 角速度センサ素子
４０ スイッチ手段
Ａ 表面
Ｂ 裏面
Ｃ 側面
Ｄ 側面
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ

【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】