[发明专利]惯性力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及飞机、汽车、机器人、船舶、车辆等移动体的姿态控制和导航等各种电子设备中使用的惯性力传感器。

背景技术

图11是以往的角速度传感器的电路方框图。在图11中，以往的角速度传感器包括：具有驱动电极2、监视电极3、检测电极4的振子1；驱动电路5；振动控制电路6；检测电路7；故障诊断电路8；以及滤波器电路9。驱动电路5对驱动电极2通电驱动信号并使振子1振动。检测电路7基于起因于惯性力而从检测电极4输出的检测信号检测角速度。振动控制电路6基于从监视电极3输出的监视信号控制驱动信号的通电量。故障诊断电路8对检测电路7输入模拟角速度信号并进行故障诊断。

图12是检测电路7中包含的滤波器电路9的等效电路图。该滤波器电路9是，输入信号被输入到一个输入端子10a，另一个输入端子10b被接地，输出信号从输出端子11输出的电路。输入信号通过电阻20(R1)输入到输入部分(IN)，在输入端子10a和输出端子11上电阻12(R2)和电容器13(C1)被并联连接。从滤波器电路9的输出部分(OUT)输出滤波后的信号。

通过该检测电路7中的滤波器电路9，检测信号被滤波并作为期望的信号输出，基于该期望的信号检测角速度。滤波器是低通滤波器或是高通滤波器。滤波器电路9的截止频率为10Hz左右。

在上述惯性力传感器中，如图11所示，它的故障诊断是，例如，在电源接通后的起动时，将故障诊断用的模拟角速度信号从故障诊断电路8输入到检测电路7。然后，若基于模拟角速度信号检测出角速度，则可以判断没有故障。

再有，作为有关本发明的现有技术文献信息，例如，已知专利文献1。在上述以往的结构中，检测信号通过检测电路7中的滤波器电路9被滤波。在该滤波器电路9中，如图12所示，包括电阻20(R1)、电阻12(R2)和电容器13(C1)，但它们一般是一个延迟元件。这里，滤波器电路9中的传递函数如(式1)那样，相位特性如(式2)那样，延迟时间如(式3)那样。

T(ω)=-R2R1(1+jω·C1·R2)]]>...(式1)

Ф(ω)＝arctan(-ω·C1·R2)  ...(式2)

T＝δФ(ω)/δω             ...(式3)

根据上述的(式1)～(式3)，滤波器电路9的延迟时间起因于延迟元件，如果电阻12(R2)和电容器13(C1)大，则按以下的(式4)规定的时间常数τ增大，所以延迟时间加长。

τ＝C1×R2            ...(式4)

若延迟时间加长，则如图13所示，检测信号对故障诊断用的模拟角速度信号21的输出延迟，故障诊断时的响应性低，所以故障诊断的诊断精度劣化。为了缩短延迟时间，减小延迟元件即电阻12(R2)和电容器13(C1)的值即可，但在减小了延迟元件即电阻12(R2)和电容器13(C1)的值的情况下，截止频率增大，所以对角速度的检测精度产生不良影响。即，在上述结构中，存在一面降低截止频率，一面缩短延迟时间，从而不能提高故障诊断的精度的问题。

专利文献1：特开2002-267448号公报

发明内容

本发明提供抑制角速度的检测精度的劣化，并且提高故障诊断的诊断精度的惯性力传感器。

本发明的惯性力传感器包括：具有驱动电极、监视电极、检测电极的振子；对驱动电极通电驱动信号并使振子振动的驱动电路；基于起因于惯性力并从检测电极输出的检测信号检测角速度的检测电路；基于从监视电极输出的监视信号而控制驱动信号的通电量的振动控制电路；以及切换检测电路中包含的滤波器电路的特性，对检测电路输入模拟角速度信号并进行故障诊断的故障诊断电路。