JP2005315805A

JP2005315805A - センサシステム

Info

Publication number: JP2005315805A
Application number: JP2004136418A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Umemura; 明伸梅村; Hirokazu Ito; 寛和伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】車両の水平状態の有無に関わらず任意のタイミングで加速度センサの経年変化や温特に伴うゼロ点ドリフトを補正することができ、また、補正に際しての車両信号への依存を最小限に留め、センサ単体でも補正処理をほぼ完結できる機能を有した車両用加速度センサシステムを提供する。
【解決手段】センサシステムの工場出荷時等において、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの電荷出力変化に基づき加速度信号を出力する電荷電圧変換回路２１の負帰還コンデンサ２１ｂの両端を短絡させ、その状態で測定した加速度信号生成回路のオフセット出力の標準値を、標準オフセット出力値として記憶しておく。そして、センサ使用中における予め定められたチェックタイミングにて負帰還コンデンサ２１ｂの両端を短絡状態とし、該状態での信号処理回路のオフセット出力をカレントオフセット出力値として検出し、標準オフセット出力値と該カレントオフセット出力値との比較に基づいて加速度信号のゼロ点補正を行なう。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両制御に使用される静電容量式の加速度センサシステムに関する。

特開２００１−３３６６１８号公報

静電容量式の加速度センサは車両制御用に広く使用されている。この種の加速度センサは、電極板間距離が可変の検知用コンデンサを有し、加速度印加による電極板間距離の変化に基づくコンデンサの電荷蓄積状態を、電荷電圧変換回路により電荷／電圧変換することにより、加速度信号として出力するものである。

車両用の加速度センサは近年、より高感度のものが要求されているが、センサの出力部に電荷電圧変換回路を使用しているので、センサの感度が向上するほど、電荷電圧変換の要部をなす演算増幅器や周辺のディスクリート素子の劣化あるいは温特により、ゼロ点が経時的あるいは温度変化によりドリフトすることが問題となる。

特許文献１には、その解決法として、車両に取り付けた加速度センサの温度や経年変化による誤差を自動的に補正する為に、車両の状態を水平検出する条件（変速機ニュートラル＋ブレーキ解除＋車輪の回転無し）を設け、条件に合致した時のみ加速度センサの補正を行なう方式が開示されている。

しかし、上記特許文献１の方式には次のような問題がある。
（１）車両が水平状態にならないとゼロ点補正ができないので、補正タイミングが限られてしまう。
（２）水平検出条件を取得するために、車両からの信号が必須となるため、加速度センサ単体での自動補正ができない。

本発明の課題は、車両の水平状態の有無に関わらず任意のタイミングで加速度センサの経年変化や温特に伴うゼロ点ドリフトを補正することができ、また、補正に際しての車両信号への依存を最小限に留め、センサ単体でも補正処理をほぼ完結できる機能を有した車両用加速度センサシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び作用・効果

上記の課題を解決するため、本発明の車両用加速度センサシステムは、
加速度の印加に伴い電極板間距離を変化させる検知用コンデンサと、
電荷検出用の負帰還コンデンサを備えた演算増幅器からなり、検知用コンデンサの電荷出力変化を反転入力することにより、これを電圧変換した形で加速度信号として出力する電荷電圧変換回路と、
検知用コンデンサの両端を短絡させたときの、電荷電圧変換回路を含む加速度信号生成回路のオフセット出力の標準値である、標準オフセット出力値を記憶する標準オフセット出力値記憶部と、
センサ使用中における予め定められたチェックタイミングにて負帰還コンデンサの両端を短絡状態とし、該状態での加速度信号生成回路のオフセット出力をカレントオフセット出力値として検出し、標準オフセット出力値と該カレントオフセット出力値との比較に基づいて、加速度信号のゼロ点補正を行なうゼロ点補正手段と、を備えたことを特徴とする。

上記本発明の構成によると、例えばセンサシステムの工場出荷時等において、検知用コンデンサの電荷出力変化に基づき加速度信号を出力する電荷電圧変換回路の負帰還コンデンサの両端を短絡させ、その状態で測定した加速度信号生成回路のオフセット出力の標準値を、標準オフセット出力値として記憶しておく。そして、センサ使用中における予め定められたチェックタイミングにて負帰還コンデンサの両端を短絡状態とし、該状態での加速度信号生成回路のオフセット出力をカレントオフセット出力値として検出し、標準オフセット出力値と該カレントオフセット出力値との比較に基づいて加速度信号のゼロ点補正を行なう。この方式では、現在の信号処理回路のオフセット出力を、チェックの必要なタイミングにて負帰還コンデンサを短絡させて随時測定し、これを標準オフセット出力値と比較することで、標準状態で測定した加速度信号から、オフセット出力がどの程度変化しているかを簡単かつ確実に把握できる。その結果、車両の水平状態の有無に関わらず任意のタイミングで、加速度センサの経年変化や温特などの種々の要因により生ずるゼロ点ドリフトを補正することができるようになる。また、現在のオフセット出力、つまりカレントオフセット出力値と、事前に測定・記憶されている標準オフセット出力値さえあれば、補正処理自体はセンサ単体で基本的には完結でき、補正に際しての車両信号への依存を最小限に留めることができる。また、負帰還コンデンサを短絡させた状態では、検知用コンデンサの静電容量が加速度信号生成回路の出力に影響しなくなり、傾斜地にて重力加速度がバックグラウンドとして作用している場合も、オフセット出力には一切影響しなくなる。従って、特許文献１のような水平検出も不要となる。

標準オフセット出力値は、チェックタイミングに時系列的に先行する基準タイミング（望ましくは、前述の工場出荷時など、センサシステムが新品ないしそれに近いタイミング）て測定されたオフセット出力値を使用できる。ゼロ点補正手段は、該基準タイミングからチェックタイミングまでの間のオフセット出力値の経時的なドリフトを補正するものとして構成される。標準オフセット出力値が測定された基準タイミングからの経時的な要因により、電荷電圧変換回路（あるいはこれを含む加速度信号生成回路）のゼロ点ドリフトが生じても、上記ゼロ点補正手段の構成によりこれを確実に補正することができる。

なお、電荷電圧変換回路の負帰還コンデンサの両端を、ゼロ点補正処理のために短絡／非短絡の間で切り替える簡便な方法としては、電荷電圧変換回路の負帰還コンデンサの両端を短絡する短絡経路上に負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部を設ける構成を例示できる。この場合、ゼロ点補正手段は、加速度検出を行なう通常時には負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部を開とし、チェックタイミングにて負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部を閉とするスイッチ制御手段を有するものとして構成すればよい。

次に、加速度センサのオフセット出力には、前述のごとくセンサ使用環境の温度も大きく影響する。従って、ゼロ点補正手段は、センサ出力の温度補正手段を有するものとして構成することが有効である。この場合、標準オフセット出力値は基準温度（一定の室温：例えば２０℃）で測定したものを使用できる。また、温度補正手段は、温度センサと、種々の温度でのセンサ出力に対する補正内容情報を記憶した補正内容情報記憶部と、温度センサがチェックタイミングにて検出した検出温度値に基づき、補正情報記憶部内の補正内容情報を参照してセンサ出力の補正値を演算する補正演算手段とを有するものとして構成すれば、経年変化や傾斜地での重力加速度等によるドリフト成分に加え、温度によるドリフト成分も同時に補正でき、加速度測定の精度をより高めることができる。

図１に、本発明の加速度センサシステムに用いる静電容量式センサ部の構成の一例を示す。該センサ部は、センサエレメント１０および検出回路２０から構成されている。センサエレメント１０は、加速度を感知して変位を生ずる慣性変位体２ｃが、梁部２ｂを介してアンカ部２ａにより、センサフレームとして機能する基板１に結合されている。慣性変位体２ｃには可動電極２ｄが一体化され、これと対向する形で基板１上には固定電極３，４が形成されている。慣性変位体２ｃ、梁部２ｂ、アンカ部２ｂ及び可動電極２ｄ，２ｄは一体の梁構造体２を形成している。

本実施形態において梁構造体２は全体が板状に形成されている。慣性変位体２ｃは長方形状であり、梁部２ｂは、慣性変位体２ｃの各角部から短辺方向に延出する形で形成され、その末端がアンカ部２ａとされている。慣性変位体２ｃの１対の長辺上には、それぞれ複数の可動電極２ｄが一定の間隔で櫛歯状に配置されている。一方、基板１側の固定電極３，４は、各可動電極２ｄの両側に対をなす形で対向配置されている。梁構造体２は一体の導体であり、個々の可動電極２ｄの電位は同一となる。また、各可動電極２ｄの第一側に対向する固定電極３の組同士、及び第二側に対向する固定電極４の組同士がそれぞれ、組間では互いに絶縁された形で基板１上にて共通結線されている。これにより、固定電極３同士及び固定電極４同士がそれぞれ同一電位となる。

このような電極配置により、図２に示すように、可動電極２ｄを共通電極として、各固定電極３，４は直列接続された１対の検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂを形成することとなる。そして、可動電極２ｄと固定電極３，４との対向方向（図１では慣性変位体２ｃの長辺方向）が加速度検出方向（図１中のＤ１，Ｄ２）となる。検出方向の加速度がセンサ部に加わると、その慣性力により慣性変位体２ｃは梁部２ｂを弾性的に撓み変形させながら変位し、加速度の大小に応じて可動電極２ｄと固定電極３，４との対向間隔、すなわち検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの静電容量が変化する。従って、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂに検知用のバイアス電圧を印加しておけば、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの静電容量変化が蓄積電荷状態の変化となって現われるので、図２に示すようにこれを電荷電圧変換回路２１により電圧変換することで加速度信号Ｖｓとして出力することができる。

なお、梁構造体２と基板１とを要部とするセンサ部は、櫛歯状の電極構造などとともに、高エネルギープラズマエッチング等のドライエッチング技術によるＳｉ基板の微細加工により、一体の構造体としてワンチップ化されている（いわゆるＭＥＭＳ（Micro-Electro Mechanical Systems）技術の典型的な応用例である）。

以下、図２により、検出回路２０の構成をさらに詳細に説明する。検出回路２０は、電荷電圧変換回路２１、信号処理回路２２、制御信号発生回路２４及びマイコン５３を要部とするものである。電荷検出用の負帰還コンデンサ２１ｂを備えた演算増幅器２１ａからなり、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの電荷出力変化を反転入力することにより、これを電圧変換した形で加速度信号として出力するものである。演算増幅器２１ａの反転入力端子は可動電極２ｄに接続されている。また、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの検知用バイアス電圧をＶとして、演算増幅器２１ａの非反転入力端子には、Ｖ／２の電圧が入力される。また、負帰還コンデンサ２１ｂの両端を短絡する短絡経路２１ｓが設けられ、その短絡経路２１ｓ上に負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部２１ｃ（以下、単にスイッチ２１ｃともいう）が設けられている。

信号処理回路２２は、サンプルアンドホールド回路（以下、Ｓ＆Ｈ回路ともいう）２２ａ、増幅回路（ＡＭＰ）２２ｂ及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路２２ｃから構成されている。Ｓ＆Ｈ回路２２ａは、電荷電圧変換回路２１の出力電圧をサンプリングして一定期間保持し、増幅回路２２ｂは、Ｓ＆Ｈ回路２２ａの出力電圧を所定の感度まで増幅するものである。また、ローパスフィルタ回路２２ｃは、増幅回路２２ｂの加速度出力電圧から所定の周波数帯域の成分のみを取り出す役割を果たす。なお、Ｓ＆Ｈ回路２２ａは、ボルテージフォロワを構成する演算増幅器２２１ａ，２２１ｂと、スイッチ２２１ｂと、コンデンサ２２１ｃとにより周知の構成とされている。該信号処理回路２２と電荷電圧変換回路２１とが加速度信号生成回路を構成する。

制御信号発生回路２４は、周期的に極性反転反転する検知用バイアス電圧を検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの両端に与えるためのパルス搬送波信号Ｐ１，Ｐ２と、加速度信号のサンプリングのために、スイッチ２２１ｂを駆動するためのスイッチ駆動信号Ｓ２と、電荷電圧変換回路２１の負帰還コンデンサ２１ｂの電荷を必要に応じて周期的に放電させるために、負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部２１ｃを駆動するスイッチ駆動信号Ｓ１とを、クロック回路２５からのクロック信号ＣＫに基づいて発生するものであり、周知のパルスカウンタ回路にて構成されている。

また、マイコン５３はゼロ点補正手段の要部をなすものであり、信号処理回路２２からの補正前加速度信号Ｖｇ’（Ｔ）を入力するＡ／Ｄ変換ポートＡＤ１、センサ部周辺の温度を検知する温度センサ５５からの検知出力が入力されるＡ／Ｄ変換ポートＡＤ２を有する。また、制御信号発生回路２４からのスイッチ駆動信号Ｓ１とは独立して、電荷電圧変換回路２１（及びその下段の信号処理回路２２も含む）からの補正前加速度信号Ｖｇ’（Ｔ）のゼロ点ドリフトを補正するために、所定のチェックタイミングにてチェック用のスイッチ駆動信号Ｓ１’を出力する信号出力ポートＤ１と、補正後の加速度信号Ｖｇを出力する信号出力ポートＤ２等も有する。

また、マイコン５３には、負帰還コンデンサ２１ｂを短絡させたときの、電荷電圧変換回路２１のオフセット出力Ｖｋの標準値Ｖｋ（Ｔ０）（標準オフセット出力値：その下段の信号処理回路２２からのオフセット出力値Ｖｇ’（T）であってもよい）を記憶する、標準オフセット出力値記憶部をなすＥＥＰＲＯＭ（Electrically
Erasable Programmable ROM）５４が接続されている。該ＥＥＰＲＯＭ５４には、加速度信号Ｖｇの温度補正係数（α及びβ）を、種々の温度毎に記憶する補正テーブル５４ａも記憶されている。該構成のマイコン５３による加速度信号Ｖｇの補正処理は、後述の図５及び図６のフローチャートに従い、マイコン内のＲＯＭに記憶された制御プログラムをＣＰＵがＲＡＭをワークエリアとして実行することによりなされる。

上記構成による角速度センサシステムの作動を、図３に示す信号波形図を参照して説明する。制御信号発生回路２４から出力される検知用バイアス電圧を与える搬送波信号Ｐ１，Ｐ２は、図２に示すように、４つの期間（φ１〜φ４）でハイレベル（Ｈｉ）とローレベル（Ｌｏ）とが変化する一定振幅（電圧振幅：Ｖ）の矩形波パルス信号となっており、搬送波信号Ｐ２は、搬送波信号Ｐ１に対して電圧レベルが反転した信号となっている。

まず、通常動作時の作動について、図５を用いて説明する。期間φ１及びφ２では、搬送波信号Ｐ１はＨｉ（５Ｖ）となり、搬送波信号Ｐ２はＬｏ（０Ｖ）となる。そして、期間φ１では、制御信号発生回路２４からのスイッチ駆動信号Ｓ１によりスイッチ２１ｃは閉となる。これにより、演算増幅器２１ａの非反転入力端子にはＶ／２の電圧が印加され、可動電極２ｄにＶ／２の電圧が印加されるとともに、コンデンサ２１ｂの電荷が放電される。このとき檀家電圧変換回路２１の出力ＶｓはＶ／２にリセットされる。

仮に検知用コンデンサ１０ａの容量Ｃ１と検知用コンデンサ１０ｂの容量Ｃ２とが、Ｃ１＞Ｃ２の関係を満たしていれば、検知用コンデンサ１０ａ固定電極３側がＨｉになる期間φ１では、印加電圧がＨｉ側の検知用コンデンサ１０ａのほう分圧電圧が低くなり、可動電極２ｄは負の電荷が多い状態となる（Ｃ１＜Ｃ２ではその逆である）。次に期間φ２においては、検知用コンデンサ１０ａ，１０ｂの検知用バイアス電圧の印加極性は不変であり、他方、スイッチ駆動信号Ｓ１によりスイッチ２１ｃが開かれる。すると、可動電極２ｄの電荷と負帰還コンデンサ２１ｂとの間で電荷移動が生じ、その電荷バランス状態に応じた電圧値Ｖｇ１”が電荷電圧変換回路２１から出力される。この出力値は、規定のタイミングでスイッチ駆動信号Ｓ２によりスイッチ２２１ｂをオン／オフすることにより、Ｓ＆Ｈ回路２２ａにてサンプリングされ保持される。

次に、図３の期間φ３では、搬送波信号Ｐ１，Ｐ２の電圧レベルが反転（Ｐ１がＬｏ、Ｐ２がＨｉ）する。スイッチ２１ｃはスイッチ駆動信号Ｓ１により開いたままとする。可動電極２ｄの電荷状態は、搬送波信号Ｐ１，Ｐ２の反転により期間φ２とは逆となり、上述したようにＣ１＞Ｃ２の関係を満たす場合には、固定電極２ａ、２ｂへの印加電圧の反転により可動電極２ｄは正の電荷が多い状態となる。しかしながら、可動電極２ｄとコンデンサ２１ｂとの間は閉回路となっており、期間φ１の電荷が保持されているため、電荷量バランスの破れにより可動電極２ｄから溢れ出した電荷がコンデンサ２１ｂに移動して蓄えられる。コンデンサ２１ｂの静電容量が一定であれば、Ｑ＝ＣＶの関係より、上記の電荷移動量に比例した電圧値Ｖｇ２”が電荷電圧変換回路２１から出力される。期間φ４は電圧値Ｖｇ２”を安定化させるための待機期間であり、該Ｖｓ２が十分に安定する所定のタイミングにて、その値をＳ＆Ｈ回路２２ａにてサンプリングする。そして、期間φ２にてサンプリングした出力値Ｖｇ１’と期間φ４にてサンプリングした出力値Ｖｇ２’（いずれも、増幅回路２３ｂとＬＰＦ回路２３ｃを通過後のもの）との差分値がマイコン５３内にて演算され、可動電極２ｄの変位に応じた加速度出力値Ｖｇとして出力されることになる。なお、本実施形態では、マイコン５３が、第一のサンプリング値Ｖｇ１’と第二のサンプリング値Ｖｇ２’との差分演算を行うようにしていたが、第一のサンプリング値Ｖｇ１’と第二のサンプリング値Ｖｇ２’とを個別のＳ＆Ｈ回路にてホールドし、各ホールド値を差動増幅回路等で差分演算して加速度信号を生成するなど、マイコンで差分を行わない構成も可能である。

ところで、上記のＶｇ１’とＶｇ２’はいずれも、検知すべき加速度波形のベースとなるオフセット出力が、電荷電圧変換回路２１あるいはその下流側の増幅回路２３ｂやＬＰＦ回路２３ｃの経時劣化やセンサ環境温度、あるいは斜面での重力加速度によるバイアスなどにより変化し、加速度検知を行なう上での誤差要因となる。図２の回路において、スイッチ２１ｃを閉として負帰還コンデンサ２１ｂの両端を短絡すると、電荷電圧変換回路２１は実質的にボルテージフォロワと同じ回路となり、理論的には非反転端子への入力電圧Ｖ／２をゼロ点電圧として、回路固有のオフセット電圧が出力されるので、これを読み取ることにより現在のオフセット出力を知ることができる。

例えば、センサシステムを工場出荷する際に、標準温度Ｔ０（例えば２０℃）にて静止状態で上記の方法によりオフセット出力値を測定し、これを標準オフセット出力値ＶＦ（Ｔ０）としてＥＥＰＲＯＭ５４内に書き込んでおく。そして、センサシステムを使用開始した後、もし電荷電圧変換回路２１を含む加速度信号生成回路の経時劣化や、環境温度変化の影響によりオフセット出力値が変化した場合（つまり、ゼロ点がドリフトした場合）、そのオフセット出力値ＶＦ（Ｔ）を随時測定して上記の標準オフセット出力値ＶＦ（Ｔ０）と比較すれば、ゼロ点ドリフト量を把握することができ、把握されたゼロ点ドリフト量に応じて加速度信号を補正することができる。

オフセット出力ＶＦ（Ｔ）の測定は、例えば車両停止時に行なう。この場合、図２に示すように、車速センサ５５からの車速情報を得て停止／走行の判断をすることもできるが、エンジン始動時にオフセット出力ＶＦ（Ｔ）を測定するようにすれば車速情報は不要となる。具体的には、マイコン５３がエンジン始動信号を受けてこれをチェックタイミングと判断し、信号出力ポートＤ１からドリフトチェック信号Ｓ１’を出力する。このドリフトチェック信号Ｓ１’は、ゲート２６にて負帰還コンデンサ２１ｂの電荷リセット用のスイッチ駆動信号Ｓ１との論理和が取られ、スイッチ２１ｃに入力されてこれを閉とする。このときの電荷電圧変換回路２１の出力が、上記チェックタイミングでのオフセット出力値、つまりカレントオフセット出力値ＶＦ（Ｔ）を与えるので、これをＳ＆Ｈ回路２２ａにてサンプリングすればよい。

上記の補正処理は、サンプリングした加速度信号出力値Ｖｇ１’とＶｇ２’
との双方（以下、両者を総称し、かつ、温度Ｔでの値であることを示すためＶｇ’（Ｔ）と記載する）について、マイコン５３内にてソフトウェア的に実行できる。目的は、任意温度Ｔでの、ゼロ点ドリフトした補正前加速度信号出力値Ｖｇ’（Ｔ）を、ゼロ点ドリフトしていない標準温度Ｔ０での加速度信号値Ｖｇ（Ｔ０）に変換することである。現在温度Ｔでのゼロ点ドリフト量をＶｋ（Ｔ）とすれば、補正前加速度信号出力値Ｖｇ’（Ｔ）は、次式で表される：
Ｖｇ’（Ｔ）＝α（ΔＴ）・Ｖｇ（Ｔ０）＋Ｖｋ（Ｔ） ‥（１）
ただし、ΔＴは標準温度Ｔ０と現在温度Ｔとの温度差分であり、α（ΔＴ）は、該温度差分ΔＴに応じて実験的に定められたＶｇ（Ｔ０）の温度係数である。ΔＴの値は、図２の温度センサ５５による温度測定値Ｔを取得することにより演算できる。

次に、ゼロ点ドリフト量Ｖｋ（Ｔ）は、標準オフセット出力値ＶＦ（Ｔ０）を基準に、カレントオフセット出力値ＶＦ（Ｔ）がどの程度変化しているかを示す値であるが、標準オフセット出力値ＶＦ（Ｔ０）も温度補正することで、
Ｖｋ（Ｔ）＝ＶＦ（Ｔ）−α（ΔＴ）・ＶＦ（Ｔ０） ‥（２）
にて表すことができる。上記（１）、（２）から、Ｖｇ（Ｔ０）は次のように表すことができる：
Ｖｇ（Ｔ０）＝｛Ｖｇ’（Ｔ）−Ｖｋ（Ｔ）｝／α（ΔＴ）
＝｛Ｖｇ’（Ｔ）−（ＶＦ（Ｔ）−α（ΔＴ）・ＶＦ（Ｔ０））｝／α（ΔＴ） ‥（３）

式（３）において、α（ΔＴ）の値は種々の温度差分ΔＴの値毎に実験的に決定しておき、図４に示すごとく温度係数テーブル５４ａ（補正内容情報を構成する）の形でＥＥＰＲＯＭ５４に記憶しておく。また、ＶＦ（Ｔ０）はセンサシステムの出荷前に測定されたものがＥＥＰＲＯＭ５４に記憶されている。従って、加速度を生じていない状態で現在のオフセット出力ＶＦ（Ｔ）を測定すれば、加速度信号生成回路から直接得られるＶｇ’（Ｔ）を、上記のα（ΔＴ）、ＶＦ（Ｔ）及びＶｋ（Ｔ０）により、最終的に得るべき加速度信号値Ｖｇ（Ｔ０）として補正演算できる。

本発明の加速度センサシステムに用いるセンサ部の構成例を示す模式図。本発明の加速度センサシステムの電気的な構成の一例を示す回路図。本発明の加速度センサシステムの、通常時の動作の一例を示すタイミングチャート。図２の回路のＥＥＰＲＯＭの記憶内容を示す模式図。加速度センサシステムの測定原理説明図。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ検知用コンデンサ
２１電荷電圧変換回路
２１ａ演算増幅器
２１ｂ負帰還コンデンサ
２１ｃ負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部
２１ｓ短絡経路
２４制御信号発生回路（スイッチ制御手段）
５３マイコン（ゼロ点補正手段、スイッチ制御手段）
５４ＥＥＰＲＯＭ（標準オフセット出力値記憶部）

Claims

加速度の印加に伴い電極板間距離を変化させる検知用コンデンサと、
電荷検出用の負帰還コンデンサを備えた演算増幅器からなり、前記検知用コンデンサの電荷出力変化を反転入力することにより、これを電圧変換した形で加速度信号として出力する電荷電圧変換回路と、
前記検知用コンデンサの両端を短絡させたときの、前記電荷電圧変換回路を含む加速度信号生成回路のオフセット出力の標準値である、標準オフセット出力値を記憶する標準オフセット出力値記憶部と、
センサ使用中における予め定められたチェックタイミングにて前記負帰還コンデンサの両端を短絡状態とし、該状態での前記加速度信号生成回路のオフセット出力をカレントオフセット出力値として検出し、前記標準オフセット出力値と該カレントオフセット出力値との比較に基づいて、前記加速度信号のゼロ点補正を行なうゼロ点補正手段と、
を備えたことを特徴とする車両用加速度センサシステム。
前記標準オフセット出力値は、前記チェックタイミングに時系列的に先行する基準タイミングにて測定されたオフセット出力値が使用され、前記ゼロ点補正手段は、該基準タイミングから前記チェックタイミングまでの間の前記オフセット出力値の経時的なドリフトを補正するものである請求項１記載の車両用加速度センサシステム。
前記電荷電圧変換回路の前記負帰還コンデンサの両端を短絡する短絡経路上に負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部が設けられ、
前記ゼロ点補正手段は、前記チェックタイミングにて前記負帰還コンデンサ短絡用スイッチ部を閉とするスイッチ制御手段を有する請求項１又は請求項２に記載の車両用加速度センサシステム。
前記ゼロ点補正手段は、前記センサ出力の温度補正手段を有する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用加速度センサシステム。
前記標準オフセット出力値は基準温度で測定したものが使用され、前記温度補正手段は、温度センサと、種々の温度でのセンサ出力に対する補正内容情報を記憶した補正内容情報記憶部と、前記温度センサが前記チェックタイミングにて検出した検出温度値に基づき、前記補正情報記憶部内の前記補正内容情報を参照して前記センサ出力の補正値を演算する補正演算手段とを有する請求項４記載の車両用加速度センサシステム。