JP2009008412A - Failure detection method of physical quantity sensor - Google Patents
Failure detection method of physical quantity sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009008412A JP2009008412A JP2007167328A JP2007167328A JP2009008412A JP 2009008412 A JP2009008412 A JP 2009008412A JP 2007167328 A JP2007167328 A JP 2007167328A JP 2007167328 A JP2007167328 A JP 2007167328A JP 2009008412 A JP2009008412 A JP 2009008412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- physical quantity
- sum
- quantity sensor
- square
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、加速度等の物理量を検知する物理量センサの故障検出方法に関する。 The present invention relates to a failure detection method for a physical quantity sensor that detects a physical quantity such as acceleration.
従来より、XYZ直交3軸座標系の3軸方向それぞれの加速度を検知する加速度センサの故障検出方法として、3軸方向の加速度の二乗和平方根値を算出し、算出された二乗和平方根値と重力加速度の差分値の絶対値が判定閾値以上である場合に加速度センサが故障していると判定する方法が知られている(特許文献1参照)。
従来の故障検出方法は、3軸方向の加速度の二乗和平方根値と重力加速度の差分値の絶対値に基づいて加速度センサの故障を判定する構成になっているために、出荷時の物理量センサの特性のばらつきと出荷後の経時変化の許容値を考慮して判定閾値を設定しなければならない。具体的には、例えば加速度センサのオフセット精度規格が±0.1Gである場合には、最悪の状態では、3軸方向の加速度の出力(X,Y,Z)は出荷段階で理想状態(0G,0G,1G)から(0.1G,0.1G,1.1G)にずれている可能性がある。そしてこのような状態では、3軸方向の加速度の二乗和平方根値(SUM)は1.000Gから1.109Gに変化し、正常時において二乗和平方根値と重力加速度の差分値(SUM−g)は0.109Gとなるので、判定閾値は特性ばらつき量(0.109G)と経時変化の許容値(本例では0.05G)の和により0.159G以上の値に設定する必要がある。 The conventional failure detection method is configured to determine the failure of the acceleration sensor based on the absolute value of the difference between the square sum of squares of acceleration in the three-axis directions and the gravitational acceleration. The determination threshold value must be set in consideration of the variation in characteristics and the allowable value of change with time after shipment. Specifically, for example, when the offset accuracy standard of the acceleration sensor is ± 0.1 G, in the worst state, the output (X, Y, Z) of acceleration in three axes directions is an ideal state (0G , 0G, 1G) to (0.1G, 0.1G, 1.1G). In such a state, the sum of squares of squares (SUM) of acceleration in three axes changes from 1.000 G to 1.109 G, and the difference between the sum of squares of squares and the gravitational acceleration (SUM-g) is normal. Therefore, the determination threshold value needs to be set to a value of 0.159 G or more by the sum of the characteristic variation amount (0.109 G) and the allowable change with time (0.05 G in this example).
しかしながら、このようにして判定閾値が設定された場合には、3軸方向の加速度の出力(X,Y,Z)が経時変化により理想状態(0G,0G,1G)から(0G,0G,1.1G)に変化、すなわち許容値以上の経時変化があった際には、差分値(0.100)は判定閾値(0.159)以下となるので、加速度センサの故障を検出することができない。またこのようにして判定閾値が設定された場合には、図4(a),(b)に示すように加速度センサのオフセット精度規格(出力精度)の低下に伴い判定閾値が大きくなるので、加速度の出力精度が悪い程、故障の検出精度が低下することになる。このような背景から、故障検出精度が高い加速度センサの故障検出方法の提供が急務となっている。 However, when the determination threshold is set in this way, the output (X, Y, Z) of the acceleration in the three-axis directions changes from the ideal state (0G, 0G, 1G) to (0G, 0G, 1) due to change over time. .1G), that is, when there is a change over time that is greater than or equal to the allowable value, the difference value (0.100) is equal to or less than the determination threshold value (0.159), and therefore a failure of the acceleration sensor cannot be detected. . When the determination threshold value is set in this way, the determination threshold value increases as the offset accuracy standard (output accuracy) of the acceleration sensor decreases as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The worse the output accuracy, the lower the failure detection accuracy. Against this background, there is an urgent need to provide a failure detection method for acceleration sensors with high failure detection accuracy.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、故障検出精度を向上可能な物理量センサの故障検出方法の提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a physical quantity sensor failure detection method capable of improving failure detection accuracy.
本発明に係る物理量センサの故障検出方法は、互いに直交する複数の検出軸を有する物理量センサの故障検出方法であって、物理量センサを出荷する前の複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値を初期二乗和値又は初期二乗和平方根値として算出し,物理量センサ内のメモリに記憶する第1の処理と、物理量センサを使用する際の複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値を診断時二乗和値又は診断時二乗和平方根値として算出する第2の処理と、メモリから初期二乗和値又は初期二乗和平方根値を読み出し、診断時二乗和値又は診断時二乗和平方根値と初期二乗和値又は初期二乗和平方根値の差分の絶対値を算出する第3の処理と、絶対値が所定閾値以下であるか否かを判別し、絶対値が所定閾値以下でない場合、物理量センサが故障していると判定する第4の処理とを有する。 A failure detection method for a physical quantity sensor according to the present invention is a failure detection method for a physical quantity sensor having a plurality of detection axes orthogonal to each other, and is a sum of squares of detection values on a plurality of detection axes before shipping the physical quantity sensor or A first process of calculating a square sum square root value as an initial square sum value or an initial square sum square value and storing it in a memory in the physical quantity sensor, and a square sum of detected values in a plurality of detection axes when using the physical quantity sensor A second process of calculating a value or a square sum of squares value as a square sum value at diagnosis or a square root value at diagnosis and reading out an initial square sum value or an initial square sum square value from a memory, and a square sum value or diagnosis at diagnosis A third process for calculating the absolute value of the difference between the time square sum square root value and the initial square sum value or the initial square sum square root value, and whether or not the absolute value is equal to or less than a predetermined threshold value. Less than If not, and a fourth process for determining the physical quantity sensor is faulty.
本発明に係る物理量センサの故障検出方法によれば、物理量センサを出荷する前の複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値と物理量センサを使用する際の複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値の差分の絶対値が所定閾値以下でない場合、物理量センサが故障していると判定するので、物理量センサの故障検出精度を向上させることができる。 According to the failure detection method of the physical quantity sensor according to the present invention, the square sum value or the square sum square root value of the detection values on the plurality of detection axes before shipping the physical quantity sensor and the plurality of detection axes when the physical quantity sensor is used. If the absolute value of the difference between the square sum value or the square sum square value of the detected values is not less than or equal to the predetermined threshold value, it is determined that the physical quantity sensor is faulty, so that the fault detection accuracy of the physical quantity sensor can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる自己診断回路の構成及び動作について説明する。 The configuration and operation of a self-diagnosis circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔自己診断回路の構成〕
本発明の実施形態となる自己診断回路1は、図1に示すように、増幅器2a,2b,2cにより増幅されたアナログ形態の3軸加速度センサ3の電圧出力値Vx,Vy,Vzをデジタル形態の加速度値Gx,Gy,Gzに変換するAD変換器4a,4b,4cと、AD変換器4a,4b,4cからの出力を利用して所定の演算処理を実行する二乗和算出部5と、二乗和算出部5の演算処理結果を利用して比較処理を実行する比較部6と、比較部6の比較処理結果を利用して3軸加速度センサ3の故障を判定する判定部7とを主な構成要素として備える。
[Configuration of self-diagnosis circuit]
As shown in FIG. 1, a self-
比較部6はメモリを備え、このメモリの中には3軸加速度センサ3を出荷する前に算出された3軸の加速度値の二乗和平方根値(又は二乗和値)が初期二乗和平方根値(又は初期二乗和値)(Gt)として記憶されている。本実施形態では、自己診断回路1は、3次元の傾斜計として利用可能な3つの検出軸を有する3軸加速度センサ3の故障を検出する構成になっているが、3軸加速度センサ3を2軸加速度センサに置き換えることにより、回転傾斜計として利用可能な2つの検出軸を有する2軸加速度センサの故障検出にも適用できる。
The
AD変換器4a,4b,4cは、加速度値Gx,Gy,Gzの絶対値になるように3軸加速度センサ3の電圧出力値Vx,Vy,Vzを変換するようにしてもよい。このような処理によれば、後述する故障検出処理を簡易的、且つ、精度よく行うことができる。
The
〔自己診断回路の動作〕
上記自己診断回路1は、以下に示す故障検出処理を実行することにより、3軸加速度センサ3の故障を精度高く検出する。以下、図2に示すフローチャートを参照して、この故障検出処理を実行する際の自己診断回路1の動作について詳しく説明する。
[Operation of self-diagnosis circuit]
The self-
図2に示すフローチャートは、3軸加速度センサ3を利用するタイミングで開始となり、故障検出処理はステップS1の処理に進む。なお3軸加速度センサ3が例えば車両に搭載されている場合には、イグニッションスイッチがオン状態に切り替わったタイミング等、車両が走行を開始する前に以下の故障検出処理を実行することが望ましい。車両が走行を開始する前に故障検出処理を実行することにより、振動や運動による加速度等の外乱要因に影響されることなく3軸加速度センサ3の故障検出を精度高く行うことができる。
The flowchart shown in FIG. 2 starts at the timing when the
ステップS1の処理では、二乗和算出部5が、AD変換器4a,4b,4cから出力された加速度値Gx,Gy,Gzを以下の数式1に代入することにより二乗和平方根値を診断時二乗和平方根値(SUM)として算出し、比較部6に出力する。なお二乗和算出部5は、所定時間毎に診断時二乗和平方根値を複数回算出し、算出された診断時二乗和平方根値の平均値を比較部6に出力するようにしてもよい。このような処理によれば、ノイズ等の外乱要因を平準化し、3軸加速度センサ3の故障を精度高く検出することができる。また二乗和算出部5は、二乗和平方根値の代わりに二乗和値を算出するようにしてもよい。この場合、以後の説明において二乗和平方根値を二乗和値に読み替えるものとする。これにより、ステップS1の処理は完了し、故障検出処理はステップS2の処理に進む。
ステップS2の処理では、比較部6が、メモリ内に記憶されている初期二乗和平方根値(Gt)を読み出し、ステップS1の処理により算出された診断時二乗和平方根値(SUM)と初期二乗和平方根値の差分の絶対値(|SUM−Gt|)を算出する。そして比較部6は、算出された絶対値が判定閾値TH以下であるか否かを判別し、判別の結果、絶対値が判定閾値TH以下である場合は故障検出処理をステップS3の処理に進め、絶対値が判定閾値TH以上と同じ又はそれ以上である場合には故障検出処理をステップS4の処理に進める。なお上記判定閾値THは3軸加速度センサ3の出力の経時変化の許容量(例えば0.05G)に設定する。
In the process of step S2, the
ステップS3の処理では、判定部7が、3軸加速度センサ3は正常な状態にあると判定し、判定結果を出力する。これにより、ステップS3の処理は完了し、一連の故障検出処理は終了する。
In the process of step S3, the
ステップS4の処理では、判定部7が、3軸加速度センサ3は故障していると判定し、判定結果を出力する。これにより、ステップS4の処理は完了し、一連の故障検出処理は終了する。
In the process of step S4, the
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる自己診断回路1は、3軸加速度センサ3を出荷する前の二乗和平方根値と3軸加速度センサ3を使用する際の二乗和平方根値の差分の絶対値が所定閾値TH以下でない場合、物理量センサが故障していると判定する。このような構成によれば、図3のケース(1),(2)に例示されるように、差分値を算出した段階で3軸加速度センサ3の特性ばらつき量が相殺されるので、判定閾値を経時変化の許容値(本例では0.05G)に設定することにより、3軸加速度センサ3の故障を精度高く検出することができる。またこのような構成によれば、図4(a),(b)に示すように3軸加速度センサ3のオフセット精度規格(出力精度)に関係なく判定閾値を一定値に設定できるので、3軸加速度センサ3の出力精度に関係なく故障検出精度を向上させることができる。なお図4(a),(b)に示す例はそれぞれ、図3のケース(1)及びケース(2)の場合における3軸加速度センサ3の出力精度と必要閾値(故障検出精度)の関係を示す図である。
As is clear from the above description, the self-
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the description and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. As described above, it is a matter of course that all other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above embodiments are included in the scope of the present invention.
1:自己診断回路
2a,2b,2c:増幅器
3:3軸加速度センサ
4a,4b,4c:AD変換器
5:二乗和算出部
6:比較部
7:判定部
1: Self-
Claims (6)
前記物理量センサを出荷する前の前記複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値を初期二乗和値又は初期二乗和平方根値として算出し,物理量センサ内のメモリに記憶する第1の処理と、
前記物理量センサを使用する際の前記複数の検出軸における検出値の二乗和値又は二乗和平方根値を診断時二乗和値又は診断時二乗和平方根値として算出する第2の処理と、
前記メモリから初期二乗和値又は初期二乗和平方根値を読み出し、診断時二乗和値又は診断時二乗和平方根値と初期二乗和値又は初期二乗和平方根値の差分の絶対値を算出する第3の処理と、
前記絶対値が所定閾値以下であるか否かを判別し、絶対値が所定閾値以下でない場合、物理量センサが故障していると判定する第4の処理と
を有することを特徴とする物理量センサの故障検出方法。 A physical quantity sensor failure detection method having a plurality of detection axes orthogonal to each other,
A first sum of squares or a square sum of squares of detected values on the plurality of detection axes before shipping the physical quantity sensor is calculated as an initial square sum or an initial square sum of squares, and is stored in a memory in the physical quantity sensor. And processing
A second process of calculating a square sum value or a square sum square value of detection values in the plurality of detection axes when using the physical quantity sensor as a square sum value at diagnosis or a square sum value at diagnosis.
Reading an initial square sum value or an initial square sum square value from the memory, and calculating an absolute value of a difference between a square sum value at diagnosis or a square sum value at diagnosis and an initial square sum value or an initial square sum square value. Processing,
And determining whether or not the absolute value is less than or equal to a predetermined threshold value. If the absolute value is not less than or equal to the predetermined threshold value, a fourth process for determining that the physical quantity sensor has failed is provided. Fault detection method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167328A JP2009008412A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Failure detection method of physical quantity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167328A JP2009008412A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Failure detection method of physical quantity sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009008412A true JP2009008412A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40323652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007167328A Pending JP2009008412A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Failure detection method of physical quantity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009008412A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011037332A (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Honda Access Corp | Antitheft system and method |
US8649904B2 (en) | 2010-07-12 | 2014-02-11 | Seiko Epson Corporation | Robotic device and method of controlling robotic device |
CN109682994A (en) * | 2018-12-24 | 2019-04-26 | 北京强度环境研究所 | A kind of ICP acceleration transducer device for testing passing through electric and system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1010145A (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Wako:Kk | Acceleration detecting system |
JPH1151668A (en) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Toyota Motor Corp | Angular speed detector |
JPH1164375A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-05 | Toyota Motor Corp | Vehicle movement controller |
JP2005283598A (en) * | 2005-05-26 | 2005-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spiral vibration detector |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007167328A patent/JP2009008412A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1010145A (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Wako:Kk | Acceleration detecting system |
JPH1151668A (en) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Toyota Motor Corp | Angular speed detector |
JPH1164375A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-05 | Toyota Motor Corp | Vehicle movement controller |
JP2005283598A (en) * | 2005-05-26 | 2005-10-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spiral vibration detector |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011037332A (en) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Honda Access Corp | Antitheft system and method |
US8649904B2 (en) | 2010-07-12 | 2014-02-11 | Seiko Epson Corporation | Robotic device and method of controlling robotic device |
US9403274B2 (en) | 2010-07-12 | 2016-08-02 | Seiko Epson Corporation | Robotic device and method of controlling robotic device |
CN109682994A (en) * | 2018-12-24 | 2019-04-26 | 北京强度环境研究所 | A kind of ICP acceleration transducer device for testing passing through electric and system |
CN109682994B (en) * | 2018-12-24 | 2022-03-25 | 北京强度环境研究所 | ICP acceleration sensor access inspection device and system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7650238B2 (en) | Environmental characteristic determination | |
JP5043358B2 (en) | Inclination angle calculation method and inclination angle calculation device | |
EP1593931A4 (en) | Difference correcting method for posture determining instrument and motion measuring instrument | |
KR101106048B1 (en) | Method for calibrating sensor errors automatically during operation, and inertial navigation using the same | |
US20050131602A1 (en) | Apparatus for correcting and diagnosing angular rate sensors installed in an automotive vehicle | |
JP2009505062A5 (en) | ||
JP7361317B2 (en) | Signal processing device, inertial force sensor, signal processing method, and program | |
US20210072278A1 (en) | High-precision inertial measurement apparatus and inertial measurement method | |
JP2009008412A (en) | Failure detection method of physical quantity sensor | |
JP2008070224A (en) | On-vehicle angular velocity sensor | |
WO2024046149A1 (en) | Positioning data processing method and system based on vehicle motion parameter | |
US11293816B2 (en) | Inertial measurement apparatus and method with improved thermal and noise performance | |
JP7401404B2 (en) | Measuring device | |
JP4510887B2 (en) | Adaptive control device, use thereof, sensor having this type of control device, and adaptive method for automatically compensating for disturbance signals of sensors | |
JP5299312B2 (en) | Inertial force sensor device | |
JP2016145709A (en) | Temperature correction structure of inertial sensor using system, inertial sensor, inertial sensor using system, and temperature correction method of inertial sensor using system | |
JP5348041B2 (en) | Physical quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP2009276072A (en) | Abnormality determination method of acceleration sensor | |
JP5982222B2 (en) | Acceleration detector | |
CN108489459B (en) | Attitude sensing system and inclination angle measuring method | |
CN211926882U (en) | High-precision inertia measuring device | |
JP4457701B2 (en) | Rolling bearing unit with rolling element revolution speed detector | |
CN114312814B (en) | Vehicle sensor fault diagnosis method and vehicle control method | |
JP4701663B2 (en) | Rotation speed detector | |
CN114323012A (en) | Data processing method of double-MEMS (micro-electromechanical systems) inertia measurement unit and double-MEMS inertia measurement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110816 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110928 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120111 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120807 |