JPH077011B2 - Piezoelectric acceleration sensor - Google Patents

Piezoelectric acceleration sensor

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JPH077011B2
JPH077011B2 JP25964187A JP25964187A JPH077011B2 JP H077011 B2 JPH077011 B2 JP H077011B2 JP 25964187 A JP25964187 A JP 25964187A JP 25964187 A JP25964187 A JP 25964187A JP H077011 B2 JPH077011 B2 JP H077011B2
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sensor
acceleration
piezoelectric
signal
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巻衛 諸田
順一 福田
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、運動する物体に搭載されてその運動体の加速
度を検出する加速度センサに関するもので、特に、運動
体に固定されたケースに相対変位可能に取り付けられた
振動子と、その振動子の運動体との相対変位を検出して
その相対変位に比例した電圧を発生する圧電素子とを備
えた圧電型加速度センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor mounted on a moving object to detect the acceleration of the moving body, and more particularly to a case fixed to the moving body. The present invention relates to a piezoelectric acceleration sensor including a displaceably mounted oscillator and a piezoelectric element that detects a relative displacement of a moving body of the oscillator and generates a voltage proportional to the relative displacement.

(従来の技術) 一般に、運動する物体の加速度を検出する加速度センサ
は、大別すると、圧電型、動電型、サーボ型、歪みゲー
ジ型の4種類のセンサに分類される。それらのセンサの
うち、一般の加速度計測分野で最も多く使用されるのは
圧電型センサであり、その他のセンサは主に特殊計測分
野で使用されている。
(Prior Art) In general, acceleration sensors that detect the acceleration of a moving object are roughly classified into four types: piezoelectric type, electrokinetic type, servo type, and strain gauge type sensors. Among these sensors, the piezoelectric type sensor is most often used in the general acceleration measurement field, and the other sensors are mainly used in the special measurement field.

そのような圧電型加速度センサの一般的なものは、運動
する物体に固定されたケースに振動子が相対変位可能に
取り付けられ、その振動子に圧電素子が面接合されてい
て、その圧電素子が振動子の相対変位によって歪むこと
により運動体の加速度に比例した電圧を発生するように
したものである。
In such a general piezoelectric acceleration sensor, a vibrator is attached to a case fixed to a moving object so as to be capable of relative displacement, and a piezoelectric element is surface-bonded to the vibrator. It is configured to generate a voltage proportional to the acceleration of the moving body by being distorted by the relative displacement of the oscillator.

ところで、自動車にいては、運転操作ができるだけ簡単
化さるとともに、より快適な走行フィーリングが得られ
るようにすることが求められている。そのために、自動
車の各種制御に関してよりきめの細かい制御を行うこと
が必要となっている。そこで、近年のエレクトロニトス
による制御技術の発展と相まって、自動車の技術分野に
もエレクトロニクスによる制御が急速に普及してきてい
る。その場合、車両の走行状態あるいはエンジン等の各
種部品の作動状態を把握することが必要であり、そのた
めに自動車には各種のセンサが設けられている。例え
ば、上述のような圧電型加速度センサも車両の加速度を
知るために使用されている。
By the way, in automobiles, it is required to make driving operation as simple as possible and to obtain a more comfortable driving feeling. Therefore, it is necessary to perform finer control regarding various controls of the automobile. Therefore, along with the recent development of electronic control technology, electronic control is rapidly becoming popular in the technical field of automobiles. In that case, it is necessary to grasp the running state of the vehicle or the operating state of various parts such as the engine, and for that purpose, various sensors are provided in the automobile. For example, the piezoelectric acceleration sensor as described above is also used to know the acceleration of the vehicle.

そのような圧電型加速度センサが自動車に用いられてい
る一例としては、特公昭58-22377号公報に示されている
ようなエアバッグ装置の作動制御回路がある。その作動
制御回路には、エアバッグ装置を作動させるために所定
の大きさの加速度を検出する加速度センサが用いられて
いる。その加速度センサは圧電型のものとされ、車両の
減速度が所定の大きさとなったとき、それを検知して電
圧信号を出力するようにされている。そして、その出力
信号によってエアバッグ装置の燃焼室内の火薬が爆発
し、エアバッグが膨らんで乗員を座席位置に保持するよ
うになっている。
An example of the use of such a piezoelectric acceleration sensor in an automobile is an operation control circuit of an airbag device as disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-22377. An acceleration sensor that detects an acceleration of a predetermined magnitude is used in the operation control circuit to operate the airbag device. The acceleration sensor is of a piezoelectric type, and when the deceleration of the vehicle reaches a predetermined magnitude, it is detected and a voltage signal is output. Then, the output signal causes the explosive in the combustion chamber of the airbag device to explode, and the airbag is inflated to hold the occupant at the seat position.

このような加速度センサは、車両の加速度を正確に検出
すべく、常時正常に作動していることが必要である。し
たがって、加速度センサを定期的に診断することが不可
欠となっている。
Such an acceleration sensor needs to be normally operating in order to accurately detect the acceleration of the vehicle. Therefore, it is essential to regularly diagnose the acceleration sensor.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上述のような従来の圧電型加速度センサは、
加速度を検出するセンサ機能だけしか有していない。し
たがって、センサを診断するためには、センサに振動や
衝撃等を機械的に与えなければならない。そのために
は、加振装置等の特別の付帯設備が必要となる。そのよ
うな付帯設備は一般に大型に形成されることが多いの
で、それを乗用車等の一般的な自動車に常時搭載するこ
とができない。その結果、センサを診断するために、セ
ンサを車両から取り外して、加振装置等が設置してある
場所に持って行って診断を行うことを余儀なくされてい
る。そのために、手間がかかり、いつでも、どこでも簡
単に加速度センサを診断することは不可能となってい
た。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the conventional piezoelectric acceleration sensor as described above is
It has only a sensor function to detect acceleration. Therefore, in order to diagnose the sensor, it is necessary to mechanically apply vibration or shock to the sensor. For that purpose, special auxiliary equipment such as a vibration device is required. Since such ancillary equipment is generally formed in a large size in many cases, it cannot always be installed in a general automobile such as a passenger car. As a result, in order to diagnose the sensor, it is unavoidable to remove the sensor from the vehicle and bring it to a place where a vibration device or the like is installed to perform the diagnosis. Therefore, it takes time and effort to easily diagnose the acceleration sensor anytime and anywhere.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、車両に設置した状態で簡単にいつでも
診断することができる圧電型加速度センサを得ることで
ある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to obtain a piezoelectric acceleration sensor that can be easily and always diagnosed in a state of being installed in a vehicle.

(問題点を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明では、圧電型加速度
センサの圧電素子に取り付けられる電極を、複数個に分
割して形成するようにしている。そして、それらの電極
の一部を、加速度に比例した電圧信号を出力する出力端
子として用い、それらの電極の残りを、診断電圧信号が
入力される入力端子として用いるようにしている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, in the present invention, the electrode attached to the piezoelectric element of the piezoelectric acceleration sensor is divided into a plurality of electrodes. Then, some of these electrodes are used as output terminals for outputting a voltage signal proportional to acceleration, and the rest of these electrodes are used as input terminals for inputting a diagnostic voltage signal.

(作用) このように構成することにより、運動体に加速度が生じ
たときには、センサの振動子が運動体に対して相対変位
するので、その相対変位により圧電素子が歪んで加速度
に比例した電圧を発生し、その電圧信号が出力端子から
出力される。すなわち、センサによって加速度が検出さ
れる。
(Operation) With this configuration, when acceleration is generated in the moving body, the oscillator of the sensor is relatively displaced with respect to the moving body, and the relative displacement distorts the piezoelectric element to generate a voltage proportional to the acceleration. Is generated and the voltage signal is output from the output terminal. That is, the acceleration is detected by the sensor.

また、センサの入力端子に診断電圧信号を入力すると、
そのセンサが正常であるときには、その電圧に比例して
圧電素子に歪みが生じる。すなわち、センサの振動子の
振動加速度によって圧電素子に歪みが生じた状態と等価
になる。そして、その歪みに比例して圧電素子は電圧を
発生するから、出力端子から診断電圧信号に対する所定
の大きさの電圧信号が出力される。したがって、その電
圧信号により、センサが正常であることが確認される。
Also, if you input the diagnostic voltage signal to the input terminal of the sensor,
When the sensor is normal, the piezoelectric element is distorted in proportion to the voltage. That is, it is equivalent to a state in which the piezoelectric element is distorted by the vibration acceleration of the sensor vibrator. Since the piezoelectric element generates a voltage in proportion to the strain, a voltage signal of a predetermined magnitude with respect to the diagnostic voltage signal is output from the output terminal. Therefore, the voltage signal confirms that the sensor is normal.

センサが異常であると、診断電圧信号を入力しても、出
力端子からはその入力信号に対応した所定の大きさの電
圧信号が出力されない。あるいは電圧信号が全く出力さ
れない。それによって、センサが異常であることが認識
される。
If the sensor is abnormal, even if a diagnostic voltage signal is input, a voltage signal of a predetermined magnitude corresponding to the input signal is not output from the output terminal. Alternatively, no voltage signal is output. Thereby, it is recognized that the sensor is abnormal.

このように、センサは、加速度を検出するセンサ機能と
センサ自体の異常を検出する自己診断機能とを有するも
のとなる。
As described above, the sensor has a sensor function of detecting acceleration and a self-diagnosis function of detecting abnormality of the sensor itself.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。(Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図中、第1,2図は本発明による圧電型加速度センサの一
実施例を示し、第1図はそのセンサの縦断面図で、第2
図は第1図において矢印A方向から見た平面図である。
In the drawings, FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, and FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the sensor.
The drawing is a plan view seen from the direction of arrow A in FIG.

第1図から明らかなように、金属又は導電性樹脂によっ
て形成された円筒形のケース1の中央突出部1aに、円形
の振動子2の中心部が適宜の固定手段によって固定され
ている。その振動子2の外周端は自由とされていて、振
動子2が撓み変形することにより、ケース1対して相対
的に変位可能とされている。振動子2には、圧電セラミ
ックスによって形成された圧電素子3の一方の面が面接
合されている。そして、圧電素子3の他方の面には、銀
によって形成さた薄板の電極4が貼り付けられている。
As is apparent from FIG. 1, the central portion of the circular vibrator 2 is fixed to the central protruding portion 1a of the cylindrical case 1 made of metal or conductive resin by an appropriate fixing means. The outer peripheral end of the vibrator 2 is free, and can be displaced relative to the case 1 by the flexural deformation of the vibrator 2. One surface of a piezoelectric element 3 made of piezoelectric ceramics is surface-bonded to the vibrator 2. The thin plate electrode 4 made of silver is attached to the other surface of the piezoelectric element 3.

第2図から明らかなように、その電極4は4個に分割し
て形成されており、それら分割された第1〜第4電極4a
〜4dはそれぞれ互いに絶縁されている。
As is clear from FIG. 2, the electrode 4 is formed by being divided into four pieces, and the divided first to fourth electrodes 4a.
~ 4d are each insulated from each other.

このようにして圧電型加速度センサ5が形成されてい
る。
In this way, the piezoelectric type acceleration sensor 5 is formed.

第3図は、このような圧電型加速度センサ5及びその自
己診断回路が組み込まれた自動車用エアバッグ装置の作
動制御回路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an operation control circuit of an automobile airbag apparatus in which such a piezoelectric acceleration sensor 5 and its self-diagnosis circuit are incorporated.

この図から明らかなように、互いに対向する第1,第3電
極4a,4cにはそれぞれ第1、第2出力線6,7が接続されて
おり、それら出力線6,7は1本に結線さて増幅器8の非
反転入力端子に接続されている。増幅器8の出力端子
は、エアバッグ装置の作動制御回路内の第1計算回路9
に接続されている。計算回路9の出力側は第1駆動回路
10に接続されており、更に駆動回路10はエアバッグ装置
のインフレータ11の第1スイッチを構成する第1トラン
ジスタ12のベースに接続されている。インフレータ11の
通電回路には、第1トランジスタ12と並列に、もう1つ
の第2トランジスタ13がインフレータ11の第2スイッチ
として設けられている。増幅器8の出力端子は、また、
第1トランジスタ12との接続回路と並列に、第2計算回
路14及び第2駆動回路15を介して第2トランジスタ13の
ベースに接続されている。インフレータ11は、第3スイ
ッチ16を介して電源17に接続されている。この第3スイ
ッチ16は、例えば慣性体によって加速度を検出する機械
的な加速度センサ等によって作動される。
As is clear from this figure, the first and second output lines 6 and 7 are connected to the first and third electrodes 4a and 4c facing each other, and these output lines 6 and 7 are connected to one. Now, it is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier 8. The output terminal of the amplifier 8 is the first calculation circuit 9 in the operation control circuit of the airbag device.
It is connected to the. The output side of the calculation circuit 9 is the first drive circuit
Further, the drive circuit 10 is connected to the base of a first transistor 12 which constitutes a first switch of an inflator 11 of the airbag device. In the energizing circuit of the inflator 11, another second transistor 13 is provided as a second switch of the inflator 11 in parallel with the first transistor 12. The output terminal of the amplifier 8 is also
In parallel with the connection circuit with the first transistor 12, it is connected to the base of the second transistor 13 via the second calculation circuit 14 and the second drive circuit 15. The inflator 11 is connected to the power supply 17 via the third switch 16. The third switch 16 is operated by, for example, a mechanical acceleration sensor that detects acceleration by an inertial body.

第1、第2計算回路9,14は、車両の衝突等によって車両
に生じるような極めて大きい減速度に対応する大きさの
増幅器8の出力が入力されたときに、それぞれ第1、第
2駆動回路10,15に出力信号を発するようにされてい
る。したがって、増幅器8の出力が比較的小さいときに
は、両計算回路9,14は何らの出力信号も発することがな
いようにされている。
The first and second calculation circuits 9 and 14 respectively drive the first and second drive circuits when the output of the amplifier 8 having a magnitude corresponding to an extremely large deceleration that occurs in the vehicle due to a vehicle collision or the like is input. An output signal is issued to the circuits 10 and 15. Therefore, when the output of the amplifier 8 is relatively small, both calculation circuits 9 and 14 are designed not to output any output signal.

一方、センサ5の第2、第4電極4b,4dには、それぞれ
第1、第2入力線18,19が接続されており、それら入力
線18,19は1本に結線されてパルス発生回路20に接続さ
れている。このパルス発生回路20には、診断回路21も接
続されている。また、診断回路21には増幅器8の出力端
子が接続されており、診断回路21の出力側は表示ランプ
22に接続されている。
On the other hand, the first and second input lines 18 and 19 are connected to the second and fourth electrodes 4b and 4d of the sensor 5, respectively, and these input lines 18 and 19 are connected to one pulse generating circuit. Connected to 20. A diagnostic circuit 21 is also connected to the pulse generation circuit 20. Further, the output terminal of the amplifier 8 is connected to the diagnostic circuit 21, and the output side of the diagnostic circuit 21 is a display lamp.
Connected to 22.

圧電型加速度センサ5のケース1は車体に固定されてお
り、センサ5の振動子2はケース1、車体を介してアー
スされている。
The case 1 of the piezoelectric acceleration sensor 5 is fixed to the vehicle body, and the vibrator 2 of the sensor 5 is grounded via the case 1 and the vehicle body.

次に、このように本実施例における圧電型加速度センサ
5が組み込まれたエアバッグ装置の作動制御回路の作用
を説明する。
Next, the operation of the operation control circuit of the airbag device in which the piezoelectric acceleration sensor 5 according to the present embodiment is incorporated will be described.

自動車が走行を始めると、車両に加速度が発生する。車
両に加速度が生じると、その加速度に比例してセンサ5
の振動子2はケース1に対して相対的に変位する。その
ような振動子2の相対変位によって圧電素子3にその相
対変位に比例した歪みが生じ、圧電素子3はその歪み量
に比例した大きさの電圧を発生する。その電圧は第1、
第3電極4a,4cから出力される。すなわち、第1、第3
電極4a,4cはセンサ5の出力端子を構成している。その
場合、第1、第3電極4a,4cは互いに対向して配置され
ているので、それらの出力は平均化されたものとなる。
したがって、それら電極4a,4cから出力された電圧信号
は精度のより高いものとなる。
When a car starts running, acceleration occurs in the car. When acceleration occurs in the vehicle, the sensor 5 is proportional to the acceleration.
The oscillator 2 is relatively displaced with respect to the case 1. Due to such relative displacement of the vibrator 2, a strain proportional to the relative displacement is generated in the piezoelectric element 3, and the piezoelectric element 3 generates a voltage having a magnitude proportional to the strain amount. The voltage is first,
It is output from the third electrodes 4a and 4c. That is, the first and the third
The electrodes 4a and 4c form the output terminal of the sensor 5. In that case, since the first and third electrodes 4a and 4c are arranged so as to face each other, their outputs are averaged.
Therefore, the voltage signals output from the electrodes 4a and 4c have higher accuracy.

こうして、圧電型加速度センサ5によって、車両に生じ
た加速度が検出される。
In this way, the piezoelectric acceleration sensor 5 detects the acceleration generated in the vehicle.

第1、第3電極4a,4cからの出力信号は第1、第2出力
線6,7を通して増幅器8の非反転入力端子に入力されて
増幅される。増幅された出力信号は第1、第2計算回路
9,14に入力される。
Output signals from the first and third electrodes 4a and 4c are input to the non-inverting input terminal of the amplifier 8 through the first and second output lines 6 and 7 and amplified. The amplified output signal is the first and second calculation circuits.
Input to 9,14.

車両の加速度が所定値より小さいときには、増幅器8の
出力も小さいので、両計算回路9,14は出力信号を何ら発
することがない。したがって、エアバッグ装置は作動し
ない。
When the acceleration of the vehicle is smaller than the predetermined value, the output of the amplifier 8 is also small, so that both calculation circuits 9 and 14 generate no output signal. Therefore, the airbag device does not operate.

自動車が衝突等によって所定値を超える大きな減速度と
なったとき、センサ5の出力信号も極めて大きくなる。
したがって、両計算回路9,14は演算を行い、出力信号を
発する。その出力信号によって、各駆動回路10,15が作
動し、第1、第2トランジスタ12,13を導通させる。す
なわち、第1、第2スイッチが閉じる。
When the vehicle has a large deceleration exceeding a predetermined value due to a collision or the like, the output signal of the sensor 5 also becomes extremely large.
Therefore, both calculation circuits 9 and 14 carry out a calculation and generate an output signal. The output signals activate the drive circuits 10 and 15 to make the first and second transistors 12 and 13 conductive. That is, the first and second switches are closed.

一方、そのような大きな減速度が車両に生じると、機械
的な加速度センサも作動するので、第3スイッチ16も閉
じる。したがって、インフレータ11の通電回路が閉成さ
れる。その結果、インフレータ11が作動して火薬を爆発
させ、エアバッグ(図示せず)を膨らませる。それによ
って、乗員は座席に保持される。その場合、第1計算回
路9、第1駆動回路10、及び第1トランジスタ12からな
る回路と、第2計算回路14、第2駆動回路15、及び第2
トランジスタ13からなる回路とが並列に設けられている
ので、どちらか一方の回路が故障したとしても、エアバ
ッグ装置は作動する。すなわち、圧電型加速度センサ5
からの信号伝達回路は冗長系を構成している。
On the other hand, when such a large deceleration occurs in the vehicle, the mechanical acceleration sensor also operates, so that the third switch 16 is also closed. Therefore, the energizing circuit of the inflator 11 is closed. As a result, the inflator 11 is activated to explode the explosive and inflate the airbag (not shown). Thereby, the occupant is held in the seat. In that case, a circuit including the first calculation circuit 9, the first drive circuit 10, and the first transistor 12, the second calculation circuit 14, the second drive circuit 15, and the second
Since the circuit including the transistor 13 is provided in parallel, the airbag device operates even if one of the circuits fails. That is, the piezoelectric acceleration sensor 5
The signal transmission circuit from 1) forms a redundant system.

また、車両の減速度が大きくないのに、何らかの原因で
第1、第2スイッチと第3スイッチ16とのいずれか一方
が閉成したとしても、インフレータ11の通電回路は閉成
されない。したがって、インフレータ11は作動せず、エ
アバッグ装置の誤作動が防止される。
Further, even if the deceleration of the vehicle is not large, even if one of the first and second switches and the third switch 16 is closed for some reason, the energizing circuit of the inflator 11 is not closed. Therefore, the inflator 11 does not operate, and malfunction of the airbag device is prevented.

一方、圧電型加速度センサ5が正常に作動するかどうか
を診断するに当たっては、パルス発生回路20から、診断
パルス信号を出力させる。そのパルス信号は、センサの
第2、第4電極4b,4dに入力される。すなわち、第2、
第4電極4b,4dは診断パルス信号の入力端子となってい
る。センサ5が正常に作動する場合には、そのようなパ
ルス信号による電圧を受けると、圧電素子3は歪みを生
じる。すなわち、圧電素子3は機械的に力が加えられた
場合と同等の状態となる。したがって、圧電素子3はそ
の歪みに比例した圧電を発生する。発生した電圧は第
1、第3電極4a,4cから出力され、その出力信号は増幅
器8で増幅されて診断回路21に入力される。また、診断
回路21にはパルス発生回路20からの診断パルス信号も入
力されているので、診断回路21は、その診断信号に対し
てセンサ5からの出力信号が設定されたものとなってい
るかどうかを判断する。出力信号が設定通りの信号とな
っていると判断するとセンサ5が正常であると判定し、
診断回路21は表示ランプ22を点灯させる。したがって、
圧電型加速度センサ5が正常に作動することが確認され
る。
On the other hand, in diagnosing whether the piezoelectric acceleration sensor 5 operates normally, the pulse generation circuit 20 outputs a diagnostic pulse signal. The pulse signal is input to the second and fourth electrodes 4b and 4d of the sensor. That is, the second,
The fourth electrodes 4b and 4d are input terminals for the diagnostic pulse signal. When the sensor 5 operates normally, the piezoelectric element 3 is distorted when receiving a voltage due to such a pulse signal. That is, the piezoelectric element 3 is in the same state as when mechanical force is applied. Therefore, the piezoelectric element 3 generates piezoelectricity proportional to the strain. The generated voltage is output from the first and third electrodes 4a and 4c, and the output signal is amplified by the amplifier 8 and input to the diagnostic circuit 21. Further, since the diagnostic pulse signal from the pulse generating circuit 20 is also input to the diagnostic circuit 21, the diagnostic circuit 21 determines whether the output signal from the sensor 5 is set for the diagnostic signal. To judge. If it is determined that the output signal is the set signal, it is determined that the sensor 5 is normal,
The diagnostic circuit 21 turns on the display lamp 22. Therefore,
It is confirmed that the piezoelectric acceleration sensor 5 operates normally.

また、センサ5が故障等の異常な状態にある場合には、
パルス発生回路20からの診断信号による電圧を受けて
も、電圧素子3は歪みを全く生じないか、あるいは生じ
ても診断信号の電圧の大きさに比例しない歪みとなる。
そして、歪みによって発生する電圧の大きさも、診断信
号の電圧の大きさに比例しないもとなる。したがって、
センサ5からは全く信号が出力されないか、あるいは出
力されても診断信号に対応した設定信号とはなっていな
い不良信号が出力される。診断回路21は、信号が入力さ
れないか、そのような不良信号が入力されるかした場合
には、センサ5が異常であると判断し、表示ランプ22を
点灯させない。それによって、圧電型加速度センサ5が
異常であることが認識される。こうして、第2、第4電
極4b,4d、パルス発生回路20、診断回路21、及び表示ラ
ンプ22によって、センサ5の自己診断回路が構成されて
いる。
When the sensor 5 is in an abnormal state such as a failure,
When the voltage generated by the diagnostic signal from the pulse generating circuit 20 is received, the voltage element 3 is not distorted at all, or even if it is generated, the distortion is not proportional to the magnitude of the voltage of the diagnostic signal.
The magnitude of the voltage generated by the distortion is also not proportional to the magnitude of the voltage of the diagnostic signal. Therefore,
The sensor 5 outputs no signal at all, or outputs a defective signal which is not a setting signal corresponding to the diagnostic signal even if it is output. If no signal is input or if such a defect signal is input, the diagnostic circuit 21 determines that the sensor 5 is abnormal and does not turn on the display lamp 22. Thereby, it is recognized that the piezoelectric acceleration sensor 5 is abnormal. In this way, the second and fourth electrodes 4b and 4d, the pulse generating circuit 20, the diagnostic circuit 21, and the display lamp 22 constitute a self-diagnostic circuit of the sensor 5.

ところで、センサ5の診断時におけるセンサ5の出力信
号がエアバッグ作動制御回路にも入力されて、その信号
によってインフレータ11が誤作動することが考えられ
る。そこで、そのような誤作動を回避するために、診断
時のセンサ5の出力信号が計算回路9,14に入力されて
も、計算回路9,14がその信号により出力信号を駆動回路
10,15に発することがないようにする必要がある。その
場合、計算回路9,14は所定の大きさの信号、すなわち車
両の衝突等による極めて大きな信号が入力されたときに
のみ、駆動回路10,15に出力するようにされているの
で、診断時におけるセンサ5の出力信号が比較的小さい
ものとなるようにしておけば、駆動回路10,15が作動す
ることはない。したがって、パルス発生回路20が比較的
電圧の小さな診断パルスを発信するように設計しておけ
ばよい。
By the way, it is conceivable that the output signal of the sensor 5 at the time of diagnosis of the sensor 5 is also input to the airbag operation control circuit, and the signal causes the inflator 11 to malfunction. Therefore, in order to avoid such malfunction, even if the output signal of the sensor 5 at the time of diagnosis is input to the calculation circuits 9 and 14, the calculation circuits 9 and 14 drive the output signal by the signal.
You need to make sure you don't call out at 10,15. In that case, the calculation circuits 9 and 14 are designed to output to the drive circuits 10 and 15 only when a signal of a predetermined magnitude, that is, an extremely large signal due to a vehicle collision or the like is input. If the output signal of the sensor 5 is relatively small, the drive circuits 10 and 15 will not operate. Therefore, the pulse generation circuit 20 may be designed so as to emit a diagnostic pulse having a relatively small voltage.

第4図は本発明による圧電型加速度センサの他の実施例
を示す、第2図と同様の平面図である。
FIG. 4 is a plan view similar to FIG. 2, showing another embodiment of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention.

なお、上述の実施例と対応する部分には同一の符号を付
すことにより、その説明を省略する。
The same reference numerals are given to the portions corresponding to those in the above-mentioned embodiment, and the description thereof will be omitted.

第4図から明らかなように、第1電極4aと第3電極4cと
は、一対の第1連結部23,23によって互いに電気的に連
結されている。また、同様に第2電極4bと第4電極4dと
は、一対の第2連結部24,24によって互いに電気的に連
結されている。
As is apparent from FIG. 4, the first electrode 4a and the third electrode 4c are electrically connected to each other by the pair of first connecting portions 23,23. Similarly, the second electrode 4b and the fourth electrode 4d are electrically connected to each other by the pair of second connecting portions 24, 24.

このように構成することにより、そのセンサ5を例えば
第3図に示されているエアバッグ装置の作動制御回路に
組み込んだ場合を考えると、第1及び第3電極4a,4cに
接続される出力線6,7のいずれか一方が断線しても、他
方の出力線7,6から出力を確実に得ることができる。そ
の場合、第1、第3電極4a,4cに生じた電圧がともに出
力されるので、センサ5の機能が低下するようなことは
ない。すなわち、この実施例の圧電型センサ5において
は、第1、第3電極4a,4cを連結するとともに、それら
各電極4a,4cにそれぞれ出力線6,7を接続することによ
り、冗長系が形成される。同様に、第2、第4電極4b,4
dにそれぞれ接続される入力線18,19のいずれか一方が断
線しても、他方の入力線19,18から第2、第4電極4b,4d
に診断パルス信号を確実に入力することができるので、
センサ5の機能が低下することはない。すなわち、この
場合にも、冗長系が形成されている。
With such a configuration, considering the case where the sensor 5 is incorporated into the operation control circuit of the airbag device shown in FIG. 3, for example, the outputs connected to the first and third electrodes 4a and 4c Even if one of the lines 6 and 7 is broken, the output can be reliably obtained from the other output line 7 and 6. In that case, since the voltages generated at the first and third electrodes 4a and 4c are both output, the function of the sensor 5 does not deteriorate. That is, in the piezoelectric sensor 5 of this embodiment, a redundant system is formed by connecting the first and third electrodes 4a and 4c and connecting the output lines 6 and 7 to the electrodes 4a and 4c, respectively. To be done. Similarly, the second and fourth electrodes 4b, 4
Even if one of the input lines 18 and 19 connected to d is disconnected, the other input line 19 and 18 is connected to the second and fourth electrodes 4b and 4d.
Since the diagnostic pulse signal can be reliably input to
The function of the sensor 5 does not deteriorate. That is, also in this case, a redundant system is formed.

このように、圧電型加速度センサ5は、加速度を検出す
るセンサ機能に加えて、センサ自体の正常又は異常を診
断する自己診断機能をも有するものとなっている。
As described above, the piezoelectric acceleration sensor 5 has a self-diagnosis function of diagnosing whether the sensor itself is normal or abnormal, in addition to the sensor function of detecting acceleration.

したがって、センサを診断する場合、センサ5を車両に
設置した状態で診断パルス信号をセンサ5に与えること
により、センサ5の状態を確実に把握することができ
る。その場合、パルス発生回路20、診断回路21、及び表
示ランプ22をエアバッグ装置の作動制御回路に組み込む
ことが必要となるが、それらを組み込むことは極めて簡
単であり、しかも特に組み込むためのスペースを必要と
しない。したがって、センサ5を振動させる加振装置が
不要となるとともに、センサ5を車両からわざわざ取り
外す必要もなくなるので、センサ5の診断を簡単に常時
行うことができるようになる。それによって、センサ5
を常時正常状態に維持することが可能となる。
Therefore, when diagnosing the sensor, the state of the sensor 5 can be surely grasped by giving the diagnostic pulse signal to the sensor 5 with the sensor 5 installed in the vehicle. In that case, it is necessary to incorporate the pulse generation circuit 20, the diagnostic circuit 21, and the indicator lamp 22 into the operation control circuit of the airbag device, but it is extremely easy to incorporate them, and moreover, a space for incorporation is especially required. do not need. Therefore, a vibrating device for vibrating the sensor 5 is not necessary and it is not necessary to remove the sensor 5 from the vehicle, so that the sensor 5 can be easily diagnosed at all times. Thereby, the sensor 5
Can always be maintained in a normal state.

なお、上述の実施例においては、電極4を4分割するよ
うにしているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、分割数は適宜設定することができる。例えば電極4
を2分割にすることもできる。その場合には、電極4の
一方を加速度信号出力用として、また他方を診断パルス
信号入力用として使用すればよいが、入出力線がそれぞ
れ1本ずつとなるので冗長系は形成されない。したがっ
て、冗長系を形成するために、電極4を4分割以上に分
割することが望ましい。
Although the electrode 4 is divided into four in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and the number of divisions can be set appropriately. Electrode 4
Can be divided into two. In that case, one of the electrodes 4 may be used for outputting an acceleration signal and the other one may be used for inputting a diagnostic pulse signal, but since there is only one input / output line, no redundant system is formed. Therefore, it is desirable to divide the electrode 4 into four or more parts in order to form a redundant system.

また、上述の実施例では、圧電型加速度センサ5をエア
バッグ装置の作動制御回路に用いるものとしているが、
センサ5を、加速信号を必要とする自動車の他の制御回
路にはもちろん、一般の加速度計測にも用いることがで
きる。
Further, in the above-described embodiment, the piezoelectric acceleration sensor 5 is used in the operation control circuit of the airbag device.
The sensor 5 can be used for general acceleration measurement as well as other control circuits of an automobile requiring an acceleration signal.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、圧電
型加速度センサの圧電素子に設けられる電極を複数個に
分割し、分割した電極の一部を加速度検出信号を出力す
る出力端子とし、残りを診断電圧信号が入力される入力
端子とするようにしているので、センサは運動体の加速
度を検出するセンサ機能とセンサ自体の状態を診断する
診断機能とを併せ有するものとなる。すなわち、圧電素
子によって発生された運動体の加速度に比例した電圧を
出力端子から出力させることにより、運動体の加速度を
確実に検出することができる。また、センサの入力端子
に電気的な診断信号を供給することにより圧電素子に歪
みを発生させて、その歪みによって圧電素子が発生した
電圧を出力端子から出力させ、その出力が診断信号に対
応するものであるかどうかを単に検討するだけで、セン
サの異常状態を確実に検知することができる。したがっ
て、センサを車両からわざわざ取り外さなくてもよいこ
とにより、手間がかからず、簡単に、かつ短時間でいつ
でもセンサを診断することが可能となる。しかも、セン
サを振動させる加振装置等の特別な付帯設備が不要とな
るので、その設備費が不要となって極めて経済的にな
る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the electrodes provided in the piezoelectric element of the piezoelectric acceleration sensor are divided into a plurality of parts, and a part of the divided electrodes outputs an acceleration detection signal. The sensor has both a sensor function for detecting the acceleration of the moving body and a diagnostic function for diagnosing the state of the sensor itself, since the rest are the input terminals to which the diagnostic voltage signal is input. Becomes That is, by outputting a voltage proportional to the acceleration of the moving body generated by the piezoelectric element from the output terminal, the acceleration of the moving body can be reliably detected. Further, by supplying an electrical diagnostic signal to the input terminal of the sensor, a strain is generated in the piezoelectric element, the voltage generated by the piezoelectric element due to the strain is output from the output terminal, and the output corresponds to the diagnostic signal. An abnormal state of the sensor can be reliably detected by simply examining whether or not it is a thing. Therefore, since the sensor does not have to be removed from the vehicle, it is possible to diagnose the sensor easily and at any time in a short time without any trouble. Moreover, since special auxiliary equipment such as a vibration device for vibrating the sensor is not required, the equipment cost is not required, which is extremely economical.

また、圧電型加速度センサ及びその自己診断回路を、エ
アバッグ装置のように車両加速度によって制御される装
置の作動制御回路に何らスペースを必要とせずに容易に
組み込むことができるという効果も得られる。
Further, there is an effect that the piezoelectric acceleration sensor and its self-diagnosis circuit can be easily incorporated into an operation control circuit of a device controlled by vehicle acceleration such as an airbag device without requiring any space.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明による圧電型加速度センサの一実施例
を示す縦断面図、 第2図は、その圧電型加速度センサを第1図の矢印A方
向から見た平面図、 第3図は、その圧電型加速度センサ及びその自己診断回
路を、自動車におけるエアバッグ装置の作動制御回路に
組み込んだ状態を示す回路図、 第4図は、本発明による圧電型加速度センサの他の実施
例を示す、第2図と同様の平面図である。 1…ケース、2…振動子 3…圧電素子、4…電極 4a…第1電極(出力端子) 4b…第2電極(入力端子) 4c…第3電極(出力端子) 4d…第4電極(入力端子) 5…圧電型加速度センサ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a view of the piezoelectric acceleration sensor seen from the direction of arrow A in FIG. A plan view and FIG. 3 are circuit diagrams showing a state in which the piezoelectric acceleration sensor and its self-diagnosis circuit are incorporated in an operation control circuit of an airbag device in an automobile, and FIG. 4 is a piezoelectric acceleration sensor according to the present invention. It is a top view similar to FIG. 2 which shows another Example. 1 ... Case, 2 ... Transducer 3 ... Piezoelectric element, 4 ... Electrode 4a ... 1st electrode (output terminal) 4b ... 2nd electrode (input terminal) 4c ... 3rd electrode (output terminal) 4d ... 4th electrode (input) Terminal) 5 ... Piezoelectric acceleration sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】運動体に固定されるケースに相対変位可能
に取り付けられた平板状の振動子と、その振動子に一方
の面が接合された圧電素子と、その圧電素子の他方の面
に取り付けられた電極とを備え、前記運動体に加速度が
生じたとき前記振動子が前記ケースに対して相対変位し
て前記圧電素子が歪むことにより、その加速度に比例し
た電圧を発生する、圧電型加速度センサにおいて; 前記電極が複数個に分割して形成されており、分割され
た電極の一部は前記加速度に比例した電圧信号を出力す
る出力端子とされ、前記電極の他部は診断電圧信号が入
力される入力端子とされている、 圧電型加速度センサ。
1. A flat plate-shaped vibrator mounted on a case fixed to a moving body so as to be relatively displaceable, a piezoelectric element having one surface bonded to the vibrator, and a piezoelectric element on the other surface of the piezoelectric element. A piezoelectric type that is provided with an attached electrode, and when the moving body is accelerated, the vibrator displaces relative to the case and the piezoelectric element is distorted to generate a voltage proportional to the acceleration. In the acceleration sensor, the electrode is divided into a plurality of parts, a part of the divided electrode is an output terminal for outputting a voltage signal proportional to the acceleration, and the other part of the electrode is a diagnostic voltage signal. A piezoelectric acceleration sensor that is used as an input terminal for inputting.
JP25964187A 1987-03-30 1987-10-16 Piezoelectric acceleration sensor Expired - Lifetime JPH077011B2 (en)

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JPH04362443A (en) * 1991-06-10 1992-12-15 Mitsubishi Electric Corp Occupant protection device
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