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技術 ヨーレートセンサの励振回路の異常監視方法、及び、異常監視回路

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 横山敦子
出願日 2006年10月27日 (14年6ヶ月経過) 出願番号 2006-292923
公開日 2008年5月8日 (13年0ヶ月経過) 公開番号 2008-107304
状態 特許登録済
技術分野 平均速度の測定;速度、加速度の試験較正 ジャイロスコープ
主要キーワード 監視ロジック 一定電圧値 励振回路 故障モード 正常範囲内 推定ヨーレート 検出ヨーレート 最高レベル
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図面 (10)

課題

ヨーレートセンサ励振回路の異常監視において、ヨーレートセンサ素子駆動回路に入力される駆動レベル信号が、正常範囲閾値超過した際の故障モードの異常判定を可能とするとともに、正常範囲内における理想基準値から離れた値に固着した際の故障モードの異常判定をも可能とする異常監視方法、及び、異常監視回路を提案する。

解決手段

ヨーレートセンサの励振回路10の異常監視方法であって、前記励振回路10のセンサ素子15を駆動する駆動回路14に対し積分器13から出力される駆動レベル信号Sが、電源投入後、一度、或る閾値TH1よりも高くなる挙動を検出することとし、前記挙動が検出されない場合には、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力することとする。

概要

背景

従来、自動車等に搭載されるヨーレートセンサは、励振回路にてヨーレートセンサ素子振動させ、その速度と加わったヨーレートによって生じるコリオリ力の大きさをもってヨーレートを検出することとしている。

そして、一般的に、前記センサ素子の振動の速度を一定に安定させるために、励振回路の駆動回路にて振動の周波数、及び、振幅が一定となるように制御している。より具体的には、図8に示す励振回路40を用いて説明すると、検出される振幅41と、振幅の目標値42の差を積分器43を用いてフィードバックし、駆動回路44に入力する駆動レベル信号S(例えば、電圧値)を制御して、センサ素子45の周波数、及び、振幅を一定とするようにしている。

また、特許文献1では、第一・第二の閾値を設け、車両が停車しているときは、第一の閾値をもとにヨーレートの異常判定を行い、車両が発進したことを検出したときは、前記第一の閾値よりも低い第二の閾値をもとに異常判定を行うものとしている。

また、特許文献2では、第一・第二・第三の閾値を設け、検出ヨーレート変化率の大きさが第一の閾値以上となった時点より所定の時間以内に検出ヨーレートの大きさが第二の閾値以上であり、且つ、推定ヨーレートの大きさが第三の閾値未満となった場合にヨーレートセンサの異常判定を行うものとしている。

以上のように、従来では、閾値の超過をもとに異常判定を行うものであり、図8に示す励振回路40の場合では、前記駆動レベル信号S(電圧値)が或る閾値を超過したことを異常判定回路にて確認することにより、異常判定を行う実施形態が考えられる。即ち、図9に示すように、駆動レベル信号Sについて、理想とされる基準値S0、及び、高低二つの閾値TH1・TH2を設定し、その二つの閾値TH1・TH2の間の範囲を正常範囲Raとし、各閾値TH1・TH2を超えた範囲を異常範囲Rb・Rcと設定する。この設定において、励振回路40が正常であるときは、基準値S0により駆動回路44が駆動されることが理想とされ、この理想に近づけるように、前記積分器43を機能させるものである。そして、駆動レベル信号Sを異常判定回路にてモニターし、例えば、検出値S2については、時間T2にて閾値TH1を超過したときに異常判定をするものである。また、検出値S3については、時間T3にて閾値TH2を超過したときに異常判定をするものである。このような閾値TH1・TH2の超過は、ゴミがセンサ素子と基板の間に挟まる等の障害により、センサ素子の振幅の目標値が得られないといった故障モードが考えられる。

しかし、検出値S1のように、或る時間T1において、理想の基準値S0から離れた一定電圧値D1にて固着してしまう故障モードが発生することが考えられる。この故障モードは、例えば、励振回路内において、駆動レベル信号Sに関連する回路が、前記正常範囲Ra内の一定電圧値D1がかかるある回路に対して、物理的に短絡してしまった場合に発生することが考えられる。そして、この場合、異常判定回路では、この一定電圧値D1が常に検出されることになるが、この一定電圧値D1は、正常範囲Ra内であるため、異常判定されないままとなってしまう。

そして、一定電圧値D1にて固着が発生してしまうと、駆動回路44には理想の基準値S0から常に離れた駆動レベル信号S(一定電圧値D1)が入力されることになり、励振回路40内でのフィードバック制御ができないことになる。
特開2000−292435号公報
特開平11−237404号公報

概要

ヨーレートセンサの励振回路の異常監視において、ヨーレートのセンサ素子の駆動回路に入力される駆動レベル信号が、正常範囲の閾値を超過した際の故障モードの異常判定を可能とするとともに、正常範囲内における理想の基準値から離れた値に固着した際の故障モードの異常判定をも可能とする異常監視方法、及び、異常監視回路を提案する。ヨーレートセンサの励振回路10の異常監視方法であって、前記励振回路10のセンサ素子15を駆動する駆動回路14に対し積分器13から出力される駆動レベル信号Sが、電源投入後、一度、或る閾値TH1よりも高くなる挙動を検出することとし、前記挙動が検出されない場合には、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力することとする。

目的

効果

実績

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牽制数
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請求項1

励振回路センサ素子を駆動する駆動回路に対し積分器から出力される駆動レベル信号が、電源投入後、一度、或る閾値よりも高くなる挙動を検出することとし、前記挙動が検出されない場合には、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する、ヨーレートセンサの励振回路の異常監視方法

請求項2

前記駆動レベル信号について高低二つの閾値を設け、該駆動レベル信号が前記両閾値間の範囲を超過したときに、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する、ことを特徴とする、請求項1に記載のヨーレートセンサの励振回路の異常監視方法。

請求項3

前記励振回路の電源投入後の前記駆動レベル信号の挙動の検出において利用する閾値と、前記両閾値のうちの高い方の閾値は、同一の値に設定される、ことを特徴とする、請求項2に記載のヨーレートセンサの励振回路の異常監視方法。

請求項4

駆動回路に対し積分器から駆動レベル信号を入力し、センサ素子を励振させる構成とするヨーレートセンサの励振回路の異常監視回路であって、前記駆動レベル信号について、前記励振回路の電源投入後、一度、前記駆動レベル信号が或る閾値よりも高くなる挙動を検出し、前記挙動が検出されない場合には、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する固着監視回路具備する、ヨーレートセンサの励振回路の異常監視回路。

請求項5

前記異常監視回路は、前記駆動レベル信号が、予め設定される高低二つの閾値間の範囲を超過したときに、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する比較回路を具備する、ことを特徴とする、請求項4に記載のヨーレートセンサの励振回路の異常監視回路。

請求項6

前記固着監視回路での駆動レベル信号の挙動検出にて利用する閾値と、前記比較回路の高い方の閾値は、同一の値に設定され、前記固着監視回路では、前記比較回路からの入力に基づいて、前記駆動レベル信号の挙動検出を行う、ことを特徴とする、請求項5に記載のヨーレートセンサの励振回路の異常監視回路。

技術分野

0001

本発明は、ヨーレートセンサ励振回路の異常を監視するための方法、及び、その監視をするための回路構成に関するものである。

背景技術

0002

従来、自動車等に搭載されるヨーレートセンサは、励振回路にてヨーレートセンサ素子振動させ、その速度と加わったヨーレートによって生じるコリオリ力の大きさをもってヨーレートを検出することとしている。

0003

そして、一般的に、前記センサ素子の振動の速度を一定に安定させるために、励振回路の駆動回路にて振動の周波数、及び、振幅が一定となるように制御している。より具体的には、図8に示す励振回路40を用いて説明すると、検出される振幅41と、振幅の目標値42の差を積分器43を用いてフィードバックし、駆動回路44に入力する駆動レベル信号S(例えば、電圧値)を制御して、センサ素子45の周波数、及び、振幅を一定とするようにしている。

0004

また、特許文献1では、第一・第二の閾値を設け、車両が停車しているときは、第一の閾値をもとにヨーレートの異常判定を行い、車両が発進したことを検出したときは、前記第一の閾値よりも低い第二の閾値をもとに異常判定を行うものとしている。

0005

また、特許文献2では、第一・第二・第三の閾値を設け、検出ヨーレート変化率の大きさが第一の閾値以上となった時点より所定の時間以内に検出ヨーレートの大きさが第二の閾値以上であり、且つ、推定ヨーレートの大きさが第三の閾値未満となった場合にヨーレートセンサの異常判定を行うものとしている。

0006

以上のように、従来では、閾値の超過をもとに異常判定を行うものであり、図8に示す励振回路40の場合では、前記駆動レベル信号S(電圧値)が或る閾値を超過したことを異常判定回路にて確認することにより、異常判定を行う実施形態が考えられる。即ち、図9に示すように、駆動レベル信号Sについて、理想とされる基準値S0、及び、高低二つの閾値TH1・TH2を設定し、その二つの閾値TH1・TH2の間の範囲を正常範囲Raとし、各閾値TH1・TH2を超えた範囲を異常範囲Rb・Rcと設定する。この設定において、励振回路40が正常であるときは、基準値S0により駆動回路44が駆動されることが理想とされ、この理想に近づけるように、前記積分器43を機能させるものである。そして、駆動レベル信号Sを異常判定回路にてモニターし、例えば、検出値S2については、時間T2にて閾値TH1を超過したときに異常判定をするものである。また、検出値S3については、時間T3にて閾値TH2を超過したときに異常判定をするものである。このような閾値TH1・TH2の超過は、ゴミがセンサ素子と基板の間に挟まる等の障害により、センサ素子の振幅の目標値が得られないといった故障モードが考えられる。

0007

しかし、検出値S1のように、或る時間T1において、理想の基準値S0から離れた一定電圧値D1にて固着してしまう故障モードが発生することが考えられる。この故障モードは、例えば、励振回路内において、駆動レベル信号Sに関連する回路が、前記正常範囲Ra内の一定電圧値D1がかかるある回路に対して、物理的に短絡してしまった場合に発生することが考えられる。そして、この場合、異常判定回路では、この一定電圧値D1が常に検出されることになるが、この一定電圧値D1は、正常範囲Ra内であるため、異常判定されないままとなってしまう。

0008

そして、一定電圧値D1にて固着が発生してしまうと、駆動回路44には理想の基準値S0から常に離れた駆動レベル信号S(一定電圧値D1)が入力されることになり、励振回路40内でのフィードバック制御ができないことになる。
特開2000−292435号公報
特開平11−237404号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、以上のように、ヨーレートセンサの励振回路の異常監視において、ヨーレートのセンサ素子の駆動回路に入力される駆動レベル信号が、正常範囲の閾値を超過した際の故障モードの異常判定を可能とするとともに、正常範囲内における理想の基準値から離れた値に固着した際の故障モードの異常判定をも可能とする異常監視方法、及び、異常監視回路を提案するものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

0011

即ち、請求項1においては、ヨーレートセンサの励振回路の異常監視方法であって、励振回路のセンサ素子を駆動する駆動回路に対し積分器から出力される駆動レベル信号が、電源投入後、一度、或る閾値よりも高くなる挙動を検出することとし、前記挙動が検出されない場合には、励振回路の異常判定のためのフラグを出力することとするものである。

0012

また、請求項2においては、前記駆動レベル信号について、高低二つの閾値を設け、該駆動レベル信号が前記両閾値間の範囲を超過したときに、励振回路の異常判定のためのフラグを出力することとするものである。

0013

また、請求項3においては、前記励振回路の電源投入後の前記駆動レベル信号の挙動の検出において利用する閾値と、前記両閾値のうちの高い方の閾値は、同一の値に設定されるものである。

0014

また、請求項4においては、駆動回路に対し積分器から駆動レベル信号を入力し、センサ素子を励振させる構成とするヨーレートセンサの励振回路の異常監視回路であって、前記駆動レベル信号について、前記励振回路の電源投入後、一度、前記駆動レベル信号が或る閾値よりも高くなる挙動を検出し、前記挙動が検出されない場合には、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する固着監視回路具備することとするものである。

0015

また、請求項5においては、前記異常監視回路は、前記駆動レベル信号が、予め設定される高低二つの閾値間の範囲を超過したときに、励振回路の異常判定のためのフラグを出力する比較回路を具備することとするものである。

0016

また、請求項6においては、前記固着監視回路での駆動レベル信号の挙動検出にて利用する閾値と、前記比較回路の高い方の閾値は、同一の値に設定され、前記固着監視回路では、前記比較回路からの入力に基づいて、前記駆動レベル信号の挙動検出を行うこととするものである。

発明の効果

0017

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

0018

請求項1においては、駆動レベル信号が理想の基準値から離れた一定電圧値に固着する故障モードが発生した場合の異常判定が可能となる。

0019

請求項2においては、駆動レベル信号が高低二つの閾値を超過した異常範囲に入った場合の故障モードが発生した場合の異常判定が可能となる。

0020

請求項3においては、共通の閾値を用いることにより、異常監視ロジックを簡略化できる。

0021

請求項4においては、駆動レベル信号が理想の基準値から離れた一定電圧値に固着する故障モードが発生した場合の異常判定が可能となる。

0022

請求項5においては、駆動レベル信号が高低二つの閾値を超過した異常範囲に入った場合の故障モードが発生した場合の異常判定が可能となる。

0023

請求項6においては、共通の閾値を用いることにより、異常監視のための回路構成を簡略化できる。つまり、共通の比較回路(比較器)を用いることで、素子の数を少なくできる。

発明を実施するための最良の形態

0024

次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態は、図1及び図2に示すごとく、ヨーレートセンサの励振回路10の異常監視方法であって、前記励振回路10のセンサ素子15を駆動する駆動回路14に対し積分器13から出力される駆動レベル信号Sが、電源投入後、一度、或る閾値TH1よりも高くなる挙動を検出することとし、前記挙動が検出されない場合には、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力することとするものである。

0025

また、図1及び図2に示すごとく、前記駆動レベル信号Sについて、高低二つの閾値TH1・TH2を設け、該駆動レベル信号Sが前記両閾値間の範囲を超過したときに、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力することとするものである。

0026

また、図2に示すごとく、前記励振回路10の電源投入後の前記駆動レベル信号Sの挙動の検出において利用する閾値TH1と、前記両閾値TH1・TH2のうちの高い方の閾値TH1は、同一の値に設定されるものである。

0027

また、図1及び図2に示すごとく、駆動回路14に対し積分器13から駆動レベル信号Sを入力し、センサ素子15を励振させる構成とするヨーレートセンサの励振回路10の異常監視回路20であって、前記駆動レベル信号Sについて、前記励振回路10の電源投入後、一度、前記駆動レベル信号Sが或る閾値TH1よりも高くなる挙動を検出し、前記挙動が検出されない場合には、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力する固着監視回路30を具備することとするものである。

0028

また、図1及び図2に示すごとく、前記異常監視回路20は、高低二つの閾値TH1・TH2のいずれかを超過したときに、励振回路10の異常判定のためのフラグを出力する比較回路(比較器21・22)を具備することとするものである。

0029

また、図1及び図2に示すごとく、前記固着監視回路30での駆動レベル信号Sの挙動検出にて利用する閾値TH1と、前記比較回路の高い方の閾値TH1は、同一の値に設定され、前記固着監視回路30では、前記比較回路(比較器21)からの入力に基づいて、前記駆動レベル信号Sの挙動検出を行うこととするものである。

0030

図1に示すごとく、本実施例の励振回路10は、検出される振幅11と、振幅の目標値12の差を積分器13を用いてフィードバックし、駆動回路14に入力する駆動レベル信号S(例えば、電圧値)を制御して、センサ素子15の振幅を一定とするようにしている。

0031

また、図1に示すごとく、前記励振回路10の駆動レベル信号Sは、異常監視回路20に入力され、この異常監視回路20にて、励振回路10の正常判定/異常判定のフラグを生成する。

0032

ここで、本実施例における正常判定/異常判定とは、図2に示すごとく、駆動レベル信号S5b・S5cが、それぞれ時間T9・T10において閾値TH1・TH2間に設定される正常範囲Raを超過して異常範囲Rb・Rcに入った場合に異常判定をさせることとするものに加え、駆動レベル信号S6が閾値TH1・TH2を超過しない正常範囲Raにある場合であっても、駆動レベル信号Sが理想の基準値S0から離れた一定電圧値D2に固着する故障モードが発生した場合には、異常判定をさせるものである。

0033

そして、このように、前記基準値S0から離れた一定電圧値D2に固着するという故障モードは、例えば、励振回路内において、駆動レベル信号S(S6)に関連する回路が、前記正常範囲Ra内の一定電圧値D2がかかるある回路に対して、物理的に短絡してしまった場合に発生することが考えられる。この場合、駆動レベル信号S(S6)は正常範囲Raにあるため、閾値TH1・TH2の超過のみ基準とするのでは、異常判定をさせることができないことになる。

0034

そこで、図2に示すごとく、本実施例では、このような、駆動レベル信号S(S6)が正常範囲Raにある場合の故障モードの異常判定を可能とするため、励振回路10の電源投入の際における駆動レベル信号Sの挙動に着目し、その挙動を異常判定の判断基準とするものである。

0035

即ち、図1に示す励振回路10が正常な場合(前記固着が発生していない場合)では、電源投入の直後では、センサ素子15の振幅がゼロであることから、検出される振幅11と、振幅の目標値12との差は大きくなる。そして、積分器13では、この大きな差に基づいて駆動レベル信号Sの出力を閾値TH1よりも高くし、駆動回路14の出力を高くしてセンサ素子15の振幅を目標値に早く近づけようとする制御が行われる。このように、電源投入直後では、積分器13の出力が高くなるものであり、ここでの駆動レベル信号Sの値は、積分器13で生成される電圧値のうち、最高レベルの電圧値Dmaxに対応することになり、閾値TH1を超える挙動が確認されることになるものである。

0036

そして、図2に示すごとく、励振回路10が正常である場合における、電源投入直後の駆動レベル信号S5の挙動は、電源投入時から時間T7の期間に現れるため、この挙動を検出することにより、励振回路10が正常であることを確認することができる。尚、この時間T7は、励振回路10の構成や、後述の異常監視回路20の構成に依存することになる。

0037

これとは逆に、図2に示すごとく、励振回路10内において、物理的なショートが発生し、駆動レベル信号S6のように、理想の基準値S0からずれた一定電圧値D2に固着してしまった故障モードの場合では、電源投入時から立ち上がって一定電圧値D2にて固着してしまうことになる。

0038

以上のことから、図2に示すごとく、本実施例では、駆動レベル信号Sが、電源投入後に一度、正常範囲Raよりも高い側の異常範囲Rbに入ったことに基づいて、励振回路10の正常判定をさせることとするものである。また、前記高い側の異常範囲Rbから正常範囲Raに戻った後は、前記正常範囲Ra内にあるときに、正常判定をさせることとするものである。

0039

以上に述べた電源投入時における正常判定を可能にすべく、図1に示すごとくの異常監視回路20の構成とするものである。この異常監視回路20は、前記駆動レベル信号Sの電圧値と前記正常範囲Raの高い側の閾値TH1を比較する比較器21や、前記駆動レベル信号Sの電圧値と前記正常範囲Raの低い側の閾値TH2を比較する比較器22等、を具備し、図2に示すごとく、駆動レベル信号Sが閾値TH1・TH2の間となる正常範囲Raにある場合では、正常判定のためのフラグを出力し、前記閾値TH1・TH2を超過した異常範囲Rb・Rcにある場合には、異常判定のためのフラグを出力するようにしている。

0040

また、図1に示すごとく、異常監視回路20には、前記比較器21・22の出力のフラグが入力されるORゲート23が設けられている。さらに、異常監視回路20には、ORゲート23の出力のフラグと、固着監視回路30の出力のフラグが入力されるORゲート24が設けられている。

0041

また、図1に示すごとく、前記比較器21の出力Aは、固着監視回路30に入力される。この固着監視回路30は、ラッチ回路を形成するフリップフロップ31等を具備し、図2に示すごとく、電源投入時から時間T7の期間における駆動レベル信号Sの挙動を捉え、駆動レベル信号S5のように、一度、高い側の閾値TH1を超過して異常範囲Rbに入った場合には、異常監視回路20から正常判定のためのフラグを出力させるためのフラグを出力し、前記期間において異常範囲Rbに入らなかった場合には、異常監視回路20から異常判定のためのフラグを出力させるためのフラグを出力するようにしている。

0042

また、図1に示すごとく、前記フリップフロップ31においては、クロックCKが入力され、また、入力Dについての出力Qと、出力Qの反転出力QXが出力されるようになっている。また、異常監視回路20の電源投入の際には、その都度、リセットRが入力されてリセットが行われるようになっている。

0043

また、図1に示すごとく、前記固着監視回路30には、ORゲート33が設けられており、このORゲート33には、前記比較器21の出力のフラグAと、前記出力QのフラグCが入力され、その出力のフラグEが、入力Dとしてフリップフロップ31に入力されるようになっている。

0044

また、図1に示すごとく、固着監視回路30には、前記比較器21の出力のフラグAのノイズを除去するためのローパスフィルタ32が設けられている。

0045

以上のように構成した異常監視回路20の動作について説明する。図3に示すタイムチャートは、異常監視回路20、固着監視回路30の各点にて出力されるフラグ(Hi/Lo)について示すものであり、時間の経過に沿って説明すると、まず、図2に示す駆動レベル信号S5の挙動が示される場合では、電源投入時から時間T4の期間では、駆動レベル信号S5は異常範囲Rcにあるため、図3に示すごとく、比較器22からのフラグBはHiとなる。また、前記フリップフロップ31においては、電源投入時にリセットがされて出力QのフラグCはLoであり、比較器21のフラグAはLoであるから、ORゲート33の出力のフラグE(入力D)はLoになる。また、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のHiとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグAがLo、フラグBがHiであることからHiとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Hi)とフラグG(Hi)とで、HiのフラグHが出力される。このように、電源投入時から時間T4の間では、異常判定のためのフラグHはHiとして出力される。

0046

次に、図1乃至図3において、時間T4から時間T5の間について説明すると、この間は、駆動レベル信号S5は正常範囲Ra内にあるため、比較器21・22の出力のフラグA・Bは、ともにLoとなる。また、ORゲート33においては、フラグAのLoと、記憶された出力QのフラグCのLoにより、フラグEはLoとなる。このため、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のHiとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグA・BがLoであるから、Loとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Hi)とフラグG(Lo)とで、HiのフラグHが出力される。このように、時間T4から時間T5の間では、異常判定のためのフラグHはHiとして出力される。

0047

次に、図1乃至図3において、時間T5から時間T6の間について説明すると、この間は、駆動レベル信号S5は閾値TH1を超過して異常範囲Rb内にあるため、比較器21の出力のフラグAはHi、比較器22の出力のフラグBは、Loとなる。また、ORゲート33においては、フラグAのHiと、記憶された出力QのフラグCのLoが入力され、出力のフラグEはHiとなる。このため、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のLoとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグAがHi、フラグBがLoであるから、Hiとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Lo)とフラグG(Hi)とで、HiのフラグHが出力される。このように、時間T5から時間T6の間では、異常判定のためのフラグHはHiとして出力される。

0048

次に、図1乃至図3において、時間T6から時間T7の期間について説明すると、駆動レベル信号S5は正常範囲Ra内にあるため、比較器21・22の出力のフラグA・Bは、ともにLoとなる。また、ORゲート33においては、フラグAのLoと、記憶された出力QのフラグCのHiにより、フラグEはHiとなる。このため、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のLoとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグA・BがLoであるから、Loとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Lo)とフラグG(Lo)とで、LoのフラグHが出力される。このように、時間T6から時間T7の期間では、異常判定のためのフラグHはLoとして出力される。

0049

以上のように、図2に示すごとく、励振回路10が正常で、駆動レベル信号S5が、電源投入後から或る時間T7の期間において、一度、正常範囲Raよりも高い側の異常範囲Rbに入った時には、図3に示すごとく、ORゲート24からの出力のフラグHは、一度Hiになった後にLoとなることになる。そして、このフラグHのHi、Loの挙動を、図1に示すように、異常判定回路50にて判定することにより、異常判定を行うことができることとなる。尚、前記時間T7の値は、励振回路10、異常監視回路20、固着監視回路30の設計に応じて適宜設計されるものである。

0050

また、図1に示すごとく、前記フリップフロップ31は、電源投入の際にはリセットされることになるため、前記フラグHの電源投入後の挙動は、電源投入の度に現れることになることから、異常判定回路50においては、電源投入の度に異常判定を実施することができることとなる。

0051

一方、図2の駆動レベル信号S6のように、電圧が理想の基準値S0からずれた一定電圧値D2に固着してしまった場合についての各フラグのタイムチャートは、図4に示すごとくとなる。まず、電源投入時から時間T4の期間では、駆動レベル信号S5は異常範囲Rcにあるため、比較器22からのフラグBはHiとなる。また、前記フリップフロップ31においては、電源投入時にリセットがされて出力QのフラグCはLoであり、比較器21のフラグAはLoであるから、ORゲート33の出力のフラグE(入力D)はLoになる。また、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のHiとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグAがLo、フラグBがHiであることからHiとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Hi)とフラグG(Hi)とで、HiのフラグHが出力される。このように、電源投入時から時間T4の間では、異常判定のためのフラグHはHiとして出力される。

0052

次に、図1図2図4において、時間T4以降について説明すると、駆動レベル信号S56正常範囲Ra内にあるため、比較器21・22の出力のフラグA・Bは、ともにLoとなる。また、ORゲート33においては、フラグAのLoと、記憶された出力QのフラグCのLoにより、フラグEはLoとなる。このため、反転出力QXのフラグFは、入力D(フラグE)の反対のHiとしてORゲート24に入力される。また、ORゲート23の出力のフラグGは、フラグA・BがLoであるから、Loとなる。そして、ORゲート24からは、フラグF(Hi)とフラグG(Lo)とで、HiのフラグHが出力される。このように、時間T4以降では、異常判定のためのフラグHはHiとして出力され続ける。

0053

このように、図4に示すごとく、電圧が理想の基準値S0からずれた一定電圧値D2に固着してしまった場合では、図1に示すフラグHは、常にHiとなるため、異常判定回路50において、このフラグHのHiの状態を認識することにより、異常判定を行うことができる。

0054

さらに、前記異常監視回路20から出力されるフラグHについては、図1及び図2に示すごとく、時間T5から時間T6において駆動レベル信号S5が異常範囲Rbに入る正常挙動の場合に前記フラグHがHiとなる他、例えば、駆動レベル信号S5bに示すように時間T9において再び異常範囲Rbに入ったとき、または、駆動レベル信号S5cに示すように時間T10において再び異常範囲Rcに入ったときにおいても同様にHiとなる。このため、前記異常判定回路50においては、時間T5から時間T6におけるフラグHのHiについては、異常判定をしないこととし、電源投入時から或る規定の時間T8が経過後にフラグHがHiになったときにのみ、異常判定をすることとする構成とする。この構成により、図1に示す異常監視回路20、固着監視回路30の構成により、電源投入時から時間T7においては、固着による故障モードの異常判定を実施することができ、時間T7を経過した後は、駆動レベル信号Sが閾値TH1・TH2を超過した際の異常判定を実施することがきる。つまりは、二つの故障モードの異常判定の両方を実現できることになる。

0055

この点に関連し、図2に示す駆動レベル信号S5bの挙動に対応する各フラグのタイムチャートは、図5に示すごとくとなる。まず、図2に示すごとく、時間T8から時間T9の間では、駆動レベル信号S5bは、正常範囲Ra内にあるため、図5に示すごとく、比較器21・22の出力のフラグA・BはともにLoとなり、ORゲート23の出力のフラグGはLoとなる。また、ORゲート33において、フラグCは、記憶されたHi(出力Q)であり、前記フラグAはLoであるから、出力のフラグEはHiとなり、反転出力のフラグFはLoとなる。そして、ORゲート24からは、フラグG(Lo)とフラグF(Lo)とで、LoのフラグHが出力される。このフラグH(Lo)をもって、図1に示す異常判定回路50においては、正常判定がなされることとする。

0056

そして、図2に示すごとく、時間T9になると、駆動レベル信号S5bは、異常範囲Rbに入るため、図5に示すごとく、比較器21の出力のフラグAはHiとなる一方、比較器22の出力のフラグBはLoとなり、ORゲート23の出力のフラグGはHiとなる。また、ORゲート33において、フラグCは、記憶されたHi(出力Q)であり、前記フラグAはHiであるから、出力のフラグEはHiとなり、反転出力のフラグFはLoとなる。そして、ORゲート24からは、フラグG(Hi)とフラグF(Lo)とで、HiのフラグHが出力される。このフラグ(Hi)をもって、図1に示す異常判定回路50においては、異常判定がなされることとする。

0057

また、同様に、図2に示す駆動レベル信号S5cの挙動に対応する各フラグのタイムチャートは、図6に示すごとくとなる。まず、図2に示すごとく、時間T8から時間T10の間では、駆動レベル信号S5cは、正常範囲Ra内にあるため、図6に示すごとく、比較器21・22の出力のフラグA・BはともにLoとなり、ORゲート23の出力のフラグGはLoとなる。また、ORゲート33において、フラグCは、記憶されたHi(出力Q)であり、前記フラグAはLoであるから、出力のフラグEはHiとなり、反転出力のフラグFはLoとなる。そして、ORゲート24からは、フラグG(Lo)とフラグF(Lo)とで、LoのフラグHが出力される。このフラグH(Lo)をもって、図1に示す異常判定回路50においては、正常判定がなされることとする。

0058

そして、図2に示すごとく、時間T10になると、駆動レベル信号S5cは、異常範囲Rcに入るため、図6に示すごとく、比較器21の出力のフラグAはLoとなる一方、比較器22の出力のフラグBはHiとなり、ORゲート23の出力のフラグGはHiとなる。また、ORゲート33において、フラグCは、記憶されたHi(出力Q)であり、前記フラグAはLoであるから、出力のフラグEはHiとなり、反転出力のフラグFはLoとなる。そして、ORゲート24からは、フラグG(Hi)とフラグF(Lo)とで、HiのフラグHが出力される。このフラグ(Hi)をもって、図1に示す異常判定回路50においては、異常判定がなされることとする。

0059

他方、図2に示す駆動レベル信号S5aの挙動に対応する各フラグのタイムチャートは、図8に示すごとくとなる。即ち、図2に示すごとく、時間T8以降では、駆動レベル信号S5aは、正常範囲Ra内にあるため、図8に示すごとく、比較器21・22の出力のフラグA・BはともにLoとなり、ORゲート23の出力のフラグGはLoとなる。また、ORゲート33において、フラグCは、記憶されたHi(出力Q)であり、前記フラグAはLoであるから、出力のフラグEはHiとなり、反転出力のフラグFはLoとなる。そして、ORゲート24からは、フラグG(Lo)とフラグF(Lo)とで、LoのフラグHが出力される。このフラグH(Lo)をもって、図1に示す異常判定回路50においては、正常判定がなされることとする。

0060

以上のように、本実施例によれば、図2に示すごとく、電源投入時から或る一定の時間T8が経過した後において、駆動レベル信号S5b・S5cのような異常な挙動が生じた場合において、異常判定を実施することができる。

図面の簡単な説明

0061

実施例1の励振回路、異常監視回路、固着監視回路について示す図。
駆動レベル信号の挙動について説明する図。
正常時における回路の各フラグについて示すタイムチャート。
駆動レベル信号が固着した異常時における回路の各フラグについて示すタイムチャート。
或る時間経過後において駆動レベル信号が高い側の異常範囲に入った異常時における回路の各フラグについて示すタイムチャート。
或る時間経過後において駆動レベル信号が低い側の異常範囲に入った異常時における回路の各フラグについて示すタイムチャート。
或る時間経過後において正常時における回路の各フラグについて示すタイムチャート。
従来の励振回路の構成について示す図。
閾値による異常判定の概念について示す図。

符号の説明

0062

10励振回路
11振幅
12目標値
13積分器
14駆動回路
15センサ素子
20 異常監視回路
21比較器
22 比較器
23ORゲート
24 ORゲート
30固着監視回路
31フリップフロップ
32ローパスフィルタ
33 ORゲート
50 異常判定回路

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