JPH0618267A - 診断機能付振動ジャイロ - Google Patents
診断機能付振動ジャイロInfo
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- JPH0618267A JPH0618267A JP3261894A JP26189491A JPH0618267A JP H0618267 A JPH0618267 A JP H0618267A JP 3261894 A JP3261894 A JP 3261894A JP 26189491 A JP26189491 A JP 26189491A JP H0618267 A JPH0618267 A JP H0618267A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動ジャイロが正常に作動しているか否かを
判別でき、信頼性を有効に向上できる診断機能付振動ジ
ャイロを提供する。 【構成】 振動子3からの帰還信号と基準信号とを比較
する比較器10を有し、この比較器10の出力に基づい
て前記帰還信号が一定となるように前記振動子3を自励
振動させるようにした振動ジャイロにおいて、前記基準
信号とは別の基準信号を発生する基準信号発生手段20
と、この基準信号発生手段20からの基準信号と前記比
較器10の出力とを比較する比較手段19とを設け、こ
の比較手段19の出力に基づいて振動ジャイロの動作の
正常・異常を診断する。
判別でき、信頼性を有効に向上できる診断機能付振動ジ
ャイロを提供する。 【構成】 振動子3からの帰還信号と基準信号とを比較
する比較器10を有し、この比較器10の出力に基づい
て前記帰還信号が一定となるように前記振動子3を自励
振動させるようにした振動ジャイロにおいて、前記基準
信号とは別の基準信号を発生する基準信号発生手段20
と、この基準信号発生手段20からの基準信号と前記比
較器10の出力とを比較する比較手段19とを設け、こ
の比較手段19の出力に基づいて振動ジャイロの動作の
正常・異常を診断する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、振動ジャイロ、特に
自励振動し、例えば自動車等に搭載される姿勢制御シス
テム、ナビゲーションシステムに用いるに好適な診断機
能付振動ジャイロに関するものである。
自励振動し、例えば自動車等に搭載される姿勢制御シス
テム、ナビゲーションシステムに用いるに好適な診断機
能付振動ジャイロに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば図
2に示すようなものが知られている。このような既知の
振動ジャイロは、横断面形状が四角形をなす振動体1の
一側面1aに第1の圧電素子2aを貼着すると共に、そ
の側面1aと隣接する他の側面1bに第2の圧電素子2
bをそれぞれ貼着して振動子3を構成してなるものであ
る、かかる圧電素子2a,2bは、それぞれのインピー
ダンス素子Z1,Z2 を介して駆動装置4内の掛け算器5
の出力側に接続され、一方、この掛け算器5の出力側に
は、他のインピーダンス素子Z3,Z4 を介してそれぞれ
容量素子C1,C2が接続されており、これら圧電素子2
a,2bおよび容量素子C1,C2 に対し、前記掛け算器
5から同時に交流電圧が印加できるようになっている。
2に示すようなものが知られている。このような既知の
振動ジャイロは、横断面形状が四角形をなす振動体1の
一側面1aに第1の圧電素子2aを貼着すると共に、そ
の側面1aと隣接する他の側面1bに第2の圧電素子2
bをそれぞれ貼着して振動子3を構成してなるものであ
る、かかる圧電素子2a,2bは、それぞれのインピー
ダンス素子Z1,Z2 を介して駆動装置4内の掛け算器5
の出力側に接続され、一方、この掛け算器5の出力側に
は、他のインピーダンス素子Z3,Z4 を介してそれぞれ
容量素子C1,C2が接続されており、これら圧電素子2
a,2bおよび容量素子C1,C2 に対し、前記掛け算器
5から同時に交流電圧が印加できるようになっている。
【0003】また、インピーダンス素子Z1,Z2 と圧電
素子2a,2bとのそれぞれの接続点6a,6bには、
差動増幅器7a,7bのそれぞれの一方の入力端子が接
続され、これら差動増幅器7a,7bのそれぞれ他方の
入力端子は、インピーダンス素子子Z3,Z4 と容量素子
C1,C2 とのそれぞれの接続点6c,6dに接続されて
いて、差動増幅器7aにより接続点6a,6cからの出
力を差動増幅し、差動増幅器7bにより接続点6b,6
dからの出力を差動増幅するように構成されている。
素子2a,2bとのそれぞれの接続点6a,6bには、
差動増幅器7a,7bのそれぞれの一方の入力端子が接
続され、これら差動増幅器7a,7bのそれぞれ他方の
入力端子は、インピーダンス素子子Z3,Z4 と容量素子
C1,C2 とのそれぞれの接続点6c,6dに接続されて
いて、差動増幅器7aにより接続点6a,6cからの出
力を差動増幅し、差動増幅器7bにより接続点6b,6
dからの出力を差動増幅するように構成されている。
【0004】前記差動増幅器7a,7bの出力は、加算
器8で加算して駆動装置4に帰還し、この駆動回路4内
の平滑回路9および掛け算器5にそれぞれ供給される。
駆動回路4では、平滑回路9で平滑した加算器8の出力
を比較器10の一方の入力端子に供給し、この比較器1
0の他方の入力端子には基準電圧源11からの基準電圧
を印加し、この比較器10から両入力の関係を一定に維
持する信号を出力させ、この比較器10の出力と加算器
8の出力とを掛け算器5で掛け算して圧電素子2a,2
bおよび容量素子C1,C2 に交流電圧を印加するように
している。また、差動増幅器7a,7bの出力は、差動
増幅器12に供給して差動増幅し、この差動増幅器12
の出力を同期検波器13で検波した後、平滑回路14で
平滑して角速度検出信号として取り出すように構成され
ている。
器8で加算して駆動装置4に帰還し、この駆動回路4内
の平滑回路9および掛け算器5にそれぞれ供給される。
駆動回路4では、平滑回路9で平滑した加算器8の出力
を比較器10の一方の入力端子に供給し、この比較器1
0の他方の入力端子には基準電圧源11からの基準電圧
を印加し、この比較器10から両入力の関係を一定に維
持する信号を出力させ、この比較器10の出力と加算器
8の出力とを掛け算器5で掛け算して圧電素子2a,2
bおよび容量素子C1,C2 に交流電圧を印加するように
している。また、差動増幅器7a,7bの出力は、差動
増幅器12に供給して差動増幅し、この差動増幅器12
の出力を同期検波器13で検波した後、平滑回路14で
平滑して角速度検出信号として取り出すように構成され
ている。
【0005】かかる振動ジャイロにおいては、駆動装置
4から圧電素子2a,2bに交流電圧を印加することに
よって、加算器8の出力が一定に維持されるように振動
子3をX軸方向に自励振動させることができる。この振
動状態では、接続点6a,6bからの出力は、駆動装置
4からの供給電圧と、それぞれの圧電素子2a,2bの
歪みに伴って各圧電素子2a,2bから出力される電圧
との合成出力となる。したがって、それらの両合成出力
と、対応する接続点6c,6dからの供給電圧に対応す
る出力とを差動増幅器7a,7bにおいてそれぞれ差動
増幅して加算器8で加算すれば、X軸方向の振動に基づ
いて圧電素子2a,2bから発生された電圧だけを抽出
することができるので、この加算器8の出力を駆動装置
4に帰還させることにより振動子3を十分安定して自励
振動させることができる。
4から圧電素子2a,2bに交流電圧を印加することに
よって、加算器8の出力が一定に維持されるように振動
子3をX軸方向に自励振動させることができる。この振
動状態では、接続点6a,6bからの出力は、駆動装置
4からの供給電圧と、それぞれの圧電素子2a,2bの
歪みに伴って各圧電素子2a,2bから出力される電圧
との合成出力となる。したがって、それらの両合成出力
と、対応する接続点6c,6dからの供給電圧に対応す
る出力とを差動増幅器7a,7bにおいてそれぞれ差動
増幅して加算器8で加算すれば、X軸方向の振動に基づ
いて圧電素子2a,2bから発生された電圧だけを抽出
することができるので、この加算器8の出力を駆動装置
4に帰還させることにより振動子3を十分安定して自励
振動させることができる。
【0006】また、振動子3が自励振動している状態
で、振動子3がZ軸廻りの回転を受けると、振動子3は
その角速度に比例するコリオリの力によりY軸方向に振
動して自励振動に異常をきたし、接続点6a,6bから
の出力電圧に差が生じる。したがって、差動増幅器7
a,7bの出力を差動増幅器12において差動増幅すれ
ば、コリオリの力の発生に伴う電圧を分離して検出する
ことができるので、この差動増幅器12の出力を同期検
波器13で検波して平滑回路14で平滑することにより
角速度検出信号を得ることができる。
で、振動子3がZ軸廻りの回転を受けると、振動子3は
その角速度に比例するコリオリの力によりY軸方向に振
動して自励振動に異常をきたし、接続点6a,6bから
の出力電圧に差が生じる。したがって、差動増幅器7
a,7bの出力を差動増幅器12において差動増幅すれ
ば、コリオリの力の発生に伴う電圧を分離して検出する
ことができるので、この差動増幅器12の出力を同期検
波器13で検波して平滑回路14で平滑することにより
角速度検出信号を得ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した振動ジャイロ
において、振動子3は、図3に示すように支持用細条1
5a,15bを介して図2に示したX軸方向およびY軸
方向に振動可能に支持台16に支持されている。ここ
で、振動子3と支持用細条15a,15bとのそれぞれ
の接続部17a,17bは、振動子3の振動を抑制しな
い程度の小面積で構成され、また圧電素子2a,2bに
接続されるリード線18a,18bも、同様に振動子3
の振動を抑制しない程度の細線で構成されている。この
ため、長期に亘る振動や極めて大きな衝撃等によって、
接続部17a,17bが破断して振動子3が支持用細条
15a,15bから外れたり、リード線18a,18b
が切断されて所要の交流電圧が印加できなくなることが
ある。
において、振動子3は、図3に示すように支持用細条1
5a,15bを介して図2に示したX軸方向およびY軸
方向に振動可能に支持台16に支持されている。ここ
で、振動子3と支持用細条15a,15bとのそれぞれ
の接続部17a,17bは、振動子3の振動を抑制しな
い程度の小面積で構成され、また圧電素子2a,2bに
接続されるリード線18a,18bも、同様に振動子3
の振動を抑制しない程度の細線で構成されている。この
ため、長期に亘る振動や極めて大きな衝撃等によって、
接続部17a,17bが破断して振動子3が支持用細条
15a,15bから外れたり、リード線18a,18b
が切断されて所要の交流電圧が印加できなくなることが
ある。
【0008】このように、接続部17a,17bの破断
やリード線18a,18bの切断が生じると、振動子3
の姿勢や振動の振幅が変化したり、振動が停止して平滑
回路14の出力が変化するが、従来の振動ジャイロにお
いては平滑回路14から得られる角速度検出信号が上記
の事故による誤ったものなのか、実際に角速度が入力し
た正規のものなのかを判別できないため、信頼性が低い
という問題がある。このため、従来の振動ジャイロを、
例えば自動車の姿勢制御システムやナビゲーションシス
テムに用いると、誤動作が生じる恐れがある。
やリード線18a,18bの切断が生じると、振動子3
の姿勢や振動の振幅が変化したり、振動が停止して平滑
回路14の出力が変化するが、従来の振動ジャイロにお
いては平滑回路14から得られる角速度検出信号が上記
の事故による誤ったものなのか、実際に角速度が入力し
た正規のものなのかを判別できないため、信頼性が低い
という問題がある。このため、従来の振動ジャイロを、
例えば自動車の姿勢制御システムやナビゲーションシス
テムに用いると、誤動作が生じる恐れがある。
【0009】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、振動ジャイロが正常に作動してい
るか否かを判別でき、したがって信頼性を有効に向上で
きるよう適切に構成した診断機能付振動ジャイロを提供
することを目的とする。
してなされたもので、振動ジャイロが正常に作動してい
るか否かを判別でき、したがって信頼性を有効に向上で
きるよう適切に構成した診断機能付振動ジャイロを提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、振動子からの帰還信号と基準信号と
を比較する比較器を有し、この比較器の出力に基づいて
前記帰還信号が一定となるように前記振動子を自励振動
させるようにした振動ジャイロにおいて、前記基準信号
とは別の基準信号を発生する基準信号発生手段と、この
基準信号発生手段からの基準信号と前記比較器の出力と
を比較する比較手段とを設け、この比較手段の出力に基
づいて振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成
する。
め、この発明では、振動子からの帰還信号と基準信号と
を比較する比較器を有し、この比較器の出力に基づいて
前記帰還信号が一定となるように前記振動子を自励振動
させるようにした振動ジャイロにおいて、前記基準信号
とは別の基準信号を発生する基準信号発生手段と、この
基準信号発生手段からの基準信号と前記比較器の出力と
を比較する比較手段とを設け、この比較手段の出力に基
づいて振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成
する。
【0011】
【作用】上記構成において、振動子の支持機構やこの振
動子に接続されたリード線に異常が生じると、比較器の
出力は大きく変化して、基準信号発生手段からの基準信
号から外れ、比較手段からは正常時とは異なる信号が出
力される。したがって、この比較手段の出力を監視する
ことにより、振動ジャイロの動作の正否を診断すること
ができる。
動子に接続されたリード線に異常が生じると、比較器の
出力は大きく変化して、基準信号発生手段からの基準信
号から外れ、比較手段からは正常時とは異なる信号が出
力される。したがって、この比較手段の出力を監視する
ことにより、振動ジャイロの動作の正否を診断すること
ができる。
【0012】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示すもので、図
2に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示す。
この振動ジャイロは、図2と同様に構成したもので、横
断面形状が四角形の振動体1の一側面1aに第1の圧電
素子2aを、その側面1aと隣接する他の側面1bに第
2の圧電素子2bをそれぞれ貼着してなる振動子3を有
し、駆動装置4内の掛け算器5からの交流電圧を、イン
ピーダンス素子Z1,Z2 を介して圧電素子2a,2bに
印加して振動子3を駆動すると共に、その掛け算器5か
らの交流電圧を他のインピーダンス素子Z3,Z4 を介し
て容量素子C 1,C2 に印加する。
2に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示す。
この振動ジャイロは、図2と同様に構成したもので、横
断面形状が四角形の振動体1の一側面1aに第1の圧電
素子2aを、その側面1aと隣接する他の側面1bに第
2の圧電素子2bをそれぞれ貼着してなる振動子3を有
し、駆動装置4内の掛け算器5からの交流電圧を、イン
ピーダンス素子Z1,Z2 を介して圧電素子2a,2bに
印加して振動子3を駆動すると共に、その掛け算器5か
らの交流電圧を他のインピーダンス素子Z3,Z4 を介し
て容量素子C 1,C2 に印加する。
【0013】また、インピーダンス素子Z1 と圧電素子
2aとの接続点6aにおける出力およびインピーダンス
素子Z3 と容量素子C1 との接続点6cにおける出力
は、差動増幅器7aに供給して差動増幅し、同様にイン
ピーダンス素子Z2 と圧電素子2bとの接続点6bにお
ける出力およびインピーダンス素子Z4 と容量素子C2
との接続点6dにおける出力を差動増幅器7bに供給し
て差動増幅する。
2aとの接続点6aにおける出力およびインピーダンス
素子Z3 と容量素子C1 との接続点6cにおける出力
は、差動増幅器7aに供給して差動増幅し、同様にイン
ピーダンス素子Z2 と圧電素子2bとの接続点6bにお
ける出力およびインピーダンス素子Z4 と容量素子C2
との接続点6dにおける出力を差動増幅器7bに供給し
て差動増幅する。
【0014】これら差動増幅器7a,7bの出力は、加
算器8で加算した後、駆動装置4に帰還して平滑回路9
および掛け算器5にそれぞれ供給する。駆動回路4にお
いて、平滑回路9の出力は比較器10の一方の入力端子に
供給し、この比較器10の他方の入力端子には基準電圧源
11からの基準電圧を印加して、該比較器10から両入力の
関係を一定に維持する信号を出力させ、この比較器10の
出力と加算器8の出力とを掛け算器5で掛け算して圧電
素子2a,2bおよび容量素子C1,C2 に交流電圧を印
加する。また、差動増幅器7a,7bの出力は、差動増
幅器12で差動増幅し、この差動増幅器12の出力を同期検
波器13で検波した後、平滑回路14で平滑して角速度検出
信号を得る。
算器8で加算した後、駆動装置4に帰還して平滑回路9
および掛け算器5にそれぞれ供給する。駆動回路4にお
いて、平滑回路9の出力は比較器10の一方の入力端子に
供給し、この比較器10の他方の入力端子には基準電圧源
11からの基準電圧を印加して、該比較器10から両入力の
関係を一定に維持する信号を出力させ、この比較器10の
出力と加算器8の出力とを掛け算器5で掛け算して圧電
素子2a,2bおよび容量素子C1,C2 に交流電圧を印
加する。また、差動増幅器7a,7bの出力は、差動増
幅器12で差動増幅し、この差動増幅器12の出力を同期検
波器13で検波した後、平滑回路14で平滑して角速度検出
信号を得る。
【0015】この実施例では、駆動回路4内の比較器10
の出力を別の比較器19の一方の入力端子に供給し、この
比較器19の他方の入力端子に基準電圧源20からの基準信
号を供給して、該比較器19において比較器10の出力が基
準電圧源20からの基準信号により規定された所定の範囲
にあるか否かを検出して、振動ジャイロの動作の正否を
診断する。なお、基準電圧源20からの基準信号は、振動
ジャイロの特性に応じて適切に設定する。
の出力を別の比較器19の一方の入力端子に供給し、この
比較器19の他方の入力端子に基準電圧源20からの基準信
号を供給して、該比較器19において比較器10の出力が基
準電圧源20からの基準信号により規定された所定の範囲
にあるか否かを検出して、振動ジャイロの動作の正否を
診断する。なお、基準電圧源20からの基準信号は、振動
ジャイロの特性に応じて適切に設定する。
【0016】上記構成において、振動ジャイロが正常に
動作しているときは、比較器10の出力は基準電圧源20で
設定された所定の範囲にあるが、図3において説明した
ように、振動子3を支持する接続部17a,17bに破断が
生じたり、圧電素子2a,2bに接続されたリード線18
a,18bに切断が生じると、比較器10の出力が大きくな
って所定の範囲から外れることになる。したがって、比
較器19の出力に基づいて、比較器10の出力が所定の範囲
にあるときは正常、所定の範囲から外れているときは異
常として、振動ジャイロの動作の正否を診断することが
できる。
動作しているときは、比較器10の出力は基準電圧源20で
設定された所定の範囲にあるが、図3において説明した
ように、振動子3を支持する接続部17a,17bに破断が
生じたり、圧電素子2a,2bに接続されたリード線18
a,18bに切断が生じると、比較器10の出力が大きくな
って所定の範囲から外れることになる。したがって、比
較器19の出力に基づいて、比較器10の出力が所定の範囲
にあるときは正常、所定の範囲から外れているときは異
常として、振動ジャイロの動作の正否を診断することが
できる。
【0017】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では圧電素子2a,2b
に、駆動、帰還および検出の全ての機能を持たせるよう
にしたが、振動体1にさらに別の圧電素子を設け、この
圧電素子に駆動、帰還および検出のいずれかの機能、例
えば帰還あるいは駆動機能を持たせ、圧電素子2a,2
bに駆動および検出機能あるいは帰還および検出機能を
持たせて、自励振動の異常と検出機能の異常とを同時に
とらえるよう構成することもできる。また、振動体1の
横断面形状は四角形に限らず、三角形等の他の形状にす
ることもできる。
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、上述した実施例では圧電素子2a,2b
に、駆動、帰還および検出の全ての機能を持たせるよう
にしたが、振動体1にさらに別の圧電素子を設け、この
圧電素子に駆動、帰還および検出のいずれかの機能、例
えば帰還あるいは駆動機能を持たせ、圧電素子2a,2
bに駆動および検出機能あるいは帰還および検出機能を
持たせて、自励振動の異常と検出機能の異常とを同時に
とらえるよう構成することもできる。また、振動体1の
横断面形状は四角形に限らず、三角形等の他の形状にす
ることもできる。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、振動
子からの帰還信号と基準信号とを比較して振動子を自励
振動させるための比較器の出力を、比較手段において別
の基準信号と比較するようにしたので、この比較手段の
出力に基づいて振動ジャイロの動作の正否を適切に診断
することができ、信頼性を有効に向上することができ
る。したがって、例えば自動車の姿勢制御システムやナ
ビゲーションシステムに用いた場合の誤動作の発生を有
効に防止することができる。
子からの帰還信号と基準信号とを比較して振動子を自励
振動させるための比較器の出力を、比較手段において別
の基準信号と比較するようにしたので、この比較手段の
出力に基づいて振動ジャイロの動作の正否を適切に診断
することができ、信頼性を有効に向上することができ
る。したがって、例えば自動車の姿勢制御システムやナ
ビゲーションシステムに用いた場合の誤動作の発生を有
効に防止することができる。
【図1】この発明の一実施例を示す図である。
【図2】従来の振動ジャイロの構成を示す図である。
【図3】図2に示す振動子の支持機構を示す図である。
1 振動体 2a,2b 圧電素子 3 振動子 4 駆動装置 5 掛け算器 Z1,Z2,Z3,Z4 インピーダンス素子 C1,C2 容量素子 6a,6b,6c,6d 接続点 7a,7b,12 差動増幅器 8 加算器 9,14 平滑回路 10,19 比較器 11,20 基準電圧源 13 同期検波器 15a,15b 支持用細条 16 支持台 17a,17b 接続部 18a,18b リード線
Claims (1)
- 【請求項1】 振動子からの帰還信号と基準信号とを比
較する比較器を有し、この比較器の出力に基づいて前記
帰還信号が一定となるように前記振動子を自励振動させ
るようにした振動ジャイロにおいて、前記基準信号とは
別の基準信号を発生する基準信号発生手段と、この基準
信号発生手段からの基準信号と前記比較器の出力とを比
較する比較手段とを設け、この比較手段の出力に基づい
て振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成した
ことを特徴とする診断機能付振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261894A JPH0618267A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 診断機能付振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261894A JPH0618267A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 診断機能付振動ジャイロ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0618267A true JPH0618267A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=17368243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3261894A Pending JPH0618267A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 診断機能付振動ジャイロ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0618267A (ja) |
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