(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離トランスの２次側コイルの一端に前記２次側コイルのインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するコイルの一端が接続されて、
前記２次側コイルの他端と前記コイルの他端との間に接続されるコンデンサを、複数のコンデンサのなかから接点にて選択して接続し、
前記２次側コイルと前記コイルと前記選択されたコンデンサとで構成される共振回路の共振周波数に同調する周波数信号を発振手段から前記分離型トランスの１次側に供給し、
前記周波数信号の周波数を周波数識別手段で識別し、
識別された周波数に応じて前記接点の動作状態を検知することで、
前記接点による選択動作状態を前記１次側に伝送することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項２】
分離トランスの２次側コイルの一端に前記２次側コイルのインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するコイルの一端が接続されて、
前記２次側コイルの他端と前記コイルの他端との間に接続されるコンデンサを、複数のコンデンサのなかから選択して接続する複数の接点と、
前記２次側コイルと前記コイルと前記選択されたコンデンサとで構成される共振回路の共振周波数に同調する周波数信号を前記分離型トランスの１次側に供給する発振手段と、
前記周波数信号の周波数を識別する周波数識別手段とを有して、
前記周波数識別手段にて識別された周波数に応じて前記接点の選択動作状態を検知することを特徴とする信号伝送装置。
【請求項３】
前記発振手段は、前記２次側コイルと前記コイルと前記選択されたコンデンサとで構成される共振回路の共振周波数に同調した前記周波数信号を発振する発振器からなることを特徴とする請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記識別手段は、前記発振手段が発振する周波数信号の周波数を検知する周波数検知部と、接点の動作状態と該動作状態に対応して前記発振手段が発振する周波数信号の周波数を記憶する記憶部と、前記検知された周波数に基づき、前記記憶部から対応する接点の動作状態を検知する接点検知部とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記周波数検知部は、所定時間内に発生する前記周波数信号のパルス数をカウントして、当該周波数信号の周波数を検知する周波数カウンタ部からなることを特徴とする請求項４に記載の信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離型トランスを用いて無接触で信号を伝送する、例えば車両等の移動体に使用される信号伝送方法及びその装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
従来、この種の装置には、例えば特開昭６３−３８０５５号公報に示すようなものがある。上記装置では、トランスの回転部側のコイルに複数の共振回路と上記共振回路に対応した接点を接続させた構成からなり、上記共振回路自体は、共振信号を発生しないが、トランス全体のインピーダンスの周波数応答は、回路の共振周波数によって大きく変動する。
【０００３】
上記装置では、トランスの回転部側の共振回路が有する各共振周波数における１次側からみたインピーダンスを監視することで、どの接点の状態が変化したか検出するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置では、複数の共振回路に対応する接点を直列に接続し、これら接点のオン／オフに応じて経時変化するインピーダンスを、正弦波信号発振回路から定電圧の正弦波信号を一定の周波数範囲内でアナログ掃引しながら、トランスの１次側に印加することで検出するものである。
【０００５】
しかしながら、上記装置では、掃引に数ｍｓｅｃ〜数１０ｍｓｅｃと時間がかかるとともに、予め設定した共振周波数が何らかの原因で大きく変動した場合、それぞれの接点のオン／オフに対応したインピーダンス変化がばらつくため、それを精度良く検出するための検出回路が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、信号伝送時間の遅れを防ぎ、簡単な構成で実用性の高い信号伝送を行うことができる信号伝送方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、分離トランスの２次側コイルの一端に前記２次側コイルのインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するコイルの一端が接続されて、前記２次側コイルの他端と前記コイルの他端との間に接続されるコンデンサを、複数のコンデンサのなかから接点にて選択して接続し、前記２次側コイルと前記コイルと前記選択されたコンデンサとで構成される共振回路の共振周波数に同調する周波数信号を発振手段から前記分離型トランスの１次側に供給し、前記周波数信号の周波数を周波数識別手段で識別し、識別された周波数に応じて前記接点の動作状態を検知することで、前記接点による選択動作状態を前記１次側に伝送する信号伝送方法及びその装置が提供される。
【０００８】
すなわち、分離型トランスの１次側では、前記２次側の接点のオン／オフに応じて変化する共振周波数に同調する周波数信号を発振手段から発振させて、該周波数信号の周波数を識別手段で識別し、かつ該識別された周波数に応じて前記接点の動作状態を検知する。
【０００９】
また、前記識別手段は、所定時間内に前記発振手段から発振される周波数信号のパルス数をカウントして、当該周波数信号の周波数を検知する周波数カウンタ部からなる周波数検知部と、接点の動作状態と該動作状態に対応して前記発振手段から発振される周波数信号の周波数を記憶する周波数データテーブルからなる記憶部と、前記検知された周波数に基づき、前記記憶部から対応する接点の動作状態を検知する周波数比較部からなる接点検知部を備え、例えば複数回の周波数検知から接点のオン／オフの動作状態を検知することが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、分離型トランスの２次側コイルのインダクタンスより大きいインダクタンスのコイルを、前記２次側コイルに直列接続して、例えば分離型トランスの１次側コアと２次側コア間のギャップ変動に起因する共振周波数の変動を小さく抑えることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る信号伝送方法及びその装置を図１乃至図４の図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る信号伝送方法を用いた装置の概略構成の一例を示す構成図である。図において、信号伝送装置は、本発明に係る分離型トランスを構成しており、１次側が固定された固定部側で、２次側が回転可能な回転部側からなる回転トランス１０を用いたものである。回転トランス１０は、図２に示すようにシャフト１１を中心軸として、固定された１次側コア１２及びシャフト１１に取り付けられてシャフト１１の回転に応じて回転する２次側コア１３を有するとともに、１次側コア１２と２次側コア１３とは所定間隔のギャップＧを隔てて対向配置されている。また、各コア１２，１３の互いに対向する面に形成された環状の凹部内には、１次側コイル１４と２次側コイル１５がそれぞれ装着されている。
【００１３】
この２次側コイル１５には、各コンデンサＣ1，Ｃ2〜Ｃnと、各コンデンサＣ1，Ｃ2〜Ｃnに対応して直列接続された接点Ｓ1，Ｓ2〜Ｓnとからなり、異なる共振周波数をそれぞれ有するｎ個の共振回路がそれぞれ並列接続されている。ここで、ｎは、任意の整数である。
【００１４】
なお、回転トランス１０は、図示したごとくギャップＧを保持して対向しているが、このギャップのバラツキにより２次側コイル１５の等価インダクタンスが大きく変化し、その結果、共振周波数が大きく変化して１次側で周波数識別ができなくなる危険性がある。そこで、この危険性を防止するため、２次側コイル１５に、この２次側コイル１５の等価インダクタンスより大きいインダクタンスのコイル１６を直列接続して、２次側コイルの等価インダクタンスが変動しても各共振周波数の変動を小さく抑えるように構成することも可能である。また、各コンデンサＣ1，Ｃ2〜Ｃn、接点Ｓ1，Ｓ2〜Ｓn及びコイル１６は、ユニット１７として１つのブロックで構成することも可能である。
【００１５】
また、１次側コイル１４には、本発明の発振手段を構成する同調形の発振器２０が接続され、発振器２０には、本発明の識別手段を構成してその発振周波数を識別する周波数識別器２１が接続されている。
【００１６】
発振器２０は、２次側の各共振回路の特定の周波数に同調することによって、複数の発振周波数を発生させている。周波数識別器２１は、図３に示すように、発振器２０から発振される周波数信号の出力パルス数を所定時間カウントし、上記信号の周波数を検知する本発明の周波数検知部を構成する周波数カウンタ部２２と、２次側の接点Ｓ1，Ｓ2〜Ｓnの動作状態の情報と上記情報に対応して発振器２０から発振される周波数信号の周波数情報を記憶する本発明の記憶部を構成する周波数データテーブル２３と、周波数カウンタ部２２で検知された周波数情報と周波数データテーブル２３内の周波数情報を比較して、該当する接点Ｓ1，Ｓ2〜Ｓnの動作状態情報を得る本発明の接点検知部を構成する周波数比較部２４と、上記得られた接点情報を出力する接点出力インターフェース２５とから構成されている。なお、周波数識別器２１の構成機能は、例えば汎用のマイクロコンピュータや簡単なロジック回路で実現が可能である。
【００１７】
次に、周波数データテーブル２３の記憶内容について、表１を用いて説明する。なお、表１では、例えば２次側の接点がＳ1，Ｓ2，Ｓ3の３つの場合についての上記接点の状態による発振周波数の実測値等から、上記接点の状態と発振周波数の範囲を以下のように予め定める。
【００１８】
【表１】
0003725333.tif 000002
この表１の接点の状態において、「０」はオフ状態を、「１」はオン状態を示す。また、上記接点の状態の対応する発振周波数ｆはある範囲を持っているが、これはコイル等の部品や温度や回転トランスのギャップ変動等のバラツキによる発振周波数の変化を考慮したためである。
【００１９】
ここで、例えば２次側の接点Ｓ1、Ｓ2をそれぞれオン状態に、Ｓ3をオフ状態に設定すると、２次側のユニット１７は発振器２０の負荷となり、発振器２０は、各接点Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3のオン／オフ状態に応じて構成される２次側の共振回路の周波数に従った周波数、例えば２７０ｋＨｚの周波数で発振する。
【００２０】
この発振器２０の発振周波数（２７０ｋＨｚ）が周波数識別器２１に入力されると、周波数識別器２１内の周波数カウンタ部２２は、この周波数の出力パルス数を上述のごとくカウントしてその周波数を検知する。この時、周波数カウンタ部２２は、例えば３ｍｓｅｃの所定時間内に、発振器２０からの発振周波数を複数回カウントして、一致する回数が最も多いカウント値から周波数を特定する。周波数比較部２４は、周波数カウンタ部２２から得られた周波数情報と周波数データテーブル２３に記憶された発振周波数情報を比較して、それに合った結果（発振周波数範囲）に対応した接点の状態（この場合には、Ｓ1が「１」、Ｓ2が「１」、Ｓ3が「０」）の情報を、接点出力インターフェース２５を介して出力する。
【００２１】
このように、本実施例では、回転トランスの２次側に、１次側の発振器の負荷となる共振回路を設け、上記２次側の各接点のオン／オフに応じて変化する共振周波数に同調する周波数信号を発振器から発振させて、上記周波数信号の周波数を周波数識別器で識別し、かつ識別された周波数に応じて上記接点の動作状態を検知するので、上記２次側接点のオン／オフ状態に応じて発振周波数は瞬時に変化し、周波数識別に要する時間は短縮され、これにより、信号伝送時間の遅れを防ぎ、迅速に接点のオン／オフ状態の情報を出力することができる。
【００２２】
また、本実施例では、発振器を通常のデジタル回路で、周波数識別器をマイコンやデジタル回路で構成できるので、簡単な構成で実用性の高い信号伝送が行うことができるとともに、従来例のように、高価なアナログ回路を必要とせず、製作コストの低減化が図られた信号伝送装置が提供できる。
【００２３】
次に、本発明に係る信号伝送装置を自動車用のエアバックシステムに用いた場合の構成を図４に示す。なお、図において、図１に示した構成部分と同様の構成部分については、説明の都合上、同一符号を付記する。
【００２４】
図４を参照すると、２次側コイル１５には、各コンデンサＣ1〜Ｃ3や接点Ｓ1〜Ｓ3とは別に、図示しないエアバックを膨張させるためのインフレータ１８が接続されており、１次側コイル１４には、発振器２０とは別に、衝突センサ等からのセンサ信号に基づいてインフレータ１８に起爆用の電源を供給する起爆用電源部２６及びエアバック回路が正常かどうかを監視するためのモニタ信号駆動部２７とモニタ信号出力部２８が接続されている。また、この場合には、周波数識別器２１は、起爆用電源部２６とも接続され、上記起爆用電源部に同期用及び電源の交流化用のためのディファレンス信号を出力している。
【００２５】
これにより、本実施例では、各接点を例えば自動車のホーンやオートクルーズを指示する接点に設定することができ、特に自動車のホーンのオン／オフ状態に対する応答は、前の歩行者にいち早く知らせるために、できるだけ迅速にする必要があるので、本発明の信号伝送装置を用いることでホーンのオン／オフ状態に応じて、発振器からの発振周波数は瞬時に変化し、周波数識別器２１から迅速にホーン信号を出力することが可能となる。
【００２６】
本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。例えば２次側の共振回路は、３つに限定されることなく、任意の数に設定することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、分離トランスの２次側コイルの一端に前記２次側コイルのインダクタンスよりも大きいインダクタンスを有するコイルの一端が接続されて、前記２次側コイルの他端と前記コイルの他端との間に接続されるコンデンサを、複数のコンデンサのなかから接点にて選択して接続し、前記２次側コイルと前記コイルと前記選択されたコンデンサとで構成される共振回路の共振周波数に同調する周波数信号を発振手段から前記分離型トランスの１次側に供給し、前記周波数信号の周波数を周波数識別手段で識別し、識別された周波数に応じて前記接点の動作状態を検知することで、前記接点による選択動作状態を前記１次側に伝送することができるので、信号伝送時間の遅れを防ぎ、簡単な構成で実用性の高い信号伝送が行うことができる。
【００２８】
また、前記識別手段は、所定時間内に前記発振手段から発生する前記周波数信号のパルス数をカウントして、当該周波数信号の周波数を検知する周波数カウンタ部からなる周波数検知部と、接点の動作状態と該動作状態に対応して前記発振手段から発振される周波数信号の周波数を記憶する記憶部と、前記検知された周波数に基づき、前記記憶部から対応する接点の動作状態を検知する接点検知部を備えたので、簡単な構成で接点のオン／オフ動作状態を１次側で正確に検知でき、これにより実用性の高い信号伝送を行うことができる。
【００２９】
本発明では、前記２次側コイルにコイルを直列に接続し、該コイルのインダクタンスを前記２次側コイルのインダクタンスより大きくするので、分離トランスのギャップのバラツキにより、２次側コイルのインダクタンスが変動しても共振周波数の変動を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号伝送方法を用いた装置の概略構成の一例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る回転トランスの概略構成の一実施例を示す概略構成図である。
【図３】図１に示した周波数識別器の構成を示す構成ブロック図である。
【図４】本発明に係る信号伝送装置を自動車用のエアバックシステムに用いた場合の構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  分離型トランス（回転トランス）
１１  シャフト
１２  １次側コア
１３  ２次側コア
１４  １次側コイル
１５  ２次側コイル
１６  コイル
１７  ユニット
１８  インフレータ
２０  発振器
２１  周波数識別器
２２  周波数カウンタ部
２３  周波数データテーブル
２４  周波数比較部
２５  接点出力インターフェース
２６  起爆用電源部
２７  モニタ信号駆動部
２８  モニタ信号出力部
Ｃ1，Ｃ2〜Ｃn コンデンサ
Ｓ1，Ｓ2〜Ｓn 接点
Ｇ  ギャップ
【図１】
0003725333.tif 000003
【図２】
0003725333.tif 000004
【図３】
0003725333.tif 000005
【図４】
0003725333.tif 000006