(57)【要約】【課題】センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことを可能とする故障診断方法、及び、センサを提案するものである。【解決手段】クローズドループ制御されるセンサ回路１内のセンサ素子の制御信号に、或る周波数ｆの診断用信号Ｅを加算し、前記診断用信号Ｅが加算された前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号Ｅの成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして得る。【選択図】図１
2008116307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローズドループ制御されるセンサ回路内のセンサ素子の制御信号に、或る周波数の診断用信号を加算し、前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力する、センサの故障診断方法。
【請求項２】
オープンループ制御されるセンサ回路のセンサ素子を、或る周波数の診断用信号にて駆動し、前記診断用信号による駆動を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力する、センサの故障診断方法。
【請求項３】
前記診断用信号の除去は、フィルタを用いて行うものとし、前記診断用信号の周波数は、前記フィルタにて除去可能な周波数とする、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサの故障診断方法。
【請求項４】
前記フィルタは、移動平均フィルタとする、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のセンサの故障診断方法。
【請求項５】
前記フィルタは、ＦＩＲフィルタとする、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のセンサの故障診断方法。
【請求項６】
前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の振幅に基づいて行う、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のセンサの故障診断方法。
【請求項７】
前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の電圧値と或る閾値とを比較することで行う、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のセンサの故障診断方法。
【請求項８】
クローズドループ制御されるセンサ素子に作用する物理量を検出するセンサ回路と、
前記センサ回路内のセンサ素子の制御信号に或る周波数の診断用信号を加算するための故障診断信号発生器と、
前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路と、
前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、前記センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力するためのフィルタ、を備えるセンサ。
【請求項９】
オープンループ制御されるセンサ素子に作用する物理量を検出するセンサ回路と、
前記センサ素子を或る周波数の診断用信号にて駆動するための故障診断信号発生器、及び、診断用駆動電極と、
前記診断用信号による駆動を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路と、
前記診断用信号を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、前記センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力するためのフィルタ、を備えるセンサ。
【請求項１０】
前記フィルタは、移動平均フィルタとする、ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記フィルタは、ＦＩＲフィルタとする、ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の振幅に基づいて行う、ことを特徴とする、請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１３】
前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の電圧値と或る閾値とを比較することで行う、ことを特徴とする、請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度、速度、変位等の物理量を検出するセンサの故障を診断するための方法、及び、その診断をするための回路構成を備えるセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度、速度、変位等の物理量を検出するセンサの故障診断に関する技術は知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に開示される故障診断の技術では、サーボ型センサの故障診断について、通常の加速度検出モードと、診断モードの切り替えをスイッチにて切り替え、検出体に２水準の駆動力を印加し、そのときの変位の変化量をモニタすることしている。
【０００３】
ここで、特許文献１に開示されるような故障診断の技術の場合、センサの故障が発生してから故障が判明するまでに時間がかかることになる。仮に、加速度検出モードに切り替わった直後にセンサの故障が発生した場合では、次の診断モードに切り替わるまでその故障が検出されないことになるものであり、そしてこの場合では、診断実施周期と略同一の時間、故障が検出されないものとなる。このことは、診断モードではセンサ動作を実施することができないことに起因し、また、この診断モードが或る時間毎に実施されることに起因するものである。
【０００４】
そこで、特許文献１のような故障診断の技術において、故障診断を確実に行うべく、故障診断の周期を短くすることも考えられるが、これによると、センサによる物理量検出を行う割合が減少してしまうため、センサの本来の機能を充分に発揮するができないことになる。
【特許文献１】特開２００５−３００２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことを可能とする故障診断方法、及び、センサを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
即ち、請求項１においては、クローズドループ制御されるセンサ回路内のセンサ素子の制御信号に、或る周波数の診断用信号を加算し、前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力する、センサの故障診断方法とするものである。
【０００８】
また、請求項２においては、オープンループ制御されるセンサ回路のセンサ素子を、或る周波数の診断用信号にて駆動し、前記診断用信号による駆動を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力する、センサの故障診断方法とするものである。
【０００９】
また、請求項３においては、前記診断用信号の除去は、フィルタを用いて行うものとし、前記診断用信号の周波数は、前記フィルタにて除去可能な周波数とするものである。
【００１０】
また、請求項４においては、前記フィルタは、移動平均フィルタとするものである。
【００１１】
また、請求項５においては、前記フィルタは、ＦＩＲフィルタとするものである。
【００１２】
また、請求項６においては、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の振幅に基づいて行うものとするものである。
【００１３】
また、請求項７においては、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の電圧値と或る閾値とを比較することで行うものとするものである。
【００１４】
また、請求項８においては、クローズドループ制御されるセンサ素子に作用する物理量を検出するセンサ回路と、前記センサ回路内のセンサ素子の制御信号に或る周波数の診断用信号を加算するための故障診断信号発生器と、前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路と、前記診断用信号が加算された前記センサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、前記センサ素子に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして出力するためのフィルタ、を備えるセンサとするものである。
【００１５】
また、請求項９においては、オープンループ制御されるセンサ素子に作用する物理量を検出するセンサ回路と、前記センサ素子を或る周波数の診断用信号にて駆動するための故障診断信号発生器、及び、診断用駆動電極と、前記診断用信号による駆動を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路と、前記診断用信号を反映したセンサ回路内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号の成分を除去して、前記センサ素子に作用する物理量をセンサ出力として出力するためのフィルタ、を備えるセンサとするものである。
【００１６】
また、請求項１０においては、前記フィルタは、移動平均フィルタとするものである。
【００１７】
また、請求項１１においては、前記フィルタは、ＦＩＲフィルタとするものである。
【００１８】
また、請求項１２においては、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の振幅に基づいて行うものとするものである
【００１９】
また、請求項１３においては、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号の周波数成分の電圧値と或る閾値とを比較することで行うものとするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２１】
請求項１においては、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となる。
【００２２】
請求項２においては、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となる。
【００２３】
請求項３においては、フィルタの特性と診断用信号の周波数を関連付けることで、診断用信号を除去することができ、センサの物理量をセンサ出力として出力することができる。
【００２４】
請求項４においては、出力ゲインをゼロとする周波数を用い、診断用信号を除去することができる。
【００２５】
請求項５においては、出力ゲインをゼロとする周波数を用い、診断用信号を除去することができる。
【００２６】
請求項６においては、振幅の大小によりセンサの回路の故障を診断することができる。
【００２７】
請求項７においては、電圧値をモニタする簡易な構成により故障診断を行うことができる。
【００２８】
請求項８においては、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となる。
【００２９】
請求項９においては、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となる。
【００３０】
請求項１０においては、出力ゲインをゼロとする周波数を用い、診断用信号を除去することができる。
【００３１】
請求項１１においては、出力ゲインをゼロとする周波数を用い、診断用信号を除去することができる。
【００３２】
請求項１２においては、振幅の大小によりセンサの回路の故障を診断することができる。
【００３３】
請求項１３においては、電圧値をモニタする簡易な構成により故障診断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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に示すごとく、クローズドループ制御されるセンサ回路１内のセンサ素子の制御信号に、或る周波数ｆの診断用信号Ｅを加算し、前記診断用信号Ｅが加算された前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号Ｅの成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして得ることとするものである。
【００３５】
また、図５に示すごとく、オープンループ制御されるセンサ回路２０のセンサ素子２１を、或る周波数ｆの診断用信号Ｅにて駆動し、前記診断用信号Ｅによる駆動を反映したセンサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号を故障診断のために出力するとともに、前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号Ｅの成分を除去して、センサ素子に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして得ることとするものである。
【００３６】
また、前記診断用信号Ｅの除去は、フィルタを用いて行うものとし、前記診断用信号Ｅの周波数ｆは、前記フィルタにて除去可能な周波数とするものである。
【００３７】
また、前記フィルタは、移動平均フィルタとするものである。または、前記フィルタは、ＦＩＲフィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）とするものである。
【００３８】
また、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号Ｅの周波数成分の振幅に基づいて行うものとするものである。
【００３９】
また、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号Ｅの周波数成分の電圧値と或る閾値（監視閾値ＴＨ；図２参照）とを比較することで行うものとするものである。
【００４０】
また、図１に示すごとく、クローズドループ制御されるセンサ素子２に作用する物理量を検出するセンサ回路１と、前記センサ回路１内のセンサ素子の制御信号に或る周波数ｆの診断用信号Ｅを加算するための故障診断信号発生器８と、前記診断用信号Ｅが加算された前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路１０と、前記診断用信号Ｅが加算された前記センサ回路１内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号Ｅの成分を除去して、前記センサ素子２に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして出力するためのフィルタ（移動平均フィルタ７）、を具備することとするものである。
【００４１】
また、図５に示すごとく、オープンループ制御されるセンサ素子２１に作用する物理量を検出するセンサ回路２０と、前記センサ素子２１を或る周波数ｆの診断用信号Ｅにて駆動するための故障診断信号発生器２６、及び、診断用駆動電極２７と、前記診断用信号Ｅによる駆動を反映したセンサ回路２０内のセンサ素子の物理量の検出信号を取り込んで故障診断を行うための故障診断回路３０と、前記診断用信号Ｅを反映したセンサ回路２０内のセンサ素子の物理量の検出信号から前記診断用信号Ｅの成分を除去して、前記センサ素子２１に作用する物理量をセンサ出力Ｈとして出力するためのフィルタ（移動平均フィルタ２５）、を具備することとするものである。
【００４２】
また、前記診断用信号Ｅの除去は、フィルタを用いて行うものとし、前記診断用信号Ｅの周波数ｆは、前記フィルタにて除去可能な周波数とするものである。
【００４３】
また、前記フィルタは、移動平均フィルタとするものである。または、前記フィルタは、ＦＩＲフィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）とするものである。
【００４４】
また、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号Ｅの周波数成分の振幅に基づいて行うものとするものである。
【００４５】
また、前記故障診断は、物理量検出信号のうちの、前記診断用信号Ｅの周波数成分の電圧値と或る閾値（監視閾値ＴＨ：図２参照）とを比較することで行うものとするものである。
【実施例１】
【００４６】
実施例１は、図１に示すごとく、クローズドループ制御が行われるセンサ回路１に適用されるものである。このセンサ回路１の構成は、例えば、或る平衡点にセンサ素子を位置付けるための駆動力を印加するサーボ駆動回路を備え、前記駆動力の大きさからセンサ素子に作用する物理量を検出する形態のセンサ一般（いわゆるサーボ型センサ）に適用可能なものである。
【００４７】
そして、図１に示すごとく、このセンサ回路１には、センサ素子２、検出方向変位検出器３、サーボ積分器４、サーボ駆動回路５が設けられており、前記サーボ駆動回路５から前記センサ素子２に印加する電圧を前記サーボ積分器４にて制御しつつ、前記センサ素子２の検出対象とされる方向の変位を前記検出方向変位検出器３にて検出することとしている。
【００４８】
また、図１に示すごとく、センサ回路１には、アナログデジタル変換器６、移動平均フィルタ７が設けられており、前記サーボ積分器４の出力を前記アナログデジタル変換器６に入力してデジタル変換した後、さらに、前記移動平均フィルタ７にてフィルタリングし、その出力がセンサ出力Ｈとして利用される構成とされている。
【００４９】
また、図１に示すごとく、センサ回路１には、故障診断を行うための診断用信号Ｅを出力するための故障診断信号発生器８が設けられている。そして、前記診断用信号Ｅは、図２に示すごとく、一定の周波数ｆを周期とする電圧信号とされる。そして、この周波数ｆの値は、例えば、前記移動平均フィルタ７（図１参照）のサンプリング周期をタップ数で除した値に設定される。例えば、前記移動平均フィルタ７のサンプリング周期が１ｋＨｚで、タップ数が４である場合に、周波数ｆは、１ｋＨｚを４で除した値となる２５０Ｈｚとなる。
【００５０】
ここで、前記周波数ｆを前記移動平均フィルタ７のサンプリング周期、及び、タップ数に基づいて設定するのは、図３に示すごとく、前記移動平均フィルタ７では、その入力に対し、サンプリング周期をタップ数で除して求まる周波数（本実施例では、例えば周波数ｆ＝２５０Ｈｚ）の出力ゲインをゼロとするものであり、これによれば、センサ回路１のサーボループ（センサ素子２の駆動に関する系統）に加えられる前記診断用信号Ｅを除去されたものを、移動平均フィルタ７から出力できることになるためである。
【００５１】
例えば、図４（ａ）に示すごとく、前記検出方向変位検出器３の検出信号がゼロであるとき、診断用信号Ｅに加算される波形が無く、前記サーボ積分器４からの出力Ｆ（アナログデジタル変換器６の入力）（図１参照）は診断用信号Ｅの波形のみを反映したものとなる。そして、この出力Ｆがアナログデジタル変換器６を通過後（出力Ｇになる）、移動平均フィルタ７を通過すると、センサ出力Ｈには波形が現れないことになる。このように、前記周波数ｆの設定により、一度入力された診断用信号Ｅの成分を、移動平均フィルタ７にて除去できるのである。
【００５２】
一方、図４（ｂ）に示すごとく、前記検出方向変位検出器３の検出信号Ｍ１による波形が検出された場合（例えば、ヨーが検出された場合）では、前記サーボ積分器４からの出力Ｆ（アナログデジタル変換器６の入力）（図１参照）は、前記検出方向変位検出器３の検出信号Ｍ１と診断用信号Ｅの波形を加算したものとなる。そして、この出力Ｆがアナログデジタル変換器６を通過後（出力Ｇになる）、移動平均フィルタ７を通過すると、センサ出力Ｈには、診断用信号Ｅが除去された信号Ｍ２の波形が現れることになる。この信号Ｍ２は、前記検出方向変位検出器３の検出信号Ｍ１を再現したもの（同じもの）と考えることができる。
【００５３】
以上のようにして、検出方向変位検出器３の検出信号に加えた診断用信号Ｅを移動平均フィルタ７にて取り除くことにより、前記検出信号を再現したセンサ出力を作るものである。尚、以上のように、サンプリング周期とタップ数に基づいて決定される周波数ｆを採用する他、これ以外に出力ゲインをゼロとする周波数であれば、診断用信号Ｅの周波数として採用できるものであり、特に前記のようにして求めた周波数ｆに限定されるものではない。
【００５４】
また、図１及び図３に示すごとく、前記診断用信号Ｅについての、前記センサ回路１のサーボループ（センサ素子２の駆動に関する系統）のゲインについては、この診断用信号Ｅを後に取り込んで故障診断をする必要があるため、ゼロ以上とされるように、センサ回路１内の設計が行われることとする。
【００５５】
次に、図１に示すごとく、上記のように構成したセンサ回路１の故障診断を行うための故障診断回路１０に関する説明を行う。この故障診断回路１０には、二つのサンプリングホールド回路１１・１２、差電圧検出回路１３、差電圧監視回路１４が設けられている。
【００５６】
また、図１に示すごとく、前記サンプリングホールド回路１１・１２には、前記アナログデジタル変換器６の出力がそれぞれ入力され、各サンプリングホールド回路１１・１２では、図２に示すごとく、前記診断用信号ＥのＨｉ・Ｌｏのタイミングにおける前記サーボ積分器４の出力Ｆ（実際には、前記アナログデジタル変換器６の出力Ｇが入力されるが、図２では、デジタル変換前のアナログ出力Ｆが入力されるものとして表現している）が、それぞれ一定時間保持される。尚、前記サンプリングホールド回路１１・１２は、そのサンプリングのタイミングが、前記診断用信号ＥのＨｉ・Ｌｏのタイミングと同期するように構成されている。
【００５７】
また、図２に示す出力Ｆ（出力Ｇ）は、前記検出方向変位検出器３による検出信号がゼロの場合を示しており、このため、出力Ｆ（出力Ｇ）の波形は、診断用信号Ｅのみを反映したものとなる。
【００５８】
本実施例１では、図２に示すごとく、診断用信号ＥがＨｉになるときの出力Ｆ（出力Ｇ）がサンプリングホールド回路１１にてサンプリングされ、そのサンプリング値が、診断用信号Ｅが次にＨｉになるまで保持されるようになっている。同様に、診断用信号ＥがＬｏになるときの出力Ｆ（出力Ｇ）がサンプリングホールド回路１２にてサンプリングされ、そのサンプリング値が、診断用信号Ｅが次にＬｏになるまで保持されるようになっている。
【００５９】
また、図２に示すごとく、前記差電圧検出回路１３では、前記サンプリングホールド回路１１・１２の差電圧Ｃ（電圧の差）が演算により求められ、その演算結果が前記差電圧監視回路１４に出力される。そして、前記差電圧監視回路１４では、前記差電圧Ｃと監視閾値ＴＨとの比較を行い、前記差電圧Ｃが監視閾値ＴＨ以上のときには、正常判定を示すＬｏ信号が診断結果として出力されることとしている。一方、前記差電圧Ｃが監視閾値ＴＨよりも低いときには、異常判定を示すＨｉ信号を診断結果Ｄとして出力することとしている。
【００６０】
図２の例では、時間Ｔ１で故障が発生したときに、サンプリングホールド回路１１にてサンプリングされた電圧Ａ’’と、サンプリングホールド回路１２にてサンプリングされた電圧Ｂ’の差電圧Ｃが監視閾値ＴＨよりも低くなるので、時間Ｔ２にて異常判定を示すＯｎ信号が診断結果として出力されることが示されている。
【００６１】
以上のようにして、図１に示すごとく、センサ出力Ｈと、診断結果Ｄを並行して得ることができるようになり、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となるものである。これにより、センサの故障が発生した場合には、直ちにその故障が判明できることになる。
【００６２】
また、図１に示すセンサ回路１において、いずれかの箇所に故障が発生した場合でも、その故障を故障診断回路１０にて診断することができる。また、移動平均フィルタ７が故障した場合の故障については、センサ出力Ｈに含まれることになる診断用信号Ｅの成分を検出する別回路を設けることにより、移動平均フィルタ７の故障を診断することが可能となる。
【００６３】
また、図１に示す故障診断回路１０においては、サンプリングホールド回路１１・１２、差電圧検出回路１３、差電圧監視回路１４の構成により、診断用信号Ｅの周波数成分の振幅を求め、その振幅の大小を故障診断の判断基準としたが、振幅を求める方法や、判断基準は特に限定されるものではなく、例えば、出力Ｆの電圧値を直接的に求め、その電圧値の微分値に基づいて、故障診断したり、一般的なウインドコンパレータの構成を採用することとしてもよい。尚、電圧値、閾値に基づいて故障判定をする本実施例の形態によれば、簡易な構成により、故障診断回路を実現することができる。
【００６４】
また、図１に示すセンサ回路１において、移動平均フィルタ７（ＭＡＦフィルタ）の代わりに、ＦＩＲフィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）を用いてもよい。この場合、前記故障診断信号発生器８にて出力する診断用信号Ｅは、上記で説明した移動平均フィルタ７の場合と同様に、ＦＩＲフィルタの出力ゲインがゼロとなる周波数とされる。
【００６５】
また、図１に示すセンサ回路１において、診断用信号Ｅを加算する位置や、故障診断回路１０のセンサ回路１に対する挿入位置については、本実施例に限定されるものではなく、例えば、アナログデジタル変換器６に入力される信号（出力Ｆ）を故障診断回路１０に取り込むように、故障診断回路１０のセンサ回路１に対する挿入位置を変更することによれば、アナログデジタル変換器６の故障診断については、行わないこととすることができる。このように、故障診断の対象となる範囲を自由に設計することができることとなる。
【実施例２】
【００６６】
実施例２は、図５に示すごとく、オープンループ制御が行われるセンサ回路２０に適用されるものである。このセンサ回路２０の構成は、センサ素子の平衡点からの変位を検出することにより、センサ素子に作用する物理量を検出する形態のセンサ一般に適用可能なものである。
【００６７】
そして、図５に示すごとく、このセンサ回路２０には、センサ素子２１、検出方向変位検出器２２、ノイズフィルタ２３が設けられており、前記センサ素子２１の検出対象とされる方向の変位を前記検出方向変位検出器２２にて検出することとしている。
【００６８】
また、図５に示すごとく、センサ回路２０には、アナログデジタル変換器２４、移動平均フィルタ２５が設けられており、前記ノイズフィルタ２３の出力を前記アナログデジタル変換器２４に入力してデジタル変換した後、さらに、前記移動平均フィルタ２５にてフィルタリングし、その出力がセンサ出力Ｈとして利用される構成とされている。
【００６９】
また、図５に示すごとく、センサ回路２０には、故障診断を行うための診断用信号Ｅを出力するための故障診断信号発生器２６が設けられている。そして、前記診断用信号Ｅは、図２に示すごとく、一定の周波数ｆを周期とする電圧信号とされる。この周波数ｆの設定に関する内容は、実施例１と同様である。
【００７０】
また、図５に示すごとく、前記センサ素子２１には、診断用駆動電極２７が設けられる。この診断用駆動電極２７は、前記診断用信号Ｅ（電圧）が印加されると、前記検出方向変位検出器２２における検出方向にセンサ素子２１を移動させるように機能するものである。つまり、この診断用駆動電極２７は、前記診断用信号Ｅが印加される分だけ、センサ素子２１を余計に駆動する（余計に移動させる）ように構成されるものである。
【００７１】
また、図５に示すごとく、故障診断を行うために、故障診断回路３０が設けられる。この故障診断回路３０の構成は、図１に示す実施例１の構成と同様に構成することができる。
【００７２】
以上のように構成することにより、オープンループ制御が行われるセンサ回路２０の故障診断を実施することが可能となる。即ち、図６に示すごとく、本実施例２では、前記ノイズフィルタ２３の出力Ｐ（アナログデジタル変換器２４の出力Ｑでも同じ）は、前記診断用信号Ｅ（電圧）が印加されない場合における検出信号Ｍ３に、前記診断用信号Ｅ（電圧）を加算した信号となるものであり、この信号（出力Ｐ（Ｑ））を移動平均フィルタ２５によってフィルタリングすることにより、センサ出力Ｈには、診断用信号Ｅが除去された信号Ｍ４の波形が現れることになる。
【００７３】
以上のようにして、図５に示すごとく、センサ出力Ｈと、診断結果Ｄとを並行して得ることができるようになり、センサによる物理量の検出をしつつ、センサの故障診断を行うことが可能となるものである。これにより、センサの故障が発生した場合には、直ちにその故障が判明できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１のセンサ回路、及び、故障診断回路について示す図。
【図２】診断用信号と故障診断回路での入力・出力信号の関係について示す図。
【図３】移動平均フィルタのゲイン特性について示す図。
【図４】（ａ）は、検出方向変位検出器の検出信号がゼロであるときの故障診断回路への出力信号、及び、移動平均フィルタの出力について示す図。（ｂ）は、検出方向変位検出器による検出信号が有るときの故障診断回路への出力信号、及び、移動平均フィルタの出力について示す図。
【図５】実施例２のセンサ回路、及び、故障診断回路について示す図。
【図６】実施例２における故障診断回路への出力信号、及び、移動平均フィルタの出力について示す図。
【符号の説明】
【００７５】
１    センサ回路
２    センサ素子
３    検出方向変位検出器
４    サーボ積分器
５    サーボ駆動回路
６    アナログデジタル変換器
７    移動平均フィルタ
８    故障診断信号発生器
１０    故障診断回路
１１    サンプリングホールド回路
１２    サンプリングホールド回路
１３    差電圧検出回路
１４    差電圧監視回路
【図１】
2008116307.tif 000003
【図２】
2008116307.tif 000004
【図３】
2008116307.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008116307.tif 000007
【図６】
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