(57)【要約】【課題】加速度センサの状態を的確に検出することができる状態検出装置を提供する。【解決手段】振動体に設けた加速度センサ７の状態を検出する加速度センサ７の状態検出装置１０であって、加速度センサ７の測定結果に基づいて、振動体の振動周期よりも短い第一所定時間ごとの測定結果の差分を求める演算手段１１と、差分が、所定の上限値以下かつ所定の下限値以上である状態が、第二所定時間以上継続した場合に、加速度センサ７が正常ではないと判定する判定手段１２とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体に設けた加速度センサの状態を検出する加速度センサの状態検出装置であって、
前記加速度センサの測定結果に基づいて、前記振動体の振動周期よりも短い第一所定時間ごとの測定結果の差分を求める演算手段と、
前記差分が、所定の上限値以下かつ所定の下限値以上である状態が、第二所定時間以上継続した場合に、前記加速度センサが正常ではないと判定する判定手段とを備えた加速度センサの状態検出装置。
【請求項２】
前記第一所定時間は、前記振動周期の半周期の三分の一以下の時間である請求項１に記載の加速度センサの状態検出装置。
【請求項３】
前記振動体の振動周波数を測定する周波数検出手段を有し、前記第一所定時間及び前記第二所定時間のうちの少なくとも何れか一方を、前記周波数検出手段の測定結果に基づいて決定する請求項１又は２に記載の加速度センサの状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体に設けた加速度センサの状態を検出する加速度センサの状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、防振装置などを用いてエンジン等の振動体の振動防止を行うに際し、エンジンマウントに加速度センサを設け、この加速度センサの測定結果に基づいて防振装置の制御を行う場合がある。このような場合、加速度センサが正常に作動していなければ、防振装置を正しく制御することができず、効果的な振動防止を行うことができない。このような事態を防止するために、加速度センサが正常に作動しているか否かを検出する加速度センサの状態検出装置として種々のものが検討されている。
【０００３】
従来、このように加速度センサの状態を検出する状態検出装置として、特許文献１及び特許文献２に示したものが知られている。特許文献１には、加速度センサの測定対象に応じて設定された上限値及び下限値を設け、加速度センサの測定結果が、上限値を越える状況、若しくは、下限値を下回る状況が所定時間以上継続した場合に、加速度センサの異常を検出する状態検出装置が開示してある。
また、引用文献２には、走行する自動車の加速度を測定する加速度センサの状態を検出する際に、車輪の回転速度を検出する回転センサを設け、回転センサの測定結果に基づく加速度と、加速度センサの測定結果とを比較して、加速度センサの異常を検出する状態検出装置が開示してある。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７４７８７号公報（明細書［００１８］段落〜［００２１］段落及び図３）
【特許文献２】特開１１−１９０７４１号公報（明細書［０００４］段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の加速度センサでは、例えば測定上限若しくは測定下限で、加速度センサの測定値が一定となる異常は検出することができるものの、速度センサの測定値が上限値と下限値との間の値であれば、加速度センサに異常が生じていても検出することができない。
また、特許文献２に記載の加速度センサでは、上述の上限値と下限値との間の値で測定結果が一定となるような異常を検出することはできる。しかし、他のセンサによる測定結果と加速度センサの測定結果とを比較して加速度センサの異常を検出するため、他のセンサの側に異常がある場合であっても、加速度センサに異常があると判断される場合が生じ得る。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は加速度センサの状態を的確に検出することができる状態検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１特徴構成は、振動体に設けた加速度センサの状態を検出する加速度センサの状態検出装置であって、前記加速度センサの測定結果に基づいて、前記振動体の振動周期よりも短い第一所定時間ごとの測定結果の差分を求める演算手段と、前記差分が、所定の上限値以下かつ所定の下限値以上である状態が、第二所定時間以上継続した場合に、前記加速度センサが正常ではないと判定する判定手段とを備えた点にある。
【０００８】
本構成によれば、振動体に設けた加速度センサの状態を検出するに際し、演算手段が求めた第一所定時間ごとの測定結果の差分が、所定の上限値以下かつ所定の下限値以上である状態が、第二所定時間以上継続したか否かで加速度センサが異常であるか否かを検出する。即ち、加速度センサの測定結果に基づき、その測定結果が変化しているか否かにより加速度センサの状態を検出する。従って、例えば加速度センサの測定上限値と下限値との間の値で測定結果が一定となるような異常が生じた場合であっても、加速度センサの異常を検出することができる。
また、本構成によれば、従来の如く、他のセンサによる測定結果と、加速度センサの測定結果とを比較することにより加速度センサの状態を検出するのではなく、その加速度センサ自身の測定結果に基づいて状態を検出する。従って、加速度センサに異常がないにもかかわらず、異常と判断されることがなく、信頼性の高い加速度センサの状態検出装置を得ることができる。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、前記第一所定時間を、前記振動周期の半周期の三分の一以下の時間とした点にある。
【００１０】
本構成によれば、差分を求めるための測定結果が、少なくとも振動周期の半周期の間に三つ得られ、同一の値を示す測定結果に基づいて差分を求めることがない。この結果、加速度センサが正常に作動しているにもかかわらず、異常が検出されることがなくなる。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成は、前記振動体の振動周波数を測定する周波数検出手段を有し、前記第一所定時間及び前記第二所定時間のうちの少なくとも何れか一方を、前記周波数検出手段の測定結果に基づいて決定する点にある。
【００１２】
本構成によれば、周波数検出手段の測定結果に基づき、第一所定時間や第二所定時間を、振動体の振動数に応じて好適な値に設定することができる。この結果、加速度センサの状態検出がより確実になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
［状態検出装置］
図１は、本発明に係る加速度センサの状態検出装置の構成を模式的に示すブロック図である。本発明の状態検出装置１０は、加速度センサ７の測定結果である出力信号ｇに基づいて、加速度センサ７の状態を検出するものである。
状態検出装置１０は、演算手段１１と判定手段１２とを有している。演算手段は、第一所定時間ｄｔごとの測定結果の差分を求める。判定手段１２は、この差分と、例えば振動源の振動状況などによって設定してある所定の上限値と下限値とに基づいて、加速度センサ７が正常に作動しているか否かを判定する。判定手段１２は、測定結果の差分が、上限値以下かつ下限値以上である状態が、第二所定時間以上継続した場合に、加速度センサ７が正常でないと判定する。
【００１４】
本実施例においては、加速度センサ７からの出力信号は、例えば信号増幅用の入力Ｉ／Ｆ回路５ｄで増幅され、増幅信号Ｇとして演算手段１１に入力される。演算手段１１は増幅信号Ｇの第一所定時間ｄｔごとの差分ΔＧを算出する。判定手段１２はこの差分ΔＧに基づいて加速度センサ７が正常に作動しているか否かを判定する。
【００１５】
また、この状態検出装置１０は、振動源の振動周波数を検出する周波数検出手段４１を有している。周波数検出手段４１による検出結果は、入力Ｉ／Ｆ回路５ａを介して演算手段１１に送信される。演算手段１１は周波数検出手段４１の測定結果に基づいて第一所定時間ｄｔを決定する。
【００１６】
［防振装置］
本発明に係る状態検出装置１０を、自動車エンジンの防振装置１００に適用した場合を図２の例に基づいて説明する。
このエンジンの防振装置１００は、エンジン（不図示）の振動に対して逆位相の振動をあたえる。この振動は、エンジンマウント（不図示）に配置されたソレノイド２によって発生させられ、エンジンの振動が車両に伝わることを防止する。
【００１７】
図２に示す符号１００は、自動車エンジンの防振装置１００の防振制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。防振装置１００ＥＣＵは、マイクロコンピュータ１、ソレノイド駆動回路３、電源回路８、各種周辺装置との電気的整合を取るインターフェイス回路５などを備えて構成してある。ここで、各種周辺装置とは、エンジン制御装置４、他の制御装置と接続される車内の通信バス６などである。
【００１８】
マイクロコンピュータ１は、防振制御ＥＣＵの中核をなすもので、後述するように本願の状態検出装置１０としての機能を有する。マイクロコンピュータ１は、エンジン制御装置４から入力Ｉ／Ｆ回路５ａを介してエンジン回転信号（以下、ＴＡＣＨ信号と称する）を受ける。そして、ソレノイド２を駆動するための制御パルス信号などの制御信号を生成し、ソレノイド駆動回路３に出力する。具体的には、ソレノイド２の通電方向を切り替える制御信号や、パルス幅変調信Ｐｏを出力する。
【００１９】
上述したように、ソレノイド２はエンジンの振動に対して逆位相の振動を発生するべく、マイクロコンピュータ１によって制御される。エンジンの振動状態を監視するために、エンジンマウントには加速度センサ７が設けてある。加速度センサ７は、入力Ｉ／Ｆ回路５ｃを介してエンジンの振動による加速度信号をマイクロコンピュータ１に入力する。マイクロコンピュータ１は、加速度センサ７からの加速度信号に基づいてソレノイド２を制御する。また、エンジンの振動は温度などによる影響を受ける。従って、防振制御の精度を向上させるために温度センサなどを有する他の制御装置から外気温度などの情報が、通信バス６、通信Ｉ／Ｆ５ｂを介してマイクロコンピュータ１に入力される。
【００２０】
マイクロコンピュータ１は、プログラムを記憶したＲＯＭ、プログラム実行中の一時記憶装置としてのＲＡＭ、ＴＡＣＨ信号から回転数を算出するタイマ、加速度センサ７からの入力電圧をデジタル化するＡ／Ｄコンバータなどを有している。また、マイクロコンピュータ１の電源電圧は、一般に５Ｖや３．３Ｖなどの低い電圧であるから、１２Ｖや２４Ｖ等のバッテリ（不図示）から提供される電圧は、電源回路８において変換される。
【００２１】
ソレノイド２やソレノイド駆動回路３には、パワー系回路であるので、バッテリ及び電源回路８を介して１２Ｖや２４Ｖなどの比較的高電圧が供給される。ソレノイド駆動回路３は、ソレノイド２を駆動するブリッジ回路や、マイクロコンピュータ１から入力される低電圧制御信号を昇圧してブリッジ回路に接続するドライバ回路などを有する。ブリッジ回路は、パワートランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴを有して構成される。マイクロコンピュータ１は、このソレノイド駆動回路３を介してソレノイド２をＰＷＭ制御する。
【００２２】
また、上述の加速度センサ７からの加速度信号は、信号増幅用の入力Ｉ／Ｆ回路５ｄを介して、マイクロコンピュータ１に入力される。マイクロコンピュータ１は、本発明の状態検出装置１０として機能し、この増幅された加速度信号に基づいて加速度センサ７が正常に作動しているか否かを判定する。また、エンジン制御装置４をから、入力Ｉ／Ｆ回路５ａを介して入力されたＴＡＣＨ信号に基づいて、第一所定時間、第二所定時間及び異常検出用の上限値・下限値が決定される。
【００２３】
［加速度センサの状態検出］
次に、状態検出装置１０による加速度センサ７の異常検出について説明する。図３は、加速度センサ７が異常であるか否かを判定する条件の一例を示す図である。図３（ａ）は、加速度センサ７からの出力信号ｇの経時変化ｇ（ｔ）を示す図である。また、図３（ｂ）は、ｇ（ｔ）の第一所定時間ｄｔ毎の変化量ｇ（ｔ）／ｄｔを示す図である。
図中のＴ１，Ｔ２，Ｔ３は夫々、エンジンの振動周期の１周期を示している。また、Ｔｔｈは、加速度センサの異常判定を行うための判定時間（本発明の第二所定時間に対応）である。
Ｔ１，Ｔ２は加速度センサ７が正常に作動している状態を示し、Ｔ３以降は、加速度センサ７が正常に作動していない場合の一例として、出力信号ｇ（ｔ）が一定の値で固着した例を示している。このような異常としては、例えば、加速度信号を出力する配線が他の配線と短絡した場合、加速度センサ７の故障に加速度を検出することができない場合などが挙げられる。
【００２４】
防振装置１００の作動時においてもエンジンの振動が完全に防止されるわけではない。従って、加速度センサ７が正常に作動していれば、加速度センサ７が振動を検知して、出力信号の経時変化ｇ（ｔ）は振動波形を呈する（図３（ａ）のＴ１，Ｔ２）。一方、加速度センサ７が正常に作動していなければ、出力信号の経時変化ｇ（ｔ）は振動波形を呈さず、例えば略一定の値となる（図３（ａ）のＴ３）。
【００２５】
図３（ｂ）に示すよう、加速度センサ７が正常に作動していれば、ｇ（ｔ）の第一所定時間ｄｔ毎の変化量ｄｇ（ｔ）／ｄｔの経時変化は波形を呈する。このため、１周期の間に、ｄｇ（ｔ）／ｄｔの値が、異常検出用の上限値ｇｔｈより大きくなる状態、および異常検出用の下限値−ｇｔｈより小さくなる状態（以後、適宜、「差分が上限値及び下限値を越える」と称する）が一度ずつ生じる（Ｔ１，Ｔ２）。
一方、加速度センサ７が正常に作動していなければ、例えばｄｇ（ｔ）／ｄｔは略０で一定となる。このため、ｄｇ（ｔ）／ｄｔは、異常検出用の上限値ｇｔｈ以下かつ下限値−ｇｔｈ以上の値（以後、適宜、「差分が上限値及び下限値を越えない」と称する）となる（Ｔ３）。
そこで、ｄｇ（ｔ）／ｄｔを算出し、上限値及び下限値を超えない状態が、判定時間Ｔｔｈ（本発明の第二所定時間に対応）以上継続するか否かを観察することにより、加速度センサ７の異常を検出することができる。判定時間Ｔｔｈはエンジンの周波数に基づいて決定され、例えば、エンジンの振動周期の半周期以上、好ましくは一周期以上の時間である。
【００２６】
なお、図３においては、説明の容易化のために、ｇ（ｔ）の第一所定時間ｄｔ毎の変化量ｄｇ（ｔ）／ｄｔの経時変化を観察することにより、加速度センサ７の異常を検出する例を示した。しかし、実際にはｄｔが非常に短時間であので、出力信号ｇ（ｔ）の変化量が非常に小さなものとなる。このため、加速度センサ７の出力信号ｇを増幅した増幅信号Ｇを用いて、この増幅信号の差分ΔＧを用いて加速度センサ７の状態を検出することが好ましい。
また、加速度センサ７の出力信号に例えば高周波ノイズなどの測定結果以外の信号が混合することがある。したがって、例えばローパスフィルタなどにより、適宜ノイズを除去することが望ましい。
本発明において「加速度センサ７の測定結果に基づいて」とは、加速度センサ７の出力信号ｇをそのまま用いる場合のみならず、出力信号ｇを増幅・フィルタリング等適宜加工した信号を用いる場合も含むものである。
【００２７】
次に図４に示すフローチャートに基づいて、状態検出装置１０による、加速度センサ７の異常検出の手順の一例について説明する。本実施例においては、加速度センサ７からの出力信号ｇを増幅した増幅信号Ｇを用いて加速度センサ７の状態を検出する例を示す。
演算手段１１は、前述の増幅信号Ｇｎを取得する（♯１）。さらに、演算手段１１は、今回取得したＧｎと前回取得したＧｎ−１との差分ΔＧｎを算出する（♯２）。
【００２８】
判定手段１２は、演算手段１１で算出された差分ΔＧｎを受領し、この差分ΔＧｎが所定の上限値Ｇｔｈ及び下限値−Ｇｔｈを越えているか否かを判定する（♯３）。差分ΔＧｎが上限値Ｇｔｈ及び下限値−Ｇｔｈを越えていない場合（♯３のＮｏ分岐）、異常時間カウンタＣＴをインクリメントする（♯５）。一方、差分ΔＧｎが上限値Ｇｔｈ若しくは下限値−Ｇｔｈを越えていた場合には（♯３のＹｅｓ分岐）、カウンタＣＴを０にリセットする。
その後、異常時間カウンタＣＴと異常時間上限値ＣＴＭＡＸ（本発明の第二所定時間に対応）とを比較する（♯６）。ＣＴがＣＴＭＡＸを越える場合には（♯６のＹｅｓ分岐）、加速度センサ７が異常であると判定する（♯７）。この場合、例えば警告ランプを点灯させて自動車の乗員に加速度センサ７の異常を知らせるよう構成してもよい。また、防振装置１００の制御を、加速度センサ７の測定結果によらない制御に切り替えるように構成してもよい。
一方、ＣＴがＣＴＭＡＸ以下である場合には（♯６のＮｏ分岐）、加速度センサ７に異常があるとは判定せず、上述の♯１〜♯６の処理を繰り返し、引き続き加速度センサ７の状態を検出する。
【００２９】
上述の実施例において、差分ΔＧは、今回取得した増幅信号Ｇｎから前回取得したＧｎ−１を引いたものである。しかし、差分ΔＧは例えば、増幅信号ＧｎからＧｎ−２を引いたものなど上述以外のものであってもよい。また、上述の実施形態において、上限値及び下限値の絶対値が等しい場合を例に説明したが、絶対値が異なるものであってもよい。
【００３０】
上述のように、本発明によって、振動体に設けた加速度センサ７の状態を検出するに際し、演算手段１１が求めた第一所定時間ごとの測定結果の差分が、所定の上限値Ｇｔｈ以下かつ所定の下限値−Ｇｔｈ以上である状態が、第二所定時間以上継続したか否かで加速度センサ７が異常であるか否かを検出する。即ち、加速度センサ７の測定結果に基づき、その測定結果が変化しているか否かにより加速度センサ７の状態を検出する。従って、加速度センサ７の測定上限値と下限値との間の中間値で測定結果が一定となるような異常が生じた場合であっても、加速度センサ７の異常を検出することができる。
また、従来の如く、他のセンサによる測定結果と、加速度センサ７の測定結果とを比較することにより加速度センサ７の状態を検出するのではなく、その加速度センサ７自身の測定結果に基づいて状態を検出する。従って、加速度センサ７に異常がないにもかかわらず、異常が検出されることを防止することができる。
この結果、加速度センサ７の状態を的確に検出することができる状態検出装置１０を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る加速度センサの状態検出装置の一例を示す図
【図２】自動車エンジンの防振装置を示す図
【図３】加速度センサの状態判断手法を示す図。
【図４】加速度センサの状態検出を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３２】
７      加速度センサ
１０    状態検出装置
１１    演算手段
１２    判定手段
４１    周波数検出手段
ΔＧ    差分
ｄｔ    第一所定時間
Ｔｔｈ  判定時間（第二所定時間）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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