JP2006117225A - センサの信号処理システム、及び挟み込み検出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ出力W1の周波数に基づいて、被検知事象を判断するセンサの信号処理システムであって、センサ出力W1を振幅中心を基準として方形波状に変換する変換手段2と、この変換手段2の出力W2に基づいてセンサ出力W1の周波数を推定すると共に、センサ出力W1が被検知事象を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを推定する推定手段3と、この推定手段3の出力に基づいて被検知事象を判断する判断手段6とを備えた。
【選択図】 図1
Description
ここで、前記判定手段は、前記強調手段の出力より前記センサ出力の振幅方向の頂上部を検出し、この検出された頂上部と前記変換手段から出力される方形波の立ち上がりとの時間差に基づいて、前記センサ出力の1/4周期の時間を演算することにより、前記センサ出力の周波数を判定するものであるとよい。
上述したように、周期的に振動するセンサ出力が非常に低周波数、例えば10Hz程度の時、一周期の時間は100ミリ秒であり、その3/4近くの時間を短縮できることになる。つまり、本特徴構成によって、センサシステムの検出速度を大きく向上することができる。
即ち、前記センサ出力の振幅方向の頂上部を特徴付ける強調手段と、前記変換手段と前記強調手段との出力に基づいて前記センサ出力の周波数を判定すると共に、前記センサ出力が前記被検知事象を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する判定手段と、が備えられ、前記判断手段が、前記推定手段及び前記判定手段の出力に基づいて被検知事象を判断する点にある。
ここで、前記判定手段は、前記強調手段の出力より前記センサ出力の振幅方向の頂上部を検出し、この検出された頂上部と前記変換手段から出力される方形波の立ち上がりとの時間差に基づいて、前記センサ出力の1/4周期の時間を演算することにより、前記センサ出力の周波数を判定するものであるとよい。
そして、この推定されたセンサ出力の周期に基づいて、センサ出力の周波数が所定周波数よりも低周波数か高周波数かを推定することができる。また、特定されたセンサ出力の振幅の振幅中心からの起点の時刻と、振幅の頂点の時刻とに基づいて得られる1/4周期の時間より、一周期の時間(周波数)を算出して、センサ出力の周波数が所定周波数よりも低周波数か高周波数かを判定することができる。そして、これら推定結果及び判定結果に基づいて、センサ出力の一周期の時間よりも短時間で被検知事象を判断することができる。
センサ出力の振幅の大きさよりやや小さい程度のしきい値を持った比較器にセンサ出力を入力すると、頂上部近傍のみがパルス化された狭幅のパルスを得ることができる。このパルスの立ち上がりと立下りの時刻の中間の時刻が振幅方向の頂上部の時刻であり、正確にこの頂上部の時刻を検出することができる。また、変換手段によって方形波状に変換されたセンサ出力と、この狭幅のパルスとは、共にデジタル化された信号とも言えるので、そのままマイクロコンピュータ等のデジタル信号処理手段に入力することもできる。
即ち、この圧電センサが備えられた開閉する装置に生じる機械的な外力を検出することによって、前記被検知事象として、前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断する挟み込み検出システムを、本発明に係るセンサの信号処理システムを備えて構成することができる。
即ち、挟み込み発生時に想定される前記センサ出力の想定振幅値に基づいて所定の基準値が定められ、前記センサ出力が前記所定の基準値以上の振幅を有する期間を特徴付ける期間強調手段と、前記期間強調手段によって特徴付けられた期間の継続時間に基づいて、前記センサ出力が前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する継続時間判定手段と、この継続時間判定手段の出力に基づいて前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断する判断手段と、を備える点にある。
ここで振幅とは、振幅中心を基準として、即ち前記外力が無い場合に、振動する波形が静止する位置を基準として、それぞれ上下両方向に対する最大の変位の絶対値をいうものである。
継続時間判定手段は、この特徴付けられた期間の継続時間が所定の時間以上であるか否かによって、センサ出力の周波数を判定し、センサ出力が被検知事象としての「開閉する装置に物体が挟み込まれたこと(以下、適宜「挟み込み」と称す。)」を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する。継続時間は、挟み込み発生時に想定されるセンサ出力の一周期の内の割合(何%か)を示している。従って、継続時間の測定によりセンサ出力の周期(周波数)を判定することができる。
この特徴構成によれば、振幅方向の頂上部を含む期間の継続時間を計測するので、周波数の判定に周期の1/4を超える時間を要するが、少なくとも周期の1/2を超える時間は要しない。従って、被検知事象を判断するセンサの出力を短時間で解析して、挟み込みを認識することができる。
また、所定の基準値は、センサ出力が充分な振幅を有しているか否かを判定可能なしきい値と兼ねることができる。従って、センサの出力の周波数と振幅との双方により、挟み込みを判定することができる。
平均的な振幅値とは、実験結果の単純平均、標準偏差を加味した統計計算、挟み込みの発生頻度と最大振幅との加重平均など、種々の方法により求めることができるものを総称するものである。そして、この平均的な振幅値に基づけば、振幅中心と振幅方向の頂上との間に、種々の挟み込みに対応可能な所定の基準値を設定することができる。
例えば、周波数は同等であっても、センサ出力の振幅値が小さい場合には、所定の基準値を超える継続時間が短くなり、その結果、所定の継続時間を超えない場合がある。このような場面を考慮して、所定の継続時間を短い時間とすると、挟み込みに起因するものではなく、振幅が大きく、周波数が高い波形の場合に、挟み込みと判定する可能性が生じる。ここで、例えば、振幅が大きい場合と小さい場合との2種類、あるいは振幅が大きい場合、中間の場合、小さい場合の3種類の所定の基準値を設定し、それぞれに対し、ほぼ同じ値の所定の継続時間を設定する。そして、それぞれの基準値を超えて特徴付けられた期間について、所定の継続時間を超えたか否かを判定し、これらを総合して判断すれば、より精度の高い判断が可能となる。
本特徴構成では、上述したように期間を特徴付ける手段と、振幅を評価する手段とを同一の所定の基準値を利用して兼用化できるため、所定の基準値を複数設けても規模が著しく増大することはない。
ここで、センサ1は本発明の開閉する装置に備えられて機械的な外力に応じた電圧を出力する圧電センサに相当する。また、被検知事象は、開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かの検知(以下、適宜「挟み込み」と称す。)に相当する。尚、挟み込みとは、開閉する装置に完全に物体が挟み込まれた状態のみを示すものではなく、開閉する装置に物体が接触した時点からを示すものである。
ここで、センサ1は本発明の開閉する装置に備えられて機械的な外力に応じた電圧を出力する圧電センサに相当する。また、被検知事象は、挟み込みに相当する。
〔変換手段〕
図6は、第一から第三構成例の変換手段2の回路構成例を示す図である。図7は第一から第三構成例による信号処理を説明する波形図である。図7では、周期的に振動するセンサ出力として、正弦波状の波形を例示している。図7に示すようにセンサ1からの正弦波状のセンサ出力W1は、図中で最も大きな振幅を有する部分が被検知事象を検知した時の波形を示している。その前後の振幅が小さく、短い周期の波形は被検知事象によるものではない出力である。センサ1の出力には、このような被検知事象によらない出力、いわゆるノイズ成分の信号が含まれる。従って、一般的にはセンサ1からの信号が入力される信号入力部を初段に備え、その信号入力部にノイズ成分を除去するフィルタ回路や初段アンプと呼ばれる低増幅率の増幅回路を設ける場合が多い。本実施形態では、説明を容易にするためにこの信号入力部を省略している。本実施形態において、この信号入力部を備える場合には、センサ1と変換手段2との間に設けられ、センサ出力W1に相当する波形が、信号入力部から出力されて変換手段2に入力されると考えればよい。信号入力部には、ノイズ成分を除去するフィルタを有すると説明したが、全てのノイズ成分を除去し得るものではなく、程度の差の問題でノイズ成分を含んだ信号が変換手段2に入力される。従って、図7に示した程度に他の信号成分を含んだ信号が処理されるので、図6に示した構成に準じて考えても問題はない。
図7に示すように、方形波のパルスである波形W2の立ち上がり時刻t0から、次の立ち上がり時刻t2までの時間Tは、センサ出力W1の周期と一致する。従って、フリップフロップやマルチバイブレータ等のエッジ検出器、タイマー等を組み合わせた時間計測回路や、マイクロコンピュータ等に波形W2の信号を入力することによって、この時間(周期)Tを計測することができる。この時間計測回路を本実施形態の推定手段3としても良いが、周波数(周期)を知るためには、一周期以上の時間を要することになる。方形波のパルスである波形W2の立ち上がり時刻t0から、次の立ち下がり時刻t1までの時間は、センサ出力W1の半周期とほぼ一致する。従って、半周期に該当する時間を計測して、一周期の時間を推定すると、処理時間を短縮することができる。本実施形態では、これよりも短時間で周波数(周期)を知ることのできる推定手段3を用いている。
図9は、第二及び第三構成例の強調手段4の回路構成例を示す図である。図9に示すように、本実施形態の強調手段4は、センサ出力(波形W1)の頂上部(ピーク)近傍を狭幅なパルス(波形W3)に変換する演算増幅器41を用いた比較器である。図7に示すように、比較器のしきい値は正弦波状のセンサ出力W1の振幅中心の電圧E1よりも高い電圧E2であり、センサ出力(波形W1)の頂上部近傍を狭幅なパルス(波形W3)に変換する。即ち、変換手段2によるパルス変換では、時刻t0で立ち上がり、時刻t1で立ち下がるパルスであったが、強調手段4によるパルス変換では、時刻t1よりも後の時刻t3で立ち上がり、時刻t1よりも前の時刻t4で立ち下がるパルスが得られる。即ち、この強調手段4は、正弦波状のセンサ出力(波形W1)のピークを強調、又は検出するものである。
判定手段5では、強調手段4において強調された正弦波状のセンサ出力の波形W1のピークの時刻を判定する。強調手段4として図9の比較器を用いた場合には、図7に示すように、狭幅のパルスは時刻t3で立ち上がり、時刻t4で立ち下がる。従って、フリップフロップやマルチバイブレータ等のエッジ検出器、タイマー等を組み合わせた時間計測回路や、マイクロコンピュータ等に波形W3の信号を入力することによって、ピークの時刻t5=(t3+t4)/2を算出することができる。
判断手段6は、上術した推定手段3及び判定手段5の出力を受けて、被検知事象を判断するものである。論理回路やマイクロコンピュータ等によって構成され、推定手段3で推定したセンサ出力の周波数、判定手段5で判定したセンサ出力の周波数や振幅に基づいて、被検知事象を判断する。この判断は、被検知事象が有り又は無しの2値判断でもよいし、被検知事象の発生可能性を確立で表すような多値判断であってもよい。
尚、本実施形態については、周期的に振動するセンサ出力として、理解を容易にするために正弦波状の波形を用いて説明した。しかし、正弦波状の波形とは、図7及び図11に示したような正弦波そのものに限るものではなく、複数の周波数の正弦波の重畳波形等のいわゆる歪波も含むものである。
また、上記「変換手段」の説明の際に述べたように、本実施形態では、信号入力部を省略して説明している。従って、信号入力部を構成するフィルタ回路や初段アンプやその他の回路によって、いわゆる三角波や、波高が切り取られたクリップ波形となっていることも有る。例えば、回転センサ等が出力する方形波信号から高周波ノイズを除去するために積分回路を経由させた結果、三角波となることもあり(図12参照)、また、センサ出力が大きく、アンプの電源電圧等の関係で波高がクリップされることもある(図13参照)。しかし、図12や図13に示したように、三角波、クリップ波形の何れの波形であっても、図7や図11に示したものと同様の信号処理を行うことが可能であり、本発明に係る信号処理システムを適用することができる。尚、図示は省略したが、周期的に任意の振幅で振動する方形波状のセンサ出力をその振幅中心をしきい値として、電源−グラウンド間で振れる新たな方形波とするような場合も、本発明に係る信号処理システムを適用できる。
さらに図14に示すように、センサ出力が、周期をもって振動する波形であるが、その振幅の中心で点対称とはならないような波形であってもよい。実際、後述する圧電センサシステム等においては、その設置箇所のノイズレベルとの関連で、ノイズフィルタ等が信号経路に挿入されることもある。その結果、センサ出力が、周期をもって振動する波形ではあっても、いわゆる正弦波や三角波等のようにその振幅の中心で点対称とはならない波形となる場合があり得る。しかし、このような波形であっても、本発明の適用を何ら妨げるものではない。細部は、上述した実施形態と同様であるので説明を省略するが、以下、信号処理の流れに沿って、図14に基づいて簡単に説明する。
続いて、図4及び図5に示した第四及び第五構成例に係る実施形態について、説明する。説明を容易にするために、センサの出力信号W1を正弦波状の波形として以下の説明を行う。ただし、上述した第一から第三構成例に係る実施形態と同様に、正弦波状の波形とは、図7及び図11に示したような正弦波そのものに限るものではない。当然、複数の周波数の正弦波の重畳波形等のいわゆる歪波も含むものである。また、三角波、クリップ波形、方形波の何れの波形であっても問題ないことも同様である。これらの波形に対する信号処理の詳細については、説明を省略するが、上記第一から第三構成例に係る実施形態を鑑みればその応用は明らかである。
ここで、センサ1は本発明の「開閉する装置に備えられて機械的な外力に応じた電圧を出力する圧電センサ」に相当する。開閉する装置、及び圧電センサの詳細については、後述する。また、被検知事象は、本発明の「開閉する装置に物体が挟み込まれたか否か」、即ち、「挟み込み」に相当する。
図15は、第四及び第五構成例の期間強調手段4Aの回路構成例を示す図である。図16は、第四及び第五構成例による信号処理を説明する波形図である。図に示すように、本実施形態の期間強調手段4Aは、センサ出力(波形W1)が所定の基準値以上の振幅を有する期間をパルス信号(波形W5)に変換する演算増幅器43を用いた比較器である。比較器43のしきい値E4H及びE4Lは、正弦波状のセンサ出力W1の振幅中心の電圧E1から、上下にそれぞれ電位差Aを有する。つまり、センサ出力W1が、所定の基準値以上の振幅を有する期間、即ち振幅中心E1からそれぞれ電位差A以上の振幅を有する期間を特徴付けるパルス信号(波形W5)に変換する。
尚、上記図15〜図17に基づいて説明した例では、振幅中心E1の上下両方の波形を評価したが、勿論何れか一方のみでもよい。また、第一〜第三構成例においては振幅中心E1の上側の波形のみを利用したが、変換手段2の出力W2との関係を満足すれば、これに限らず下側を用いて評価してもよい。
ここで、想定振幅値は、挟み込み発生時に出力されるセンサ出力W1の平均的な振幅値に基づいて定めることができる。平均的な振幅値は、実験結果の単純平均、標準偏差を加味した統計計算、挟み込みの発生頻度と最大振幅との加重平均など、種々の方法により求めることができる。そして、この平均的な振幅値に基づけば、振幅中心E1と振幅方向の頂上との間に、種々の挟み込みに対応可能な所定の基準値を設定することができる。
センサ出力の平均的な振幅値の40%〜60%の値として基準値を設定すれば、短時間且つ少ないばらつきで継続時間に基づく判定を行うことができる。即ち、振幅値の40%未満の値を基準値とすれば、特徴付けられる期間が振幅中心に近づくために、波形ごとの継続時間のばらつきは少なくなる。しかし、継続時間そのものは長くなり、その結果、判定に時間を要する。一方、振幅値の60%を超える値を基準値とすれば、継続時間は短くなるが、波形ごとのばらつきは大きくなる。従って、平均的な振幅値の中央部である40%〜60%の値を基準値として設定すると、判定時間とばらつきとのトレードオフを解消して、継続時間に基づく判定を行うことができる。
arcsin(0.5) = 30 [deg]
(30 [deg] × 2) / 180 [deg] = 0.667
周期の始めからの時刻で示すと、下記計算により、半周期の約83%の時刻で特徴付けられる期間が終了する。
(180 [deg] -30 [deg]) / 180 [deg] = 0.833
つまり、半周期の180度に対し、半周期の始めと終わりに約30度の位相を残して、特徴付けられることを示すものである。基準値が40%の場合には、この位相は約24度であり、60%の場合には約35度である。
尚、上記説明においては、理論的裏付けの説明を容易にするためにセンサ出力を正弦波として説明したが、三角波やその他の歪んだ波形の場合には、設計値や計測結果から、それぞれの波形に対応した割合を適用すればよい。
例えば、周波数は同等であっても、センサ出力W1の振幅値が小さい場合には、所定の基準値を超える期間が短くなり、その結果、所定の継続時間を超えない場合がある。このような場面を考慮して、所定の継続時間を短い時間とすると、挟み込みによるものではなく、振幅が大きく、周波数が高い波形の場合に、挟み込みと判定する可能性が生じる。ここで、例えば、振幅が大きい場合と小さい場合との2種類、あるいは振幅が大きい場合、中間の場合、小さい場合の3種類の所定の基準値を設定し、それぞれに対し、ほぼ同じ値の所定の継続時間を設定する。そして、それぞれの基準値を超えて特徴付けられた期間について、所定の継続時間を超えたか否かが判定され、これらを総合して判断されれば、挟み込みがさらに精度よく検出される。
図15や図17に回路構成例を示し、上述したように、期間を特徴付ける手段(期間強調手段4A)と、振幅を評価する手段とを同一の所定の基準値E4を利用して簡単な構成で兼用化できるため、所定の基準値を複数設けても規模を著しく増大させることはない。
図18は、第四及び第五構成例の異常判定手段7の回路構成例を示す図である。図16及び図18に示すように、異常判定手段7は、センサ出力(波形W1)の振幅が、期間強調手段4Aが用いる所定の基準値(電位差A)よりも大きい値である所定の上限値(電位差B)以上である場合に、センサ出力(波形W1)が異常であると判定する。ノイズ性の信号などは、非常に大きな振幅を有する場合があり、異常判定手段7を利用して、このようなノイズ性の信号を抑制することができる。図13のように振幅方向の頂上部が電源電圧やグラウンドでクリップされている場合には、異常判定手段7において異常であると判定されることになる。ただし、クリップ電圧が電源電圧やグラウンドではなく、上限値(電位差B)を超えない振幅の波形であった場合には、当然異常であるとは判定されない。
継続時間判定手段5Aでは、期間強調手段4Aにおいて特徴付けられた正弦波状のセンサ出力波形W1が基準値以上の振幅を有する期間の継続時間を測定する。そして、この継続時間が所定の継続時間を超えているか否かによって、センサ出力波形W1の周波数が所定の周波数よりも低周波数であるか否かを判定する。換言すれば、継続時間は、上述したようにセンサ出力の一周期の内の割合(何%か)を示している。従って、継続時間の測定によりセンサ出力の周期(周波数)を判定し、センサ出力の周波数が所定の周波数よりも低周波数であるか否かを判定していることと等価である。
尚、期間強調手段4Aとして、図15や図17に示したような比較器43を用いた場合には、特徴付けられたパルスは時刻t6で立ち上がり、時刻t7で立ち下がる。従って、フリップフロップやマルチバイブレータ等のエッジ検出器、タイマー等を組み合わせた時間計測回路や、マイクロコンピュータ等に波形W5の信号を入力することによって、基準値以上の振幅を有する期間(=t7−t6)を算出することができる。
また、所定の基準値E4は、センサ出力W1が充分な振幅を有しているか否かを判定可能なしきい値と兼ねられている。従って、継続時間判定手段5Aは、センサ出力W1の周波数と振幅との双方により、挟み込みを判定することができる。また、判断手段6は、センサ出力W1の周波数と振幅との双方により、挟み込みを判断することができるともいえる。
判断手段6は、これらを総合して判断することにより、より精度の高い判断ができる。例えば、大きい振幅値に対して設定された基準値E4に対しては、継続時間が所定のしきい値を超えないが、小さい振幅値に対して設定された基準値E4に対しては、継続時間が所定のしきい値を超えた場合、挟み込みにより振幅の小さいセンサ出力W1があったと、判断する。
尚、上記説明においては、理論的裏付けの説明を容易にするためにセンサ出力を正弦波として説明したが、三角波やその他の歪んだ波形の場合には、設計値や計測結果から、それぞれの波形に対応した割合を適用すればよい。
また、図19〜20に示すように、センサ1の出力をA/Dコンバータ8にてデジタル変換し、このデジタルデータを用いて、上記と同様の処理を行うことも可能である。つまり、図19に示すように、期間強調手段4A、継続時間判定手段5A、異常判定手段7、判断手段6を全て、マイクロコンピュータ9Aにおいてプログラムを実行することによって実現してもよい。また、A/Dコンバータ8が内蔵されたマイクロコンピュータ9Bを用いてもよい。即ち、各手段は機能としての分担を示すものであって、必ずしも物理的に独立している必要はない。アナログ回路、デジタル回路、プログラムなど、種々の方法によってその機能が実現されれば充分である。以下、本発明の第五構成例に係る信号処理方法を図21に示すフローチャートに基づいて説明する。
本発明に係るセンサの信号処理システムは、種々の事象を検知するセンサに適用することが可能である。以下、上記説明した実施形態による信号処理システムを、衝撃や振動により発生する外力を検知して電圧信号を出力する圧電センサを備えた圧電センサシステムに適用した場合の例について説明する。圧電センサは、物質の圧電効果による電気分極を利用したセンサであり、電気分極により発生した、例えば正弦波や三角波(歪んだ波形も含む)のような振動する電圧信号の周波数及び電圧の大きさによって加えられた外力を検出する。図23に示すように、圧電センサ1Aの基本構造は、圧電体113を二つの電極111と112とで挟んで、両極間の電圧を検出するように構成するものである。ここでは、圧電効果を有する圧電セラミックスの粉末と樹脂等とを混合し、全体を被覆114で覆ってケーブル状の構造としている。また、基本的には振動や衝撃等の外部の圧力によって発生する電圧出力を処理すればよく、信号回路の構成も簡潔で利用し易いセンサである。
尚、圧電センサを用いた挟み込み検出装置では、圧電センサの出力の大きさと周波数とから、物体の挟み込みを検出すると、より正確である。本発明の第一構成例に係る信号処理システムは、基本的にはセンサ出力の周波数を検出する機能を受け持つものである。この場合、センサ出力の大きさを判定する機能は他に備えられていればよい。
図22は、開閉する装置に圧電センサを配設する一例を示す斜視図である。以下、開閉する装置として車両のスライドドア装置を示し、ドア300の端部に沿って圧電センサ1Aを配設した場合の例を用いて説明する。圧電センサ1Aの出力は微弱であるから、検出部の回路への伝送線は短い方がよい(図24参照)。従って、ドア300の端部に沿って圧電センサ1Aを配設した場合、検出部100の回路はドア300内に備えるとよい。ここで、検出部100の回路とは、本発明の信号処理システムの変換手段2、推定手段3、強調手段4、期間強調手段4A、判定手段5、継続時間判定手段5Aや、変換手段2とセンサ1との間の信号入力手段などが相当する。本発明の第五構成例に係る信号処理システムは、図24に示す検出部100の回路(検出回路)が有する信号処理部11に相当する。
検出部100において種々の信号処理が施されるので、検出部100とECU200とは、ある程度離れて配置されていても問題はない。従って、ECU200は、車体側に配置される場合もある。例えば、図24に示すように3本のケーブルによって、あるいは2本のケーブルによって、検出部100と、ECU200とが接続される。
振幅中心E1:1.5V
所定の基準値(振幅の基準値)としての電位差A:0.3V
比較器43Hのしきい値電圧E4H:1.8V
比較器43Lのしきい値電圧E4L:1.2V
所定の上限値としての電位差B:1.0V
比較器71Uのしきい値電圧EU:2.5V
比較器71Lのしきい値電圧EL:0.5V
基準となる時刻t7−時刻t6の時間:15ms
所定の上限値としての電位差Bに関しても同様である。特に、電位差Bに関しては、不適切な信号を排除する目的のために設けられるので、適切な信号を評価するための電位差Aを最適な状態で設定できることが優先される。
電圧信号Sは、マイクロコンピュータ6Aからみても、Hは電圧VDD(=VCC)、LはECU200のグラウンドFG(=VG)である。従って、一定期間の直流成分でH又はLの状態を示す電圧信号が正確にマイクロコンピュータ6Aに伝達される。
3 :推定手段
4 :強調手段
4A:期間強調手段
5 :判定手段
5A:継続時間判定手段
6 :判断手段
W1:センサ出力の波形
W2:変換手段の出力波形
Claims (10)
- センサ出力の周波数に基づいて、被検知事象を判断するセンサの信号処理システムであって、
前記センサ出力を振幅中心を基準として方形波状に変換する変換手段と、
この変換手段の出力に基づいて前記センサ出力の周波数を推定すると共に、前記センサ出力が前記被検知事象を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを推定する推定手段と、
この推定手段の出力に基づいて被検知事象を判断する判断手段と、
を備えたセンサの信号処理システム。 - センサ出力の周波数に基づいて、被検知事象を判断するセンサの信号処理システムであって、
前記センサ出力を振幅中心を基準として方形波状に変換する変換手段と、
前記センサ出力の振幅方向の頂上部を特徴付ける強調手段と、
前記変換手段と前記強調手段との出力に基づいて前記センサ出力の周波数を判定すると共に、前記センサ出力が前記被検知事象を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する判定手段と、
この判定手段の出力に基づいて被検知事象を判断する判断手段と、
を備えたセンサの信号処理システム。 - 前記センサ出力の振幅方向の頂上部を特徴付ける強調手段と、
前記変換手段と前記強調手段との出力に基づいて前記センサ出力の周波数を判定すると共に、前記センサ出力が前記被検知事象を判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する判定手段と、が備えられ、
前記判断手段は、前記推定手段及び前記判定手段の出力に基づいて被検知事象を判断する請求項1に記載のセンサの信号処理システム。 - 前記推定手段は、
前記被検知事象を判断するための所定周波数に基づいて定められる時定数に応じて、前記変換手段の出力を積分する積分器と、
前記センサ出力が前記所定周波数よりも低い周波数の場合に前記積分器の出力波形がそのピークに達するまでに超えることができる値に設定されたしきい値を有する比較器と、を備え、
前記積分器の出力が前記しきい値を超えることによって、前記センサ出力が前記所定周波数より低周波数であることを推定する請求項1又は3に記載のセンサの信号処理システム。 - 前記強調手段は、前記センサ出力の前記頂上部近傍を狭幅なパルスに変換する比較器である請求項2又は3に記載のセンサの信号処理システム。
- 開閉する装置に機械的な外力に応じた電圧を出力する圧電センサを備え、この圧電センサのセンサ出力の周波数に基づいて、前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断するセンサの信号処理システムであって、
挟み込み発生時に想定される前記センサ出力の想定振幅値に基づいて所定の基準値が定められ、
前記センサ出力が前記所定の基準値以上の振幅を有する期間を特徴付ける期間強調手段と、
前記期間強調手段によって特徴付けられた期間の継続時間に基づいて前記センサ出力の周波数を判定すると共に、前記センサ出力が前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断するための所定周波数より低周波数であるか否かを判定する継続時間判定手段と、
この継続時間判定手段の出力に基づいて前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断する判断手段と、
を備えたセンサの信号処理システム。 - 前記所定の基準値は、振幅中心から振幅方向の頂上部側に対して、前記想定振幅値の40%〜60%の値として設定される請求項6に記載の信号処理システム。
- 前記センサ出力の振幅が、前記基準値よりも大きい値である所定の上限値以上の場合に前記センサ出力が異常であると判定する異常判定手段が備えられ、
前記判断手段は、前記異常判定手段と前記継続時間判定手段との出力に基づいて前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断する請求項6又は7に記載のセンサの信号処理システム。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載のセンサの信号処理システムが備えられ、
前記センサは、機械的な外力に応じた電圧を出力する圧電センサであり、
この圧電センサが備えられた開閉する装置に生じる機械的な外力を検出することによって、前記被検知事象として、前記開閉する装置に物体が挟み込まれたか否かを判断する挟み込み検出システム。 - 前記開閉する装置は、車両のスライドドアであり、前記圧電センサは、可動する前記スライドドアの端部に配設される請求項9に記載の挟み込み検出システム。
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